DE2451509A1

DE2451509A1 - Gegen bakterielle desaminierung geschuetzte eiweiss-futtermittel

Info

Publication number: DE2451509A1
Application number: DE19742451509
Authority: DE
Inventors: Roland Froede; Heinz Singer
Original assignee: MILKIVIT TROUW GmbH
Current assignee: MILKIVIT TROUW GmbH
Priority date: 1974-10-30
Filing date: 1974-10-30
Publication date: 1976-05-06
Also published as: NL184554B; FR2289121A1; DE2451509B2; NL184554C; ATA824475A; DE2451509C3; FR2289121B1; IT1056304B; AT351348B; NL7512573A

Description

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Anmelder: Milkivit-Werke A. Trouw GmbH, 4-o54 Nettetal 2,
Dellerweg

Anlage zur Eingabe vom 24-.Io.1974-Pat/416/üh-Hx.

Gegen bakterielle Desaminierung geschützte
Eiweiß-Futtermittel.

Die Erfindung betrifft gegen bakterielle Desaminierung im Vormagen von Wiederkäuern geschützte Futtermittel auf Eiweißbasis und das Verfahren zu deren Herstellung.

Bekanntlich werden bei Wiederkäuern, die in den Futtermitteln vorhandenen natürlichen Eiweißverbindungen wie auch synthetische Proteine und sonstige Stickstoffverbindungen nur sehr unvollkommen ausgenützt. Das ist im wesentliehen darin begründet, daß die im Pansen, einem der Mägen des Wiederkäuers, vorhandenen Bakterien die Eiweißverbindungen weitgehend bis zum Ammoniak hin abbauen,' .jedoch nicht in der Lage sind, die Gesamtmenge des durch ihre Tätigkeit gebildeten Ammoniaks zu arteigenen Proteinen aufzubauen, die dann in den vAteren Abschnitten des Verdauungstraktes verdaut und resorbiert werden. Auf diese Weise geht ein großer Anteil Eiweißverbindungen des Futtermittels verloren, indem das sich daraus im Pansen bildende Ammoniak durch den Organismus mit dem Urin ausgeschieden wird. Je nach Art des Eiweißfuttermittels schwankt die Menge an nicht ausgenutztem
Eiweiß bzw. dessen Aminosäuren. Sie beträgt aber häufig mehr
als 5o % - manchmal sogar bis zu 8o %,

Es sind deshalb schon wiederholt Vorschläge gemacht worden, diese Verschwendung wertvoller und ernährungsphysiologisch so bedeutenden Eiweißverbindungen zu reduzieren. So \d.rd in der

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deutschen Patentschrift 1 692 44-1 vorgeschlagen, die Eiweißverbindungen mit gerbenden Substanzen, wie Tannin oder Aldehyden umzusetzen, so daß praktisch sämtliche Amino- bzw. Amidgruppen geschützt sind, dadurch den Pansen ohne Abbau passieren und dann in den nachfolgenden Teilen des Ve^dauungstraktes zur Verfugung stehen. Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß dabei das Eiweiß zur Gänze denaturiert und umstrukturiert wird und daß für diese Durch-und-durch-Umsetzung erhebliche Wassermengen und lange Zeiten erforderlich sind. Diese bei der vorausgehenden Quellung aufgenommenen Wassermengeii müssen in einem anschliessenden Trocknungsprozeß wieder entfernt werden. Dabei ist hinsichtlich der Temperatur eine Beschränkung auf 8o Grad erforderlich, um eine Schädigung der Eiweißverbindungen zu vermeiden. Das erfordert aber lange Trocknungszeiten und macht damit das Verfahren kostspielig und unwirtschaftlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegen bakterielle Desaminierung geschütztes Futtermittel auf Eiweißbasis zu schaffen, das obige Nachteile nicht aufweist und das es insbesondere ermöglicht, den überwiegenden Teil der Eiweißverbindungen chemisch unverändert in Labmagen und Darm zu überführen und das den Aufwand einer längeren nachträglichen Trocknung zum Austreiben von Wassermengen nicht erfordert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein gegen bakterielle Desaminierung im Vormagen von Wiederkäuern geschätztes Futtermittel auf Eiweißbasis gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die eiweißhaltigen Futtermittel durch eine durch Umsetzung mit kurzkettigen aliphatischen Aldehyden bzw. Aldehydabspaltern gebildete Oberflächenschicht vor dem Abbau im Pansen geschützt sind.

Der ganz wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Futtermittels besteht darin, daß die Eiweißpartikel oberflächlich weitgehend

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geschützt sind, damit im Pansen nicht desaminiert werden, sondern unabgebaut den Labmagen und Darm erreichen und dort f ermentativ abgebaut und resorbiert werden. Da die überwiegende Menge der Proteine durch die Oberflächenschicht zwar geschützt, aber in ihrer chemischen Struktur nicht verändert ist, steht sie andererseits für den fermentativen Abbau und die Resorption unbeeinträchtigt zur Verfügung.

Damit entgehen die wertvollen nativen FuttereiweiJftJe dem mikrobiellen verlustreichen Abbau im Pansen und stehen voll zur Verfügung, Diesem Umstand kommt aus zweierlei Gründen erhebliche Bedeutung zu. Einmal haben Wiederkäuer wie z.B. Mastrinder zur Zeit ihres größten Wachstums einen erheblichen zusätzlichen Bedarf an Aminosäuren. Zum anderen stimmt das Aminosäuremuster des Mikrobeneiweißes im Pansen, das dann im Labmagen und Darm zur Verfügung steht, nicht überein mit dem optimalen Aminosäuremuster des Wiederkäuers und ist beispielsweise durch einen ziemlich tiefliegenden Wert an Methionin charakterisiert. Aus diesem Grund ist Methionin in der Wiederkäuerernährung ein limitierender Faktor. Der Zusatz synthetischen Methionins in die Futterration ist zwecklos, nachdem dieses Methionin ebenfalls von den Bakterien abgebaut wird, teilweise als Schwefelquelle Verwendung findet, aber jedenfalls nicht im vollen Umfange in das Bakterienprotein eingebaut wird, so daß also das Bakterienprotein in seiner Zusammensetzung durch Methioninzulagen nicht zu verbessern ist. Andererseits enthält Fischmehl relativ viel Methionin, so daß sich das effektive Methioninangebot für den Wiederkäuer wesentlich erhöht, wenn das Eiweiß des Fischmehls durch die erfindungsgemäße Oberflächenschutzschicht geschützt den Labmagen erreicht.

Es ist weiter von großem Vorteil, daß durch das vermehrte Aminosäureangebot in Labmagen und Darm mehr endogener Harnstoff aus dem rumino-ijepatitischen Kreislauf in den Pansen zurückfließt und dort zusätzlich, zur Verfügung steht.

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Zweckmäßig werden nur bis zu maximal 70 Gew.-% des insgesamt erforderlichen Eiweißes in der vor Abbau im Pansen geschützten Form zur Fütterung eingesetzt und der restliche Bedarf aus dem G-rundfutter gedeckt wie aus Mais- oder Grassilage und Getreide. Dadurch erhalten die Pansenbakterien zur Aufrechterhaltung ihres Stoffwechsels genügend Stickstoff.

Ein sehr wesentlicher Bestandteil der Erfindung liegt in dem Verfahren zur Erzeugung des nur oberflächlichen Schutzes der Eiweißverbindunge. Keinesfalls darf, wie bei dem vorbekannten Verfahren, durch Verwendung großer Vassermengen und langer Einwirkungszeiten eine Quellung und vollkommene Umsetzung der Eiweißverbindungen bewirkt werden, die alle oben aufgezeigten Nachteile mit sich bringen würde und den Aufwand der Trocknung erheblicher Vassermengen erfordert.

Das bevorzugte Verfahren zum Herstellen eines gegen bakterielle Desaminierung im Vormagen von Wiederkäuern geschützten Futtermittels auf Eiweißbasis besteht darin, daß die eiweißhaltigen Futtermittel mit einem Gemisch aus einem inerten anorganischen Material mit großer spezifischer Oberfläche und kurzkettigen aliphatischen Aldehyden bzw. Aldehydabspaltern behandelt werden, was zweckmäßig durch Vermischen über einen Zeitraum von Io bis 3o Minuten erfolgt.

Es ist nicht im einzelnen abgeklärt, worin die hervorragende Eignung des inerten anorganischen Materials zur Erzeugung der oberflächenschicht beruht. Wahrscheinlich liegt sie primär darin, daß das inerte anorganische Material einmal in der Lage ist, große Mengen der kurzkettigen aliphatischen Aldehyde aufzunehmen und zum anderen beim Mischvorgang mit den Eiweißverbindungen die Aldehyde, bzw. Aldehydabspalter an die Eiweißverbindungen heranträgt. Die Aldehyde stehen dadurch optimal für die Oberflächenreaktion zur Verfügung, andererseits sorgt die Verteilung durch

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das inerte anorganische Material dafür, daß es bei einer Oberflächenreaktion bleibt und keine Durchdringung der gesamten Eiweißpartikel wie beim Arbeiten in wässrigen Lösungen erfolgt. Es werden deshalb bevorzugt auch nur so geringe Vassermengen mitverwendet, wie sie für eine gute Durchmischung und Handhabung des Gemisches einerseits und andererseits zur Einbringung von genügenden Mengen Aldehyden unbedingt erforderlich sind. Bei der/bevorzugt zum Unlöslichmachen eingesetzten 3o - 4o %-igen Formaldehydlösung ist im Gesamtgemisch eine Wassermenge zwischen 15 und 25 Gew.-% ausreichend. Diese Wassermenge ist so gering, daß wahrscheinlich beim Mischvorgang und der dabei auftretenden Temperatur eine erhebliche Menge des Aldehyds verdampft und dadurch in Gasform auf die Eiweißverbindungen einwirkt und voraussichtlich diesem Umstand ganz erhebliche Bedeutung für Qualität und Eigenschaften des vor Desaminierung geschützten Eiweißfutters zukommt. Die Wassermenge ist außerdem so gering, daß sie nicht in einem gesonderten Arbeitsgang entfernt werden muß, sondern die erfindungsgemäßen oberflächengeschützten Eiweißfuttermittel direkt weiterverarbeitet werden können, beispielsweise durch Yerpressen und Einmischen in andere Futtermittel, um ein Fertigfutter herzustellen. Durch die beim Preßvorgang auftretende Temperatur wird ohnedies ein Teil der Flüssigkeit verdampft und vor allem der Rest an Aldehyd ausgetrieben.

Als inertes anorganisches Material mit großer spezifischer Oberfläche findet bevorzugt amorphe Kieselsäure Verwendung, die gegenüber anderen denkbaren Materialien wie <£-Aluminiumoxid nachfolgende Vorteile aufweist. Sie hat ein sehr großes Absorptionsvermögen, so daß z.B. mit 3o bis 4o %-iger Formaldehydlösung (Formalin) sehr konzentrierte Mischungen hergestellt werden können. Bevorzugt finden zur Behandlung der Eiweißverbindungen Gemische aus 3o bis 5° Gew.-% amorpher Kieselsäure und 7o bis 5o Gew.-% 3o bis 4-0 %-iger Formaldehydlösung Verwendung, vorzugsweise ein Kieselsäure-Formalinverhältnis von 4o : 60.

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Amorphe Kieselsäure ist physiologisch neutral und ist als Fließhilfsstoff futtermittelrechtlich zugelassen. Da die Kieselsäure z.B. mit Formalin keine chemische Bindung eingeht, wird es zwar genügend festgehalten zum Herantrasport an die Eiweißverbindungen, wird seiner größeren Affinität zur organischen Substanz wegen dann aber leicht abgegeben und von den Eiweißverbindungen gebunden.

Als Aldehyde bzw. Aldehyde abspaltende Substanzen kommen grundsätzlich alle niederen aliphatischen Aldehyde wie Formaldehyd, Acetaldehyd, Glyoxal, Glutaraldehyd oder beispielsweise als Aldehydabspalter Hexamethylentetramin in Betracht.

Als bevorzugt geeignet hat sich jedoch wegen seiner beträchtlichen Wasserlöslichkeit und damit einfachen Handhabung Formaldehyd in der handelsüblichen Form einer 3o bis 4-0 %-igen Lösung als Formalin erwiesen, das wahrscheinlich noch den Vorteil hat zumindest teilweise über die Dampfform zu reagieren. Die damit erreichte Oberflächen-Schutzwirkung beruht wahrscheinlich darin, daß sich Methylenbrücken zwischen den Peptidgruppen ausbilden, die die bakterielle Desaminierung im Pansen blockieren, im sauren Milieu des Labmagens dann aber wieder zerlegt werden. Auch im Hinblick auf die Leichtigkeit der Vieder-Freilegung des Proteins im Labmagen zeigt sich das TJmsetzungsprodukt mit Formaldehyd dem mit anderen Aldehyden überlegen.

Die erforderliche Menge an Aldehyden ist weitgehend von der Art und chemischen Struktur der zu schmutzenden Eiweißarten abhängig und von der Art der eingesetzten Eiweißfuttermittel. So wird beispielsweise für Fischmehl annähernd die dreifache Menge an Aldehyden benötigt als bei Sojaschrot. Leinschrot liegt im Aldehydbedarf ungefähr in der Mitte zwischen beiden.

Das Futtermittel selbst enthält nach dem Vermischen und Erzeugung der Oberflächenschutzschicht unverändert das dafür mitverwendete

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Inerte anorganische Material und ist deshalb gekennzeichnet durch einen Gehalt von 1,5 - 15 Gew.-% an inertem anorganischen Material als Aldehydüberträger - bezogen auf das Gewicht der ursprünglichen Eiweißverbindungen, bevorzugt liegt dieser Gehalt bei 2 bis 9- Gew.-%. Er richtet sich zwangsläufig nach der Art des Futtermitteleiweißes, da die verschiedenen Arten unterschiedliche Mengen an Aldehyd benötigen, was sich durch einfache Versuche empirisch ermitteln läßt. Aus den oben bereits erwähnten Gründen enthält das Futtermittel als Aldehydüberträger und esg anorg. Material bevorzugt amorphe Kieselsäure.

Nachfolgend wird das Verfahren zur Herstellung des Futtermittels auf Eiweißbasis nach der Erfindung an einem Beispiel näher beschrieben:

In einem weitgehend luftdichten Mischer werden 2 kg amorphe Kieselsäure und 3 kg 3o %-ige Formaldehydlösung miteinander vermischt und in diese Formalin-Kieselsäure-Vormischung ein Gemisch aus 43 kg Soja.-.vhrot und 7 kg Fischmehl eingetragen und 2o Min. gemischt.

Für die Bereitung eines hochwertigen Beifutters werden zu 68o kg des so erhaltenen Gemisches von geschütztem Eiweiß 9o kg Diealiciumphosphat

3o kg Natriumbicarbonat

4-0 kg Kohlensaurer Kalk

7o kg Melasse

4-0 kg Mineralstoff-, Spurenelement- und Vitamin-Vormischung zugemischt und daraus Pellets in einer Größe von 7 — 9 nun gepreßt,

Für ein Tier von einem Lebendgewicht von 4-oo - 5°o kg werden der Tagesfutterration aus 22 kg Maissilage und 2 kg Getreide 5oo g dieses hochwertigen Beifutters zugemischt.

Vergleichsversuche zwischen behandeltem und nicht behandeltem Eiweißfutter werden wie folgt durchgeführt.

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Die Proben wurden zunächst 15 Stunden in natürlichem Pansensaft inkubiert (bei 38° G) und der freigewordene Proteinanteil bestimmt. Anschlißend wurden die Rückstände wiederum 15 Stunden

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auf künstlichem Magensaft nach Merck angesetzt unddabei erzielte Rückstand wiederum auf künstlichen Darmsaft nach Merck inkubiert.

43o g Sojaschrot 7o g !Fischmehl (unbehandelt)

43o g Sojaschrot 7o g Fischmehl

(beh. nach erfindgsgem. Verfahren)

Proteingehalt:	2	,3	44	g	,96 %	O	,2	S	42,28	%
Einsatz in Pansensaft	6	,6		g	20 g	8	,3	g	20	g
Pansensaft:			180 ml			180	ml
Proteineinsatz:		8	,99 g			8,46	g
gelöstes Protein:		= 25,58 %			= 2,36 %
ungelöstes Protein:		- 73,41 %			» 98,Io %

Einsatz in Darmsaft nach Inkubation in Magensaft:

gelöstes Protein: ungelöstes Protein:

4,84 g

1,97 g

2,94 g = 6o %

5,27 g

1,63 g 3,54 g » 67 %

Aus diesem Versuch isb eindeutig zu ersehen, daß das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelte Protein im Pansensaft nur zu 2,36 % gelöst wird, während unbehandeltes Protein derselben Zusammensetzung zu 25,58 % gelöst wurde. Außerdem ist ersichtlich, daß nach Behandlung in künstlichem Magen- und Darmsaft der Anteil an gelöstem und ungelöstem Protein in beiden Proben beinahe dieselben Werte erreicht. Dabei ist jedoch darauf hinzuweisen, daß diese in Vitro durchgeführten Vergleichsversuche nicht gleichgesetzt werden können mit den wesentlich komplexeren Vorgängen in Vivo, wo beispielsweise die Stickstoffverluste durch Abbau im Pansen noch viel größer sind. Sie zeigen aber zumindest ani Wert der Löslichkeit des Proteins bereits

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NACHQEREICHT

die hervorragende Schutzwirkung durch die erfindungsgenä3e Behandlung.

Die Verwendung der Erfindung kann durch gesetztliche Bestimmungen, insbesondere durch das Futtermittelgesetz, beschränkt sein.

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Claims

Anmelder: Milkivit-Werke A. Trouw GmbH, 4-o54 Nettetal 2, Dellerweg

Pat/416/Uh-Hx.

Patentansprüche.

(T), Gegen bakterielle Desaminierung im Vormagen von Wiederkäuern geschützte Futtermittel auf Eiweißbasis, dadurch gekennzeichnet, daß die eiweißhaltigen Futtermittel durch eine durch Umsetzung mit kurzkettigen aliphatischen Aldehyden bzw. Aldehydabspaltern gebildete Oberflächenschicht vor dem Abbau im Pansen geschützt sind.
2. Futtermittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Gemisch von oberflächengeschützten Eiweißverbindungen und 1,5 bis 15 Gew.-% inertem anorganischem Material als Aldehydüberträger - bezogen auf das Gewicht der. ursprünglichen Eiweißverbindungen.
3. Futtermittel nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das inerte anorganische Material amorphe Kieselsäure ist.
4. Verfahren zum Herstellen eines gegen bakterielle Desaminierung im Vormagen von Wiederkäuern geschützten Futtermittels auf Eiweißbasis nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Futtermittel auf Eiweißbasis mit einem Gemisch aus einem inerten anorganischen Material mit großer spezifischer Oberfläche und kurzkettigen aliphatischen Aldehyden 10 bis 30 Minuten vermischt werden.
5· Verfahren nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß das Futtermittel auf Eiweißbasis in einem gasdichten Gefäß mit einem Gemisch aus amorpher KiessLsäure und wässriger, 30 bis 40 %-iger Formaldehydlösung vermischt wird.

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6. Verfahren nach Anspruch 4- und 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Futtermittel auf Eiweißbasis mit einem Gemisch aus 30 bis 50 Gew.-% amorpher Kieselsäure und 70 bis 50 Gew.-% 30 bis 40 %-iger Formaldehydlösung vermischt wird.

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