DE2648647C2

DE2648647C2 -

Info

Publication number: DE2648647C2
Application number: DE2648647A
Authority: DE
Inventors: Herbert J. New Richmond Wis. Us Rebhan; Elmer F. Northbrook Ill. Us Glabe
Original assignee: FOOD TECHNOLOGY PRODUCTS CHICAGO ILL US
Current assignee: FOOD TECHNOLOGY PRODUCTS CHICAGO ILL US
Priority date: 1975-11-06
Filing date: 1976-10-27
Publication date: 1988-02-04
Also published as: AU1891176A; GB1510038A; CA1067745A; AU496866B2; FR2330331B1; NL7610645A; DE2648647A1; FR2330331A1; US4015018A

Description

Die Erfindung betrifft ein Zusatzmittel für die Herstellung von Gärfutter und seine Verwendung zur Gärfutterherstellung.

Die Herstellung von Gärfutter, die auch als Silierung bekannt ist, erfolgt durch Ernten von mehrjährigen Pflanzen, wie Alfalfa, Klee, Luzerne und Gras und von einjährigen Pflanzen, wie Sudangras, Getreidegras, Timothy, Bluestem und Mais. Die Ernte erfolgt in dem idealen Reifezustand der einzelnen Pflanzen. Der beste Feuchtigkeitsgehalt für die Herstellung von Gärfutter liegt bei etwa 65 bis 75 Gew.-% für die Silierung von Mais, 50 bis 60 Gew.-% für Hülsenfrüchte und die Grassilierung in großen Silos bei feiner Zerkleinerung und 60 bis 70 Gew.-% für kleinere Silos und Behälter.

Für die Silierung werden die Pflanzen zu Teilchen mit einer Länge von etwa 1,25 cm oder weniger, aber nicht kleiner als 0,6 cm zerkleinert. Üblicherweise werden Silos aus Beton für die Herstellung des Gärfutters verwendet. Einige dieser Silos besitzen im Inneren einen Glasüberzug.

Nach dem Einbringen der zerkleinerten Pflanzen werden in den Silos Zuckerbestandteile dieser Pflanzen durch Hefen zum Teil in Kohlendioxid und Wasser umgewandelt, wobei gleichzeitig Wärme entwickelt wird. Wegen der begrenzten Sauerstoffzufuhr wird ein Teil der Zucker in Äthylalkohol verwandelt, der dann seinerseits zu Essigsäure durch Bakterien weiter umgewandelt wird.

Die Bildung von Essigsäure schreitet so lange voran, bis die Konzentration so hoch ist, daß das Wachstum der Bakterien durch die Essigsäure beeinträchtigt wird. Dadurch nimmt die Anzahl der Bakterien ab und die Bildung von Essigsäure kommt zum Stillstand.

Gleichzeitig mit der Bildung von Essigsäure entsteht durch Einwirkung von anderen Bakterien Milchsäure aus den Zuckerbestandteilen der Pflanzen.

Der gesamte Gärungsvorgang benötigt in der Regel etwa 20 Tage. Wenn die Gärung richtig verlaufen ist, ist der gesamte Sauerstoff in dem Silo oder einem entsprechenden anderen Behälter verbraucht. Außerdem enthält das entstandene Gärfutter in dem Silo relativ große Mengen an Essigsäure und an Milchsäure. Diese Kombination von Bedingungen und Stoffen verhindert das Wachstum von Pilzen, da das Pilzwachstum durch das saure Medium inhibiert wird und auch die an Sauerstoff arme Atmosphäre im allgemeinen das Pilzwachstum verhindert, da Pilze aerobe Organismen sind.

Wenn die Gärung nicht richtig verlaufen ist, hat sich in der Regel eine nicht ausreichende Menge an Milchsäure gebildet, wodurch es zur Bildung von Buttersäure kommt. Außerdem hat das Fehlen einer ausreichenden Menge an Milchsäure eine Herabsetzung des Proteingehaltes und von anderen Nährstoffen in dem Gärfutter zur Folge, wodurch der Nährwert des Futters allgemein absinkt.

Aus der DE-AS 10 48 132 ist die Verwendung von Komplexsalzen der Essigsäure mit Formiaten und Acetaten zum Silieren von Futtermitteln, pflanzlicher oder tierischer Herkunft bekannt. Diese Komplexsalze werden den zu konservierenden Futtermitteln in einer Menge von 0,1 bis 2% zugesetzt.

Die DE-PS 8 36 736 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gärfutter, bei dem gehäckseltes und geschrotetes Stroh mit nicht dehydratisierter Molke durchtränkt, durch Erhitzen aufgeschlossen und anschließend mit Milchsäurebakterien durchsäuert wird. Zur Erhöhung des Nährwertes des so erhaltenen Gärfutters wird empfohlen, die Molke mit Nährstoffen, wie Zuckermelasse oder Waschwässern von Konservenfabriken, anzureichern.

Da die bekannten Siliermittel und Silierverfahren, insbesondere hinsichtlich der unerwünschten Herabsetzung des Proteingehalts, während der Silierung nicht befriedigen, stellt sich die Aufgabe, ein verbessertes Zusatzmittel für die Herstellung von Gärfutter zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird gemäß den Patentansprüchen gelöst.

Gegenstand der Erfindung ist deshalb ein Zusatzmittel für die Herstellung von Gärfutter mit einem Gehalt an Natriumdiacetat, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es 40 bis 75 Gew.-% Natriumdiacetat, mindestens 15 Gew.-% dehydratisierter Molke und gegebenenfalls als weitere chemisch inerte verträgliche Bestandteile Anti-Anfeuchter und Anti-Staubmittel aufweist.

Die Erfindung umfaßt auch die Verwendung dieses Zusatzmittels zur Gärfuttermittelherstellung in einer Menge von 0,25 bis 10 kg Natriumdiacetat pro 100 kg der zur Gärfutterherstellung verwendeten Pflanzen.

Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Zusatzmittels wird in üblicher Weise vorgegangen. Die für die Silierung herangezogenen Pflanzen werden in grünem Zustand zerkleinert, bevor eine wesentliche Trocknung eingetreten ist. Dann werden diese zerkleinerten Pflanzen mit dem erfindungsgemäßen Zusatzmittel innig gemischt und anschließend in einem Silo oder in einem anderen geeigneten Behälter vergoren. Das erhaltene Gärfutter eignet sich zum Füttern von Mastrindern, Milchkühen, Schafen und anderen wiederkäuenden Tieren.

Das Natriumdiacetat ist für Menschen und Tiere verträglich und setzt sich beim Stoffwechsel direkt zu Kohlendioxid und Wasser um, ohne daß ein Rückstand in den Geweben zurückbleibt. Es wirkt auf die zur Herstellung von Gärfutter verwendeten Ausrüstungen nicht korrodierend ein und ist leicht handhabbar.

Eine wesentliche Eigenschaft des Natriumdiacetats besteht darin, daß es das Wachstum von Pilzen verhindert, ohne das Wachstum von Bakterien und Hefen zu beeinträchtigen. Außerdem ist vorteilhaft, daß das Natriumdiacetat durch Hydrolyse zusätzliche Essigsäure zur Verfügung stellt und dadurch den Anteil dieser erwünschten Verbindung im Gärfutter erhöht. In diesem Zusammenhang ist von Interesse, daß das Essigsäuremolekül für die Bildung von Butterfett durch biochemische Vorgänge in den Milchdrüsen der Kühe von Bedeutung ist.

Dehydratisierte Molke erhält man durch Trocknung der flüssigen Molke. Die flüssige Molke ist das wichtigste Nebenprodukt bei der Käseherstellung und man erhält sie nach der Entfernung von Kasein und Fett aus der Milch bei der Käseherstellung. Die verbleibende Flüssigkeit, die Käse, Lactose und Lactoalbumin und geringere Mengen an Fett und mineralischen Bestandteilen enthält, hat in der Regel einen Wassergehalt von höher als 90%. Für die Trocknung verwendet man in der Regel die Sprühtrocknung, doch können auch andere Trocknungsverfahren benutzt werden. Eine typische Analyse von dehydratisierter Molke ist nachstehend angegeben:

Feuchtigkeit 4,5% Protein*)12,9% Fett 1,1% Gesamt-Kohlenhydrat**)73,5% Asche (Calcium, Phosphor, Eisen) 8,0%

*) 50% Lactoalbumin
**) Das Kohlenhydrat besteht nahezu vollständig aus Lactose und nur ein Bruchteil eines Prozents ist Dextrose.

In der Regel enthalten die zur Gärfutterherstellung herangezogenen Pflanzen mindestens 40% Wasser.

Wie bereits festgestellt wurde, kann Gärfutter aus einer großen Anzahl von grünen Pflanzen vor ihrer natürlichen Trocknung hergestellt werden. Die geernteten Pflanzen werden in kleine Stückchen zerkleinert und in einen Silo oder einen anderen Behälter eingeführt, wo die Gärung in der bereits geschilderten Weise stattfindet.

Natriumdiacetat stellt in Kombination mit dehydratisierter Molke ein ideales Mittel für die Unterstützung der Gärung dar und fördert die Bildung der wichtigen Essigsäure und Milchsäure in der ersten Stufe der Gärung und verhindert andererseits die Bildung der unerwünschten Buttersäure. Es gibt gewisse Anhaltspunkte dafür, daß Natriumdiacetat mit der Lactose der Molke reagiert, wobei zusätzliche Milchsäure gebildet wird.

Ein typisches Zusatzmittel für die Herstellung von Gärfutter gemäß der Erfindung ist nachstehend angeführt:

Tabelle I

BestandteileGewichtsteile

Natriumdiacetat 50,0% sprühgetrocknete Molke 35,3% Calciumcarbonat 8,2% Bentonit (eine Silicatverbindung) 5,0% Mineralöl oder Kokosnußöl 1,0% Natriumaluminiumsilicat-Antibackmittel 0,50% 100,00%

In dieser Zusammensetzung sind nur Natriumdiacetat und Molke die wirksamen Komponenten. Calciumcarbonat und Bentonit sind Anti-Anfeuchter für Natriumdiacetat und die Molke. Sie ermöglichen das freie Fließen der Zubereitung und ihre leichte Verteilung. Das Kokosnußöl oder das Mineralöl sind Anti-Staubmittel. Es können auch andere Anti-Anfeuchter und andere Anti-Staubmittel verwendet werden, soweit diese unter den vorliegenden Bedingungen chemisch inert, verträglich und nicht giftig sind. Der Anteil der gegebenenfalls vorhandenen inerten Bestandteile sollte in der Zubereitung bevorzugt 15 Gew.-% nicht übersteigen.

Die Natriumdiacetat-Molke-Zubereitung kann mit Hilfe einer mechanischen Einrichtung eingeblasen oder der Zerkleinerungsvorrichtung in anderer Weise zugeführt werden. Die zerkleinerten Pflanzen werden nach der Zerkleinerung und der Zugabe der Natriumdiacetat-Molke-Zubereitung möglichst bald in den Silo eingebracht. Die Natriumdiacetat-Molke-Zubereitung sollte möglichst gleichförmig in den zerkleinerten Pflanzen verteilt werden. Die zuletzt eingebrachten zerkleinerten Pflanzen sollten bevorzugt einen höheren Feuchtigkeitsgehalt haben. Die Silofüllung kann mit einer Kunststoffolie oder in anderer Weise bedeckt werden.

Die so hergestellten Gärfutter eignen sich für grasfressende Tiere, insbesondere wiederkäuende Tiere, wie Rinder, Ziegen, Schafe und Kamele.

Das bei dieser Erfindung verwendete Natriumdiacetat ist ein Komplexsalz der Essigsäure, das kombinierte, aber undissoziierte Essigsäure enthält, und unter anderem im "Condensed Chemical Dictionary", 8. Ausgabe, van Nostrand, auf den Seiten 798-799 beschrieben ist und im Handel erhältlich ist.

Wie H. Crowley in der 1972 Ausgabe von "Dairy Feeding Handbook" festgestellt hat, hängt die Ausnutzbarkeit der verschiedenen Nährstoffe von pflanzlichen Materialien nicht nur von dem Anteil dieser Materialien in den Pflanzenzellen, sondern auch von ihrer Ausnutzbarkeit ab. Van Soest vom U. S. Department of Agriculture hat die analytische Methode "Saure Detergentien-Analyse von Futtermitteln" ("Acid Detergent Analysis of feeds") zur Verfügung gestellt, aus der sich ergibt, daß eine enge Beziehung der Ausnutzbarkeit des Proteins und dem durch diese Methode bestimmten Protein besteht. Bei dieser Methode wird das ausnutzbare Protein auf Basis der üblichen Feuchtigkeit von 10% berechnet. Dies ist bei der Eiweißbestimmung des Gärfutters zu berücksichtigen, da hier der Feuchtigkeitsgehalt häufig schwankt.

Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen noch näher erläutert. Alle Mengenangaben sind Gewichtsangaben, falls nicht etwas anderes festgestellt wird.

Beispiel 1

Dieses Beispiel enthält einen Vergleichsversuch (Herstellung von Gärfutter ohne den erfindungsgemäßen Zusatz) und zwei Versuche gemäß der Erfindung unter Zusatz vor der Gärung von 1,5 kg des in der Beschreibung angeführten Zusatzmittels auf 1 t der zerkleinerten Pflanzen.

In der folgenden Tabelle II werden die wichtigen Daten des Vergleichsversuchs und von zwei Versuchen gemäß der Erfindung zusammengestellt. Unter "Bewertung des verfügbaren Proteins ist zu verstehen, daß durch die bei der Silierung entwickelte Wärme das Protein fester an die Fasern gebunden wird, wodurch die Ausnutzbarkeit des Proteins reduziert wird. Wie die Tabelle zeigt, bewirken der Zusatz von Natriumdiacetat und Molke eine wesentliche Erhöhung des Gehalts an verfügbarem Protein.

Tabelle II

Die Ergebnisse in der Tabelle II zeigen, daß durch die Zugabe des Natriumdiacetats - dehydratisierte Molke - Zusatzes die Bewertung des verfügbaren Proteins um bis zu 11% erhöht wird. Anders ausgedrückt bedeutet das, daß durch die Anwesenheit dieses Zusatzes die Erniedrigung des zur Verfügung stehenden Proteins bei der Gärung um 11% vermindert wurde.

Beispiel 2

Es wurde eine große Anzahl von Feldversuchen durchgeführt. Dabei zeigten etwa 30 unbehandelte und unvergorene Futterpflanzen eine mittlere Bewertung des verfügbaren Proteins von 81%. Nach der Gärung in dem Silo in üblicher Weise sank die Bewertung des verfügbaren Proteins im Mittel auf 72%. Bei einer ähnlichen Anzahl von Silierungsversuchen wurde die erfindungsgemäße Natriumdiacetat-Molke-Zubereitung in einer Menge von 1,5 kg pro Tonne zugesetzt. Die Bewertung des verfügbaren Proteins lag im Mittel bei 79%. Es zeigen infolgedessen diese Versuche eine starke Verhinderung des Rückgangs der Verfügbarkeit des Proteins.

Unter Zugrundelegung dieser Versuche ergeben sich folgende wirtschaftlichen Vorteile:

Tabelle III

Eine Milchkuh, die die beiden Gärfutter für gleichlange Zeiträume fressen würde, würde täglich 1,8 bis 2,3 kg mehr Milch geben, wenn sie mit dem Futtermittel mit dem erfindungsgemäßen Zusatz gefüttert würde. Dies stützt sich auf die Tatsache, daß das Gärfutter nach der Erfindung 1,77 kg verfügbares Rohprotein pro 13,6 kg des Futters (trockne Basis) haben würde, im Gegensatz zu nur 1,59 kg verfügbares Protein in der gleichen Menge des unbehandelten Gärfutters.

Die Beeinflussung der Milchproduktion pro kg Futtermittel pro Kuh pro Tag durch die Menge des zu dem Silofutter zugegebenen Natriumdiacetats sollte im Bereich von 0,25 bis 10 kg Natriumdiacetat pro Tonne des Gärfutters liegen.

Beispiel 3

Das in Tabelle I charakterisierte Zusatzmittel wurde für die Silierung von Heu in einer Menge von 0,5 kg der Zubereitung pro Tonne Heu verwendet. In der folgenden Tabelle sind die Ergebnisse von 32 Laboratoriumsbestimmungen nach der erwähnten "sauren Detergentien Analyse von Futtermitteln" gestellt.

Tabelle IV

Bei diesen Beispielen kann die Menge der Natriumdiacetat- Molke-Zubereitung variiert werden. Bei den meisten Silierungen (Mais, Gras, Hülsenfrüchte, Hafer) werden befriedigende Ergebnisse bei 0,5 kg der Natriumdiacetat-Molke-Zubereitung pro Tonne Futtermittel erhalten, was einem Anteil von etwa 0,05% der Zubereitung entspricht.

Claims

1. Zusatzmittel für die Herstellung von Gärfutter mit einem Gehalt an Natriumdiacetat, dadurch gekennzeichnet, daß es 40 bis 75 Gew.-% Natriumdiacetat, mindestens 15 Gew.-% dehydratisierter Molke und gegebenenfalls als weitere chemisch inerte verträgliche Bestandteile Anti-Anfeuchter und Anti-Staubmittel aufweist.

2. Verwendung des Zusatzmittels nach Anspruch 1 zur Gärfutterherstellung in einer Menge von 0,25 bis 10 kg Natriumdiacetat pro 1000 kg der zur Gärfutterherstellung verwendeten Pflanzen.