DE69828512T2 - Granulierter plasmaproteinfutterzusatz mit erhöhter biowirksamkeit - Google Patents
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Description
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Es ist seit langem bekannt, dass die ersten paar Lebenswochen von Tieren für Wachstum und Überleben entscheidend sind. Vieh, jedoch insbesondere Schweine und Kälber werden üblicherweise in jüngerem Alter (1–35 Lebenstage) entwöhnt, um die Produktionskosten zu senken und in manchen Fällen den Gesundheitszustand zu verbessern. Es ist viel gelernt worden über betriebliche Maßnahmen, die zur Frühentwöhnung notwendig sind; es bleiben jedoch Herausforderungen für Tierproduzenten, da die Tiere jung und krankheitsanfällig sind. Die Anfälligkeit des jungen Tieres für Krankheiten wird von vielen Faktoren beeinflusst, jedoch sind Krankheitsgefährdung und immunologischer Zustand zwei der entscheidenden Faktoren für die Anfälligkeit eines Tieres für eine besondere Krankheit. Das Muttertier ist ein anerkannter Vektor und eine Quelle für die Krankheitsgefährdung für enterische und Atemerkrankungserreger. Daher wird das junge Tier (1–28 Lebenstage) von dem Muttertier entfernt (Frühentwöhnung), um die horizontale Übertragung bestimmter Krankheiten zu verhindern. Eine Technik wie das Frühentwöhnen nutzt dem Tier durch bessere Gesundheit, das Füttern und die Betreuung eines solchen jungen Tieres wird jedoch zu einer enormen Aufgabe. Junge Tiere sind es gewohnt, die Nährstoffe aus ihrer primären Nahrungsquelle, Milch, zu saugen, zu verdauen und aufzunehmen. Die Fütterung von Milch ist jedoch eine intensive und kostspielige Arbeit. Die Produzenten versuchten daher, einfachere, kosteneffektivere Diäten auf der Basis von Körnern und Viehfutter zu füttern. Das Verdauungssystem des jungen Tieres ist jedoch nicht reif genug, um solch eine einfache Ernährung verdauen zu können. Sehr junge Schweine und Kälber in der Nachentwöhnungsperiode erleben daher ein Syndrom, das als Rückstand nach der Entwöhnung (postweaning lag) bezeichnet wird.
- Die Symptome des Postweaning Lag umfassen üblicherweise langsames Wachstum, langsame Futteraufnahme und häufiges Auftreten von Diarrhöe. Das Syndrom kann auf kommerziellen Betrieben zu mittleren bis hohen Produktverlusten führen. Der Verlust ist das Ergebnis langsamen Wachstums, hoher Krankheitsziffern (25%) und hoher Sterblichkeitsraten (bis zu 10% der Population). Die leichtesten und jüngsten Tiere in der Population sind häufig die am schwersten betroffenen. Der Postweaning Lag tritt am häufigsten auf bei Schweinen (1 bis 35 Lebenstage), die Umweltgefahren und mikrobiologischen Gefahren ausgesetzt sind.
- Es sind nährstoffreiche, sehr bekömmliche Futtermittel speziell dafür formuliert worden, um den Auswirkungen der Entwöhnung auf die Futteraufnahme der jungen Tiere entgegenzutreten. Solches Futter/Diäten sind sehr nahrhaft und sehr kräftig, um die Energie und Nährstoffe für ein rasches Wachstum bereitzustellen. Die Diäten bestehen in erster Linie aus verarbeiteten Körnern (Mais, Weizen, Gerste, Reis usw.), gelatinisierten Stärken, Milchprodukten (Trockenmagermich, Trockenmolke, Laktose, Trockenmolkeproteinkonzentrat, Kasein usw.), Zuckern (Dextrose, Glucose, Sucrose), Fetten und/oder Ölen (Schmalz, Fett, pflanzliche Öle, Kokosnussöl usw.), tierischen Proteinen (Fischmehl, Blutmehl, Fleischmehl usw.), und raffinierten, extrudierten Sojabohnen (Sojabohnenisolat, Sojabohnenkonzentrat). Jedoch selbst bei Einsatz einer solchen Diät hoher Qualität verbrauchen früh entwöhnte Schweine keine adäquaten Futtermengen, um ein rasches Wachstum zu fördern. Beim Entwöhnen müssen diese Schweine häufig mittels arbeitsintensiver Praktiken, wie häufiges Füttern von flüssigem Milchersatz zum Fressen ermuntert werden. Die Verdauungskapazität dieser Schweine ist einfach zu unreif, um Nährstoffe aus dem Korn und/oder Diäten auf pflanzlicher Basis, von denen das Tier sich nun ernähren muss, zu verdauen und zu assimilieren. Das heißt, ohne die essentiellen Enzyme zum Verdauen und zum Umwandeln einiger komplexer Energiequellen in verwertbare Energiesubstrate, wie Glucose und kurzkettige Fettsäuren (von der Fettgewebezerstörung) und Aminosäuren. Der physiologisch-katabolische Zustand führt auf Grund einer negativen Protein- und Energiebilanz zu einem Verlust an Körpergewicht von der Entwöhnung bis 14 Tage nach der Entwöhnung.
- Der Postweaning Lag (schlechter Appetit, langsames Wachstum und Diarrhöe) wird drastisch reduziert, wenn neu entwöhnten Schweinen eine Starterdiät gefüttert wird, die mit getrocknetem Tierplasma ergänzt ist. Appetits- und Gewichtszunahme in kleinen, neu entwöhnten Schweinen wird durch die Ergänzung der Schweinestartdiät mit sprühgetrocknetem Tierplasma (DAP, dried animal plasma)(Hansen et al., 1993; de Rodas et al., 1995; Kats et al., 1994) verbessert. In der Tat ist die diätetische Verbesserung, die von der Supplementierung der neu entwöhnten Schweine, die mit getrocknetem Tierplasma gefüttert werden, herrührt, so drastisch, dass sie es der Schweineindustrie ermöglicht hat, ohne eine merkliche Veränderung in der Häufigkeit des Postweaning Lag Syndroms das Entwöhnalter von 28 auf 21 Lebenstage herabzusetzen. Die Proteinkomponenten, die bei der Antwort auf eine diätetische Ergänzung mit getrocknetem Tierplasma beteiligt sind, umfassen Immunoglobulin und Albumin (Weaver und Russel, 1994; Cain et al., 1994; Owen et al., 1994). Das bislang für die Industrie erhältliche (und in den zuvor erwähnten Literaturstellen evaluierte) Produkt war sprühgetrocknetes Tierplasma in Pulverform. Sprühgetrocknetes Tierplasma in Pulverform war für die Nahrungsmittel- und Futtermittelindustrie viele Jahre lang erhältlich. Das Produkt wurde zeitweise mit anderen Futtermittel- oder Nahrungsmittelzutaten, wie Milch oder Molkeprodukten co-getrocknet.
- Es wurde auch gefunden, dass eine gemischte pulverisierte Futtermittelergänzung, die Tierplasmaprotein und ein mikrobielles Fermentationsprodukt, in erster Linie aus Amylase, beim Verbessern der Leistung entwöhnter Schweine noch effektiver ist als Tierplasmaprotein alleine. Yoder US-Patent Nr. 5,575,999.
- Erfindungsgemäß wurde unerwarteterweise gefunden, dass die durchschnittliche tägliche Zunahme von Tieren, denen eine Diät gefüttert wird, die eine granuläre Form von sprühgetrocknetem Tierplasma enthält, beträchtlich besser ist, als diejenige von Tieren, denen eine Diät gefüttert wird, die mit ähnlichen Konzentrationen an Tierplasmapulver ergänzt ist. Dieser Effekt wird mit den roten Blutzellkomponenten von Blut nicht beobachtet.
- In verschiedenen anderen Veröffentlichungen wurde die Herstellung von granulierten Blutzusammensetzungen beschrieben, einschließlich der EP-A-0 023 161, BR-A-8 705 592, US-Patent Nr. 3,859,734, EP-A-0 020 231, Kraftfutter 5/97, S. 227–235 (Futtermittelmagazin) und DE-A-2 941 627. Diese Zusammensetzungen beschreiben jedoch kein sprühgetrocknetes Tierplasma, das die Partikelgröße der hier beschriebenen granulierten Zusammensetzungen aufweist und ergeben nicht die signifikant bessere Wirkung auf das Wachstum von Tieren, die mit den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen erreicht wird.
- Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine granulierte Proteinfuttermittelergänzung bereitzustellen, welche die Gewichtszunahme und Futtereffizienz für Tiere erhöht.
- Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Proteinergänzung mit erhöhter biologischer Wirksamkeit bereitzustellen, die durch Granulieren von Plasma oder einer seiner Komponenten erhalten wird.
- Darüber hinaus ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, Futter oder eine Proteinergänzung mit erhöhter Fließfähigkeit, verminderter Staubbildung und verbesserter Handhabbarkeit bereitzustellen.
- Diese und andere Ziele werden aus der folgenden Beschreibung der Erfindung ersichtlich.
- ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Die Erfindung stellt zum ersten Mal eine granulierte Tierplasmaergänzung bereit, die eine Steigerung der Gewichtszunahme, der Nahrungsaufnahme und Futtereffizienz von Tieren bewirkt. In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Nahrungsergänzung gemäß Anspruch 1 bereitgestellt. In einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Steigerung der Gewichtszunahme und Verbesserung der Futtereffizienz bei Tieren gemäß Anspruch 8 bereitgestellt. Das erfindungsgemäße Produkt kann dem Tierfutter als eine Ergänzung zugefügt werden, die die Gewichtszunahme und die Gesundheit der Tiere steigert, insbesondere in den ersten Lebensphasen. So mit der erfindungsgemäßen granulierten Ergänzung behandelte Tiere erfuhren eine beträchtliche Steigerung der Gewichtszunahme, sowie eine viel bessere Futtereffizienz im Vergleich zu Tieren, die mit einer Kontrolldiät aus pulverisiertem Tierplasmaprotein ergänzt wurde. Dieser Effekt der Granulierung wurde mit dem abgetrennten Zellmaterial nicht beobachtet.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
- Der relative biologische Wert (RBV, relative biological value) wird definiert als die Änderung in der abhängigen Variablen bei Titration der Testsubstanz im Vergleich zu der selben Änderung bei Titration einer Standardverbindung. Der RBV wird verwendet, um die biologische Wirksamkeit in dieser Erfindung zu beschreiben.
-
1 ist eine graphische Darstellung der Daten aus Tabelle 5, wobei die durchschnittliche tägliche Zunahme (ADG, average daily gain) von Schweinen, denen eine Diät gefüttert wird, die mit granulärem Plasma ergänzt ist, gemittelt über zwei Pelletiertemperaturen, gegenüber Schweinen, denen eine Diät gefüttert wird, die mit pulverisiertem Plasma ergänzt ist, gemittelt über zwei Pelletiertemperaturen, verglichen wird und zwar an den Tagen 0 bis 7 des in Beispiel 2 beschriebenen Versuches. (ADG=164+5,3 (Pulverplasma, % Diät); ADG=164+7,8 (granuläres Plasma, % Diät); und RBV=(7,8/5,3)100=147%) -
2 ist eine graphische Darstellung der Daten aus Tabelle 5, wobei die durchschnittliche tägliche Futteraufnahme von Schweinen, denen eine mit granulärem Plasma ergänzte Diät verfüttert wird, gegenüber Schweinen, denen eine mit pulverisiertem Plasma ergänzte Diät verfüttert wird, verglichen wird, gemittelt über zwei Pelletiertemperaturen, gegenüber Schweinen, denen eine mit pulverisiertem Plasma ergänzte Diät verfüttert wurde, gemittelt über zwei Pelletiertemperaturen, an den Tagen 0 bis 7 des in Beispiel 2 beschriebenen Versuches. (ADFI=205+5,0 (Pulverplasma, % Diät); ADFI=205+4,3 (granuläres Plasma, % Diät); und RBV=(4,3/5,0)100=86%). -
3 ist eine graphische Darstellung der Daten von Tabelle 5, wobei das Futter/Zunahmeverhältnis von Schweinen verglichen wird, denen eine mit granulärem Plasma ergänzte Diät verfüttert wird, gegenüber Schweinen, denen eine mit pulverisiertem Plasma ergänzte Diät verfüttert wird, gemittelt über zwei Pelletiertemperaturen, gegenüber Schweinen, denen eine mit pulverisiertem Plasma ergänzte Diät gefüttert wird, gemittelt über zwei Pelletiertemperaturen, an den Tagen 0 bis 7 des in Beispiel 2 beschriebenen Versuches (F/G=1,31–0,012) (Pulverplasma, % Diät); F/G=1,31–0,034) (granuläres Plasma, % Diät) und RBV=(–0,034/–0,012)100=283%) -
4 ist eine graphische Darstellung der Daten aus Tabelle 5, wobei die kumulative tägliche Zunahme von Schweinen verglichen wird, denen eine mit granulärem Plasma ergänzte Diät verfüttert wird, gemittelt über zwei Pelletiertemperaturen, gegenüber pulverisiertem Plasma, gemittelt über zwei Pelletiertemperaturen, an den Tagen 0 bis 14 des in Beispiel 2 beschriebenen Versuches. (ADG=264+0,2 (Plasmapulver, % Diät); ADG=264+4,8 (granuläres Plasma, % Diät); RBV=4,8/0,2)100=2400%) -
5 ist eine graphische Darstellung der Daten aus Tabelle 5, wobei die kumulative Futteraufnahme von Schweinen verglichen wird, denen eine mit granulärem Plasma ergänzte Diät verfüttert wird, gemittelt über zwei Pelletiertemperaturen, gegenüber pulverisiertem Plasma, gemittelt über zwei Pelletiertemperaturen, an den Tagen 0 bis 14 des in Beispiel 2 beschriebenen Versuches (ADFI=315+2,9 (Plasmapulver, % Diät); ADFI=315+3,5 (granuläres Plasma, % Diät); und RBV=3,5/2,9)100=121 %). -
6 ist eine graphische Darstellung, in der das kumulative Futter/Zunahmeverhältnis von Schweinen verglichen wird, denen mit granulärem Plasma ergänzte Diäten, gemittelt über zwei Pelletiertemperaturen gefüttert worden, gegenüber pulverisiertem Plasma, gemittelt über zwei Pelletiertemperaturen, an den Tagen 0 bis 14 des in Beispiel 2 beschriebenen Versuches. Da das granuläre Plasma und das Pulverplasma eine negative und eine positive Steigung aufweisen, sind Berechnungen des RBV sowohl mathematisch als auch biologisch undurchführbar. Es wurden daher keine Berechnungen angegeben. -
7 ist eine schematische Darstellung eines typischen Verpressungs-/Granuliersystems mit Sieben und Recycling von Resten und Feinanteilen, die erfindungsgemäß verwendet werden können. - AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
- Gemäß der vorliegenden Erfindung wird Plasma, das aus tierischen Quellen erhalten wird, granuliert und mit anderen Futterbestandteilen an Tiere, wie Schweine und Kälber verfüttert. Jedem Tier, bei dem eine Wachstumssteigerung, insbesondere in einem frühen Lebensstadium, erwünscht ist, kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung gefüttert werden, was Katzen, Hunde, Kälber, Schafe, Schweine, Hühner, Truthähne, Enten, Pferde, Ziegen oder Aquakulturen mit einschließt, jedoch nicht auf diese beschränkt ist. Das Plasma wird erhalten, indem Tierblut aufgefangen wird. Das Blut eines jeden Tieres mit rotem Blut (schweine-, rinder-, schaf-, pferde-, vogelartige) kann zur Durchführung der Erfindung verwendet werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Tier Vieh, das wegen seiner Fleischware geschlachtet wird. Das Blut, das traditionell verworfen oder getrocknet und zu Blutmehl verarbeitet wird, kann dann zur Herstellung der Zusammensetzungen und Durchführung der Verfahren der Erfindung verwendet werden. In einer am meisten bevorzugten Ausführungsform wird das Blut von Schweinen oder Rind aufgefangen.
- Erfindungsgemäß wird im allgemeinen das Blut vorzugsweise in Schlachthöfen aufgefangen. In einer Ausführungsform kann das Blut in einem rostfreien Umwälzstahltank mit Antikoagulanzien, wie Natriumcitrat oder Natriumphosphat aufgenommen werden, um ein Gerinnen zu verhindern. Verhindern des Gerinnens ist für die Erfindung nicht wesentlich, da ähnliche Effekte mit von Gerinnseln befreitem Serum oder defibriniertem Plasma erreicht werden können. Das Vollblut wird dann normalerweise, vorzugsweise durch Zentrifugieren, obwohl jedes andere Abtrennverfahren verwendet werden kann, in zwei Teile getrennt, das Zellmaterial (rote Blutkörperchen, weiße Blutkörperchen, Plättchen und andere zirkulierende Vorläuferzellen der zuvor genannten Zellkategorien) und Plasma (oder Serum). Plasma (Serum) setzt sich zusammen aus etwa 55 bis 60% Albumin, 25 bis 30% Globulin, 10% Fibrinogen und anderen Proteinen. Der hier verwendete Begriff "Plasma" soll den Plasmaanteil von Blut sowie jede der Proteinkomponenten, die darüber hinaus daraus gereinigt werden können, umfassen. Die Reinigung dieser Komponenten aus Plasma sind bekannte Verfahren und werden vom Fachmann allgemein durchgeführt. Nach der Abtrennung kann das Plasma gekühlt werden, um das Wachstum von Bakterien zu verzögern und in einem isolierten Tank gelagert werden bis es zum Trocknen bereit ist.
- Plasma und/oder die gereinigten Plasmakomponenten können dann weiter aufkonzentriert werden (durch Membranfiltration). Das konzentrierte Produkt wird dann getrocknet, vorzugsweise durch Sprühtrocknung, wobei eine beige pulverige Substanz gebildet wird. Das Sprühtrocknen sollte bei Temperaturen stattfinden, die niedrig genug sind, um eine vollständige Denaturierung von Proteinen zu verhindern, jedoch hoch genug, um eine bakterielle und virale Kontamination auszuschließen. Herkömmlicherweise wird dieses Ziel mit einer Trocknereinlasstemperatur von etwa 375° bis 400°F (190–204°C) und einer Trocknerauslasstemperatur von 180 bis 200°F (82–93°C) erreicht. Die erhaltene pulverige Substanz weist eine Partikelgröße von etwa 5 bis etwa 300 Mikron auf. Das Pulver wird dann kompaktiert oder verpresst bei 8270 kPa bis 9650 kPa (1200 bis 1400 psi), gemahlen und kann gegebenenfalls gesiebt oder auf andere Weise nach Größe aufgetrennt werden um die Homogenität zu erhöhen. Der Durchmesser der erhaltenen Partikelgröße ist größer als 100 Mikron, jedoch kleiner als 2000 Mikron. Diese Größe reicht aus, so dass die granulierten Partikel in der Lage sind, vom Magen in den Dünndarm zu gelangen, ohne durch den Magen zu kleineren Partikeln abgebaut zu werden. Zusätzlich zur Granulierung können viele Verfahren, wie beispielsweise Pelletieren, nasse oder trockene Agglomeration, Prillen, und Wirbelbetttrocknung verwendet werden, um die Partikelgröße und die Dichte von getrocknetem Plasma und/oder seiner Proteinkomponenten zu erhöhen, ohne eine signifikante Denaturierung zu verursachen und sollen in den Umfang der Erfindung mit aufgenommen werden. Die Granulierung von Plasma führt zu einer Zunahme der Schüttdichte von etwa 32 Pfund pro Kubikfuß bei Pulverform auf etwa 50 Pfund pro Kubikfuß bei granulärer Form (53 bis 76 kg/Kubikmeter). Das erhaltene granuläre Produkt führt unerwarteterweise synergistisch zu einer Gewichtszunahme und Wirksamkeit, die über diejenige hinausgeht, die für ähnliche Mengen in Pulverform erwartet wird.
- Die so erhaltene granuläre Substanz kann mit anderen Futterbestandteilen für jeden gewünschten Futterplan kombiniert werden oder kann mit einem Futterbestandteil gemischt werden und das Gemisch kann granuliert werden. Die Diäten bestehen in erster Linie aus verarbeiteten Körnern (Korn bzw. Mais, Weizen, Gerste, Reis usw.), gelatinisierten Stärken, Milchprodukten (Trockenmagermilch, getrockneter Molke, Laktose, getrocknetem Molkeproteinkonzentrat, Kasein usw.), Zuckern (Dextrose, Glucose, Sucrose), Fetten und/oder Ölen (Schmalz, Fett, pflanzlichen Ölen, Kokosnussöl usw.), tierischen Proteinen (Fischmehl, Blutmehl, Fleischmehl, usw.) und raffinierten, extrudierten Sojabohnen (Sojaproteinisolat, Sojaproteinkonzentrat). Die Menge der granulierten Substanz ist eine Menge, bei der die verbesserten Wachstumseffekte eintreten. Die granulierte Substanz umfasst vorzugsweise mehr als 0 bis 15 Gew.-% des Basisfutters.
- Sprühgetrocknetes Tierplasma ist traditionell als ein Protein hoher Qualität verwendet worden, das aufgrund seiner Wirkung auf die Wachstumsrate und die Futteraufnahme als ein Ersatz für Milchproteine verwendet wurde. Dieses Plasma ist auch in der Futterindustrie als eine Futterergänzung verwendet worden.
- Plasmaproteine sind aufgrund ihres Einflusses auf die freiwillige Futteraufnahme und effizienter Zunahmen auch als ein Bestandteil für Milchaustauscher für die Kalbfleischproduktion und Milchaustauscher für Kälber, Aquakulturfutter, Hundefutter und Katzenfutter verwendet worden. Es wird verwendet, um Milch, Molke, Fisch- oder Fleischproteine zu ersetzen. Es wird erwartet, dass die Wirkung der Granulation von getrocknetem Plasma auf das Wachstum und die Gesundheit ähnliche Auswirkungen aufweist, wenn es als eine Ergänzung in Diäten verwendet wird, die für die Jungen dieser Tiere hergestellt werden. Das zur Verwendung in dieser Erfindung vorgesehene getrocknete Plasmapulver besteht aus hohen Konzentrationen an Aminosäuren. Ein typischer Aminosäureassay des Pulvers durch Säurehydrolyse und nachfolgende Säulenchromatographie führt zu den folgenden Aminosäurekonzentrationen (Gramm pro 100 Gramm Pulver):
Alanin 4,2 Arginin 4,7 Asparaginsäure 7,9 Cystin 2,8 Glutaminsäure 11,7 Glycin 3,0 Histidin 2,8 Isoleucin 2,9 Leucin 7,8 Lysin 6,8 Methionin 0,7 Phenylalanin 4,6 Prolin 12,8 Serin 4,7 Threonin 4,8 Tryptophan 1,4 Tyrosin 3,6 Valin 5,3 - Chemische und andere Eigenschaften des getrockneten Plasmas beinhalten etwa 60 bis 80% Protein, 9% Feuchtigkeit, 5 bis 20% Asche, 2% Fett, 50,0 ppm Eisen, 0,15% Calcium, 1,50% Chlorid; 1,7% Phosphor, 0,09% Kalium, Wasserlöslichkeit 88%.
- Ein typisches Verdichtungs-/Granulierungssystem zur erfindungsgemäßen Verwendung ist in
7 gezeigt. Die Pulverzufuhr ist mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet. Das Pulver verlässt die Pulverzufuhr 10 und bewegt sich durch das Rückführsystem 12 aufwärts und in die horizontale Barriereschnecke 14. Danach wird das Pulver zu der vertikalen Schraube bzw. Schnecke 16 befördert, in der das Pulver vorverdichtet und aceriert wird. Das vorverdichtete Pulver tritt dann in die Kammer 20 ein, die Verdichtungsrollen (nicht gezeigt) enthält. In diesen reguliert ein hydraulischer Aktuator die Druckmenge, die auf die Rollen ausgeübt wird. Von der Kammer 20 aus tritt das verdichtete Material in eine Mahlanlage 30 ein und passiert danach ein Sieb (nicht gezeigt), wobei die Granülen zu der gewünschten Größe gesiebt werden. Das granuläre Produkt einer geeigneten Partikelgröße wird dann gesammelt. Die Reste können mit den Feinanteilen aus dem Verfahren durch das Recyclingsystem recycelt werden oder können durch die Mühle 12 recycelt werden, wobei der Granulationsprozess wiederholt wird. Das granulierte Produkt wird dann in feuchtigkeitsbeständigen Behältern gelagert. - Sprühgetrocknetes Tierplasma ist im Handel erhältlich von verschiedenen Quellen einschließlich des unter der Marke AP 920TM vertriebenen Produkts der American Meat Protein Corporation.
- Die Granulation von Futterbestandteilen ist ebenfalls nicht neu. Sie wird bereits seit langem verwendet, um die Fließfähigkeit feiner hygroskopischer Pulver zu verbessern. Obwohl die Granulation eine einfachere Form der Abgabe ist, ist es unerwartet, dass eine Granulation die tierische Leistung über diejenige hinaus, die für ähnliche Pulvermengen beobachtet wird, beeinflussen würde.
- Da das Schwein ein analoges gastrointestinales Modell für Kinder ist, wird darüber hinaus erwartet, dass die vorliegende Erfindung auch in Verbindung mit Nahrungsergänzung für Menschen eingesetzt werden kann.
- Der Granulationsprozess erhöht nicht nur die biologische Wirksamkeit der Plasmaproteine, er erhöht auch die Fließfähigkeit des Produkts und erleichtert seine Handhabung.
- Die folgenden Beispiele dienen zur Illustration der Erfindung und sollen die Erfindung in keiner Weise einschränken. Der Fachmann erkennt, dass es einige verschiedene Parameter gibt, die mittels Routineversuchen geändert werden können und die innerhalb des Umfangs der Erfindung liegen sollen.
- Beispiel 1
- Untersuchungen an granulärem Plasma
- Sprühgetrocknetes Plasma hat aufgrund seines stimulatorischen Effekts auf die Futteraufnahme und Wachstumsrate eine breit gefächerte Akzeptanz gewonnen als eine effektive Proteinquelle in den Phase-I-Diäten früh entwöhnter Schweine. Es sind einige Untersuchungen durchgeführt worden, um die Auswirkung von Plasma auf das Verhalten zu evaluieren, wenn es Proteinquellen, wie Trockenmagermilch (DSM, dried skim milk) ersetzt (Hansen et al., 1993; Kats et al., 1994; de Rodas et al., 1995), Sojabohnenmehl (SBM, Coffey and Cromwell, 1994), oder Molke (Hansen et al., 1993). Die optimale Inklusionsrate von Plasma, die zur Maximierung der Leistung benötigt wird, wurde ebenfalls evaluiert. Gatnau und Zimmermann (1992) bestimmten, dass 6% Plasma das Wachstum und die Futteraufnahme in einer Korn-SBM-Trockenmolke-Diät maximiert, während Kats et al. (1994) lineare Steigerungen in der täglichen Zunahme berichteten, wenn Plasma von 0 bis 10% erhöht wurde, bei einem maximalen Futterverbrauch mit 8,5% Plasma. Basierend auf diesen Ergebnissen wurde eine Plasmainklusionsrate zwischen 5 und 10% empfohlen. Eine weitere Evaluierung von Plasma fand in unterschiedlichen Umgebungen statt, wie beispielsweise Außenhaltung gegenüber Stallhaltung (Coffey und Cromwell, 1995) und der Grad der Antigenexposition (Stahley et al., 1994). Coffey und Cromwell (1995) zeigten, dass Schweine, die in herkömmlichen Ställen aufgezogen wurden (sog. on-farm nursery), mehr auf Plasma reagieren, als Schweine in saubererer Freilandhaltung (off-site nursery). Stahley et al. (1994) evaluierte die Antigenexposition und berichtete, dass Schweine mit einem hohen Grad an Antigenexposition mehr auf 6% Diätplasma antworteten im Vergleich zu Schweinen mit niedriger Antigenexposition. Es wurde daher gezeigt, dass Plasma in Frühentwöhnungsdiäten bei verschiedenen Konzentrationen und Umgebungen wirksam ist.
- Tiere und Diäten. Einhundertfünfunddreißig Schweine wurden nach Gewicht, Geschlecht und Abstammung einer vollständigen randomisierten Blockanlage zugeteilt, die aus drei Behandlungen bestand. Experimentelle Einheiten wurden durch Pferche dargestellt, die 5 Schweine pro Pferch enthielten, wobei pro Behandlung 9 Wiederholungen stattfanden. Die Schweine wurden in kontrollierter Umgebung untergebracht und aufgezogen. Die Schweine hatten freien Zugang zu Wasser und Futter.
- Sprühgetrocknetes Plasmapulver derselben Rohmaterialcharge wurde verdichtet, gemahlen und auf die geeignete Partikelgröße gesiebt. Die Siebe entfernten Material, das durch ein 12-Mesh-Sieb hindurchging und sammelten auf einem 30-Mesh-Sieb. Das Produkt wurde dann in zwei getrennten Versuchen zu Starterfutter für Schweine gemischt.
- Diätbehandlungen wurden vom Tag 0 bis 14 gefüttert, die aus Kontrolle, 5% getrocknetem Plasmapulver und 5% getrockneten Plasmagranülen (Tabelle 1) bestanden. Die Kontrolldiät enthielt Korn bzw. Mais, enthülstes Sojabohnenmehl, 20% Trockenmolke, 7,5% Laktose, Sojaproteinkonzentrat und 5% ausgewähltes Menhaden-Fischmehl.
- Zwei zusätzliche Versuchsdiäten wurden formuliert und enthielten 5% getrocknetes Plasmapulver oder 5% Plasmagranülen, die das Sojaproteinkonzentrat ersetzten. Sämtliche Diäten wurden in Mehlform verfüttert und so formuliert, dass sie 22% Laktose, 1,60% Lysin, 0,44% Methionin, 0,80% Methionin + Cystin, 0,80% Ca und 0,70% P enthielten. Von Tag 14 bis 34 wurde sämtlichen Schweinen eine übliche Phase II und III-Diät verfüttert, und zwar von Tag 15 bis 28 bzw. Tag 28 bis 34. Die Schweine wurden gewogen und die Futteraufnahme am Tag 0, 7, 14 und 34 bestimmt. Die Auswertung der Fäkalien wurde an Tag 5 und 10 mit folgender Skala aufgezeichnet: 1) normal, fest aber nicht hart; 2) weich, verteilt sich leicht; 3) flüssig, verteilt sich ohne weiteres; und 4) wässrige, flüssige Konsistenz.
- Statistische Analyse. Die Daten wurden als eine vollständige randomisierte Blockanlage mit Pferchen als experimenteller Einheit analysiert. Eine Varianzanalyse wurde unter Verwendung des Allgemeinen Linearen Modells (General Linear Models Procedures) von SAS (SAS/STAT Version 6,10, SAS Institut, Cary, NC) durchgeführt. Modellvarianzanteile (sums of squares) bestanden aus Block und Behandlung. Wenn signifikante Effekte aufgrund einer Behandlung gefunden wurden (P < 0,05), wurden die Mittel mit der Methode der geringsten signifikanten Differenz verglichen (Carmer und Swanson, 1973). Eine einzelne Gegenüberstellung von Pulver vs. granuläres, sprühgetrocknetes Plasma wurde durchgeführt und die Signifikanz mit P < 0,05 angegeben.
- Die Körperwachstumsgeschwindigkeit, Futteraufnahme und Effizienz der Futterverwertungsdaten sind in Tabelle 2 angegeben. Von Tag 0 bis 7 und 0 bis 14 wurde die durchschnittliche tägliche Zunahme (ADG, average daily gain) durch Zugabe von 5% getrocknetem Plasma in jeder Form erhöht (P<0,05), verglichen mit der Kontrolldiät ohne Plasma. An Tag 7 bis 14 erhöhte die Zugabe von 5% Plasmagranülen die ADG (P<0,05) im Vergleich zur Kontrolldiät, wogegen 5% Plasmapulver dazwischen lag. Von Tag 14 bis 34 nach der Entwöhnung, wenn sämtlichen Schweinen dieselbe Diät gefüttert wurde, wurde kein Unterschied in der ADG zwischen den Behandlungen festgestellt. Die durchschnittliche tägliche Futteraufnahme war ähnlich der ADG, die für Tag 0 bis 7 durch die Zugabe von getrocknetem Plasma im Vergleich zur Kontrolle erhöht wurde (P<0,01). An Tag 0 bis 14 erhöhte die Zugabe von 5% granulärem Plasma (P<0,05) die durchschnittliche tägliche Futteraufnahme (ADFI, average daily food intake) im Vergleich zur Kontrolldiät, wogegen 5% Plasmapulver dazwischen lag. Keine Differenz in der ADFI wurde für Tag 7 bis 14 festgestellt, wie in der ADG gezeigt wurde. Die Zugabe jeder Form von ge trocknetem Plasma zeigte jedoch einen numerischen Anstieg im Vergleich zur Kontrolldiät, wobei granuläres Plasma die höchste ADFI aufwies. Wie mit der ADG gezeigt wurde, wurde in der ADFI zwischen den Behandlungen von Tag 14 bis 34 keine signifikante Differenz festgestellt. Die Effizienz der Futterverwertung zwischen den Behandlungen für Phase I (0 bis 14 Tage) oder Tag 14 bis 34 war nicht signifikant unterschiedlich. An Tag 0 bis 7 jedoch zeigte eine Zugabe von 5% getrocknetem Plasma jeder Form eine numerisch höhere Effizienz der Futterverwertung im Vergleich zur Kontrolldiät. Die Verwendung von granulärem Plasma führte zu einer wirksameren Zunahme als getrocknetes Plasmapulver. An Tag 0 bis 34 ergab die Zugabe von 5% granulärem Plasma ein höheres (P<0,05) Verhältnis Zunahme/Futter im Vergleich zu 5% Pulverplasma, wogegen die Kontrolldiät dazwischen lag. Die fäkalen Auswertungen der Behandlungen an Tag 5 und 10 unterschieden sich nicht signifikant.
- Die vorliegende Untersuchung zeigte eine Zunahme des ADG bzw. ADFI von 70% bzw. 42% für Tag 0 bis 7 aufgrund der Inklusion von 5% Plasma im Vergleich zur Kontrolldiät, die Sojaproteinkonzentrat enthielt. Von Tag 0 bis 14 trat der Plasmaeffekt bei einer Zunahme von 24% ADG weniger hervor, wogegen ADFI mit granulärem Plasma um 21 % zunahm, jedoch kein Unterschied mit Pulverplasma im Vergleich zur Kontrolldiät. Hansen et al. (1993) verglichen 10% Pulverplasma mit Trockenmagermilch und zeigten eine Steigerung der ADG bzw. ADFI von 22% bzw. 24% für Tag 0 bis 7. Keine Differenz in ADG, ADFI oder Zunahme/Futter wurde für Tag 0 bis 14 festgestellt. Bei 6% Pulverplasma zeigten Kats et al. (1994) eine Zunahme in ADG bzw. ADFI von 45% bzw. 41% für Tag 0 bis 14 im Vergleich zu Trockenmagermilch. In einer Untersuchung, in der Sojabohnenmehl als Kontrolle verwendet wurde, berichteten de Rodas et al. (1995) eine Zunahme in ADG bzw. ADFI von 56% bzw. 26% aufgrund von Pulverplasmainklusion für Tag 0 bis 7. An Tag 0 bis 14 trat der Plasmaeffekt mit einer Steigerung der ADG bzw. ADFI von 28% bzw. 21 % im Vergleich zur Sojabohnenmehlkontrolle weniger hervor. Die derzeitige Untersuchung zeigte somit ähnliche Plasmaeffekte im Vergleich zu anderen Forschern. Wird eine lineare Antwort auf die diätetische Zugabe von Plasma vom Tag 0 bis 7 nach der Entwöhnung angenommen, beträgt die Wirksamkeit von granulärem Plasma gegenüber Pulverplasma 134%. Darüber hinaus führte granuläres Plasma zu numerischen Verbesserungen der Leistungen von Tag 0 bis 14.
- Die Daten zeigen, dass die physikalische Form des Plasmas den Plasmaeffekt in früh entwöhnten Schweinen nicht inhibierte. Tatsächlich war die Leistung der Schweine numerisch verbessert, wenn granuläres Plasma als Ersatz für pulverisiertes Plasma verwendet wurde. Darüber hinaus kann das Granulieren von Plasma die Handhabung erleichtern und die Fließfähigkeit für die Futtermühle erhöhen.
- Die folgenden Literaturstellen werden ausdrücklich in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme hierin aufgenommen.
- Coffey, R.D. und G.L. Cromwell. 1995. The impact of environment and antimicrobial agents on the growth response of early-weaned pigs to spray-dried porcine plasma. J. Anim. Sci. 73:2532–2539.
- de Rodas, B.Z., K.S. Sohn, C.V. Maxwell, und L.J. Spicer. 1995. Plasma protein for pigs weaned at 19 to 24 days of age: Effect on performance and plasma insulin-like growth factor I, growth hormone, insulin, and glucose concentrations. J. Anim. Sci. 73:3657–3665.
- Gatnau, R. und D.R. Zimmerman. 1992. Determination of optimum levels of inclusion of spray-dried porcine plasma (SDPP) in diets for weanling pigs fed in practical conditions. J. Anim. Sci. 70(Suppl. 1):60 (Abstr.).
- Hansen, J.A., J.L. Nelssen, R.D. Goodband, und T.L. Weeden. 1993. Evaluation of animal protein supplements in diets of early-weaned pigs. J. Anim. Sci. 71:1853–1862.
- Kats, L.J., J.L. Nelssen, M.D. Tokach, R.D. Goodband, J.A. Hansen, und J.L. Laurin. 1994. The effect of spray-dried porcine plasma on growth performance in the early-weaned pig. J. Anim. Sci. 72:2975–2981.
- Stahly, T.S., S.G. Swenson, D.R. Zimmerman, und N.H. Williams. 1994. Impact of porcine plasma proteins on postweaning growth of pigs with a low and high level of antigen exposure. ISU Swine Research Report S. 3–5.
- BEISPIEL 2
- Die Wirksamkeit von granulärem Plasma relativ zu Pulverplasma in Starterfutterdiäten für Schweine
- Die Auswirkung der physikalischen Form von sprühgetrocknetem Tierplasma in Starterfutter in Mehlform für Schweine wurde in einem vorhergehenden Versuch evaluiert. Die biologische Wirksamkeit von granulärem Plasma in dem vorherigen Experiment war dem Plasmapulver numerisch überlegen. Plasmaprotein ist zusammengesetzt aus mehreren Proteinen, die durch hohe Temperaturen >93°C (>200°F), pH (<3), und Verdauungsenzymen denaturiert werden können. Eine Verminderung des Verlusts an Plasmaprotein durch Denaturierung kann die Leistung des Schweins verbessern. Das Ziel dieses Experimentes war es, die Wirksamkeit von granulärem Plasma relativ zu Pulverplasma in Starterfutterdiäten für Schweine, hergestellt bei zwei Pelletiertemperaturen, zu ermitteln.
- Tiere und Diäten. 240 Schweine mit einem durchschnittlichen Gewicht von 5,8 kg und Alter von 17 Tagen wurden nach Gewicht und Geschlecht einer aus 10 Behandlungen bestehenden vollständigen randomisierten Blockanlage zugeteilt. Die Versuchseinheiten wurden durch 4' × 8'-Pferche dargestellt, die pro Pferch 12 Schweine enthielten, bei 2 Wiederholungen pro Behandlung. Die Schweine wurden während der ersten beiden Wochen nach Entwöhnung bei einer Durchschnittstemperatur von 90°F in einer kontrollierten Umgebung untergebracht und aufgezogen. Die Schweine hatten freien Zugang zu Wasserspendern und Futtermittelspendern.
- Sprühgetrocknetes Plasmapulver aus derselben Rohmaterialcharge wurde verdichtet, gemahlen und zur geeigneten Partikelgröße gesiebt. Die Siebe entfernten Material, das nicht durch ein 12 Mesh-Sieb hindurchging und sammelten auf einem 30 Mesh-Sieb. Die Diäten auf Korn- bzw. Mais-Sojabohnenmehl enthielten 20% Molke und 5% Fischmehl (Tabelle 3). Sojaproteinkonzentrat wurde mit der geeigneten Plasmaquelle ersetzt. Die Diäten wurden so formuliert, dass sie 1,60% Lysin enthielten. Die Versuchsdiäten wurden von Tag 0 bis 14 des Versuches gefüttert. Die Pferchgewichte und Futteraufnahmen wurden an Tag 0, 7, 14 nach Entwöhnung gesammelt.
- Die faktorielle Anordnung der Behandlungen bestand aus 2 Plasmaquellen (Plasmapulver oder granuläres Plasma), 2 Pelletiertemperaturen (60 oder 82°C) (140 oder 180°F) und 3 Konzentrationen an getrocknetem Plasma (0, 3,75 und 7,5% der Diät). Die negative Kontrolldiät wurde in der Versuchsanlage nicht dupliziert, was 10 diätetische Behandlungen ergab. Die biologische Wirksamkeit von granulärem Plasma relativ zu Pulverplasma wurde für Zeiträume bestimmt, in denen die Antwort auf Plasma linear war und die Steigung positiv war. Die biologische Wirksamkeit wurde berechnet als ein Verhältnis der Steigungen: (Steigung des granulären Plasma/Steigung des Pulverplasma) × 100.
- Statistische Methoden/Modell: Die Daten wurden als eine vollständige randomisierte Blockanlage (2 Temperaturen, 2 Quellen und 3 Konzentrationen) analysiert, wobei die GLM-Verfahren von SAS verwendet wurden. Es werden Mittelwerte der kleinsten Quadrate (least squares means) für Behandlungen angegeben und P < 0,05 wird als signifikant angesehen, wogegen P < 0,10 einen Trend indiziert. Unterschiede zwischen den Behandlungsmitteln wurden mittels LSD-Verfahren von GLM bestimmt.
- Pelletiertemperatur, Plasmaquelle und Plasmakonzentration beeinflussten alle die Leistung in den ersten beiden Wochen nach Entwöhnung (Tabellen 4 und 5). Eine lineare positive Antwort (ADG, ADFI und F:G) auf die Plasmakonzentration wurde von Tag 0 bis 7 nach Entwöhnung (P < 0,05) nachgewiesen, was die Berechnungen für die relative biologische Wirksamkeit von granulärem gegenüber Pulverplasma in diesem Zeitraum validiert. Die Wirksamkeit von granulärem Plasma bezogen auf pulverisiertes Plasma (100%) von Tag 0 bis 7 nach Entwöhnung beträgt 147%. Unter diesen Versuchsbedingungen setzte sich die Leistungsverbesserung von granulärem Plasma von Tag 7 bis 14 (P < 0,01) fort, wogegen die Wirkung von Pulverplasma nicht länger positiv war. Schweine, denen die mit granulärem Plasma ergänzten Diäten gefüttert wurden, schnitten beträchtlich besser ab als Schweine, denen Diäten, ergänzt mit pulverisiertem Plasma gefüttert wurden (P < 0,05). Die Beobachtung eines Leistungsmangels in dem Zeitraum von Tag 7 bis 14 bei Pulverplasma ist in diesem Zeitraum nicht ungewöhnlich. Die signifikante Verbesserung in der Leistung bei Verwendung von granulärem Plasma in diesem Zeitraum zeigt seine merklich verbesserte Wirksamkeit im Vergleich zu pulverisiertem Plasma.
- BEISPIEL 3
- Granulierung und sprühgetrocknete Blutzellen
- Es wurde ein weiteres Experiment durchgeführt, wobei sprühgetrocknete Blutzellen anstelle der Plasmakomponente des Blutes verglichen wurden. Das Zellmaterial wurde, wie hier beschrieben, gesammelt, sprühgetrocknet und ggf. granuliert. Das Material wurde dann jungen Schweinen gemäß den hier bereits früher beschriebenen Verfahren gefüttert.
- Es wurden 8 replizierte Pferche (replicate pens) mit 5 Schweinen pro Pferch in einem 21-tägigen Experiment verwendet (12,6 Pfund, 21 Tage). Die Diäten wurden mit Korn bzw. Mais, Sojabohnenmehl, 20% Molke und 3,75% Blutmehl formuliert. Sämtliche Diäten wurden so formuliert, dass sie 1,15% Lysin enthielten. Die Kontrolldiät wurde mit 17,1 % Rohprotein formuliert und die ergänzende Aminosäurediät wurde mit 16,2% Rohprotein formuliert. L-Lysin HCl und DL-Methionin wurden zur Balancierung der Diäten für Lysin und Methionin verwendet. Die Wirkungen sind in Tabelle 6 zusammengefasst.
- Es ist ersichtlich, dass das Granulierungsverfahren den Futterwert sprühgetrockneter Tierblutzellen nicht veränderte. Dies ist in starkem Kontrast zu den Ergebnissen, die mit granulierten Plasmakomponenten beobachtet wurden.
Claims (16)
- Nahrungsergänzung für Tiere, im wesentlichen bestehend aus: getrocknetem, verpresstem, granuliertem Tierplasma, wobei jedes der erhaltenen Partikel eine Größe von mehr als 100 Micron jedoch weniger als 2000 Micron aufweist, wobei das granulierte Plasma im Vergleich zu Plasmapulver das Wachstum und die Ernährung durch Erhöhen der biologischen Wirksamkeit des Plasmas verbessert.
- Ergänzung nach Anspruch 1, wobei das Plasma aus Tierblut aufbereitet wurde.
- Ergänzung nach Anspruch 2, wobei das Tierplasma aus einer Blutquelle, ausgewählt aus der Gruppe von Spezies bestehend aus Schwein, Rind, Schaf, Pferd und Vogel, aufbereitet wurde.
- Ergänzung nach Anspruch 1, wobei das granulierte Plasma eine Schüttdichte von 35 bis 50 Pfund pro Kubikfuß (53 bis 76 Kilogramm pro Kubikmeter) aufweist.
- Ergänzung nach Anspruch 1, darüber hinaus umfassend Tierfutter ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Mais, Sorghum, Fleisch, Gerste, Weizen, Sojabohnenmehl, Erdnuss, Raps, Molke, Milchprodukte, Blutmehl, Knochenmehl, Fischmehl, Fetten und Ölen, Aminosäuren, Vitaminen und Mineralien, und Kombinationen davon unter Bildung einer Ration.
- Ergänzung nach Anspruch 1, wobei die Ergänzung einen Nährstoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Lactose, Lysin und Methionin umfasst.
- Ergänzung nach Anspruch 5, wobei die Ergänzungsration etwa 15 Gew.-% oder weniger granuliertes Tierplasma umfasst.
- Nicht-therapeutisches Verfahren zur Steigerung der Gewichtszunahme und Verbesserung der Futtereffizienz von Tieren, umfassend: Verabreichung einer Ergänzung an die Tiere im wesentlichen bestehend aus granuliertem Tierplasma, hergestellt durch das Verfahren: Trocknen des Tierplasmas; Verpressen des trockenen Tierplasmas bei 8270–9650 kPa (1200–1400 psi); und Sieben des verpressten getrockneten Tierplasmas unter Bildung granulierter Partikel, wobei jedes der erhaltenen granulierten Partikel eine Größe von mehr als 100 Micron und weniger als 2000 Micron aufweist.
- Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Verabreichung durch orale Verabreichung erfolgt.
- Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Nahrungsergänzung Tieren in einem Verhältnis von bis zu etwa 15 Gew.-% der Tierration verabreicht wird.
- Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Nahrungsergänzung den Tieren während der ersten zehn Lebenswochen verabreicht wird.
- Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Tier ein Schwein ist.
- Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Verabreichung von der Geburt bis zu sieben Lebenswochen erfolgt.
- Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Tier ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Katze, Hund, Lamm, Huhn, Truthahn, Ente, Pferd, Ziege, Schwein und Lama.
- Verfahren nach Anspruch 8, wobei das getrocknete Tierplasma aus einer Blutquelle ausgewählt aus der Gruppe von Spezies, bestehend aus Schwein, Rind, Schaf, Pferd und Vogel, isoliert wird.
- Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Blutquelle von Schwein oder Rind stammt.
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