DD254594A1 - Verfahren zur bestimmung der in-vitro-verdaulichkeit von futtermitteln, insbesondere von aufschlussstroh - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein chemisch-enzymatisches Pruefverfahren zur Ermittlung von Futterwertkenndaten fuer Futtermittel, insbesondere fuer chemisch aufgeschlossenes Stroh. Es kann in vitro sowohl die Verdaulichkeit der organischen Substanz als auch der Gehalt an unverdaulicher organischer Substanz bestimmt werden. Erfindungsgemaess wird dies dadurch erreicht, dass vor der Cellulasebehandlung eine alkalische Vorbehandlung der Futtermittel bei erhoehter Temperatur erfolgt.
Description
Die Erfindung betrifft ein chemisch-enzymatisches Prüfverfahren zur Ermittlung von Futterwertkenndaten für Futtermittel, insbesondere für chemisch aufgeschlossenes Stroh.
Mit Hilfe dieses Verfahrens kann in vitro sowohl die Verdaulichkeit der organischen Substanz als auch der Gehalt an unverdaulicher organischer Substanz von Aufschlußstroh bestimmt werden. Das Verfahren ist insbesondere für die staatliche Futtermittelprüfung geeignet.
Charakteristik des bekannten Standes der Technik .
Zur Ermittlung der Verdaulichkeit von Futtermitteln sind Verfahren bekannt, bei denen Cellulasen püzähnlicher Herkunft benutzt werden. Meist werden hierbei Kombinationen mit säurehydrolytischen bzw. extrahierenden Vorbehandlungsschritten verwendet. Im Falle der Untersuchung von Stroh ist auch die alleinige Cellulasebehandlung bekannt. Unabhängig vom' angewendeten Verfahren wird bei der Untersuchung von unbehandeltem bzw. chemisch aufgeschlossenem Stroh hierbei eine schlechte Übereinstimmung zwischen den in vitro und in vivo gemessenen Verdaulichkeiten erzielt. Offensichtlich reichen die Lösungseigenschaften cellulosischer Enzymkomplexe bei stärker lignifizierten Futterstoffen bei den bisher bekannten Vorbehandlungsmethoden im sauren bzw. neutralen Milieu bei weitem nicht an die Verdauungspotenzen des Wiederkäuers heran.
Des weiteren sind Verfahren bekannt, die unter Nutzung von Pansensaft von Kühen oder Schafen funktionieren. Bei Kombination mit einer Pepsin-Salzsäure-Vorhydrolyse werden bei Untersuchung von Aufschlußstroh die in vivo am Schaf gemessenen Futterwertkenndaten zwar in etwa erreicht. Aufgrund schlechter Bedingungen bei der Standardisierung der Pansensaftqualität zwischen verschiedenen Prüfeinrichtungen hat dieses Verfahren jedoch keine praktische Nutzanwendung gefunden. Andere In-vitro-Verfahren, wie die Gasbildungsmethode nach dem Hohenheimer Futterwerttest (MIKA, V. u.a.: Ein Vergleich verschiedener Labormethoden zur Schätzung der Verdaulichkeit von Grundfutter; Z. Tierphysiol. Tierernährung und Futtermittelkunde 45 [1981] 132-141), eignen sich aufgrund zu geringer Reproduzierbarkeit ebenfalls nicht zur Bewertung von chemisch behandeltem Stroh.
Mit Hilfe der Erfindung soll erstmalig eine Möglichkeit zur objektiven In-vitro-Ermittlung der beim chemischen Strohaufschluß erreichten Futterwertverbesserung als Grundlage für eine ökonomische Bewertung von Aufschlußstroh einschließlich Preisbildung und für den effektivsten Futtereinsatz geschaffen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe ^ugrunde, zur Ermittlung der In-vitro-Verdaulichkeit, insbesondere von Aufschlußstroh die unzureichenden Lösungseigenschaften der verwendeten cellulolytischen Enzymkomplexe bei Stroh wesentlich zu verbessern, so daß eine Angleichung der erhaltenen Meßwerte an die im Tierversuch am Schaf meßbaren Verdaulichkeitswerte erreicht
wird. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß vor der Cellulasebehandlung des Aufschlußstrohs eine gezielte Vorbehandlung mit alkalischen Lösungen unter erhöhter Temperatur erfolgt, wodurch eine gezielte Steigerung der enzymatischen Zugänglichkeit der Strohzellwände für die nachfolgende Behandlung mit Cellulase erreicht wird. Zur Vorbehandlung kommen erfindungsgemäß Lösungen aus Alkali- oder Erdalkalicarbonaten, Ammoniumcarbonaten oder Mischungen aus solchen mit einer Konzentration zwischen 0,1 % bis 1,5%, vorzugsweise 0,5% (glv), zur Anwendung. Nach weiteren Merkmalen der Erfindung wird die alkalische Vorbehandlung bei Temperaturen von 60-1200C über einen Zeitraum von 5 bis 180 Minuten durchgeführt. Danach wird die alkalische Extraktionslösung nach ansich bekannten Methoden entfernt. Die sich anschließende enzymatische Behandlung des Futtermittels erfolgt unter Anwendung eines beliebigen cellulolytischen Enzymkomplexes oder von Mischungen des Cellulasekomplexes mit Hemicallulasen, Pektinasen, Amylasen oder Proteasen. Dieser zweite Verfahrensschritt läuft unter erhöhter Temperatur von 3O0C bis 6O0C über einen Zeitraum von 16 bis 96 Stunden ab. Das Ergebnis des erfindungsgemäß eintretenden Vorbehandlungseffektes ist überraschend, da bisher davon auszugehen war, daß durch ein derartiges Vorgehen der beim eigentlichen alkalischen Strohaufschlußprozeß realisierte Aufschlußeffekt (als Verdaulichkeitszuwachs meßbar) durch nachträgliche Aufschlußwirkungen beim Laborverfahren überdeckt wird und daß bei unterschiedlich stark aufgeschlossenen Strohpartien sämtliche Differenzen nivelliert werden.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
500mg Stroh, getrocknet und gemahlen, werden mit 50ml 0,5%iger Sodalösung versetzt und in einem 950C heißen Wasserbad nach Wiedererreichen der festgelegten Temperatur eine Stunde vorbehandelt.
Nach Abkühlung wird die alkalische Extraktionslösung auf beliebige Art entfernt. Der ungelöste Rückstand wird mit dest. Wasser nachgewaschen und wieder trockengesaugt. Anschließend wird der Rückstand mit 50ml Cellulase-Pufferlösung pH 4,6 (5ml Cellulase HUPc + 45ml Pufferlösung pH 4,6) versetzt und 48h bei 400C im Brutschrank behandelt. Dabei ist träglich einmal umzuschwenken. Abschließend wird der Rückstand auf beliebige Art gravimetrisch erfaßt.
Als Untersuchungsmaterial kam Winterweizenstroh zur Anwendung, das bei einem Wassergehalt von 40% und Lagerungstemperaturen von 550C12 Wochen mit den in Tabelle angegebenen Harnstoffdosen silageähnlich gelagert und dabei durch die Wirkung des durch Ureasewirkung aus dem Harnstoff freigesetzten NH3 chemisch aufgeschlossen worden ist.
Zum Vergleich wurden die am Schaf gemessenen In-vivo-Verdaulichkeiten der organischen Substanz (OM) des Strohes, die nach alleiniger Cellulasebehandlung bzw. nach der Kombination aus Pepsin-Salzsäure-Vorbehandlung mit anschließender Cellulasebehandlung gemessenen In-vitro-Verdaulichkeiten (Stand der Technik) aufgeführt.
AusTabelle 1 geht hervor, daß die bekannten In-vitro-Verfahren (I + II) unter Einsatz eines Cellulasekomplexes im Vergleich zum Tierversuch (in vivo) bei mit Harnstoff chemisch aufgeschlossenem Stroh-viel zu niedrige Verdaulichkeitswerte erbringen. Dieser Nachteil kann erfindungsgemäß durch eine alkalische Vorbehandlung vollständig eliminiert werden (III + IV).
Tabelle 1: Anwendungsbeispiel und Vergleich zum Stand der Technik In-vitro-Verdaulichkeit in % der OM
| Material | In-vivo-Verdaulichkeit | Vorbehandlung vor der Cellulasebehandlung | Il | III | IV |
| Weizenstroh | in % der OM | I | Pepsin-HCI | 0,5%ige | 0,5%ige |
| plus | —Schaf— | ohne | 24h 4O0C | Na2CO3 | K2CO3 |
| 14,3 | 41,8 | 45,6 | |||
| 0% Harnstoff | 39,9 | 14,7 | 21,2 | 45,3 | 49,5 |
| 2% Harnstoff | 51,8 | 20,9 | 30,9 | 55,5 | 56,2 |
| 4% Harnstoff | 56,8 | 34,0 | 32,9 | 58,5 | 60,1 |
| 6% Harnstoff | 57,2 | 38,4 | 32,9 | 58,6 | 60,1 |
| 8% Harnstoff | 60,7 | 39,8 | 39,9 | 61,3 | 60,9 |
| 10% Harnstoff | 60,2 | 44,5 |
a±sd
(in vitro minus in vivo)
-22,4 ± 5,3
-25,8 ±3,4
-0,9 ±3,2
1,0 ±2,9
Tabelle 2: OM-Löslichkeit bei den beiden Stufen des neuen In-vitro-Verfahrens—-Angaben in % der OM —
| Material | Behandlungsschritt | Il | 1h 95 0C | +9,1 | Cellulasebehandlung 48 h | Il | behandlung | d2 | Summed! + d2 |
| Weizenstroh | I | + 5,5 | nach Pufferex- nach Soda | 23,0 | |||||
| plus | +3,8 | I | traktion | 27,3 | |||||
| Pufferextraktion 0,5%ige Soda d-, | 18,8 | +4,8 | 7,6 | 32,9 | |||||
| pH72h95°C | 18,0 | +5,0 | 18,0 | 33,6 | + 15,4 | +24,5 | |||
| 22,6 | +3,7 | 26,3 | 33,1 | + 9,3 | + 14,8 | ||||
| 0% Harnstoff | 24,9 | 29,3 | 32,6 | +6,6 | + 10,4 | ||||
| 2% Harnstoff | 9,7 | 25,5 | 29,2 | +4,3 | +9,1 | ||||
| 4% Harnstoff | 12,5 | 28,7 | 28,8 | +3,9 | +8,9 | ||||
| 6% Harnstoff | 18,8 | +3,8 | +7,5 | ||||||
| 8% Harnstoff | 20,1 | ||||||||
| 10% Harnstoff | 20,5 | ||||||||
| 25,0 | |||||||||
Claims (5)
1. Verfahren zur Bestimmung der In-vitro-Verdaulichkeit von Futtermitteln, insbesondere von Aufschlußstroh, wobei die Behandlung der Futtermittel mit einem Cellulasekomplex erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß vor der enzymatischen Behandlung eine alkalische Vorbehandlung der Futtermittel bei erhöhter Temperatur durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur alkalischen Vorbehandlung Lösungen aus Alkali- oder Erdalkaiicarbonaten, Ammoniumcarbonaten oder Mischungen aus solchen verwendet werden. .
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der alkalischen Lösungen zwischen 0,1 % und 1,5% (g/v) beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die alkalische Vorbehandlung bei Erhitzung auf 60-12O0C vorgenommen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die alkalische Vorbehandlung 5 min bis drei Stunden lang vorgenommen wird.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD29743286A DD254594A1 (de) | 1986-12-11 | 1986-12-11 | Verfahren zur bestimmung der in-vitro-verdaulichkeit von futtermitteln, insbesondere von aufschlussstroh |
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|---|---|
| DD254594A1 true DD254594A1 (de) | 1988-03-02 |
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ID=5584818
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| DD (1) | DD254594A1 (de) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2737781A1 (fr) * | 1995-08-10 | 1997-02-14 | Rhone Poulenc Nutrition Animal | Mesure de la digestibilite des aliments chez les ruminants |
-
1986
- 1986-12-11 DD DD29743286A patent/DD254594A1/de unknown
Cited By (2)
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| WO1997006434A1 (fr) * | 1995-08-10 | 1997-02-20 | Rhone-Poulenc Nutrition Animale | Mesure de la digestibilite des aliments chez les ruminants |
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