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Gewählte Publikation:

Publikationstyp: PhD-Arbeit

Publikationsjahr: 2015

AutorInnen: Harder, H

Titel: Assessing the efficacy of processing grain with organic acids and pullulanase to modulate its nutrient composition and improve ruminal fermentation in vitro.

Quelle: PhD-Arbeit, BOKU Wien, pp. 84.


Autor/innen der Vetmeduni Vienna:

Harder Hauke

Betreut von:
Zebeli Qendrim

Begutachtet von:
Zebeli Qendrim

Diese Publikation wurde nicht im Namen der Vetmeduni Vienna erstellt und ist deshalb ausschließlich der persönlichen Publikationsliste des/der Autors/Autorin zugeordnet!


Zugehörige(s) Projekt(e): WissenschaftlerInnen und SchülerInnen arbeiten zusammen an der Verbesserung von funktionellen Eigenschaften der Futtergetreide für Milchkühe


Abstract:
Im Bereich der Tierernährung wird stets nach einer Verbesserung der funktionellen und ernährungsphysiologischen Eigenschaften von Futtermitteln gestrebt, um zukünftigen Anforderungen an die Gesundheit und Leistung der Tiere sowie an Umweltschutz und Nachhaltigkeit gerecht zu werden. Dieser Studie liegt das Ziel zugrunde, zu untersuchen, ob eine Behandlung von Gerste mit Milch- oder Zitronensäure, alleine oder zusammen, mit oder ohne eine zusätzliche Hitzebehandlung und mit dem Enzym Pullulanase positive Effekte auf wichtige Nährstoffe des Getreides, wie z.B. resistente Stärke oder Faserstoffe, verbunden mit gesundheitsfördernden Eigenschaften, hat. Das zweite Ziel der Studie war es zu untersuchen, ob eine Behandlung von Gerste mit Milch- und Zitronensäure die Verfügbarkeit von Phosphor (P) für Pansenbakterien unter in vitro Bedingungen erhöht. Eine verbesserte P-Verfügbarkeit in Getreide wäre eine substantielle Möglichkeit die P-Einträge in die Umwelt zu reduzieren und die Nutzung des in Getreide meist in organischer Form vorliegenden P, zu erhöhen. Um diese beiden Fragen zu beantworten, wurden insgesamt drei Studien durchgeführt. In der ersten Studie wurde Gerste für 24 Stunden bei 22°C und einer Konzentrationen von 5% (vol/vol) entweder mit Milchsäure, Zitronensäure oder Pullulanase behandelt. Für den Gehalt an resistenter Stärke (RS), Rohprotein, neutraler Detergenzien Faser und Rohasche konnten Interaktionen zwischen den Behandlungen und den Genotypen der Gerste beobachtet werden. Der organische Rest, eine Fraktion die unter anderem ß-Glucane enthält, wurde nach einer Zitronensäurebehandlung des Genotyps Arcanda von 8,93 auf 14,76% gesteigert. Ein Anstieg der Säurekonzentration von 1 auf 5% steigerte den Gehalt an RS linear. Eine Behandlung mit dem Enzym Pullulanase steigerte den Gehalt an RS von 0,26 (Kontrolle) auf 1,29% und damit am stärksten im Vergleich zu den anderen Behandlungen. In der zweiten Studie wurden mögliche additive Effekte einer zusätzlichen thermischen Behandlung auf die Nährstoffzusammensetzung untersucht. Dafür wurde Gerste für 24 Stunden bei 22°C und einer Konzentration von 5% (vol/vol) mit Milch- und Zitronensäure behandelt und zusätzlich für 2 Stunden bei 100°C erhitzt, entweder mit oder ohne einer anschließenden Abkühlung bei 4°C für 2 Stunden. Die kombinierten Säure- und Hitzebehandlungen mit einer zusätzlichen Abkühlung verdoppelten den Gehalt an RS im Vergleich zu den Säurebehandlungen, wobei die Hitze- und Kältebehandlungen einen moderaten Effekt auf den Gehalt an Rohasche, Rohprotein und unlöslichen Fasern zeigten. In der dritten Studie wurden in einer semi- kontinuierlichen in vitro Pansensimulationsmethode die Effekte einer Behandlung von Gerste mit Milch- und Zitronensäure (24 Std. / 22°C / 5% (vol/vol)) auf die mikrobielle Zusammensetzung, das Fermentationsmuster und den Nährstoffabbau zum einen bei hohen und zum anderen bei relativ niedrigen P-Gehalten in der Ration untersucht. Die Ergebnisse zeigten in der Ration mit wenig P einen Abfall der Gesamtbakterien, jedoch nicht der Protozoen und der kurzkettigen Fettsäuren. Unter niedrigen P-Bedingungen konnten eine Milch- und Zitronensäurebehandlung die Konzentration an kurzkettigen Fettsäuren steigern. Die Milchsäurebehandlung erhöhte das Auftreten der Bakterien in der Ration mit wenig P. Interessanterweise steigerte eine Zitronensäurebehandlung in der Ration mit wenig P die in der Fermenterflüssigkeit am häufigsten vertretene Bakteriengruppe genus Prevotella und den NDF Abbau in dem gleichen Ausmaß wie eine anorganische P-Zulage in der Ration mit viel P. Die Behandlungen mit Milch und Zitronensäure steigerten den Abbau der NDF und reduzierten den Abbau der Ammoniakkonzentration und des Rohproteins im Vergleich zur Kontrollvariante bei beiden P-Gehalten. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine Behandlung von Gerste mit organischen Säuren sowie Pullulanase dazu beitragen könnte, positive Eigenschaften von Gerste bezogen auf ihren gesundheitlichen Wert zu steigern. Bezogen auf die Wiederkäuerernährung könnten die durch die Säurebehandlungen erzielten positiven Effekte auf spezifische Pansenbakterien, das Fermentationsprofil und den Faserabbau in den P-armen Rationen zu einer potentiellen Verbesserung der organischen P-Verfügbarkeit führen. Weitere Untersuchungen sind notwendig um die genauen Mechanismen zu verstehen, die den beobachteten Effekten der jeweiligen Behandlungen zugrunde liegen und um beurteilen zu können, in welchen Ausmaß diese die Verfügbarkeit von organischem P in Gerste unter in vivo Konditionen steigern können

Schlagworte:
Gerste, / Futtermittel, / Pullulanase, / Milchsäure, / Citronensäure, / Phosphorversorgung


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