Aminosäuren

Die Gehalte an Aminosäuren werden in Hefen, um diese als Proteinquelle in der Tierernährung einsetzen zu können, als ausreichend beschrieben (SCHILLER et al. 1972) und können mit den Gehalten (HANSSEN 1981) sowie mit dem Aminosäurenmuster von konventionell eingesetzten Futtermitteln wie Fischmehl, Magermilch und Sojaextraktions-schrot verglichen werden (VIRK et al. 1989; SIKKA 1990). Aus einer Vielzahl von Untersuchungen (u.a. SCHULZ 1975, FAUST et al. 1982, SIKKA 1997) geht hervor, dass die Aminosäurenmuster von Hefen in Abhängigkeit von der Genetik (Stamm, Gattung) Schwankungen aufweisen (Tab. 9), die durch exogene Faktoren (wie z. B. Fermentations-bedingungen) aber nur wenig beeinflussbar sind (VOGT 1978; TIEMEYER et al. 1981;

SIKKA 1990). Aufgrund der Gehalte an Lysin (Tab. 9), der erstlimitierenden Aminosäure in der Fütterung von Absetzferkeln (MOSENTHIN 1999), gelten Hefen als lysinreich (ROTH und KIRCHGESSNER 1977) und eignen sich somit besonders zur Ergänzung lysinarmer Futtermittel (z.B. Getreide) zur Versorgung von Absetzferkeln (SCHILLER et al. 1972).

Zudem ist auf den Gehalt an schwefelhaltigen Aminosäuren in Hefen hinzuweisen (SHACKLADY und GATUMEL 1972, NIELSEN et al. 1974, GUTIERREZ et al. 1999). So kann der Bedarf an Methionin und Cystin bei alleiniger Verwendung von Hefen als Rohproteinquelle in Alleinfuttermitteln für Schweine nicht gedeckt werden (SCHILLER et al.

1972). Bei Versorgung von Absetzferkeln mit einem hefenhaltigen Mischfutter (15 % Hefenanteil) konnten REDDY et al. (1990) eine Erhöhung der Verdaulichkeit und der

Retention von Stickstoff sowie verminderte Blutharnstoffwerte bei einer zusätzlichen Substitution des Futtermittels mit Methionin beobachten.

Tab. 9: Aminosäurengehalte in Hefen (KIHLBERG 1972; SCHILLER et al. 1972;

BECK und GROPP 1974; SCHULZ 1975; TIEMEYER et al. 1981;

JEROCH et al. 1999)

Aminosäure Gehalt (g/ 100 g Rp)

Lysin 6,30 – 9,70

Methionin 1,20 – 3,50

Cystin 0,30 – 1,70

Arginin 3,90 – 6,20

Histidin 1,50 – 4,00

Isoleucin 3,50 – 7,30

Leucin 5,90 – 9,90

Threonin 4,60 – 7,00

Tryptophan 0,50 – 1,70

Valin 5,10 – 6,60

Glycin 4,20 – 5,20

Geringe Gehalte an Methionin und Cystin (Tab. 9) können die Qualität der Hefen in ihren Substitutionseigenschaften mit anderen Futtermitteln limitieren. So kommt den Thioaminosäuren im Hinblick auf die Zusammensetzung des Idealen Proteins (NRC 2001) sowie einer Vermeidung einer Überversorgung mit anderen Aminosäuren ein besonderer Stellenwert für die Beurteilung der Proteinqualität von Hefen zu (MOSENTHIN 1999).

Ferner verleihen relativ hohe Gehalte an Threonin den Hefen eine gute Kombinationseigenschaft mit pflanzlichen Produkten (SCHILLER et al. 1972).

2.3.3.4 Vitamine

Die Hefen verfügen über relativ hohe Gehalte an Vitaminen (Tab. 10), insbesondere an Vitaminen des B-Komplexes (SIKKA 1990), so dass sie lange Zeit als eine der wichtigsten Quellen für den Vitamin-B-Komplex in der Ernährung von Mensch und Tier galten (SCHULZ 1975). Allerdings bestehen auch für Vitamine in Abhängigkeit von der Hefengattung sowie von den Nährsubstraten unterschiedlich hohe Gehaltsschwankungen. Zu der gleichen Auffassung kommt HANSSEN (1981), wobei er den sehr geringen Gehalt an Vitamin-B12 beton.

Tab. 10: Vitamingehalte in Hefen (SILBEREISEN et al. 1968; BUTSCHEK 1962;

HANSSEN 1981; JEROCH et al. 1993; HGS und DEUTSCHE HEFEWERKE unveröffentlicht)

Vitamine Gehalt (mg/kg TS)

Thiamin 9,00- 260

Ribolavin 15,0- 100

Pyridoxin 16,0- 100

Niacin 200- 700

Ca- Pantothenat 10,0- 130

Folsäure 9,00- 54,0

p-Aminobenzoesäure 5,00- 170

Biotin 0,60- 2,00

Cholin 2100- 6000

Inositol 3000- 5000

B12- Vitamin 6 x 10^-3

2.3.3.5 Mineralstoffe

Der Gehalt an Mineralstoffen in Hefen ist vor allem abhängig von der Verwendung unterschiedlicher Nährsalze (Ammonium- und Phosphorverbindungen) sowie vom Einsatz verschiedener Mineralpuffer während des Fermentationsprozesses (SCHULZ 1975). Ferner kann es bei der postfermentativen Aufbereitung der Hefen sowohl zu einer selektiven Anreicherung wie auch zu einer Extraktion (Fällung) einzelner Mineralstoffe kommen (SCHULZ 1975). Aus einer Vielzahl von Untersuchungen an Hefen (Tab. 11) lassen sich allerdings allgemeine Aussagen über den Rohasche- und den Mineralstoffgehalt machen. So sind Hefen relativ arm an Calcium und reich an Phosphor (GUTIERREZ 1999). Große Streuungen der Angaben ergeben sich für die Spurenelemente Eisen und Zink, wobei dies mit der Fähigkeit der Hefen, bestimmte Mengenelemente zu akkumulieren, begründet wird (HANSSEN 1981).

Tab. 11: Rohasche- und Mineralstoffgehalte in Hefen (WASLIEN et al. 1970;

HANSSEN 1981; JEROCH et al. 1993, 1999)

Parameter Gehalt

Rohasche ¹⁾ 50,0 – 85,0

Calcium ¹⁾ 0,00 – 9,00

Magnesium ¹⁾ 0,70 – 3,00

Phosphor ¹⁾ 11,0 – 20,0

Kalium ¹⁾ 9,00 – 27,0

Natrium ¹⁾ 0,10 – 2,00

Eisen ²⁾ 71,0 – 1010

Mangan ²⁾ 4,00 – 35,0

Zink ²⁾ 39,0 – 390

Kupfer ²⁾ 2,00 – 122

Selen ²⁾ 0,009 – 0,013

1) (g/kg TS) ²⁾ (mg/kg TS)

2.3.4 Futterwert

Die Hefen lassen sich bezüglich ihrer chemischer Zusammensetzung (s. o.) als Eiweißfuttermittel bezeichnen (SCHULZ 1975). Der Futterwert als Rohproteinquelle wird unter anderem von der Verdaulichkeit, von der Verwertung des Rohproteins sowie von der biologischen Wertigkeit bestimmt (SCHILLER et al. 1972). Für die Verdaulichkeit der Hefen werden in Abhängigkeit vom Nährsubstrat sehr unterschiedliche Angaben gemacht (Tab. 12).

Gleiches gilt für die Biologische Wertigkeit des Hefenproteins, die mit 76- 80 (DLG 1991) über der Biologischen Wertigkeit des Sojaproteins (69- 75) liegt (MENKE und HUSS 1987).

Auf die Beeinflussung der Verdaulichkeit durch postfermentative Maßnahmen (insbesondere Trocknung) wurde bereits eingegangen (siehe Punkt 2.1.1).

Tab. 12: Wahre, ileale (wVN) und scheinbare präzäkale Verdaulichkeit (sVN), Biologische Wertigkeit (BW) und Verwertung des Rohproteins (N-Verw.) aus Hefen unterschiedlicher Herkunft

Nährsubstrat wVN(%) sVN(%) BW N-Verw. Literatur Gerstenmalz 83,6 82,0-89,0 74,6 – 79,1 66,2 1, 5, 6

Melasse 78,9 85,0 - 89,7 80,2 61,6 1, 4

Methanol 86,3 90,5 86,1 65,9 3

Molke k. SA. 79,4 - 94,0 79,3 - 85,9 70,2 1 n-Alkane 83,8 – 89,1 87,0 - 94,4 74,6 61,7 1, 2, 3, 4

Literatur: SCHULZ 1975 ¹⁾und 1982 ²⁾, HANSSEN 1981 ³⁾, HEINZ et al. 1989 ⁴⁾, JEROCH et al. 1999 ⁵⁾, DEGUSSA 2002 ⁶⁾

Die deutlich niedrigere Verdaulichkeit der Melassenhefe gegenüber den n-Alkanhefen führen HEINZ et al. (1989) auf eine nicht sachgemäße thermische Behandlung bei 200°C für 60 min zurück. WÜNSCHE et al. (1988) stellen in Fütterungsversuchen mindestens eine Gleichwertigkeit der Proteinqualität von Hefen mit pflanzlichen Rohproteinquellen heraus, während SCHILLER et al. (1972) von einer Proteinqualität „oberster Klasse“ ausgeht, die mit der Qualität von Proteinen tierischer Herkunft verglichen werden kann. VOLOBUEVA et al.

(1986) bewerten Hefen als hochwertige Eiweißlieferanten, da diese z. B. Fischmehl im Mischfutter für Ferkel mit positiven Effekten auf die Tageszunahmen komplett ersetzen können.

Eine mögliche Aufwertung des Hefenproteins gelingt durch eine Supplementierung mit schwefelhaltigen Aminosäuren, insbesondere mit Methionin (NIELSEN et al. 1974, REDDY et al. 1990), da eine signifikante Korrelation (r²= 0,9) zwischen dem Methioningehalt und der Biologischen Wertigkeit des Proteins besteht (SCHILLER et al. 1972). So kann durch eine Substitution von Hefen mit Methionin die Biologische Wertigkeit eines hochwertigen Milchpulvers erreicht werden (SCHULZ und OSLAGE 1976).

Ferner kann durch die Kombination von Getreide (z. B. Gerste) mit Hefen eine Biologische Wertigkeit erzielt werden, die vergleichbar ist mit einer Ergänzung der Gerste mit einem hochwertigen Fischmehl (SCHILLER et al. 1972, SCHULZ und OSLAGE 1976). Dabei geht von Hefen auf Grund des höheren Lysingehaltes ein stärkerer Ergänzungseffekt aus als vom Fischmehl (SCHILLER et al. 1972). Die Ergänzungseigenschaft der Hefen zu lysinarmen Mischfuttern wird ebenfalls in Arbeiten von HANSSEN (1981) betont.

Bei der Betrachtung der wahren sowie der scheinbaren präzäkalen Verdaulichkeit (Tab. 13) einzelner Aminosäuren fallen zum einen sehr hohe Werte und zum anderen nur sehr geringe Differenzen zwischen der Verdaulichkeit einzelner Aminosäuren auf.

Dabei stehen die geringen Unterschiede zwischen scheinbarer und wahrer Verdaulichkeit von Hefen im Gegensatz zu relativ hohen Differenzen zwischen den unterschiedlich bestimmten Verdaulichkeiten von pflanzlichen Eiweißfuttermitteln (WÜNSCHE et al. 1988). Dies kann mit geringen endogenen N-Verlusten (futtermittelspezifisch) bei Verabreichung von Hefen sowie mit hohen endogenen N-Ausscheidungen nach Fütterung von pflanzlichen Futtermitteln erklärt werden (SUSENBETH 2002).

Tab. 13: Wahre (wV) und scheinbare präzäkale Verdaulichkeit (sV) einiger Aminosäuren aus Hefen (HEINZ 1989 und DEGUSSA 2002)

Aminosäure wV (%) sV (%)

Lysin 88,0 87,0

Methionin 81,0-81,8 80,0

Cystin 69,0-69,4 66,0

Threonin 83,0 81,0

Tryptophan 85,0-85,4 83,0

Im Dokument Untersuchungen zum Futterwert einer auf Molke produzierten Hefe (Kluyveromyces fragilis) als Eiweissfuttermittel für Absetzferkel (Seite 41-45)