NH 4 Cl MgSO 4 CaCl 2 CaSO 4
5.7 Auswirkung auf die langkettigen Fettsäuren
Der Gesamtfettgehalt im Pansen variiert zwischen 200 - 800 mg/100 ml Panseninhalt und hängt von dessen Gewinnungsart ab (DEMEYER 1973; s. JASPER 2000). Die langkettigen Fettsäuren im Pansen können in drei Ursprungsgruppen eingeteilt werden: 1) Futterfett (meist ungesättigte Fettsäuren, z. B. Linol- und Linolensäuren), 2) Fett aus mikrobiellen Zellen und 3) umgeformte Fettsäuren (durch ruminale Biohydrogenierung). Die gesättigten Fettsäuren z. B. Palmitin- bzw. Stearinsäuren sind dominant im Pansensaft und in der mikrobiellen Fraktion (KATZ u. KEENEY 1966; KEENY 1970; HAGEMEISTER u. KAUFMANN 1979;
HARFOOT u. HAZLEWOOD 1997; s. JASPER 2000). Sie sind sowohl bakterielle Hydrierungprodukte als auch pflanzliche Produkte.
Herkunft und Bedeutung sowie der Stoffwechsel von Fett und Fettsäure im Pansen wurden in der Dissertation von JASPER (2000) ausführlich beschrieben und werden hier nicht wiederholt.
Calciumchlorid, Calciumsulfat und Magnesiumsulfat-Zugabe
Die Summe des Fettsäuren wurde durch die DCAB-Zugabe nicht verändert. Bei insgesamt 35 gemessenen Fettsäuren wurde nur für –Linolensäure (cis-6,cis-9,cis-12) ein Konzentrations-anstieg festgestellt (CF1 + 12,3 %, CF2 + 24,8 %, CF3 + 38 %). Diese Fettsäure ist hauptsächlich pflanzlichen Ursprungs und kommt häufig im Fett von Pilzen, Algen und Ölsamen vor (KEMP u. LANDER 1983). So wie andere ungesättigte Fettsäuren wird – Linolensäure durch mikrobielle Hydrierung zu gesättigter Fettsäure (Stearinsäure) umgewandelt.
Die Hydrierung von –Linolensäure erfolgt durch die Zusammenarbeit von Butyrivibrio fibriosolvens S2 und Fusocillus babrahamensis zu Stearinsäure. Allein kann B. fibriosolvens S2 die –Linolensäure nur bis cis-6,trans-11-Octadiensäure führen. Dagegen kann F.
babrahamensis die –Linolensäure komplett zu Stearinsäure umwandeln (s. Übers. 5.3, KEMP u. LANDER 1983).
Durch Beeinflußung dieser Bakteriengruppen wird eine Einschränkung der Hydrierung zu Stearinsäure denkbar. Allerdings blieb ein entsprechender Rückgang letzterer aus.
Übers. 5.3: Hydrierung der –Linolensäure (nach KEMP u. LANDER 1983)
Als Ursache für die Zunahme der –Linolensäurekonzentration ist eine Störung der Umwandlung zu Stearinsäure zu vermuten. Für den genauen Wirkungsmechanismus gibt es bislang keine Informationen.
Da diese Beobachtung nur bei Kombination von SO42- und Mg2+, nicht aber bei Ca2+ zu machen war, kann man davon aus gehen, daß es sich um einen Effekt der Ca2+ oder aber der Ionen-Kombination insgesamt handelt. Für die erste Überlegung spricht die Tatsache, daß diese Veränderungen positiv mit der Ca2+-Konzentration korreliert waren (s. Tab. 9.112, 148 u. 9.116, 152).
cis-6,cis-9,cis-12 ( –Linolensäure)
B. fibriosolvens S2, F. babrahamensis cis-6,cis-9,trans-11 konjugierte Triensäure
B. fibriosolvens S2, F. babrahamensis cis-6,trans-11-Octadiensäure
F. babrahamensis
trans-11-Otadecensäure
F. babrahamensis
Stearinsäure
Chawanit, M. (2003): Wirkung anionischer Futterzusätze auf Protein-, Lipid- und Thiaminstoffwechsel im Pansensaft des Rindes (in vitro)
6 Zusammenfassung
Der Einfluß unterschiedlicher DCAB-Diäten (Ammoniumchlorid und Magnesiumsulfat bzw.
Calciumchlorid, Calciumsulfat und Magnesiumsulfat, jeweils - 100, - 200 und - 300 meq/kg TS) auf die Fermentationsvorgänge im Pansen, insbesondere auf Protein- und Thiamin-stoffwechsel sowie langkettige Fettsäuren, wurde mit Hilfe des Langzeitinkubationssystems RUSITEC untersucht.
Sechs Läufe mit einer Dauer von jeweils 27 Tagen wurden durchgeführt. Jeder Versuchslauf gliederte sich in eine neuntägige Vorlaufphase, eine zehntägige Zulagephase (Zulage der DCAB-Salze) und eine achttägige Nachlaufphase.
Zur Bestimmung der Auswirkungen auf Protein- und Thiaminstoffwechsel wurden folgende Parameter herangezogen: Ammoniakgehalt, Proteingehalt der Bakterienfraktion, Thiamin-und Thiaminderivatgehalt (in Fraktionen), Protozoenzahl, Nukleobasengehalt sowie langkettige Fettsäuren.
Folgende Auswirkungen von DCAB-Diäten auf das Fermentationsgeschehen (s. Tab. 6.1) konnten beobachtet werden:
Tab. 6.1: Veränderungen ruminaler Fermentationsparameter (in %) durch
Ammoniumchlorid und Magnesiumsulfat bzw. Calciumchlorid, Calciumsulfat und Magnesiumsulfat (Prozentualer Unterschied gegenüber der Kontrolle während der gesamten Zulagephase)
Parameter NH4Cl + MgSO4
(%) CaCl2+ CaSO4+ MgSO4
(%)
Ammoniak* bis + 24 ±0
Nukleobasen-konzentration
Cytosin-konzentration ±0 + 36
Langkettige
Fettsäure
-Linolensäure-konzentration ±0 bis + 38
Thiaminkonzentrationen
TDP ±0 - 10,5
TMP - 20 - 21,6
Thiamin ±0 ±0
Fermenterflüssigkeit
Gesamtthiamin - 7 - 13
Tab. 6.1: Fortsetzung
TDP - 46 bis - 24,7
TMP - 21 bis - 26,6
Thiamin - 18,4 bis -18
Pflanzen u.
Protozoenfraktion
Gesamtthiamin - 3,2 bis - 25,2
TDP - 6,6 - 14,7
TMP - 8,4 - 11
Thiamin ±0 ±0
Überstand
Gesamtthiamin - 8,5 bis - 9,5
+ = Anstieg, - = Abfall, ±0 = keine Veränderung
* Bewertung gegenüber Ammoniakkonzentration vor der Zulagephase
Bei Zulage von NH4Cl + MgSO4 stiegen die Ammoniakgehalte in NF2 (- 200 meq/kg TS) und NF3 (- 300 meq/kg TS) um + 19 % (von 19,5 mmol/l bis 23,3 mmol/l, nicht signifikant) bzw. + 24 % (von 17,8 mmol/l bis 24,5 mmol/l, p < 0,05) an. Die Proteinkonzentationen sowie Nukleobasenkonzentrationen blieben unverändert.
Thiamin und seine Derivate sanken in NF3 in der PPB1-Fraktion und verursachten damit die Rückgänge in Fermenter und Überstand. Diese Thiaminreduktionen wurden durch negative Einflüsse der zunehmenden SO42+-Anteile in den Ammonium-/ Magnesium-DACB-Salzen erklärt.
Bei Zulage von CaCl2 + CaSO4 + MgSO4 sanken die Thiamingehalte in allen Versuchs-gruppen innerhalb der PPB1-Fraktion. Steigende Ca2+-Konzentrationen in der Zulage kommen hierfür ursächlich als erstes in Frage.
Die Wirkungen der geprüften DCAB-Diäten auf Thiaminstoffwechsel reichen nicht aus, um eine Cerebrocorticalnekrose auszulösen, da die Thiaminkonzentration in allen Gruppen weit über dem kritischen Grenzwert (50 Tg/l, STEINBERG u. KAUFMANN 1977) blieben.
Bei den langkettigen Fettsäuren wurde nur unter Ca2+-Zulage ein dosisabhängiger Anstieg allein der -Linolensäure beobachtet.
Somit hat die Gabe der DCAB-Diäten wohl einen negativen Einfluß auf den Thiamin-stoffwechsel der Protozoen aber keine Auswirkung auf den ProteinThiamin-stoffwechsel im Pansen.
Insgesamt sind bei normalem Einsatz der DCAB-Diäten (bis zu - 150 meq/kg TS) allenfalls minimale Wirkungen auf die Pansenfermentation zu erwarten.
Chawanit, M. (2003): Effects of anion rich diets on the protein, lipid and thiamine metabolisms in the bovine rumen (in vitro)
7 Summary
The influence of DCAB-diets (ammonium chloride + magnesium sulphate and calcium chloride + calcium sulphate + magnesium sulphate with cation- anion difference = - 100, - 200 and - 300 meq/kg of dry matter) was investigated in the long term rumen simulation system (RUSITEC) on the metabolism of protein, thiamine and long chain fatty acids.
Each of six investigations lasted 27 days with 9 days preliminary phase, 10 days test phase of the DCAB-salts and 8 days regeneration phase. The concentration of ammonia, protein, thiamine and its derivatives, nucleobase and long chain fatty acids were checked.
Following effects of the DCAB-diet on the Fermentation (see Tab. 7.1) are found:
Tab. 7.1: Changes of ruminal fermentation patterns influenced by ammonium chloride + magnesium sulphate and calcium chloride + calcium sulphate + magnesium sulphate on the parameters of ruminal fermentation (difference in percent in comparison with the control)
Compared with the ammonia concentration in the preliminary phase
Adding NH4Cl + MgSO4 to the fermenters the ammonia concentration increased in NF2 (- 200 meq/kg DM) and NF3 (- 300 meq/kg DM) for + 19 % (from 19.5 mmol/l to 23.3 mmol/l, not significant), and + 24 % (from 14.8 mmol/l to 24.5 mmol/l, p < 0.05) respectively. The concentration of protein and nucleobases were not changed.
Thiamine and its derivatives decreased in NF3 in the PPB1-fraction and caused the reduction of thiamine in the fermenters and the overflow. This reduction of thiamine was caused by the negative effects of the increasing of SO42+-compounds in ammonium-/ magnesium-DCAB-salts.
After supplementation of CaCl2 + CaSO4 + MgSO4 the thiamine decreased within the PPB1 -fraction of all groups. The increasing of Ca2+-concentrations are taken as the possible cause of this effect.
The effects of the tested DCAB-diet on the thiamine metabolism can not be the cause of Cerebrocortical necrosis (PEM), because the concentration of thiamine in all groups were kept above the critical level of 50 Tg/l.
The Ca2+-salts influenced dose depending the concentration of long chain fatty acid partially.
Summarising this investigation the DCAB-diets had a negative effect mainly on the thiamine metabolism of the protozoa but not on the protein metabolism in the rumen.
However, keeping in mind that the normally used DCAB-diets are not so strong (up to - 150 meq/kg DM) no critical effects of the DCAB diet on the ruminal fermentation are to be expected.
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