Zur Freisetzung der freien Aminosäuren wurden die Proben mit 0,1-molarer Salzsäure versetzt. In der Probe enthaltene stickstoffhaltige Makromoleküle wurden durch Fällung mittels Sulfosalicylsäure und anschließender Filtration entfernt. Zur Analyse der Aminosäuren Cystein und Methionin mussten diese noch vor der Hydrolyse zu Cysteinsäure, bzw. Methioninsulfon oxidiert (mittels Perameisensäure-Phenol-Lösung) werden. Daraufhin wurden die Proben auf einen pH-Wert von 2,20 eingestellt und wie auch bei der Messung der Gesamtgehalte durch Ionen-Austauschchromatographie separiert sowie mittels Ninhydrin-Reaktion photometrisch bei einer Wellenlänge von 570 nm detektiert.
Eine detaillierte Beschreibung der einzelnen Arbeitsschritte, der eingesetzten Reagenzien und der Systemeinstelllungen ist der Methodenbeschreibung
1 Laut persönlicher Mitteilung durch das EVONIK DEGUSSA-Amino Lab®
Reineiweißgehalt (RE) erfolgte durch das Institut für Tierernährung der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover. Der Reineiweißgehalt wurde mittels der Methode nach BARNSTEIN (1990) (VDLUFA III, 4.4.1) bestimmt. Die Rohproteinbestimmung erfolge anhand der Methode nach KJELDAHL (1883) (VDLUFA III, 4.1.1).
Die Bestimmung der frei vorliegenden γ-Aminobuttersäure war meißt nicht möglich.
In den untersuchten Grassilagen lag der Anteil freier γ-Aminobuttersäure jedoch bei 93 % des gemessenen Gesamtgehaltes1 und konnte so berechnet werden.
Auswertung zur Aminosäurezusammensetzung 3.5.3
Zu den Berechnungen lagen die Aminosäuregehalte von 316 Grassilagen vor. Ziel war es, Unterschiede in den Gehalten der Aminosäuren zwischen Schad- und Kontrollsilagen aufzudecken, sowie Korrelationen zwischen den Gehalten einer Aminosäure an der Summe der Aminosäuren und dem Reineiweißgehalt am Rohprotein darzustellen und hierdurch die Dynamiken des Reineiweißabbaus in Zusammenhang mit dem Umbau der Aminosäuren zu setzen. Hierbei standen von jeder Aminosäure zwei Werte zur Verfügung. Zum einen die Gesamtgehalte einer jeden Aminosäure, welche sowohl die Fraktion der gebundenen als auch die Fraktion der frei vorliegenden Aminosäure beinhaltete. Zum anderen war der Gehalt der ausschließlich frei vorliegenden Aminosäure gemessen worden. Die Ergebnisse wurden nach dem Reineiweißanteil am Rohprotein der Grassilagen in Schad- und Kontrollsilagen (s. Kap. 3.3) gruppiert. Dies ergab einen Wertepool von 206 Schadsilagen und 110 Kontrollsilagen. Nun wurden die Gehalte der einzelnen Aminosäuren von Schad- und Kontrollsilagen gegenübergestellt und die statischen Differenzsignifikanzen ermittelt (s. Kap. 3.6.3). Hierbei wurde mit den absoluten Gehalten der Aminosäuren in Gramm pro Kilogramm Trockensubstanz gearbeitet.
Zusätzlich wurden die prozentualen Anteile der jeweiligen Aminosäuren an der Summe aller gemessenen Aminosäuren der Kontroll- und Schadsilagegruppe gegenübergestellt. Da sich die Rohproteingehalte der Schad- und Kontrollsilagen im Schnitt um 8,46 % voneinander unterschieden (s. Kap. 4.9.1), wurde zusätzlich zur absoluten Gegenüberstellung der Aminosäuregehalte eine prozentuale Gegenüberstellung unternommen. Hierbei wurden die jeweiligen prozentualen Anteile der Aminosäure an der Summe der gemessenen Aminosäuren zwischen Schad- und Kontrollsilagen verglichen (s. bspw. Abb. 4-16). Die beschriebenen Berechnungen und Gegenüberstellungen erfolgten in gleicher Weise für die Gehalte an freien Aminosäuren (s. bspw. Abb. 4-17).
1 Laut persönlicher Mitteilung durch das EVONIK DEGUSSA-Amino Lab®
(s. bspw. Abb. 4-18). Aus dieser Darstellung sollten sich mögliche Abhängigkeiten und Korrelationen zwischen Reineiweißgehalt und Aminosäuremuster ableiten lassen. Hierzu wurde das Bestimmtheitsmaß (R2) ermittelt und ebenfalls in der Darstellung angegeben (s. bspw. Abb. 4-18). Auch für die Gehalte freier Aminosäuren wurde in gleicher Weise verfahren (s. bspw. Abb. 4-19).
Input der freien Aminosäuren Isoleucin, Leucin und Valin aus 3.5.4
eingesetzten Grassilagen sowie die Produktion der i-Säuren
Durch die tägliche Zulage von 10,5 g TS Kontroll- bzw. Schadsilage und die bekannten Gehalte der freien Aminosäuren Isoleucin, Leucin und Valin (s. Tab. 3.3 sowie die Analyseergebnisse Tab. 9.4) konnte der tägliche Input dieser Aminosäuren in den Fermenter berechnet werden. Aus der täglichen gemessenen Produktion an i-Butter- und i-Valeriansäure (s. Kap. 3.4.12 sowie Kap. 4.2 und 4.3) wurde die Summe der täglichen i-Säurenproduktion berechnet. So konnte der Input der freien Aminosäuren Isoleucin, Leucin und Valin aus eingesetzten Grassilagen sowie die Produktion der i-Säuren verglichen werden (s. Kap. 4.7).
Die statistische Auswertung der im Rahmen der RUSITEC-Versuche erhobenen Messwerte erfolgte wie auch bei GÖRES (2016), ILLE (2017) und THOMSEN (in Vorbereitung) in der gleichen Weise wie bei GAST (2010) und GRESNER (2011).
Somit war eine laufübergreifende Vergleichbarkeit der Messergebnisse innerhalb des Gesamtprojekts gegeben. Die Messwerte wurden mit Hilfe des Tabellenkalkulationsprogramms Microsoft Excel 2010 (Fa. Microsoft, Redmond, WA, USA) erfasst und verarbeitet. Die anschließende statistische Auswertung erfolgte mittels SAS Enterprise Guide (Version 7.1, Fa. SAS Institute Inc., Cary, NC, USA).
Die vier Versuchsdurchläufe 39-42 mit drei Fermentergruppen à zwei identisch beladenen Fermentern führten pro Messtag zu acht Messwerten pro Fermentergruppe (n = 8). Hieraus wurde der arithmetische Mittelwert (x̅) gebildet und die Standardabweichung (s) berechnet. Anschließend wurden mit einem t-Test für verbundene Stichproben die Differenzsignifikanzen (p) zwischen den drei Fermentergruppen (KF-32: F1 + F2; TF-35: F 3+ F4; TF35mS: F5 + F6) bestimmt.
Wie auch in den vorherigen Dissertationen der Arbeitsgruppe wurde bewusst auf die Darstellung der Ergebnisse in Box-Whisker-Plots verzichtet. Statistische Daten zu den jeweiligen Parametern sind dem Anhang zu entnehmen (Mittelwert, Standardabweichung, p-Werte etc.).
Pansenprotozoen im flüssigen Fermenterinhalt 3.6.2
Wie auch bei den übrigen RUSITEC-Parametern wurde der arithmetische Mittelwert aus den jeweils vergebenen Scorepunkten gebildet und dann die Differenzsignifikanzen zwischen den Fermentergruppen mittels einer nichtparametrischen einfachen Varianzanalyse (Kruskal-Walls-Test) bestimmt.
Untersuchung der Aminosäuregehalte in Grassilagen 3.6.3
Aus den Aminosäuregehalten der in Kontrollsilagen (RE/Rp > 50 %) und Schadsilagen (RE/Rp < 50 %; RE/Rp = 50 % lag nicht vor) gruppierten 316 Grassilagen wurden der Mittelwert der jeweiligen Silagegruppen, die Standardabweichung sowie die Differenzsignifikanzen zwischen den Werten der Kontroll- und Schadsilagen mittels Zweistichproben-t-Test für unabhängige Stichproben berechnet. Im Falle einer Ungleichheit der Varianzen wurde der Satterthwaite-Test angewandt.
39 bis 42 dargestellt. Des Weiteren wird teilweise auf Analyseergebnisse vorangegangener RUSITEC-Läufe 31-34 und 35-38 eingegangen. Da je Lauf zwei Fermenter gleich beladen wurden, kam es in den vier Läufen zu acht Messergebnissen, aus denen ein Mittelwert berechnet werden konnte. Die Ursprungsdaten sind dem Anhang zu entnehmen (Mittelwerte, Streuungen etc.
s. Kap. 9.7). Nach der Beladung des RUSITEC an Tag null unterteilte sich der Versuch in eine Einlaufphase (Tag 1–6), eine Kontrollphase (Tag 7-8), eine Zulagephase (Tag 9-18) sowie die anschließende Erholungsphase (Tag 19-28). Bei den mit schwarzem Balken markierten Tagen handelt es sich um die Zulagephase, in welcher Fermenter 3 und 4 (TF-35) mit Schadsilage (S-35) und Fermenter 5 und 6 (TF-35mS) mit Schadsilage und Sojaprotein (S-35mS) beladen wurden (s. Tab. 3.3). Die statistisch signifikanten Differenzen zwischen den drei Fermentergruppen sind wie folgt gekennzeichnet: */#/° für p < 0,05 (schwach signifikant), **/##/°° für p < 0,01 (signifikant), ***/###/°°° für p < 0,001 (hoch signifikant). Differenzen zwischen KF-32 und TF-35 werden durch „*“ gekennzeichnet, „#“ beschreibt die Differenz zwischen KF-32 und TF-35mS und „ “ markiert das Delta zwischen TF-35 und TF-35mS. Die Abkürzungen der Grassilagen entsprechen der Nomenklatur in Tabelle 4.1 und der Zusatz „mS“ kennzeichnet die Sojazulage.
Tab. 4.1: Bezeichnung der Fermentergruppen und der eingesetzten Silagen in den Versuchsläufen 31-42
Lauf
Kontrollfermenter Eingesetzte Silagen
Testfermenter Eingesetzte Silagen Fermenter
1 und 2
Fermenter 3 und 4
Fermenter 5 und 6
31-34* KF-30 K-30 TF-31 TF-31mS S-31
35-38* KF-32 K-32 TF-33 TF-33mS S-33
39-42 KF-32 K-32 TF-35 TF-35mS S-35
* Vorangegangene Versuchsdurchläufe im Pansenlabor (s. Tab. 9.2)
39 bis 42 sind im Folgenden beschrieben. Hierbei wurde mittels der in Kapitel 3.4.13 beschriebenen Scores gearbeitet.
Aktivität der Protozoen 4.1.1
Die Aktivität der Protozoen glich sich in der Kontrollphase (Tag 7 und 8) in allen Fermentern auf ein Niveau von SAk 2,75 an. Die Zulage von S-35 ergab eine signifikant geringere Aktivität in den ersten Zulagetagen (SAk ~1,75). Auch wenn sich dies nicht über die gesamte Zulagephase fortsetzte, blieb die Kontrolle in der Zulage sowie darüber hinaus auch in der Erholungsphase über dem Niveau der Testfermenter. In der Erholungsphase näherten sich die Testfermenter den Kontrollfermentern wieder an. Die Sojazulage ergab nur an den letzten beiden Zulagetagen signifikante Unterschiede zu TF-35. Hierbei fiel TF-35 bis auf ein Level von SAk ~1 ab, während die Sojazulage (TF-35mS) sich in einem Bereich von SAk ~1,5 bewegte.
Abb. 4-1: Mittlerer Score der Aktivität (SAk) der Protozoen in den Fermentern während 28-tägiger Inkubation mit Kontrollsilage (KF-32) bzw. in der Zulagephase mit Schadsilage (TF-35) und Sojaprotein (TF-35mS);
SAk 1: bis 30% der Protozoen aktiv in Bewegung, SAk 2: 30-60% der
Zulagephase ergaben sich keine signifikanten Abweichungen der drei Testgruppen.
Zum Ende der Zulage- und Beginn der Erholungsphase (Tag 15, 17, 19 und 20) zeigten sich signifikante Differenzen, bei denen die Testfermenter maximal einen SSt-Punkt unter der Kontrollgruppe lagen.
Abb. 4-2: Mittlerer Score der Stärke- und Vakuolenfüllung (SSt) der Protozoen in den Fermentern während 28-tägiger Inkubation mit Kontrollsilage bzw.
in der Zulagephase mit Schadsilage (TF-35) und Sojaprotein (TF-35mS); Beurteilung mittels Rheinbergfärbung (Kap. 3.4.13); SSt 1:
kaum Vakuolen sichtbar, SSt 2: wenige, ggr. gefüllte Vakuolen, meist blau durchscheinend, SSt 3: mehrere kleine Vakuolen mit feinkörnig granuliertem Inhalt, SSt 4: viele kleine Vakuolen, z. T. blau durchscheinend, SSt 5: mittlere bis große Vakuolen, mgr. gefüllt, SSt 6: viele, meist gefüllte, mittlere bis große Vakuolen, SSt 7: sehr viele große, hgr. gefüllte Vakuolen; Restlegende siehe Abb. 4-1
0 1 2 3 4 5 6 7
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
[SSt]
Tag
KF-32 TF-35 TF-35mS Lauf 39–42 Lauf Lauf 39–42 Lauf Lauf 39–42 Lauf
** **
## ### ###
° ** ##
Testgruppen auf demselben Niveau, ab Tag 13 jedoch lagen die Zulagefermenter hochsignifikant unterhalb der Kontrollgruppe. So kamen in den Zulagefermentern nur noch überwiegend kleine Protozoen (SGr ~1) vor, während in der Kontrollgruppe kleine und teilweise mittlere Protozoen (SGr ~2) vertreten waren. Eine Erholung von den Zulageeffekten fand bis zum Versuchsende nicht statt. Effekte durch die Sojazulage wurden nicht beobachtet.
Abb. 4-3: Mittlerer Score der Größenverteilung (SGr) der Protozoen in den Fermentern während 28-tägiger Inkubation mit Kontrollsilage (KF-32) bzw. in der Zulagephase mit Schadsilage 35) und Sojaprotein (TF-35mS); SGr 1: überwiegend kleine Protozoen, SGr 2: kleine und tlw.
mittelgroße Protozoen, SGr 3: überwiegend mittelgroße Protozoen, alle Klassen vertreten SGr 4: mittelgroße und große Protozoen, SGr 5:
überwiegend große Protozoen; Restlegende siehe Abb. 4-1
*** *** **
Unterschieden im Bewegungsverhalten der Protozoen der Kontroll- sowie der Testfermenter. Die Kontrollgruppe lag hierbei bis zum Ende der Zulagephase rund einen SBe-Punkt unter den Zulagegruppen (TF-35 und TF-35mS). Effekte der Sojazulage waren nur an den Tagen 17, 18, 20, 21 sowie 27 zu sehen. Insgesamt war der Verlauf der Zulagegruppen jedoch sehr ähnlich. Auch in der Erholungsphase erreichten die Zulagegruppen das Niveau der Kontrollgruppe nicht mehr und es blieb bei einer Beeinträchtigung der Bewegungsmöglichkeit der Protozoen von rund einem SBe-Punkt, welche sich zum Versuchsende noch weiter verstärkte. So waren bei den Testgruppen vermehrt taumelnde oder hektisch kreisende Protozoen (SBe 3) zu sehen, während in der Kontrollgruppe überwiegend frei schwimmende, wenige ortsständig kreisende Protozoen (SBe 2) zu beobachten waren.
Abb. 4-4: Mittlerer Score der Bewegung (SBe) der Protozoen in den Fermentern während 28-tägiger Inkubation mit Kontrollsilage (KF-32) bzw. in der Zulagephase mit Schadsilage (TF-35) und Sojaprotein (TF-35mS);
SBe 1: frei schwimmend mit hauptsächlich Vorwärtsbewegung, SBe 2: überwiegend frei schwimmend, wenige ortsständig kreisende Protozoen, SBe 3: Vermehrt taumelnde oder hektisch kreisende Protozoen, SBe 4: fast ausschließlich taumelnde, ortsständig oder hektisch kreisende Protozoen, SBe 5: ausschließlich taumelnde, ortsständig oder hektisch kreisende Protozoen; Restlegende siehe Abb. 4-1
SDi 0 zum Ende der Zulagephase. Außer einem nicht ganz so starken Abfall von TF-35mS an Tag 19 wurden keine Effekte der Sojazulage deutlich. Die Dichte der Protozoen stieg in allen Testfermentern während der Erholungsphase wieder auf das Ausgangsniveau von rund SDi 2,5 an. Auch die Kontrollfermenter fielen in den ersten Zulagetagen ab, blieben aber über den gesamten Verlauf konstant in Bereichen von SDi 2 bis 3, sodass zum Versuchsende die Testgruppen wieder auf dem Niveau der Kontrolle lagen.
Abb. 4-5: Mittlerer Score der Dichte (SDi) der Protozoen in den Fermentern während 28-tägiger Inkubation mit Kontrollsilage (KF-32) bzw. in der Zulagephase mit Schadsilage (TF-35) und Sojaprotein (TF-35mS);
SDi 0: fast keine Protozoen sichtbar, SDi 1: geringe Dichte an Protozoen, SDi 2: mittlere Dichte an Protozoen, SDi 3: hohe Dichte an Protozoen; Restlegende siehe Abb. 4-1
0
den Fermentern
Die i-Valeriansäuregehalte stabilisierten sich in der Kontrollphase in allen Fermentern auf rund 3,74 mmol/l. Die Kontrollfermenter hielten sich bis Tag 28 konstant auf einem Level zwischen 3,27 und 3,74 mmol/l. In der Zulagephase stiegen die Konzentrationen in den beiden Zulagefermentern hochsignifikant auf bis zu 8,94 mmol/l an Tag 15, was einer prozentualen Abweichung zur Kontrollgruppe von 155 % entsprach. Von da an stagnierte die Konzentration von TF-35, bis sie in der Kontrollgruppe annäherten. Doch auch an Tag 28 lag die Sojazulage noch schwach signifikant oberhalb der Kontrollgruppe.
Abb. 4-6: Mittlere i-Valeriansäurekonzentration [mmol/l] nach 24-stündigem Verdau in den Fermentern während 28-tägiger Inkubation mit Kontrollsilage bzw. in der Zulagephase mit Schadsilage und Sojaprotein (TF-35/-35mS); Restlegende siehe Abb. 4-1
0
ähnlichen Verlauf (1,43 mmol/24 h an Tag 8). Die i-Valeriansäureproduktion in der Kontrollgruppe verlief bis zum Versuchsende relativ konstant zwischen Werten von 1,13 bis 1,35 mmol/24 h. Ab Tag 9 stiegen die Werte beider Zulagegruppen in ähnlichem Verlauf bis zu einem Maximum an Tag 15 (TF-35 3,85 mmol/24 h) bzw.
Tag 17 (TF-35mS 4,07 mmol/24 h) und bildeten über die Zulagephase hinweg bis Tag 19 ein Plateau, bevor sie wieder in ähnlichem Verlauf bis Tag 28 deutlich abfielen, wobei TF-35mS stets (schwach signifikant an den Tagen 17, 18, 19, 27 und 28; signifikant an den Tagen 20 und 22) oberhalb von den Werten von TF-35 lag (maximale Abweichung von 20,5 % an Tag 20).
Abb. 4-7: Mittlere i-Valeriansäureproduktion [mmol/24 h] nach 24-stündigem Verdau, gemessen im Überstand, während 28-tägiger Inkubation mit Kontrollsilage bzw. in der Zulagephase mit Schadsilage und Sojaprotein (TF-35/-35mS); Restlegende siehe Abb. 4-1
0
Fermentern
Die mittlere Konzentration der i-Buttersäure in der Kontrollphase lag zwischen 0,85 und 0,89 mmol/l. Ab Tag 10 stiegen die Konzentrationen der Zulagefermenter gemeinsam an und zeigten ab Tag 12 hochsignifikante Differenzen zur Kontrolle mit einer maximalen prozentualen Abweichung von rund 75 %. Diese Differenz hatte auch über die Zulage hinaus bis Tag 22 Bestand, bevor sich zum Ende des Versuchs wieder alle Fermenter auf einem Niveau von rund 0,9 mmol/l einpendelten. Bei der Sojazulage ist zu bemerken, dass diese erst ab Tag 14 die Werte vom TF-35 um bis zu 0,23 mmol/l überstieg und damit zu signifikanten Differenzen führte. Hier setzte der Soja-Effekt deutlich verzögert zur Zulage der Schadsilage ein und hatte auch über das Absetzen der Zulage hinaus noch bis Tag 23 Bestand (größte Abweichung an Tag 20 mit 24,9 %).
Abb. 4-8: Mittlere i-Buttersäurekonzentration [mmol/l] nach 24-stündigem Verdau in den Fermentern während 28-tägiger Inkubation mit Kontrollsilage bzw. in der Zulagephase mit Schadsilage und Sojaprotein (TF-35/-35mS); Restlegende siehe Abb. 4-1
0
drei Fermentergruppen in der Kontrollphase aus (0,32 bis 0,31 mmol/24 h an Tag 8).
Die Kontrollgruppe zeigte über die gesamte Versuchsdauer einen beinahe konstanten Verlauf mit einer geringen Schwankungsbreite zwischen 0,28 und 0,32 mmol/24 h. Beide Zulagefermenter stiegen ab Tag 10 gemeinsam signifikant bis hochsignifikant auf Werte von rund 0,60 mmol/24 h (Tag 14; maximale prozentuale Abweichung von 99,2 % an Tag 16) an, bevor die Sojazulage schwachsignifikant bis signifikant (Tag 16-22) über die Werte des TF-35 hinausging. Auch hier setzte ein Effekt der Sojazulage erst mit einer deutlichen Verzögerung ab Tag 16 ein (mpA von 16,5 % an Tag 17 und 21,4 % an Tag 21). Ab Tag 25 in der Erholungsphase glichen sich alle drei Fermentergruppen wieder auf ein Niveau von rund 0,32 mmol/24 h an.
Abb. 4-9: Mittlere i-Buttersäureproduktion [mmol/24 h] nach 24-stündigem Verdau, gemessen im Überstand, während 28-tägiger Inkubation mit Kontrollsilage bzw. in der Zulagephase mit Schadsilage und Sojaprotein (TF-35/-35mS); Restlegende siehe Abb. 4-1
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
[mmol/24h]
Tag
KF-32 TF-35 TF-35mS Lauf 39–42 Lauf
###
°°° *
** ***
## ###° °°
*** ***
## ###
° ° °°
*** *** *** *** *** *** *** ***
### ### ###
### ### ###
### ###
Die mittlere Ammoniakkonzentration stellte sich in der Einlaufphase in den drei Fermentergruppen auf Werte von 2,38 bis 2,85 mmol/l an Tag 8 ein. Die Kontrollgruppe verlief ab der Kontrollphase zwischen Werten von 1,64 und 3,19 mmol/l. Beide Testfermenter stiegen mit Beginn der Zulage auf ein gemeinsames Maximum von rund 19,5 mmol/l an, fielen gemeinsam bis Tag 14 geringgradig ab, um dann auseinanderzugehen und ihr endgültiges Maximum bei 21,7 mmol/l (TF-35: Tag 19) bzw. bei 27,1 mmol/l (TF-35mS: Tag 18) zu erreichen.
Die maximalen prozentualen Abweichungen zur Kontrolle lagen bei TF-35 an Tag 19 bei 971 % und bei TF-35mS an Tag 17 bei 1272 %. Auswirkungen der Sojazulage waren somit deutlich, jedoch erst ab der Mitte der Zulagephase erkennbar. Daraufhin fielen beide Konzentrationen in der Erholungsphase innerhalb von sieben Tagen stark ab und glichen sich bis zum Versuchsende den Werten der Kontrollgruppe (3,19-3,23 mmol/l an Tag 28) an.
Abb. 4-10: Mittlere Ammoniakkonzentration [mmol/l] in den Fermentern während 28-tägiger Inkubation mit Kontrollsilage bzw. in der Zulagephase mit Schadsilage und Sojaprotein (TF-35/-35mS); Restlegende siehe Abb. 4-1
Kontrollphase lagen die Werte aller drei Gruppen eng beieinander (40,5 bis 43,7 µg RSA/ml). In der Zulagephase fiel der Gehalt der Kontrolle auf ein Minimum von 35,1 µg RSA/ml an Tag 14 ab, stieg daraufhin jedoch wieder bis nah an die Gehalte der Testfermenter, wobei die Kontrolle durchweg die niedrigeren Proteingehalte aufwies. Die Sojazulage führte zu den höchsten Proteingehalten mit 53,5 µg RSA/ml an Tag 18. In der Erholungsphase glichen sich die Werte aller drei Fermentergruppen weiter an, sodass ab Tag 22 keine signifikanten Differenzen mehr vorlagen. Insgesamt waren nur geringe Effekte in den Testfermentern TF-35 und TF-35mS zu beobachten. Außerdem verliefen die Wertekurven aller drei Fermentergruppen sehr unruhig.
Abb. 4-11: Mittlerer bakterieller Proteingehalt [µg RSA/ml] in den Fermentern während 28-tägiger Inkubation (Messtage 7-28) mit Kontrollsilage bzw.
in der Zulagephase mit Schadsilage und Sojaprotein (TF-35/-35mS);
Restlegende siehe Abb. 4-1 30
35 40 45 50 55
0 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
[µg RSA/ml]
Tag
KF-32 TF-35 TF-35mS Lauf 39–42
** °°°
*
### ###
°° * * * * ** ## °°
Die Summe der Konzentrationen der gemessenen i-Säuren (i-Valerian- und i-Buttersäure in den Fermentern) verhielten sich wie folgt: Die Kontrollgruppe lag ab der Kontrollphase nahezu konstant bei rund 5 mmol/l. Die beiden Testgruppen stiegen während der Zulagephase ausgehend vom selben Niveau wie die Kontrollfermenter auf Werte von rund 11 mmol/l, bevor sie sich in der Erholungsphase wieder deutlich der Kontrollgruppe annäherten. Ab Tag 14 in der Zulagephase war ein deutlicher Sojaeffekt zu erkennen. So überstieg die Ammoniakkonzentration in den Fermentern mit Sojazulage die Konzentration in den Testfermentern ohne Soja um bis zu 10 mmol/l an Tag 17. Erst ab Tag 21 lagen beide Testfermenter wieder auf dem gleichen Niveau. Bei der Betrachtung der i-Säurenkonzentration war ein Sojaeffekt erst ab Tag 16 erkennbar. Außerdem überstieg die i-Säurenkonzentration der Sojazulage (TF-35mS) die der Testfermenter-35 nur um maximal 1,5 mmol/l.
Bemerkenswert ist, dass die Ammoniakkonzentration der Kontrollgruppe sich zwar wie die i-Säuren der Kontrollgruppe verhielt, jedoch auf einem deutlich niedrigeren Level von ca. 2,5 mmol/l lag. Die Ammoniakkonzentration in den Testfermentern überstieg die i-Säurengehalte in der Zulagephase jedoch auf fast das Doppelte (~10 mmol/l zu ~20 mmol/l).
Abb. 4-12: Summe der gemessenen i-Säuren [mmol/l] vs. Ammoniakkonzentration [mmol/l] in den Fermentern während 28 tägiger Inkubation mit Kontrollsilage bzw. in der Zulagephase mit Schadsilage und Sojaprotein (TF-35/-35mS); Restlegende siehe Abb. 4-1
0 10 20 30
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
[mmol/l]
Ammoniak KF-32 Ammoniak TF-35 Ammoniak TF-35mS
i-Säuren KF-32 i-Säuren TF-35 i-Säuren TF-35mS
Lauf 39-42
Während der Einlauf-, Kontroll- und Erholungsphase lag der tägliche Input an Isoleucin, Leucin und Valin in den Testfermentern durch die Zugabe der Kontrollsilagen (Einwaage 10,5 g TS; s. Tab. 3.3) bei 0,602 mmol/24 h (s. Kap. 3.5.4). Durch die tägliche Supplementierung von Schadsilage (Einwaage 10,5 g TS; s. Tab. 3.3) in der Zulagephase stieg der maximal mögliche Input an Isoleucin, Leucin und Valin auf 1,33 mmol/24 h und somit auf mehr als das Doppelte.
Zeitgleich mit der höheren Zulage der Aminosäuren stieg auch die tägliche Produktion der Summe an i-Säuren in den Zulagefermentern an (s. Kap. 3.5.4).
Diese erhöhte Produktion hatte über die Zulagephase hinaus Bestand und erst fünf Tage nach der Zulage lagen die Werte wieder annähernd auf dem Niveau der Kontrolle.
Abb. 4-13: Täglicher Input der freien AS Isoleucin, Leucin und Valin [mmol/24 h] in die Fermenter sowie die Summe der Produktion an i-Säuren (i-Valerian- und i-Buttersäure) [mmol/24 h] gemessen im Überstand;
während 28 tägiger Inkubation mit Kontrollsilage bzw. in der Zulagephase mit Schadsilage und Sojaprotein (TF-35/-35mS);
Restlegende siehe Abb. 4-1 0,501
1,52 2,53 3,54 4,55
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
[mmol/24 h]
Tägl. Input an Isoleucin/Leucin/Valin in Zulagefermenter aus den Grassilagen (berechnet aus den Analyseergebnissen)
Summe i-Säurenproduktion KF-32 gemessen im Überlauf Summe i-Säurenproduktion TF-35 gemessen im Überlauf Summe i-Säurenproduktion TF-35mS gemessen im Überlauf
Lauf 39-42 Lauf
[mmol/24 h][mmol/24 h]
Rohprotein lag in den eingesetzten Schadsilagen (S-31/-33/-35) in deutlich höherem Umfang (rund ein Drittel) vor als in den verwendeten Kontrollsilagen (K-30/-32) (Tab. 4.2). Aminosäuren kamen somit in Silagen mit erniedrigtem Reineiweißgehalt ebenfalls in höherem Umfang vor als in Kontrollsilagen. Die Summe der freien Aminosäuren [g/kg TS] lag bei den Kontrollsilagen zwischen 29,5 (K-32) und 32,9 g/kg TS (K-30). In den Schadsilagen lagen die Gehalte freier Aminosäuren mit 64,3 g/kg TS bis 72,8 g/kg TS mehr als doppelt so hoch konzentriert vor. Somit lässt sich eine Beziehung zwischen den Gehalten an freien Aminosäuren und dem Reineiweißanteil am Rohprotein bzw. der Einteilung in Schad- und Kontrollsilagen vermuten (Abb. 4-14). Auch die Ammoniakgehalte zeigen Unterschiede zwischen der Kontroll- und Schadsilagegruppe.
Tab. 4.2: Rohproteingehalte, Gesamtgehalte (gebundene und freie AS) an Aminosäuren, Summe an freien Aminosäuren sowie Ammoniak in den
1 nach Analyse des Instituts für Tierernährung, Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover
2 nach Analyse der EVONIK Industries AG feed additives
Abb. 4-14: Summe freier Aminosäuren [g/kg TS] in den eingesetzten Silagen;
(Analyseergebnisse der EVONIK Industries AG feed additives)
Auswertung der Aminosäurezusammensetzung von 316 Grassilagen 4.9
Im Folgenden sind die Ergebnisse der Auswertung von 316 Grassilagen, welche auf ihre Aminosäurezusammensetzung untersucht wurden, dargestellt (s. Kap. 3.5). Die Grassilagen wurden nach dem bekannten Verfahren in Kontrollsilagen mit einem
Im Folgenden sind die Ergebnisse der Auswertung von 316 Grassilagen, welche auf ihre Aminosäurezusammensetzung untersucht wurden, dargestellt (s. Kap. 3.5). Die Grassilagen wurden nach dem bekannten Verfahren in Kontrollsilagen mit einem