Chemische Analysen (Futtermittel und Probenmaterialien)

In allen Versuchsfuttermitteln wurde eine chemische Analyse zur Bestimmung der Gehalte an Rohnährstoffen durchgeführt. Nach Entnahme einer repräsentativen Fut-terprobe mittels Probenstecher wurde das Material über einen Probenteiler gegeben.

Anschließend erfolgte die Vermahlung mit einer Zentrifugalmühle (ZM 200, Fa.

Retsch, Haan, 10.000 U/min; Siebgröße 0,5mm).

Mit dem vermahlenen Probenmaterial wurden schließlich die Untersuchungen durch-geführt, und zwar nach den Vorgaben des Verbands Deutscher Landwirtschaftlicher Untersuchungs- und Forschungsanstalten (VDLUFA) nach NAUMANN und BASSLER (1976), inklusive der 8. Ergänzungslieferung aus dem Jahre 2012 (insti-tutsintern modifiziert).

Alle Untersuchungen -unabhängig vom Parameter- wurden generell im Doppelansatz durchgeführt.

Material und Methoden

Trockensubstanz (TS):

Um den TS-Gehalt zu ermitteln, wurden circa 50 g der Probe in eine Aluschale (mas-sekonstant) eingewogen. Die Probe wurde über Nacht in einen Trockenschrank bei 103 °C verbracht. Daraufhin erfolgte ein Abkühlen im Exsikkator auf Raumtemperatur mit anschließender Gewichtserfassung und rechnerischer Ermittlung des TS-Gehaltes.

Rohasche (Ra):

Unter dem Begriff Rohasche werden Mengen- und Spurenelemente sowie andere anorganische Stoffe zusammengefasst. Für die Bestimmung wurden etwa 3 g der Probe im Muffelofen bei 600 °C für sieben Stunden verascht. Nachdem die Probe im Exsikkator abgekühlt war, ließ sich der Ra-Gehalt anhand der Ein- und Rückwaage des Materials berechnen.

Rohfaser (Rfa):

Der Gehalt an Rfa wurde folgendermaßen bestimmt: In einen Glasfiltertiegel wurde 1 g des Probenmaterials eingewogen. Der Tiegel samt Probe wurde in den Rfa-Extraktor (Fibertec 2010 Hot Extractor, Fa. Foss, Schweden) gesetzt und nach Zu-gabe von 100 ml 1,25 %iger Schwefelsäure für 30 Minuten gekocht. Daraufhin erfolg-te ein Absaugen der Flüssigkeit. Die im Tiegel verbliebenen unlöslichen Bestanderfolg-teile wurden mit 1,25 %iger Natronlauge versetzt und nochmals für 30 Minuten gekocht.

Der flüssige Überstand wurde ebenfalls entfernt. Im nächsten Schritt erfolgten ein Durchspülen des Glasfiltertiegels mit heißem, destillierten Wasser und die Trocknung bei 103 °C im Trockenschrank über Nacht. Nach Abkühlen im Exsikkator wurde die Probe ausgewogen.

Zum Schluss wurde das Material im Muffelofen bei 500 °C verascht und der Rück-stand (=Asche) gewichtsmäßig erfasst.

Danach war eine Berechnung des Rfa-Gehaltes möglich, indem die Differenz aus der Masse des Probenmaterials vor und nach der Veraschung gebildet wurde.

Material und Methoden

Rohfett (Rfe):

Um den Rohfett-Gehalt zu bestimmen, wurden zunächst 3 g Probenmaterial mit 60 ml 30 %iger Salzsäure und 140 ml Leitungswasser versetzt und zusammen mit eini-gen Siedesteinchen 30 Minuten lang gekocht. Danach erfolgte ein Auffüllen des Ge-misches mit Wasser auf 300 ml. Direkt im Anschluss wurde das Material über einen Faltenfilter (595 ½ D 185 mm, Fa. Schleicher und Schüll Micro Science GmbH, Das-sel) filtriert und das im Filterinhalt verbliebene Probenmaterial samt Filter im Tro-ckenschrank über Nacht bei 80 °C getrocknet. Nach diesem Vorgang wurde die Fett-Extraktion aus dem Filter vorgenommen. Die Fett-Extraktion erfolgte innerhalb von sechs Stunden im Soxhlet-Apparat unter Zugabe von 200 ml Petrolether. Dieser wurde an-schließend im Rotationsverdampfer (Rotavapor R114, Fa. Büchi, Schweiz) wieder abdestilliert. Daraufhin erfolgte die Trocknung des Kolbens über Nacht bei 80 °C im Trockenschrank. Am nächsten Tag wurde der Kolben im Exsikkator auf Raumtempe-ratur abgekühlt und das Gewicht samt Inhalt (=Fett) bestimmt. Daraus wurde schließ-lich der Rfe-Gehalt rechnerisch ermittelt.

Rohprotein (Rp):

Für die Bestimmung des Rp-Gehaltes wurde die Verbrennungsmethode nach DU-MAS angewendet. Dafür wurden circa 0,3 g Probematerial bei 1140 °C unter Sauer-stoffzufuhr im Gerät Vario Max cube CNS^® (Fa. Elementar, Hanau) verbrannt. Der im Verbrennungsprozess entstandene molekulare Stickstoff wurde von einem Wärme-leitfähigkeitsdetektor erfasst und der Gehalt mittels geräteeigener Software bestimmt.

Der Rp-Gehalt ergibt sich aus der Multiplikation des Stickstoffgehaltes mit dem Wert 6,25 (Rp besteht zu circa 16 % aus Stickstoff).

Stickstofffreie Extraktstoffe (NfE):

Die Ermittlung des Gehaltes an NfE erfolgte ausschließlich rechnerisch:

NfE (%) = TS – (Ra + Rfa + Rfe + Rp)

Unter den Begriff NfE fallen sowohl α-glykosidisch gebundene Polysaccharide wie Stärke und Glykogen sowie lösliche Zucker (zum Beispiel Glucose, Fructose und Maltose) als auch lösliche Teile von Zellulose, Hemizellulose, Lignin und Pektinen.

Material und Methoden

Stärke:

Die Bestimmung des Stärke-Gehaltes erfolgte mittels Polarimeter. Hierbei wurden 2,5 g Probenmaterial zusammen mit 50 ml Salzsäure (0,31 mol/L) in einem 100 ml Glaskolben vermischt und unter anfänglichem Schwenken 15 Minuten in ein Was-serbad mit siedendem Wasser verbracht. Im Anschluss wurden 30 ml kaltes, destil-liertes Wasser zugegeben und die Probe auf Raumtemperatur abgekühlt. Aufeinan-derfolgend wurden jeweils 5 ml CARREZ-Lösung I und II hinzugegeben und die Pro-be eine Minute lang geschüttelt.

Danach wurde die Lösung mit destilliertem Wasser auf 100 ml aufgefüllt. Es folgte eine Filtration mittels Filterpapier. Mit einem Polarimeter (Polatronic E, Fa. Schmidt und Haensch, Berlin) wurde die optische Drehung der filtrierten Probe bestimmt.

Um den Stärkegehalt berechnen zu können, wurde nach dem gleichen Verfahren ein Blindwert ermittelt. Dafür wurden 5 g Probe mit 40 %iger Ethanollösung versetzt, für eine Stunde unter regelmäßigem Schwenken stehen gelassen und mit Ethanol wie-der aufgefüllt. Daraufhin wurde die Lösung in einen 150 ml Erlenmeyerkolben filtriert.

50 ml des Filtrats wurden mit 2,1 ml 25 %iger Salzsäure versetzt, 15 Minuten kocht und in einen 100 ml Messkolben überführt. Danach wurde mit der Probe ge-nauso verfahren wie oben beschrieben.

Der Stärkegehalt ergibt sich aus der Differenzbildung von Probe und Blindwert unter Verwendung des Stärkefaktors.

Zucker:

Im ersten Schritt der Zuckeranalyse wurden 2,5 g Probenmaterial mit 200 ml 40

%igem Ethanol in einem Kolben gemischt und eine Stunde lang auf einer Rüttelplatte geschüttelt. Danach erfolgte die Zugabe von jeweils 5 ml CARREZ-Lösung I und II und nach jeder Zugabe ein weiteres ein-minütiges Schütteln. Der Kolben wurde auf 250 ml mit 40 %igem Ethanol aufgefüllt. Das Probengemisch wurde daraufhin ge-schüttelt und filtriert. 200 ml des entstandenen Filtrats wurden in einem Becherglas auf unter 100 ml eingedampft und in einen 100 ml Messkolben mit destilliertem Was-ser übergespült. Es folgte ein Auffüllen des Messkolbens mit destilliertem WasWas-ser.

Material und Methoden

Daraufhin wurden 50 ml dieser Lösung verwendet, um mit der Methode nach LUFF-SCHOORL den Zuckergehalt zu bestimmen.

Dabei erfolgte eine Titration mit Natriumthiosulfat. Dessen Verbrauch entspricht dem Gehalt an Zucker und wird somit zur Berechnung herangezogen.

Umsetzbare Energie:

Die umsetzbare Energie wurde mit der Schätzformel für Geflügel (GRÜNE BROSCHÜRE 2016) ermittelt:

ME (MJ/kg) = 0,01551Rp + 0,03431 Rfe + 0,01669 Stärke + 0,01301 Zucker (Nährstoffe in g/kg)

Aminosäuren:

Methionin und Cystein:

0,2 g Probenmaterial wurden mit 5 ml Perameisensäure versetzt und bei 4°C über Nacht im Kühlschrank gelagert. Dieser Vorgang löste eine Oxidation aus, die durch die Zugabe von 0,8 g Natriumdisulfid zum Erliegen kam. Nach dem Zufügen einer Hydrolysemischung (50 ml Salzsäure (c=6 mol/l) mit 0,1 %igem Phenol) wurde das Probengemisch über Nacht bei 110 °C aufgeschlossen (Aufschlussgerät Kjeldatherm, Fa. C. Gerhardt GmbH & Co. KG, Königswinter). Darauf folgten ein Ab-kühlen im Wasserbad sowie die Filtration durch einen Filter unter Nutzung einer Un-terdruck-Wasserstrahlpumpe. Mit einem Rotationsverdampfer (Rotavapor R114, Fa.

Büchi, Schweiz) wurde das Filtrat dreimal eingetrocknet und mit destilliertem Wasser wieder aufgefüllt. Daraufhin erfolgte ein Überspülen in einen 50 ml Messkolben und ein Auffüllen mit einem Probenverdünnungspuffer. Anhand des Rp-Wertes der Probe wurde eine Verdünnung mit dem Probenverdünnungspuffer durchgeführt. Nach die-sem Schritt erfolgte mittels Ionenaustauschchromatographie (Biotronic LC 3000, Fa.

Eppendorf, Maintal) die Bestimmung der AS.

Nicht-schwefelhaltige Aminosäuren:

Um die Gehalte der nicht-schwefelhaltigen AS zu ermitteln, wurden im ersten Schritt 0,5 g Probenmaterial mit 80 ml Salzsäure (c=6 mol/l) versetzt und über Nacht bei 110

Material und Methoden

°C gekocht. Darauf folgten ein Abkühlen und Überspülen der Probe in einen 100 ml Messkolben. In Bezug zu dem vorher ermittelten Rp-Gehalt wurde ein interner Stan-dard der Probe zugegeben. Anschließend wurde der Messkolben mit Salzsäure (C=6mol/l) auf 100 ml aufgefüllt und von diesem Gemisch 1 ml in einen 50ml Spitz-kolben gegeben. Danach wurde das Gemisch im Rotationsverdampfer dreimal einge-trocknet und mit destilliertem Wasser wieder aufgefüllt. In Abhängigkeit vom Rp-Gehalt erfolgte eine Verdünnung der Probe mit Probenverdünnungspuffer. Schließ-lich wurden die AS im Aminosäurenanalysator unter Verwendung der Ionenaus-tauschchromatographie (siehe oben) bestimmt.

Mineralstoffe:

Bei jeder Analyse der jeweiligen Mengen- und Spurenelemente erfolgte zunächst die Herstellung einer Aschelösung mittels Mikrowellenveraschung. Dabei wurden 10 ml Salpetersäure (65 %ig) und 2 ml Wasserstoffperoxid (30 %ig) zu 0,5 g Probenmate-rial zugefügt und für 26 Minuten in der Mikrowelle (MLS-1200 MEGA. Fa. Milestone, Shelton, USA) erhitzt. Nachdem das veraschte Material vollständig abgekühlt war, wurde dieses durch einen Filter filtriert (Rundfilter 589 Schwarzband, D 90 mm, Fa.

Schleicher & Schuell Micro Science GmbH, Dassel) und mit Reinstwasser in einem Messkolben auf ein Volumen von 50 ml aufgefüllt.

Calcium (Ca) und Magnesium (Mg):

Zunächst erfolgte die Verdünnung der Aschelösung mit Lanthanchloridlösung (0,5

%ig). Die Verdünnung hing von dem zu erwartenden Ca- und Mg-Gehalt ab und wurde in einem Verhältnis von mindestens 1:10 (Mg) oder 1:100 (Ca) bis maximal 1:1000 durchgeführt. Darauffolgend wurde mit einem Atomabsorptionsspektrometer (Solaar 116, Fa. Unicam, Camebridge, UK) die Messung vorgenommen.

Phosphor (P):

Die Bestimmung des Phosphorgehaltes wurde nach der Methode von GERICKE und KURMIES (1952) durchgeführt. Dabei war es notwendig, als erstes zwei Standardlö-sungen herzustellen, bei denen der Gehalt an Phosphor bekannt war. Im nächsten

Material und Methoden

Schritt wurden in einen 50 ml Messkolben 10 ml eines Gemisches gegeben, das aus Ammoniummolybdat, Ammoniumvanadat und Salpetersäure bestand. Daraufhin er-folgte ein schrittweises Zugeben der Aschelösung zu dem Gemisch, bis eine Gelb-färbung der Lösung entstand, die sich zwischen der Färbung der ersten und zweiten Standardlösung befand. Im Anschluss wurde der Messkolben mit Reinstwasser auf 50 ml aufgefüllt, geschüttelt und 30 Minuten stehen gelassen. Mittels Spektralphoto-meter (UV 1602, Fa. Shimadzu, Kyoto, Japan) und Vergleich zu den Standardlösun-gen wurde der Phosphorgehalt bestimmt.

Natrium (Na) und Kalium (K):

Für die Ermittlung der Na- und K-Gehalte wurde die Aschlösung mit Caesiumchlorid und Aluminiumnitrat-Lösung versetzt und eine Atomabsorptionsspektrometrie (Solaar 116, Fa. Unicam, Camebridge, UK) durchgeführt.

Chlorid (Cl):

Der Chloridgehalt wurde bestimmt, indem 5 g Probenmaterial in einen 50 ml Mess-kolben gegeben und 30 - 40 ml destilliertes Wasser zugefügt wurden. Daraufhin er-folgte ein 30-minütiges Schütteln des Probengemisches auf der Rüttelplatte und im Anschluss eine weitere Volumenauffüllung auf 50 ml mit destilliertem Wasser. Nach Zentrifugieren von einem Teil der Probe im Reagenzröhrchen bei 3000 U/min und einer Dauer von 15 Minuten (Megafuge 1.0, Fa. Heraeus, Hanau) wurde der ent-standene Überstand verwendet, um eine Fällungstitration (Ausfällung als AgCl) im Chloride Analyser 925 (Fa. Ciba Corning Diagnostics, Medfield, USA) durchzuführen.

Spurenelemente:

Mittels Atomabsorptionsspektrometer (Solaar 116, Fa. Unicam, Camebridge, UK) und gegebenenfalls nach Verdünnung mit Reinstwasser wurden die Gehalte an Spu-renelementen in den Aschelösungen ermittelt.

Material und Methoden

pH-Wert:

Für die pH-Wert-Messung wurde circa 1 g uS der Poolprobe (Exkremente oder Ein-streu) in ein Becherglas gegeben und destilliertes Wasser hinzugegeben, und zwar in einem Verhältnis von 1:10. Nach Umrühren des Gemisches erfolgte eine 30-minütige Inkubation bei Raumtemperatur. Danach wurde der pH-Wert nach weite-rem, kurzen Umrühren mit einem pH-Meter (SG2 Seven Go^TM, pH-Meter, Fa. Mettler-Toldo; Greifensee, Schweiz), nach vorheriger Kalibration, ermittelt.