1.3 Vorgang des Expandierens
1.3.1 Herstellungstechnik
Noch vor dem Expandierprozess wird das Futter mit Dampf, Wasser und anderen Flüssigkeiten wie Melasse oder Fett in einem Mischkonditionierer für 0,5 bis 2 Minuten vorbehandelt (Vorkonditionierung). Zur Agglomeration größerer Materi-albrocken und zur hydrothermischen Druckbehandlung des Futters kommt ein Expander zum Einsatz (LUCHT 1999). Im Expander (Abbildung 2) wird das Futter durch die Schneckenwelle und verschiedene Stoppbolzen sowie die Ringspaltdüse hohen Scher- und Reibekräften mit einer starken Temperatur- und Druckerhöhung ausgesetzt. Das Futter wird durch eine Schneckenvorrichtung weiter befördert, wobei die Stoppbolzen eine Rotation des Futters im Expander verhindern (HEIDENREICH u.
MICHAELSEN 1995;MACKROTT 1995).
Abbildung 2: Schematische Darstellung eines Ringspaltexpanders (Firma Kahl;
HEIDENREICH u. MICHAELSEN 1995)
Am Austritt des Expanders kommt es aufgrund einer plötzlichen Druckabsenkung, im Unterschied zur Pelletierung, zu einer Flash-Verdampfung von etwa 2–3 % Feuchtigkeit. Dies geht mit einem gewissen Aufquellen (Expansion) der Struktur sowie mit einer Temperaturabsenkung des Futters einher. Die Partikelgröße kann am Austritt des Expanders durch Verschieben des Düsenkonus verändert werden (MACKROTT 1995). Ein Strukturierer (=Brecher mit Siebeinsatz) kann dem Expander nachgeschaltet sein (Abbildung 3). Hierdurch kann die Korngröße des Expandats
Schrifttum
nochmals eingestellt und ggf. noch verkleinert werden. Zur Kühlung des Produkts kommt ein modifizierter Bandkühler zum Einsatz (LUCHT 1997). Durch Änderung der Dampfzufuhr und der Schneckengröße lassen sich die Bearbeitungsbedingungen (Temperatur, Druck) im Expander ändern (MACKROTT 1995).
Da variierende Prozessparameter wie Druck, Temperatur und Verweilzeit des Futters im Expander unterschiedliche stoffverändernde Wirkungen auf die expandierten Futtermittel zur Folge haben könnnen, ist es sinnvoll, diese Parameter in der Deklaration mit anzugeben (HEIDENREICH u. MICHAELSEN 1995).
Abbildung 3: Herstellung von Trockenschnitzel-Expandat® (LUCHT 2000)
Schrifttum
1.3.2 Einfluss des Expandierens auf die Futtermittelinhaltsstoffe
Rohprotein und Aminosäuren
Mögliche Effekte des Expandierens auf die Proteine sind Denaturierung und Koagulation (PEISKER 1994). Eine Koagulation der Proteine führt zur Verringerung der Löslichkeit (VAN SOEST 1982), das Denaturieren zu nicht hydrolisierbaren Verbindungen der Aminosäuren mit anderen Aminosäuren oder reduzierten Zuckern (PEISKER 1994). HEIDENREICH u. MICHAELSEN (1995), VAN DER POEL (1997) sowie auch THOMAS et al. (1997) ermittelten bei verschiedenen Futtermitteln eine geringere Proteinlöslichkeit in Wasser nach dem Expandieren (ca. 5-6 %). Daraus resultiert jedoch kein negativer Einfluss auf die Verdaulichkeit der Proteinfraktion, denn die von der Stärkematrix eingeschlossenen Proteine können durch Verdauungsenzyme leicht herausgelöst werden und sind somit für das Tier wieder verfügbar (VAN DER
POEL 1997).
Der Eiweißlöslichkeitsindex (PDI) sinkt abhängig vom jeweiligen Ausgangsmaterial und den Behandlungsbedingungen. Ein Einfluss des Expandierens auf die Proteinlöslichkeit in proteinarmen Futtermitteln wie Weizen und Tapioka konnte von PEISKER (1992a) nicht bestätigt werden. Beim Weizen zeigte sich zwar eine tendenzielle Verminderung der Proteinlöslichkeit bei steigendem Druck (von 40 auf 80 bar), die jedoch nicht als signifikant angesehen werden konnte.
Im Gegensatz dazu analysierten GOELEMA et al. (1999) ein expandiertes (115 °C, 5 s) bzw. pelletiertes (80 °C) proteinreiches Mischfutter bestehend aus Erbsen, Lupinen und Ackerbohnen. Es zeigte sich, dass - verglichen mit unbehandeltem Futter – sowohl durch das Expandieren als auch durch das Pelletieren eine signifikante Verminderung der Proteinlöslichkeit und der N-Löslichkeit im Wasser bewirkt wird.
Effekte auf die Stabilität und Verfügbarkeit bestimmter Aminosäuren durch das Expandieren wurden nicht festgestellt (PEISKER 1992b).
Schrifttum
Rohfett
Die Fettfraktion wird durch die Behandlungsbedingungen während des Expandierens kaum beeinflusst, d. h. es gibt keine Schädigung der Neutralfette oder der freien Fettsäuren. Bei der Lagerung von fettreichen Futtermitteln ist ein positiver Effekt auf die Fettqualität zu verzeichnen, da originär vorhandene fettabbauende und fettoxidie-rende Enzyme (Lipasen, Lipoxidasen) thermisch inaktiviert werden (PEISKER 1994).
Je nach Zusammensetzung des Futtermittels können dem Produkt beim Expandieren unterschiedliche Mengen an Fett zugesetzt werden. Grund hierfür ist die Bildung von Amylose-Lipid-Komplexen. Diese Komplexe bestehen bereits im Ausgangsmaterial, wobei Fetttröpfchen in der Helix der Kohlenhydratkette eingeschlossen sind. Beim Überschreiten einer bestimmten Temperatur (ca. 110 °C) gelatinisiert der Amylose-Lipid-Komplex und bildet sich beim Erkalten der Masse erneut aus. Wird eine stärkehaltige Mischung in Gegenwart von exogenem Fett expandiert, so wird zusätzlich Fett in diesen Komplex eingebunden (PEISKER 1994).
Im Futtermittel enthaltenes Fett wird ebenfalls – wie bereits beschrieben – in den Amylose-Lipid-Komplex aufgenommen, nachdem die Fett enthaltenden Zellen durch die einwirkende Scherkraft zerstört wurden. Die Fettbindungskapazität ist zum einen von der Gelatinisierung der Stärke und zum anderen von der Stärkezusammen-setzung abhängig (Weizenstärke besitzt eine höhere Fettbindungsfähigkeit als Tapioka und Mais; PEISKER 1992a).
Ein zu beobachtender Anstieg der umsetzbaren Energie durch das Expandieren eines Futtermittels wird bei Hühnern und Schweinen auf die je nach Rationsgestaltung zwischen 2 und 4 % verbesserte Fettverdaulichkeit zurückgeführt. Diese ist bedingt durch die bei dem Prozess freigesetzten Fette, die den Verdauungsenzymen so besser zugänglich gemacht werden können (PEISKER 1994).
Rohfaser
Bisher gibt es nur wenige Untersuchungen zu möglichen Modifikationen der heterogenen Strukturen der Rohfaser durch den Prozess des Expandierens.
Schrifttum
PEISKER (1994) führte Versuche an Mikroschnitten von expandierten und nicht expandierten Zuckerrübenschnitzeln durch. Dabei konnten Veränderungen an den großen Zellwänden und Leitbündeln der expandierten Zuckerrübenschnitzel dargestellt werden. Die Zellwände quollen auf (um den Faktor 2-3). Die Zellmatrix war zwar noch erkennbar, zeigte aber deutliche Deformationen. Die Faseranalyse bewies einen Anstieg der löslichen und einen Rückgang der unlöslichen Fasern um jeweils etwa 2 %, was allgemein die Verdaulichkeit bei Schweinen und Hühnern positiv beeinflussen sollte. Dabei ist nicht die Verdaulichkeit der Rohfaser selbst von ausschlaggebender Bedeutung, sondern vielmehr der durch die Faserveränderungen hervogerufene gemäßigte Einfluss der Rohfaser auf die Verdaulichkeit der organischen Substanz und der Energie.
FLIS et al. (2001) vermuten, dass durch das Expandieren von Gerste der Gehalt an löslichen Nicht-Stärke-Polysacchariden und somit die Viskosität des Chymus im Darm von Schweinen ansteigt, wodurch die Verdaulichkeit der Rohnährstoffe vermindert wird.
Stärke
Das Expandieren eines Futtermittels hat, wie auch andere thermische und hydrothermische Herstellungsverfahren, eine Veränderung der physikalischen Struktur der Stärke zur Folge. Es kommt zur Gelatinisierung, Depolymerisation und somit zu einer Modifikation der Stärkestruktur (COLONNA et al. 1992).
Im Prozess der Gelatinisierung kommt es zu einem Anschwellen der Stärkekörner.
Sie absorbieren dabei Wasser, wodurch sie ihre ursprüngliche kristalline Struktur verlieren. Die gleichzeitig einwirkende Scherkraft im Expander führt zum Zerplatzen der aufgequollenen Stärkekörner. Durch die zusätzlich einwirkende Temperatur erfolgt schließlich eine irreversible Verkleisterung der Stärkekörner miteinander (PEISKER 1992b; THOMAS u. VAN DER POEL 1997b).
Den wichtigsten Parameter, der den Grad des Stärkeaufschlusses bestimmt, stellt der Energieeintrag während des Expanderprozesses dar (PEISKER 1994).
Schrifttum
Neben prozessbedingten Effekten hat aber auch die Zusammensetzung des jeweiligen Futtermittels großen Einfluss auf die Gelatinisierung der Stärke. Während bei Mais die Gelatinisierung vornehmlich vom aufgebauten Dampfdruck abhängig ist, hat bei Weizen neben dem Dampfdruck gerade die Feuchtigkeit des Futtermittels maßgeblichen Einfluss auf die Gelatinisierung (NONN 1992).
In Untersuchungen an Mastschweinen mit expandiertem Futter konnten VAN DER
POEL et al. (1997) sowie FLIS et al. (2000, 2001) trotz der Gelatinisierung im Expander keine erhöhte scheinbare Verdaulichkeit der NfE-Fraktion gegenüber nicht hitzebehandeltem Futter feststellen.
1.3.3 Effekte auf die Futterhygiene
Neben den Effekten auf die Futterinhaltsstoffe und deren Verdaulichkeit beim Schwein hat das Expandieren auch Auswirkungen auf den hygienischen Status von Futtermitteln. Dies ist vor allem für die Tiergesundheit, aber auch für die Produktion von Lebensmitteln tierischer Herkunft (einwandfreie hygienische Beschaffenheit) von besonderer Bedeutung. Während der hydrothermischen Behandlung im Expander erfolgt eine Reduzierung verschiedenster Mikroorganismen. Als wichtigste Keime sind hier vor allem Enterobacteriacaeen (z. B. E. coli) und Schimmelpilze zu nennen, die etwa um den Faktor 103 – 105 reduziert werden (PEISKER 1991). Die Keimreduktion beruht vor allem auf dem plötzlichen Druckabfall beim Austritt des Futtermittels aus dem Ringspalt des Expanders. Hierbei erfolgt bei Zellen mit permeabler Membran ein Platzen der Zellen, da sich während der Behandlung im Expander ein sehr hoher Innendruck aufgebaut hat (PEISKER 1994). Diesem Druckwechsel können in der Regel nur Sporen von Mikroorganismen standhalten (PEISKER 1991;BEUMER 1992).
Schrifttum
1.4 Zusammensetzung von Trockenschnitzelprodukten
Alle Zuckerrübenverarbeitungsprodukte (Rübentrockenschnitzel, Rübenmelasse, Rübenmelasseschnitzel, Rübenvinasse, Zucker und sonstige Erzeugnisse), die als Futtermittel eingesetzt werden und die sich in ihrer Zusammensetzung zum Teil erheblich unterscheiden, werden in der Futtermittelverordnung bezüglich ihrer Qualität (gemessen an den Gehalten ihrer Inhaltsstoffe) beschrieben. Es soll im Folgenden zunächst auf die Trockenschnitzelprodukte eingegangen werden. Eine nähere Beschreibung der Melasse und Vinasse erfolgt in Kapitel 2 und 3.
Die in Trocken- und Melasseschnitzeln neben Zucker enthaltenen Bestandteile können aus der Zusammensetzung des Rohstoffs Zuckerrübe abgeleitet werden MENKE u. HUSS 1980).
Laut Futtermittelverordnung (Stand 11/2002) stellen Zuckerrübentrockenschnitzel ein Nebenerzeugnis bei der Zuckergewinnung aus Zuckerrüben dar, deren Höchstgehalt an salzsäureunlöslicher Asche 4,5 % beträgt. Ihr TS-Gehalt liegt im Mittel bei etwa 90 %. Charakteristisch ist weiterhin ein niedriger Rohproteingehalt, bei dem es sich nur zum Teil um echtes Eiweiß handelt. Fettartige Stoffe sind nur in Spuren (ca. 0,5 % Rohfett) enthalten. Demnach bestehen Trockenschnitzel zum weitaus größten Teil aus Gerüstkohlenhydraten, wobei neben der Cellulose auch Hemicellulose und Pektine (etwa 10–30 % der TS) eine Rolle spielen (MENKE und HUSS 1980). Diese Gruppe der NSP (Nicht-Stärke-Polysaccharide) kann der Monogastrier mit körpereigenen Enzymen nicht abbauen (KAMPHUES et al. 2004). In den Zuckerrübentrockenschnitzeln dominieren jedoch vor allem Arabinose, Uronsäure und Glucose in der NSP-Fraktion (GRAHAM et al. 1986), die einer Verdauung durch Mikroorganismen zugänglich sind. Die Gruppe der Pektine wird analytisch von der Weender Rohfaser nur unvollkommen erfasst (nur ca. 20 % der TS). Die Fraktion der NfE (N-freien-Extraktstoffe), die etwa 64 % der TS ausmacht, besteht, abgesehen von den Zuckeranteilen (hauptsächlich Saccharose), aus leicht hydrolysierbaren Gerüstsubstanzen (MENKE u. HUSS 1980).
Schrifttum
Bezüglich des Mineralstoffgehaltes überwiegen Calcium und Kalium, während Phosphor nur in geringer Konzentration vorkommt (Ca:P-Verhältnis von 8–9:1;
NAUMANN 1967). Insgesamt verbleibt nach dem Extrahieren nur ein geringer Mineralstoffgehalt (ca. 5 % Rohasche) in den Rübenschnitzeln (HENKEL 1974).
Der Rohnährstoffgehalt kann abhängig von der Rübensorte, dem Standort, dem Klima und dem Herstellungsverfahren variieren (NONN 1993).
Tabelle 1: Mögliche Variation der Nährstoffgehalte bei extrahierten Zuckerrüben-schnitzeln (NONN 1993)
Nährstoff von Gehalt in g /kg TS bis
Rohprotein 80 - 100
Rohfett 5 - 15
Rohfaser 200 - 220
N-freie Extraktstoffe 550 - 650
Gesamtzucker 30 - 70
Pektine 180 - 250
Pentosane 50 - 200
Lignin 15 - 50
Rohasche 50 - 100
Calcium 5 - 10
Phosphor 0,5 - 1,4
Magnesium 1,1 - 2,8
Natrium 1,8 - 12,5
Des Weiteren ändert sich die Zusammensetzung der Trockenschnitzel mit der zugesetzten Melasse- (DLG-Futterwerttabelle für Schweine 1991) oder Vinasse-menge (siehe später eigene Untersuchungen).
Die FMVO unterscheidet
• „Melasseschnitzel“ (16–21 % Gesamtzucker),
• „Melasseschnitzel, zuckerarm“ (8–16 % Gesamtzucker) und
• „Melasseschnitzel, zuckerreich“ (über 21 % Gesamtzucker).
Schrifttum
Mit der zugesetzten Melassemenge ändert sich besonders der Zucker- und somit der Energiegehalt sowie der Mineralstoffgehalt des Futtermittels.
Tabelle 2: Inhaltsstoffe und Energiegehalte von unmelassierten und melassierten Trockenschnitzeln nach DLG (1991)
Melassierungsgrad unmelassiert schwach mittel hoch
TS g/kg uS 900 890 910 900
Ra g/kg TS 56,0 71,0 80,0 84,0
oS " 944 929 920 916
Rp " 100 107 125 125
Rfe " 9,00 8,00 9,00 8,00
Rfa " 206 169 159 143
NfE " 629 645 627 640
Zucker " 67,0 137 200 245
MJ ME/kg TS1) 9,04 9,10 10,4 10,5
1) Schwein
Nach dem Extrahieren des Zuckers verbleibt in den Schnitzeln nur ein geringer Mineralstoffgehalt (ca. 5 % Rohasche; HENKEL 1974).
Der größte Anteil der Mineralstoffe aus der Rübe ist im Rohsaft gelöst und wird bei der Zuckergewinnung ausgefällt, so dass in der Melasse vor allem Kalium und Natrium dominieren. Neben dem Mineralstoffgehalt der Rüben und den Mineral-stoffmengen, die nach der Extraktion noch in den Schnitzeln verbleiben, wird der Gehalt an Mengen- und Spurenelementen melassierter Trockenschnitzel maßgeblich durch den Melassierungsrad bestimmt (HENKEL 1974). Daher wäre es sinnvoll, analog zu der Einteilung der DLG-Futterwerttabelle (1991), auch bei den Mineral-stoffen eine Differenzierung in unmelassierte bzw. schwach-, mittel- und hochmelas-sierte Trockenschnitzel vorzunehmen. In der DLG-Futterwerttabelle (1973) wird
Schrifttum
jedoch lediglich zwischen melassierten und unmelassierten Trockenschnitzeln unterschieden (vgl. Tabelle 3).
Tabelle 3: Mineralstoffgehalte von unmelassierten sowie melassierten Trocken-schnitzeln nach DLG (1973)
unmelassiert melassiert
TS g/kg uS 910 910
Ra g/kg TS 62,0 76,0
Ca " 9,70 9,10
P " 1,10 1,10
Mg " 2,50 2,50
K " 9,00 13,0
Na " 2,41 2,64
Cl " 1,40 0,871)
S ″ 3,80 0,30
1) nach GERDES (2003)
1.5 Verdaulichkeit der Rohnährstoffe von Trockenschnitzeln beim Schwein Je nach Melassierungsgrad gibt die DLG-Futterwerttabelle für Schweine Verdaulich-keiten für die organische Substanz von 81–86 % an (vgl. Tabelle 4).
Tabelle 4: Scheinbare Verdaulichkeit (%) der Rohnährstoffe von unmelassierten und melassierten Trockenschnitzeln beim Schwein (DLG 1991)
DLG-Futterwerttabelle (1991)
Melassierungsgrad unmelassiert schwach mittel hoch
oS 82,0 81,0 86,0 85,0
Rp 38,0 28,0 65,0 53,0
Rfe 9,00 0 20,0 0
Rfa 81,0 82,0 84,0 78,0
NfE 90,0 90,0 91,0 94,0
Schrifttum
GERDES (2003) ermittelte in seinen Untersuchungen ähnliche Werte bezüglich der Verdaulichkeit der organischen Substanz von Trockenschnitzeln. Die von ihm untersuchten expandierten Trockenschnitzel wiesen eine scheinbare Verdaulichkeit der organischen Substanz von 85 % auf.
Somit werden Trocken- und Melasseschnitzel bzw. melassierte Schnitzel vom Schwein gut verdaut. Die scheinbare Verdaulichkeit der organischen Substanz lag in verschiedenen Versuchen zwischen 78 und 88 %. Damit errechnet sich aus den verdaulichen Nährstoffen ein Gehalt an umsetzbarer Energie (11,5-12 MJ/kg TS), der fast dem von Gerste (12,5 MJ/kg TS) gleichkommt.
SCHIEMANN (1981) ermittelten in Respirationsversuchen mit Schweinen einen Gehalt an Nettoenergie, der nur etwa 80 % des energetischen Werts der Gerste betrug und demnach etwa dem Futterwert einer stärkearmen Weizenkleie entsprach. Dabei ist von Melasseschnitzeln mit hohem Zuckergehalt eine etwas bessere Verwertung zu erwarten als von zuckerarmen Waren (MENKE u. HUSS 1980).
1.6 Verdaulichkeit der Nicht-Stärke-Polysaccharide von Trockenschnitzeln im Vergleich zu anderen Rohfaserquellen
YAN et al. stellten 1995 in einer vergleichenden Studie bei tragenden Sauen eine signifikant höhere scheinbare Verdaulichkeit der NSP von Trockenschnitzeln (82 %) gegenüber denen von Weizenstroh (55 %) fest.
Diese günstige Verdaulichkeit erklärt sich damit, dass die Zellwandbestandteile der Trockenschnitzel wenig Lignin enthalten, welches schwer bzw. gar nicht verdaulich ist, da Lignin durch kovalente Bindungen mit Hemicellulose und Zellulose verbun-den ist (VAN SOEST 1985).
Des Weiteren zeichnet sich die NSP-Fraktion durch einen hohen Anteil an Arabi-nose, Uronsäure und Glucose aus, welche einer nahezu vollständigen Verdauung durch Mikroorganismen zugänglich sind (LONGLAND et al. 1993).
Die im Gegensatz dazu im Weizenstroh hauptsächlich enthaltene Xylose weist eine deutlich geringere scheinbare Verdaulichkeit auf (GRAHAM et al. 1986).
Schrifttum
In der folgenden Übersicht (DLG-Futterwerttabelle Schwein 1991) sind entsprechen-de Daten für gängige Rohfaserquellen vergleichend aufgeführt.
Übersicht 2: Rohfaserträger und Verdaulichkeit der enthaltenen Rohfaser beim Schwein
Futtermittel TS-Gehalt
g/kg ME
MJ/kg TS Rfa
g/kg TS VQ Rfa in %
Trockenschnitzel 900 9,04 206 81
Sonnenblumenextraktionsschrot 900 12,0 222 58
Maissilage, Milchreife 210 8,73 234 49
Sojabohnenschalen 900 6,67 390 44
Luzernengrünmehl 900 6,80 261 39
Biertreber, getrocknet 900 9,45 169 24
Anwelksilage, 1. Aufwuchs 350 7,06 224 21
Haferschälkleie 910 6,20 253 17
Weizenkleie 880 9,47 134 16
Haferspelzen 910 3,28 325 15
Quelle: DLG-Futterwerttabelle Schwein, 1991
GERDES (2003) ermittelte in seinen Versuchen sogar noch höhere Werte für die scheinbare Verdaulichkeit der Rohfaserfraktion in Trockenschnitzeln. So wiesen diese je nach Konfektionierung (lose, pelletiert, expandiert) Verdaulichkeitswerte für die Rohfaser von 86–89 % auf.
1.7 Einsatz von Trockenschnitzeln als Rohfaserquelle im Futter für tragende Sauen
Durch die EU-Richtlinie 2001/88/EG ist heute nur noch die Gruppenhaltung tragen-der Sauen erlaubt. Dies gilt für den Zeitraum ab tragen-der fünften Woche nach tragen-der Belegung bis sieben Tage vor der Abferkelung. Nur besonders aggressive, kranke oder verletzte Sauen dürfen vorübergehend in Einzelbuchten aufgestallt werden. Eine
Schrifttum
weitere Forderung der EU-Richtlinie ist, dass alle Sauen ein sättigendes Futter mit hohem Rohfaseranteil erhalten müssen. Weiterhin ist ihnen ein ständiger Zugang zu
„Beschäftigungsmaterial“ zu ermöglichen.
1.7.1 Bedeutung des Rohfasergehaltes im Futter für tragende Sauen
Bisher übliche Fütterungssysteme für tragende Sauen zielten darauf ab, die Tiere restriktiv (2–2,5 kg Futter /Sau und Tag) und individuell mit einem Alleinfutter (11,5–12,5 MJ ME/kg) zu versorgen, um eine Verfettung der Tiere, die im Zuge einer ad-libitum-Fütterung zu beobachten ist, zu vermeiden (PETHERICK und BLACKSHAW 1989).
Die eingesetzten konzentrierten Futtermittel mit niedrigem Rohfaseranteil können zwar den Energie- und Nährstoffbedarf tragender Sauen decken, doch in Kombi-nation mit der einstreulosen Haltung und der eingeschränkten Bewegung können rohfaserarme Rationen zu Verdauungsstörungen in Form von Verstopfungen bei Sauen führen. Auch im Sinne des Tierverhaltens und des Tierschutzes ist die rohfaserarme Versorgung tragender Sauen kritisch zu beurteilen. Aufgrund der geringen Futtermenge, die bei der Verabreichung von Konzentratfuttermitteln in der Trächtigkeit zur adäquaten Energie- und Nährstoffversorgung notwendig ist, wird weder ein ausreichende Sättigung der Tiere erreicht (TABELING 2002), noch wird das angeborene Wühl- und Kaubedürfnis der Schweine befriedigt (DURAN GIMENEZ -RICO 2001). Leerlaufhandlungen, Aggressivität (z.B. „Schambeißen“, insbesondere bei Sauen, die vor der Abrufanlage auf die Zuteilung von Futter warten; RIZVI et al.
1998) und abnorme Verhaltensweisen wie z.B. Leerkauen, Stangenbeißen oder unnötiges Betätigen der Selbsttränken können die Folge sein, die laut VESTERGAARD
et al. (1997) als ein Indikator für mangelndes Wohlbefinden anzusehen sind.
Bei rohfaserreicher Fütterung hingegen bleibt eine stärkere Füllung von Magen sowie Dünn- und Dickdarm aufgrund der geringeren Verdaulichkeit länger erhalten.
Des Weiteren kommt es durch die nicht verdaute Rohfaser zu einer Wasserbindung mit Zunahme des Ingestavolumens. Es stellt sich ein Sättigungsgefühl ein. Auf der
Schrifttum
anderen Seite wird durch die Dehnung insbesondere die Dickdarmmotorik angeregt und einer Verstopfung vorgebeugt (TABELING 2002).
Die bei rationierter und rohfaserarmer Fütterung auftretenden Nachteile hinsichtlich des Tierverhaltens treten bei ad-libitum-Fütterungssystemen nicht in der Intensität auf (TABELING 2002), da durch das sich einstellende Sättigungsgefühl die Ruhezeiten in der Gruppe erhöht, das Wohlbefinden gesteigert und die Aggressivität reduziert werden kann (ROBERT et al. 1993). Um eine Überversorgung der Tiere bei einer ad-libitum-Fütterung zu vermeiden, können verschiedene Rohfaserquellen eingesetzt werden, welche die Energiedichte des Futters mindern. Durch Einsatz von Trockenschnitzeln gelingt es (im Gegensatz zu einigen anderen Rohfaserquellen wie z.B. Stroh, Weizenkleie oder Malzkeime), die Futteraufnahme der Sauen auf ein akzeptables Niveau zu begrenzen. Denn aufgrund der hohen Wasserbindungs-kapazität und den damit verbundenen Quelleigenschaften (BERTIN et al. 1988) kommt es zu einer stärkeren Füllung des Magen-Darm-Trakts, wodurch auf physikalischem Weg ein gewisses Sättigungsgefühl erzeugt wird (DAY et al. 1996).
SCHADE (2000) beobachtete im Rahmen des so genannten „Welfare-Konzepts“ (ad-libitum-Angebot eines Mischfutters mit hohen Anteilen an Trockenschnitzeln), dass die Tiere aufgrund der Schmackhaftigkeit des Futters über den Bedarf hinaus fraßen.
1.7.2 Rfa-Aufnahme und Kotzusammensetzung beim Schwein
Hohe Gehalte an leicht fermentierbarer Rohfaser (Trockenschnitzel, Sojabohnenschalen) in der Ration bedingen aufgrund ihrer osmotisch wirksamnen Abbauprodukte (kurzkettige Fettsäuren) einen nachgiebigen, verformbaren Dickdarminhalt (MORGENTHUM u. BOLDUAN 1987). Auch Rohfaserquellen, welche die Eigenschaft besitzen, Wasser unter Bildung von Hydrokolloiden zu binden (z.B.
geschroteter Leinsamen, Weizenkleie, Trockenschnitzel) bewirken im Darm eine Zunahme des Ingestavolumens und führen über die Ausübung eines Dehnungsreizes wiederum zu einer Steigerung der Darmperistaltik (BERTIN et al. 1988).
Schrifttum
Aufgrund des machanischen Reizes fördert inkrustierte Rohfaser (hoher Ligningehalt; z.B. Haferspelzen, Stroh, Sonnenblumensaat, Weizenkleie) ebenfalls die Dickdarmmotorik. Durch die verkürzte Passagezeit wird die Wasserrückresorption im Dickdarm reduziert, so dass der TS-Gehalt im Kot niedrigere Werte annimmt. Im Vergleich zu leicht fermentierbaren Faserquellen werden aber „härtere“ Fäzes produziert (NELSON et al. 1992).
Tabeling et al. (2003) berichteten in diesem Zusammenhang, dass ein Mischfutter mit einem Anteil von 40 % Trockenschnitzeln und 13,7 % Rohfaser bei tragenden Sauen keinen geringeren TS-Gehalt im Kot im Vergleich zu Rationen mit 6 % Rohfaser verursacht. Die Kot-Konsistenz (gemessen an der Eindringtiefe eines Penetrometers) war bei dem Futter mit 40 % Trockenschnitzeln jedoch wesentlich weicher als bei der Ration mit 6 % Rohfaser. LautTABELING et al. (2003) ist bei der Charakterisierung der Kot-Qualität nicht nur der TS-Gehalt zu berücksichtigen, sondern auch die Konsistenz. Dabei beeinflusst die Kot-Konsistenz nicht zuletzt die Passagezeit des Chymus im Dickdarm und die Defäkationsfrequenz.
2 Melasse
2.1 Zuckerrübenmelasse
Melasse fällt bei der Zuckerproduktion aus Zuckerrüben oder Zuckerrohr nach Eindampfen des Dünnsaftes und anschließender Zentrifugation des Dicksaftes an (Abbildung 1) und weist, wie in Tabelle 5 dargestellt, eine weitgehend standar-disierte Zusammensetzung auf.
Melasse weist einen Trockensubstanzgehalt zwischen 770 und 830 g/kg uS auf (STEG u. VAN DER MEER 1985). Der wichtigste wertbestimmende Bestandteil der Zuckerrübenmelasse ist Zucker (und zwar vorwiegend Saccharose). HIGGINBOTHAM
(1998) konnte nachweisen, dass Zuckerrübenmelasse bei einem Trockensubstanzgehalt von 75 %, neben einem Saccharosegehalt von 48 % nur sehr geringe Gehalte an Fructose (0,6 %) und Glucose (0,4 %) aufweist.
Schrifttum
Tabelle 5: Rohnährstoff- und Energiegehalte von Zuckerrüben- und Zuckerrohr-melasse im Vergleich
n.n. = nicht nachweisbar
Bei dem in der Melasse noch enthaltenen Zucker handelt es sich um Restzucker, der nicht ohne besondere chemische Verfahren zur Auskristallisation gebracht werden kann. Sein Anteil beträgt bei konventionell arbeitenden Anlagen etwa 48–52 % der Originalsubstanz, kann jedoch unter Anwendung moderner Technologien weiter abgesenkt werden (min. 42 % Gesamtzucker, berechnet als Saccharose). Weitere Entzuckerung durch Saccharatfällung, Ionenaustauscher oder Ionenausschluss führt zu den Erzeugnisse „Zuckerrübenmelasse, entzuckert“ (min. 20 % Gesamtzucker) und „Zuckerrübenmelasse, stark entzuckert“. Schließlich entsteht durch Trocknen von Melasse bei Zusatz von Calciumhydroxid Trockenmelasse oder „Melasse, getrocknet“ mit einem Zuckergehalt bis über 60 % (min. 52 % Gesamtzucker, max.
14 % Rohasche, max. 5 % Wasser; MENKE u. HUSS 1980). Weitere Nutzungs-möglichkeiten von Melasse sind in Abb. 4 veranschaulicht.
Schrifttum
Abbildung 4: Möglichkeiten der Nutzung von Melasse (nach STERN 1992)
Neben Zucker enthält Melasse alle wasserlöslichen Nichtzuckerstoffe der Zuckerrübe. Hierzu gehören N-haltige organische Verbindungen, die als Rohprotein berechnet etwa 9–11 % der Originalsubstanz ausmachen; außer freien Aminosäuren
Neben Zucker enthält Melasse alle wasserlöslichen Nichtzuckerstoffe der Zuckerrübe. Hierzu gehören N-haltige organische Verbindungen, die als Rohprotein berechnet etwa 9–11 % der Originalsubstanz ausmachen; außer freien Aminosäuren