M. elsdenii und
3.2 Material und Methodik .1 Das RUSITEC- System
Das von CZERKAWSKI und BRECKENRIDGE (1977) in Schottland entwickelte RUSITEC- System (Rumen Simulation Technique) stellt ein Pansensimulationsmodell vom Typ des geschlossenen, semi-kontinuierlichen Durchflußsystems (näheres siehe SCHIRMER 1990; BRÖCKER 1995; MITTROWANN 1999; HÜBNER 2000) dar. Es ermöglicht Versuchsläufe über mehrere Wochen.
Abb. 3.1: Das RUSITEC-System schematische Darstellung einer Fermentationseinheit
A. Fermenter F. Überlaufgefäß
B. Wasserbad G. Gassammelbeutel
C. Pufferförderpumpe H. perforierter Innenbehälter D. Puffervorratsgefäß mit Puffer I. Futterbeutel
E. Gasentnahmestutzen K. Hubstange 3.2.1.1 Aufbau
Die Bestandteile und der schematische Aufbau des RUSITEC-Systems sind in Abb. 3.1 dargestellt. Nähere Angaben zu Aufbau und Funktionsweise werden in den Dissertationen von SCHIRMER (1990); KRAKOW (1992) und BRÖCKER (1995) sowie in der Abb. 3.1 gemacht. Unterschiede zu den genannten Dissertationen bestanden in der Messung des pH-Werts, da diese hier nicht kontinuierlich über 24 h erfolgte.
3.2.1.2 Beladung und Bedienung des Systems
Die Entnahme von Pansensaft und Panseninhalt erfolgte drei Stunden nach der Fütterung des Spendertiers. Zu Beginn einer Versuchsreihe wurde jeder Fermenter mit 500 ml durchgeseihtem Pansensaft, 200 ml eines Puffers und 100 ml vorgewärmtem ionenfreien Wasser (Seradest ) unmittelbar nach der Entnahme des Pansensafts beladen. Am ersten Versuchstag wurden in einen Nylonbeutel 80 g fester Panseninhalt und 3,4 g Kraftfutter gefüllt, der zweite Nylonbeutel enthielt 12 g Heu und 3,4 g Kraftfutter. Beide Beutel wurden in den Innenbehältern eingepackt und in den vorbereiteten Fermenter gestellt. Danach wurde der Fermenter in ein 39 °C vorgewärmtes Wasserbad gestellt und arretiert. Über einen Verbindungschlauch wurde das Überlaufgefäß (mit 40 ml halbkonzentrierter Salzsäure befüllt) an den Fermenter angeschlossen. Eine zweiminütige CO2-Begasung (CO2 -Messer Griesheim GmbH 4.5) erfolgte zur Schaffung anaerober Bedingungen im Fermenter. Nach der Begasung wurden Gasbeutel und Pufferzufuhr angekoppelt. Die Pufferzufuhr pro Fermenter betrug 280 Tl/min. Zum Schluß wurden Pumpe und Motor gestartet. Tab.3.1 gibt die Beladungsdaten wieder. Weitere Informationen zur Bedienung des RUSITEC–Systems sind den Dissertationen von SCHIRMER (1990); ELIAS (1999); HÜBNER (2000) und JANSON (2001) zu entnehmen.
Tab. 3.1: Beladung des Fermenters
Durchseihter Pansensaft* 500 ml
39 °C vorgewärmter RUSITEC Puffer * 200 ml
39 °C vorgewärmtes, ionenfreies Wasser (Seradest ) 100 ml Fester Panseninhalt (im Nylonbeutel, Maschenweite 1 mm)* 80 g
Heu (im Nylonbeutel, Maschenweite 1 mm) 12 g
Kraftfutter (mit in Heubeutel) 3,4 g
*nur am ersten Versuchstag
3.2.1.3 Fermentationsbetrieb
24 Stunden nach der Beladung wurden RUSITEC-Fütterung und Probenentnahme durchgeführt. Das RUSITEC-System mußte für kurze Zeit unterbrochen werden. Die Futterbeutel wurden bei der Fütterung gegen neue ausgetauscht. Bei der 1. Fütterung wurden ein Kraftfutterbeutel und der Futterbeutel mit Panseninhalt ersetzt, ab der 2. Fütterung die jeweils schon 48 Stunden inkubierten Beutel. In der Zulagephase (s. Kapitel 3.3) wurden die DCAB-Salze (s. Tab. 3.7) während der Fütterung zugegeben. Die entnommenen Proben wurden für die Messung und Analyse aufbereitet. Der Arbeitsablauf ist in Tab. 3.2 dargestellt.
Tab. 3.2: Zeitlicher Ablauf eines Versuchstags
Zeit (min) Arbeitsschritt
-120 Eichung von pH-Meter, NH3-Elektrode, Vorbereitungen, Eichung von Gaschromatograph
-25 Entnahme von 10 ml Fermenterprobe zur sofortigen pH- und NH3-Messung -15 Entnahme von 10 ml Fermenterprobe zur Proteinmessung und
Thiamin-Fraktionsbestimmung;
Entnahme von 2 x 10 ml Fermenterproben zur Gesamtthiamin- und Nukleobasenanalyse
-10 Abkopplung der Gasbeutel und Bestimmung des Überstandsvolumens -8 Bestimmung des Überstandsvolumens und Abnahme von 10 ml Proben zur
Gesamtthiamin- Messung
-5 Einfüllung von 40 ml halbkonzentrierter Salzsäure in die Überstandgefäße -1 Abschalten des RUSITEC-Systems
0 RUSITEC Fütterung
+120 Probenaufbereitung und Analytik der entnommenen Probe
3.2.2 Futterkomponenten 3.2.2.1 Heu
Das Heu für die Versuche wurde aus der gleichen Charge, mit der das Spendertier gefüttert wurde, genommen. Dieses Heu wurde auf eine Länge von 2 cm geschnitten und bei Raumtemperatur gelagert. Die Inhaltsstoffe des Heus wurden vom Institut für Tierernährung der Tierärztlichen Hochschule Hannover bestimmt. Die Werte sind in Tab. 3.3 dargestellt.
Tab. 3.3: Die Inhaltsstoffe des Heus (Analysenergebnis aus dem Institut für Tierernährung der Tierärztlichen Hochschule Hannover)
Nährstoffe
Trockensubstanz 870 g/kg US
Rohasche 69,1 g/kg TS
Kalzium 6,14 g/kg TS
Phosphor 1,60 g/kg TS
Magnesium 1,52 g/kg TS
Natrium 3,94 g/kg TS
Kalium 12,1 g/kg TS
Schwefel 2,30 g/kg TS
3.2.2.2 Kraftfutter
Das Kraftfutter für die Versuche wurde aus der gleichen Charge (HG 14G / 14- 3, RHG Nord AG, Hannover), mit der das Spendertier gefüttert wurde, genommen. Inhaltsstoffe nach Herstellerangaben und Mineralgehalte nach Analysen des Instituts für Tierernährung (TiHo) sind in Tab. 3.4 bzw. 3.5 dargestellt.
Tab. 3.4: Inhaltsstoffe des Kraftfutters (Angabe der RGH Nord AG, Hannover) Nährstoffe
Rohprotein 14 %
Rohfett 3 %
Rohfaser 9 %
Rohasche 8 %
Kalzium 0,8 %
Phosphor 0,5 %
Natrium 0,25 %
NEL/kg 6,7 MJ
Zusatzstoffe
Vitamin A 10000 IE/kg TS
Vitamin D 1000 IE/kg TS
Kupfer 10 mg/kg TS
Selen 0,50 mg/kg TS
Tab.3.5: Mineralgehalte des Kraftfutters (Analysenergebnis aus dem Institut für Tierernährung der Tierärztlichen Hochschule Hannover)
Nährstoffe
Trockensubstanz 877 g/kg US
Rohasche 68,2 g/kg TS
Kalzium 8,86 g/kg TS
Phosphor 5,97 g/kg TS
Magnesium 4,76 g/kg TS
Natrium 4,02 g/kg TS
Kalium 13,2 g/kg TS
Schwefel 3,80 g/kg TS
3.2.3 Zulagesalze
Der DCAB-Wert von Kraftfutter und Heu für die Versuche entspricht 246 meq/kg TS. Zur Schaffung des Versuchsziels (unterschiedliche Niveaus von anionischen Salzen) wurden unter Berücksichtigung der Anteile im Futter die DCAB-Niveaus durch Salzzulage auf - 100, - 200 und - 300 meq/kg TS eingestellt. Die hierfür verwendeten Salzlösungen sind Tab. 3.6 zu entnehmen.
3.2.4 Spendertier
Zur Gewinnung des Panseninhalts stand ein weibliches nicht laktierendes Rind der Rasse Deutsch-Schwarzbunte (Alter: 9 Jahre, Gewicht: 650 kg) zur Verfügung. Pansensaft bzw.
fester Panseninhalt wurden dem Versuchstier drei Stunden nach der Fütterung über eine permanente Pansenfistel entnommen (näheres s. HÖLTERSHINKEN 1990).
3.2.5 Haltung und Fütterung des Spendertiers
Um eine kontrollierte Fütterung zu gewährleisten, war das Spendertier während der Versuche in einem Stall auf einer Gummimatte angebunden. Am Standplatz wurde lediglich das hintere Drittel eingestreut, um eine unkontrollierte Aufnahme des Strohs zu verhindern. Das Tier wurde zweimal täglich um 7.30 und 14.30 Uhr mit Kraftfutter und Heu gefüttert. Die Ration bestand morgens aus 800 g Kraftfutter und 3 kg Heu (Nährstoffgehalte s. Tab. 3.4 und 3.5), nachmittags aus 800 g Kraftfutter und 3,5 kg Heu (Erhaltung + 3 kg Milch). Wasser stand über eine Selbsttränke ad libitum zu Verfügung.
3.3 Versuchsdurchführung