Methoden der Laboruntersuchungen

Für die Untersuchung der verwendeten Futtermittel auf die Nährstoffe wurde nach der Weender Futtermittelanalyse gemäß der amtlichen Methoden des VDLUFA in der Fassung von 1976 (NAUMANN u. BASSELER, 1976) mit den Ergänzungslieferungen 1 bis 8 (1983, 1988, 1993, 1997, 2004, 2006, 2007, 2012) und institutsinternen Modifizierungen vorgegangen.

- Trockensubstanz (TS)

Als Trockensubstanz definiert man die Summe aller nicht flüchtigen Bestandteile bei 105°C. Zunächst wurden 3 g gemahlenes Probenmaterial in einen ausgewogenen, gewichtskonstanten Tiegel eingewogen. Dieser befand sich vorher im Trockenschrank und kühlte vor der Auswaage im Exsikkator aus. Anschließend wurde der Tiegel mit der Probe bis zum Erreichen der Gewichtskonstanz, mindestens aber für 5 Stunden, bei 105°C im Trockenschrank belassen. Nach erneutem Auskühlen im Exsikkator konnte der Tiegel ausgewogen und der Trockensubstanzgehalt kalkuliert werden.

- Rohasche (Ra)

Die Rohasche besteht aus der gesamten anorganischen Substanz (Mengen- und Spurenelemente sowie HCl-unlösliche Asche). Wie bei der Trockensubstanzbestimmung wurden 3 g des gemahlenen Probenmaterials in einen gewichtskonstanten Tiegel eingewogen und dieser dann sieben Stunden im Muffelofen (600°C) verascht. Wiederum folgten das Auskühlen im Exsikkator, die Auswaage und die Kalkulation des Ra-Gehalts.

- Rohprotein (Rp)

Der Rp-Gehalt wurde indirekt über den Stickstoffgehalt der Proben bestimmt. Die gemessenen N-Mengen stammen aus allen in einer Probe enthaltenen Stickstoffverbindungen. Sie setzen sich somit aus Anteilen von Protein- und Nicht-Protein-Verbindungen, unter anderem Harnsäure, zusammen.

Für die Ermittlung wurde die DUMAS-Verbrennungsmethode angewandt. Dazu wurden 0,3 g des Probenmaterials in einen Keramiktiegel eingewogen und im

Analysator (Vario Max im CNS-Modus, Fa. Elementar, Hanau) unter Sauerstoffzufuhr bei 1140°C verbrannt. Hierbei wurden Stickoxide gebildet, die zu molekularem Stickstoff reduziert wurden Dieser konnte selektiert und mit einem Wärmeleitfähigkeitsdetektor erfasst werden. Mit der geräteeigenen Software wurde der Stickstoffgehalt berechnet und durch Multiplikation mit dem Faktor 6,25 ergab sich daraus der Rp-Gehalt der Probe.

- Rohfett (Rfe)

Der Begriff Rohfett umfasst eine heterogene Gruppe von Verbindungen, die analytisch mittels eines Lösemittels aus der Probe extrahiert werden kann. Dazu wurde das Probenmaterial zunächst mit Säure aufgeschlossen. Die ausgewogene Probe (3 g) wurde mit 60 ml 30%iger Salzsäure und 2-3 Siedesteinen in einem Becherglas (Fassungsvermögen 600 ml) gegeben, mit heißem Wasser auf 200 ml aufgefüllt und 30 Minuten lang gekocht. Danach wurde die Probe filtriert. Der Faltenfilter mit dem Probenrückstand wurde über Nacht bei 80°C getrocknet.

Anschließend wurde dieser in einer Hülse in den Soxhletapparat gegeben. Hier wurde der Rückstand mittels Petrolether, der bei 40-60°C siedet, im Soxhletapparat kondensiert und auf den Filter tropft, aus dem Filter extrahiert. Das im Petrolether gelöste Rohfett befand sich nun im gewichtskonstanten, gewogenen Kolben. Nach einer sechsstündigen Extraktion wurde der Petrolether mittels Rotationsverdampfer (Rotationsverdampfer R 1 14, Fa. Büchi, Schweiz) abdestilliert. Danach verblieb der Kolben über Nacht bei 80°C im Trockenschrank. Nach dem Auskühlen konnte das Gewicht bestimmt und der Rohfettgehalt kalkuliert werden.

- Rohfaser (Rfa)

Rohfaser ist der unlösliche, fett- und aschefreie Rückstand, der nach dem Kochen in verdünnten Säuren und Laugen verbleibt.

Dazu wurde 1 g des Analysematerials in einen Glasfasertiegel eingewogen. In einem Analysegerät (Fiber-Tec-Gerät, Fa. Tecator, Kopenhagen, Dänemark) wurde es zunächst unter Säurezusatz (1,25%ige Schwefelsäure) 30 Minuten lang gekocht, anschließend wurde der Vorgang mit 1,25%iger Natronlauge wiederholt. Nach einer Spülung mit destilliertem Wasser trocknete der Tiegel über Nacht bei 105°C. Es

folgte eine Auswaage und eine Veraschung des Probenmaterials bei 500°C. Im Anschluss wurde die Probe erneut ausgewogen und der Rohfasergehalt kalkuliert.

3.5.2 Stärke und Zucker

Für den Probenaufschluss wurden zunächst 2,5 g des Analysenmaterials mit 50 ml Salzsäure (0,31 mol/L) für 15 Minuten im siedenden Wasserbad erhitzt und im Anschluss mit kaltem Wasser verdünnt. Nach dem Abkühlen im kalten Wasserbad folgte eine Klärung mit jeweils 15 ml Carrez-Reagenz I und II. Die Lösung wurde durch einen Faltenfilter filtriert und die optische Drehung der Lösung mittels Polarimeter bestimmt. Zur Bestimmung des Blindwertes erfolgte eine Inkubation von 5 g Analysenmaterial mit 100 ml 40%igem Ethanol, worauf sich eine Filtration über einen Faltenfilter anschloss. Das Filtrat wurde mit 25 %iger Salzsäure versetzt und erhitzt. Nach der Abkühlung wurde die Probe mit Carrez-Reagenz I und II geklärt.

Auch hier fand eine polarimetrische Bestimmung der optischen Drehung des Filtrats statt. Aus den beiden Messergebnissen wurde der Stärkegehalt berechnet, indem die Differenz aus dem Haupt und dem Blindwert mit dem Faktor 10,87 sowie dem Faktor 10 multipliziert wurde.

Zur Bestimmung des Zuckers wurden 2,5 g des Analysengutes in ca. 200 ml Ethanol (40%ig) gelöst und eine Stunde lang geschüttelt. Die Probe wurde mit je 5 ml Carrez-Lösungen I und II geklärt, mit Ethanol auf 250 ml aufgefüllt und anschließend durch einen Faltenfilter filtriert. Die Messung des Zuckergehaltes erfolgte im Anschluss der Verdampfung des Alkoholgehalts und der Abkühlung des Materials durch eine Titration mit Natriumthiosulfat nach der Methode LUFF-SCHOORL (1976). Die dabei verbrauchte Menge an Natriumthiosulfat ist äquivalent zum Zuckergehalt.

3.5.3 Mineralstoffe (Mengenelemente)

Für die Messung der Mengenelemente wurde zunächst eine Mikrowellenveraschung durchgeführt. Dazu wurden 0,5 g des Analysenmaterials mit 10 ml Salpetersäure (65%) und 2 ml Wasserstoffperoxid (30%) versetzt. Die Probe wurde nun in einer Mikrowelle (mls 1200 mega, Fa. Milestone Inc., Shelton, USA) 30 Minuten erhitzt.

Nach Überspülen mit tridestilliertem Wasser und Filtration über einen aschefreien Schwarzbandfilter (Schwarzband Rundfilter, Firma Schleicher & Schuell, Dassel) in

einen 50 ml Messkolben wurde dieser bis zur Eichmarke aufgefüllt und die Lösung den Messungen zugeführt.

- Calcium

Um Störionen zu verdünnen und zu maskieren wurde den Aschelösungen eine 0,5%ige Lanthanchloridlösung (1:100) zugeführt. Anschließend wurden der Calciumgehalt nach der Methode von SLAVIN (1968) mittels Atomabsorptionsspektroskopie (Solaar M6 AA Spectrometer, Fa. Thermo Scientific, Waltham, MA, USA) ermittelt. Zur Überführung der zu bestimmenden Ionen in ihren atomaren Zustand wurde die veraschte Probelösung fein zerstäubt in eine Azetylen-Luft-Flamme gesaugt. Die Absorption der für diese Atome charakteristischen Wellenlängen ermöglichte die Bestimmung der Calciumkonzentrationen.

- Phosphor

Der Phosphorgehalt in der Probe wurde durch Zugabe eines Reagenzgemisches aus Salpetersäure, Ammoniumvandat und Ammoniummolybdat zu einem gelben Farbkomplex. Die Extinktion des Filtrats sowie einer vorher erstellten Standardlösung wurde mittels Spektralphotometer (UV-Visible Recording Spectrophototmeter UV 1602, Fa. Shimadzu, Kioto, Japan) nach 30 Minuten bei 365 nm gemessen.

- Natrium und Kalium

Zur Bestimmmung der Natrium- und Kaliumkonzentrationen wurden die Aschelösungen zunächst mit Caesiumchlorid- und Aluminiumnitratlösungen verdünnt. Nach dem Flammenemissionsverfahren nach SCHUHKNECHT und SCHINKEL (1963) wurde der Kalium- und Natriumgehalt mittels eines Atomabsorptionsspektrometers (Solaar M6 AA Spectrometer, Fa. Thermo Scientific, Waltham, MA, USA) bestimmt.

- Chlorid

Zur Chloridmessung wurden 5 g der gemahlenen Probe in einen 50 ml Messkolben eingewogen, mit destilliertem Wasser zu ca. drei Vierteln aufgefüllt und über 30 Minuten geschüttelt und auf 50 ml aufgefüllt. Die Suspension wurde 15 Minuten lang

zentrifugiert (Megafuge 1.0, Fa. Haereus Sepatech GmbH, Osterode am Harz; 15 Minuten bei 3000 Umdrehungen pro Minute) und in dem klaren Überstand der Chloridgehalt nach dem Prinzip der Fällungsreaktion mit dem Chlorid Analyser 925 (Firma Ciba Corning Diagnostics, Medfield, USA) ermittelt. Zwei Silberelektronen gaben eine konstante Menge an Silberionen in die vorgelegte Lösung mit dem enthaltenen Chloridionen ab, wodurch eine Silberchloridausfällung entstand.

Nachdem alle Chloridionen gefällt waren, wurde die Titration aufgrund der in diesem Moment sprunghaft ansteigenden Leitfähigkeit der Lösung beendet. Die abgegebene Menge an Silberionen entsprach dem Chloridgehalt.

3.5.4 Bestimmung des Fettsäurenmusters

Für die Bestimmung des Fettsäuremusters wurden 100 mg des Probenmaterials in schmale Glasröhrchen mit Schraubverschluss eingewogen. Dazu wurden 2 ml eines Methanol-Hexan Gemisches (4:1; in das 400 mg C13 auf 50 ml Gemisch gelöst war) sowie 200 µl Acetylchlorid gegeben und das Röhrchen zugeschraubt. Die Mischung wurde nun eine Stunde unter konstantem Rühren gekocht und anschließend 5-10 Minuten im Wasserbad ausgekühlt. Nach der Entfernung des Deckels wurde 4 ml Kaliumcarbonat (6 %ig) zugegeben und die Probe nach erneutem Verschließen bei 3000 Umdrehungen pro Minute für 10 Minuten zentrifugiert. Danach wurde die Hexanphase in Autosampler-Fläschchen pipettiert. Darauf folgend wurde die Probe im Gaschromatographen (Model TRACE 1300, Fa. Thermo Scientific, Dreieich; GC- Säule Supelco Sp^TM 2560 (100 m x 0,25 mm x 0,2 µm) Bellefonte, USA) analysiert.

3.5.5 Verteilung der Partikelgrößen im Mischfutter

Um die Verteilung der Partikelgrößen im Futter zu bestimmen, wurde eine nasse Siebanalyse durchgeführt. Dazu wurde 30-50 g Probenmaterial in ein Becherglas gegeben und dieses mit destilliertem Wasser auf einen Liter aufgefüllt. Nach einer Stunde wurde die eingeweichte Probe auf einen bis zur Gewichtskonstanz getrockneten Siebturm gegeben. Dieser bestand aus acht übereinander gestapelten Sieben mit nach unten kleiner werdenden Maschen (Größen: 3,15 mm, 2,0 mm, 1,4 mm, 1,0 mm, 0,8 mm, 0,56 mm, 0,4 mm, 0,2 mm). Die Probe wurde mit zehn Litern Wasser durch den Siebturm gespült. Anschließend wurde der Siebturm bei 105°C

oS = TS - Ra

über Nacht im Trockenschrank belassen. Nach dem Auskühlen im Exsikkator wurden die Siebe ausgewogen und der Anteil der Probe auf jedem Sieb berechnet.

3.5.6 Kalkulationen

3.6.6.1 Organische Substanz (oS)

Diese besteht aus allen Inhaltsstoffen der Trockensubstanz, die organischen Ursprungs sind, und errechnet sich folglich aus der Trockensubstanz und der Rohasche.

3.5.6.2 Stickstofffreie Extraktstoffe (NfE)

Diese Gruppe enthält alle organischen Substanzen, die bei der Rohprotein-, Rohfett und –faserbestimmung nicht erfasst werden. Sie besteht aus α-glycosidisch gebundenen Polysacchariden (Stärke, Glykogen), löslichem Zucker (Glucose, Fructose, Saccharose, Lactose, Maltose und Oligosacchariden) und löslichen Teilen von Zellulose, Hemizellulosen, Lignin und Pektinen)

3.6.6.3 Energiegehalte

Zur Berechnung des Energiegehaltes der verwendeten Futtermittel wurde die Schätzformel für Mischfuttermittel beim Schwein (Anlage 4 der Futtermittelverordnung) verwendet. Bei dem hierbei errechneten Wert handelt es sich um die umsetzbare Energie (ME) in Megajoule pro Kilogramm TS (MJ/kg TS).

NfE = TS – (Ra + Rfe + Rp + Rfa)

ME (MJ/kg TS) = 0,021503 * Rp (g/kg TS) + 0,032497 * Rfe (g/kg TS) + 0,016309 * Stärke (g/kg TS) + 0,014701 * oR (g/kg TS) – 0,021071 * Rfa (g/kg TS)