Untersuchungen zum Futterwert von expandierten Trockenschnitzeln sowie von Vinasse beim Rind

Aus dem Institut für Tierernährung der Tierärztlichen Hochschule Hannover

Untersuchungen zum Futterwert von

expandierten Trockenschnitzeln sowie von Vinasse beim Rind

INAUGURAL-DISSERTATION zur Erlangung des Grades einer Doktorin

der Veterinärmedizin (Dr. med. vet.)

durch die Tierärztliche Hochschule Hannover

Vorgelegt von ANKE ENNA HARMS

aus Leer

Hannover 2003

Wissenschaftliche Betreuung: Univ. Prof. Dr. J. Kamphues

1. Gutachter: Univ. Prof. Dr. J. Kamphues 2. Gutachter: Univ. Prof. Dr. J. Hartung

Tag der mündlichen Prüfung:05.06.2003

M EINEN E LTERN

I

I. EINLEITUNG 15

II SCHRIFTTUM 16

1 Zuckerrübentrockenschnitzel 16

1.1 Begriffsbestimmung und Herstellung von Trockenschnitzeln und anderen

Zuckerrübenverarbeitungsprodukten 16

1.2 Zusammensetzung verschiedener Trockenschnitzelprodukte 19

1.3 Verdaulichkeit bei Wiederkäuern 20

2 Expandat 21

2.1 Herstellungstechnik 22

2.2 Einfluss des Expandierens auf die Futtermittelinhaltsstoffe 24

2.3 Effekte auf die Futtermittelqualität 28

2.3.1 Veränderung der physikalischen Produkteigenschaften eines Futters 28 2.3.2 Effekte auf sensorische Eigenschaften und auf antinutritive Faktoren (ANF) 29

2.3.3 Keimreduzierung und Hygienisierung 29

2.4 Fütterungsversuche mit verschiedenen expandierten Futtermitteln bei

Wiederkäuern 30

2.5 Trockenschnitzel-Expandat^® in der Rinderfütterung 35

3 Vinasse 36

3.1 Ausgangsprodukt (Melasse) 36

3.2 Begriffsbestimmung (Vinasse) 37

3.3 Herkunft, Entstehung und Produktionsumfang 38

3.4 Inhaltsstoffe verschiedener Vinassen 40

3.5 Vinasse in der Wiederkäuerfütterung 45

3.5.1 Verdaulichkeiten verschiedener Vinassen 45

3.5.2 Mastergebnisse und Empfehlungen zum maximalen Einsatz von Vinasse in

der Gesamtration 47

3.5.3 Fettsäurenmuster im Panseninhalt 48

3.5.4 Beeinflussung der Milchqualität 49

III EIGENE UNTERSUCHUNGEN 51

1 Material und Methoden 51

1.1 Überblick über die durchgeführten Versuche 51

1.2 Versuchstiere und Haltung 52

1.3 Trockenschnitzelbilanzversuch 53

1.3.1 Futtermittel 53

1.3.2 Rationsgestaltung 55

1.4 Vinasseversuch 56

1.4.1 Futtermittel 56

1.4.2 Rationsgestaltung 56

1.5 Versuchsdurchführung (Trockenschnitzel- und Vinasseversuch) 57 1.6 Probenahme, -aufbewahrung und -vorbereitung für die Analysen 58

1.6.1 Futtermittel 58

1.6.2 Kot 59

1.6.3 Harn 60

1.7 Untersuchungsparameter 60

1.8 Vinasse Akzeptanzversuch 61

1.9 Chemische Messmethoden 61

1.9.1 WEENDER Analyse (nach VDLUFA Methodenbuch III; NAUMANN und

BASSLER 2000) 61

1.9.2 Zucker 64

1.9.3 Reineiweiß 65

1.9.4 Aminosäuren 65

1.9.5 Mengenelemente 65

1.9.6 Sulfat 67

1.9.7 pH-Wert 68

1.9.8 Spezifisches Gewicht des Harns 68

1.10 Berechnungen 68

1.11 Statistische Auswertung 69

2 Ergebnisse 70

2.1 Gesundheitsstatus 70

2.2 Futtermittelzusammensetzung 70

2.2.1 Futtermittel der Grundration 70

2.2.2 Trockenschnitzelprodukte 71

2.2.3 Vinasse und Melasse 72

2.3 Ergebnisse des Trockenschnitzelbilanzversuchs 74

2.3.1 Rohnährstoffgehalte der Gesamtrationen 75

2.3.2 Scheinbare Verdaulichkeit der Rohnährstoffe der Gesamtration 76 2.3.3 Scheinbare Verdaulichkeit der Rohnährstoffe der Trockenschnitzelprodukte 77

2.3.4 Parameter der Kotqualität 79

2.3.4.1 Menge (uS/TS) 79

2.3.4.2 Konsistenz und Trockensubstanzgehalt 79

2.3.4.3 pH-Wert 80

2.3.5 Parameter der Harnqualität 81

2.3.5.1 Harnmenge 81

2.3.5.2 pH-Werte im Harn 82

2.3.6 Mineralstoffgehalte in Kot und Harn 82

2.3.6.1 Kot 83

2.3.6.2 Harn 83

2.4 Ergebnisse aus den Bilanzversuchen mit Melasse und Vinasse 84

2.4.1 Rohnährstoffgehalte der Gesamtrationen 84

2.4.2 Scheinbare Verdaulichkeit der Rohnährstoffe der Gesamtration der Melasse-

und Vinassebilanz 85

2.4.3 Scheinbare Verdaulichkeit der Melasse und Vinasse 86

2.4.4 Parameter der Kotqualität 87

2.4.4.1 Kotmenge 87

2.4.4.2 Konsistenz und Trockensubstanzgehalte sowie pH-Werte im Kot 87 2.4.5 Parameter der Harnqualität (Menge und pH-Wert) 88

2.4.6 Mineralstoffgehalte in Kot und Harn 89

2.4.6.1 Kot 89

2.4.6.2 Harn 90

2.5 Vinasse-Akzeptanzversuch 90

IV DISKUSSION 94

1 Kritik der Methode 94

1.1 Futtermittel 94

1.2 Bilanz- und Akzeptanzversuche 95

2 Diskussion der Ergebnisse 96

2.1 Trockenschnitzelexpandat 96

2.1.1 Futtermittelkundliche Untersuchung der Trockenschnitzelprodukte 96 2.1.2 Scheinbare Verdaulichkeit der Trockenschnitzelprodukte 98 2.1.3 Einfluss auf Parameter der Kot- und Harnqualität 102

2.1.3.1 Kot 102

2.1.3.2 Harn 103

2.1.4 Einsatz von Trockenschnitzelexpandat in der Wiederkäuerfütterung 104

2.2 Vinasse 105

2.2.1 Futtermittelkundliche Untersuchung der Vinasse 105

2.2.1.1 Rohnährstoffgehalte der Vinasse 105

2.2.1.2 Mineralstoffgehalt der Vinasse 109

2.2.2 Scheinbare Verdaulichkeit der Rohnährstoffe der Vinasse 111 2.2.3 Einfluss der Fütterung von Vinasse und Melasse auf die Kot- und

Harnqualität 113

2.2.3.1 Kot 113

2.2.3.2 Harn 115

2.2.4 Einsatz von Vinasse in der Wiederkäuerfütterung 115

3 Schlussfolgerungen 119

3.1 Trockenschnitzelversuch 119

3.2 Vinasseversuch 119

V ZUSAMMENFASSUNG 120

VI SUMMARY 123

VII LITERATURVERZEICHNIS 126

VIII ANHANG 144

T

Tabelle 1: Mögliche Variationen der Nährstoffgehalte bei extrahierten Zuckerrüben-

schnitzeln (NONN 1993) 19

Tabelle 2: Einfluss des Expandierens auf die Proteinlöslichkeit von Rapsschrot

(SOMMER et al. 1994) 25

Tabelle 3: Einfluss des Expandierens auf die Stärkegelatinisierung [%] verschiedener

Futtermittel (PEISKER 1992b) 27

Tabelle 4: Effektive Proteinabbaubarkeit im Pansen (EPA) [%], Verdaulichkeit des Bypassproteins im Darm (dUDP) [%] und Proteingesamtverdaulichkeit (PGV) [%] in unbehandelten (unb.) und expandierten (exp.) Futtermitteln 32 Tabelle 5: Effektive Stärkeabbaurate im Pansen von unbehandelten bzw. expandierten

Futtermitteln (ARIELI et al. 1995) 34

Tabelle 6: Einfluss des Expandierens und Pelletierens eines auf Gerste basierenden

Kraftfutters auf die Verdaulichkeit der organischen Substanz und Stärke sowie auf die Milchmenge und die Milchinhaltsstoffe (PRESTLOKKEN und

HARSTAD 2001) 35

Tabelle 7: Inhaltsstoffe und Verdaulichkeiten der Rohnährstoffe von Zuckerrüben- und Zuckerrohrmelassen nach verschiedenen Tabellenwerken 37 Tabelle 8: Inhaltstoffe verschiedener Vinassen aus der physikalischen Entzuckerung von

Zuckerrübenmelasse sowie Vinasse aus der fermentativen Herstellung von

Zuckerrohr- und Citrusmelasse 41

Tabelle 9: Inhaltstoffe verschiedener Zuckerrübenvinassen aus unterschiedlichen fermentativen Herstellungsverfahren nicht-entkalisiert sowie teil- und

vollentkalisiert 41

Tabelle 10: Gehalt an verschiedenen N-Bestandteilen und ihr Anteil am Gesamt- Kjeldahl-N von verschiedenen Zuckerrübenmelasseresten (WEIGAND und

KIRCHGESSNER 1980 und 1987a) 43

Tabelle 11: Scheinbare Verdaulichkeit [%] der Rohnährstoffe von Zuckerrübenvinassen 46 Tabelle 12: Empfehlung zum maximalen Einsatz verschiedener Vinassen in der Ration

von Wiederkäuern 48

Tabelle 13: Mengenelementgehalte in der Ration mit und ohne Zulage von Mineralfutter sowie errechneter (nach KAMPHUES et al. 1999) Mengenelementbedarf von Bullen (mittlere Körpermasse 360 kg; TS Aufnahme 2 % der Körpermasse) 55 Tabelle 14: Übersicht über die durchgeführten Trockenschnitzelversuche 56 Tabelle 15: Anteile der gefütterten Rationskomponenten an der gesamten Futtermenge

[% der TS ] bzw. [kg uS] in der Melasse- bzw. Vinassebilanz 57

Tabelle 16: Übersicht über die durchgeführten Akzeptanzversuche 61 Tabelle 17: Mittlere Rohnährstoffkonzentrationen der in der Grundration verwendeten

Heuchargen 71

Tabelle 18: Mittlere Rohnährstoffkonzentrationen der in den Bilanzversuchen

eingesetzten Trockenschnitzelprodukte 72

Tabelle 19: Rohnähr- und Mineralstoffgehalte der in den Versuchen eingesetzten Melasse

und Vinasse 73

Tabelle 20: Zusammensetzung des Rohproteins [g/kg TS] der in den Bilanzversuchen

verwendeten Melasse und Vinasse 74

Tabelle 21: Aminosäurenzusammensetzung [g/kg TS] der in den Bilanzversuchen

eingesetzten Melasse und Vinasse 74

Tabelle 22: Menge der täglich gefütterten Rationskomponenten [kg TS] sowie die Rohnährstoffkonzentrationen [% der TS] der Gesamtrationen in den Grund-

futter- und Trockenschnitzelbilanzen 75

Tabelle 23: Mittlere scheinbare Verdaulichkeit [%] der Rohnährstoffe der Gesamtrationen in den Bilanzen mit Trockenschnitzeln bei Bullen (n= 3) 76 Tabelle 24: Mittlere scheinbare Verdaulichkeiten [%] der Rohnährstoffe verschiedener

Trockenschnitzelprodukte bei Bullen (n =3) 77

Tabelle 25: Mittlere täglich ausgeschiedene Kotmengen [uS/TS] der drei Bullen während

der Grundfutter- und Trockenschnitzelbilanzen 79

Tabelle 26: Mittlere pH-Werte im Kot der drei Bullen in den Grundfutter- sowie den

Trockenschnitzelbilanzen 81

Tabelle 27: Mittlere Harnmengen [kg uS/Tier und Tag] der drei Bullen nach Fütterung

von verschiedenen Trockenschnitzelprodukten 82

Tabelle 28: Mittlere pH-Werte im Harn der drei Bullen in den Grundfutter- und

Trockenschnitzelbilanzen 82

Tabelle 29: Mittlere Mineralstoffgehalte im Kot der drei Bullen in der Grundfutterbilanz I

sowie in den Trockenschnitzelbilanzen 83

Tabelle 30: Mittlere Mineralstoffgehalte im Harn der drei Bullen in der Grundfutterbilanz I

und in den Trockenschnitzelbilanzen 84

Tabelle 31: Menge der täglich gefütterten Rationskomponenten [kg TS] sowie Rohnährstoffgehalte [%] der TS der Gesamtrationen in der Melasse und

Vinassebilanz 84

Tabelle 32: Mittlere scheinbare Verdaulichkeit [%] der Rohnährstoffe der Gesamtrationen der Grundfutter-, Melasse- und Vinassebilanz bei Bullen (n= 3) 85

Tabelle 33: Mittlere scheinbare Verdaulichkeit [%] der Rohnährstoffe der Melasse und

Vinasse bei Bullen (n= 3) 86

Tabelle 34: Mittlere Kotmengen in kg uS und kg TS in der Grundfutter-, Melasse- und

Vinassebilanz 87

Tabelle 35: Mittlere Trockensubstanzgehalte sowie pH-Werte im Kot der drei Bullen in

der Grundfutter-, Melasse- und Vinassebilanz 88

Tabelle 36: Mittlere Harnmengen [g/Tag] sowie pH-Werte und Stickstoffgehalte im Harn bei Bullen (n=3) in der Grundfutter-, Melasse- und Vinassebilanz 88 Tabelle 37: Mineralstoffgehalte im Kot [g/kg TS] der drei Bullen in der Grundfutter-,

Melasse- und Vinassebilanz 89

Tabelle 38: Mineralstoffgehalte im Harn [mg/kg uS] der drei Bullen in der Grundfutter-,

Melasse- und Vinassebilanz 90

Tabelle 39: Zusammensetzung der Grundration sowie Zulageangebot und –rückwaagen

in den drei Phasen des Vinasseakzeptanzversuchs 91

Tabelle 40: Futtergesamtaufnahme [TS] sowie Vinasseaufnahme [% der TS der

Gesamtration] von den Bullen in den Phasen 2 (10 % Vinasse ) und

3 (20 % Vinasse) des Vinasseakzeptanzversuchs 92

Tabelle 41: Kotrockensubstanzgehalte der drei Tiere in den drei Phasen des

Vinasseakzeptanzversuchs 93

Tabelle 42: Mittlere Rohnährstoff- und Zuckergehalte [g/kg TS] der in den Bilanz- versuchen eingesetzten melassierten Trockenschnitzelprodukte im Vergleich zu den in der DLG-Futterwerttabelle für Wiederkäuer (1997) aufgeführten

Melasseschnitzeln 97

Tabelle 43: Mittlere scheinbare Verdaulichkeiten [%] der Rohnährstoffe von allen vorliegenden Trockenschnitzelprodukten an Bullen sowie in der Literatur

angegebene Werte für Wiederkäuer 98

Tabelle 44: Mittlere Rohnährstoffgehalte der Melasse und Vinasse bei Bullen im

Vergleich zu Daten der Literatur 105

Tabelle 45: Gehalt verschiedener N-Bestandteile und ihr Anteil am Gesamt-Kjeldahl-N

der Melasse und Vinasse 106

Tabelle 46: Aminosäurengehalte und Aminosäurenanteil am Gesamt Kjeldahl – N sowie am Gesamt Aminosäuren - N in der Melasse und Vinasse 107 Tabelle 47: Absolute Mengenelementgehalte in der Melasse und Vinasse sowie der

prozentuale Mengenelementgehalt der Vinasse im Vergleich zur Melasse 110

A

Abbildung 1: Produktionskette: Schema des Gewinnungsprozesses von Zucker und Futter- mitteln aus Zuckerrüben (VEREIN DER ZUCKERINDUSTRIE 2002) 17 Abbildung 2: Schematische Darstellung eines Ringspaltexpanders (Firma Kahl;

HEIDENREICH und MICHAELSEN 1995) 22

Abbildung 3: Herstellung von Trockenschnitzel - Expandat^® (LUCHT 2000) 23 Abbildung 4: Herkunft und Nutzung von Melasseresten (nach STERN 1992) 39 Abbildung 5: TS-Gehalte im Kot der drei Bullen in den Bilanzen mit Grundfutter und

Trockenschnitzeln 80

Abbildung 6: pH-Werte im Harn der Mastbullen in den Grundfutter- und

Trockenschnitzelbilanzen 103

Abbildung 7: Zulageaufnahme der Bullen (n = 3) in den drei Phasen des Vinasse- Akzeptanzversuchs von Tag 1 ( 5 kg uS Zulageanteil) bis Tag 6 (10 kg uS

Zulageanteil) bei konstanter Grundration 116

Übersichtsverzeichnis

Übersicht 1: Futtermittelproduktion aus Zuckerrüben in Deutschland (WVZ/VdZ 2002) 18 Übersicht 2: Schätzung der europäischen Rüben-Vinasse-Produktion in 2001 (LEWICKI

2002) 40

Übersicht 3: Einteilung der Vinassen anhand ihres Rohproteingehalts in drei Gruppen

(LEWICKI 1978) 42

Übersicht 4: Veränderung der Fettsäurekonzentrationen im Pansen nach Fütterung von

Vinasse- und Melasseprodukten an Wiederkäuer 49

A

ANF Anti nutritiver Faktor

Aqua dest. destilliertes Wasser (Aqua destilata)

AS Aminosäure

B Breite

Ca Calcium

Cl Chlorid

CMS Condensed molasses solubles

dUDP verdauliches Bypassprotein (Digestibility of ruminal undegraded protein)

DM Dry matter

EPA effektive Protein-Abbaubarkeit

Exp. expandiert

Fa. Firma

GfE Gesellschaft für Ernährungsphysiologie

GPT Cumulative gas production test

H Höhe

HT Hochtemperatur

HTST Hochtemperatur Kurzzeit (High Temperature Short Time)

HPCV High protein containing vinasse

K Kalium

Kap. Kapitel

KGW Körpergewicht

KM Körpermasse

L Länge

LPCV Low protein containing vinasse

Max Maximum

ME umsetzbare Energie

Mg Magnesium

Min Minimum

MPCV Middle protein containing vinasse

mt metrische Tonne

Mw arithmetisches Mittel

N Stickstoff

Na Natrium

NEL Netto Energie Laktation

NfE N-freie Extraktstoffe

n.n. nicht nachweisbar

NPN Nicht Protein Stickstoff

NT Niedertemperatur

oS organische Substanz

P Phosphor

Pell. pelletiert

PEM Polioencephalomalazie

PGV Proteingesamtverdaulichkeit

Ra Rohasche

Rfa Rohfaser

Rfe Rohfett

Rp Rohprotein

RUS ruminal nicht abbaubare Stärke (rumen undegraded

starch)

s Standardabweichung

SCP Single cell protein

TMR Totale Mischration (Total Mixed Ration)

TS Trockensubstanz

Unb. unbehandelt

uS ursprüngliche Substanz

ZWJ Zuckerrübenwirtschaftsjahr

I. Einleitung

Aus futtermittelkundlicher Sicht verdienen zwei Entwicklungen bei den Nebenprodukten aus der Zuckerindustrie zurzeit besondere Aufmerksamkeit.

Zum einen handelt es sich um die bekannten Trockenschnitzel, welche bisher lose (geringer Anteil) bzw. pelletiert (üblich) auf dem Markt angeboten werden (THIER 1977), für die aber seit einiger Zeit eine neue Verarbeitungstechnologie, nämlich das Expandieren, angewandt wird. Die Expandertechnologie ist eine Methode des Konditionierens, die seit 1986 in der Futtermittelindustrie zunehmend Verbreitung findet (OTTLINGER und PIPA 1998). Für verschiedene Futtermittel konnten Effekte des Expandierens auf physikalische Eigenschaften und den Futterwert nachgewiesen werden (LUCHT 2000). Derartige Untersuchungen stehen für expandierte Trockenschnitzel noch aus.

Zum anderen findet das Nebenprodukt der Zuckerrübe, die Melasse eine zunehmend größere Nachfrage in der Fermentationsindustrie (Vermehrung von Hefen und Produktion von Ethanol, Aminosäuren, organischen Säuren, Ephedrin u.a.). Das dabei anfallende Restprodukt ist eine weitgehend entzuckerte Melasse („Melasseschlempe“), die nach Reduktion des Wassergehalts (Eindampfung) als „Vinasse“ bezeichnet wird. Somit wächst das Interesse an einer Verwertung der Vinasse als Futtermittel.

Vor diesem Hintergrund zielten vorliegende Untersuchungen auf eine nähere Charakterisierung des Futterwerts dieser beiden Produkte beim Rind.

Hierzu sollten die expandierten Trockenschnitzeln im Vergleich zu herkömmlichen Konfektionierungen (lose/pelletiert) bzw. die Vinasse im Vergleich zur Melasse, geprüft werden. Von Interesse waren dabei generell

- die Futtermittelzusammensetzung (Rohnährstoff- und Mineralstoffgehalt), - die scheinbare Verdaulichkeit

- sowie Nebeneffekte auf die Kot- und Harnqualität.

Überdies sollten die Akzeptanz der Vinasse sowie die Möglichkeiten des Einsatzes in der Wiederkäuerernährung bestimmt werden.

II S

1 Zuckerrübentrockenschnitzel

In der botanischen Systematik hat die Zuckerrübe den Namen Beta vulgaris L. ssp. vulgaris var. altissima. Die Gattung der Betarüben zählt zu den Gänsefußgewächsen (Chenopodiaceae).

Nach LIPPMANN (1925) führen die ältesten Spuren der Betarüben als Nutzpflanzen mit großer Wahrscheinlichkeit nach Sizilien. Später wird sie auch in Griechenland und anderen Ländern Europas als Gemüsepflanze mit großer Variabilität erwähnt. Wann und wo aus ihr eine Futterrübe wurde, ist bisher nicht eindeutig geklärt.

Im Mitteldeutschland gewann sie im 18. Jahrhundert als Futterrübe rasch größere Bedeutung.

Während zunächst das in Indien entdeckte Zuckerrohr als Zuckerlieferant diente, entdeckte A.S. Marggraf die Zuckerrübe als Zucker liefernde Pflanze und gewann erstmals in Zusammenarbeit mit F.C. Achard Anfang des 19. Jahrhunderts größere Mengen Zucker aus Rüben (BRUHNS et al. 1998).

1.1 Begriffsbestimmung und Herstellung von Trockenschnitzeln und anderen Zuckerrübenverarbeitungsprodukten

Die Produktionskette von der Zuckerrübe hin zum Weißzucker wird durch die Abbildung 1 veranschaulicht (Die im folgenden Text angegebenen Ziffern beziehen sich auf die Abbildung).

Der Gewinnungsprozess von Zucker und Futtermitteln aus der Zuckerrübe wird folgendermaßen beschrieben (HENKEL 1974; KELLY 1983; NONN 1993): Die nach der Ernte (1) gewaschenen (2) Zuckerrüben werden möglichst fein und gleichmäßig in Schneidemaschinen geschnitzelt. Ein Teil des Zuckers kann bereits bei dieser Zerkleinerung durch die mechanische Zerstörung austreten. Die Rüben werden in so genannten Extraktionstürmen durch eine Erhitzung des sie umgebenden Wassers auf 70 – 73 °C für ca.

75 – 80 Minuten extrahiert (3). Dabei öffnen sich die noch geschlossenen Rübenzellen, indem die semipermeablen Häutchen des Zellplasmas denaturieren. Der eingelagerte Zucker kann aus den Zellen diffundieren. Die so erhaltenen Diffusions- oder Nassschnitzel werden auf einen Trockensubstanzgehalt von 20 % abgepresst (Pressschnitzel; 7 und 8). Anschließend können diese in Trommeltrocknern auf einen Trockensubstanzgehalt von 88 - 90 %

getrocknet werden (Trockenschnitzel; 9). Wird ihnen zuvor Melasse zugegeben, handelt es sich um Melasseschnitzel bzw. melassierte Trockenschnitzel. Im Anschluss an die Trocknung besteht die Möglichkeit, zur Verbesserung der Lager- und Transportfähigkeit (Schüttdichte) die Trockenschnitzel zu pelletieren bzw. zu expandieren (10a und b).

Kleinteile

- Wasserhärtung extrahierte Schnitzel - Schaumdämpfung

- Desinfektion

- Kalkstein Brennstoffe

Alle Produkte

Abbildung 1: Produktionskette: Schema des Gewinnungsprozesses von Zucker und Futtermitteln aus Zuckerrüben (VEREIN DER ZUCKERINDUSTRIE 2002)

Saatgut Zuckerrüben

1. Anbau/Ernte Reinigung/Lagerung

Reinigung und Transport zur Fabrik

2. Annahme / Waschen/Transport

3. Extraktion

4. Saftreinigung

5. Safteindickung

6. Kristallisation/

Zentrifugation

Zuckerweiterver- arbeitung

Weißzucker

Wasser

Ca(OH) + CO2

Kondensat

7.a) Waschen

7. b) Pressen

Rüben kleinteile

Nass schnitzel

Press schnitzel

Trocken schnitzel

Expandat 10. a)

Pressen/

Kühlen 9.

Trocknung Carbokalk

Melasse

Lagerung Transport (Auslieferung)

Pellets 10. b)

Expan- dieren Press

wasser

8.

Pressen

Der beim Extrahieren anfallende, den Zucker enthaltende Rohsaft wird in verschiedenen Verarbeitungsschritten durch Kalk- und Kohlendioxidzusatz (Scheidung, Saturation; 4) gereinigt. Es entsteht ein Dünnsaft (12 - 15 % TS), welcher zu Dicksaft (65 – 68 % TS) eingedampft wird (5). Hieraus kann durch einen anschließenden mehrstufigen Prozess der Zucker zur Kristallisation gebracht und abzentrifugiert werden (6). Es entstehen somit Rohzucker und Melasse (NONN 1993).

Übersicht 1 zeigt den auf diese Weise entstandenen Futtermittelproduktionsumfang aus der Zuckerrübe im Wirtschaftsjahr 2001/2002 (WVZ/VdZ 2002).

Übersicht 1: Futtermittelproduktion aus Zuckerrüben in Deutschland (WVZ/VdZ 2002) ZWJ 2001/2002

Futtermittel

Erzeugung in t in % auf Zuckerrübe Zuckerrüben 24.729.921 100

Nass-Schnitzel 30.581 0,10

Press-Schnitzel 1.346.701 5,50

Trockenschnitzel (unmelassiert) 32.546 0,10

Melasseschnitzel 1.311.143 5,30

Zuckerrübenmelasse 688.320 2,80

Gesamt 3.409.291 13,8

Zuckerrübenverarbeitungsprodukte, die als Futtermittel eingesetzt werden, werden bezüglich ihrer Qualität (gemessen an den Gehalten ihrer Inhaltsstoffe) in der FUTTERMITTELVERORDNUNG (2000) beschrieben. Eine etwas differenziertere Unterscheidung zuckerhaltiger Futtermittel gibt es überdies in der von der Normenkommission des Zentralausschusses der Deutschen Landwirtschaft herausgegebenen

„POSITIVLISTE FÜR EINZELFUTTERMITTEL“ (2001).

Es wird unterschieden zwischen (Zucker-) Rübentrockenschnitzeln, (Zucker-) Rübenmelasse, (Zucker-) Rübenmelasseschnitzeln, (Zucker-) Rübenvinasse, (Rüben-) Zucker und sonstigen Erzeugnissen sowie Nebenerzeugnissen aus der Zuckerrüben verarbeitenden Industrie. Der Höchstgehalt an salzsäureunlöslicher Asche beträgt für die (Zucker-) Rübentrockenschnitzel 4,5 % der TS.

1.2 Zusammensetzung verschiedener Trockenschnitzelprodukte

Die Futtermittel, die als Produkte bei der Zuckerrübenverarbeitung anfallen, unterscheiden sich zum Teil erheblich in ihrer Zusammensetzung. Im Folgenden wird zunächst auf die Trockenschnitzelprodukte eingegangen (Beschreibung der Melasse und Vinasse in Kap. 3).

Der Feuchtigkeitsgehalt der Trockenschnitzel beträgt im Mittel etwa 10 %. Charakteristisch sind ein niedriger Rohprotein- und Rohfettgehalt sowie ein relativ hoher Rohfaser- und NfE- Gehalt (überwiegend Saccharose). Die Faserfraktion setzt sich im Wesentlichen aus leicht im Pansen abbaubaren Kohlenhydraten wie Cellulose, Hemicellulose, Pektinen und Pentosanen zusammen. Bei den Mineralstoffen überwiegen Kalzium und Kalium, Phosphor ist dagegen nur in sehr geringen Mengen enthalten (Ca:P-Verhältnis ca. 8-10:1; NAUMANN 1967;

HENKEL 1974; CRONEWITZ et al. 1989). Besonders in Abhängigkeit vom Herstellungsverfahren und der Rübenqualität können Variationen in der Zusammensetzung der einzelnen Produkte entstehen. (Tabelle 1; NONN 1993).

Tabelle 1: Mögliche Variationen der Nährstoffgehalte bei extrahierten Zuckerrübenschnitzeln (NONN 1993)

Nährstoff Gehalt in g/kg TS 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

Die Zusammensetzung der Trockenschnitzel (vor allem der Zuckergehalt) ändert sich überdies mit der zugesetzten Melassemenge. Daher wird in der DLG-Futterwerttabelle für Wiederkäuer (1997) zwischen unterschiedlich stark melassierten Trockenschnitzeln differenziert (der angegebene Zuckergehalt gibt den Mittelwert sowie die Standardabweichung wieder):

- unmelassierte Trockenschnitzel (Zuckergehalt 6,8 ± 1,8 %),

- Trockenschnitzel mit Scheideschlamm (Kalk) versetzt (Zuckergehalt nicht angegeben) - Melasseschnitzel (Zuckergehalt 20,1 ± 1,6 %),

- zuckerarme Melasseschnitzel (Zuckergehalt 13,3 ± 2,2 %), - zuckerreiche Melasseschnitzel (Zuckergehalt 24,5 ± 1,2 %) und - Zuckerrübenschnitzel (Vollschnitzel; Zuckergehalt 66,9 ± 3,2 %).

In anderen europäischen Futtermitteltabellen ist die Unterscheidung weniger umfassend. Die ADAS - Feed Composition-UK. Tables (1986) differenzierte lediglich zwischen melassierten und unmelassierten Trockenschnitzeln, INRA (1989) nimmt gar keine Unterteilung von Trockenschnitzeln hinsichtlich ihres Melassierungsgrades vor.

1.3 Verdaulichkeit bei Wiederkäuern

Der Nährwert von Trockenschnitzeln wird im Wesentlichen durch den hohen Anteil an Zellwandbestandteilen, die nur wenig Lignin enthalten, bestimmt. Trotz ihres hohen Rohfaseranteils sind die Trockenschnitzel aufgrund eines schnellen Aufschlusses der Gerüstsubstanzen im Pansen in ihrer Verdaulichkeit und Verwertung mit einem Kraftfutter vergleichbar (HENKEL 1974).

Bei Trockenschnitzeln sind teilweise beachtliche Unterschiede in den Verdauungskoeffizienten festgestellt worden (HENKEL 1974). Nach MENKE und SCHNEIDER (1974) können sowohl eine unterschiedliche Zusammensetzung der Grundration als auch die Verarbeitungsqualität und der Zuckergehalt der Trockenschnitzel sowie verschieden hohe Anteile an Trockenschnitzeln in der Gesamtration Gründe für diese Variationen sein.

Eine Erhöhung der NPN-Verbindungen und des Zuckeranteils durch den Zusatz von Melasse führt zu einer verbesserten scheinbaren Verdaulichkeit des Rohproteins, der Rohfaser und der N-freien Extraktstoffe. Das Einweichen der Trockenschnitzel vor der Fütterung sowie das Pressen beeinflussen die Verdaulichkeit der Rohnährstoffe nicht wesentlich (FINGERLING 1938; DIJKSTRA 1960; SCHOLZ 1981).

Die Verdaulichkeit der organischen Substanz von Melasseschnitzeln (Zuckergehalt 20 %) beträgt beim Wiederkäuer etwa 89 % und der Energiegehalt 7,61 MJ NEL bzw. 12,09 MJ ME

(DLG-Futterwerttabelle für Wiederkäuer 1997). Gegenüber den in der DLG-Tabelle (1991) für Trockenschnitzel angegebenen Verdaulichkeiten zeigen sich einige Abweichungen, die sich aus einer Vergrößerung der Datenbasis (höhere Probenzahl, Futtermittel und Versuchstiere) sowie aus einer erhöhten Anforderung an die Belastbarkeit der vorhandenen Daten erklären (THIER 1997).

Neben den in den Futterwerttabellen veröffentlichten Verdaulichkeiten der Trockenschnitzel, gibt es zahlreiche in der Literatur publizierte Ergebnisse zur Verdaulichkeit bei Wiederkäuern. Neuere Untersuchungen von RYMER und ARMSTRONG (1989) zur Verdaulichkeit von pelletierten und gemahlenen melassierten Trockenschnitzeln (getestet an vier Hammeln) wiesen keine signifikanten Unterschiede in der Verdaulichkeit der organischen Substanz (85 % und 83,5 %) und des Stickstoffs (82,4 % und 81 %) zwischen den einzelnen Produkten auf. Ein Austausch der Trockenschnitzel gegen Gerste führte jedoch zu einer signifikanten Steigerung der Stickstoffverdaulichkeit (85,3 %).

ROTH und KIRCHGESSNER (1984) verglichen die Verdaulichkeit der Rohnährstoffe von unmelassierten Hoch- (HT; 750-800°C) und Niedertemperatur- (NT; 60-70°C) Trockenschnitzeln miteinander. Die organische Substanz der HT-Trockenschnitzel wurde mit 88,7 % signifikant geringer verdaut als die NT-Trockenschnitzel mit 90,4 %.

2 Expandat

Die ersten Expander bzw. Expandate wurden 1986 hergestellt. Bei der Entwicklung der Expandertechnologie standen zunächst vor allem solche Ziele im Vordergrund, die eine günstige Wirkung auf die Herstellung und Verarbeitung von Futtermitteln zur Folge hatten.

Hierzu zählen eine mögliche Erhöhung des Zusatzes an Flüssigkeiten wie Fett und Melasse in das Futtermittel, eine verbesserte Pelletqualität und eine Erhöhung der Pressendurchsatzleistung (OTTLINGER 2002). Später konnten auch Verbesserungen in der Fütterungspraxis sowie Auswirkungen des Expandierens auf die Verdaulichkeit von Futtermitteln beobachtet werden.

Im Folgenden sollen zunächst der Aufbau und die Wirkungsweise von Expandern näher beschrieben werden, bevor die Effekte des Expandierens auf den Futterwert und die Futterqualität dargelegt werden.

2.1 Herstellungstechnik

Die Expandertechnologie ist eine relativ neue Methode des Konditionierens und zählt zu den HTST-Verfahren (High Temperature Short Time). Abbildung 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Expanders.

Der Expander kann als ein vereinfachter und preisgünstiger Extruder mit eigener Spezifikation angesehen werden und besteht im Wesentlichen aus folgenden Bauelementen (die Zahlen beziehen sich auf Abbildung 2):

- druckstabiles Gehäuse (1)

- fixierte Schneckenkonfiguration (2) - Stoppbolzen (3)

- Injektoren zur Applikation von Dampf (4)

- einer in der Öffnung veränderbaren Ringspaltdüse (5; MACKROTT 1995).

Abbildung 2: Schematische Darstellung eines Ringspaltexpanders (Firma Kahl;

HEIDENREICH und MICHAELSEN 1995)

Heutzutage werden Ringspaltexpander mit einem Durchsatz von 1 bis 70 t/h (OTTLINGER und PIPA 1998) eingesetzt. Vor dem eigentlichen Prozess des Expandierens wird eine Vorkonditionierung des Futters mit Dampf, Wasser und/oder anderen Flüssigkeiten in einem Mischkonditionierer für 0,5 bis 2 Minuten durchgeführt, in dessen Anschluss eine hydrothermische Druckbehandlung erfolgt (LUCHT 2001). Das in den Expander gelangte Futter wird mittels einer Schneckenwelle weiter gefördert und ist dabei einer starken Scherbeanspruchung (Kneten), einer dissipativen (durch Reibung entstehenden) Erwärmung sowie einer starken Druckerhöhung im Gehäuse ausgesetzt. Durch die Stoppbolzen wird eine Rotation des zu behandelnden Guts im Expander verhindert. Beim Austritt des Materials aus

der Ringspaltdüse erfolgt eine plötzliche Druckabsenkung, was eine Volumenvergrößerung des Materials (Expansion) zur Folge hat. Gleichzeitig tritt eine so genannte Flash- Verdampfung von etwa 2-3 % Feuchtigkeit auf, die mit einer beträchtlichen Temperaturabsenkung im behandelten Futtermittel einhergeht. Die Ringspaltdüse kann durch ein axiales Verschieben des Düsenkonus in ihrer Größe variiert werden, indem das Kräftegleichgewicht zwischen dem Gehäuse-Innendruck und dem von außen wirkenden Hydraulikdruck verändert wird. Es ergibt sich dadurch die Möglichkeit, Expandate von unterschiedlicher Partikelgröße herzustellen (MACKROTT 1995; HEIDENREICH 1994).

Die Durchlaufzeit des Futters beträgt im Mittel 5-7 Sekunden und der Druck am Auslauf etwa 10-40 bar; im Expander sind Temperaturen zwischen 90-140 °C zu erwarten (MACKROTT 1995; HEIDENREICH 1994). Im Vergleich zum Pelletieren kann bei der Herstellung von Expandaten Energie in der Größenordnung von bis zu 5 kWh/t eingespart werden, woraus ein Vorteil für das Expandieren bei der Erstellung einer Kostenbilanz resultiert (LUCHT 2001).

Abbildung 3: Herstellung von Trockenschnitzel - Expandat^® (LUCHT 2000)

Die Korngröße des Expandats kann durch einen nach geschalteten Strukturierer, dessen Siebeinsatz, Sieblochung und Drehzahl bestimmt werden. Zuletzt erfolgt eine Kühlung mit einem Bandkühler (LUCHT 1997). Nach dem Expandieren kann sich eine Pelletierung oder

Granulierung des Futters anschließen oder die Expandate werden als nicht geometrisch geformte Gebilde direkt an die Tiere gefüttert. Die Bearbeitungsbedingungen im Expander lassen sich durch einen Wandel in der Schneckenkonfiguration, eine Regulation der Dampfzufuhr und einen Wechsel der Rezeptur einschließlich des Feuchtigkeitsgehalts ändern.

Flüssigkeiten wie z.B. Fett oder Melasse müssen vor dem Prozess zugesetzt werden (MACKROTT 1995).

Da durch die Variationen in der Druckhöhe, Temperatur und Verweilzeit des Futters im Expander mitunter erhebliche Unterschiede zwischen den einzelnen expandierten Futtermitteln zu beobachten sind, ist es sinnvoll, diese Parameter bei der Beschreibung eines hydrothermisch behandelten Futtermittels zu berücksichtigen (HEIDENREICH und MICHAELSEN 1995).

2.2 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 reduzierenden Zuckern (PEISKER 1994).

THOMAS et al. (1997), VAN DER POEL (1995) sowie auch HEIDENREICH und MICHAELSEN (1995) 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 1995).

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, 5s) 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.

SOMMER et al. (1994) konnten an expandiertem Rapsschrot beobachten, dass ein Anstieg der Temperatur von 120°C auf 130°C bzw. 150°C zu einen deutlichem Rückgang der Proteinlöslichkeit führt (Tabelle 2).

Tabelle 2: Einfluss des Expandierens auf die Proteinlöslichkeit von Rapsschrot (SOMMER et al. 1994)

Rapsschrot unbehandelt

Rapsschrot expandiert bei:

120°C 130°C 150°C Proteinlöslichkeit

[% des Gesamtproteins] 40 17 15 13

Effekte auf die Stabilität und Verfügbarkeit bestimmter Aminosäuren durch das Expandieren wurden nicht festgestellt (PEISKER 1992b).

- 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 fettoxidierende 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 Stärkezusammensetzung 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 natürlichen 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.

PEISKER (1994) führte Versuche mit 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 Faser 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 hervorgerufene gemäßigte Einfluss der Rohfaser auf die Verdaulichkeit der organischen Substanz und der Energie (PEISKER 1994; BERTONI und BANI 2002).

- Stärke

Das Expandieren eines Futtermittels hat, wie auch andere thermische oder 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, wobei die aufgenommene Flüssigkeitsmenge abhängig ist von der bereits im Futtermittel enthaltenden Wassermenge, der Dichte, der einwirkenden Temperatur und der Verweilzeit des Futters im Expander. Durch die Wasserabsorption verlieren die Stärkekörner ihre ursprünglich kristalline Struktur, 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 und VAN DER POEL 1997).

Den wichtigsten Parameter, der den Grad des Stärkeaufschlusses bestimmt, stellt der Energieeintrag während des Expanderprozesses dar (PEISKER 1994). THOMAS et al. (1999) untersuchten den Einfluss des Dampfdrucks, der Flüssigkeitszufuhr, der Motorleistung und der Schneckendrehgeschwindigkeit während des Expandierens auf die Gelatinisierung von Tapiokastärke. Hierbei wurde deutlich, dass die Gelatinisierung der Stärke vor allem durch die Einwirkung von Feuchtigkeit und Temperatur auf das Futtermittel erreicht werden konnte, während die Motorleistung und die Schneckendrehgeschwindigkeit keinen signifikanten Einfluss hatten.

Neben Prozess bedingten 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 (ANON. 1992).

PEISKER (1992b) entdeckte ferner, dass das Amylose-Amylopektin-Verhältnis der Stärke und andere Komponenten eines Futtermittels einen entscheidenden Effekt auf die Gelatinisierung haben. Mit Ausnahme von Tapioka (eine Pelletierung hatte bereits zuvor stattgefunden) ist es möglich, die Gelatinisierung der Stärke bis zum Achtfachen des Ausgangswertes (z.B. Mais 5 % auf 41 %) zu erhöhen (Tabelle 3). Weiterhin wird von Vorteilen der Gelatinisierung für einen besseren, abriebfesteren und entmischungsfreien Zusammenhalt der Expandate berichtet (PEISKER 1994).

Tabelle 3: Einfluss des Expandierens auf die Stärkegelatinisierung [%] verschiedener Futtermittel (PEISKER 1992b)

Futtermittel unbehandelt expandiert¹

Weizen 8 45

Gerste 15 51

Mais 5 41

Ackerbohnen 6 41

Erbsen 10 50

Tapioka 62² 73

1 Es wurden keine Behandlungsbedingungen des Expanderprozesses genannt

2 war bereits pelletiert

2.3 Effekte auf die Futtermittelqualität

Neben den Einflüssen auf die Futtermittelinhaltstoffe und damit den Futterwert des expandierten Futtermittels sind auch Auswirkungen des Expanderprozesses auf weitere Parameter der Futtermittelqualität beschrieben worden.

Als weitere Effekte sind anzusehen (LUCHT 1997):

- Veränderung der physikalischen Produkteigenschaften eines Futtermittels

- Effekte auf sensorische Eigenschaften und den Gehalt an antinutritiven Faktoren (ANF)

- Keimreduzierung und Hygienisierung

2.3.1 Veränderung der physikalischen Produkteigenschaften eines Futters

Durch das Expandieren eines Futters werden folgende physikalische Eigenschaften beeinflusst:

- Schüttgewicht - Fließeigenschaften

- Wasserlöslichkeit, Suspensions- und Resuspensionsverhalten - Härte und Abriebfestigkeit

LUCHT (1999) verglich das Schüttgewicht von nicht behandeltem, pelletiertem und expandiertem (bei 90°C und 110°C) Schweinefutter und stellte je nach Behandlung eine Verminderung des Schüttgewichts in Höhe von 10 bis 20 % durch die Expansion fest.

Das Fließverhalten der Expandate in Silos und Futterautomaten beschreibt er als „leicht fließend“ (ähnlich wie bei den Pellets), was gleichzeitig eine Verbesserung gegenüber dem schrotförmigem Futter darstellt. HEIDENREICH (2001) ermittelte dagegen eine Abhängigkeit der Fließeigenschaften eines expandierten Futtermittels vom Rohfasergehalt des jeweiligen Materials. Er untersuchte das Fließverhalten von Schweinefutter auf der Basis von Gerste und Weizen. Das auf Gerste basierende Futter wies im Gegensatz zu dem Futter auf Weizenbasis keine Verbesserung der Fließeigenschaften auf.

Ein wesentliches Merkmal für die technische Futtermittelqualität ist die Abriebfestigkeit. Sie ist für die Expandate insofern wichtig, da Feinanteile wegen der Staubbildung, möglicher Futterverluste und damit Nährstoffverlusten, Verschleppungsgefahr und verminderter Akzeptanz der Tiere, unerwünscht sind (HEIDENREICH 2001). Der Feinanteil eines

expandierten Futtermittels ist gegenüber Futterschroten erheblich reduziert und die Verteilung unterschiedlich großer Futterpartikel (Kornband) wird als „enger“ (Anteil gleich großer Partikel ist höher) beschrieben. Das Auflöseverhalten in Wasser ist im Vergleich zu mehlförmigem und granuliertem Futter gleichen Ausgangsmaterials um ca. 50 % verbessert (LUCHT 1999).

2.3.2 Effekte auf sensorische Eigenschaften und auf antinutritive Faktoren (ANF) Weitere positive Effekte durch das Expandieren können im Hinblick auf antinutritive Faktoren in bestimmten Futtermitteln (z.B. Erbsen, Sojabohnen und Baumwollsaatkuchen) beobachtet werden. PEISKER (1994) beschreibt eine Reduktion der Trypsininhibitoren in Sojabohnen von 8,5 Einheiten/mg TS auf weniger als eine Einheit. Auch andere antinutritive Faktoren in Futtermitteln wie z.B. Gossypol in Baumwollsaatkuchen und Tannine in Erbsen (FARAMAND 2002) werden durch den Expanderprozess um einen erheblichen Anteil vermindert. Eine effektive Reduktion des Gehalts an antinutritiven Faktoren ist allerdings nur dann möglich, wenn die Art, die Verteilung, die chemischen Reaktionen und die Hitzesensibilität der antinutritiven Faktoren und die für eine Verringerung notwendigen Behandlungsparameter bekannt sind (MELCION und VAN DER POEL 1993).

2.3.3 Keimreduzierung und Hygienisierung

Durch das Expandieren erfolgt eine Reduzierung der Keimdichte von Mikroorganismen und deren Stoffwechselprodukten. Hierbei kann allerdings je nach Art und Widerstandsfähigkeit der Bakterien und Hefen eine unterschiedliche Wirksamkeit beobachtet werden. Während das Expandieren bei lebenden Keimen (z.B. Salmonellen) in der Regel zu einer weitestgehenden Reduktion der Keime führt, finden thermostabile Sporenbildner trotz der Druckkonditionierung noch gute Überlebenschancen (MACKROTT 1995; HEIDENREICH 2001).

KÖNIG (1994) beschreibt eine erfolgreiche Dekontamination durch das Expandieren ab einer Temperatur von 100°C bei Futtermitteln, denen er künstlich ein in seiner Temperaturempfindlichkeit den Salmonellen ähnlichen Versuchskeim (Citrobacter freundii) einmischte. Das Dekontaminationsergebnis der einfachen Pelletierung war zu ungleichmäßig und auch bei maximal erreichten Temperaturen unzuverlässig, ein anschließender zweiter Pelletierdurchgang versprach dagegen ein hygienisch zufrieden stellendes Futter.

ISRAELSEN et al. (1996) führten Versuche mit Baumwollsaatkuchen durch, welcher mit Salmonellen kontaminiert war. Sie kamen zu dem Ergebnis, dass sowohl durch das Expandieren als auch das Pelletieren die Keimzahl der Salmonellen reduziert wurde. Aus dem einfachen Expandieren ohne nachfolgende Pelletierung resultierte eine effiziente Reduzierung von Salmonellen bei hohen Temperaturen von etwa 90°C (Reduzierung um etwa das 100.000fache), Temperaturen unter 80°C zeigten jedoch nur geringe Wirkung (Reduzierung um etwa das 30fache). Eine Variation im Feuchtigkeitsgehalt hatte hierbei keine signifikanten Auswirkungen auf die Keimzahlreduktion.

In Bezug auf den Gehalt an coliformen Bakterien, Listerien und Clostridien konnten amerikanische Untersuchungen (PEISKER und ADAMS 1996) belegen, dass sowohl durch das Pelletieren (84°C) als auch das Expandieren (105°C) die Keimzahl im Vergleich zum mehlförmigen Futter gleichermaßen reduziert werden konnte.

Ähnlich wie bei ISRAELSEN et al. (1996) konnte auch hier bei dem pelletierten Futter nach dem Kühlen ein erneuter Anstieg der Keimzahl beobachtet werden (PEISKER und ADAMS 1996), so dass bei der Pelletierung von einer Rekontamination ausgegangen werden muss.

2.4 Fütterungsversuche mit verschiedenen expandierten Futtermitteln bei Wiederkäuern

In der Literatur wurden bisher diverse Untersuchungen (in vivo, in vitro) zur Verdaulichkeit von expandierten Futtermitteln im Vergleich zu unbehandelten oder pelletierten Produkten beschrieben. Neben der Gesamtverdaulichkeit wurde vor allem die ruminale bzw. intestinale Verdaulichkeit der Nährstoffe untersucht. Das Hauptaugenmerk richtete sich dabei auf die Verdaulichkeit und Abbaubarkeit von Rohproteinen und Stärke in unterschiedlichen Futtermitteln. Es wird daher zunächst auf die Verdaulichkeit dieser beiden Inhaltsstoffe eingegangen. Anschließend werden weitere Aspekte aus der Literatur zum Einfluss des Expandierens auf die Verdaulichkeit von Futtermittelinhaltsstoffen dargestellt.

- Rohprotein

Die im Futterprotein enthaltenen potentiell abbaubaren Protein- und Nicht-Protein- Stickstoffbestandteile werden im Pansen des Wiederkäuers größtenteils mikrobiell abgebaut.

Sie werden in Peptide, freie Aminosäuren und/oder Ammoniak zerlegt, welche dann wiederum für die mikrobielle Proteinsynthese verwendet werden können. Zusammen mit dem nicht im Pansen abgebauten Protein (UDP oder Bypassprotein) stellte dieses mikrobielle

Protein die entscheidende Proteinquelle zur Versorgung des Wiederkäuers mit Aminosäuren dar. Da die über die ruminale Proteinsynthese gelieferte Proteinmenge für eine ausreichende Versorgung des Wiederkäuers mit Proteinen bzw. Aminosäuren nicht in jedem Fall ausreichend ist, kommt dem Bypassprotein eine große Bedeutung zu (BLANK et al. 1998).

Nach SATTER (1986) erhöht eine Hitzebehandlung die abbaubare sowie die gesamtverdauliche Proteinfraktion von Futtermitteln. Dementsprechend erhöhen auch hydrothermische Behandlungen wie das Expandieren den Anteil an Bypassprotein im Futtermittel. Allerdings können bei den verschiedenen Futterarten unterschiedliche Effekte auf den Proteinabbau beobachtet werden (SOMMER et al. 1994).

PRESTLOKKEN (1994 und 1999) führte mittels der in-sacco-Methode Untersuchungen zum Einfluss des Expandierens auf die Abbaubarkeit von Gerste (133g Rp/kg TS), Hafer (150g Rp/kg TS), Sojabohnenschrot (450g Rp/kg TS) und Rapsschrot (388g Rp/kg TS) sowie aus den genannten Einzelfuttermitteln hergestellten Protein- (355g Rp/kg TS) und Getreidemischfuttermitteln durch (200g Rp/kg TS).

Die effektive Proteinabbaubarkeit und die effektive Aminosäurenabbaubarkeit im Pansen wurden durch den Expanderprozess bei Gerste, Hafer, Sojabohnenmehl und der Getreidemischung vermindert. Gleichzeitig wurde bei allen untersuchten Futtermitteln die Verdaulichkeit des Bypassproteins im Darm (dUDP) durch das Expandieren zum Teil sogar signifikant erhöht (Tabelle 4). Des Weiteren konnte beobachtet werden, dass der Aminosäurengehalt und die Aminosäurenzusammensetzung der Futtermittel durch das Expandieren nicht beeinflusst werden.

NIELSEN (1994) kam zu vergleichbaren Resultaten bei der Ermittlung der effektiven Proteinabbaubarkeit im Pansen und Verdaulichkeit des Bypassproteins im Darm bei Fütterung von unbehandelten bzw. expandierten Futtermitteln. Bei expandierten Erbsen im Vergleich zu unbehandelten konnte allerdings eine Erhöhung des ruminalen Proteinabbaus verzeichnet werden (Tabelle 4).

Übereinstimmend mit diesen Ergebnissen waren auch die Befunde aus den Untersuchungen zur Proteinverdaulichkeit von unbehandeltem bzw. expandiertem (120 °C, 24 bar und 30 kW/h) Rapskuchen von DÄNNER et al. (1999) sowie proteinreichem Mischfutter (Erbsen, Ackerbohnen und Lupinen bei 115 °C) von GOELEMA et al. (1999). Aus der Tabelle 4 kann überdies entnommen werden, dass durch das Expandieren eines Futtermittels nicht die Verdaulichkeit des Rohproteins selber, sondern vielmehr die Lokalisation des Abbaus und der Verdauung (vom Pansen in den Darm) verschoben wurde.

Tabelle 4: Effektive Proteinabbaubarkeit im Pansen (EPA) [%], Verdaulichkeit des Bypassproteins im Darm (dUDP) [%] und Proteingesamtverdaulichkeit

(PGV) [%] in unbehandelten (unb.) und expandierten (exp.) Futtermitteln

Futtermittel Behand-

lung

EPA [%] dUDP [%]

PGV

[%] Autoren

unb. 65 ± 5 81 ± 4 -

Gerste

exp.¹ 50 ± 4 87 ± 3 -

unb. 88 ± 2 59 ± 1 -

Hafer

exp.¹ 66 ± 9 87 ± 4 -

unb. 57 ± 3 96 ± 1 -

Sojabohnenschrot

exp.¹ 53 ± 4 97 ± 1 -

unb. 63 ± . 79 ± . -

Rapsschrot

exp.¹ 62 ± 4 80 ± 5 -

unb. 68 ± 4 82 ± 6 -

Getreidemischfutter

exp.¹ 57 ± 5 87 ± 5 -

unb. 61 ± 2 86 ± 2 -

Proteinmischfutter

exp.¹ 54 ± 3 90 ± 2 -

PRESTLOKKEN (1994)

unb. 75,3 53,1 88,4

Gerste

exp.² 58,3 73,5 89,0

unb. 74,0 65,0 91,0

Weizen

exp.² 69,8 80,4 94,1

unb. 65,6 68,4 89,9

Rapsschrot

exp.² 62,5 76,4 97,1

unb. 76,9 56,4 96,2

Erbsen

exp.² 82,3 83,5 96,4

unb. 77,6 83,2 89,1

Sonnenblumenschrot

exp.² 73,5 86,4 91,1

unb. 73,3 76,9 93,8

Gerste +

Sonnenblumenschrot exp.² 57,9 85,1 93,7

unb. 69,0 63,5 88,7

Gerste + Rapsschrot

exp.² 56,7 77,6 90.3

unb. 81,2 62,8 93,0

Erbsen +

Sonnenblumenschrot exp.² 71,6 83,1 95,2

NIELSEN (1994)

unb. 64,7 94,2 95,9

Mischfutter (Erbsen,

Ackerbohnen u .Lupinen) exp.³ 54,1 94,7 96,9

GOELEMA (1999)

1 = 130 - 135 °C

2 = 122 - 127 °C, 65 bar

3 = 115 °C

Die Mechanismen, die das Protein vor dem ruminalen Abbau schützen sind sehr komplex (PRESTLOKKEN 1999). Die Hitzeeinwirkung während des Expandierens führt zu einer Denaturierung der Proteine und damit zur Bildung einer stabileren Struktur (Entstehung zusätzlicher Verbindungen zwischen Aminosäuren und reduzierenden Zuckern = Maillard- Reaktion oder zwischen Proteinen = Isopeptidreaktion).

Die effektive Abbaubarkeit von Rohproteinen im Pansen verringert sich zusammen mit der Abnahme der N-Löslichkeit. Laut SOMMER et al. (1994) und PEISKER (1992a) wird der ruminale Proteinabbau auch vom Stärkegehalt im Futtermittel beeinflusst, da die Stärke den bakteriell enzymatischen Proteinabbau verhindert. Auch NIELSEN (1994) vermutet, dass die Modifikation der Stärke einen wesentlichen Einfluss auf den Abbau der Proteine hat.

Hierdurch ist wahrscheinlich auch der große Einfluss des Expandierens auf die Proteinabbaubarkeit der Gerste (um 15 bzw. 17 %; PRESTLOKKEN 1999; NIELSEN 1994) zu begründen, während bei Soja- und Rapsmehl nur ein mäßiger Einfluss zu verzeichnen ist (1 - 4 %). Warum jedoch bei Weizen und Erbsen nur geringe oder keine Effekte durch das Expandieren zu erzielen sind, geht aus der Literatur nicht hervor.

- Stärke

Um eine hohe Leistung bei Wiederkäuern zu erreichen, ist es einerseits notwendig, genügend schnell abbaubare Kohlehydrate im Pansen zur Verfügung zu stellen. Andererseits sollte eine bestimmte Stärkemenge im Dünndarm verdaut werden, um direkt zur Versorgung des Tieres mit Glucose beizutragen, den pH-Wert im Pansen zu stabilisieren (LEBZIEN 2000) und zudem eine bessere Verwertung der Stärke im Dünndarm zu erreichen (OWENS et al. 1986).

Es ist also notwendig, dass eine ausgewogene Menge an Stärke im Pansen und im Dünndarm verdaut wird, um die Verdauungskapazität bestmöglich auszunutzen. Bereits bei natürlich belassenen Futtermitteln besteht ein erheblicher Unterschied in dem Anteil an Bypassstärke (rumen undegraded starch = RUS), welcher unter anderem durch eine hydrothermische Behandlung sowohl erhöht als auch vermindert werden kann (WEURDING und VAN DER POEL 1998).

Im Gegensatz zum Proteinabbau wird der Stärkeabbau im Pansen durch die meisten Wärmebehandlungen aufgrund der Gelatinisierung und damit Erhöhung der Stärkelöslichkeit gesteigert (siehe hierzu Kap 2.2.1). Allerdings sind die Stärkekörnchen in einer Matrix aus Zellwänden und Proteinkörpern im Mehlkörper der Saat eingebettet und die Expanderbehandlung erhöht aller Wahrscheinlichkeit nach die RUS-Fraktion bestimmter Stärkequellen, insbesondere derer mit einem höheren Proteingehalt. Begründet wird dies dadurch, dass die durch die Wärmebehandlung geschützten Proteine in der Lage sind, die Stärke vor dem mikrobiellen Abbau zu schützen, solange die Proteinmatrix bestehen bleibt (WEURDING 1999; LUCHT 2002).

Einflüsse auf die Verdaulichkeit der Stärkefraktion eines Futtermittels durch den Expanderprozess wurden von verschiedenen Autoren untersucht. Die bisher durchgeführten Versuche lassen erkennen, dass sowohl der Proteingehalt eines Futtermittels als auch die Verarbeitungsbedingungen kritische Faktoren sind, welche die Menge an ruminal abbaubarer Stärke beeinflussen (WEURDING 1999).

ARIELI et al. (1995) verzeichneten eine Reduktion der ruminalen Stärkeabbaubarkeit bei verschiedenen expandierten Getreidearten. Dies ist insbesondere für Weizen und Gerste nachgewiesen (Tabelle 5).

Tabelle 5: Effektive Stärkeabbaurate im Pansen von unbehandelten bzw. expandierten Futtermitteln (ARIELI et al. 1995)

Futtermittel Effektive Stärkeabbaurate [%]

unbehandelt expandiert¹

Mais 90,1 81,6

Shorgum 89,5 75,6

Weizen 101,3 66,9

Gerste 95,4 69,0

1 = 115°C

Eine Steigerung der effektiven Stärkeabbaurate im Pansen von 22,6 % auf 40,8 % nach dem Expandieren eines proteinreichen Mischfutters (aus Erbsen, Lupinen und Ackerbohnen) konnte im Gegensatz dazu von GOELEMA et al. (1999) ermittelt werden. Es zeigte sich außerdem, dass die Verdaulichkeit der Bypassstärke dieses Mischfutters unabhängig von einer Behandlung war (unbehandelt: 74,1 %; expandiert: 75,4 %), während für die Gesamtverdaulichkeit der Stärke eine Erhöhung um ca. 6 % nach dem Expandieren nachgewiesen werden konnte (unbehandelt: 79,7 %; expandiert: 85,2 %).

Der Einfluss des Expander- sowie Pelletierverfahrens auf die Verdaulichkeit eines auf Gerste basierenden Kraftfutters wurde von PRESTLOKKEN und HARSTAD (2001) an Milchkühen untersucht. Es zeigte sich dabei eine Erhöhung der ruminalen Stärkeverdaulichkeit durch das Expandieren (Tabelle 6).

Aufgrund dieses Resultats lässt sich die zugleich gemessene Erhöhung der Fettsäuren- Konzentration und die Verringerung des pH-Werts im Pansen erklären. Die Gesamtverdaulichkeit der Stärke betrug dennoch im expandierten wie auch im pelletierten Futtermittel nahezu 100 %.

- Weitere Effekte des Expandierens

In einem Fütterungsversuch mit drei Milchkühen (PRESTLOKKEN und HARSTAD 2001) konnte eine tendenzielle Erhöhung der Milchmenge sowie der Gehalte an Milchinhaltsstoffen (Fett und Protein) bei der Fütterung von expandiertem Kraftfutter (auf der Basis von Gerste) im Vergleich zu einem pelletierten Futtermittel, gleicher Zusammensetzung ermittelt werden.

Auch hinsichtlich der scheinbaren Verdaulichkeit der organischen Substanz konnten tendenziell höhere Werte nach der Fütterung des expandierten Kraftfutters notiert werden (Tabelle 6).

Tabelle 6: Einfluss des Expandierens und Pelletierens eines auf Gerste basierenden Kraftfutters auf die Verdaulichkeit der organischen Substanz und Stärke sowie auf die Milchmenge und die Milchinhaltsstoffe (PRESTLOKKEN und HARSTAD 2001)

Parameter pelletiert (75- 80°C) expandiert (125 - 130°C)

oS [%] 73,1 74,8

Stärke [%] 99,2 99,4

Milchmenge [kg pro d] 24,9 25,8

Milchfett [kg pro d] 3,47 3,60

Milchprotein [kg pro d] 3,17 3,21

2.5 Trockenschnitzel-Expandat^® in der Rinderfütterung

Im Hinblick auf den Einsatz und die Eigenschaften von Trockenschnitzel-Expandat® in der Rinderfütterung beschränken sich die Angaben auf Publikationen von LUCHT (1999 und 2000). Er registrierte, dass es sich um ein Produkt handelt, welches hervorragend als Komponente in der TMR-Mischung eingesetzt werden kann. Beim Einmischen des Expandats entsteht eine stabile Mischung, wodurch die Möglichkeit des Selektierens einzelner Rationsbestandteile von Seiten der Tiere verhindert wird.

Verglichen mit losen Trockenschnitzeln wird die Schüttdichte durch das Expandieren der Trockenschnitzel verdoppelt (lose Trockenschnitzel 200 kg/m³; Trockenschnitzelexpandat 400 kg/m³), was eine vorteilhafte Voraussetzung für das Expandat beim Lagern und Transportieren (logistische Vergünstigung) schafft. Vergleicht man expandierte mit pelletierten und losen Trockenschnitzeln im Hinblick auf ihr Wasserbindungs- und Quellvermögen, so ist festzustellen, dass die Expandate ein fast 2,5mal höheres

Quellvermögen (van Belle-Test) und ein doppelt so hohes Wasserbindungsvermögen als Pellets aufweisen.

Der nach der GPT-Methode (Cumulative Gas-Production Technique) durchgeführte Gastest zeigte, dass durch das Expandieren die Fermentierung der Trockenschnitzel in der Anfangsphase nach der Fütterung beschleunigt wird. Dies kann nach LUCHT (1999) zu einer Synchronisation der Fermentierung der zugeführten Nährstoffe im Pansen beitragen und möglicherweise zu einer höheren Futteraufnahme führen. Insgesamt war dennoch die Gasbildung über 24 h nach der Fütterung von Expandaten gegenüber der Fütterung von losen Trockenschnitzeln nicht signifikant verändert. Dieses Ergebnis legt allerdings die Vermutung nahe, dass eine Veränderung der Kinetik des ruminalen Abbaus stattgefunden hat.

Da Trockenschnitzel-Expandate® weniger hart sind als pelletierte Trockenschnitzel, werden sie in der Regel von den Tieren besser aufgenommen (höhere Akzeptanz). Aufgrund der höheren Wasserbindungskapazität von Expandaten eignen sich diese gut, um z.B. größere Mengen Melasse binden zu können.

3 Vinasse

3.1 Ausgangsprodukt (Melasse)

Durch die Verarbeitung von Zuckerrüben und Zuckerrohr mit dem Ziel der Gewinnung des Kristallzuckers fällt die Melasse als Folge von thermischen Trennprozessen und einer abschließenden Zentrifugation an (Abbildung 1).

Melasse ist der restliche Zuckersaft aus dem kein Zucker mehr auskristallisiert werden kann.

Es entsteht jeweils ein Stoffgemisch, das eine weitgehend standardisierte Zusammensetzung aufweist. Wie aus Tabelle 7 ersichtlich ist, beträgt der Trockensubstanzgehalt der Zuckerrübenmelasse zwischen 76,1 % und 78 % (INRA 1989; DLG-Futterwerttabelle für Wiederkäuer 1997). Hinsichtlich des Rohaschegehalts sind Variationen zwischen 7-10 % beschrieben. Der Rohproteingehalt weist in der Zuckerrübenmelasse einen Gehalt von 8,5 % bis 14,6 % auf. Wobei STEG und VAN DER MEER (1985) einen Anteil von 27 % Betain-N und 33 % Aminosäuren-N am Gesamt-N ermittelten. Bezüglich der Zuckerzusammensetzung konnte HIGGINBOTHAM (1998) nachweisen, dass die Zuckerrübenmelasse bei einem Trockensubstanzgehalt von 75 %, neben einem Saccharosegehalt von 48 % nur sehr geringe Gehalte an Fructose (0,6 %) und Glucose (0,4 %) aufweist. Im Vergleich dazu sind in der Zuckerrohrmelasse neben einem geringeren Anteil an Saccharose (35 %) höhere Gehalte an

Fructose (8 %) und Glucose (6 %) enthalten. In der Zuckerrohrmelasse setzt sich überdies die Stickstofffraktion mit 1 % (Betain-N) und 23 % (Aminosäuren-N) deutlich unterschiedlich zum Gesamt-N der Zuckerrübenmelasse zusammen. Ferner können in der Rohr-Melasse ein niedrigerer Trockensubstanzgehalt (73,8 % bis 75,0 %) und Rohproteingehalt (4,1 % bis 5,8 %) als in der Zuckerrübenmelasse festgestellt werden (CVB–VEEVOEDERTABEL 1988;

ADAS 1986; NRC 1989).

Tabelle 7: Inhaltsstoffe und Verdaulichkeiten der Rohnährstoffe von Zuckerrüben- und Zuckerrohrmelassen nach verschiedenen Tabellenwerken

Autor DLG

(1997)

INRA (1989)

ADAS (1986)

NRC (1989)

CVB (1998) Zuckerrübenmelasse

TS [g/kg uS] 770 761 750 780 764 Ra [g/kg uS] 105 132 69,0 113 110 Rp " 136 146 90,0 85,0 140

NfE " 757 - - - -

oS [sV %] 89,0 89,0 79,0 - 90,0 Rp " 72,0 75,0 34,0 - 65,0 NfE " 95,0 93,0 - - 95,0

Zuckerrohrmelasse

TS [g/kg uS] 740 740 750 750 738 Ra [g/kg uS] 118 123 87,0 131 102 Rp " 47,0 56,0 41,0 58,0 41,0

NfE " 825 - - - -

oS [sV %] 89,0 83,0 80,0 - 83,0 Rp " 72,0 25,0 35,0 - 0 NfE " 95,0 93,0 - - 87,0

3.2 Begriffsbestimmung (Vinasse)

Vinasse, aus dem lateinischen „vinacaeus“ bedeutete ursprünglich Weinhefe. Anfang des 20. Jahrhunderts wurde „Vinasse“ der gebräuchliche Ausdruck für eingedickte, vergorene Zuckerrüben-Melasse in Europa (LEWICKI 2002). Nach dem bundesdeutschen Futtermittelrecht (KOCH et al. 1989) sind Vinassen seit 1976 zur Verarbeitung im Wiederkäuerfutter zugelassen und werden dort als „Melasserest für Rinder, Schafe und Ziegen“ bezeichnet. In der DLG-Futterwerttabelle (1997) erscheinen sie als Melasserest (Zuckerrohr), Melasserrest (Zuckerrübe) und Melasserest (Zuckerrübe) stickstoffreich. Im angelsächsischen Sprachraum werden sie auch als „slop“ bzw. „Condensed Molasses