Untersuchungen zum Futterwert (Zusammensetzung, Akzeptanz und Verdaulichkeit) von expandierten Trockenschnitzeln mit unterschiedlichem Melasse- bzw. Vinassegehalt und deren Einfluss auf die Kot- und Harnzusammensetzung bei Schweinen

(1)

Aus dem Institut für Tierernährung der Tierärztlichen Hochschule Hannover

Untersuchungen zum Futterwert (Zusammensetzung,

Akzeptanz und Verdaulichkeit) von expandierten Trockenschnitzeln mit unterschiedlichem Melasse- bzw. Vinassegehalt und deren Einfluss auf die Kot- und Harnzusammensetzung bei Schweinen

INAUGURAL-DISSERTATION zur Erlangung des Grades einer Doktorin der Veterinärmedizin

(Dr. med. vet.)

durch die Tierärztliche Hochschule Hannover

Vorgelegt von

Claudia Baackmann aus Damme

Hannover 2006

(2)

Wissenschaftliche Betreuung: Prof. Dr. J. Kamphues

1. Gutachter: Prof. Dr. J. Kamphues 2. Gutachter: Prof. Dr. M. Wendt

Tag der mündlichen Prüfung: 31. Mai 2006

(3)

MEINEN ELTERN

(4)

(5)

Inhaltsverzeichnis

INHALTSVERZEICHNIS

I EINLEITUNG... 15

II SCHRIFTTUM... 17

1 Zuckerrübentrockenschnitzel... 17

1.1 Beschreibung des Produktes ... 17

1.2 Herstellung von Trockenschnitzeln und anderen Nebenprodukten der Zuckerrübenverarbeitung ... 17

1.3 Vorgang des Expandierens... 20

1.3.1 Herstellungstechnik... 21

1.3.2 Einfluss auf die Futtermittelinhaltsstoffe ... 23

1.3.3 Effekte auf die Futterhygiene... 26

1.4 Zusammensetzung von Trockenschnitzeln ... 27

1.5 Verdaulichkeit der Rohnährstoffe beim Schwein ... 30

1.6 Verdaulichkeit der Nicht-Stärke-Polysaccharide von Trockenschnitzeln im Vergleich zu anderen Rohfaserquellen... 31

1.7 Einsatz von Trockenschnitzeln als Rohfaserquelle im Futter für tragende Sauen ... 32

1.7.1 Bedeutung des Rohfasergehaltes im Futter für tragende Sauen ... 33

1.7.2 Rohfaseraufnahme und Kotbeschaffenheit beim Schwein ... 34

2 Melasse... 35

2.1 Zuckerrübenmelasse... 35

2.2 Vergleichende Darstellung von Zuckerrüben- und Zuckerrohrmelasse ... 39

3 Vinasse... 39

3.1 Produktbeschreibung... 39

3.2 Zusammensetzung verschiedener Vinassen... 41

3.3 Vinasse als Futtermittel für Schweine... 49

3.3.1 Verdaulichkeit verschiedener Vinassen ... 50

3.3.2 Einsatz von Vinasse bei Mastschweinen ... 51

(6)

Inhaltsverzeichnis

3.3.3 Möglichkeiten des Einsatzes von Vinasse als

Mineralstoffträger beim Schwein... 56

3.3.4 Auswirkungen von Vinasse auf den Harn-pH-Wert von Läuferschweinen ... 56

III EIGENE UNTERSUCHUNGEN... 57

1 Material und Methoden... 57

1.1 Versuchsziel ... 57

1.2 Akzeptanzversuche ... 59

1.2.1 Versuchstiere und Haltung... 59

1.2.2 Versuchsdurchführung ... 59

1.2.3 Futtermittel und Rationsgestaltung ... 60

1.2.4 Untersuchungsparameter... 61

1.3 Verdaulichkeitsversuche ... 61

1.3.4 Probengewinnung und –vorbereitung ... 63

1.4 Bilanzversuche (Mengenelemente und Sulfat) ... 64

1.4.4 Probengewinnung und –vorbereitung ... 66

1.5 Untersuchungsmethoden... 67

1.6 Berechnungen... 72

1.7 Statistische Methoden ... 72

2 Ergebnisse... 73

2.1 Qualität und Zusammensetzung der Trockenschnitzel- expandate (inkl. Mengenelement- und Sulfatgehalte) ... 73

(7)

Inhaltsverzeichnis

2.2 Akzeptanz der verschiedenen Trockenschnitzelprodukte... 75

2.2.1 Futteraufnahme ... 75

2.2.2 Körpermassenentwicklung... 76

2.3 Verdaulichkeit der Rohnährstoffe ... 78

2.3.1 Auswirkungen der verschiedenen Trockenschnitzel- produkte auf den TS-Gehalt des Kotes ... 79

2.4 Mengenelement- und Sulfatbilanzen... 80

2.4.1 Mengenelement- und Sulfatgehalte der eingesetzten Futtermittel... 80

2.4.2 Scheinbare Verdaulichkeit ... 81

2.4.3 Renale Elimination ... 82

2.4.4 Retention ... 82

2.4.5 Einfluss auf den Harn-pH-Wert ... 86

2.4.6 Einfluss auf den Kot-TS-Gehalt... 88

IV DISKUSSION... 89

1 Kritik der Methoden... 89

1.1 Futtermittel... 89

1.2 Akzeptanzversuch ... 91

1.3 Verdaulichkeitsversuch... 91

1.4 Mineralstoffbilanzversuch ... 91

2 Diskussion der Ergebnisse... 93

2.1 Akzeptanz der verschiedenen Trockenschnitzelprodukte und Auswirkungen auf die KM-Entwicklung... 93

2.2 Verdaulichkeit/Futterwert der Trockenschnitzelexpandate ... 95

2.3 Bedeutung von vinassierten Trockenschnitzeln für die Mengenelementverwertung... 99

2.4 Nebeneffekte auf die Kot- und Harnqualität... 102

2.5 Perspektiven von vinassierten Trockenschnitzeln in der Sauenfütterung ... 107

(8)

Inhaltsverzeichnis

3 Schlussfolgerungen... 111

V ZUSAMMENFASSUNG... 112

VI SUMMARY... 116

VII LITERATURVERZEICHNIS... 119

VIII ANHANG... 132

(9)

Tabellenverzeichnis TABELLENVERZEICHNIS

Tabelle 1: Mögliche Variation der Nährstoffgehalte bei extrahierten

Zuckerrübenschnitzeln (NONN 1993)... 28 Tabelle 2: Inhaltsstoffe und Energiegehalt von unmelassierten und

melassierten Trockenschnitzeln nach DLG (1991)... 29 Tabelle 3: Mineralstoffgehalte von unmelassierten sowie melassierten

Trockenschnitzeln nach DLG (1973)... 30 Tabelle 4: Scheinbare Verdaulichkeit (%) der Rohnährstoffe von un-

melassierten und melassierten Trockenschnitzeln beim Schwein... 30 Tabelle 5: Rohnährstoff- und Energiegehalte von Zuckerrüben- und

Zuckerrohrmelasse im Vergleich ... 36 Tabelle 6: Mineralstoffgehalte (g/kg TS) von Zuckerrüben- und Zucker-

rohrmelasse im Vergleich ... 38 Tabelle 7: Nährstoffgehalte nicht entkalisierter Zuckerrübenvinassen... 42 Tabelle 8: Nährstoffgehalte von entkalisierten Zuckerrübenvinassen ... 43 Tabelle 9: Einteilung der Vinassen anhand ihres Rohproteingehalts in drei

Gruppen (LEWICKI 1978) ... 44 Tabelle 10: Gehalt an verschiedenen N-Bestandteilen und ihr Anteil am

Gesamt-Kjedahl-N von verschiedenen Zuckerrübenmelasse-

resten (WEIGAND und KIRCHGESSNER 1980 u. 1987a) ... 45 Tabelle 11: Bedeutung verschiedener N-Quellen in Melassen und Vinassen

(Gesamt-N = 100; nach STERN 1992) ... 46 Tabelle 12: Mineralstoffgehalt nicht entkalisierter Zuckerrübenvinassen

(g/kg TS) ... 47 Tabelle 13: Mineralstoffgehalt entkalisierter Zuckerrübenvinasse (g/kg TS) ... 47 Tabelle 14: Rohnährstoffverdaulichkeiten (%) von Zuckerrüben- und

Zuckerrohrvinassen beim Schwein ... 50 Tabelle 15: Ergebnisse zum Einfluss von Betain in Kombination mit einer

energiereduzierten Fütterungsstrategie auf die Mastleistung

von Schweinen (nach TÖBBEN 2002)... 54 Tabelle 16: Reihenfolge der eingesetzten Trockenschnitzel im Verlauf des

Akzeptanzversuches... 60 Tabelle 17: Zusammensetzung des in Ruthe eingesetzten Mischfutters für

tragende Sauen ... 60

(10)

Tabellenverzeichnis

Tabelle 18: Übersicht zu den in den jeweiligen Versuchen eingesetzten

Futtermitteln... 63 Tabelle 19: Darstellung der einzelnen Versuchsabschnitte des Bilanz-

versuchs... 65 Tabelle 20: Mittlere Rohnährstoff-, Zucker- und Mineralstoffgehalte der

verwendeten Trockenschnitzelprodukte... 74 Tabelle 21: Mittlere tägliche Aufnahme von Trockenschnitzeln mit ver-

schiedenen Zusätzen bei ad-libitum-Fütterung (pro Tier und Tag wurden zusätzlich 1,5 kg eines auf Getreide basierenden

Mischfutters gefüttert)... 75 Tabelle 22: Mittlere Körpermasse (MW ± SD) tragender Sauen (n=34–41)

bei Fütterung der verschiedenen Trockenschnitzelkonfek- tionierungen über jeweils einen Zeitraum von einer Woche sowie nach Absezten der Trockenschnitzel und Erhöhung der

Mischfuttergabe von 1,5 auf 2,5 kg ... 76 Tabelle 23: Mittlere scheinbare Verdaulichkeiten (%) der Rohnährstoffe

verschiedener Trockenschnitzelprodukte (Angabe von MW

± SD) ... 78 Tabelle 24: Mittlerer Kot-TS-Gehalt bei Fütterung der einzelnen Trocken-

schnitzelprodukte (Angabe von MW ± SD) ... 79 Tabelle 25: Mineralstoff- und Sulfatgehalte der eingesetzten Futtermittel... 81 Tabelle 26: Mineralstoffbilanz in den Versuchen mit verschieden hohen

Zulagen an vinassierten Trockenschnitzeln (V 20%) in der

Ration (Angabe von MW ± SD) ... 84 Tabelle 27a-c: Mittlere Harn-pH-Werte von Minischweinen in den

drei Versuchsabschnitten ... 86 Tabelle 28: Mittlerer Kot-TS-Gehalt in den einzelnen

Versuchsabschnitten... 88

(11)

Abbildungsverzeichnis

ABBILDUNGSVERZEICHNIS

Abbildung 1: Produktionsschema zur Gewinnung von Zucker und Futter-

mitteln aus Zuckerrüben (Verein der Zuckerindustrie 2002)... 19 Abbildung 2: Schematische Darstellung eines Ringspaltexpanders (Firma

Kahl; HEIDENREICH und MICHAELSEN 1995)... 21 Abbildung 3: Herstellung von Trockenschnitzel-Expandat^® (LUCHT 2000) ... 22 Abbildung 4: Möglichkeiten der Nutzung von Melasse (nach STERN 1992)... 37 Abbildung 5: Körpermassenentwicklung der Sauen im Versuchszeitraum

bei restriktiver Mischfuttergabe (1,5 kg uS pro Tier und Tag) und ad-libitum-Angebot der verschiedenen Trockenschnitzel- konfektionierungen sowie nach Absetzten der Trockenschnit- zel und Erhöhung der restriktiven Mischfutterzuteilung auf

2,5 kg pro Tier und Tag ... 84 Abbildung 6: Trockenschnitzelaufnahme dargestellt als Index bei

restriktiver Zuteilung eines Mischfutters (1,5 kg uS pro Tier und Tag) und ad-libitum-Angebot von Trockenschnitzeln (= kombinierte Fütterung tragender Sauen in Gruppen-

haltung); Trockenschnitzel mit 20 % Melassezusatz=100... 93 Abbildung 7: Vergleich der gemessenen und der errechneten Entwicklung

des Harn-pH-Werts bei steigenden Anteilen an vinassierten

Trockenschnitzeln in der Ration ... 104 Abbildung 8: Beziehung zwischen dem Sulfat-Gehalt in der Ration und

dem Trockensubstanzgehalt im Kot... 106

(12)

Abkürzungsverzeichnis

ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS

ad lib. ad libitum

a.p. ante partum

BHZP Bundes-Hybrid-Zuchtprogramm bzgl. bezüglich

CMS Condensed molasses solubles

d.h. das heißt

DLG Deutsche Landwirtschatftliche Gesellschaft

exp. expandiert

Fa. Firma

ggr. geringgradig

h Stunde

hgr. hochgradig

HPCV high protein containing vinasse Hrsg. Herausgeber

KM Körpermasse

KG^0,75 metabolisches Körpergewicht

LFG Lehr- und Forschungsgut

LPCV low protein containing vinasse

LUFA Landwirtschaftliche Untersuchungs- und Forschungsanstalt

M (20 %) Trockenschnitzelexpandate mit 20 % Melassezusatz

ME umsetzbare Energie

mgr. mittelgradig

MJ Megajoule

MMA Mastitis Metritis Agalaktie

M (10 %)/V (10 %) Trockenschnitzelexpandate mit 10 % Melasse- und 10 %Vinassezusatz

MPCV middle protein containing vinasse

MW Mittelwert

n Anzahl

NfE Stickstoff-freie-Extraktstoffe

NPN Nicht Protein Stickstoff

NSP Nicht-Stärke-Polysaccharide

oS organische Substanz

(13)

Abkürzungsverzeichnis

Öl (10 %) Trockenschnitzelexpandate mit 10 % Rapsölzusatz

p.c. post conceptionem

pH potentia Hydrogenii

p.p. post partum

r Korrelationskoeffizient Ra Rohasche

Rfa Rohfaser Rfe Rohfett Rp Rohprotein

S Standardabweichung

sV scheinbare Verdaulichkeit

TS Trockensubstanz

uS ursprüngliche Substanz

V (10 %) Trockenschnitzelexpandate mit 10 %

Vinassezusatz V (20 %) Trockenschnitzelexpandate mit 20 %

Vinassezusatz

ZWJ Zuckerwirtschaftsjahr

(14)

(15)

Einleitung

I EINLEITUNG

Die aus der Verarbeitung von Zuckerrüben stammenden Schnitzel sind die mengenmäßig wichtigsten Nebenprodukte der Zuckerindustrie. Der größte Teil dieser Schnitzel kommt in getrockneter, pelletierter Form mit einem unterschiedlichen Gehalt an Melasse in den Handel und findet insbesondere Verwendung in der Fütterung von Wiederkäuern; in begrenztem Umfang kommen ferner Pferde oder auch Schweine (tragende Sauen) für eine Verwertung in Frage.

Nach älteren (MEYER u. DROCHNER, 1981) wie neueren Untersuchungen (SCHADE

2000, TABELING et al. 2002, GERDES 2003) hat der Einsatz dieser melassierten Trockenschnitzel bei tragenden Sauen verschiedene Vorteile wie eine Minderung der Energiedichte bei höherem Rohfasergehalt im Mischfutter, eine stärkere Füllung des Magen-Darm-Trakts und auch eine feuchtere Kotkonsistenz. Bei höherem Zuckergehalt der Trockenschnitzel ist ihre Akzeptanz jedoch so hoch, dass sich ein ad-libitum-Angebot dieser Schnitzel bzw. eines trockenschnitzelreichen Mischfutters verbietet, wenn ein „Luxuskonsum“ vermieden werden soll.

Vor diesem Hintergrund ergab sich die Frage nach Möglichkeiten einer Verwertung von Trockenschnitzeln, denen anstelle der Melasse unterschiedliche Anteile an Vinasse (nahezu zuckerfreier Rest aus fermentierter Melasse) zugesetzt wurden, und zwar in der Fütterung tragender Sauen. Dabei sollten diese im Melasse- bzw.

Vinasseanteil unterschiedlichen Trockenschnitzel tragenden Sauen bei limitiertem Angebot eines Mischfutters (~ 1,5 kg/Tier und Tag) zur Sättigung (freie Aufnahme) angeboten werden. Dabei wurden diese Trockenschnitzel nicht in pelletierter, sondern in expandierter Form hergestellt.

(16)

Einleitung

Ziel der vorliegenden Untersuchungen zum Einsatz von Trockenschnitzeln mit unterschiedlichem Melasse (M)- bzw. Vinasseanteil (V) bei Schweinen (tragende Sauen/adulte Mini-Schweine) waren Aussagen

• zur Zusammensetzung (Rohnährstoff- und Mengenelementgehalte) der verschiedenen Trockenschnitzel

• zur Akzeptanz (Trockensubstanzaufnahme bei separatem Angebot der verschiedenen Trockenschnitzel an tragende Sauen)

• zur Verdaulichkeit der Rohnährstoffe von Trockenschnitzeln mit unterschiedlichem Melasse- bzw. Vinassegehalt

• zur Mengenelementbilanz adulter Schweine bei Aufnahme

vinassierter Trockenschnitzel (in der Ration bzw. separates Angebot)

• zur Beschaffenheit und Zusammensetzung von Kot und Harn unter dem Einfluss vinassierter Trockenschnitzel

(17)

Schrifttum

II SCHRIFTTUM

1 Zuckerrübentrockenschnitzel 1.1 Beschreibung des Produktes

Als Rohstoff für die Gewinnung von „Rohrzucker“ (Saccharose) dient in gemäßigten Klimazonen die auf hohen Zuckergehalt gezüchtete Zuckerrübe (Beta vulg. ssp. vulg.

var. altissima) aus der Gattung der Betarüben. Die Zuckerrübe ist Ursprungsmaterial der bei der Zuckergewinnung anfallenden extrahierten und getrockneten Schnitzel.

Geschichtlich älter ist die Gewinnung von Zucker aus Zuckerrohr (Saccharum officinarum), das jedoch nur unter tropischen Klimaverhältnissen wächst (MENKE

und HUSS 1980).

Während sich die ältesten Spuren der Zuckerrübe mit großer Wahrscheinlichkeit in Sizilien, später auch in Griechenland und in anderen Ländern Europas finden (LIPPMANN 1925), erlangte die Zuckerrübe Mitte des 18. Jahrhunderts in Deutsch- land zunächst als Futterrübe größere Bedeutung. Erst nachdem A. S. Markgraf sie als Zucker liefernde Pflanze entdeckte, konnte er Anfang des 19. Jahrhunderts in Zusammenarbeit mit F. C. Achard größere Mengen Zucker aus ihr gewinnen (BRUHNS et al. 1998).

1.2 Herstellung von Trockenschnitzeln und anderen Nebenprodukten der Zuckerrübenverarbeitung

Abbildung 1 stellt die Produktionsschritte sowie die anfallenden Nebenprodukte bei der Zuckergewinnung im Einzelnen dar. Die im folgenden Text angegebenen Ziffern beziehen sich auf die Abbildung.

Nach erfolgter Ernte (1) werden die Rüben in der verarbeitenden Fabrik gewaschen (2) und möglichst fein zerkleinert, wodurch bereits ein Teil des Zuckers durch die mechanische Zerstörung austreten kann. Die Extraktion erfolgt durch Erhitzung des

(18)

Schrifttum

die Rüben umgebenden Wassers auf 70–73 °C für 75–80 Minuten in speziellen Extraktionstürmen, woraufhin der Zucker durch die denaturierte Zellwand diffundiert. Am Ende dieses Produktionsschrittes stehen die so genannten Diffu- sions- oder Nassschnitzel (Restzuckergehalt 4–6 %; MENKE und HUSS 1980), aus denen durch Pressen die Pressschnitzel mit einem TS-Gehalt von 20 % entstehen (7 und 8). Da diese aufgrund ihres hohen Wassergehaltes leicht verderblich und nur bedingt lager- und transportfähig sind, besitzt ihre unmittelbare Verfütterung nur saisonal lokale Bedeutung. Eine Möglichkeit der Konservierung besteht in einer Trocknung (9) in Trommeltrocknern, wobei der weitaus größte Teil der anfallenden Schnitzel auf einen TS-Gehalt von 88–90 % getrocknet wird (Trockenschnitzel).

Von Fall zu Fall verschieden werden den Nassschnitzeln vor der Trocknung unterschiedlich große Mengen an Melasse zugesetzt, wodurch melassierte Trockenschnitzel entstehen, die nachfolgend pelletiert (10a) oder expandiert (10b) werden, um die Lager- und Transportfähigkeit (Schüttdichte) zu optimieren.

Die in dieser Arbeit eingesetzten Trockenschnitzel wurden in gleicher Weise hergestellt, nur dass anstelle der Melasse hier Vinasse in unterschiedlicher Konzentration zugesetzt wurde.

Bei der darauf folgenden Reinigung des Rohsaftes durch „Scheidung und Saturation“

(4) fällt der so genannte Scheideschlamm an. Er besteht im Wesentlichen aus stark verunreinigtem kohlensaurem Kalk. Der Einsatz dieses einseitigen Kalziumträgers in der Fütterung oder seine – früher teilweise übliche – Antrocknung an die Schnitzel ist unzweckmäßig.

Der gereinigte Dünnsaft (TS-Gehalt 12–15 %) wird durch Eindampfen (zuletzt unter Vakuum) konzentriert (5). Aus dem entstehenden Dicksaft (TS-Gehalt 65–68 %) kristallisiert die Hauptmasse des Zuckers aus und kann in den Zentrifugen von dem flüssigen Rückstand, der Zuckerrübenmelasse abgetrennt werden (6). Durch

„Raffination“, d.h. durch nochmaliges Auflösen und erneute Kristallisation wird der noch braun gefärbte Rohzucker von anhaftenden Melasseresten und einem dadurch bedingten kratzenden Beigeschmack befreit. Es entsteht der für die menschliche Ernährung verwendete Weißzucker sowie Melasse (MENKE u. HUSS 1980).

(19)

Schrifttum

Abbildung 1: Produktionsschema zur Gewinnung von Zucker und Futtermitteln aus Zuckerrüben (Verein der Zuckerindustrie 2002)

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

(20)

Schrifttum

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

ZWJ 2001/2002¹⁾ 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 13,80

1) ZWJ = Zuckerwirtschaftsjahr

1.3 Vorgang des Expandierens

Unter einem expandierten Futtermittel versteht man ein Einzel- oder Mischfutter, das durch einen Expander (z.B. Ringspalt-Expander) hydrothermisch behandelt und ohne weitere Behandlung (z.B. Pelletieren) in den Handel gebracht wird (LUCHT 1997).

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 Pressdurchsatzleistung (OTTLINGER 2002, persönl.

Mitteilung). Später konnten auch Verbesserungen in der Fütterungspraxis sowie Auswirkungen des Expandierens auf die Verdaulichkeit beobachtet werden.

Im Folgenden soll zunächst der Vorgang des Expandierens näher beschrieben werden, bevor die Effekte auf den Futterwert und die Futterqualität dargelegt werden.

(21)

Schrifttum

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

(22)

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)

(23)

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).

(24)

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.

(25)

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).

(26)

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).

(27)

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).

(28)

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).

(29)

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

(30)

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

(31)

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).

(32)

Schrifttum

In der folgenden Übersicht (DLG-Futterwerttabelle Schwein 1991) sind entsprechende 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 tragender Sauen erlaubt. Dies gilt für den Zeitraum ab der fünften Woche nach der Belegung bis sieben Tage vor der Abferkelung. Nur besonders aggressive, kranke oder verletzte Sauen dürfen vorübergehend in Einzelbuchten aufgestallt werden. Eine

(33)

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

(34)

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).

(35)

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.

(36)

Schrifttum

Tabelle 5: Rohnährstoff- und Energiegehalte von Zuckerrüben- und Zuckerrohr- melasse im Vergleich

DLG-Futterwerttabelle (1991)

STEG u. VANDER MEER (1985) GERDES

(2003) Parameter Zuckerrüben-

melasse

Zuckerrrohr- melasse

Zuckerrüben- melasse

TS g/kg uS 770 740 803 788 828

Ra g/kg TS 103 122 80,0 126 119

oS “ 879 878 920 k.A. 881

Rp “ 129 49 148 59 146

Rfe “ 2 3 k.A. k.A. 0,3 Rfa “ 5 5 1 3 n.n.

NfE “ 761 821 k.A. k.A. 735

Zucker “ 628 649 695 639 595

MJ ME¹⁾/

kg TS 13,3 11,4 k.A. k.A. k.A.

1) Schwein

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.

(37)

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 (Asparaginsäure, Glutaminsäure und einigen anderen) handelt es sich vorwiegend um Betain, das 20–40 % des Gesamt-N liefern kann. Zum Teil ist auch Nitrat-N enthalten (MENKE u. HUSS 1980). STEG und VAN DER MEER (1985) ermittelten einen

(38)

Schrifttum

Rohproteingehalt von 13–15 % in der Melasse, wobei Betain-N 27 % und Aminosäuren-N 47 % am Gesamtstickstoff ausmachten. Auch HARMS (2003) untersucht die Zusammensetzung der Stickstofffraktion in Melasse und Vinasse. So setzte sich die Proteinfraktion der Melasse aus 26,8 g Reineiweiß je kg TS, 121 g NPN-Verbindungen je kg TS und 82,1 g Aminosäuren-N je kg TS zusammen. Für Vinasse wurden entsprechend Werte von 89,8 g Reineiweiß je kg TS, 225 g NPN- Verbindungen je kg TS und 162 g Aminosäuren-N je kg TS ermittelt.

Tabelle 10 zeigt weitere Ergebnisse bezüglich der Zusammensetzung der Stickstofffraktion der Zuckerrübenmelasse. Die dort gemachten Angaben zeigen die Herkunft von etwa 75 % des Gesamtstickstoffs auf. Die restlichen N-Bestandteile könnten nach CLARKE et al. (1989) in Form von N-haltigen färbenden Stoffen (Phenole, Flavonoide, Melanoide), Bräunungsprodukten (Melanoidine), Purin- und Pyrimidinderivaten sowie Cholin vertreten sein. Relativ hoch ist der Mineralstoffgehalt der Melasse (8,5–10,5 % Rohasche), wobei der in Tabelle 6 dargestellte hohe Kaliumgehalt hervorzuheben ist (MENKE u. HUSS 1980).

Tabelle 6: Mineralstoffgehalte (g/kg TS) von Zuckerrüben- und Zuckerrohrmelasse im Vergleich

DLG (1973) DLG (2001) GERDES (2003) Parameter Zuckerrüben-

melasse

Zuckerrohr- melasse

Ra 118 251 114 133 119

Ca 5,40 9,60 1,50 10,0 2,13 P 0,30 1,00 0,30 1,00 0,20 Mg 0,20 4,50 2,90 0,42 0,09

K 46,0 55,0 60,6 40,1 61,6

Na 7,33 1,79 14,8 2,20 2,96

Cl 9,90 k.A. k.A. k.A. 3,03

S 3,10 k.A. 6,00 4,70 7,31

(39)

Schrifttum

2.2 Vergleichende Darstellung von Zuckerrüben- und Zuckerrohrmelasse Aus Importen und aus der Raffination von Rohzucker aus Zuckerohr kommt auch Zuckerrohrmelasse in den Handel. Ihr Gehalt an Gesamtzucker entspricht im Allgemeinen dem der Rübenmelasse (min. 45 % Gesamtzucker), die Rohrmelasse unterscheidet sich von der Rübenmelasse jedoch durch einen hohen Invertzucker- anteil und die schwach saure Reaktion (MENKE u. HUSS 1980).

Wie aus Tabelle 5 ersichtlich weist die Zuckerrohrmelasse mit 740–788 g/kg uS einen etwas geringeren Trockensubstanzgehalt als die Zuckerrübenmelasse auf.

Hervorzuheben ist der mit nur 3–6 % Rohprotein in der TS deutlich geringere Rohproteingehalt. Betain ist mit 0,1% in der Rohrmelasse im Gegensatz zur Rübenmelasse kaum enthalten (STEG u. VAN DER MEER 1985). Auch der aus Aminosäuren stammende Teil am Gesamtstickstoff ist gegenüber der Rübenmelasse verringert und beträgt nur ca. 37 % (vgl. Tabelle 11).

Bei insgesamt niedriger Rohproteinkonzentration überwiegt bei der Rohrmelasse die Asparaginsäure, wohingegen in der Rübenmelasse die Glutaminsäure dominiert (BOEVE et al. 1973).

Bezüglich der Zuckerzusammensetzung fällt auf, dass in der Zuckerrohrmelasse mit 35 % weniger Saccharose, dafür aber mehr Fructose (8 %) und Glucose (6 %) als in der Rübenmelasse enthalten sind (HIGGINBOTHAM 1998).

3 Vinasse

Das Wort Vinasse kommt aus dem lateinischen „vinaceaus“ und bedeutet ursprüng- lich „Weinhefe“. Anfang des 20. Jahrhunderts wurde Vinasse der gebräuchliche Aus- druck für eingedickte, vergorene Zuckerrübenmelasse.

3.1 Produktbeschreibung

Zuckerrüben- und Zuckerrohrvinasse (z.T. auch als Melasseschlempe oder im Englischen als condensed molasses solubles bezeichnet) aus Melassefermen- tationsprozessen sind zu wichtigen Nebenprodukten geworden und finden

(40)

Schrifttum

Verwendung in Futter- und Düngemitteln (LEWICKI 2001). Es handelt sich dabei um weitgehend entzuckerte Fermentationslösungen, die auf einen TS-Gehalt von 60–

70 % (KOCH et al. 1989) eingedickt (kondensiert) wurden (siehe Abb. 1).

Bei der Vinasse handelt es sich um eine dunkelbraune Flüssigkeit, die in Abhän- gigkeit von ihrer Nährstoffzusammensetzung (v.a. TS- und Zuckergehalt) unterschiedliche Fließeigenschaften aufweist. Das Spektrum reicht von sehr dünnflüssigen Vinassen (i.d.R. Zuckerrohrvinassen) bis hin zu melasseähnlichen Flüssigkeiten (Zuckerrübenvinassen mit hohem TS- und höherem Restzuckergehalt; STEMME et al.

2003b).

Hersteller von Backhefe, Alkohol, Zitronensäure, Monosodium-Glutamat, Lysin und weitere Industrien der Melassefermentation haben sich erfolgreich bemüht, ihre Rückstände in interessante, wertvolle und vermarktungsfähige Produkte zu verwandeln, besonders die der Rübenvinasse in Europa. Um eine Vorstellung der geschätzten Produktion von konzentrierter Rübenvinasse zu geben, veranschlagt LEWICKI (2001) einen ausgeglichenen Markt von 1,2 Millionen Tonnen, was unge- fähr 80 % des Potentials entspricht und wovon 50–60 % in der Futtermittelindustrie genutzt werden.

Der von LEWICKI (2002) für das Jahr 2001 geschätzte Produktionsumfang von Zuckerrübenvinasse ist der Übersicht 4 zu entnehmen.

Übersicht 4: Schätzung der europäischen Rüben-Vinasse-Produktion in 2001 (LEWICKI 2002)

6 größten Produktionsstätten 6 kleinsten Produktionsstätten

Staat Menge [mt] Staat Menge [mt]

Frankreich 500.000 Ungarn 40.000

Niederlande 160.000 England 35.000

Italien 150.000 Dänemark 30.000

Spanien 120.000 Polen 25.000

Belgien 60.000 Tschechische Rep. 20.000

Deutschland 50.000 Slowakei 10.000

Gesamt 1.040.000 Gesamt 180.000

(41)

Schrifttum

3.2 Zusammensetzung verschiedener Vinassen

Angesichts der Vielfalt der auf dem Markt befindlichen Vinassen, scheint eine Gliederung sinnvoll, die auf den Ausgangsprodukten der jeweiligen Vinasse basiert.

Denn neben den bereits erwähnten Ausgangsprodukten Zuckerrüben- und Zucker- rohrmelasse können auch weniger häufig vorkommende Produkte wie beispielsweise Citrus- oder Weinmelasse zur Vinasseproduktion verwendet werden.

Aber auch das Herstellungsverfahren ist für das am Ende stehende Produkt von Bedeutung. Neben fermentativen Entzuckerungsverfahren für Zuckerrohr-, Wein- und Citrusmelasse, kann die Zuckerrübenmelasse auch auf physikalischem Wege entzuckert werden. Weiterhin können Zuckerrübenmelassen auch noch entkalisiert werden, wodurch eine differenziertere Betrachtung von nichtentkalisierten sowie teil- und vollentkalisierten Zuckerrübenvinassen notwendig ist (STERN 1992).

Da etwa zwei Drittel der Trockensubstanz von Rüben- und Rohrmelasse aus Zucker bestehen, reichern sich bei Entzug des Zuckers die übrigen Bestandteile im Rückstand um ungefähr den Faktor 3 an (KIRCHGESSNER und WEIGAND 1980b).

Hinsichtlich der Rohaschefraktion stimmt dies mit neueren Untersuchungsergeb- nissen von GERDES (2003) überein. Der Rohproteingehalt der Vinasse war in dieser Untersuchung jedoch nur etwa doppelt so hoch wie in der Melasse (Tab. 7). Die relative „Anreicherung“ von Rohfett in der Untersuchung von GERDES (2003) ist vermutlich die Folge mikrobieller Syntheseprozesse (die Vinasse stammte aus der Hefevermehrung und der Fettgehalt ist vermutlich auf fetthaltige Hefen- bestandteile,wie z.B. Zellwände zurückzuführen), der Rohfettgehalt bleibt dennoch absolut vernachlässigbar gering.

Durch Entzug des Zuckers während der Fermentation von Melasse ist für alle Vinassen charakteristisch, dass sie einen nur noch geringen Zuckergehalt aufweisen.

Angaben dazu variieren; so betrug der Zuckergehalt nach WEIGAND und KIRCHGESSNER (1987) ca. 10 % in der TS, nach KAUFMANN (1976) nur ca. 4 % in der TS. GERDES (2003) und HARMS (2003) ermittelten ebenfalls Werte um 4 %.

(42)

Schrifttum

Bei der Beurteilung der Vinassequalität sind vor allem der Trockensubstanzgehalt, der Gesamtstickstoffgehalt sowie der Gehalt an Rohprotein und verdaulichem Protein von Bedeutung. Weiterhin sind der Kalium-, Natrium-, Rohasche- und Betaingehalt der jeweiligen Vinasse bestimmend (LEWICKI 1977).

Die Nährstoff- und Mineralstoffzusammensetzungen verschiedener Zuckerrüben- vinassen (unterteilt in entkalisierte und nicht entkalisierte Vinassen) sind den Tabellen 7, 8 und 12, 13 zu entnehmen.

Anschließend erfolgt ein kurzer Vergleich zwischen Zuckerrüben- und Zuckerrohr- vinasse (deren Produktion in Europa von untergeordneter Bedeutung ist), wobei die entscheidenden Unterschiede aufgezeigt werden.

Tabelle 7: Nährstoffgehalte nicht entkalisierter Zuckerrübenvinassen¹⁾

Autor(en) GERDES

(2003)

HARMS

(2003)

BOUVY

(1981)

KAUF-

MANN

(1976)

TROCCON

u. DEMAR-

QUILLY

(1989)

SCIPIONI

et al.

(1979) Aus der Her-

stellung von

Backhefe Backhefe Backhefe Backhefe Zitronen- säure

Ethanol TS g/kg uS 677 652 700 773 703 631 oS g/kg TS 380 656 714 652 847 722

Ra “ 420 344 286 348 153 278

Rp² “ 283 315 379 326 412 323 Rfe “ 7,24 10,7 k.A 2,0 26 4,3 Rfa “ 1,74 n.n. k.A. 3,0 k.A. n.n.

NfE “ 288 330 335 321 K.A. 395 Zucker “ 37,1 29,1 43,0 39,0 k.A. k.A.

1) K-Gehalt 71–133 g/kg TS ²⁾Rp = N x 6,25

k.A. = keine Angaben n.n. = nicht nachweisbar

(43)

Schrifttum

Tabelle 8: Nährstoffgehalte von entkalisierten Zuckerrübenvinassen¹⁾

Autor(en) LEWICKI

(1978)

LEWICKI

(1978)

MANFREDINI u.

CAVANI

(1981)

TROCCON u.

DEMARQUILLY

(1989)

STERN

(1992) aus Her-

stellung von Backhefe Glutamat Ethanol Lysin Backhefe TS g/kg uS 765 690 716 729 724 oS g/kg TS 833 925 864 938 776

Ra “ 167 75 136 62 224

Rp² “ 582 701 531 656 343

Rfe “ k.A. k.A. 2,7 12 11,2 Rfa “ 4,0 1,0 - k.A. -

NfE “ 272 283 330 K.A. 422

Zucker “ k.A. k.A. k.A. k.A. 40,6

1) K-Gehalt 4–77 g/kg TS ²⁾Rp = N x 6,25 k.A. = keine Angaben

Trockensubstanzgehalt

Nach INRA (1989) erfolgt eine Unterteilung in nichtentkalisierte Melassereste mit einem Trockensubstanzgehalt von 68,5 % sowie teilentkalisierte und starkentkalisierte Melassereste mit einem Trockensubstanzgehalt von 70 bzw. 73 %.

Dabei bedingt nicht die Entkalisierung den hohen Trockensubstanzgehalt, sondern ein hoher Trockensubstanzgehalt führt zu einer zunehmenden Konzentration und Kristallisation von Kaliumsalzen, was eine verstärkte Sedimentbildung und somit eine erleichterte Entkalisierung über entsprechende Dekantiereinrichtungen zur Folge hat (VAN DER PAS 1986).

Rohproteingehalt und -qualität

Wie aus Tabelle 7 und 8 ersichtlich, enthält nichtentkalisierte Vinasse deutlich weniger Rohprotein als teil- und starkentkalisierte Vinasse. Das Entkalisieren hat insofern einen Einfluss auf den Rohproteingehalt, als dass durch den Austausch von

(44)

Schrifttum

Kalium mit Ammoniumsulfat Kaliumsulfat ausfällt. Eine gewisse Menge an Ammonium verbleibt jedoch in Lösung, wodurch es zu einer starken Anreicherung mit Stickstoff kommt (VAN DER PAS 1986). Dadurch steigt der Anteil des Stickstoffs aus Ammoniak am Gesamtstickstoff auf über 30 % (LEWICKI 1978). Stark entkalisierte Vinassen haben dadurch auch sehr hohe scheinbare Proteingehalte und einen verminderten Betaingehalt (vgl. Tabelle 11).

Anhand ihres Rohproteingehaltes unterteilt LEWICKI (1978) die Vinassen in drei Gruppen (vgl. Tabelle 9).

Tabelle 9: Einteilung der Vinassen anhand ihres Rohproteingehalts in drei Gruppen (LEWICKI 1978)

HPCV¹⁾ MPCV²⁾ LPCV³⁾

Ausgangsprodukt Zuckerrüben- melasse

Zuckerrohr- melasse Verarbeitung eingedickt eingedickt eingedickt,

nicht veredelt Entkalisiert

(ja/nein) teilw. nein nein

Rohproteingehalt (basierend auf TS)

min 35 % max. 50 % /bei 70 % TS)

min 16 % max. 34 % (bei 65 % TS)

min 6 % max. 15 % (bei 50 % TS)

1) High protein containing vinasse

2) Middle protein containing vinasse

3) Low protein containing vinasse

WEIGAND und KIRCHGESSNER (1980 und 1987a) nahmen eine Einteilung des Gesamtstickstoffs in die verschiedenen N-Bestandteile vor und bestimmten ihren Anteil am Gesamt-Kjedahl-N. Sie stellten in ihren Untersuchungen fest, dass der Rohproteinanteil der untersuchten Vinassen (aus der Produktion von Zitronensäure und Ephedrin sowie als Rückstand aus der Entzuckerung von Melasse durch Ionenaustauschchromatographie) zu einem erheblichen Prozentsatz (92,5–97,6 %) aus Nicht-Protein-N besteht (vgl. Tabelle 10).

(45)

Schrifttum

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

KIRCHGESSNER 1980 und 1987a)

Gehalt (g/kg TS) %-Anteil am Gesamt-N N-Bestandteil Zitro-

nen- säure

Ephe- drin

Chro- mato- graphie

Zitro- nen- säure

Ephe- drin

Chro- mato- graphie

Rohprotein-N 29,6 46,7 65,9 100 100 100

Nichtprotein-N 27,7 43,2 64,3 93,5 92,5 97,6

NH3-N¹⁾ 1,03 0,25 0,75 3,5 0,4 0,9

Betain 2,70 160 207 9,1 41,0 37,6

ges. L-Glutaminsäure 4,50 113 182 15,2 23,0 26,2 L-Pyrrolidoncarbonsre.

+ L-Glutamin²⁾ - 112 173 - 22,9 24,9

1) Flüchtige N-Basen als NH3 berechnet

2) Gesamt-L-Glutaminsäure abzüglich bestimmbare L-Glutaminsäure ohne vorausgehenden HCl- Aufschluss

Eine übergeordnete Bedeutung in der Fraktion des Rohproteins hat das Betain, welches bei nichtentkalisierten Zuckerrübenvinassen einen großen Anteil (9–41 %) am Gesamtstickstoff ausmacht. Betain stellt zusammen mit der Glutaminsäure (22,9–24,9 %) über die Hälfte des Gesamtstickstoffgehalts, während Ammoniak nur mit 0,4–0,9 % vertreten ist (WEIGAND u. KIRCHGESSNER 1987a).

Eine Übersicht über die Stickstoffverteilung in Melassen und Vinassen ist Tabelle 11 zu entnehmen.