Themen zur TierernhrungFachtagung 2012/2013
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Mglichkeiten und Grenzen der Proteinabsenkungim Futter fr Schweine durch Zusatzfreier Aminosuren
Prof. Dr. Dr. h.c. Rainer MosenthinUniversitt Hohenheim, Institut fr Tierernhrung
Einleitung
In bestimmten Regionen stellen Emissionen aus tierischen Intensivhaltungen eine zu-nehmende Umweltbelastung dar. Insbesondere bei drohender berschreitung rechtlichverbindlicher Grenzwerte fr die Belastung mit Phosphor und Stickstoff ist eine Absen-kung der Bestandsobergrenzen fr die betreffende Tierart unausweichlich. Um einersolchen Reduzierung des Tierbestandes mit den damit verbundenen negativen Auswir-kungen auf die Wirtschaftlichkeit der tierischen Produktion vorzubeugen, gilt es Strate-gien zu entwickeln, potenzielle Umweltbelastungen ohne Leistungs- und Produk-tionseinbuen zu vermindern. Eine wirksame Reduzierung der Stickstoffbelastung inder Luft, im Boden und im Grundwasser setzt voraus, dass der mit dem Futter aufge-nommene Stickstoff in Form von Eiwei vom Tier optimal fr Zwecke der Erhaltung undLeistung, d.h. Wachstum, verwertet wird. Die wesentlichen Potenziale zur Einsparungvon Futtereiwei sind in der bersicht 1 dargestellt. Daraus wird ersichtlich, dass derProteinabsenkung im Futter bei gleichzeitig bedarfsgerechter Ergnzung mit freienAminosuren eine zentrale Bedeutung zukommt.
bersicht 1:
Strategie Mgliche N-Reduzierung (%)in der Glle
Ergnzung mit freien Aminosurenund gleichzeitig reduzierter Rohproteingehaltin der Ration
20 - 50
Enzyme 5
Wachstumsfrdernde Substanzen 5
Bedarfsgerechte FtterungPhasenftterung
10 - 1510
Dabei bedeutet Proteinabsenkung im Futter nicht: Weniger Protein als blich, sondernbedarfsgerechte Versorgung mit Aminosuren ohne (wesentliche) berschsse anRohprotein. Folgende Voraussetzungen sind bei der Umsetzung zu bercksichtigen:
Die erfolgreiche Anwendung eines solchen Ftterungskonzeptes setzt zum einen dieKenntnis der Aminosurengehalte in den verwendeten Futterstoffen voraus, zum an-deren muss die Bewertung der fr das Schwein verfgbaren Aminosuren auf derGrundlage der standardisierten praecaecalen Aminosurenverdaulichkeit erfolgen.
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Eine Proteinabsenkung im Futter ohne Leistungseinbuen kann nur dann erfolgreichrealisiert werden, wenn das Aminosurenmuster in der Ration den Vorgaben des so-genannten Idealen Proteins angepasst wird.
Das Konzept der standardisierten praecaecalen Aminosurenverdaulichkeit
Die Bewertung von Futtermitteln fr Schweine auf der Basis der praecaecalenAminosurenverdaulichkeit ist an zwei grundlegende Bedingungen geknpft: Zum einenmuss gewhrleistet sein, dass die verwendeten Verdauungskoeffizienten von uerenFaktoren wie unterschiedlichen Versuchsbedingungen, Ftterungsregime etc. unbeein-flusst sind. Zum anderen mssen die Verdauungswerte alle endogenen Verluste anAminosuren widerspiegeln, die vom jeweiligen Futtermittel induziert werden und somitfr das Tier nicht verfgbar sind. Differenzen in den endogenen Verlusten zwischenund auch innerhalb von Futtermitteln sind damit kennzeichnend fr den Proteinwertdes betreffenden Futtermittels und bei der Rationsgestaltung zu bercksichtigen. Die-sen Anforderungen wird das Konzept der standardisierten praecaecalen Aminosuren-verdaulichkeit gerecht, das 2005 von der Gesellschaft fr Ernhrungsphysiologie (GfE)offiziell implementiert wurde.
Bei der hier vorgenommenen Standardisierung der Verdauungswerte werden diescheinbaren Verdauungskoeffizienten der einzelnen Aminosuren um die sogenanntenbasalen endogenen Verluste dieser Aminosuren, die am Ende des Dnndarms ausge-schieden und ermittelt werden, korrigiert. Diese basalen endogenen Verluste werdenausschlielich vom Tier induziert und haben daher auf die Bewertung des Proteinwertesvon Futtermitteln keinen Einfluss (Stein et al., 2007). Dies bedeutet fr die Ftterungs-praxis, dass vorhandene Differenzen in den standardisierten Verdauungskoeffizientenzwischen und auch innerhalb von Futtermitteln eindeutig dem Einfluss futtermittelspe-zifischer inhrenter Faktoren (z.B. Unterschiede im Rohfasergehalt, Tanningehalt,Glukosinolatgehalt etc.) zuzuordnen sind, die somit den Proteinwert des jeweiligen Fut-termittels bestimmen (Urbaityte et al., 2009).
Standardisierte praecaecale Verdauungskoeffizienten sind unabhngig von den Ver-suchsbedingungen und erlauben Additivitt, was vor allem bei der Formulierung vonRationen aus Einzelkomponenten mittels der linearen Programmierung von erheb-lichem Vorteil ist (Stein et al., 2005). Methodisch bedingte Schwankungen in den Ver-dauungswerten innerhalb von Futtermitteln werden erheblich reduziert. Dies gilt insbe-sondere fr Getreidefuttermittel und andere proteinarme Nach- und Nebenprodukte derFuttermittelverarbeitung. Aus der bersicht 2 lsst sich am Beispiel der Lysinverdau-lichkeit im Weizen entnehmen, dass die bisherige Bewertung auf der Basis der schein-baren praecaecalen Lysinverdaulichkeit zu einer Unterschtzung der Verdaulichkeitvon ca. 10 Prozentpunkten im Vergleich zur standardisierten praecaecalen Lysinver-daulichkeit fhrt. In der Konsequenz wird bei Anwendung des Konzeptes der standardi-sierten praecaecalen Aminosurenverdaulichkeit die Genauigkeit der Leistungsvorher-sage in der Schweineproduktion deutlich erhht, wodurch wiederum Kostenein-sparungen erreicht werden knnen (Mosenthin und Rademacher, 2003). Damit sichertdie konsequente Anwendung dieses Konzeptes in der praktischen Rationsformulierungdem Produzenten nicht nur einen Wettbewerbsvorteil, sondern leistet darber hinauseinen erheblichen Beitrag zur erwnschten Minimierung der Stickstoffausscheidung inden Exkrementen (Glle).
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bersicht 2:
Beispiel: Berechnung der standardisierten praecaecalen (pc) Lysin-Verdaulichkeit im WeizenAnnahme: Scheinbare pc Lysin-Verdaulichkeit 60 %
Tabellenwert: Lysingehalt in Weizen 4,1 g/kg TM
Korrekturwert: Basaler endogener Lysin-Verlust(GfE, 2005)
0,4 g/kg TM Aufnahme
Standardisierte pc Verdaulichkeit % = 60 % 0,44,1 x 100 % = 69,8 %
Unterschied scheinbare vs. standardisierte Verdaulichkeit 9,8 %
Anpassung des unterschtzten Proteinwertes von Futtermitteln mit niedrigenProteingehalten Getreide, Nebenprodukte
Das Konzept des Idealen Proteins
Erstmalig wurde das Konzept des Idealen Proteins im Jahre 1981 vom britischenAgricultural Research Council (ARC) fr wachsende Schweine vorgestellt. Definitions-gem entspricht das Ideale Protein dem relativen (prozentualen) Verhltnis der es-sentiellen Aminosuren im Vergleich zu Lysin als Referenzaminosure (Lysin = 100).Das Ideale Protein spiegelt somit die optimalen Relationen zwischen den essentiellenAminosuren im Futterprotein wider, um den Bedarf fr Erhaltung und Wachstum (Pro-teinansatz) von wachsenden Schweinen zu decken.
Die Anwendung des Konzeptes des Idealen Proteins ist von erheblicher Bedeutung frdie praktische Rationsgestaltung in der Schweineftterung. Es erleichtert die Rezeptur-gestaltung, da der Bedarf an essentiellen Aminosuren fr Schweine in einem einzigenWert ausgedrckt werden kann. Ist der Lysinbedarf bekannt, lsst sich aufgrund derfesten Relationen der brigen essentiellen Aminosuren zum Lysin der Bedarf an die-sen Aminosuren direkt ableiten. Das Konzept des Idealen Proteins gilt nach Bakerund Chung (1992) fr alle Schweine, unabhngig davon, ob diese langsam oder schnellwachsen, frh- oder sptreif, fleisch- oder fettreich sind, energiereiche oder -arme Rati-onen mit hohem oder niedrigem Proteingehalt erhalten. Die Anpassung an den jeweili-gen Aminosurenbedarf erfolgt in allen diesen Fllen ber eine entsprechende Variationder absoluten Gehalte an Idealem Protein im Futter.
Mit zunehmendem Einsatz alternativer Rohstoffe (z.B. by-products), die sich in ihrerAminosurenzusammensetzung und -verfgbarkeit deutlich von den herkmmlich ver-wendeten Futtermitteln wie Getreide und Sojaextraktionsschrot unterscheiden, gewinntdas Konzept des Idealen Proteins noch mehr an Bedeutung. Die genaue Kenntnis derAminosurenzusammensetzung der Einzelkomponenten sowie des Aminosuren-bedarfs bildet eine wichtige Voraussetzung, um mgliche Defizite in der Aminosuren-zusammensetzung des Idealen Proteins durch Zugabe kristalliner, reiner Aminosurenausgleichen zu knnen. Aufgrund verstrkter Umweltauflagen hat sich die Protein- undAminosurenversorgung der Schweine nicht mehr ausschlielich an der Maximierung
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des Proteinansatzes zu orientieren, sondern gleichzeitig wird auch eine Reduzierungder Stickstoffausscheidungen in den Exkrementen gefordert. Durch eine Absenkungdes Proteingehaltes in der Ration lsst sich diese Zielsetzung erreichen, vorausgesetzt,die Rationen werden entsprechend den Anforderungen an das Ideale Protein im Be-darfsfall mit kristallinen Aminosuren ergnzt. So konnte bereits in frheren Untersu-chungen nachgewiesen werden, dass ber eine Reduzierung des Proteingehaltes umeinen Prozentpunkt bei gleichzeitiger bedarfsgerechter Supplementierung der Rationmit reinem Lysin die Stickstoffausscheidung in der Glle um 19 % reduziert werdenkann, ohne dass dadurch der Proteinansatz der Schweine negativ bee
