Dissertation

Tierärztliche Hochschule Hannover / Bibliothek – School of Veterinary Medicine Hannover / Library

Annika Heuermann

Die Vermahlungsintensität von Sojaprodukten als Mischfutterkomponenten für die Broilermast – Einflüsse auf Verdaulichkeit, Mastleistung und Fußballengesundheit?

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-109120

title (engl.)

The grinding intensity of soybean products used in broiler diets - influences on digestibility, performance and foot pad health?

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2016

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/heuermanna_ws16.pdf

abstract (deutsch)

Die ideale Vermahlungsintensität von Einzelkomponenten ist für die Geflügelfütterung nicht nur eine technologische oder ökonomische Frage. Diskutiert werden in diesem Zusammenhang Einflüsse auf die Leistung und Gesundheit der Tiere. Vor diesem Hintergrund zielte die vorliegende Studie auf quantitative Aussagen zum Einfluss einer sehr feinen Vermahlung von Sojaprodukten auf die Rohprotein (Rp)- und Aminosäuren (AS)-Verdaulichkeit, auf die Leistung sowie auf die Fußballengesundheit von Broilern. Die Hypothese der vorliegenden Studie war, dass sich eine sehr intensive Vermahlung von Sojaprodukten günstig auf die oben genannten Parameter auswirken dürfte.

Im Versuch I erfolgte die Aufteilung 240 männlicher Broiler auf zwölf Fütterungsgruppen, davon erhielten zehn Gruppen unterschiedliche Alleinfuttermittel (die übrigen zwei Gruppen dienten als „Kontrollgruppen“, um Positionseffekte der Boxen auszuschließen). Diese pelletierten - auf Weizen und Mais basierenden - Versuchsfuttermittel enthielten jeweils eines der folgenden Sojaprodukte:

·         Low-Protein-Sojaextraktionsschrot (LP-SES; entspricht handelsüblichen SES)

·         High-Protein-Sojaextraktionsschrot (HP-SES; entspricht faserärmeren SES)

·         Sojaproteinkonzentrat (SPK)

Jedes Sojaprodukt stand in konventioneller und feinst vermahlener Form zur Verfügung. Diese wurden in den Alleinfuttermitteln zu unterschiedlichen Anteilen verwendet. Eine neu entwickelte Vermahlungstechnik (Fa. Köster Marine Proteins, Hamburg) ermöglicht nämlich eine sehr intensive Vermahlung der Sojaprodukte, so dass der Großteil der Partikel in den feinst vermahlenen Varianten einen Durchmesser < 63 µm aufweist. Damit ergaben sich erhebliche Unterschiede in der Partikelgrößenverteilung der konventionell und feinst vermahlenen Sojaprodukte, die besonders anhand des Feinanteils (Partikel < 200 µm) deutlich wurden: LP-SES: 0,59 % vs. 96,7 %, HP-SES: 1,44 % vs. 99,0 %, SPK: 17,7 % vs. 99,9 %. Dies wirkte sich dann auch auf die Partikelgrößenverteilung im Alleinfutter aus. So wiesen die Versuchsfutter, welche die Sojaprodukte entweder in 100 % üblicher oder in 100 % feinst vermahlener Form enthielten, im Feinanteil (Partikel < 200 µm) folgende Werte auf: LP-SES: 43,4 % vs. 54,3 %, HP-SES: 42,5 % vs. 46,9 %, SPK: 44,8 % vs. 56,7 %.

Die Versuchsphase begann am 7. und endete am 35. Lebenstag (LT) der Broiler. In diesem Zeitraum erfolgten wöchentlich eine individuelle Bestimmung der Körpermassen (KM) und Evaluierung der Fußballen nach dem institutsintern modifiziertem Scoring-System von . Zudem wurden wöchentlich Exkremente- und Einstreuproben auf Gruppenbasis genommen und auf ihren TS-Gehalt und pH-Wert untersucht. Täglich erfolgte die Erfassung des Wasser- und Futterverbrauchs auf Gruppenbasis, vor allem für die spätere Ermittlung der Wasser-/Futterrelation und des Futteraufwandes (FCR=Feed Conversion Ratio).

Am 35. LT fand die Sektion von 75 Tieren statt. Bei einem Teil dieser Tiere erfolgte die Bestimmung der Organmassen von Pankreas und Muskelmagen sowie der Wanddicke des Muskelmagens. Des Weiteren wurden Chymusproben aus dem proximalen und distalen Dünndarm sowie aus den Caeca gewonnen, um den TS-Gehalt zu ermitteln. In Chymusproben aus dem proximalen Dünndarm wurde zudem eine Viskositätsmessung vorgenommen.

Bei dem Versuch II handelte es sich primär um eine Verdaulichkeitsstudie. Aufgrund der Ergebnisse des ersten Versuchs wurde hier allerdings ausschließlich LP-SES als Sojaprodukt eingesetzt. Ziel war die Bestimmung der praecaecalen Verdaulichkeit von Rp und AS. Dafür wurden 72 Broiler in sechs Gruppen mit jeweils 12 Tieren aufgeteilt. Drei Gruppen erhielten das Mischfutter, das ausschließlich üblich vermahlenes LP-SES enthielt, die anderen drei Gruppen wurden mit einem Versuchsfutter versorgt, in dem das LP-SES ausschließlich in feiner Vermahlung vorlag. Dabei entsprach die Futterzusammensetzung beider Alleinfuttermittel exakt den Versuchsfuttermitteln der Gruppen 1 (100 % übliches LP-SES) und 4 (100 % feines LP-SES) aus dem Versuch I. Zwischen dem 8. und 26. LT der Tiere fanden die Bestimmung der TS-Gehalte aus Exkremente- und Einstreuproben sowie die Beurteilung der Fußballengesundheit statt. Das Hauptaugenmerk lag allerdings auf der Ermittlung der scheinbaren praecaecalen Verdaulichkeit (pcVQ) für Rp und AS mittels der Markermethode. Dazu erfolgte sechs Tage vor der Sektion eine Umstellung auf chromoxidhaltiges Futter. Unmittelbar nach der Umstellung erfolgten im 30-minütigen Abstand und in einem Zeitraum von vier Stunden ein Sammeln der Exkremente und eine anschließende Ermittlung ihrer Chromoxidgehalte, um Rückschlüsse auf die Passagerate ziehen zu können. Am 26. LT wurden im Rahmen der Sektion etwa 20 Minuten nach der letzten Futteraufnahme von allen Tieren Proben aus dem distalen Dünndarm (zwischen Meckelschen Divertikel und circa 2 cm vor Einmündung der Caeca) entnommen.

In beiden Versuchen wiesen die Alleinfuttermittel je kg uS ~201 g Rp-, ~11,4 g Lysin und 12,5 MJ ME Energie auf, die empfohlenen Werte (Rp: 215 g/kg uS; Lysin: 11,6 g/kg; Energie: 13,0 MJ ME MJ/kg uS) wurden somit nicht ganz erreicht, um einen möglichen Effekt der Feinvermahlung auf die Leistung der Tiere überhaupt aufdecken zu können.

Im Folgenden sind die wesentlichen Ergebnisse beider Versuche zusammengefasst:

·         Numerisch zeigte sich für das Alleinfuttermittel, welches das LP-SES in feinst vermahlener Form enthielt, eine höhere scheinbare pcVQ für Rp (78,3 % ± 3,38 vs. 76,9 % ± 1,62), Methionin (91,2 % ± 1,80 vs. 89,0 % ± 0,796), Cystein (80,5 % ± 2,60 vs. 75,2 % ± 2,20) und Lysin (85,0 % ± 2,85 vs. 82,0 % ± 0,305). Signifikante Unterschiede ergaben sich ausschließlich in der pcVQ für Cystein.

·         Nur zwischen den LP-SES-Gruppen wurde im Versuch I ein deutlicher Einfluss des Vermahlungsgrades auf die Leistung beobachtet: Mit zunehmendem Feinanteil erreichten die Broiler einen bis zu 17 % höheren Futterverbrauch sowie bis zu 18 % (signifikant) höhere Mastendgewichte. In einer feineren Vermahlung üblichen Sojaschrotes liegt unzweifelhaft ein gewisses bisher nicht genutztes Potenzial. In der Verdaulichkeitsstudie zeigten die Tiere, die feinst vermahlenes LP-SES in ihrem Versuchsfutter erhielten, ebenfalls einen um 16 % höheren Futterverbrauch und erzielten um 21 % (signifikant) höhere Mastendgewichte. Vergleichbare Effekte waren in den HP-SES- und SPK-Gruppen zu keinem Zeitpunkt und in keiner Gruppe ersichtlich.

·         Ein signifikanter Einfluss des Vermahlungsgrades der Sojaprodukte auf die Muskelmagen- und Pankreasmassen wurde nicht beobachtet. Allerdings wiesen numerisch bei allen Sojaprodukten die Tiere aus den Gruppen mit dem höchsten Anteil an feinst vermahlenem Produkt die geringsten Muskelmagenmassen auf.

·         Steigende Anteile feinst vermahlener Sojaprodukte im Alleinfuttermittel führten zu einer eher nachteiligen Beeinflussung der Chymusviskosität (LP-SES: 3,01 mPas ± 0,748 vs. 4,13 mPas ± 0,525) sowie Exkremente- und Einstreuqualität. Dies wirkte sich wiederum ungünstig auf die Fußballengesundheit der Tiere aus (FPD-Score, Versuch I: Gruppe 1 – 100 % übliches LP-SES vs. Gruppe 4 – 100 % feines LP-SES: 2,95 ± 0,790 vs. 4,10 ± 0,667).

·         In der Verdaulichkeitsstudie wurden in den Exkrementen der Tiere, deren Futter ausschließlich feinst vermahlenes LP-SES enthielt, etwa zwei Stunden nach der Umstellung auf chromoxidhaltiges Futter circa 25 % höhere Chromoxidgehalte ermittelt als in den Exkrementen der Tiere, deren Futter ausschließlich üblich vermahlenes LP-SES enthielt. Dies spricht für eine deutlich kürzere Passagerate des Alleinfuttermittels mit 100 % feinem LP-SES.

 

Die Ergebnisse zeigen, dass ausschließlich die Feinvermahlung des LP-SES einen positiven Einfluss auf die Leistung der Tiere hatte. Der Leistungseffekt ist vermutlich auf die höhere Futteraufnahme (eventuell aufgrund der schnelleren Passage) mit steigendem Feinanteil sowie auf die günstigere Rp- und AS-Verdaulichkeit zurückzuführen.

Generell scheint sich eine sehr intensive Vermahlung eher ungünstig auf die Exkremente- und Einstreuqualität und damit negativ auf die Fußballengesundheit auszuwirken.

Insgesamt erscheint nur eine feinst Vermahlung von LP-SES unter wirtschaftlichen Aspekten sinnvoll, wenngleich die Auswirkungen auf die Exkrementequalität Beachtung finden sollten. Zudem zeigen die Ergebnisse, dass eine Feinvermahlung des LP-SES bei einer eher „knappen“ Rp- und AS-Versorgung zu einer günstigeren Mastleistung führt; dieser positive Effekt ist bei einer großzügigen AS-Ergänzung nur bedingt zu erwarten. Die Auswirkungen auf die Verdaulichkeit und die Fußballengesundheit stellen eventuell auch praxisrelevante Zielkonflikte dar.

abstract (englisch)

Great emphasis on the ideal grinding intensity of feed is rather a question of technological or economic aspects within the poultry feeding. The importance of the discussion is, how this could affect the performance and health of the animals.  

The present study highlights the effects of very finely ground soybean products on crude protein (XP) and amino acid (AA) digestibility, performance, litter quality and foot pad health. The hypothesis was that a higher grinding intensity of soybean products could favour these parameters. In trial I 240 male broilers were assigned to twelve groups, of which ten groups received different diets (two groups were “control groups” to exclude possible effects due to positioning of the boxes). These pelletized - on wheat and corn based - diets contained one of the following soybean products:

·         Low-Protein-Soybean meal (LP-SBM; corresponds customary SBM)

·         High-Protein-Soybean meal (HP-SBM; corresponds low-fibre SBM)

·         Soy Protein Concentrate (SPC)

Each soybean product was available in a conventionally and a finely ground version, which was added in different proportions to the diets. A new grinding technology (comp. Köster Marine Proteins, Hamburg) enables a very fine grinding of soybean products, so that the main particle size of the finely ground soybean products is < 63 µm. As a result there appeared differences in the particle size distribution of the conventionally and finely ground soybean products, especially in the finest particle fraction (< 200 µm): LP-SBM: 0.59 % vs. 96.7 %, HP-SBM: 1.44 % vs. 99.0 %, SPC: 17.7 % vs. 99.9 %. This influenced also the distribution of particle size in the diets. The diets with 100 % conventionally or 100 % finely ground soybean products showed following values in the finest particle fraction (< 200 µm): LP-SBM: 43.4 % vs. 54.3 %, HP-SBM: 42.5 % vs. 46.9 %, SPK: 44.8 % vs. 56.7 %.  

The trial commenced from the age of 7 days of the broilers and ended at day 35. During this time, weekly the individually body mass was recorded and the foot pad health was evaluated, according to the modified Scoring-System of MAYNE et al (2007). Additionally, excreta and litter samples were taken weekly on group basis to analyse their DM content and pH value. Feed and water consumption were measured daily on group basis to calculate the relation of water / feed intake and the FCR (Feed Conversion Ratio).

75 broilers were dissected at the age of 35 days. The organ mass of pancreas and gizzard as well as the wall of the gizzard were established on certain animals. Furthermore, digesta samples were taken from the proximal and distal small intestine and caeca to determine the DM content. The viscosity in the digesta of the proximal small intestine was also measured.   

Trial II demonstrated a study based on digestibility. However, due to the results of the first study, only LP-SBM was used in the diets. The aim was to find out, if a different grinding intensity of LP-SBM would have an influence on the praecaecal XP- and AA-digestibility. 72 male broilers were divided into six groups with each group containing 12 animals. Three groups (1-V) were fed with pelleted diets containing only conventionally ground LP-SBM. The other three groups (2-V) received a pelleted diet containing only finely ground LP-SBM. The compositions of both diets were identical to the diets used in group 1 and 4 of trial I. Between the age of the 8th and the 26th day of life the DM content of excreta and litter and the body mass as well as the foot pads were evaluated. Consequently, six days prior to the end of the trial the diets contained chromoxid as marker. Immediately after the change to diets with chromoxid, excreta were collected (over a period of four hours at intervals of 30 minutes) and the chromoxid content was measured to determine the feed passage rate. At the age of 26 all animals were dissected to take ileal digesta samples (between the Meckel’s diverticulum and two cm proximal of the caeca junction) for analysing the praecaecal XP- and AA-digestibility with the marker method.

In trial I and II the contents per kg as fed of XP (~201 g), lysine (~11.4 g) and energy (~12.5 ME MJ) in the diets were calculated terse to see possible grinding effects on performance clearly. Thus the recommended values (XP: 215 g/kg as fed; lysine: 11.6 g/kg as fed; energy: 13.0 MJ ME MJ/kg as fed) weren’t achieved.

The most important results of both trials are summarized in the following passages:

 

 A high grinding intensity

·         of LP-SBM resulted in a higher apparent praecaecal digestibility for XP (78.3 % ± 3.38 vs. 76.9 % ± 1.62), methionine (91.2 % ± 1.80 vs. 89.0 % ± 0.796), cysteine (80.5 % ± 2.60 vs. 75.2 % ± 2.20) and lysine (85.0 % ± 2.85 vs. 82.0 % ± 0.305). However, significant differences were only found within the praecaecal digestibility for cysteine.

·         influenced the performance only when LP-SBM was used: The broilers showed up to 17 % higher feed consumption and up to 18 % (significant) higher body masses by using a large content of finely ground LP-SBM as part of their diet. This implies a previously undiscovered potential of customary LP-SBM. In the study of digestibility, the broilers showed also a 16 % higher feed consumption as well as 21 % (significant) higher body masses. Comparable effects were unapparent among the HP-SBM- and SPC-groups.

·         didn’t markedly influence the gizzard and pancreas mass. However, the animals of the groups, who received diets with the highest amounts of finely ground soybean product showed the lowest gizzard masses.

·         resulted in significant increases of the digesta viscosity in the proximal small intestine (LP-SBM: 3.01 mPas ± 0.748 vs. 4.13 mPas ± 0.525) and in an undesired excreta and litter quality, which had negative effects on foot pad health of the animals (FPD-Score, trial I: group 1 – 100 % conventionally LP-SBM vs. group 4 – 100 % finely LP-SBM: 2.95 ± 0.790 vs. 4.01 ± 0.667).

·         of LP-SBM influenced the passage rate of the diet: In the excreta of broilers, who received the diet with 100 % finely ground LP-SBM, were measured 25 % higher contents of chromoxid compared to the excreta of broilers, who get the diet with 100 % conventionally ground LP-SBM.

 

The results demonstrated positive effects on performance by making use of the new grinding technology for LP-SBM. An increased feed intake (probably due to the shorter passage rate) with increasing ratios of finely ground LP-SBM and the higher praecaecal XP- and AA-digestibility are probably the reasons for the effect on performance within the LP-SBM-groups.

Generally, it seems that a high grinding intensity has undesired effects on excreta and litter quality and consequently on foot pad health.

Finally, from an economic point of view a fine grinding of soybean products seems reasonable, although the impact on the digesta should be considered. Whereas the XP- and AA-contents were terse calculated, the finely ground LP-SBM resulted in a desired performance. An extensive supplementation of AA could restrict this positive effect. The influences on the digestibility and foot pad health may result in practically relevant conflicts.

keywords

Soja, Vermahlungsintensität, Broiler / Soy bean, grinding intensitiy, broiler

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