Dissertation

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

Benjamin Schiel

Einfluss eines Zusatzes von Mannanase im Mischfutter

auf die Leistung sowie die Magen-Darm- und Fußballengesundheit

von Masthühnern

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-110914

title (eng.)

Influences of added mannan-degrading enzyme in compound feed on the performance as well as the health of the gastrointestinal tract and the foot pad health in fattening chickens.

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2017

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/schielb_ws17.pdf

abstract (deutsch)

In der Mastgeflügelfütterung werden derzeit in Deutschland als besondere Proteinträger hauptsächlich das Sojaextraktionsschrot (SES) und das Rapsextraktionsschrot verwendet. Insbesondere im SES sind Mannane enthalten, die zu den Nicht-Stärke-Polysacchariden (NSP) zählen und im Tier nachteilig wirken können. Zu diesen negativen Effekten zählen beispielsweise eine geringere Futteraufnahme und damit reduzierte Zunahmen, eine höhere Viskosität im Chymus sowie klebrige und feuchte Exkremente, die letztlich auch zu nasser Einstreu führen, einer der Hauptursachen für Fußballenerkrankungen beim Geflügel.

 

Vor diesem Hintergrund wurde ein Fütterungsversuch mit Masthühnern konzipiert, in dem der Einfluss eines Mannanasezusatzes (EU-weit zugelassener Futterzusatzstoff) im Alleinfutter auf die Mastleistung, Exkremente- und Einstreuqualität (pH-Wert und TS-Gehalt), einige Parameter der Magen-Darm-Gesundheit sowie auf die Fußballengesundheit überprüft werden sollten. Ziel der vorliegenden Studie waren nähere quantitative Aussagen zu möglichen Effekten dieses Mannanasezusatzes zum Mischfutter für die Hähnchenmast. Wegen des heute allgemein üblichen Zusatzes von Xylanasen war ein besonderes Versuchsdesign erforderlich, um später zwischen möglichen Effekten der Xylanase und Mannanase differenzieren zu können: Während in der Kontrollgruppe I auf beide Enzymzusätze verzichtet wurde, kam in der Kontrollgruppe II nur die Xylanase zum Einsatz (0,150 g/kg). Dem Mischfutter für die Versuchsgruppe I (mit praxisüblicher Xylanaseaktivität) war die zu prüfende Mannanase entsprechend der Anwenderempfehlung nach der Pelletierung zugesetzt (110 ml/t; 86,8 MU/t). Schließlich enthielt die Mischfuttervariante der Versuchsgruppe II die doppelte Dosierung/Mannanaseaktivität, um gegebenenfalls mögliche Dosis-Wirkungsbeziehungen aufzudecken.

 

Im vorliegenden Versuchsansatz wurden mit insgesamt 264 Masthühnern (aufgeteilt in die oben genannten vier Gruppen, jede mit drei Untergruppen) die Auswirkungen des Mannanasezusatzes auf die Leistung, die Qualität von Exkrementen und Einstreu sowie die Magen-Darm- und Fußballengesundheit untersucht. Dabei interessierten u.a. die Serumkonzentrationen von α-1-acid Glycoprotein (Akute-Phase-Protein), Organmassen von Muskelmagen und Pankreas, histologische Parameter des Ileums (Anzahl von Becher- und Mastzellen, Kryptenschichtdicken sowie Zottenlängen) und das Vorkommen von Campylobacter spp. im Blinddarmchymus. Des Weiteren erfolgten eine Bestimmung der Digestaqualität (pH-Wert, Trockensubstanzgehalt, Viskosität), die Bestimmung der Keimzahl von Clostridium perfringens und eine Analyse der Zusammensetzung des Mikrobioms im Dünndarminhalt.

 

Die wesentlichen Ergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen:

1.Der ausschließliche Zusatz der Xylanase (Vergleich zur Kontrollgruppe) hatte eine geringere Viskosität im Dünndarmchymus zur Folge (ohne Xylanase am LT 23 über 5 bzw. am LT 37 über 3 mPa x s im Mittel; mit Xylanase zu beiden Zeitpunkten zwischen 2 und 3 mPa x s). Auch ein geringerer Anteil von Enterobacteriales im Mikrobiom (0,182 % vs. 0,069 %; LT 23) konnte in den Gruppen mit dem Zusatz der Xylanase im Futter festgestellt werden.

2.Enthielt das Mischfutter bei üblicher Dosierung der Xylanase auch die empfohlene Mannanaseaktivität, so war im Vergleich zu den übrigen Gruppen ein signifikant günstigerer Fußballenscore (3,24 vs. 2,26) zu beobachten, und zwar trotz des Überschreitens der sog. „kritischen“ Einstreufeuchte (in allen Gruppen über 50 % Wassergehalt im Einstreu-Exkremente-Gemisch).

3.Die doppelte Dosierung der Mannanase (bei üblicher Xylanaseaktivität) hatte bei der Kryptenschichtdicke sowie der Zottenlänge im Ileum die günstigsten Verhältnisse im Vergleich zu den restlichen Gruppen. So führte der doppelte Mannanasezusatz hinsichtlich der Kryptenschichtdicke zur geringsten Dicke (167 µm vs. 196 µm der Kontrollgruppe). Des Weiteren waren hier die höchsten Werte in der Zottenlänge im Ileum festzustellen (1691 µm vs. 1489 µm bei üblicher Mannanaseaktivität). Es war jedoch keine Dosis-Wirkungsbeziehung hinsichtlich dieser histologischen Parameter nachzuweisen.

 

Bei allen weiteren Parametern (Leistungen, Qualität von Exkrementen und Einstreu, etc.) gab es keine signifikante Auswirkungen infolge der unterschiedlichen Enzymzusätze.

 

In einem nachgeschalteten Versuchsansatz, in dem als Mannanquelle guar gum verwendet wurde, zeigte die übliche Mannanasedosierung ganz eindeutige Wirkungen, insbesondere waren unter diesen Bedingungen Körpermassenentwicklung und Futteraufwand sowie das Wasserfutterverhältnis günstig beeinflusst (um ca. 6 %). Des Weiteren führte die Mannanaseergänzung nahezu ausschließlich am LT 20 zu geringeren relativen Massen von Muskelmagen und Bauchspeicheldrüse (um ca. 16 %), aber auch zu relativ niedrigeren Werten in der Dünndarmlänge (um 14 %). Zum Ende der Mast (LT 34) waren diese Effekte insgesamt weniger deutlich bzw. gar nicht mehr nachweisbar.

 

Die entscheidende, aus vorliegenden Versuchen zwingende Schlussfolgerung ist, dass es der Anwesenheit von passendem Substrat in entsprechender Konzentration bedarf, wenn Enzymwirkungen erkennbar werden sollen. Wegen möglicher höherer Mannangehalte in bestimmten Sojaqualitäten/-nebenprodukten ist der Mannanasezusatz unter prophylaktischen Aspekten durchaus verständlich (Risiko für die Magen-Darm-Gesundheit und Leistung) und letztlich eine Option, die unter wirtschaftlichen Aspekten (Kosten/Erträge) entschieden wird.

abstract (englisch)

Nowadays in Germany, the soybean and the canola meal are today mainly used as a special protein in fattening poultry. Soybean meal (SBM) contains mannans, which belong to the non-starch polysaccharides (NSP) and which can have adverse effects on the animal. These negative effects include, for example, a lower feed intake and therefore a decreased gain in weight, a higher digesta viscosity as well as sticky and moist excreta. The latter ultimately also lead to wet litter, one of the main causes for foot pad diseases in poultry.

 

For this purpose, a feeding experiment with broilers was performed. It was evaluated how added mannanase (EU-wide approved feed additive) in the compound feed would be influencing the fattening performance, excreta and litter quality (pH value and DM content), some parameters of intestinal health as well as the foot pad health should be examined. The aim of the present study was to provide more detailed quantitative information on possible effects of such a mannanase addition to the compound feed for broiler fattening. Because of the common addition of xylanases, a special test design was necessary to be able to differentiate afterwards between possible effects of the xylanase and the mannanase: Whereas in control group I, both enzyme additions were omitted, only xylanase was used in control group II (0.150 g/kg). The mannanase to be tested was added to the compound feed for trial group I (with recommended xylanase activity) according to the recommended use after pelleting (110 ml/t). Finally, the mixed feed variant of the experimental group II contained the double mannanase activity to reveal possible dose-response relationships. In the present experiment, 264 broilers (divided into the above mentioned four groups, each with three subgroups) were examined regarding the effects of the mannanase supplementation on performance, the quality of excreta and litter as well as gastrointestinal and foot pad health. Against this background, especially the serum concentrations of α-1-acid glycoprotein (acute phase protein) was of interest as well as organ masses of gizzard and pancreas, histological parameters of the ileum (number of goblet and mast cells, crypt layer thicknesses and lengths of villi) and the occurrence of Campylobacter spp. in the cecal content. Furthermore, a determination was made of the quality of the chymus (pH level, dry matter content, viscosity), the colony forming units count of Clostridium perfringens and an analysis of the composition of the whole microbiome in the small intestinal digesta.

 

The main results can be summarized as follows:

1.The exclusive addition of xylanase (compared to the control group) resulted in a lower viscosity in the small intestine content. A smaller proportion of Enterobacteriales in the microbiome could also be found in the groups with the addition of xylanase in the compound feed.

2.If the common dosage of xylanase and the recommended dosage of mannanase were used, compared to the other groups a significantly more favourable foot pad score could be observed, even though the fact that the "critical" water content in the litter was exceeded (over 50 % water content in the litter-excrement-mixture).

3.The double dosage of mannanase (at common xylanase activity) had the most favourable ratios in relation to the remaining groups in the crypt layer thickness as well as in the length of the villi in the ileum. No dose-response relationship could be detected regarding these histological parameters.

 

With regard to all other parameters (performance, quality of excreta and litter, etc.), there were no significant effects that could be attributed to the different enzyme additives.

 

In a subsequent experimental approach using the mannan source guar gum, the recommended dosage of mannanase showed very clear effects, in particular under these conditions regarding the body mass development, the feed conversion ratio, the water to feed ratio likewise the relative organ masses of gizzard and pancreas, but also the relative length of the small intestine (compared to the group with the addition of guar gum but without mannanase in the compound feed). However, this group did not reach the level of the control group, which did not receive any of the two additives (guar gum and mannanase) to the compound feed.

 

The most important conclusion is that the presence of the appropriate substrate is required if corresponding enzyme effects are to be recognized. Furthermore the addition of a mannanase (which in this case showed its potency, particularly in the subsequent follow-up trial), is highly recommended for reasons to avoid effects of a higher mannan contents in the diet due to lower quality batches in SBM or due to the inclusion of further ingredients in the diet like palm kernel by-products, guar meal and so on.

 

To avoid risks (soybean parts with a higher mannan content) for health and performance, the addition of a mannanase to compound feed is an option, which ultimately is decided by an economic aspect.

keywords

NSP, Mannanase, Masthühner, NSP, mannanase, broiler

kb

4.208