Dissertation

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

Christopher Schulte

Auswirkungen unterschiedlicher Reineiweißgehalte am Rohprotein auf die Aminosäuregehalte in Grassilagen sowie deren Effekte auf ausgewählte Fermentationsparameter im Pansen (in vitro)

 

NBN-Prüfziffer

urn:nbn:de:gbv:95-111594

title (eng.)

Effects of variable levels of true protein in the total crude protein on amino acid contents in grass silages and their impact on specific ruminal fermentationparameters (in vitro)

publication

Hannover, Tierärztliche Hochschule, Dissertation, 2018

text

http://elib.tiho-hannover.de/dissertations/schultec_ss18.pdf

abstract (deutsch)

Der unmittelbar nach dem Schnitt von Gräsern durch pflanzeneigene Enzyme herbeigeführte Proteinabbau und –umbau führt zu einer Erniedrigung des prozentualen Reineiweißanteils am Rohprotein.

So wurde beobachtet, dass ein daraus resultierender erniedrigter Reineiweißgehalt am Rohprotein zu Erkrankungen in Milchviehherden führt.

Aus Beobachtungen in der Praxis stellte sich eine Definition von Schadsilagen mit einem Reineiweißanteil am Rohprotein von unter 50 Prozent (RE/Rp < 50 %) und Kontrollsilagen mit einem Reineiweißanteil am Rohprotein von über 50 Prozent (RE/Rp > 50 %) als sinnvoll heraus.

Die Ergebnisse der Auswertung der wissenschaftlichen Literatur zum Vorkommen und der Wirkung nichtproteinogener Aminosäuren legen nahe, dass Gräser keine nichtproteinogenen Aminosäuren zum Schutz vor herbivorem Fraß oder sonstigen Pathogenen bilden.

Aminosäuregehalte von 316 Grassilagen, welche durch ein Labor bestimmt wurden, standen für die Untersuchungen zur Verfügung.

Aus der Analyse dieser Aminosäuregehalte, 210 Schadsilagen (RE/Rp < 50 %) und 106 Kontrollsilagen (RE/Rp > 50 %), ging hervor, dass Schadsilagen um über ca. 46 % höhere Gehalte freier Aminosäuren gegenüber Kontrollsilagen bei gleichem Gesamtaminosäuregehalt (gebundene und freie AS) verfügen. Einzelne Aminosäuren zeigten sowohl im Gesamtgehalt als auch in den Gehalten freier Aminosäuren deutliche Unterschiede gegenüber der Kontrollgruppe.

Die Dynamiken der Freisetzung, Akkumulation sowie des Abbaus einzelner Aminosäuren in Abhängigkeit vom Reineiweißabbau wurden mit Hilfe von Korrelationsgeraden dargestellt und erklärt.

In acht Versuchsdurchläufen über je 28 Tage am RUSITEC (RUmen SImulation TECnique) wurden die Auswirkungen von Schadsilagen (RE/Rp < 50 %) auf ausgewählte Fermentationsparameter untersucht.

Die Zulage von Schadsilage und den damit verbundenen erhöhten Gehalten freier Aminosäuren im RUSITEC führten zu einer deutlich erhöhten Ammoniakbildung (ca. 700 %) sowie einer vermehrten Produktion (82,1 bis 158 %) verzweigtkettiger i‑Säuren (i‑Valerian- und i‑Buttersäure). Verantwortlich für die enorme Konzentrationserhöhung des Ammoniaks ist wahrscheinlich die Gruppe der HAP‑Bakterien (hyper-ammonia-producing), für die sich durch die Zulage gesteigerter Mengen freier Aminosäuren und Peptide ein Nischenvorteil darstellte.

Auch die gesteigerten Produktionen der verzweigtkettigen Aminosäuren (i‑Valerian- und i‑Buttersäure) sind auf ein erhöhtes Angebot freier Aminosäuren zurückzuführen.

Einflüsse durch die Zulage von Soja waren nur in geringen Umfang zu sehen und ließen sich durch den erhöhten Eintrag an Protein erklären.

Bei der lichtmikroskopischen Untersuchung der ruminalen Protozoen zeigten diese durch Schadsilagezulage hervorgerufene inhibitorische Effekte bzgl. ihrer Dichte im Pansensaft sowie ihrer Bewegungsfähigkeit. Des Weiteren war eine Reduktion der großen Protozoen zu verzeichnen.

Die Ergebnisse der Untersuchungen untermauern die Bedeutung des Parameters Reineiweiß für die Untersuchung von Grassilagen sowie zur Gesunderhaltung der Milchvielherde.

Hieraus ergibt sich die Forderung einer Reduktion der Proteolyse im frischen Grasschnitt zur Produktion hochwertiger Grassilagen.

abstract (englisch)

The enzymatic protein conversion and proteolysis starting directly after cutting grass causes decreased levels of true protein in the total crude protein. Pour performance in dairy cattle was found to be linked to lower true protein levels in the total crude protein caused by this process.

Obversations from daily routine made a classification into suspected silage, with a true protein in total crude protein less than 50 % and control silage containing true protein level higher than 50 % in total crude protein reasonable.

A revue of scientific literature about the incidence and effect of nonproteinogenic amino acids indicated that grasses do not have those as a protection from herbivore eating enemies or other pathogens.

For analysis, amino acid levels of 316 grass silages, which were determined by a laboratory, were available.

Analysis of amino acid levels within 210 suspected silages (RE/Rp < 50 %) and 106 control silages (Re/Rp > 50 %) revealed that suspected silages had 46 % higher levels of free amino acids within same levels of total amino acids (free and bounded) compared to control silages.

Single amino acids showed significant level variation in total as well as in free amino acids compared to the control group.

The dynamic of liberation, accumulation and lysis of single amino acids as a function of crude protein lysis was illustrated and interpreted using correlation analysis.

During a total of eight digestive experiments of 28 days runtime each using the RUSITEC (RUmen SImulation TEChnique), the effect of suspected silages (RE/Rp < 50 %) on selected fermentation parameters was tested.

The increased level of free amino acids due to suspected silage added to the RUSTEC resulted in a significant increased ammonia output (circa 700 %) as well as a raised production of branched short chain fatty acids (BSCFA), isovaleric acid and isobutyric acid.

The group of HAP-bacteria (hyper-ammonia-producing) is likely to be responsible for the enormous increased release of ammonia, since larger quantities of free amino acids and peptides represent an advantageous niche.

The increased production of isovaleric acid and isobutyric acid is also attributed to the elevated amount of free amino acids.

There were only minor changes caused by the additional input of soy, which are explainable by the increased protein supply.

Suspected silages caused an inhibitory effect on the density and activity patterns of ruminant protozoan scanned through a light optical microscope. Additionally, a decrease within the group of large protozoan was determined.

Thus, results confirm the importance of the true protein as a parameter for silage evaluation and healthiness in herds of dairy cattle.

Hence, a reduction of proteolysis in fresh cut grass is essential for the production of high quality grass silage.

keywords

Silage, Pansen, Aminosäuren, silage, rumen, amino acids

kb

2.650