Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Auswirkungen von Enterococcus faecium als Futterzusatzstoff auf die Keimflora und Zusammensetzung des Darminhalts sowie auf die Leistung von Broilern bei gleichzeitigem Einsatz eines Kokzidiostatikums

Hinrichs, Meike

Against the background of the ban of antibiotic growth promoters at the beginning of 2006, alternatives, which can have a positive influence on health and performance, are being sought for poultry fattening. Adding probiotics to feedstuffs is a possibility which is not only tolerated but even seen as positive by the consumer. This thesis examined the effects of the probiotic EF (Enterococcus faecium; strain DSM 7134) on the intestinal flora of broilers (counts of Enterococcus sp. and E. coli as well as LPS-contents in the chyme), on parameters of microbial metabolism (lactate, vfa, NH3), and on economically important performance parameters (weight gain, feed conversion, loss rate). For this purpose three fattening trials (D1-D3) were carried out under laboratory conditions in which four groups, each with 25 animals, were given different dosages (0/106/107/108cfu/g) of the probiotic in their feed (complete diet from conventional ingredients with common contents of energy and nutrients). Apart from this some groups received the ionophore Monensin - Sodium as an anticoccidium, to examine possible effects of the probiotic also under the influence of the mentioned substance. Tab. 49: Experimental set-up in fattening trials D1-D3   fattening trial 3 feed additive                                                                        group 1 group 2 group 3 group 4 t1 1 EF (cfu/g feed) Monensin (100 mg / kg feed) - + 106 + 107 + 108 + ~ 1h 2 EF (cfu/g feed) Monensin (100 mg / kg feed) 2 - - 108 - - + 108 + ~ 1/3h 3 EF (cfu/g feed) Monensin (100 mg / kg feed) 2 - - 106 - 107 - 108 - ~ 3h 1 time between start of feed intake and slaughtering to obtain the chyme 2 groups without any Monensin: Toltrazuril in drinking water  (0.6ml / l; d 1,4,5,6,14,15,19,20) 3supplement: D4-D6 under field conditions, only 1 trial group and 1 control group (EF-addition: 106cfu/g), Salinomycin or Narasin/Nicarbazin as an anticoccidium       In D1-D3 animals were sacrificed on three different days (i.e. day 12, 25 and 39) to gain chyme samples from the small intestine and the caecum. The time between the start of the feed intake in the morning and the sample taking ranged between 1h and 3h. Samples were examined quantitatively for counts of Enterococcus (selective medium; followed by differentiation) and E. coli (Gassner medium), using common microbiological methods. Apart from that the contents of dry matter, pH, concentrations of NH3 (ion sensitive electrode), LPS (LAL-test), lactate (enzymatic) and vfa (gas chromatography) as well as total acidity were analyzed. Furthermore another three fattening periods (D4-D6) were carried out under field conditions (1 control and 1 trial group with 9000 animals each). Only the trial group’s diet contained EF (106cfu/g feed), but the feeds of both groups contained anticoccidia. Of primary interest were the performance parameters, i.e. gain, feed conversion and loss rate, as well as the dry matter contents of feces and litter. The main results of this thesis are the following:   1.      The addition of EF led in the small intestine as well as in the caecum chyme to clearly higher numbers of Enterococcus, given that the feed contained no Monensin. In the chyme from the small intestine significantly higher counts were found at a dosage of 107  (106 and 108 only caused a tendency to higher numbers). In the chyme from the caecum generally much higher counts were detected (> 1 power of ten), independent from the dosage of EF. 2.      The pH as well as the content of dry matter in the chyme of broilers were not influenced by the added probiotic. The counts of E. coli were reduced neither in the small intestine chyme nor in the caecum chyme. Correspondingly there was no change in the LPS-contents under addition of EF either. An increase of the dosage of EF did not lead to an increase of the lactate contents in the chyme. Only the total acidity showed a tendency to higher concentrations, when the probiotic was added (without any influence on the fermentation pattern). Partially there was an increase of NH3-contents in the small intestine chyme (but not in the caecum chyme) when the probiotic dosage was raised. 3.      The counts of native intestinal Enterococcus as well as added Enterococcus in the small intestine and caecum chyme were significantly reduced when Monensin was used. This effect was clearly connected to corresponding changes in lactate contents. But under the influence of Monensin generally higher pH was found in the small intestine chyme, with similar results in the caecum chyme. The counts of E. coli varied in small intestine and caecum chyme in animals, which received Monensin, on a slightly higher level. Similar results are valid for LPS-contents in the chyme. Apart from that the ionophore had a clear influence on the fermentation pattern of vfa (C2/C3-relation). The contents of NH3 in the chyme were not found to have changed after the use of Monensin. 4.      Neither under laboratory nor under field conditions did the addition of EF have a significant influence on the gain, feed conversion or loss rate. The feed conversion alone was slightly reduced in the fattening periods D1-D3 (-2 and -3 %); in D4-D6 the feed conversion varied between -2 and +3 %. 5.      The dry matter content of feces as well as litter was not influenced by the addition of Enterococcus. Only when combining the highest dosages of EF and Monensin was there a tendency to higher values.   Conclusions   The results clearly show that in experiments concerning the use of probiotics in poultry a parallel use of anticoccidia (with antibacterial effects) has to be taken into consideration. The reason is that different parameters were influenced more by the anticoccidium than by the dosage of added probiotics. A standardization of the amount of feed intake and the time until chyme gain would be of immense importance for future studies. Certain parameters, e.g. counts and lactate concentration, showed significantly higher results when the period of time between start of feed intake and taking chyme samples was a longer one. The question posed, if and to what extent the added Enterococci show metabolic activity in the chyme, could not be answered conclusively using this chosen experimental set-up.

Vor dem Hintergrund des Verbots antibiotischer Leistungsförderer zu Beginn des Jahres 2006 sucht man auch für die Geflügelmast nach Alternativen, die gleichzeitig Gesundheit und Leistung günstig beeinflussen könnten. Der Zusatz von Probiotika zum Futter ist dabei vielleicht eine Möglichkeit, die von Verbrauchern bisher nicht nur toleriert, sondern generell auch positiv bewertet wird. In der vorliegenden Arbeit sollten die Auswirkungen des Probiotikums EF (Enterococcus faecium; Stamm DSM 7134) auf die Darmflora von Broilern (Keimzahlen von Enterokokken und E. coli sowie LPS-Gehalte im Chymus), auf Parameter des mikrobiellen Stoffwechsels (Laktat, FFS, NH3) sowie auf wirtschaftlich relevante Leistungsdaten (Zunahmen, Futteraufwand, Verlustrate) geprüft werden. Dazu wurden zunächst drei Mastdurchgänge (D1-D3) unter Institutsbedingungen durchgeführt, in denen jeweils vier Gruppen mit je ~ 25 Tieren unterschiedliche Dosierungen (0/106/107/108KbE/g) des Probiotikums über das Futter (abgesehen von dem EF-Zusatz identisches Mischfutter aus gängigen Komponenten mit üblichen Energie- und Nährstoffgehalten) erhielten. Darüber hinaus kam in einigen Gruppen als Antikokzidium das Ionophor Monensin - Natrium zum Einsatz, um die möglichen Effekte des Probiotikums auch unter dem Einfluss dieser Substanz zu testen. Tab. 48: Versuchsaufbau in den Durchgängen D1-D3   Durchgang 3 Futterzusatz                                                                          Gruppe 1 Gruppe 2 Gruppe 3 Gruppe 4 t1 1 EF (KbE pro g Futter) Monensin (100 mg / kg Futter) - + 106 + 107 + 108 + ~ 1h 2 EF (KbE pro g Futter) Monensin (100 mg / kg Futter) 2 - - 108 - - + 108 + ~ 1/3h 3 EF (KbE pro g Futter) Monensin (100 mg / kg Futter) 2 - - 106 - 107 - 108 - ~ 3h 1 Zeit zwischen Beginn der Futteraufnahme und Schlachtung zur Chymusgewinnung 2 Gruppen ohne Monensin: Toltrazuril via Tränkwasser (0, 6 ml / l, d 4,5,6,14,15,19,20) 3ergänzend: D4-D6 unter praxisüblichen Bedingungen, jeweils nur 1 Kontroll- und Versuchsgruppe  (EF - Zusatz:   106KbE/g), als Antikokzidium: Salinomycin bzw. Narasin/Nicarbazin   In D1-D3 wurden jeweils zu drei Zeitpunkten (12., 25. und 39. Lebenstag) Tiere getötet, um Chymusproben aus Dünndarm und Caecum zu gewinnen (s. Tab 47). Dabei lag zwischen dem Beginn der Futteraufnahme am Morgen und der Probengewinnung ein Zeitraum von 1 h bzw. 3 h. Die Proben wurden mit herkömmlichen mikrobiologischen Verfahren quantitativ auf Keimzahlen von Enterokokken (Selektivnährboden; anschließend weitere Differenzierung) und E. coli (Gassnernährboden) untersucht; darüber hinaus wurden jeweils Trockensubstanzgehalte, pH-Werte sowie die Konzentrationen an NH3 (ionensensitive Elektrode), LPS (LAL-Test), Laktat (enzymatisch) und FFS (gaschromatographisch) sowie die Gesamtazidität bestimmt. Des Weiteren wurden drei Mastversuche (D4-D6) unter praxisüblichen Haltungsbedingungen (jeweils 1 Kontroll- und 1 Versuchsgruppe mit je ~ 9000 Tieren) durchgeführt, wobei nur im Futter der Versuchsgruppe EF (106KbE/g), aber im Futter beider Gruppen Antikokzidia enthalten waren. Hier interessierten primär die Leistungsdaten, d. h. Zunahmen, Futteraufwand und Verlustrate, daneben auch der Trockensubstanz - Gehalt der Exkremente und der Einstreu. Die wesentlichen Ergebnisse dieser Arbeit lassen sich wie folgt zusammenfassen: 1.      Der Zusatz von Enterococcus faecium führte sowohl im Dünndarm- als auch im Caecumchymus zu deutlich höheren Keimzahlen von Enterokokken, wenn das Futter kein Monensin enthielt. Im Dünndarminhalt wurde bei der Dosierung 107 eine signifikant höhere Keimzahl nachgewiesen (bei 106 bzw. 108 nur tendenziell höhere Werte). Im Caecumchymus wurden ohne Monensin - Einsatz unabhängig von der EF-Dosierung generell signifikant höhere Keimzahlen von Enterokokken (> 1 Zehnerpotenz) ermittelt. 2.      Sowohl die pH - Werte als auch die TS-Gehalte des Chymus von Broilern blieben von dem probiotischen Futterzusatz unbeeinflusst. Weder im Dünndarminhalt noch im Caecumchymus kam es bei Zusatz von Enterococcus faecium zu einer Reduktion der Keimzahlen von E. coli bzw. der LPS - Gehalte. Bei steigender Dosierung von Enterokokken war auch keine Erhöhung der Milchsäuregehalte im Darminhalt zu erkennen. Nur die Gesamtazidität tendierte bei Zusatz des Probiotikums zu höheren Werten (allerdings ohne Beeinflussung des Fermentationsmusters). Teilweise wurde bei zunehmender Dosierung des Probiotikums ein leichter Anstieg der NH3 - Gehalte im Dünndarmchymus (nicht aber im Caecuminhalt) beobachtet. 3.      Die Anzahl sowohl der darmeigenen als auch der zugesetzten Enterokokken war bei Einsatz von Monensin sowohl im Dünndarm- als auch im Caecumchymus signifikant reduziert, verbunden mit entsprechenden Veränderungen der Laktatgehalte. Dennoch wurden im Dünndarminhalt unter dem Einfluss von Monensin generell höhere pH - Werte gemessen, ähnlich auch im Caecumchymus. Die Keimzahlen von E. coli im Dünndarm- und Caecuminhalt variierten bei Tieren, die Monensin erhielten, auf einem leicht höheren Niveau. Ähnliches gilt für die LPS-Gehalte im Darminhalt. Darüber hinaus war ein deutlicher Einfluss des Ionophors auf das Fermentationsmuster der FFS (C2/C3- Relation) festzustellen. Die NH3 - Gehalte im Darminhalt waren bei Monensin - Einsatz kaum verändert. 4.      Weder bei Haltung der Tiere unter Institutsbedingungen noch unter den praxisüblichen Voraussetzungen hatte der Zusatz von EF einen deutlichen Einfluss auf die Zunahmen, den Futteraufwand oder die Verlustrate. Lediglich der Futteraufwand wurde in den Durchgängen D1-D3 leicht reduziert (-2 bzw.-3 %); in D4-D6 variierte dieser Effekt zwischen -2 und +3 %. 5.      Die Trockensubstanzgehalte der Exkremente wie auch der Einstreu blieben unbeeinflusst von dem Enterokokken - Zusatz; nur bei Kombination der höchsten Dosierung von EF und Monensin war ein Trend zu höheren Werten erkennbar. Schlussfolgerungen: Die Untersuchungsergebnisse machen deutlich, dass in Versuchen zum Einsatz von Probiotika bei Geflügel generell die parallele Verwendung von Antikokzidia (mit antibakterieller Wirkung) Berücksichtigung verdient, da verschiedene Parameter hiervon teils stärker beeinflusst wurden als von der Dosierung der zugesetzten probiotischen Keime. Von ganz entscheidender Bedeutung für zukünftige Studien wäre eine Standardisierung von Futtermengenaufnahme und zeitlichem Abstand zur Chymusgewinnung. Bestimmte Parameter wie z. B. Keimzahlen und Konzentrationen von Milchsäure zeigten deutlich höhere Werte, wenn zwischen dem Beginn der Futteraufnahme und der Entnahme von Chymusproben ein längerer Zeitraum lag. Die Frage, ob bzw. in welchem Umfang die zugesetzten Enterokokken im Darminhalt besondere Stoffwechselaktivitäten entfalten, konnte mit dem hier gewählten Versuchsansatz nicht abschließend geklärt werden.

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Hinrichs, Meike: Auswirkungen von Enterococcus faecium als Futterzusatzstoff auf die Keimflora und Zusammensetzung des Darminhalts sowie auf die Leistung von Broilern bei gleichzeitigem Einsatz eines Kokzidiostatikums. Hannover 2005. Tierärztliche Hochschule.

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