Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Bildung (Menge und Dynamik) von Fermentationsprodukten von Futtermitteln mit unterschiedlichen Gehalten an fermentierbaren Kohlenhydraten in einem in-vitro System mit Faeces von Pferden

Plumhoff, Marie-Sophie

As inulin plays an important role in the aetiology of laminitis in horses, the fermentation products of topinmabur, an inulin containing feedstuff,  were compared to other fermentable carbohydrates (cellulose, starch, pectin, and inulin) in vitro when incubated with an equine faecal inoculum. The fermentation products were used as indirect parameters of the equine intestinal microbial activity   In a randomised order six Standardbred horses were fed either with grass meal (cellulose), oats (starch), sugar beet pulp (pectin), and topinambur (inulin). All diets were formulated to provide 1.5 g hydrolysable carbohydrates/kg BW in addition to hay. A wash-out period was performed in between the different feeding regimes by feeding exclusively hay. The faeces of the six horses were collected without adaptation (day 1), and after 10 days of adaptation to the respective feedstuff (day 10). Faeces and the respective feedstuffs were incubated for 48 h in an incubator system (ANKOM Technology – DAISYII-Incubator). Additionally, the influence of different amounts of hay combined with sugar beet pulp, and topinambur on fermentation parameters were tested in vitro with the faeces of four horses which were fed with hay. Dry matter, lactate, short chain fatty acids (SCFA), and pH were analysed in the inoculum before and after incubation at day 1 and day 10. Furthermore, the gas production of  the inoculum for the different feedstuffs was measured according to the method of Theodorou et al. (1994).   Dry matter degradation varied between 32.0 ± 1.29 % (grass meal) and 89.7 ± 1.2 % (topinambur). The different feedstuffs were valuated as follows: topinmabur > oats > sugar beet pulp > grass meal. SCFA and lactate concentrations increased after incubation (SCFA and lactate: grass meal < sugar beet pulp = oats = topinambur). A decrease in pH post-inoculation was noticed for topinambur and sugar beet pulp, while the pH for oats and grass meal remained constant during incubation. There was a high variation between the horses for all fermentation products. Increasing amounts of hay in combination with topinambur decreased SCFA and lactate concentrations and rised pH in the inoculum post-incubation, but different amounts of hay in combination with sugar beet pulp did not reveal any drop in fermentation products post-inoculation. The highest gas production was monitored for topinambur (day 1: 106 ± 15.1 mL, day 10: 106.5 ± 16.0 mL) followed by sugar beet pulp (day 1: 45.0 ± 4.22 mL, day 10: 43.2 ± 3.26 mL). Oats developed a similar gas production (kk) like grass meal in the first 12 h post-inoculation, with an increasing gas production between 12 and 24 h after incubation (day 1 12 – 24 post incub.: 20.8 ± 3.81 mL, day 10 12 – 24 post incub.: 25.3 ± 11.5 mL). There were no differences in fermentation products between day 1 and day 10 of the feeding period.   The results of the study suggest that inulin was intensively and quickly fermented which might result in disturbances in the equine intestinal microbial system. The individual variation seemed to be of importance as a specific fermentation pattern might reflect the risk for developing laminitis.

Inulin besitzt eine bedeutende Rolle bei der Ätiologie der Hufrehe beim Pferd. Der Vergleich der Fermentation von Topinambur, einem inulinhaltigen Futtermittel, mit anderen fermentierbaren Kohlenhydraten (Cellulose, Stärke, Pektin) in einem in-vitro System mit equiner Faeces als Inkubationsmedium war Gegenstand dieser Untersuchung. Die Fermentationsprodukte wurden als indirekte Parameter für die equine intestinale mikrobielle Aktivität genutzt.   In randomisierter Reihenfolge wurden sechs Traberwallache abwechselnd mit Grünmehl (Cellulose), Hafer (Stärke), Trockenschnitzeln (Pektin) und Topinambur (Inulin) gefüttert. Alle Rationen waren so bemessen, dass sie 1,5 g hydrolisierbare Kohlenhydrate/kg KM zusätzlich zum Heu aufwiesen. Zwischen den verschiedenen Fütterungsperioden fand jeweils eine Wash-out-Phase mit ausschließlicher Heufütterung statt. Die Faeces der sechs Pferde wurden ohne Adaption (Tag 1) und nach zehntägiger Adaption (Tag 10) an das jeweilige Futtermittel entnommen. Die Faeces und das entsprechende Futtermittel wurden für 48 Stunden in einem Inkubationssystem (ANKOM Technology - DAISYII- Incubator) inkubiert. Zusätzlich wurde der Einfluss verschiedener Mengen Heu in Kombination mit Trockenschnitzeln und Topinambur auf die Fermentationsparameter in-vitro überprüft; genutzt wurden dabei Faeces von vier mit Heu gefütterten Pferden. Trockenmasse, Laktat, flüchtige Fettsäuren (FFS) und der pH-Wert wurden im Inkubationsmedium vor und nach Inkubation an Tag 1 und Tag 10 analysiert. Weiterhin wurde die Gasproduktion der unterschiedlichen Futtermittel nach der Methode von Theodorou et al. (1994) gemessen.   Der Trockenmasseabbau variiert zwischen 32,0 ± 1,29 % (Grünmehl) und 89,7 ± 1,2 % (Topinambur). Die verschiedenen Futtermittel rangierten wie folgt: Topinambur > Hafer > Trockenschnitzel > Grünmehl. Die Konzentrationen von FFS und Laktat stiegen nach Inkubation an (FFS und Laktat: Grünmehl < Trockenschnitzel = Hafer = Topinambur). Ein Absinken des pH-Wertes konnte nach Inkubation von Topinambur und Trockenschnitzeln beobachtet werden, während die pH-Werte von Hafer und Grünmehl im Laufe der Inkubation konstant blieben. Es traten bei allen Fermentationsprodukten starke Variationen zwischen den Pferden auf. Mit steigendem Heuanteil in Kombinationen mit Topinambur nahmen die Konzentrationen der FFS und des Laktats ab, bei gleichzeitigem Anstieg des pH-Wertes im Inkubationsmedium, während bei unterschiedlichen Heuanteilen in Kombinationen mit Trockenschnitzeln keine Unterschiede bei den Fermentationsprodukten nach Inkubation nachzuweisen waren. Die stärkste Gasproduktion wurde bei Topinambur (Tag 1: 106 ± 15,1 ml, Tag 10: 106, 5 ± 16,0 ml) gefolgt von Trockenschnitzeln (Tag 1: 45,0 ± 4,22 ml, Tag 10: 43,2 ± 3,26 ml) beobachtet. Hafer entwickelte eine ähnliche moderate Gasproduktion wie Grünmehl in den ersten 12 Stunden nach Inkubation, gefolgt allerdings mit einem deutlichen Anstieg der Gasproduktion in dem Zeitraum 12 - 24 Stunden nach Inkubation (Tag 1 12 - 24 h post incub.: 20,8 ± 3,81 ml, Tag 10 12 - 24 h post incub.: 25,3 ± 11,5 ml). Es waren keine Unterschiede bei den Fermentationsprodukten zwischen Tag 1 und Tag 10 der Fütterungsperiode nachweisbar.   Die Ergebnisse dieser Untersuchung weisen darauf hin, dass Inulin intensiv und rasch fermentiert wurde, was beim Pferd zu intestinalen Störungen führen kann. Die individuellen Schwankungen scheinen von Bedeutung zu sein, da ein spezifisches Fermentationsmuster die Prädisposition zur Entwicklung der Hufrehe widerspiegeln könnte.  

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Plumhoff, Marie-Sophie: Bildung (Menge und Dynamik) von Fermentationsprodukten von Futtermitteln mit unterschiedlichen Gehalten an fermentierbaren Kohlenhydraten in einem in-vitro System mit Faeces von Pferden. Hannover 2004. Tierärztliche Hochschule.

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