Untersuchungen über die Wirkungen von Zeolithzulagen auf die Pansenfermentation des Rindes in vitro

Die bedarfsgerechte Fütterung heutiger Milchkühe muss eine stabile Pansenfermentation erzeugen, denn nur so können die Kühe die gewünschten Leistungen erbringen. Um dies sicherzustellen, werden verschiedene Futtermittel-zusatzstoffe eingesetzt, die Unausgewogenheiten oder Mängel der Ration aus-gleichen. Studien zeigen, dass Zeolithe, zum Beispiel Klinoptilolithe, die infolge ihres Aufbaus (negativ geladene Kristallgitter mit für jeden Gittertyp spezifischen Kanälen und Hohlräumen) selektiv Kationen aus dem umgebenden Milieu aufnehmen und vorhandene Kanalkationen durch diese ersetzen können, den Pansenstoffwechsel von Rindern beeinflussen. Aus diesem Grund wurde in der vorliegenden Arbeit die Wirkung von Klinofeed®, einem Klinoptilolith sedimentären Ursprungs, auf die Fermentation im flüssigen Panseninhalt des Rindes, als erstem möglichem Wirkungsort, unter In-vitro-Bedingungen untersucht. Mit dem verwendeten Kurzzeitsystem nach CZERKAWSKI und BRECKENRIDGE (1969), einem künstlichen Pansen vom geschlossenen Blocktyp, konnten die Fermentationsvorgänge in der flüssigen Phase des Panseninhalts während sechsstündiger Inkubation beurteilt werden. Dazu wurden folgende Parameter an drei Probennahmezeitpunkten (0 h, 3 h, 6 h Inkubationsdauer) erfasst: Redoxpotential, pH-Wert, Glucosekonzentration, Konzentrationen der flüchtigen Fettsäuren (Essig-, Propion-, n-Butter-, n-Valerian-, Hexan-, i-Butter- und i-Valeriansäure sowie deren Summe), Gasproduktion, Methankonzentration, Ammoniakkonzentration, bakterieller Proteingehalt, Konzentrationen der Nukleobasen (Cytosin, Uracil, Thymin, Guanin, Adenin sowie deren Summe), Protozoenmotilität und Anzahl der Protozoen in Summe sowie differenziert nach Größe. Aus den Messwerten wurde die Größe der Veränderung bzw. die Produktion oder der Verbrauch der Parameter während der Inkubationsintervalle 0–3 h, 3–6 h und 0–6 h errechnet. Zwei Versuche mit unterschiedlicher Klinofeed®-Dosis wurden durchgeführt. Im ersten Versuch wurde an 45 Versuchstagen die der Fütterungsempfehlung entsprechende Menge von 0,34 g Klinofeed® pro Fermenter zugelegt. Im zweiten Versuch (elf Versuchstage) wurde die Dosis auf 0,68 g verdoppelt. Durch die Zulage von Klinofeed® wurde das Fermentationsmuster in beiden Versuchen moderat verändert und das Milieu stabilisiert (pH-Wert in den Kontrollfermentern niedriger als in den mit Klinofeed® versetzten Zulagefermentern). Die als Substrat eingesetzte Glucose wurde sowohl in den Kontroll- als auch in den Zulagefermentern bereits innerhalb der ersten drei Inkubationsstunden beinahe vollständig verstoffwechselt, ohne dass in den Zulagefermentern eine Vermehrung der Bakterienmasse (bakterielle Protein- bzw. Nukleobasenproduktionen) gegenüber den Kontrollen belegt werden konnte. Deshalb ist anzunehmen, dass die Steigerungen der Produktion flüchtiger Fettsäuren (Versuch 1: +7,8 % n-Buttersäure; Versuch 2: +19,3 % Essig-, +8,6 % Propion- und +9,9 % n-Buttersäure, in Summe aller flüchtigen Fettsäuren +8,8 %; jeweils über die Gesamtinkubation und in Relation zur Kontrolle) und der Methanproduktion [Versuch 1 (0–6 h): +14,4 %; Versuch 2 (0–3 h): +12,5 %] durch relative Verschiebungen innerhalb des Pansenmikrobioms und/oder der benutzten Stoffwechselwege hervorgerufen wurden. Mit den Methoden, die für die eigenen Versuche zur Verfügung standen, war es nicht möglich, den Erklärungsansatz einer Mikrobiomveränderung weiter zu erhärten. Auch die Klärung des eigentlichen Wirkmechanismus von Klinofeed® im Pansen sollte Gegenstand zukünftiger Untersuchungen sein.