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Antinutritive Substanzen in
Futtermitteln
Jürgen Zentek, Petra Hellweg
Institut für Tierernährung
FU Berlin
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Negative Einflüsse durch Tierernährung: Tier – Produkt - Mensch
• Kontamination
• Verderb
– Mikrobielle Belastung
– Toxinbelastung (Mykotoxine)
• Bestimmte sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe (Antinutritive Faktoren, ANF)
• Futterauswahl, Rationsgestaltung
• Fehlerhafte Nährstoff-/Energieversorgung
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Tierernährung - ANF
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Definition für Antinutritive Faktoren (ANF)
ANF sind in Futtermitteln enthaltene Substanzen, die
unabhängig vom Gehalt an verfügbaren
Hauptnährstoffen, Vitaminen und Mineralstoffen
negative Wirkungen auf das Tier haben können
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ANF in Pflanzen
• stammen aus dem sekundären Stoffwechsel der Pflanze
• keine essentiellen Funktionen im Primärstoffwechsel
• jeweils nur in bestimmten Pflanzenarten
• Funktion:
• Abwehr von Schädlingen und Krankheiten
• Regulation des Wachstums
• Färbe- und Duftstoffe
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Negative Effekte für das Tier
• verminderte Futteraufnahme
• verringerte Leistung der Tiere
• Veränderungen der Verdaulichkeit der Nährstoffe
• Stoffwechselstörungen
• Toxizität
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Human- vs. Tierernährung
• Differenzierte Betrachtung von ANF
– Beispiel Glucosinolate
• Mensch „positive Gesundheitswirkungen“
• Tier: goitrogene Wirkung
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Stoffgruppen
• ANF können unterschiedlichen Stoffgruppen angehören,
wie z.B.
1. Kohlenhydraten
2. Proteinen
3. Phenolen
4. Glycosiden
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Antinutritive Faktoren
Stoffgruppe Kohlenhydrate
Nicht-Stärke-Polysaccharide (NSP)
Pentosane und 1,3-1,4-β- Glucane
Zellwandbestandteile
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Negative Wirkungen im Tier
• quellfähig → Wassereinlagerung
• Erhöhung der Viskosität des Chymus
• Energiedichte im Futter ↓
• Nährstoffverdaulichkeit ↓
• Wachstum und Leistung ↓
• besonders junges Geflügel empfindlich
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Empfehlungen für maximale Getreideanteile (%) in Alleinfuttermischungen für Geflügel und Ferkel, ohne und mit Enzymsupplementierung1)
(Jeroch, 2001; Simon und Jeroch, 1999)
Getreideart Gerste Roggen Triticale Weizen
Enzymzusatz - + - + - + - +
Küken/Broiler 10 40 5 20 20 40/o.B. 30 o.B.
Legehennen 40 o.B. 20 40 30 o.B. o.B. o.B.
Aufzuchtferkel 35 ? 0 ? 15 o.B. o.B. o.B.
Mastschweine o.B. o.B. 30 ? 40 ? o.B. o.B.
1) Je nach Getreideart Xylanasen bzw. ß-Glucanasen als Hauptaktivität
o.B. = ohne BegrenzungO. Simon, FU Berlin
Einsatz von Getreide im Mischfutter
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Unverdauliche Oligosaccharide
Raffinose
Stachyose
Verbascose
Raffinose
Antinutritive Faktoren
Stoffgruppe Kohlenhydrate
Stachyose
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Negative Wirkungen im Tier
• Schneller mikrobieller Umsatz im Caecum/Colon
→ Flatulenz, Durchfälle
• vor allem in Leguminosen
• Enzymeinsatz: Galactosidasen
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Antinutritive Faktoren
Stoffgruppe Proteine
Chemische
VerbindungWirkungsweise Vorkommen
Betroffene
Tierarten
(Einsatz-
beschränkungen)
Behandlungs-
möglichkeit
Proteinase-
Inhibitoren
Hemmung von Trypsinund Chymotrypsin
Proteinverdaulichkeit ↓
Leguminosen,
bes. Soja- u.
Gartenbohne
Küken, Ferkel,
Carnivoren
Hitzebehandlung
(Toasten)
Kochen
Lectine
(Häm-agglutinine)
Bindung an Rezeptoren der intestinalen Mucosa(Resorptionsstörungen)
In vitro Agglutination mit roten Blutzellen
Phaseolus-Arten
(Ackerbonen )
(Lupinen)
Monogastriden Hitzebehandlung
(z.B. Toasten, Extrudieren, Kochen)
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• zuckerähnliche Pflanzeninhaltsstoffe des sekundären Pflanzenstoffwechsels
• Glycosid-Bindung zwischen OH-Gruppe eines Zucker-Moleküls und
– OH-Gruppen von Alkoholen, Phenolen oder anderen Zuckern
– NH-Gruppen von Aminen
– SH-Gruppen von Senfölen
• sind entweder enzymatisch oder hydrolytisch spaltbar in Zucker und einen Nichtzucker (Aglycon)
Antinutritive Faktoren
Stoffgruppe Glycoside
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Antinutritive Faktoren
Stoffgruppe Glucoside/Glycoside
Chemische Verbindung
Wirkungsweise VorkommenBetroffene Tierarten (Einsatzbeschrän-kungen)
Behandlungs-möglichkeit
Pyrimidin-glucoside
(Vicin, Convicin)
Störungen des Fettstoffwechsels;
Verminderte Legeleistung und Schlupffähigkeit; Störungen der Fruchtbarkeit u. Laktation
Ackerbohnen
Wicken
Legehennen
Sauen
Nicht üblich, da hohe Hitzestabilität
Saponine Bitterer Geschmack; oberflächenaktive Wirkung: hämolytisch, Anti-Vitamin-D-wirksam
Ackerbohnen
Erbsen Lupinen
(Küken) Nicht erforderlich
Cyanogene
Glucoside
Vergiftungserscheinungen durch Freisetzen von Blausäure
(Atmungsgift)
Lein
Maniok
(Tapioka,
Cassava)
Pferde
Alle Nutzierarten
Erhitzen
Nicht üblich
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Antinutritive Faktoren
Stoffgruppe Phenolderivate und Alkaloide
Chemische Verbindung
Wirkungsweise Vorkommen
Betroffene Tierarten (Einsatzbeschrän-kungen)
Behandlungs-möglichkeit
Tannine
(Penolderivate,
Gerbstoffe)
Futteraufnahmedepression; Hemmung proteolytischerEnzyme; reduzierte Proteinverdaulichkeit
Verstopfungen
Ackerbohnen
Erbsen
Geflügel
Schweine
Pferde
Nicht üblich
Alkylresorcinole Futteraufnahmedepression;
Wachtumsdepressionen
Roggen
(>Triticale)
(>>Weizen)
Monogastriden Nicht erforderlich
Alkaloide Bitterer Geschmack – daher
Futteraufnahmedepression;
Viele Alkaloide sind toxisch.
Alkaloide - Motterkorns: Aborte, Lähmungen, Krämpfe; Rückgang der Milchleistung
Bitterlupinen
Roggen
(Triticale)
Monogastriden
Schweine
Rinder
Keine
Reinigen (Sieben)
Verschneiden
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Chemische
VerbindungWirkungsweise Vorkommen
Betroffene Tierarten
(Einsatzbe-
schränkungen)
Behandlungs-
möglichkeit
Phytinsäure Organische Bindung von P, Chelatbildung mit zweiwertigen Kationen(Ca++, Zn++, Fe++) und Reduzierung deren Verfügbarkeit
Getreide, Körner-leguminosenExtraktions-Schrote
Schweine
Geflügel
Enzymzusatz
(Phytasen)
Gossypol Freies Gossypol: Bindung von Eisen –hämolytische Wirkung; Eidotterverfärbung; Störungen des Proteinstiffwechsels und der Spermatogenese; Leber- u. Nierenschäden
Baumwollsaat alle Hitzebehandlung
Einsatz von Fe-Salzen
Antinutritive Faktoren
Stoffgruppe Chelatbildner
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Glucosinolate und Sinapin-die antinutritiven Substanzen des Rapses
Chemische
VerbindungWirkungsweise Vorkommen
Betroffene
Tierarten
(Einsatzbe-
schränkungen)
Behandlungs-
möglichkeit
Glucosinolate
(Thioglucoseenthaltende Verbindungen)
EnzymatischeSpaltprodukte wirken toxisch (Isothiocyanate, Thiocyanate, Nitrile)
Futteraufnahme ↓Störungen der Schilddrüsenhormon-synthese;StrumabildungWachstum ↓, Störungen der Reproduktions-leistungen; Übergang strumigener Substanzen auch in die Milch
Sorten-abhängig
Bes. Zuchttiere
Schweine
Geflügel
Kälber
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Glucosinolate und Sinapin-die antinutritiven Substanzen des Rapses
Chemische
VerbindungWirkungsweise Vorkommen
Betroffene Tierarten
(Einsatzbe-
schränkungen)
Behandlungs-
möglichkeit
Sinapin
(Cholinester)
Umsatz von Sinapin zu Trimethylamin(TMA) durch Darmbakterien; bei nicht ausreichernderTMA-oxydaseaktion in der Leber →TMA-anreicherung im Ei
Folge: fischiger Gruch(tender eggs)
Raps Legehennen mit gestörter TMA-Oxydase-Aktivität
(bes. Braunleger)
Expandieren mit vorgeschalteter
NaHCO3-
Behandlung
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Schlussfolgerung
• Antinutritive Faktoren spielen in der Fütterungspraxis eine große Rolle – Restriktionen erforderlich
• „Neue“ ANF müssen evaluiert werden– z.B. phytogene Additive
– Rückstände biotechnologischer Prozesse
– Neue GVO
• Forschungspotential– Tierernährung (konventionell/ökologisch) – Physiologische
Effekte – Produktsicherheit - Humanernährung