DE3311649C2

DE3311649C2 - Futtermittelzusatz für Wiederkäuer

Info

Publication number: DE3311649C2
Application number: DE3311649A
Authority: DE
Inventors: Hiromi Maruyama; Seiji Sasaoka; Mitsuo Kiuchi; Hironori Kanehara
Original assignee: Nippon Soda Co Ltd
Current assignee: Nippon Soda Co Ltd
Priority date: 1982-04-02
Filing date: 1983-03-30
Publication date: 1994-08-11
Anticipated expiration: 2003-03-31
Also published as: DK146883D0; DK160396B; NZ203769A; NL8301160A; GB2121268A; FR2524269A1; AU1304383A; DK160396C; NO831186L; NO157365B; DK146883A; US4533557A; DE3311649A1; NL192598C; NO157365C; FR2524269B1; NL192598B; AU554373B2

Description

Die Erfindung betrifft Futtermittelzusätze für Wieder käuer, insbesondere Futtermittelzusätze in Form von Tabletten oder Granulaten, die durch den Pansen (rumen) hindurchgehen, und bei denen biologisch wirksame Bestand teile durch Schutzstoffe geschützt sind, so daß sie von den Verdauungssäften des Pansen nicht zerstört oder ab gebaut werden und durch die Verdauungsorgane des Lab magens (abomasus) absorbiert werden.

Es ist bekannt, daß biologisch wirksame Bestandteile z. B. Aminosäuren wie Methionin durch im Verdauungssaft des Pansen vorhandene Mikroorganismen abgebaut werden und folglich ihre Aktivität verloren geht. Daher wurden ver schiedene Formen von Futtermittelzusätzen für Wieder käuer untersucht, bei denen biologisch wirksame Bestand teile vor den im Verdauungssaft des Pansen vorhandenen Mikroorganismen geschützt sind und die durch die Ver dauungsorgane des Labmagens absorbiert werden.

Zum Beispiel sind in der JP-AS 48-12785 (Tokko-sho) granulatförmige Futtermittelzusätze beschrieben, bei denen die biologisch wirksamen Bestandteile durch Schutzstoffe, wie Tri glyceride, Reiskleie-Wachs usw. umgeben sind.

Die JPAS 56-1057 (Tokko-sho) betrifft Futtermittelzusätze, bei denen die biologisch aktiven Wirkstoffe durch gerad- oder ver zweigtkettige, substituierte oder unsubstituierte, ge sättigte, aliphatische Monocarbonsäuren mit zumindest 14 Kohlenstoffatomen oder ihre Salze oder ein Gemisch dieser gesättigten aliphatischen Monocarbonsäuren oder ihrer Salze umgeben oder damit überzogen sind.

Von diesen Futtermittelzusätzen wird angenommen, daß sie in den Verdauungsorganen nach dem Labmagen wie dem Duodenum, dem Colon usw. aufgebrochen und absorbiert werden. Praktisch werden sie jedoch so wie sie sind aus geschieden, da sie durch Schutzstoffe geschützt sind und nur eine kurze Verweilzeit in diesen Verdauungsorganen besitzen.

Die JP-OS 56-154956 (Tokkai-sho) betrifft Futtermittelzusätze, bei denen dieser Nachteil, daß sie nicht absorbiert sondern ausgeschieden werden, verbessert ist, indem sie Schutz materialien besitzen aus einem Gemisch von aliphatischen Monocarbonsäuren mit 14 bis 22 Kohlenstoffatomen oder Rizinolsäure oder gehärteten pflanzlichen oder tierischen Ölen und Natrium-, Kalium- oder Calciumsalzen von aliphatischen Monocarbonsäuren mit 14 bis 22 Kohlenstoff atomen oder Rizinolsäure. Es wird angenommen, daß diese Futtermittelzusätze durch unterschiedliche pH-Werte in den Verdauungssäften im Pansen und Labmagen ohne Einwir kung von Enzymen aufgebrochen werden. Die Verdauung dieser Futtermittelzusätze und Absorption der biologisch wirksamen Bestandteile dieser Zusätze sind jedoch unzu reichend, da das Aufbrechen der Schutzstoffe dieser Futtermittelzusätze sehr langsam vor sich geht.

Die US-PS 42 23 023 beschreibt die Verwendung von Chitosan als Futtermittel zusatz, dem die Funktion eines nicht absorbierbaren Lipidbindemittels zukommt. Nach dieser Patentschrift werden die Fettsäuren unter Bildung entsprechender Komplexsalze von Chitosan gebunden, wodurch die Lipidabsorption verringert wird. Die in Gegenwart von Wasser gebildeten Chitosan-Fettsäure-Komplexe sind auch im sauren Milieu des Magens vor Hydrolyse geschützt.

In Chemical Abstracts 84: 104, 434v (1976) ist die Verwendung von Chitosan oder einer Chitosanlösung als Bindemittel zur Pelletisierung von Dünge mitteln und Futtermitteln beschrieben. Gegenüber der Verwendung von Cellulose führt die Verwendung von Chitosan in verdünnter, saurer Lösung zu einer doppelten Granulatausbeute.

Knorr, D., Journal of Food Science 47 (1982), 593-595, beschreibt die Wasser bindungs-, Fettbindungs- und Emulgiereigenschaften von Chitosan und dessen Verwendung als Additiv für Futtermittelformulierungen.

Aus Neumüller, O.-A., Römpps Chemie-Lexikon, Bd. 1, ist bekannt, daß Chitosan gel- und filmbildend ist und sich in verdünnten Säuren löst.

Es ist Aufgabe der Erfindung, Futtermittelzusätze für Wiederkäuer zu entwickeln, die leicht durch den Pansen hindurchgehen und im Labmagen schnell aufgebrochen und abgebaut werden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch Futtermittelzusätze in Form von Tabletten oder als Granulat, bestehend aus einem Gemisch aus

a) nicht mehr als 60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht, an einem oder mehreren biologisch aktiven Bestandteilen, ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus Aminosäuren, Aminosäurederivaten, Hydroxyhomologen von Aminosäuren, Proteinen, Vitaminen, Enzymen und Veterinärarzneimitteln,
b) Schutzstoff(en), ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus gerad- oder verzweigtkettigen, gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen Monocarbonsäuren mit 14 bis 22 Kohlenstoffatomen, gehärteten pflanzlichen Ölen und gehärteten tierischen Ölen und
c) anorganischen Substanzen und
d) 1 bis 25 Gew.-% bezogen auf die Schutzstoffe, Chitosan mit einer Teilchengröße < 0,208 mm,

das leicht durch den Pansen hindurchgeht und im Labmagen leicht aufge brochen wird.

Im Rahmen der Erfindung sind unter biologisch wirksamen Bestandteilen solche Bestandteile zu verstehen, die durch orales Verfüttern an Wiederkäuer zu biologischen Wirkungen führen, aber diese Aktivität bzw. Wirksamkeit leicht durch Mikroorganismen und die Verdauungssäfte im Pansen einbüßen. Beispiele hierfür sind Aminosäuren wie Methionin, Lysin usw., Aminosäurederivate wie N-Acylaminosäuren, N-Hydroxymethylmethionincalcium, Lysinhydrochlorid usw., Hydroxyhomologe von Aminosäuren wie 2-Hydroxy-4-methyl mercaptobuttersäure, deren Calciumsalz usw., Proteine wie Pulver von Federn, Fischmehl, Kasein, Kartoffelprotain usw., Vitamine wie Vitamin A, Vitamin-A-acetat, Vitamin-A-palmitat, Vitamin D₃, Vitamin E, Nicotinsäure, Nicotinsäureamid, Calciumpantothenat, ß-Carotin usw., Enzyme wie saure Protease usw., Kohlenhydrate wie Trauben zucker usw., Veterinärarzneimittel wie Antibiotika, Insektizide usw. Als N-Acylaminosäuren kommen u. a. N-Stearoylmethionin, N-Oleoylmethionin usw. in Frage. Als Antibiotika kommen Penicillin, Tetracyclin usw. in Frage.

Schutzstoffe sind im Rahmen der Erfindung eine oder mehrere Substanz(en) ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus gerad- oder verzweigtkettigen, substituierten oder unsubstituierten, gesättigten oder ungesättigten ali phatischen Monocarbonsäuren mit 14 bis 22 Kohlenstoff atomen, gehärtete pflanzliche Öle und gehärtete tierische Öle.

Chitosan, das einen weiteren Bestandteil des erfindungs gemäßen Futterzusatzes für Wiederkäuer darstellt, ist ein faseriges Polysaccharid, das erhalten wird durch alkalische Hydrolyse von Chitin und das als Schutzstoff für biologisch wirksame Bestandteile im Pansen wirkt und zu einem leichten Aufbrechen der Futtermittelzusätze in Form von Tabletten oder Granulaten im Labmagen führt.

Erfindungsgemäß werden anorganische Substanzen zu dem Gemisch aus biologisch wirksamen Bestandteilen, Chitosan und Schutzstoffen zugesetzt, um das Gewicht bzw. die Dichte der Futtermittelzusätze in Form von Tabletten oder Granulaten zu regeln bzw. als Träger.

Als anorganische Substanzen kommen solche in Frage, die für Futtermittelzusätze geeignet und zugelassen sind wie Kaolin, Calciumcarbonat usw. Günstigerweise werden eine oder mehrere anorganische Substanzen aus der Gruppe Calciumphosphate, Calciumsulfat, Magnesiumoxid, Magnesiumsulfat und Aluminiumhydroxid angewandt, da diese ebenfalls dazu beitragen, die Futtermittelzusätze im Labmagen aufzubrechen.

Erfindungsgemäß beträgt die Menge an biologisch wirk samen Bestandteilen in den Futtermittelzusätzen nicht mehr als 60%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Zusatzes und schwankt je nach der Art der biologisch wirksamen Bestandteile. Allgemein liegt im Falle von Nährstoffen wie Aminosäuren, Aminosäurederivaten, Protein usw. die Menge im Bereich von 25 bis 60%, bezogen auf das Gesamt gewicht, und im Falle von Vitaminen, Enzymen und Veterinär arzneimitteln beträgt die Menge nicht mehr als einige Prozent, bezogen auf das Gesamtgewicht.

Wenn die Menge an biologisch wirksamen Bestandteilen mehr als 60%, bezogen auf das Gesamtgewicht, beträgt, ist ein großer Teil der biologisch wirksamen Bestandteile auf der Oberfläche der Futtermittelbestandteile in Form von Tabletten oder Granulaten verteilt und wird von dem Verdauungssaft im Pansen herausgelöst und folglich sinkt die Ausnutzungsrate der biologisch wirksamen Bestand teile.

Die Menge an Chitosan in dem Futtermittelzusatz liegt im Bereich von 1 bis 25, vorzugsweise 3 bis 10%, be zogen auf das Gewicht der Schutzstoffe in den Futter mittelzusätzen. Es ist ungünstig, mehr Chitosan zu ver wenden, da in diesem Falle ein größerer Teil der biologisch wirksamen Bestandteile in dem Verdauungssaft des Pansen herausgelöst wird. Außerdem ist es ungünstig, weniger Chitosan zu verwenden, da die Futtermittelzusätze dann im Labmagen nicht ausreichend aufbrechen bzw. zerfallen.

Die Menge an anorganischen Substanzen wird so gewählt, daß das Gewicht bzw. die spezifische Dichte der Futter mittelzusätze im Bereich von 0,8 bis 2,0, günstigerweise 1,0 bis 1,4 g/cm³ liegt. Die Dichte der Futtermittelzu sätze ist wichtig, um eine lange Retentionszeit im Pansen durch Aufschwimmen oder Niedersinken unter den Verdauungs saft des Pansen zu verhindern und eine schnelle Passage durch den Pansen zu erzielen. Im allgemeinen wird die Menge an anorganischen Substanzen so gewählt, daß sie 20 bis 30%, bezogen auf das Gewicht der Schutzstoffe, beträgt.

Erfindungsgemäße Futtermittelzusätze werden in Form von Tabletten oder als Granulate hergestellt, indem die ge schmolzene Aufschlämmung des Gemisches aus biologisch wirksamen Bestandteilen, Chitosan, Schutzstoffen, an organischen Substanzen und anderen gegebenenfalls vor handenen Zusätzen mit Hilfe üblicher Verfahren wie Tropfen, Extrudieren oder ähnlichem in zu Tabletten oder Körnern bzw. einem Granulat geformt wird.

Die Teilchengröße der Tabletten oder Körner für die Futtermittelzusätze liegt im allgemeinen im Bereich von 200 µm bis 5 mm.

Zum Beispiel werden Körner der Futtermittelzusätze mit einer Teilchengröße von weniger als 1 mm erhalten mit Hilfe eines rotierenden Scheibengranulators und Tabletten mit einer Teilchengröße von 1 bis 5 mm werden erhalten durch Auftropfen der oben erwähnten geschmolzenen Auf schlämmung auf eine kalte Platte aus Düsen oder von Spitzen der Tropfvorrichtung.

Es ist günstig, biologisch wirksame Bestandteile mit einer solchen Teilchengröße zu verwenden, daß sie durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,132 mm, vorzugsweise von 0,089 mm hindurchgehen und Chitosan mit einer Teilchengröße, das es durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,208 mm hindurchgeht, um dichte Tabletten oder Körner herzustellen, die ausgezeichnet durch den Pansen hindurchgehen und im Labmagen wirksam aufgebrochen werden.

Durch den Gehalt an Chitosan gehen die erfindungsgemäßen Futtermittelzusätze in Form von Tabletten oder Körnern ausgezeichnet durch den Pansen hindurch und brechen ins besondere im Labmagen ausgezeichnet auf, verglichen mit bekannten Futtermittelzusätzen, da Chitosan in neutralen oder alkalischen Lösungen wie dem Verdauungssaft im Pansen unlöslich ist und leicht löslich in sauren Lösungen, wie dem Verdauungssaft im Labmagen, und folglich werden die biologisch wirksamen Bestandteile der Futtermittel zusätze von den Verdauungsorganen des Labmagens gut absorbiert und dadurch von den Wiederkäuern wirksam ver wertet.

Die wirtschaftliche Bedeutung derartiger Futtermittel zusätze, die durch den Pansen schnell hindurchgehen und im Labmagen aufgebrochen werden, ist groß.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, in denen - soweit nicht anders angegeben - die Mengen in Gew.-Teilen angegeben sind.

Beispiel 1

Futtermittelzusätze für Wiederkäuer in Form von Tabletten oder Körnern verschiedener Zusammensetzung wurden her gestellt durch Auftropfen eines gleichmäßigen Gemisches aus dem biologisch wirksamen Bestandteil, Schutzstoffen und anorganischen Substanzen, bei einer Temperatur im Be reich von 60 bis 90°C auf eine kalte (5°C) Platte aus korrosionsbeständigem Stahl aus einer Tropfvorrichtung mit einem Durchmesser (der Öffnung) von 1,6 bis 2,5 mm und einer Länge der Spitze von 10 bis 25 mm, oder in kalte Luft von 5°C von einer sich drehenden Scheibe.

1 g jedes Futtermittelzusatzes wurde in 200 ml künstlichen Speichel nach McDougall entsprechend dem Verdauungssaft des Pansen eingebracht und 24 h unter Vibration bei 39°C gehalten. Der künstliche Speichel nach McDougall wurde hergestellt durch Lösen von 9,8 g NaHCO₃, 0,57 g KCl, 0,04 g CaCl₂, 9,3 g Na₂HPO₄·12 H₂O, 0,47 g NaCl und 0,12 g MgSO₄ · 7 H₂O in 1 Liter Wasser (pH = 8,3).

Dann wurden die obigen Proben in 200 ml Cleak-Lubs′s- Pufferlösung pH 2, entsprechend dem Verdauungssaft des Labmagens eingebracht und 3 h unter Vibration bei einer Temperatur von 39°C gehalten. Die Cleak-Lubs′s-Puffer lösung wurde hergestellt durch Vermischen von 50 ml 0,2n KCl-Lösung, 10,6 ml 0,2n HCl-Lösung und 139,4 ml Wasser.

Die Lösungsgeschwindigkeiten bzw. gelösten Mengen der biologisch wirksamen Bestandteile jeder Probe in dem künstlichen Speichel auch McDougall und der Cleak-Lubs′s-Pufferlösung wurde durch Analyse der biologisch wirksamen Bestandteile in jeder Lösung bestimmt.

Die Zusammensetzung der Futtermittelzusätze und die gelösten Mengen der biologisch wirksamen Bestand teile in dem künstlichen Speichel und der Pufferlösung sind in Tabelle 1 zusammen mit denjenigen für Ver gleichsproben angegeben.

Tabelle 1

A. Die angewandten biologisch wirksamen Bestandteile waren im Handel, und mehr als 90 Gew.-% davon be saßen eine solche Teilchengröße′, daß sie durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,132 mm hin durchgingen.
B. Das angewandte Chitosan besaß eine solche Teilchen größe, daß es durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,208 mm hindurchging.
C. Die Aminosäuren wurden durch Iodtitration bestimmt.
D. DL-2-Hydroxy-4-methylthiobuttersäure-calcium und Federpulver wurden durch Säulenchromatographie be stimmt.
E. Glucose wurde colorimetrisch bestimmt.
F. Nicotinsäureamid wurde nach Kjeldahl bestimmt.
G. Sulfadimethoxinnatrium wurde durch Natriumnitrit- Titration bestimmt.

Tabelle 1

Tabelle 1 (Fortsetzung)

Tabelle 1 (Fortsetzung

Beispiel 2

Nahrungsmittelzusätze in Form von Tabletten mit einer Größe von 2,8-4,0 mm wurden hergestellt unter Verwen dung von Methionin verschiedener Teilchengröße als biologisch wirksamen Bestandteil.

Die gelösten Mengen an Methionin in den so hergestellten Futtermittelzusätzen in künstlichem Speichel nach McDougall und Cleak-Lubs′s-Pufferlösung wurden entspre chend Beispiel 1 bestimmt.

Die Zusammensetzung des Futtermittelzusatzes war:

Methionin
30
Chitosan	4
gehärtetes Tallöl 54°	56
CaCO₃	3
Ca(H₂PO₄)₂·H₂O	7

Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.

Tabelle 2

Beispiel 3

Futtermittelzusätze in Form von Tabletten, enthaltend Methionin als biologisch wirksamen Bestandteil wurden hergestellt unter Verwendung von Chitosan unterschied licher Teilchengröße.

Die gelösten Mengen an Methionin in den so erhaltenen Futtermittelzusätzen in McDougall′s Lösung und Cleak-Lubs′s Lösung wurden wie in Beispiel 1 bestimmt.

Die Zusammensetzung der Futtermittelzusätze war.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben.

Tabelle 3

Versuch 1

Die nach den Beispielen 1 bis 3 und den Vergleichsbei spielen 1 bis 2 hergestellten Futtermittelzusätze wurden in einem Doppelversuch 8 Holstein Kühen, die in 4 Gruppen von jeweils 2 Kühen eingeteilt waren, und wobei jede Kuh vor 100 bis 150 Tagen ein Kalb geboren hatte, verabreicht.

Das Verabreichungsschema des Doppelversuchs ist in Tabelle 4 angegeben. Die verabreichten bzw. verfütterten Mengen der Futtermittelzusätze pro Kuh betrugen 50 g pro Tag.

Tabelle 4

Tabelle 5

Versuch 2

Entsprechend Beispiel 1-1 hergestellte Futtermittelzu sätze wurden an 5 männliche Holstein-Kälber mit einem mittleren Körpergewicht von 130 kg verfüttert, wobei die Futtermittelzusätze 1 bis 5 Gew.-% des normalen Futters, mit dem sie im Gemisch verfüttert wurden, ausmachten.

Die mittlere Gewichtszunahme pro Tag während 28 Tagen ist in Tabelle 6 angegeben, zusammen mit den Werten für 5 Kälber, die normales Futter erhielten.

Tabelle 6

Claims

1. Futtermittelzusatz für Wiederkäuer in Form von Tabletten oder als Granulat, bestehend aus einem Gemisch aus

a) nicht mehr als 60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht, an einem oder mehreren biologisch aktiven Bestandteilen, ausge wählt aus einer Gruppe bestehend aus Aminosäuren, Aminosäure derivaten, Hydroxyhomologen von Aminosäuren, Proteinen, Vitami nen, Enzymen und Veterinärarzneimitteln,
b) Schutzstoff(en), ausgewählt aus einer Gruppe bestehend aus gerad- oder verzweigtkettigen, gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen Monocarbonsäuren mit 14 bis 22 Kohlenstoffatomen, gehärteten pflanzlichen Ölen und gehärteten tierischen Ölen und
c) anorganischen Substanzen und
d) 1 bis 25 Gew.-%, bezogen auf die Schutzstoffe, Chitosan mit einer Teilchengröße < 0,208 mm.

2. Futtermittelzusatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchengröße des biologisch aktiven Bestandteils < 0,132 mm ist.

3. Futtermittelzusatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die anorganische(n) Substanz(en) ausgewählt ist/sind aus der Gruppe bestehend aus Kaolin, Calciumcarbonat, Calciumphosphaten, Calciumsulfat, Ma gnesiumoxid, Magnesiumsulfat und Aluminiumhydroxid.