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„Ich meinerseits glaube auch, wenn es dem Bauern an allem anderen fehlt,

dann gibt es immer noch die stets anwendbare Hilfe der Lupine.“

COLUMELLA, 1. Jh. n. Chr.

Silierung von feuchtem Körnerschrot von Ackerbohnen, Futtererbsen und Lupinen als Verfahren der Konservierung

und zur Reduzierung antinutritiver Inhaltsstoffe

Annett Gefrom1, Christiane Balko2 und Annette Zeyner3

1 Universität Rostock, Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät, Professur für Ernährungsphysiologie und Tierernährung, Justus-von-Liebig-Weg 8, 18059 Rostock 2 Julius-Kühn-Institut, Institut für Resistenzforschung und Stresstoleranz, Rudolf-Schick-Platz, 18190 Sanitz/OT Groß Lüsewitz, Email: christiane.balko@jki.bund.de 3 Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Naturwissenschaftliche Fakultät III, Institut für Agrar- und Ernährungswissenschaften, Professur für Tierernährung, Theodor-Lieser-Straße 11, 06120 Halle (Saale), Email: annette.zeyner@landw.uni-halle.de

Zusammenfassung

Ackerbohnen-, Erbsen- und Lupinenkörner sind eiweißreiche Futtermittel. Die milchsaure Fermentation feuchter Leguminosenkörner bietet verschiedene Vorteile, wie eine stabile Konservierung und den Abbau antinutritiver Inhaltsstoffe (Alkaloide, Oligosaccharide, Phenole, Tannine). Anhand der Gärqualität von Körnerschrotsilagen erwies sich die milchsaure Fermentation von Leguminosenkörnern bei 65 % TM als ein geeignetes Konservierungsverfahren. Der Zusatz leistungsfähiger Milchsäurebakterien sicherte eine schnelle und ausgeprägte Milchsäurebildung und unterdrückte die Produktion unerwünschter Fermentationsprodukte wie Ethanol. Eine statistisch abgesicherte Reduzierung des Alkaloidgehaltes sowie von Vicin/Convicin während der Silierung wurde vorerst nicht nachgewiesen. Die Gehalte an Oligosacchariden (Raffinose, Stachyose, Verbascose) sowie Tannin- und Phenolverbindungen wurden deutlich reduziert.

Schlüsselwörter: Körnerleguminosen, Feuchtkornsilierung, Alkaloide, Oligosaccharide, Tannine, Vicin/Convicin Einleitung

Die EU deckt seit dem Verbot der Fütterung bestimmter Futtermittel tierischer Herkunft (VerfVerbG 2001) verstärkt den Bedarf an proteinhaltigen Futtermitteln durch den Import. Bis zu 65 % der Eiweißträger werden für die Verwendung in der Futtermittelindustrie vor allem in Form von Sojabohnen (12,9 Mio. t) und Sojaschrot (23,6 Mio. t) importiert (Zinke, 2011). Insbesondere bei der teilweise kontrovers geführten Diskussion um eine nachhaltigere landwirtschaftliche Produktion sowie um Importe gentechnisch veränderter Pflanzen, in Verbindung mit Ertragsrisiken und Preisschwankungen bei Soja sowie den zukünftigen Ansprüchen der Soja produzierenden Länder bei steigender eigener Verwertung – z. B. im Bioenergiemarkt – bei prognostiziertem Anstieg der Weltbevölkerung und höherem Eiweißbedarf sowie gleichzeitigem Verlust von Agrarflächen wird in der Argumentation für eine Maximierung des Selbstversorgungsgrades mit hochwertigem Protein der Anbau heimischer Pflanzen vorgebracht. Dabei sind Ackerbohnen, Erbsen und Lupinen (A1–4) als alternative heimische Eiweißpflanzen zur Erweiterung des Futtermittelspektrums in der bedarfsgerechten Nutztierfütterung von besonderem Interesse. Die betriebseigene Verwertung von Körnerleguminosen könnte die Proteinversorgung von Nutztieren in Kombination mit anderen Proteinträgern und synthetischen Aminosäuren stabilisieren. Durch milchsaure Fermentation von Körnern mit hohem Restfeuchtegehalt könnten die zum konventionellen Erntetermin üblicherweise anfallenden Trocknungskosten umgangen werden. In Ergänzung früherer Untersuchungen (Gefrom et al., 2013a, b) wurden in den hier vorgestellten Untersuchungen ebenfalls Fragen zur Silierbarkeit von feuchtem Körnerschrot sowie zur möglichen Reduzierung der Gehalte an antinutritiv wirkenden Alkaloiden, Oligosacchariden, Tanninen und Vicin/Convicin im Silierprozess untersucht, dies jedoch mit Erntegut aus anderen Anbaujahren.

Material und Methoden

In der Versuchsanstellung wurden feuchte Körner (ca. 65 % TM) von Ackerbohne (Sorte 'Limbo'), Erbse (Sorte 'Lisa'), Süßlupine (Sorte 'Borlu') und Bitterlupine (Sorte 'Azuro') geschrotet (Schlagmühle, 8 mm Siebgröße; A5–7). Die Rohnährstoffgehalte im Ausgangsmaterial wurden gemäß Naumann und Bassler (2012) bestimmt. Die Rohproteinanalyse erfolgte nach Kjeldahl (1883) mittels Kjeldatherm und Vapodest (Gerhardt, Königswinter, Germany). Die Rohfasergehalte wurden mittels FOSS Analyser (Fibertec 2010, Rellingen, Germany) mit H2SO4 und KOH-Extraktion nach der Methode von von Lengerken und Zwierz (1983) analysiert. Mittels Etherextraktion (FOSS Tecator Soxtec 2050) erfolgte die Rohfettanalyse. Die Zuckerfraktionen (Fructose, Glucose, Saccharose) bzw. Stärkegehalte wurden nach enzymatischer Hydrolyse (Thermamyl 120, Novo Nordisk A/S, Denmark) am HPLC (Shimadzu, column HPX-87P, Biorad, Hercules, CA, USA) analog Schmidt et al.

A1: Ackerbohne

A2: Futtererbse

A3: Blaue Lupine

A4: Blaue Lupine

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(2005) bestimmt. Zur Schätzung der Gehalte an Umsetzbarer Energie für Schweine (MES) und Geflügel wurde die von der GfE (2006) bzw. der WPSA (1989) empfohlenen Gleichungen verwendet. Die Berechnung erfolgte unter Berücksichtigung der Nährstoffverdaulichkeit und der Korrekturfaktoren nach DLG (1997). Zur Einschätzung der Vergärbarkeit feuchter Leguminosenkörner erfolgte die Analyse der chemischen Silierparameter Zuckergehalt (als Summe aus Fructose, Glucose, Galactose und Saccharose) und Pufferkapazität sowie deren Verrechnung zum Zucker/Pufferkapazität-Quotienten (Weissbach, 1967). Im Erntegut wie in den Körnerschrotsilagen wurden die Alkaloide mittels GC-MS (Shimadzu GC-MS QP 2010) nach der Methode von Wink et al. (1995), die wasserlöslichen Kohlenhydrate (Galactose, Saccharose) und Oligosaccharidfraktionen (Raffinose, Stachyose, Verbascose) mittels HPLC (HPX-87C, Biorad, Hercules, USA) nach Kluge et al. (2002) und die Phenol- und Tanninfraktionen photometrisch nach Makkar und Goodchild (1996) ermittelt. Die Vicinextinktion bei Ackerbohne wurden photometrisch nach einer modifizierten Methode von Sixdenier et al. (1996) am Julius Kühn-Institut in Groß Lüsewitz analysiert und als Vicin/Convicingehalt berechnet. Zur Erstellung der Modellsilagen (ROMOS; Hoedtke und Zeyner, 2011) wurden 600 g Körnerschrot in spezielle Folienbeutel eingewogen und unter Nutzung eines Vakuumiergerätes (0,8 bar) verdichtet, evakuiert und verschweißt (A8–10). Die Versuchsanordnung entsprach 2 Varianten (Kontrolle, Zusatz von Milchsäurebaktierien (MSB; Lb. plantarum, 3x105 KbE/g MSB; DSM 8862, 8866; Dr. Pieper Technologie- und Produktentwicklung GmbH, Wuthenow, Deutschland)) zu je 3 Parallelen. Der pH-Wert (Potentiometer WTW MultiCal pH 526, Meßgenauigkeit: 0,01) und die Gärparameter Milchsäure, flüchtige Fettsäuren und Alkohole (mittels HPLC und GC) bzw. der Ammoniakgehalt (Conway-Methode, modifiziert von Voigt und Steger, 1967) wurden nach 90 tägiger Inkubation im Silageextrakt (Filtrat aus 50 g Silage und 200 ml aqua dest., 15 h Lagerung bei 5 °C) ermittelt. Die Daten wurden mit der Software SPSS 14 für Windows (SPSS Inc., Chicago, Illinois, USA) über den t-Test nach Student bzw. mittels einfaktorieller Varianzanalyse (Duncan-Test, p < 0,05) statistisch ausgewertet.

A5: Lupine, heterogene Erntegut

A6: Erbsenkörner (65 % TM)

A7: Körnerschrot (Erbse)

A8: Vakuumiergerät und Modellsilage

A9: Modellsilage

A10: Modellsilage bei Öffnung (Lupine) Ergebnisse

In Tabelle 1 sind die Ergebnisse der klassischen Rohnährstoffanalyse aufgeführt. Insbesondere durch die hohen Gehalte an Rohprotein (23–39 % der TM) sowie teils auch an Stärke und Fett werden Ackerbohnen-, Erbsen- und Lupinenkörner als ein hochwertiges Futtermittel ausgewiesen. Aufgrund der hohen Fettgehalte (6 % der TM) sind Lupinen sehr energiereich. Ackerbohnen und Erbsen enthalten mit bis zu 48 % der TM viel Stärke und demzufolge sind die Energiegehalte für Schweine (14,2 MJ/kg TM) annähernd so hoch wie die von Sojaextraktionsschrot. Die potentielle Vergärbarkeit der Körner ist anhand der relativ ungünstigen Vergärbarkeitsparameter (geringer Zuckergehalt, hohe Pufferkapazität, Z/PK-Quotient < 2) als schwer einzuschätzen (Weissbach et al., 1974).

Tab. 1: Nährstoff-, Energiegehalte und Vergärbarkeitsparameter von Leguminosenkörnern Parameter Ackerbohne Futtererbse Blaue Süßlupine Blaue Bitterlupine (n = 3) 'Limbo' 'Lisa' 'Borlu' 'Azuro' TM [%] 66,9 ±0,21 62,7 ±0,08 67,2 ±0,00 66,1 ±0,13 XA [% TM] 3,5 ±0,04 3,4 ±0,01 3,6 ±0,04 3,8 ±0,01 XP [% TM] 28,2 ±0,01 23,0 ±0,01 39,4 ±0,00 35,4 ±0,01 XL [% TM] 1,9 ±0,01 1,8 ±0,01 5,9 ±0,01 5,0 ±0,01 XF [% TM] 8,6 ±0,01 7,8 ±0,01 13,5 ±0,01 16,7 ±0,01 XS [% TM] 41,9 ±0,42 48,1 ±0,15 2,2 ±0,10 2,0 ±0,08 XZ [% TM] 1,6 ±0,02 3,1 ±0,04 2,9 ±0,07 5,6 ±0,07 MEME MJ [ME MJ] 12,8 ±0,01 12,5 ±0,01 12,6 ±0,01 12,6 ±0,01 MENEL [MJ NEL] 8,0 ±0,01 7,8 ±0,01 7,8 ±0,01 7,8 ±0,01 MES [MJ/kg TM] 13,5 ±0,01 14,2 ±0,01 14,5 ±0,01 14,2 ±0,00 MEG [MJ/kg TM] 12,2 ±0,07 12,4 ±0,02 8,7 ±0,02 7,7 ±0,01 PK [g MS/100 g TM] 2,70 ±0,40 4,08 ±0,03 4,49 ±0,16 4,41 ±0,15 XZ/PK 0,62 ±0,09 0,75 ±0,02 0,64 ±0,02 1,27 ±0,04

MS: Milchsäure; PK: Pufferkapazität; TM: Trockensubstanz; XA: Rohasche; XF: Rohfaser; XL: Rohfett; XP: Rohprotein; XS: Stärke; XZ: Zucker (Fructose, Glucose, Galactose, Saccharose); MEG: Energiegehalt Geflügel (berechnet nach Schätzformel der WPSA, World’s Poultry Science Association) MJ/kg TM = 15,51 * XP + 34,31 * XL + 16,69 * XS + 13,01 * XZ; MEME MJ: Energiegehalt Rind 0,0312 * DXL+ 0,0136 * DXF 0,0147 * (DOS - DXL - DXF) + 0,00234 * XP; MENEL:1ME MJ * (0,46 + 12,38 * ME MJ / (1000 - (XA * 10))); MEs: Energiegehalt Schwein berechnet nach Schätzformel der GfE (2006) und DLG (1997)

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Die beschriebene schlechte Silierfähigkeit lässt sich anhand der guten Gärqualität der Körnerschrotsilagen nicht bestätigen. Alle Modellsilagen waren nach Sinnenprüfung als einwandfrei zu beurteilen. In Tabelle 2 sind die Gärparameter der Modellsilagen zusammengefasst. In Bezug zur Trockensubstanz wiesen alle geprüften Silagen (Kontrollvariante ohne Zusatz) nach 90 Tagen eine hinreichend tiefe Ansäuerung (pH-Wert 5,3–4,4) durch Milchsäurebildung (1,1–4,3 % der TM) auf. Der Zusatz eines Milchsäurebakterienpräparates realisiert eine umfangreichere Ansäuerung durch höhere Milchsäurebildung (3,2–5,3 % der TM; p < 0,05) und signifikant geringere Gärverluste, Alkohol- und NH3-N Gehalte sowie teilweise Essigsäurebildung. Die Gehalte an Propion- und Buttersäure in den Silagen lagen unterhalb der Nachweisgrenze.

Tab. 2: Gärparameter in Modellsilagen aus Leguminosenkörnern (Ackerbohne: 'Limbo'; Erbse: 'Lisa'; Süßlupine: 'Borlu'; Bitterlupine: 'Azuro')

Variante TM Gärverlust pH-Wert MS ES PS/BS Σ AL NH3-N [%] [% EW] [% TM] [% N] ASM* (n = 30) 65,9 ±1,3 6,2a ±0,4 n. a. n. a. n. a. n. a. n. a. KON 64,2 ±1,7 1,5a ±0,5 4,6b ±0,3 3,0b ±1,5 0,4 ±0,1 0,0 ±0,0 0,5a ±0,3 1,6a ±0,5 MSB 64,4 ±2,0 0,8b ±0,2 4,1c ±0,0 4,9a ±0,8 0,4 ±0,2 0,0 ±0,0 0,3b ±0,1 0,9b ±0,2 ASM 'Limbo' (n = 3) 66,9 ±0,2 6,6a ±0,0 n. a. n. a. n. a. n. a. n. a. KON 65,5 ±0,3 1,3a ±0,1 4,3b ±0,0 4,3b ±0,3 0,4a ±0,0 0,0 ±0,0 1,0a ±0,0 2,4a ±0,1 MSB 66,2 ±0,2 0,8b ±0,0 4,2c ±0,0 5,1a ±0,1 0,3b ±0,0 0,0 ±0,0 0,4b ±0,0 1,0b ±0,1 ASM 'Lisa' (n = 3) 62,7 ±0,1 6,7a ±0,0 n. a. n. a. n. a. n. a. n. a. KON 61,8 ±0,1 1,9a ±0,2 4,4b ±0,0 2,5b ±1,5 0,4a ±0,2 0,0 ±0,0 0,3 ±0,1 1,5a ±0,6 MSB 61,5 ±0,4 1,1b ±0,0 4,1c ±0,0 3,2a ±0,4 0,2b ±0,0 0,0 ±0,0 0,3 ±0,0 1,0b ±0,0 ASM 'Borlu' (n = 3) 67,2 ±0,0 5,8a ±0,0 n. a. n. a. n. a. n. a. n. a. KON 65,5 ±0,7 2,0a ±0,1 5,3b ±0,0 1,1b ±0,1 0,1b ±0,0 0,0 ±0,0 0,7a ±0,2 1,0a ±0,0 MSB 66,4 ±0,1 0,8b ±0,0 4,2c ±0,0 4,8a ±0,1 0,5a ±0,0 0,0 ±0,0 0,1b ±0,0 0,6b ±0,0 ASM 'Azuro' (n = 3) 66,1 ±0,1 5,8a ±0,0 n. a. n. a. n. a. n. a. n. a. KON 66,5 ±0,3 0,7 ±0,0 4,8b ±0,0 1,8b ±0,0 0,6a ±0,0 0,0 ±0,0 0,2a ±0,0 1,1a ±0,0 MSB 66,7 ±0,4 0,7 ±0,4 4,1c ±0,0 5,3a ±0,1 0,4b ±0,0 0,0 ±0,0 0,1b ±0,0 0,7b ±0,0

ASM: Ausgangsmaterial (*alle Leguminosenarten und Sorten); BS: Buttersäure; EW: Einwaage; KON: Kotrolle ohne Silierzusatz; ES: Essigsäure; MS: Milchsäure; MSB: Milchsäurebakterien (Lb. plantarum, 3x105 KbE/g FM); n. a.: nicht analysiert; PS: Propionsäure; TM: Trockenmasse; Σ AL: Alkohol (Äthanol, Propanol, Butanol, Butandiol); a,b signifikante (p < 0,05) Mittelwertdifferenzen zwischen den Varianten im Silierversuch einer Sorte In Tabelle 3 sind die Alkaloidgehalte bei Süß- und Bitterlupine im Erntegut und den Körnerschrotsilagen dargestellt. Der bekannte große Unterschied im Gesamtalkaloidgehalt zwischen Süß- und Bitterlupinen wird auch hier bestätigt. Der für die Verfütterung kritische Alkaloidgehalt von 0,05 % in der TM wurde jedoch bereits bei der Süßlupine 'Borlu' überschritten. Eine Veränderung der Alkaloidgehalte von Süßlupinen im Jahresverlauf infolge von Umwelteinflüssen wurde bereits beschrieben (Lee et al., 2006; Sujak et al., 2006). Eine Reduzierung durch den Silierprozess wurde in der hier vorgestellten Untersuchung im Gegensatz zu früheren Ergebnissen (Münte, 1931; Camacho et al., 1991; Santana und Empis, 2001) nicht eindeutig bestätigt.

Tab. 3: Alkaloidgehalte bei Lupinen und in Körnerschrotsilagen

Variante TM Alkaloid (gesamt) (n = 6) [%] [% TM] Süßlupine 'Borlu' ASM 67,24 ±0,00 0,116 ±0,027 KON 65,48 ±0,42 0,085 ±0,011 MSB 66,38 ±0,14 0,078 ±0,012 Bitterlupine 'Azuro' ASM 66,07 ±0,13 2,991 ±1,060 KON 66,51 ±0,32 2,765 ±0,497 MSB 66,72 ±0,42 2,896 ±0,217

ASM: Ausgangsmaterial; Alkaloid (gesamt): externer Standard bei Messung mit GC-MS: Lupanin und Spartein; KON: Kontrolle ohne Zusatz; MSB: Milchsäurebakterien (Lb. plantarum, 3x105 KbE/g FM, DSM 8862, 8866); TM: Trockensubstanz; a,b signifikante (p < 0,05) Mittelwertdifferenzen zwischen dem ASM und den Silagevarianten einer Sorte

Oligosaacharide, wie sie vor allem in Lupinen mit 6–15 % der TM (Tab. 4; Martinez-Villaluenga et al., 2005) enthalten sind, wirken bei monogastrischen Tieren in höheren Konzentration antinutritiv, da es an körpereigenen Enzymen im Verdauungssystem zum Aufschluss der α-Galactoside fehlt, so dass diese Fraktionen bakteriell im Dickdarm unter Bildung von gasförmigen Verbindungen fermentiert werden müssen. Galactose und Saccharose gehören dabei nicht zu den antinutritiven Substanzen, sind aber für die qualitative Futterbewertung von Bedeutung. Oligosaccharide wurden im Silierprozess von epiphytischen und zugesetzten Milchsäurebakterien als Kohlenhydratquelle verwendet, so dass in den Modellsilagen kaum noch Raffinose, Stachyose und Verbascose nachweisbar waren. Aus dem Abbau der Oligosaccharide resultiert offenbar ein Anfall an mono- und dimeren Zuckern (Galactose, Glucose, Fructose), welcher im Silierprozess nicht vollumfänglich verbraucht wurde.

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Tab. 4: Fructose, Glucose, Galactose, Saccharose und Oligosaccharidfraktionen in Leguminosenkörnern und in Körnerschrotsilagen (Ackerbohne: 'Limbo'; Erbse: 'Lisa'; Süßlupine: 'Borlu'; Bitterlupine: 'Azuro')

Variante (n = 3)

TM Fructose Glucose Galactose Saccha- rose

Raffi- nose

Stachy- ose

Verbas- cose

[%] [% TM] ASM 'Limbo' 66,86 0,00 0,00 0,00c 1,31a 0,00 0,90a 2,40a KON 65,47 0,00 0,00 0,34b 0,00b 0,00 0,00b 0,00b MSB 66,25 0,00 0,00 0,56a 0,00b 0,00 0,00b 0,00b ±s (√ MQR) 0,255 0,000 0,000 0,026 0,017 0,000 0,000 0,000 ASM 'Lisa' 62,67 0,14a 0,31a 0,00b 2,70a 0,50a 1,74a 1,57a KON 61,84 0,00b 0,00b 0,59a 0,09b 0,37b 0,00b 0,00b MSB 61,50 0,00b 0,00b 0,00b 0,12b 0,06c 0,02b 0,00b ±s (√ MQR) 0,237 0,003 0,004 0,089 0,095 0,374 0,020 0,000 ASM 'Borlu' 67,24 0,00c 0,00c 0,00b 2,94a 0,85a 4,03a 1,53a KON 65,48 0,59b 0,53b 0,00b 0,80b 0,33b 0,00b 0,00b MSB 66,38 1,05a 0,95a 2,18a 0,78b 0,00c 0,00b 0,00b ±s (√ MQR) 0,120 0,031 0,035 1,376 0,068 0,056 0,000 0,000 ASM 'Azuro' 66,07 1,85a 0,0c 2,21a 3,03a 0,71a 3,24a 1,59a KON 66,51 0,96b 1,28a 0,00b 0,00b 0,08b 0,00b 0,00b MSB 66,72 0,94b 0,71b 0,00b 0,00b 0,10b 0,00b 0,00b ±s (√ MQR) 0,315 0,039 0,013 0,000 0,015 0,104 0,000 0,000

ASM: Ausgangsmaterial; KON: Kontrolle ohne Zusatz; MSB: Milchsäurebakterien (Lb. plantarum, 3x105 KbE/g FM, DSM 8862, 8866); TM: Trockensubstanz; a,b signifikante (p < 0,05) Mittelwertdifferenzen zwischen dem ASM und den Silagevarianten einer Sorte

Tannine existieren im Pflanzenmaterial im Gemisch mit anderen phenolischen Komponenten. Innerhalb der Tanninfraktionen wird die antinutritive Wirkung den kondensierten Tanninen zugewiesen. Tannine bilden stabile Komplexe mit Futterproteinen und reduzieren deren Verdaulichkeit. In den Körnern bunt blühender Ackerbohnen- und Erbsensorten wurde ein hoher Anteil dieser Bitterstoffe analysiert (Tab. 5). Während der Vergärung konnte eine effektive Reduzierung (p < 0,05) an Gesamtphenol, Tanninphenol und kondensierten Tanninen erzielt werden. Besonders der Gehalt an kondensierten Tanninen war im Vergleich zum Ausgangsmaterial um bis zu 86 % reduziert. In Körnern der Ackerbohnen sind neben Tanninen die Gehalte der Pyrimidinglykoside Vicin und Convicin zu beachten (Hegnauer und Hegnauer, 2001). Vicin und Convicin werden Störungen des Fettstoffwechsels zugeschrieben (Jeroch, 1993). Bei Legehennen wurden nach erhöhter Vicinaufnahme erhebliche Stoffwechselbeeinträchtigungen, geringere Eigewichte und niedrigere Schlupfraten festgestellt (Muduuli et al., 1981; Naber et al., 1988; Halle, 2006). Bei Zuchtsauen werden diese Inhaltsstoffe als Ursache für eine geringere Ferkelzahl pro Wurf, eine reduzierte Milchleistung, verminderte Gehalte an Immunglobulinen sowie für ein verändertes Fettsäurenmuster in der Kolostralmilch angesehen (Nielsen und Kruse, 1974; Henry und Bourdon, 1978; De Lange et al., 2000). Im Erntegut wurden Gehalte von etwa 1 % in der TM ermittelt (Collier, 1976). Durch die Silierung ergeben sich Chancen für den Abbau der in Ackerbohnen vorhandenen Pyrimidinglycoside (Ohff und Weissbach, 1979; McKay, 1992). Erste Untersuchungen zeigen eine Reduzierung von Vicin/Convicin durch den Silierprozess (Tab. 5).

Tab. 5: Phenol- und Tanninfraktionen in Ackerbohnen ('Limbo') und Erbsen ('Lisa') und in Körnerschrotsilagen; Vicin/Convicingehalt bei Ackerbohne und in Körnerschrotsilagen

Variante (n = 3)

TM Gesamt- phenole

Nicht-Tanninphenole

Tannin- phenole

kondensierte Tannine*

Vicin/ Convicin

[%] [% TM] 'Limbo' ASM 66,9 ±0,2 1,73a ±0,03 0,72 ±0,02 1,01a ±0,02 2,51a ±0,39 1,259 ±0,012 KON 65,5 ±0,3 0,84c ±0,13 0,69 ±0,05 0,16c ±0,08 0,35b ±0,12 1,093 ±0,142 MSB 66,3 ±0,2 1,01b ±0,06 0,76 ±0,07 0,25b ±0,03 0,46b ±0,08 1,183 ±0,699 'Lisa' ASM 62,7 ±0,1 1,18a ±0,06 0,34c ±0,02 0,86a ±0,04 1,94a ±0,19 - KON 61,8 ±0,1 0,70c ±0,06 0,44b ±0,02 0,26c ±0,04 0,60b ±0,08 - MSB 61,5 ±0,4 0,80b ±0,02 0,49a ±0,01 0,31b ±0,01 0,64b ±0,09 -

* extrahierbare kondensierte Tannine; ASM: Ausgangsmaterial; KON: Kontrolle ohne Zusatz; MSB: Milchsäurebakterien (Lb. plantarum, 3x105 KbE/g FM, DSM 8862, 8866); TM: Trockensubstanz; a,b signifikante (p < 0,05) Mittelwertdifferenzen zwischen dem ASM und den Silagevarianten einer Sorte

Diskussion

Insbesondere durch den beachtenswerten Gehalt an Rohprotein und teils auch an weiteren leichtverdaulichen Nährstoffen gelten Ackerbohnen, Futtererbsen und Lupinen als hochwertige Futtermittel. Entgegen der Annahme einer eingeschränkten mikrobiellen Aktivität bei geringer Wasserverfügbarkeit (Pahlow et al., 2003), wie sie im Siliergut mit 65 % TM gegeben sein sollte, und trotz ungünstiger Vergärbarkeitsparameter (niedriger Z/PK-Quotient waren die Leguminosenkörner durch Milchsäuregärung konservierbar. Acosta (2004), Fraser et al. (2005), Thaysen (2009), Hackl et al. (2010), Pieper et al., (2011) und Gefrom et al. (2013a, b) konnten ebenfalls auf qualitativ hochwertige milchsaure Körnersilagen (pH um 4) im Trockensubstanzbereich oberhalb von 60 % verweisen. Das im Korn befindliche Restwasser ermöglicht offenbar noch enzymatische Umsetzungen. Unabhängig von der erzielten Azidität in den Silagen war die Bildung von Nebengärprodukten in einer vernachlässigbaren Größenordnung. Butter- bzw. Propionsäure wurden im Silageextrakt nicht nachgewiesen, was auf einen unproblematischen Gärverlauf hinweist und den Konservierungserfolg bestätigt. Der Einsatz biologischer Silierhilfsmittel (osmotolerante MSB-Stämme) verbessert die Silierfähigkeit (signifikant höhere Milchsäurebildung, signifikant geringere Gärverluste, teilweise geringere Essigsäuregehalte, signifikant niedrigere Alkohol- und NH3-N-Gehalte). Für eine sichere Silierung sind die zu Beginn verfügbaren Kohlenhydrate als Energiequelle für MSB entscheidend. Die Körner

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weisen allerdings niedrige Zuckergehalte (Galactose, Glucose, Fructose, Saccharose) auf. Obwohl die meisten Milchsäurebakterien Hexosen und Pentosen als Gärsubstrat verwenden, sind einige Stämme dazu befähigt, Oligosaccharide für die Energiegewinnung zu nutzen (Weissbach, 1968; Petterson, 1998; Kostinek et al., 2007). In den Silagen konnten noch Restzuckergehalte nachgewiesen werden. Dies deutet auf eine Nachlieferung mono- und dimerer Zucker aus dem Abbau von Oligosacchariden (Raffinose, Stachyose, Verbascose) hin. Der fermentative Abbau von Oligosacchariden durch MSB wurde in verschiedenen Leguminosen bestätigt (Granito und Alvarez, 2006). Bei Verfütterung von fermentierten Erbsen wurde eine reduzierte flatugene Wirkung festgestellt (Nowak und Steinkaus, 1988). Anhand der eigenen Versuchsanstellung konnte die Reduzierung des Alkaloidgehaltes durch den Silierprozess nicht eindeutig nachgewiesen werden. Eine evtl. Veränderung des toxischen Potentials der Alkaloide durch den Silierprozess kann im Rahmen dieser Untersuchungen nicht geklärt werden. Im Silierprozess wurde der Gehalt an Phenol- und Tanninverbindungen reduziert. Daher könnte die Akzeptanz von Ackerbohnen und Futtererbsen sowie die Proteinverdaulichkeit verbessert werden. Acosta (2004) teilte ebenfalls eine rasche Reduzierung der Gehalte an kondensierten Tanninen im Verlauf des Silierprozesses mit. Die Vicin-/Convicingehalte in Ackerbohnensilagen sind gegenüber dem Erntegut ebenfalls niedriger. Eine Reduktion weiterer antinutritiver Inhaltsstoffe, wie z. B. Saponin, Proteaseinhibitoren oder Lektine, welche den Einsatz in der Tierernährung beschränken, sollte durch den Silierprozess möglich sein, da die Pflanzeninhaltstoffe in gelöster bzw. in suspendierter Form in der wässrigen Phase vorliegen, enzymatische Umsetzungen durch Pflanzenenzyme und Mikroorganismen stattfinden und sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe von Milchsäurebakterien zu ernährungsphysiologisch positiv zu beurteilender Milchsäure fermentiert werden können (McDonald et al., 1991; McKay, 1992; Cuadrado et al., 2002; Granito et al., 2002; Shimelis und Rakshit, 2008). Die milchsaure Fermentation feuchter Leguminosenkörner könnte neben der ernährungsphysiologisch positiv zu beurteilenden Milchsäure und der Reduzierung von antinutritiven Inhaltsstoffen weitere Vorteile hinsichtlich einer besseren Verzehrseigenschaft, Nährstoffverdaulichkeit und Verfügbarkeit der meisten essentiellen Aminosäuren bieten (Martinez-Villaluenga et al., 2007; Hackl et al., 2010). Die Aussagen zum Futterwert und zur Silagequalität wurden in ersten Fütterungs- und Verdaulichkeitsversuchen mit Lupinenschrotsilagen geprüft. Hinsichtlich der Nährstoffverdaulichkeit und des Energiegehaltes sowie der Futteraufnahme und Lebendmassezunahmen von Ferkeln wurden Vorteile der Verwendung silierten Materials festgestellt (Frank et al., 2009). Die milchsaure Fermentation feuchter Leguminosenkörner z. B. in Folienschläuchen ermöglicht es ein bekanntes Konservierungsverfahren mit arbeitswirtschaftlichen Vorteilen (Einsparung der Trocknungskosten) zur betriebsinternen Verwertung heimischer Proteinquellen zu verwenden. Literatur

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