Unsere Fütterung heute entspricht oft nicht dem eigentlichen Bedürfnis des Pferdes und muss dementsprechend optimiert werden.
Aminosäuren sind die Bausteine der Proteine und entscheidend für Wachstum, Muskelfunktion, Immunsystem und Leistungsfähigkeit – das gilt für den Menschen wie auch fürs Pferd. Wenn Pferde bedarfsgerecht gefüttert und ausreichend mit Aminosäuren versorgt werden sollen, müssen die Aminosäuremuster und deren Verdaulichkeit im Futter bekannt sein.
Die Fakultät für Agrar, Bau und Umwelt der Universität Rostock betreibt an dieser Stelle Grundlagenforschung. Insgesamt 288 Grünlandproben werden dafür untersucht. Sie stammen von einem Praxisstandort und einem Versuchsbetrieb, auf dem artenreine Monokulturen untersucht wurden. Neben frischem Gras werden auch konservierte Formen wie Heu und Heulage untersucht.
Nicht jede Aminosäure steht dem Pferd zur Verfügung
Nicht alle Aminosäuren im Futter stehen dem Pferd gleichermaßen zur Verfügung. Die Pflanze speichert das Protein sowohl in der Zelle als auch in der Zellwand. Das Protein aus dem Zellinhalt kann das Pferd im Dünndarm verstoffwechseln (präzäkal) – es handelt sich dabei um das lösliche Protein. Aminosäuren aus der Zellwand sind dagegen fasergebunden. Sie passieren den Dünndarm, werden erst im Dickdarm aufgeschlossen und stehen dem Pferd damit nicht mehr für die Verstoffwechselung zur Verfügung.
Für eine bedarfsgerechte Fütterung ist es daher wichtig, nicht nur den Gesamtproteingehalt des Futters, sondern konkret die präzäkal verfügbaren Aminosäuren zu kennen. Aus der Untersuchung, wie viel Prozent der Aminosäuren fasergebunden und wie viel löslich vorliegen, kann auf die Verdaulichkeit der einzelnen Aminosäuren rückgeschlossen werden. Die Gesellschaft für Ernährungsphysiologie (GfE 2014) geht davon aus, dass sich die Aminogramme in der fasergebundenen und gelöst vorliegenden Fraktion des Gesamtproteins gleichen.
Über die Analyse von Gras, Heu und Heulage sollen die vom Pferd verdaulichen Anteile verschiedener Aminosäuren bestimmt werden. (© Christiane Slawik)
Welche Gräser liefern dem Pferd wichtige Aminosäuren?
Das aktuelle Projekt erforscht nun die Aminogramme in der Originalsubstanz, dem Gesamtprotein, und im fasergebundenen Anteil. Das sind Profile, die den Wissenschaftlern zeigen, welche Aminosäuren in welchem Anteil enthalten sind. Diese Analyse der Aminosäuren erfolgt mit einem Aminosäureanalysator.
Die Grünlandproben wurden zu drei Schnittzeitpunkten der Weideperiode und im Fall von Heu und Heulage an zwei Zeitpunkten der Produktion entnommen. Diese Anlehnung an das Vorgehen der Landwirtschaft soll die Übertragbarkeit der Ergebnisse in die Praxis sicherstellen.
Das Gras wird mit einer angepassten Apparatur geschnitten und im Vakuumbeutel eingefroren, um den Moment des Grasens beim Pferd so genau wie möglich zu simulieren. Damit wird die Zeitspanne bis zum biologischen Stillstand mit unter zehn Minuten so kurz wie möglich gehalten.
Wie die Proben entnommen werden
Die Heuproben werden in einem Netzbeutel definiert getrocknet. Für die Heulageproduktion wird Gras angewelkt und dann vakuumiert, um den Prozess der CO2-Konservierung nachzustellen. Es gibt kleinere Untersuchungen, die sich dem gleichen Thema gewidmet, aber keine Proben in einem solchen Umfang entnommen haben.
Die Hälfte der 288 Proben stammt von einem Praxisstandort mit Mischweiden, deren Gräser vorab botanisch bestimmt wurden. Die andere Hälfte wurde ein Jahr später an einem Versuchsstandort aus Monokulturen entnommen. Dabei handelt es sich um sogenanntes deutsches Weidelgras früh und spät, Wiesenrispe und Wiesenlieschgras.
Die Grünlandstandorte – normale Weiden im Betrieb – wurden zu unterschiedlichen Zeitpunkten eingesät und nachgesät. Beim Versuchsbetrieb handelt es sich um artenreine Blockanlagen, die für den Versuch eingesät wurden. Der Aufwuchs ist damit gleich alt, gleich gedüngt und dem gleichen Niederschlag ausgesetzt.
Die Analyse von sowohl Misch- als auch Monokulturen soll eine Annäherung an das reale Grundfutter des Pferdes erlauben. Diese weiden nie ausschließlich auf Monokulturen, es gibt aber Hauptbestandsbildner in der Mischweide. Das sollte abgebildet werden.
Das Gras wird mit einer angepassten Apparatur geschnitten und im Vakuumbeutel eingefroren, um den Moment des Grasens beim Pferd so genau wie möglich zu simulieren. (© Christiane Slawik)
So wird die Versorgung beim Pferd berechnet
Die Rationsberechnung erfolgt basierend auf dem Grundfutter bzw. Grobfutter – Gras, Heu, Heulage und Stroh. Der Erhaltungsbedarf des Pferdes wird von diesem Grundfutter abgedeckt und zusätzlicher Bedarf, etwa bei sportlicher Leistung oder Trächtigkeit, über Zusatzfutter wie Pellets oder Müsli. Um die Qualität von Heu und Heulage mitbetrachten zu können, wurden Daten aus verschiedenen Regionen Deutschlands berücksichtigt.
Mit der Novelle der Versorgungsempfehlungen für Pferde der GfE aus dem Jahr 2014 wurde die Proteinbewertung präzisiert. War zuvor die Angabe von verdaulichem Protein Usus, wird nun das präzäkale Protein angegeben, also jenes, das im Dünndarm verfügbar ist. Das Forschungsprojekt trägt dem Rechnung.
Warum der Schnittzeitpunkt wichtig ist
Bereits beim 18. Kongress der European Society of Veterinary & Comparative Nutrition (ESVCN) 2018 wurde die Studie vorgestellt. Die Analyse von Grasproben aus verschiedenen Entwicklungsstadien ergab, dass mit zunehmender Reife des Grases sein Rohfasergehalt steigt, während Rohprotein und essenzielle Aminosäuren abnehmen.
Gleichzeitig weisen die Aminosäuremuster im Gesamtprotein und im unlöslichen Protein ähnliche Verhältnisse auf, was eine rechnerische Ableitung der präzäkal verfügbaren Aminosäuren aus analytischen Basisdaten ermöglicht.
Für eine bedarfsgerechte Fütterung ist es wichtig, nicht nur den Gesamtproteingehalt des Futters, sondern die präzäkal verfügbaren Aminosäuren zu kennen. (© Christiane Slawik)
Wie Aminosäuren fürs Pferd analysiert werden
Von den 288 Proben werden die fasergebundenen und nichtfasergebundenen Aminosäuren in einer Dreifachbestimmung ermittelt. Jede Probe wird drei Mal aufbereitet und daraus der Mittelwert bestimmt, 1.728 Vorgänge finden statt, und damit werden umfangreiche Daten für eine statistische Auswertung erhoben. Vor Ende des Jahres sollen alle Werte erhoben, analysiert und berechnet worden sein.
Die Proben sind derart umfangreich, dass der Aminosäureanalysator phasenweise über fünf Tage hinweg 24 Stunden durchläuft. Die Proben müssen für die Analyse partikelfrei und filtriert vorliegen. Die Auswertung erfolgt durch die Universität Rostock.
Warum die Analyse so aufwendig ist
Die Analyse folgt dem Protokoll des Verbands Deutscher Landwirtschaftlicher Untersuchungs- und Forschungsanstalten (VDLUFA), angelehnt an die DIN EN ISO 13903. Die Aufbereitung der Aminosäuren erfolgt in drei Verfahren: der sauren Hydrolyse, dem oxidativen und dem basischen Aufschluss.
Die saure Hydrolyse dient der Freisetzung der meisten Aminosäuren, welche sonst in den Proteinen gebunden und der Analytik nicht zur Verfügung stehen würden. Cystein und Methionin werden durch eine oxidative Vorbehandlung in eine stabile Form überführt und anschließend ebenfalls mittels saurer Hydrolyse freigesetzt.
Der Nutzen des Projekts liegt in einem Beitrag zur zielgerichteten Versorgung des Pferdes mit Aminosäuren. (© Christiane Slawik)
Für die empfindliche Aminosäure Tryptophan ist ein basischer Aufschluss erforderlich, da diese Aminosäure während der zuvor genannten Aufbereitungen zerstört wird. Die im Zuge der Probenaufbereitung erhaltenen Lösungen enthalten die freien Aminosäuren, die anschließend chromatographisch getrennt und quantitativ mittels Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) mit Nachsäulenderivatisierung unter Verwendung von Ninhydrin bestimmt werden.
Fazit: Warum Aminosäuren für Pferde so wichtig sind
Im Ergebnis wird das Projekt zeigen, ob die fasergebundenen und löslichen Anteile der Aminosäuren die gleichen sind. Geht man davon aus, dass dies der Fall ist, kann die Menge einer Aminosäure in der Grundsubstanz bestimmt und anhand der Proteinverdaulichkeit die Verdaulichkeit der einzelnen Aminosäure abgeleitet werden. Der Nutzen des Projekts liegt also in einem Beitrag zur zielgerichteten Versorgung des Pferdes mit Aminosäuren.
Das Projekt untersucht das Verhältnis der Aminosäuremuster im Gesamtprotein und im unlöslichen Protein von verschiedenen Grobfutterarten mithilfe eines Aminosäureanalysators. Daraus können Schlüsse auf die Verdaulichkeit einzelner Aminosäuren für Pferde abgeleitet werden, was für die Futtermittelindustrie von Relevanz ist. Denn sie kann mit diesem Wissen sicherstellen, dass Futtermittel den Bedarf des Pferdes an essenziellen Aminosäuren auch tatsächlich decken.
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