Pellets aus Kompo - TiHo Bibliothek elib

Tierärztliche Hochschule Hannover
Institut für Tierernährung
______________________________________________________
Untersuchungen zu Effekten der Futterstruktur
(Pellets aus Komponenten unterschiedlicher Vermahlung)
sowie eines Zusatzes freier Säuren bzw. von Kalium-diformiat zum Futter
unter den Bedingungen einer experimentellen Infektion von Absetzferkeln
mit Salmonella Derby
INAUGURAL-DISSERTATION
Zur Erlangung des Grades einer
Doktorin der Veterinärmedizin
- Doctor medicinae veterinariae (Dr. med. vet.)
vorgelegt von
Marion Edith Neu
aus Hoffenheim
Hannover 2007
Wissenschaftliche Betreuung: Univ.-Prof. Dr. J. Kamphues
1. Gutachter: Univ.-Prof. Dr. J. Kamphues
2. Gutachter: Univ.-Prof. Dr. K.-H. Waldmann
Tag der mündlichen Prüfung: 20.11.2007
Diese Arbeit wurde dankenswerter Weise durch Mittel der BASF-AG
Ludwigshafen finanziert.
MEINEN ELTERN
Teile der vorliegenden Dissertation wurden bereits auf folgenden Tagungen präsentiert:
13th International Conference on Production Diseases in Farm Animals
Leipzig, Deutschland, 29.07. – 04.08.2007
HASSAN, Y., M. NEU, V. TAUBE, J. VERSPOHL u. J. KAMPHUES (2007):
Effects of feed particle size (coarse/fine) and addition of organic acids or potassium diformate
on counts of E. coli and Salmonella in chyme after an experimental infection of weaned pigs.
Proceedings, p. 329
bpt-Kongress
Bremen, Deutschland, 11. – 14.10.2007
TAUBE, V., M. NEU, Y. HASSAN, V. KELLER u. J. KAMPHUES (2007):
Einflüsse von Futterstruktur und verschiedenen Additiven (organische Säuren, KDF) auf den
pH-Wert im Mageninhalt von Absetzferkeln.
Kurzfassung im Tagungsband der o.g. Veranstaltung, S. 7-12
11th Congress of the European Society of Veterinary and Comparative Nutrition
Leipzig, Deutschland, 01. – 03.11.2007
HASSAN, Y., M. NEU, V. TAUBE, J. VERSPOHL u. J. KAMPHUES (2007):
Effects of grinding intensity (coarse/fine) and adding organic acids or potassium diformate
to the diet on counts of E. coli and S. Derby in gastrointestinal contents
of experimentally infected weaned pigs.
Proceedings, p. 131
Inhaltsverzeichnis
___________________________________________________________________________
I. Inhaltsverzeichnis
I. Inhaltsverzeichnis................................................................................................................I
II. Abkürzungsverzeichnis ..................................................................................................... V
III. Tabellen- und Abbildungsverzeichnis.............................................................................. VI
1
Einleitung ........................................................................................................................... 1
2
Schrifttum........................................................................................................................... 3
2.1
Rechtliche Rahmenbedingungen................................................................................ 3
2.1.1
Verbot antibiotischer Leistungsförderer............................................................. 3
2.1.2
Futterzusatzstoffe ............................................................................................... 3
2.1.3
EU-Recht bezüglich Zoonosen und Zoonoseerreger ......................................... 6
2.1.4
Nationales Recht ................................................................................................ 8
2.2
Salmonellen.............................................................................................................. 12
2.2.1
Taxonomie........................................................................................................ 12
2.2.2
Nachweismethoden .......................................................................................... 12
2.2.3
Epidemiologie und Tenazität ........................................................................... 14
2.2.4
Pathologie und Virulenz................................................................................... 17
2.2.5
Einflüsse auf die Salmonellenprävalenz .......................................................... 19
2.2.5.1 Haltungsform................................................................................................ 19
2.2.5.2 Impfung ........................................................................................................ 20
2.2.5.3 Absetzzeitpunkt............................................................................................ 21
2.2.6
Salmonellen beim Schwein .............................................................................. 22
2.2.7
Salmonellen beim Menschen ........................................................................... 24
2.2.8
Zusammenfassung............................................................................................ 25
2.3
Futterstruktur und –konfektionierung ...................................................................... 26
2.3.1
Futterstruktur.................................................................................................... 26
2.3.2
Futterkonfektionierung..................................................................................... 28
2.4
Organische Säuren und ihre Salze............................................................................ 30
2.4.1
Vorkommen, Vor- und Nachteile sowie Einteilung der Wirk-Ebenen ............ 30
2.4.2
Vertreter der organischen Säuren und ihre Salze ............................................. 31
2.4.2.1 Ameisensäure ............................................................................................... 31
2.4.2.2 Propionsäure................................................................................................. 32
2.4.2.3 Formi® .......................................................................................................... 32
2.4.2.4 Lupro-Cid® ................................................................................................... 33
2.4.2.5 Weitere organische Säuren........................................................................... 34
2.4.3
Wirkung im Futter............................................................................................ 35
2.4.4
Leistungsparameter .......................................................................................... 36
2.4.5
Weitere beeinflusste Parameter und Vorgänge ................................................ 37
3
Material und Methoden .................................................................................................... 43
3.1
Versuchsziel ............................................................................................................. 43
3.2
Tiere ......................................................................................................................... 44
3.3
Haltung ..................................................................................................................... 44
3.4
Futter und Fütterung................................................................................................. 46
3.5
Verbrauchsmaterial .................................................................................................. 47
3.5.1
Bakterienstamm................................................................................................ 47
3.5.2
Arzneimittel...................................................................................................... 47
I
Inhaltsverzeichnis
___________________________________________________________________________
3.5.3
Material für Mikrobiologie und Antikörperbestimmung ................................. 47
3.5.4
Desinfektionsmittel .......................................................................................... 48
3.6
Versuchsablauf ......................................................................................................... 49
3.7
Untersuchung der eingesetzten Futtermittel............................................................. 51
3.7.1
Weender Futtermittelanalyse............................................................................ 51
3.7.2
Weitere Untersuchungsparameter im Futter .................................................... 52
3.7.3
Futterstruktur.................................................................................................... 55
3.7.4
Untersuchung der Futtermittel auf Salmonellen .............................................. 55
3.7.5
Einfluss der Zusätze auf den Salmonellengehalt im Mischfutter nach Zusatz der
Infektionsbouillon............................................................................................. 56
3.8
Herstellung und Verabreichung der Infektionsbouillon........................................... 56
3.9
Untersuchung von Umgebungsproben ..................................................................... 57
3.10 Entnahme und Auswertung der Rektaltupfer ........................................................... 58
3.11 Sektion und Probenentnahme während der Sektion................................................. 58
3.12 Probenvorbereitung und Untersuchungen post mortem........................................... 59
3.13 Berechnungen........................................................................................................... 62
3.14 Statistische Methoden .............................................................................................. 63
4
Ergebnisse ........................................................................................................................ 65
4.1
Versuchsfutter .......................................................................................................... 65
4.1.1
Zusammensetzung der Futtermittel.................................................................. 65
4.1.2
Partikelgrößenverteilung im Futter .................................................................. 66
4.1.3
Untersuchung der Futtermittel auf Salmonellen .............................................. 66
4.2
Gesundheitsstatus der Tiere ..................................................................................... 67
4.3
Futteraufnahme, Körpermassenentwicklung und Futterverwertung ........................ 67
4.4
Umgebungsproben ................................................................................................... 69
4.5
Rektaltupferproben................................................................................................... 69
4.5.1
Nachweis einer erfolgreichen Salmonelleninfektion ....................................... 69
4.5.2
Salmonellen-Ausscheidungsdauer ................................................................... 69
4.5.3
Anteil positiver Proben an der Gesamtprobenzahl........................................... 71
4.6
Füllung des Verdauungstraktes ................................................................................ 73
4.7
Chymusqualität und –zusammensetzung ................................................................. 75
4.8
Mikrobiologische Ergebnisse post mortem (2. Versuchsabschnitt)........................ 80
4.8.1
Quantitative Salmonellen-Bestimmung im Chymus........................................ 80
4.8.1.1 Magenchymus .............................................................................................. 80
4.8.1.2 Dünndarmchymus ........................................................................................ 81
4.8.1.3 Caecumchymus ............................................................................................ 81
4.8.2
Qualitative Salmonellenbestimmung in Organ- und Schleimhautproben........ 82
4.8.3
Nachweis von Antikörpern gegen Salmonellen (O-Antigene 1,4,5,6,7 und 12)
im Blutserum mittles ELISA ............................................................................ 83
5
Diskussion ........................................................................................................................ 85
5.1
Kritik der Methode ................................................................................................... 86
5.1.1
Infektionsstamm ............................................................................................... 86
5.1.2
Versuchstiere und Haltung ............................................................................... 87
5.1.3
Partikelgrößenverteilungen in den pelletierten Mischfuttermitteln ................. 87
5.1.4
Entnahme der Rektaltupfer............................................................................... 88
5.1.5
Sektion.............................................................................................................. 89
5.2
Diskussion der Ergebnisse ....................................................................................... 89
II
Inhaltsverzeichnis
___________________________________________________________________________
5.2.1
Infektionsgeschehen nach experimenteller Infektion mit S. Derby sowie
Passage oral applizierter Keime nach „Superinfektion“................................... 90
5.2.1.1 Vermahlungsgrad ......................................................................................... 91
5.2.1.2 KDF- und freie Säuren-Supplementierung .................................................. 94
5.2.2
Translokation.................................................................................................... 98
5.2.3
Chymusqualität und Milieubedingungen im Chymus...................................... 99
5.2.3.1 Vermahlungsgrad (Vergleich G1 mit G4).................................................. 100
5.2.3.2 KDF und freie Säuren (Vergleich G1, G2 und G3) ................................... 104
5.2.4
Leistungsparameter ........................................................................................ 108
5.2.4.1 Vermahlungsgrad (Vergleich G1 mit G4).................................................. 108
5.2.4.2 KDF- und freie Säuren-Supplementierung (Vergleich G1, G2 und G3).... 109
5.3
Schlussfolgerungen ................................................................................................ 110
6
Zusammenfassung.......................................................................................................... 112
7
Summary ........................................................................................................................ 115
8
Literaturverzeichnis........................................................................................................ 118
9
Anhang ........................................................................................................................... 140
10 Danksagung..................................................................................................................... 171
III
Abkürzungsverzeichnis
___________________________________________________________________________
II. Abkürzungsverzeichnis
In dieser Arbeit wurden neben den allgemein üblichen Abkürzungen folgende spezielle
Kurzformen verwendet:
Abb.
AS
BFS
BMVEL
Cae
Co 1
Co 2
d
DüD
E. coli
Fa.
fein
FFS
GIT
grob
h
i.c.
i.m.
KBE
KDF
KM
M
m
MDT
ME
MW
n
n.n.
NfE
OD
PBS
pH
pKs
p.i.
PS
ppr
Abbildung
Ameisensäure
bakteriell fermentierbare
Substanz
Bundesministerium für
Verbraucherschutz, Ernährung
und Landwirtschaft
Caecum
Colonanfang
Colonende bis Rektum
Tage
Dünndarm
Escherichia coli
Firma
fein gemahlenes Futter
flüchtige Fettsäuren
Gastro-Intestinal-Trakt
grob vermahlenes Futter
Stunde
intracardial
intramuskulär
Kolonie bildende Einheit
Kalium-diformiat
Körpermasse
Magen
männlich
Magen-Darm-Trakt
umsetzbare Energie
Mittelwert
Anzahl
nicht nachgewiesen
Stickstoff-freie
Extraktstoffe
optische Dichte
Phosphatgepufferte
Kochsalzlösung
potentia Hydrogenii
Säuredissoziationsnkonstante
post infectionem
Propionsäure
postprandial
Ra
Rfa
Rfe
RL
Rp
S
s
S.
St
TS
u.
uS
V
VDLUFA
VO
vs.
vRp
w
Z
V
Rohasche
Rohfaser
Rohfett
Richtlinie
Rohprotein
Schwefel
Standardabweichung
Salmonella
Stärke
Trockensubstanz
und
ursprüngliche Substanz
Versuchsdurchgang
Verband Deutscher
landwirtschaftlicher
Untersuchungs- und
Forschungsanstalten
Verordnung
versus
verdauliches Rohprotein
weiblich
Zucker
Tabellen- und Abbildungsverzeichnis
___________________________________________________________________________
III. Tabellen- und Abbildungsverzeichnis
Tab. 1: Fristen für Gemeinschaftsziele ...................................................................................... 7
Tab. 2: Zeitrahmen für Etappenziele.......................................................................................... 8
Tab. 3: Stichprobenschlüssel der zu untersuchenden Schweine nach der SchweineSalmonellen-Verordnung ................................................................................................... 9
Tab. 4: Bewertungsschlüssel der Ergebnisse aus dem ELISA................................................... 9
Tab. 5: Übersicht zu den Spezies und Subspezies der Gattung Salmonella (POPOFF et al.
2004)................................................................................................................................. 12
Tab. 6: Chemische Grunddaten der Ameisen [AS]- und Propionsäure [PS], (FOEGEDING u.
BUSTA 1991) .................................................................................................................. 31
Tab. 7: Einfluss der organischen Säuren Propionsäure [PS] und Ameinsensäure [AS] und
deren Mischungen auf die Adhärenz von Typ I-Fimbrien-bildenden Enterobacteriaceen1,
(GEDEK 1993)................................................................................................................. 34
Tab. 8: Einflüsse von Ameisensäure [AS] und Kalium-diformiat [KDF] auf
Leistungsparameter in der Ferkelaufzucht ....................................................................... 37
Tab. 9: Zusammensetzung der vier in den Versuchsphasen eingesetzten Futtermittel............ 46
Tab. 10: Keimgehalte im Futtermittel nach einer Einwirkzeit der Zusätze von 15 min .......... 56
Tab. 11: Ermittelte Salmonellen-Keimzahlen in der Infektionsbouillon in KBE/ml............... 57
Tab. 12: Entnahmeschema der Rektaltupfer ............................................................................ 58
Tab. 13: Probenabschnitte und Untersuchungsparameter ........................................................ 59
Tab. 14: Nährstoff- und Energiegehalte (Mittelwerte aus je zwei Futterchargen) der in den
Versuchen eingesetzten Mischfuttermittel (soweit nicht anders angegeben in g/kg TS) 65
Tab. 15: gesamte Futteraufnahme (kg) von Versuchstag -3/-2 bis zur Sektion (Versuchstag 32
bis 41)............................................................................................................................... 67
Tab. 16: Körpermassenzunahmen (g/Tag) der Ferkel von Tag -3/-2 bis zur Sektion (Tag 32
bis 41)............................................................................................................................... 68
Tab. 17: Futterverwertung (Futteraufnahme in kg/Körpermassenzunahme in kg) .................. 68
Tab. 18: Chymusmenge (g uS/kg KM) in verschiedenen Abschnitten des Verdauungskanals,
je n = 10............................................................................................................................ 73
Tab. 19: TS-Mengen (g TS/kg KM) in verschiedenen Abschnitten des Verdauungskanals,
je n = 10............................................................................................................................ 74
Tab. 20: Kalkulierte Magenentleerung1 (g TS/kg KM/h), je n = 10 ........................................ 74
Tab. 21: TS-Gehalte (%) im Chymus einzelnen Abschnitte des Verdauungskanals, .............. 76
Tab. 22: Fettsäuremuster der Essig-, Propion-, i-Butter-, n-Butter-, i-Valerian- und nValeriansäure (mmol/kg uS) im Magen-, Dünndarm- und Caecuminhalt, je n = 10....... 80
Tab. 23: Salmonellen-Keimzahlen im Magenchymus (KBE/ml) ............................................ 81
Tab. 24: Salmonellen-Keimzahlen im Dünndarmchymus (KBE/ml) ...................................... 81
Tab. 25: Keimzahlen im Caecumchymus (KBE/ml) ............................................................... 82
Tab. 26: Positive Salmonellenproben der Lymphonodi ileocaecales ...................................... 83
VI
Tabellen- und Abbildungsverzeichnis
___________________________________________________________________________
Abb. 1: Belegplan des Infektionsstalles ................................................................................... 45
Abb. 2: Schematische Darstellung des Versuchsablaufs..........................................................50
Abb. 3: Ausscheidungsdauer in Tagen, primär infizierte Tiere............................................. ..70
Abb. 4: Anteil positiver Rektaltupfer an der Gesamttupferzahl, primär infizierte Tiere ......... 72
Abb. 5: pH-Werte im Chymus in verschiedenen Abschnitten des Verdauungskanals,
je n = 10............................................................................................................................ 75
Abb. 6: Formiat-Gehalte im Magen- und Dünndarminhalt...................................................... 77
Abb. 7: L-Laktat-Konzentrationen im Chymus verschiedener Abschnitte des
Verdauungskanals ............................................................................................................ 78
Abb. 8: Summe an flüchtigen Fettsäuren (Essig-, Propion-, i- und n-Butter-, i- und nValeriansäure; mmol/kg uS) im Chymus verschiedener Segmente des Verdauungstraktes
.......................................................................................................................................... 79
VII
Einleitung
___________________________________________________________________________
1 Einleitung
Neuere Feldstudien zeigen, dass besonders die zur Mast oder Aufzucht eingestallten Ferkel
als Eintragsquelle für Salmonellen in die landwirtschaftlichen Betriebe in Frage kommen
(VISSCHER 2006, OFFENBERG 2007). Daher müssen bereits auf dieser Stufe der
Schweineproduktion Salmonellen-wirksame Maßnahmen zur Senkung der Seroprävalenz
getroffen werden, um Risiken für den Verbraucher, die eventuell von kontaminiertem
Schweinefleisch ausgehen, zu minimieren. Obwohl seit 1992 immer weniger Menschen an
Salmonellose erkranken, wurden 2005 immer noch 52.000 Fälle (ohne Dunkelziffer) in
Deutschland gemeldet. Nach der Infektion mit Campylobacter-Keimen ist die Salmonellose in
Deutschland weiterhin die zweithäufigste Lebensmittelinfektion (LUKASSOWITZ 2006).
Da das Absetzen der Ferkel in der Schweinehaltung allgemein eine Phase ist, in der die Tiere
besonderen Risiken für die Entwicklung von Gesundheitsstörungen ausgesetzt sind, ist es
auch aus diesem Grund sinnvoll, in der Mast als wirksam erkannte Futterkonzepte (gröbere
Futterstruktur und paralleler Einsatz von Säuren) auch auf dieser Produktionsstufe näher zu
untersuchen (wie es parallel auch im Feld von OFFENBERG (2007) umgesetzt wurde).
Mit der vorliegenden Studie an Absetzferkeln sollte unter den Bedingungen einer
experimentellen Infektion mit Salmonella Derby näher überprüft werden, ob und in welchem
Maße
-
die Struktur des Futters (Pellets aus fein bzw. grob vermahlenen Komponenten) bzw.
-
der Zusatz von freien Säuren (75 % Ameisen- u. 25 % Propionsäure) bzw. von KDF
Einfluss nehmen auf das Infektionsgeschehen (Haftung, Vermehrung und Ausscheidung).
Hierzu bedurfte es eines zweistufigen Versuchsdesigns, mit dem die oben genannte Frage zu
beantworten war.
Um die Vergleichbarkeit mit der praxisüblichen Fütterung zu sichern, wurde das
Versuchsfutter nur in Form von Pellets an die Ferkel verabreicht und die beiden Säurezusätze
lediglich dem fein gemahlenen Futter zugesetzt.
1
Einleitung
___________________________________________________________________________
In der ersten Versuchsphase sollten die Auswirkungen des unterschiedlichen Futters
bezüglich des Infektionsablaufs (Ansteckung, Haftung, Vermehrung u. Ausscheidung) nach
einer oralen, experimentellen Infektion mit S. Derby über 32 Tage beurteilt werden. Im
zweiten Versuchsabschnitt wurde vier bis fünf Stunden nach erneuter experimenteller
Infektion mit S. Derby („Superinfektion“) eine Sektion durchgeführt, um die Passage oral
applizierter Keime und die Keimzahlen in den verschiedenen Abschnitten des Magen-DarmTrakts zu ermitteln sowie den Nachweis von Salmonellen in Organen und Geweben zu
führen.
Das Mischfutter zweier Gruppen unterschied sich dabei nur in seiner Struktur (fein:
Siebloch-Durchmesser der Hammermühle: 2 mm, grob: Siebloch-Durchmesser: 6 mm), so
dass ein diesbezüglicher Vergleich ermöglicht wurde.
Bei den Säurezusätzen wurde Kalium-diformiat (ein Salz der Ameisensäure), welches sich in
der Vergangenheit bereits als wirksam erwies (PAPENBROCK 2004, CANIBE et al. 2005,
KAMPHUES et al. 2006), eingesetzt und mit einem kostengünstigeren Gemisch freier Säuren
(75 % Ameisen- und 25 % Propionsäure) bezüglich der oben genannten Parameter verglichen.
Mögliche Effekte der beiden Säurezusätze können dabei einmal im Vergleich zu dem fein
gemahlenen Futter ohne Zusätze, dann aber auch miteinander erfolgen, so dass auch der
Säurezusatz spezifisch beurteilt werden kann.
Schließlich
wurde
die
Leistung
(Futteraufnahme,
Körpermassenentwicklung,
Futterverwertung) der Tiere am Ende der Studie zwischen den verschiedenen Behandlungen unter dem Einfluss der experimentellen Belastung mit S. Derby - vergleichend betrachtet.
2
Schrifttum
___________________________________________________________________________
2 Schrifttum
2.1 Rechtliche Rahmenbedingungen
Der Notwendigkeit einer rechtlichen Reglementierung der Salmonellenproblematik ergibt
sich aus unterschiedlichen Zusammenhängen und Sachverhalten. Salmonellen haben zum
einen als Ursache für Durchfallerkrankungen und Lebensmittelintoxikationen des Menschen
weltweit eine erhebliche Bedeutung. 2006 wurden in Deutschland alleine etwa 52.000 (ohne
Dunkelziffer) Salmonellosen gemeldet (LUKASSOWITZ 2006), so dass im Sinne des
Verbraucherschutzes rechtliche Maßnahmen notwendig sind. Zum anderen ist im Rahmen des
globalen Wettbewerbs die Tiergesundheitssituation in Deutschland ein wichtiger Werbefaktor
(LEYK 2004). Da freiwillige Maßnahmen nur schwer durchzusetzen sind (s. 2.1.4), ist es
notwendig Überwachungs- und Bekämpfungsmaßnahmen rechtlich zu fixieren.
2.1.1
Verbot antibiotischer Leistungsförderer
Nach der EG-Verordnung 1831/2003 dürfen seit dem 1. Januar 2006 keine antibiotischen
Leistungsförderer mehr genutzt werden. Sinnvoll erscheint dies vor dem Hintergrund der
nachteiligen Effekte, die durch den Einsatz von Antibiotika hervorgerufen werden können. Im
Wesentlichen sprechen gegen den Einsatz von Antibiotika die Befürchtung der Entwicklung
von Resistenzen, daneben auch die Toxizität oder allergene Potenz einiger Substanzen, die
mögliche Interaktion bzw. Inkompatibilität mit anderen Arzneimitteln und mögliche
Rückstände in Lebensmitteln (KAMPHUES 1998). Andererseits wurde in der Vergangenheit
nachgewiesen, dass „Fütterungsantibiotika“ nutritiv wirksam sind (ROTH et al. 1992a, b), so
dass nun Alternativen gefunden werden müssen.
2.1.2
•
Futterzusatzstoffe
Einleitung
Da die in dieser Arbeit verwendeten Futteradditive rechtlich zu den Futterzusatzstoffen
gehören, werden zunächst die diesbezüglich relevanten gesetzlichen Rahmenbedingungen
erläutert.
3
Schrifttum
___________________________________________________________________________
•
Definition
Im Paragraph 1 der Futtermittelverordnung vom 24. Mai 2007 (ANONYM 2007b) werden
Zusatzstoffe wie folgt definiert:
1. Zusatzstoffe mit firmengebundener Zulassung: Zusatzstoffe, die in Anhang C Teil I
der Richtlinie 70/524/EWG des Rates vom 23. November 1970 über Zusatzstoffe in
der Tierernährung in der jeweils geltenden Fassung aufgeführt sind.
2. sonstige Zusatzstoffe: Zusatzstoffe, die in Anhang C Teil II der Richtlinie
70/524/EWG aufgeführt sind.
Zu beachten ist, dass die in den Anhängen aufgeführten Zusatzstoffe der Richtlinie
70/524/EWG nur in der dort angegebenen Art (Tierart, Dosierung, sonstige Angaben)
verwendet werden dürfen.
Die Futtermittelzusatzstoffe werden laut Anlage 3 der Futtermittelverordnung in die
folgenden 15 Substanzklassen eingeteilt:
1. Wachstumsförderer (nur noch KDF)
2. Antioxidantien
3. Aroma- und appetitanregende Stoffe (z. B. Saccharin)
4. Binde- und Fließhilfsmittel (z. B. Kaolinit)
5. Emulgatoren (z. B. Lecithin)
6. färbende Stoffe (keiner für Schweine)
7. Kokzidiostatika (nur Geflügel und Kaninchen)
8. Konservierungsstoffe (z. B. Ameisen- und Propionsäure)
9. Säureregulatoren (hier: Benzoesäure)
10. Spurenelemente (mit Höchstgehalten z. B. Cu 170/25 mg/kg)
11. Vitamine (mit Höchstgehalten für Masttiere)
12. wasserbindende Stoffe (z. B. Aluminiumsulfat)
13. Enzyme (z. B. Phytase und Amylase)
14. Mikroorganismen („Probiotika“)
15. Radionuklidbindemittel („Giese-Salz“)
4
Schrifttum
___________________________________________________________________________
•
Gesetzgebung
Der Gesetzgeber hat zwei verschiedene Kategorien von Vorschriften erlassen, um den
Bereich der Futtermittelzusatzstoffe rechtlich abzudecken:
1. Richtlinien, die den Verkehr mit Futtermitteln regeln (Kennzeichnung/Etikettierung)
2. Richtlinien, die ihrerseits Sicherheit garantieren bzw. ihre gesundheitsfördernden
Aspekte unter Beweis stellen und damit jede Gefahr für Tier und Mensch ausschließen
(LEYK u. PIONTKOWSKI 2006).
•
Zulassungsverfahren von Zusatzstoffen
Die Zulassung von Zusatzstoffen ist geregelt durch die Verordnung (EG) Nr. 1831/2003 des
Europäischen Parlaments und des Rates vom 22. September 2003 über Zusatzstoffe zur
Verwendung in der Tierernährung. Diese Verordnung soll ein hohes Maß an Schutz für Leben
und Gesundheit von Menschen, Tieren und der Umwelt garantieren, indem sichere
Futtermittel von guter Qualität in der Tierernährung eingesetzt werden. Auch wirtschaftliche
Interessen spielen eine Rolle, da mittels sicherer Lebens- und Futtermitteln der freie Verkehr
auf dem Binnenmarkt möglich ist. Daher müssen sich die Futtermittelzusatzstoffe einer
Sicherheitsbewertung durch ein Gemeinschaftsverfahren unterziehen, bevor sie in den
Verkehr gebracht, verwendet oder verarbeitet werden dürfen. Um eine Bewertung für das
Zulassungsverfahren zu erleichtern, werden die Zusatzstoffe in Kategorien (Anhang I der VO
EG Nr. 1831/2003: Funktionsgruppen von Zusatzstoffen) eingeteilt. Die Europäische Behörde
für Lebensmittelsicherheit nimmt eine einheitliche wissenschaftliche Bewertung vor (VO
(EG) Nr. 178/2002, ANONYM 2002). In Zusammenarbeit mit der Europäischen Behörde
muss die Kommission außerdem Leitlinien für die Zulassung von Futtermittelzusatzstoffen
festlegen. Die Dauer einer Zulassung kann zeitlich begrenzt oder unbegrenzt sein.
•
Ameisensäure
Die Ameisensäure hat die EG-Nr. 236 und ist für alle Tierarten oder Tierkategorien unter der
Rubrik der Konservierungsstoffe unbegrenzt zugelassen. Die VO (EG) 1594/1999 dient als
Rechtsgrundlage und schreibt vor, dass die Gebrauchsanweisung folgende Angabe enthalten
muss: „Ameisensäure ist nicht alleine oder in Kombination mit anderen Säuren, sofern ihr
Anteil
in
einem
Säuregemisch
50
Gewichtsprozent
5
übersteigt,
zur
aeroben
Schrifttum
___________________________________________________________________________
Säurekonservierung von unbehandeltem Getreide mit einem Feuchtigkeitsgehalt von mehr als
15 % zu verwenden.“ Unter diesen Umständen kann ein erhöhter Gehalt an Aflatoxin
entstehen.
•
Propionsäure
Die Propionsäure ist mit der EG-Nr. 280 versehen. Auch diese organische Säure ist für alle
Tierarten
oder
Tierkategorien
unbegrenzt
für
alle
Futtermittel
zugelassen.
Als
Rechtsgrundlage dient die Richtlinie 91/248/EWG/FVO (Anlage 3).
•
Kalium-diformiat
KDF ist unbegrenzt unter der Rubrik Konservierungsstoffe für alle Tierarten oder
Tierkategorien laut der VO (EG) Nr. 492/2006 (ANONYM 2006) unter der EG-Nr. 237a
zugelassen. Nachdem KDF erstmals 2001 für Ferkel und Mastschweine unter der Gruppe der
Wachstumsförderer für vier Jahre zugelassen war (VO (EG) Nr. 1334/2001, ANONYM
2001), wurde KDF 2005 auch für Sauen für vier Jahre als Wachstumsförderer zugelassen (VO
(EG) Nr. 1200/2005, ANONYM 2005). Für die Verfütterung von KDF an Schweine ist zu
beachten, dass die Summe verschiedener Quellen von KDF den zulässigen Höchstgehalt von
18000 mg/kg Alleinfuttermittel für abgesetzte Ferkel und 12000 mg/kg Alleinfuttermittel für
Sauen und Mastschweine nicht übersteigen darf.
2.1.3
EU-Recht bezüglich Zoonosen und Zoonoseerreger
Die EU Gesetzgebung ist auf zwei Säulen gebaut. Zum einen die Überwachung und zum
anderen die Bekämpfung von Erregern, die als gesundheitsgefährdend für den Menschen
eingestuft werden müssen.
Die erste Säule wird von der Richtlinie 2003/99/EG des Europäischen Parlaments und des
Rates vom 17. November 2003 zur Überwachung von Zoonosen und Zoonoseerregern und
zur Änderung der Entscheidung 90/424/EWG des Rates sowie zur Aufhebung der Richtlinie
92/117/EWG des Rates gebildet und reglementiert die folgenden Punkte:
6
Schrifttum
___________________________________________________________________________
•
Überwachung von Zoonosen und Zoonoseerreger
•
Erfassung von Daten auf der geeigneten Ebene der Lebensmittelkette
•
Einschätzung von Gesundheitsrisiken
•
Umfangreiche
epidemiologische
Untersuchungen
bei
Auftreten
von
lebensmittelbedingten Erkrankungen
•
Erfassung der Antibiotikaresistenz bei isolierten Erregern
•
Austausch von Informationen zu Zoonosen und Zoonoseerregern
Mit der Verordnung zur Änderung tierseuchen- und lebensmittelrechtlicher Vorschriften zur
Überwachung von Zoonosen und Zoonoseerregern vom 9. November 2004 wird zudem die
RL 90/424/EWG umgesetzt.
Die Verordnung (EG) Nr. 2160/2003 des Europäischen Parlamentes und des Rates vom 17.
November 2003 zur Bekämpfung von Salmonellen und bestimmten anderen durch
Lebensmittel übertragbaren Zoonoseerregern stellt die zweite Säule des EU-Rechtes dar.
In der Anlage I (Spezielle Zoonosen und Zoonoseerreger, für die gemäß Artikel 4
Gemeinschaftsziele zur Senkung der Prävalenz festzulegen sind) sind folgende Fristen bei
Schweinen vorgesehen (s. Tab. 1):
Tab. 1: Fristen für Gemeinschaftsziele
Stufe der
Ziel festzulegen bis1 Untersuchung verbindlich
Lebensmittelkette
vorgeschrieben ab
Schlachtschweine
Schlachtung
März/April 2008
01.01.2010
Zuchtschweine
Primärproduktion
März/April 2009
01.01.2011
1
Die Fristen setzen voraus, dass spätestens 6 Monate vor Festlegung des betroffenen Ziels
vergleichbare Daten über die Prävalenz vorliegen; ist dies nicht der Fall, so wird die Frist
zur Festlegung des Ziels verlängert.
Die folgende Tabelle fasst zudem die Vorgaben des Bundesministeriums für Ernährung,
Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) zusammen,
in welchem Zeitrahmen die Zwischenetappen erreicht werden sollen:
7
Schrifttum
___________________________________________________________________________
Tab. 2: Zeitrahmen für Etappenziele
Prävalenzerhebungsstudie
Auswertung bis
Ziel- und Methodenfestlegung bis
Einreichung eines
Bekämpfungsprogramms bis
Genehmigung eines
Bekämpfungsprogramm bis
Durchführung des
Bekämpfungsprogramms ab
Mastschweine
(Schlachthof)
1.10.06 bis 30.9.07
Beginn 2008
März/April 2008
Zuchtschweine
(Stall)
1.10.07 bis 30.9.08
Beginn 2009
März/April 2009
31.12.08
31.12.09
Beginn 2009
Beginn 2010
1.1.2010
1.1.2011
Mit dem sogenannten EU-Hygienepaket (VO (EG) Nr. 852-854/2004; ANONYM, 2004a-c),
werden auf allen Ebenen der Lebensmittelkette (Produktion und Verarbeitung) ebenfalls
Beiträge zur Bekämpfung von Zoonosen geleistet.
2.1.4
•
Nationales Recht
geschichtliche Entwicklung
Vor dem Hintergrund des bestehenden Wettbewerbsdruckes, der Sorgfaltsverpflichtung der
Wirtschaftsbeteiligten im Rahmen der Fleischerzeugung und auf der Grundlage der
Ergebnisse einer 1996 durchgeführten Pilotstudie wurde eine Leitlinie zur Überwachung und
schrittweisen Reduzierung von zoonotischen Salmonellen-Serovaren bei Schweinen durch das
damalige Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten erarbeitet. Obwohl
sowohl das Landwirtschaftsministerium als auch die schweinefleischerzeugende Industrie die
Handlungsanleitung zur Umsetzung empfohlen hat (BLAHA 2001), kam es zu keiner
freiwilligen Einführung, da die deutsche Schweinefleischerzeugung nicht zentral organisiert
ist. Aus juristischen Gründen wurde auch eine daraufhin geplante Verordnung des
Landwirtschaftsministeriums nicht in Kraft gesetzt. Neben einem ersten Entwurf einer
Verordnung zur Verminderung des Salmonelleneintrags durch Schlachtschweine bei der
Fleischgewinnung durch das BMVEL (NOWAK 2005) wurde im Herbst 2002 das freiwillige
externe Qualitäts- und Sicherheits-System „QS“ ins Leben gerufen. Daran waren die
Futtermittelindustrie, die Landwirtschaft, die Schlachtindustrie, die Verarbeitungsindustrie,
8
Schrifttum
___________________________________________________________________________
der Einzelhandel und die Zentrale Marketing Gesellschaft für Agrarprodukte (CMA) beteiligt.
Seit dem Frühjahr 2003 sind alle Mitwirkenden dabei, dieses Projekt voranzutreiben (BLAHA
u. GROSSE AUSTING 2004). Seit dem 24. März 2007 ist die Verordnung zur Verminderung
der Salmonellenverbreitung durch Schlachtschweine (Schweine-Salmonellen-Verordnung)
vom 13. März 2007 in Kraft.
•
Grundprinzipien der Schweine-Salmonellenverordnung
Nach der Schweine-Salmonellenverordnung (ANONYM 2007a) müssen routinemäßig
Fleischsaftproben von Schlachtschweinen auf Antikörper gegen Salmonellen untersucht
werden. Anhand eines Stichprobenschlüssels (s. Tab. 3) werden je nach Anzahl der pro Jahr
angelieferten Tiere die Anzahl der Mindeststichproben pro Jahr festgelegt.
Tab. 3: Stichprobenschlüssel der zu untersuchenden Schweine nach der SchweineSalmonellen-Verordnung
Anzahl der voraussichtlich zur Schlachtung Anzahl der zu untersuchenden Schweine
abgegebenen Schweine pro Jahr
< 45
261
45 – 100
38
101 – 200
47
> 200
60
1
sofern weniger als 26 Schweine sind alle Tiere zu untersuchen
Die Fleischsaftproben werden mit dem ELISA der Firma Boehringer (Enterisol Salmonella
Diagnostikum) einheitlich untersucht. Die Ergebnisse werden als prozentualer Anteil der
positiven Proben von der Gesamtprobenanzahl angegeben und die Betriebe anhand der
Ergebnisse in die Kategorien I bis III eingestuft (s. Tab. 4).
Tab. 4: Bewertungsschlüssel der Ergebnisse der Fleischsaftuntersuchung aus dem ELISA
Kategorie
I
II
Salmonellenrisiko
niedrig
mittel
pos. Befunde in der Stichprobe
< 20 %
20 – 40 %
III
hoch
> 40 %
9
Maßnahmen
keine
Beratung
bestandsspezifischer
Plan
Schrifttum
___________________________________________________________________________
Betriebe der Kategorie III müssen (spätestens einen Monat nach der Einstufung) mit dem
bestandsbetreuenden Tierarzt einen bestandspezifischen Plan erarbeiten, um Eintragsquellen
zu erkennen und salmonellensenkende Maßnahmen einzuleiten (BLAHA 2004). Dazu werden
diese Betriebe bezüglich ihrer Reinigungs- und Desinfektionsmaßnahmen überprüft, indem
unmittelbar nach einer erfolgten Desinfektion folgende Proben auf Salmonellen untersucht
werden: Proben aus dem Fütterungs- und Tränkebereich, vom Spaltenboden, vom
Wandbereich, Staubproben, Proben aus dem Lüftungssystem, sowie - falls vorhanden Proben von Schadnagern, Fliegen und Maden. Die Internationale Norm ISO 6579:1992 des
Technischen
Komitees
CEN/TC
275
liegt
der
anschließenden
bakteriologischen
Untersuchung zugrunde. Neu eingestallte Ferkel (Stichprobe bis 10 %, mindestens 5 %)
werden einzeln beprobt. Fünf Einzelproben wurden zu einer Sammelprobe zusammengefügt.
Ist eine Probe positiv, wird der Herkunftsbetrieb ermittelt. Dort werden dann serologische und
koprologische Stichproben bei den Sauen genommen und untersucht. Ist der Erreger typisiert
und ein Resistenztest durchgeführt, werden Tiere mit klinischer Salmonellose antibiotisch
behandelt. Bei den anderen Tieren kommt ein Lebendimpfstoff nach den Empfehlungen des
Herstellers zum Einsatz (Firma Impfstoffwerk Dessau-Tornau, Salmoporc; LEYK 2004).
Betriebe der Kategorie II müssen nachweisen, dass die Tiere einer regelmäßigen
tierärztlichen
Bestandsbetreuung
einschließlich
einer
Beratung
zur
Senkung
der
Salmonellenprävalenz unterzogen werden (BLAHA 2004). Hauptziel ist – zum Schutz des
Verbrauchers - das Vorkommen von Salmonellen zu reduzieren und die Verbreitung von
Salmonellen durch einen getrennten Transport, getrennte Aufstallung im Schlachthof und
zeitlich getrennte Schlachtung von Tieren aus Betrieben unterschiedlicher Kategorien zu
vermindern (NOWAK u. KLEIN 2005).
•
Unterschiede zwischen dem QS-Programm und der „Schweine-SalmonellenVerordnung“
Die Verordnung überträgt dem Landwirt allein die Verantwortung für die Probennahme, für
die Einstufung des Bestandes und die Mitteilung über die Einstufung an den Schlachthof. Das
QS-System sah eine gemeinsame Verantwortung aller schweineliefernden Bestände und des
Schlachthofes vor. Daher wurde die Probennahme von Fleisch zur Gewinnung von Fleischsaft
vom Schlachthof organisiert und durchgeführt. Eine unabhängige, passwortgeschützte,
10
Schrifttum
___________________________________________________________________________
zentrale Datenbank erstellte die täglich erforderliche Probenentnahmeanleitung und die
Auswertung der Laborergebnisse für die Kategorisierung im QS-Programm. Die Verordnung
sieht außerdem vor, den Beteiligten mitzuteilen, aus welchem Betrieb (Kategorie I, II oder III)
die Tiere kommen, das QS-Programm beabsichtigte dies nicht, da nur der Bestand und nicht
die einzelnen Tiere einer Kategorie zugeordnet werden können. Somit können und dürfen
auch keine lebensmittelrechtliche Konsequenzen für den einzelnen Schlachtkörper gezogen
werden (BLAHA 2004).
•
Schlussfolgerungen
Die Bekämpfung des Salmonellenproblems in Schweinebeständen ist ein wichtiger Punkt im
Hinblick auf das Ziel, die Salmonelloseerkrankungen beim Menschen auch für die Zukunft
weiter durch sichere Lebensmittel zu reduzieren. Auf der einen Seite wird dies durch diverse
gesetzlichen Rahmenbedingungen auf nationaler (Schweine-Salmonellen-Verordnung, QSMonitoring) und EU-Ebene (EU-Hygienepaket, VO (EG) Nr. 2160/2003, RL 2003/99/EG)
gefördert, andererseits ist es sinnvoll, neue diätetische Ansätze zu erproben, um weitere
Informationen zum Infektionsgeschehen mit Salmonellen zu gewinnen, um diese effektiv
bekämpfen zu können (vgl. auch VISSCHER 2006 sowie OFFENBERG 2007).
11
Schrifttum
___________________________________________________________________________
2.2 Salmonellen
Salmonellen sind gramnegative, bewegliche, nicht-sporenbildende, fakultativ anaerobe, mit
Flagellen ausgestattete Bakterien (SCHWARZ 1999). Sie bilden das Genus Salmonella und
gehören zur Gruppe der Enterobacteriaceae.
2.2.1
Taxonomie
Salmonellen werden serologisch nach Typen unterschieden. Die Einteilung der Salmonellen
erfolgt international nach dem Kauffmann–White Schema auf der Basis der O- und H(Geißel-) Antigene. Das WHO Collaboration Centre for Reference and Research on
Salmonella am Pariser Pasteur-Institut aktualisiert das Schema regelmäßig. Das Genus
Salmonella unterteilt sich in zwei Spezies: Salmonella enterica (früher choleraesuis) mit
insgesamt 6 Subspezies (S. enterica spp. enterica, salamae, arizonae, diarizonae, houtenae
und indica) und Salmonella bongori (ROLLE u. MAYR 2007). Insgesamt gibt es mehr als
2500 Serovare (s. Tab. 5).
Tab. 5: Übersicht zu den Spezies und Subspezies der Gattung Salmonella (POPOFF et al.
2004)
Spezies
Subspezies
frühere
Bezeichnung
Anzahl der
Serovare
2.2.2
S.
enterica
spp.
enterica
spp.
I
spp.
salamae
spp.
II
spp.
arizonae
spp.
III a
1502
504
95
spp.
spp.
diarizonae houtenae
spp.
spp.
III b
IV
333
75
spp.
indica
spp.
VI
S.
bongori
spp.
bongori
spp.
V
13
22
Nachweismethoden
Salmonellen haben keine besonderen Ansprüche an Nährmedien. Durch eine nichtselektive
Voranreicherung wie zum Beispiel in Peptonwasser kann die Keimausbeute erhöht werden,
da subletal geschwächte Bakterien aktiviert werden. Dieses Verfahren wird vor allem bei der
Untersuchung von Lebensmittel- Futter- und Umgebungsproben angewendet. Flüssige
selektive Anreicherungsmedien werden entweder direkt oder aus der Voranreicherung
12
Schrifttum
___________________________________________________________________________
beimpft. Am häufigsten werden dazu die Anreicherungsmedien mit Tetrathionat und Selenit
sowie die Bouillon nach Rappaport-Vassiliadis verwendet (ROLLE u. MAYR 2007).
Da auf den üblichen Universalnährböden die Salmonellen mit Ausnahme einiger
hämolysierender oder stark schleimbildender Bakterien nicht von anderen Enterobakterien zu
unterscheiden sind, werden hierzu die Differenzialnährböden nach Rambach und BPLS
eingesetzt. Dabei macht man sich die folgenden verschiedenen Stoffwechselvorgänge zu
nutze. Salmonellen sind nicht in der Lage Laktose zu spalten, so dass durch die
Laktosespaltung - mittels eines Farbumschlags von Indikatoren - lactosenegative Salmonellen
von lactosepositiven E. coli und Klebsiellen zu unterscheiden sind. Als Beispiel sei hierfür
der Gassner-Agar genannt. Beim XLT4-Agar entstehen infolge der H2S Bildung Sulfide,
durch die die Kolonien ein schwärzliches Aussehen erlangen. Ein anderer Indikator (auf
Rambach-Agar) zeigt eine Säurebildung an, die beim Abbau von Propylenglykol entsteht,
wobei die Kolonien eine typische pinke Farbe annehmen. Auch die Fermentation von
Glucuronat verursacht einen Farbumschlag nach pink beim SMID-Agar (ROLLE u. MAYR
2007).
Beim Vorliegen von Mischkulturen, nicht eindeutigen Ergebnissen und bei Bedarf einer
genaueren Bestimmung kann durch biochemische (API für Enterobacteriacae) und
serologische Methoden die Spezies-, Subspezies- und Serovarendiagnose gestellt werden. Die
serologische Diagnostik baut auf dem Kauffmann-White-Schema und damit der Bestimmung
der O- und H- Antigene auf. Mit käuflichen O- und H-Antiseren kann geprüft werden, ob eine
Objektträgeragglutination auftritt. Der Nachweis von Salmonellen-Antikörpern erfolgt durch
verschiedene ELISA-Methoden (ROLLE u. MAYR 2007).
Da in klinischem Material und Sektionsmaterial in der Regel höhere Keimkonzentrationen zu
finden sind, als in Lebensmittel- und Futtermittelproben sowie im Kot latent infizierter
Tieren, gibt es weiterentwickelte Nachweismethoden, die vor allem beim Vorliegen von
niedrigen Keimkonzentrationen angewandt werden. Dazu gehört die Membranfiltertechnik
(Konzentration der Erreger), die Impedanzmessung (Veränderung der elektrischen
Leitfähigkeit und des Widerstandes durch Salmonellenwachstum), der Capture-ELISA
13
Schrifttum
___________________________________________________________________________
(Antigennachweis mittels monoklonaler oder polyklonaler Antikörper), die Gensonden und
Polymerasekettenreaktion
und
die
immunologische
Separations-
und
Konzentrationstechniken. Der Trend geht zu kommerziell erhältlichen Testkits, um die
Untersuchungszeiten so kurz wie möglich zu halten. Das Hauptziel ist eine möglichst niedrige
Nachweisgrenze mit den neueren Nachweismethoden zu erlangen. Der Grund für die genaue
Identifizierung nicht nur des Salmonellenserovars, sondern auch der verschiedenen Stämme,
dient der Aufdeckung von Infektketten und Übertragungswege zwischen den verschiedenen
Tierbeständen und den Menschen (ROLLE u. MAYR 2007).
2.2.3
Epidemiologie und Tenazität
Salmonellen befinden sich im Falle einer oraler Infektion im Darm von Tieren und Menschen.
Aufgrund ihrer hohen Tenazität können sie in der Umwelt wochen- bzw. monatelang
überleben. Salmonellen können sich in einem weiten Temperaturbereich (zwischen 5 und
45 °C) und auf vielen Substraten außerhalb des Tierkörpers vermehren. Sie überleben auch
gefroren oder getrocknet Monate bis Jahre. Durch Sonnenlicht, Wärme (> 70 °C) und
gebräuchliche Desinfektionsmittel werden sie innerhalb von Minuten abgetötet. Allerdings
bedingt jede Desinfektion eine Abtötung der natürlichen Keimflora in der Umgebung, so dass
bei einem Neueintrag von Salmonellen deren Vermehrung begünstigt sein kann (QUANTE
2000). Behandlungsverfahren zur Verlängerung der Haltbarkeit von Lebensmittel wie Pökeln,
Salzen und Trocken führen zu keinem sicheren Schutz vor einer Salmonelleninfektion, da die
Keime auch unter diesen Bedingungen relativ lange überleben können (FEHLHABER 2003).
Bei pH-Werten unter 5,0 verkürzt sich die Überlebenszeit allerdings (HENRY 1983).
Problematisch ist, dass das ganze Ausmaß der Umweltkontamination unbekannt ist, da
Salmonellen nur mittels spezieller Verfahren nachgewiesen werden und außerdem in einem
nicht kultivierbarem Zustand - auch genannt als VBNC = lebensfähig, aber nicht kultivierbar
(TSCHÄPE 1996) - überdauern können. Außerdem kommen sie häufig in Konzentrationen
vor, die unterhalb der Nachweisgrenze liegen (FEHLHABER 2003). Weitere Probleme
ergeben sich aus der häufig nicht vorhandenen Wirtsspezifität, so dass Infektionsketten
und die Vielfalt der Eintragsquellen (Mensch, Tiere, unbelebte Vektoren, Futtermittel) nicht
aufgedeckt werden können.
14
Schrifttum
___________________________________________________________________________
Die häufigste Ansteckung von Tieren erfolgt nach BÖHM (1993) oral über kontaminierte
Futtermittel, die mit salomellenhaltigen Ausscheidungen von Tieren (Befallsraten bei Ratten
4-30 %) oder Menschen in Berührung gekommen sind, seltener sind demnach
Kontaktinfektionen. VISSCHER (2006) und OFFENBERG (2007) fanden in neueren
Feldstudien allerdings heraus, dass besonders die zur Mast oder Aufzucht eingestallten Ferkel
als Haupteintragsquelle für Salmonellen in landwirtschaftliche Betriebe von Bedeutung sind.
Die Ausbreitung innerhalb eines Bestandes kann vertikal (innerhalb verschiedener
Altersgruppen) oder horizontal (innerhalb gleicher Altersgruppen) erfolgen (BLAHA et al.
2004). Ein besonderes Infektionsrisiko geht von latent infizierten Tieren aus, die diese
Bakterien in einen Bestand einschleppen können, ohne selbst sichtbare klinische Symptome
zu
zeigen.
Die
Einstallung
von
latent
infizierten
Tieren
ist
daher
eine
der
Haupteintragsquellen (BLAHA 1993). Bei dänischen Schweinen wurde festgestellt, dass
60 % aller infizierten Tiere keine klinischen Symptome zeigten und intermittierend
Salmonellen ausschieden (WINGSTRAND et al. 1996). Nach LEYK et al. (2004) sind in
Mastbetriebe eingestallte Ferkel zu über 40 % mit Salmonellen belastet.
Aus Sicht der Fleischhygiene ist bedenklich, dass latent infizierte Schlachttiere
Transportstress
ausgesetzt
werden,
wodurch
es
zur
Störung
des
Erreger-Wirts-
Gleichgewichtes kommen kann. Folglich kann die Darmbarriere beeinträchtigt sein und
Keime können in die essbaren Gewebe eindringen (FEHLHABER 2003). Neben der
Beeinträchtigung der Darmbarriere kommt es außerdem zu einer Beeinträchtigung des
Immunsystems durch die Stressbelastung, so dass Bakterien überleben und mit dem Blut im
Körper verteilt werden können (SEIDLER et al. 2001). Nach VIEIRA-PINTO et al. (2005)
waren von insgesamt 101 Schweinen 26,7 % (Proben von Ileum, Ileocaecales- und
Mandibularlymphknoten sowie Tonsillen) und 12,9 % der 101 Schlachtkörper (OberflächenTupfer einer Schlachthälfte) Salmonellen-positiv. Dabei wiesen 69,2 % der Schlachthälften
den gleichen Serotyp auf, wie die dazugehörigen Innereien, so dass im Schweinefleischsektor
den Schlachttieren die größte Bedeutung - als Eintragsquelle für Salmonellen in Lebensmittel
- zuzukommen scheint. Von den untersuchten Ileocaecaleslymphknoten waren 18,8 % der
Proben positiv, 13,9 % der Ileumproben, 12,9 % der Mandibularlymphknoten und 9,9 % der
Tonsillen waren ebenfalls positiv, so dass von einer lymphatischen Ausbreitung der
15
Schrifttum
___________________________________________________________________________
Salmonellen ausgegangen werden kann. Auch dies führt zu einem erhöhten Risiko für eine
Kontamination des Fleisches. Besondere Beachtung sollte daher einer optimalen Entfernung
der Innereien sowie der Mandibularlymphknoten und der Tonsillen geschenkt werden. Aus
Sicht der Fleischhygiene ist es nach SWANENBURG et al. (2001) daher sinnvoll,
Salmonellen-freie Schweine vor Salmonellen-belasteten Tieren zu schlachten, um die
Salmonellenprävalenz im Schweinefleisch zu senken. Allerdings sind auch die Schlachtkörper
von Schweinen aus Salmonellen-frei anerkannten Betrieben nicht unbedingt vollständig
Salmonellen-frei. Mögliche Ursachen sind der Transportstress (s. oben), eine intermittierende
Erregerausscheidung und eine Kontamination beim Verarbeitungsprozess. Es wirkt sich
erschwerend aus, dass es kein diagnostisches Verfahren gibt, welches durch eine einmalige
Untersuchung eine Infektion sicher ausschließen kann. Vor allem adulte Tiere sind häufig
klinisch latent infiziert, bei jüngeren Tieren kommt es häufiger zu einer klinischen
Manifestation je nach Virulenz, Infektionsdosis und infektionsbegünstigenden Faktoren.
Neben dem oralen Infektionsweg gelangen Salmonellen auch auf aerogenem und
konjunktivalem Weg in den Organismus. Bei Vögeln zusätzlich auch germinativ. Fast alle
Tierarten können sich mit Salmonellen infizieren. Reptilien sind in besonderem Maße von
latenten Infektionen betroffen, hier kommen sehr viele Serovare in Frage. Fleischfressende
Säugetiere und Greifvögel weisen tierartspezifische Resistenzmechanismen auf, können sich
aber auch infizieren und erkranken. S. enterica spp. enterica kommt vor allem bei
warmblütigen Tieren vor, die übrigen Subspezies kommen bevorzugt bei kaltblütigen Tieren
(v. a. Reptilien) und in der Umgebung vor. Man teilt die Serovare aufgrund ihrer
Wirtsspezifität und ihre Relevanz als Krankeitserreger in die vier folgenden epidemilogischen
Gruppen ein (ROLLE u. MAYR 2007):
•
Anpassung an den Menschen (S. Typhi, S. Paratyphi)
•
Anpassung an bestimmte Tierarten (S. Dublin/Rind, S. Choleraesuis/Schwein. S.
Gallinarum/Huhn, S. Abortusequi/Pferd, S. Abortusovis/Schaf)
•
Keine Anpassung an bestimmte Tierarten, aber z. T. invasiv (S. Enteritidis, S.
Typhimurium
•
Keine Anpassung an bestimmte Tierarten, nicht invasiv (mehr als 2000 Serovare)
16
Schrifttum
___________________________________________________________________________
2.2.4
Pathologie und Virulenz
Grundsätzlich gelten alle Salmonellenspezies als pathogen für Tier und Mensch.
Salmonellenstämme dürfen erst als apathogen eingestuft werden, wenn dieses entsprechend
geprüft worden sind. Daher ist auch zunächst jedes Isolat von Tieren als möglicher
Zoonoseerreger einzustufen. Die Adhäsivität, die Invasivität, der fakultativ intrazelluläre
Parasitismus und die Toxinbildung (Endo-, Cyto-, Enterotoxine) bestimmen die Virulenz von
Salmonellen. Allerdings lassen sich keine Gruppen mit deutlich voneinander abgrenzbaren
Virulenzeigenschaften definieren, und viele Serovare können sowohl systemische als auch
lokale Infektionen verursachen (ROLLE u. MAYR 2007).
Der initiale Pathogeneseschritt ist die Adhäsion von Salmonellen an das Darmeptihel. Dies
erfolgt über eine Beteiligung der Fimbrien. Die einzelnen Fimbrien werden nach den
Molmassen der Untereinheiten (in kDa) als SEF (Salmonella Enteritidis Fimbriae) 14, 17, 18
und 21 bezeichnet (ROLLE u. MAYR 2007). Nach LIU et al. (1988) existieren Hinweise,
dass am Adhärenzvorgang auch chemotaktische Eigenschaften der Erreger eine Rolle spielen.
Nach der Adhärenz kommt es zur Invasion in absorptive Epithelzellen und in spezialisierte
M-Zellen (Microfold-Zellen), vor allem im terminalen Ileum. Durch Kontakt mit den
Zielzellen wird über die Synthese bakterieller Proteine eine stabile Adhärenz und
nachfolgendes Eindringen gewährleistet (FINLEY u. FALKOW 1989).
Um
intrazellulär
überleben
zu
können,
muss
es
zur
Expression
spezieller
Oberflächenproteine kommen. Nach MILLER und MEKALANOS (1990) unterliegt dieser
Vorgang einer genetischen Regulation (Pho-P-Region). BARROW und LOVELL (1989) sind
der Auffassung, dass Geißeln für das Überleben in Makrophagen nötig sind. Die genaueren
Pathogeneseschritte sind dabei noch nicht vollständig aufgeklärt und bedürfen weiterer
Forschungsarbeiten (SELBITZ 1991).
Endotoxine, die von allen Enterobacteriacae gebildet werden können, stehen im Mittelpunkt
allgemeiner Virulenzfaktoren. Eine Giftwirkung wird dabei dem Lipid A der Region III des
Lipopolysaccharides (LPS) nachgesagt. Defekte in der Region I und II führen zu R-Formen
17
Schrifttum
___________________________________________________________________________
mit unterschiedlich ausgeprägtem Virulenzverlust. Da die Virulenz allerdings nicht
vollständig aufgehoben ist, scheint der gesamte LPS-Komplex von Bedeutung zu sein und
nicht nur das Lipid A. Es bestehen nach TERAKADO et al. (1990) eine Beziehungen
zwischen der Zusammensetzung des LPS und der Serumpersistenz. Außerdem wiesen nach
RADE et al. (2000) Versuchstiere, die mit Salmonella Derby infiziert wurden, signifikant
höhere Endotoxingehalte im peripheren Blutkreislauf im Vergleich zu nicht infizierten Tiere
auf. Tendenziell waren die höchsten Endotoxingehalte in den Dünndarmgefäßen (im
Vergleich zur V. jugularis und der Colon-Vene) messbar - ein Indiz für eine etwaige
Absorption dieser Toxine aus dem Dünndarm.
Ein wesentlicher Virulenzmarker sind außerdem die Enterotoxine der Enteritiserreger, die
von den meisten Salmonellenstämmen gebildet werden. Von diesen Toxinen kommt am
häufigsten das hitzelabile Enterotoxin (LT) vor und ist im Unterschied zu dem E.-coli-LT
stärker zellgebunden und im periplasmatischen Raum lokalisiert (SELBITZ 1991). Es kommt
sowohl zu zytotonischen wie auch zytotoxischen Reaktionen, die aber auf den Darm
beschränkt bleiben (ungleich E. coli). Genetische Grundlagen für die Virulenz sind kodiert
auf:
•
der spv-Region (salmonella plasmid virulence) und
•
den chromosomalen Pathogenitätsinseln (SPI – salmonella pathogenicity islands), von
denen es nach HENSEL (2004) fünf gibt.
Nach LAWHON (2002) sind die Regulatoren BarA und SirA verantwortlich für die
Expression der SPI-1-Invasionsgene. Nach BOYEN (2006a) ist SPI-1 verantwortlich für die
Invasion in intestinale Epithelzellen und führt zum Zelltod von Maus-Makrophagen. Über
Mutationen in den SPI-1-Genorten hilA, sipA und sipB fand BOYEN (2006b) weiter heraus,
dass SPI-1 eine wichtige Rolle bei der Anheftung an die Darmschleimhaut und der Invasion
in Zielzellen spielt und für einen Zustrom von neutrophilen Zellen in das Darmlumen
verantwortlich ist, aber keine Rolle spielt bei der Besiedelung der Tonsillen.
Aber nicht nur Salmonellengene beeinflussen die Virulenz. VAN HEMERT et al. (2007)
fanden heraus, dass der unterschiedliche genetischer Hintergrund der Wirtstiere Einfluss
auf die immunologische Reaktion im Darm nach einer Infektion mit Salmonellen hatte, indem
18
Schrifttum
___________________________________________________________________________
er die Parameter Phagozytoseaktivität, Genexpression und T-Zell-Subpopulationen erhob und
dabei Unterschiede zwischen zwei Geflügellinien feststellte.
Zur Diarrhoe kommt es bei einer Salmonelleninfektion im Gegensatz zu anderen Enteritiden
(Dysenterie,
proliferative hämorrhagische Enteropathie) nicht durch eine massive
Keimvermehrung oder eine primäre Schädigung des Darmepithels (WALDMANN u.
WENDT 2004), da die Enterocyten von den Salmonellen nur geringgradig geschädigt
werden. Eine durch Enterotoxin bedingte Hypersekretion - ähnlich der Kolidiarrhoe verursacht einen erhöhten Wassergehalt im Kot. Prostaglandine – hervorgerufen durch
Endotoxine,
die
neutrophile
Zellen
stimulieren
-
verursachen
zudem
eine
Entzündungsreaktion, die mit einer mikrovaskulären Schädigung der Lamina propria und der
Submukosa der Darmwand verbunden ist. Dieser Vorgang führt ebenfalls zu einer erhöhten
Wasserabgabe ins Darmlumen (SCHWARTZ 1999).
2.2.5
Einflüsse auf die Salmonellenprävalenz
Der Einfluss der Fütterung auf die Salmonellenprävalenz (Struktur und Zusatz organischer
Säuren) wird in zwei Extrakapiteln genauer erläutert (s. 2.3 u. 2.4)
2.2.5.1 Haltungsform
Untersuchungen zur Salmonellen-Seroprävalenz in unterschiedlichen Produktionssystemen
bei Schweinen (MEYER et al. 2005) zeigten, dass zum Teil erhebliche Unterschiede
zwischen den Seroprävalenzen in den verschiedenen Haltungssystemen bestehen. Bei dieser
Studie wurden in konventionellen, ökologischen und Freilandbetrieben Blutproben von
Schweinen entnommen und diese serologisch untersucht. Dabei wurde die höchste Prävalenz
bei Sauen in Freilandhaltung festgestellt. Ökologische Mast- und Ferkelbetriebe wiesen zwar
die niedrigsten Prävalenzen auf, aber aufgrund der geringen Stichprobenanzahl besteht hier
noch Klärungsbedarf. Weiterhin wurden bei dieser Studie verschiedene Risikofaktoren mittels
Fragebogen ermittelt und bewertet, um den Einfluss von bestandsspezifischen Faktoren auf
die Prävalenz seropositiver Tiere zu untersuchen. Bei Mastschweinen erwiesen sich die
Faktoren Einstallungsbehandlung, Stallboden, Futtermittelform, Fütterungshygiene sowie die
Betriebslage als signifikante Einflussfaktoren. Nach JØRGENSEN (2005) und LUND (2003)
19
Schrifttum
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sollten neben dem Fütterungsmanagement in Betrieben mit einer hohen Salmonellenprävalenz
folgende Faktoren berücksichtigt werden:
•
Salmonellenstatus zugekaufter Ferkel
•
Strenges Rein–Raus–Prinzip
•
Intensive Reinigungs- und Desinfektionsmaßnahmen
•
Keine Vermengung im Alter unterschiedlicher Gruppen
•
Vermeidung von Rücktransporten in das System („Einbahnstraßensystem“)
•
Nur bestandseigene Gerätschaften verwenden
•
Vermeidung überfluteter Güllekanäle
•
Schadnagerbekämpfung (Stall und Futterlager)
•
Abschirmung des Bestandes gegenüber Vögeln
2.2.5.2 Impfung
Aufgrund des intrazellulären Parasitismus von Salmonellen ist eine effektive Bekämpfung nur
durch Lebendimpfstoffe möglich, da dadurch neben der humoralen auch die zellvermittelte
und lokale Abwehr induziert wird. Seit 2002 ist in Deutschland ein Salmonella-TyphimuriumLebendimpfstoff für Schweine zugelassen. Sauen werden parenteral geimpft, Ferkel oral ab
der 3. Lebenswoche. Ziel der Impfung ist eine verminderte Erregerausscheidung und
–persistenz. Der Impfstoff ist attenuiert, genetisch stabil und vom Feldstamm zu
unterscheiden. Nach SPRINGER et al. (2001) schützt die Impfung vor klinischen Symptomen
und senkt die Besiedlung von Darm und Ileocaecallymphknoten. Zu dem gleichen
Ergebnissen kam LINDNER et al. (2002), die den Erfolg des Impfung durch die
Untersuchung von Serumproben und den Lnn. ileocaecales bei geimpften Mastschweinen am
Schlachthof überprüften.
Bisher war noch wenig über die Wirksamkeit maternaler Antikörper bekannt. ROESLER et
al. (2006) überprüften daher die Wirksamkeit einer dreimaligen Impfung tragender Sauen mit
einem inaktivierten herdenspezifischen Salmonella Typhimurim-Impfstoff an 25 Tieren.
Einer Kontrollgruppe mit 37 tragenden Sauen wurde vom Tag 14 ante partum bis zum
Absetzen der Ferkel täglich das Antibiotikum Enrofloxacin verabreicht. Von der Geburt bis
20
Schrifttum
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zum Tag 142 wurde der Kot der Ferkel auf Salmonellenausscheidung untersucht. Mit dem
ELISA wurde zusätzlich das Vorhandensein von Antikörper im Blut überprüft. In den
Kotproben keines der Ferkel, die von einem geimpften Tier abstammten, konnten
Salmonellen nachgewiesen werden. Anders verhielt es sich bei den Schweinen, denen
Antibiotika verabreicht worden waren, denn hier wurden bei 47,4 % der Tiere Salmonellen im
Kot gefunden. Bei der Versuchsgruppe wurden außerdem signifikant höhere Konzentrationen
an IgA und IgG im Blut gemessen. Diese Impfung scheint eine praktikable Möglichkeit zu
sein, die Prävalenz von Salmonellen bei Ferkeln zu reduzieren, wenn diese von einer
infizierten Sau abstammen.
In einer weiteren Studie wurde histopathologisch einer Zottenverkürzung im Dünndarm
verbunden mit geringerer Mucusbildung und einer verminderten Anzahl von Becherzellen bei
geimpften Tieren (SC54TM, attenuierter Lebendimpfstoff, S. Choleraisuis, Boehringer,
Ridgefield, Iowa, USA) nachgewiesen (LETELLER et al. 2001). Vermutlich geht mit dieser
Zottenverkürzung ein Verlust von Adhärenzrezeptoren für Salmonellen einher.
2.2.5.3 Absetzzeitpunkt
Nach der Schweinehaltungshygiene-Verordnung dürfen Saugferkel erst im Alter von über
drei Wochen abgesetzt werden, es sei denn, das Absetzen ist zum Schutz des Muttertieres
oder der Saugferkel vor Schmerzen, Leiden oder Schäden erforderlich. Ziel in der
Schweineproduktion ist ein möglichst früher Absetzzeitpunkt, da so die Sau eher wieder
belegt werden und somit die Ferkelzahl pro Jahr und Sau angehoben werden kann. Die Ferkel
werden allerdings zu einem Zeitpunkt abgesetzt, zu dem sie immunologisch und
ernährungsphysiologisch noch nicht voll ausgereift sind (Varley 2004). Wenn dann
insbesondere schlechte Umweltbedingungen oder Stress dazukommen, führt dies häufig zu
Diarrhoe
und/oder
Ödemkrankheiten
mit
erhöhten
Mortalitätsraten.
Ein
späterer
Absetzzeitpunkt - allerdings zu Kosten der Produktionsrate - kann folglich im Umkehrschluss
zu einer geringeren Anfälligkeit für Salmonellen und andere Darminfektionserreger führen.
21
Schrifttum
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2.2.6
Es
Salmonellen beim Schwein
muss
grundsätzlich
davon
ausgegangen
werden,
dass
der
größte
Teil
der
Schweinebestände mit Salmonellen belastet ist (STEINBACH 1999). Am häufigsten kommen
Infektionen mit Salmonella Typhimurium vor (VAN DER WOLF et al. 2001). Nach
WALDMANN und ALTROCK (2005) kann die Salmonelleninfektionen nach folgendem
Schema einteilt werden:
1. Salmonellosen im engeren Sinn mit klinisch manifestem Krankheitsbild
2. Salmonelleninfektion ohne klinische Krankheitsanzeichen
a. Infektion ohne Erregerausscheidung/latente Erregerträger
b. Infektion mit Erregerausscheidung/Salmonellenausscheider
c. Aufnahme
und
Ausscheidung
des
Erregers
ohne
Invasion
des
Wirtsorganismus/passive Carrier
Dabei sind zwei Problemkreise bei der Salmonelleninfektion der Schweine zu beachten.
Zum einen aus der Sicht der Fleischhygiene (durch latente Ausscheidung von vielen
Serovaren, Kontamination der Lebensmittel beim Schlachtprozess), zum anderen die relativ
seltenen Fällen der klinischen Erkrankung (durch die schweineadaptierten Serovare S.
choleraesuis, S. tyhisuis und S. typhimurium). S. Derby hat möglicherweise ebenfalls eine
gewisse Adaptation an das Schwein erreicht. (ROLLE u. MAYR 2007).
Monoinfektionen mit S. choleraesuis erzeugen eine akute Septikämie, gefolgt von Kolitis
und Typhlitis. S. tyhimurium verursacht eine nekrotisierende Kolitis und Typhlitis. Seltenere
Infektionen mit S. typhisuis führen zu einer chronischen nekrotisierenden Kolitis, verkäsender
Lymphadenitis der Mediastinal- und Pharyngeallymphknoten und herdförmiger Pneumonie.
Gelegentlich sind Zuchtschweine, in der Regel allerdings junge Schweine vom Absetzen bis
zum Alter von 4 Monaten von einer Salmonellose betroffen. An der Manifestation sind
Stressfaktoren wie das Absetzen und die Zusammenstellung der Mastgruppen beteiligt.
Obwohl Krankheitsfälle in einem Bestand meist regellos und vereinzelt auftreten, sind in
solchen Betrieben häufig resistenzmindernde und/oder infektionsfördernde Faktoren
vorhanden. So ein Faktor kann ein erhöhter Befall mit Ascaris suum (VAN DER WOLF
2000) oder ein erhöhter Einsatz von Chemotherapeutika sein, da dadurch eine Störung des
Gleichgewichtes der Magen-Darm-Flora auftreten kann (BERENDS et al. 1996).
22
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Man unterscheidet folgende Verlaufsformen: perakut, akut, subakut und chronisch (ROLLE
u. MAYR 2007). Die Inkubationszeit beträgt 24 – 48 Stunden, dann treten Fieber (40,5 – 42,0
°C), Mattigkeit und Fressunlust auf. Es können plötzliche Todesfälle beim septikämischem
Verlauf vorkommen. Charakteristisch für Septikämien mit hoher Mortalität sind je nach
Ausprägungsgrad blaurote Verfärbungen der Ohrmuscheln, der Rüsselscheibe, des
Unterbauches und der Gliedmaßen. Nach 3 – 4 Tagen kommt es zu Durchfall mit wässrigem,
grau-gelben Kot. In akuten Stadien kann die Salmonellose zu Pneumonien und bei Sauen zu
Aborten führen. Bei Saugferkeln, die an der Infektion sterben, kann die Diagnose häufig erst
post mortem gestellt werden.
Durch häufige Rückfälle können Kümmerer entstehen. Es ist mit einer langfristigen
Erregerausscheidung zu rechnen, auch wenn die klinischen Symptome abklingen.
Rektumstenosen durch Narbenbildung nach Schädigung periproktaler Gefäße können
Folgeerscheinungen bei Läuferschweinen mit chronischer Salmonellose sein. Die Morbidität
liegt i.d.R. zwischen 50 und 80 % und die Mortalität zwischen 5 – 10 %, manchmal bis zu
70 % (KRAMER 1995).
Therapeutisch sind die Tiere zu behandeln, die eine Heilungsaussicht aufweisen (Tiere mit
hochgradiger Zyanose und Kümmerer ausmerzen). Neben Veränderungen im Management
(Nutzen der Informationen aus dem Salmonellenmonitoringprogramm), um künftige
Infektionen zu vermeiden, werden die erkrankten Tiere parenteral mit antibakteriellen
Chemotherapeutika (ggf. nach Antibiogramm) behandelt. Misserfolge der Therapie und
Beseitigung des Ausscheiderstatus liegen in den intrazellulär gelegenen und damit schwer
erreichbaren Salmonellen begründet und daran, dass eine große Anzahl von Salmonellen (mit
steigender Tendenz) bereits Resistenzen gegenüber Antibiotika aufweist (VAN DER WOLF
et al. 2001; SCHROETER et al. 2004). Klinisch gesunde Tiere können mit einem
Lebendimpfstoff immunisiert werden. Impfungen müssen allerdings über einen längeren
Zeitraum hinweg fortgeführt werden. Kombinierbar sind die orale Immunisierung der
Saugferkel ab der 3. Lebenswoche mit der parenteralen Immunisierung der Sauen, sowie der
Zucht- und Masttiere, um eine geschlossene Impfdecke zu erreichen (s. 2.2.5.2). Auch nach
intranasaler und aerogener Applikation haben sich die Lebendimpfstoffe als wirksam
23
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erwiesen (ROLLE u. MAYR 2007). Nach VAN DER WOLF et al. (2001) kommen
Salmonellen in nur 50 % als alleinige Ursache von Darminfektionen vor. Bei den anderen
50 % sind Brachyspira spp., Lawsonia intracellularis oder das Porcine Reproduktive und
Respiratorische SyndromVirus (PRRSV) beteiligt.
2.2.7
Salmonellen beim Menschen
Nach STEINBACH (1999) wird der Anteil menschlicher Salmonellosen, die durch vom
Schwein stammende Salmonellen verursacht werden, auf etwa 20 % geschätzt. Dabei
erkranken vor allem einzelne Personen, seltener mehrere Personen. Die Ursache für die
Infektion wird meistens nicht aufgedeckt (STEINBACH 1999).
Beim Menschen werden die Salmonellosen in zwei verschiedene Krankheitsbilder
aufgeteilt (ROLLE u. MAYR 2007):
•
Die mit einer Allgemeininfektion verbundenen Krankheitsbilder des Typhus und des
Paratyphus (S. Typhi und S. Paratyphi)
•
Die Salmonellenenteritiden (v.a. nicht wirtsadaptierte Serovare)
Infektionskrankheiten durch S. Typhi und S. Paratyphi sind in den Industrieländer stark
zurückgedrängt worden und heutzutage hauptsächlich problematisch in Form von
eingeschleppten Reisekrankheiten. Der Mensch selbst ist das hauptsächliche Erregerreservoir,
mögliche Ansteckungsquellen sind kontaminierte Lebensmittel (rohes bzw. nicht ausreichend
erhitztes Fleisch und Fleischprodukte, Eier und eihaltige Speisen) einschließlich Wasser,
seltener kommt es zu einer direkten Ansteckung durch Kontakt. Die Infektionsdosis liegt bei
gesunden Erwachsenen bei 105 bis 106 Salmonellen. Allerdings liegt die Infektionsdosis für
Säuglinge, Kleinkinder, ältere und immunsupprimierte Menschen weit darunter. Nach 7 – 21
Tagen führt eine Infektion zu einer fieberhaften Allgemeinerkrankund (anfangs ähnlich wie
Grippesymtome),
seltener
sind
zu
Beginn
Durchfälle
zu
erwarten.
Zunächst
(Generalisationsphase) sind die Erreger über Blutkulturen nachzuweisen, erst später auch im
Stuhl. Durch Ansiedelung in der Gallenblase und in den Gallengängen werden 2 – 5 % der
infizierten Personen zu Dauerausscheidern (ROLLE u. MAYR 2007).
Es handelt sich um eine meldepflichtige Krankheit nach dem Infektionsschutzgesetz; bereits
der Krankheitsverdacht ist meldepflichtig. Es wird eine orale Immunisierung mit einem
24
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Lebendimpfstoff bei Reisen in Endemiegebiete empfohlen (Afrika, Südamerika, Südostasien;
ROLLE u. MAYR 2007).
Bei den Salmonellenenteritiden kommt es nach einer Inkubationszeit von 5 – 72 Stunden zu
wässrigen Durchfällen, die begleitet sein können von Bauchschmerzen, Fieber, Übelkeit,
Erbrechen und Kopfschmerzen. Selten kommt es auch zu extraintestinalen Manifestationen
(systemische, typhöse Verläufe). Bei typhösem Verlauf, Kindern (< ein Jahr) und bei
Komplikationen ist eine Chemotherapie nötig. Die Ausscheidungsdauer endet im Normalfall
nach 3 – 6 Wochen, kann vor allem bei Säuglingen aber auch länger andauern. Vorbeugende
Maßnahmen sind alle Vorgänge, die den Keimdruck senken, Kontaminationen vermeiden und
die Vermehrung und Anreicherung von Salmonellen verhindern. Dazu zählen die Einhaltung
der Kühlkette, eine ausreichende Erhitzung von Lebensmitteln und Einhaltung von
Hygienegrundsätzen. Seit einem Höhepunkt mit 229 Todesfällen im Jahr 1992 ist ein
Rückgang der amtlich erfassten Salmonellosefälle zu verzeichnen. Nach HELMS et al. (2003)
ist allerdings sowohl die akute als auch die chronische/long term Mortalität bei
Salmonelleninfektionen erhöht.
2.2.8 Zusammenfassung
Es bestehen zahlreiche Wechselbeziehungen zwischen dem Auftreten von Salmonellen beim
Menschen und beim landwirtschaftlichen Nutztier. Durch Schweine, die Träger von
Salmonellen sein können, kann während des Schlachtprozesses das Schweinefleisch mit
Salmonellen kontaminiert werden und über dies kann sich wiederum der Menschen infizieren.
Von einer Infektion sind zahlreiche Faktoren wie Hygiene (Stall, Schlachtung, Haushalt),
Impfung und Fütterung abhängig (BÖHM 1993).
25
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2.3 Futterstruktur und –konfektionierung
2.3.1
Futterstruktur
Verschiedene epidemiologische Studien lassen erkennen, dass die Salmonellenprävalenz bei
Schweinen durch die Verwendung einer gröberen Futterstruktur (> 3 mm SieblochDurchmesser) gesenkt werden kann (DAHL 1997; LO FO WONG et al. 1999;
WINGSTRAND et al. 1999; HAMILTON et al. 2000; KRANKER u. DAHL 2000).
In einer Studie wurde der Effekt von verschiedenen Getreidearten (Gerste und Weizen) sowie
einer unterschiedlichen Partikelgröße (3 und 4,5 mm Sieblochdurchmesser) hinsichtlich
morphologischer Gegebenheiten im Dickdarmgewebe bei etwa 30 kg schweren Schweinen
untersucht (BRUNSGAARD 1998). Dabei stellte sich heraus, dass weniger die Getreidesorte
als vielmehr die Futterstruktur Einfluss auf die Zusammensetzung der Darmschleimhaut und
die Produktion und Zusammensetzung des Muzins im Dickdarm hatte. Die Krypten im
Dickdarm waren bei der Fütterung von gröber strukturiertem Futter tiefer. Außerdem war die
Muzin-Bildung
durch
die
Verabreichung
eines
groben
Futters
gesteigert,
die
Zusammensetzung des Muzins war dagegen kaum verändert. Beim Einsatz eines groben
Futters war außerdem die Muscularis externa - gemessen in µm - des Dickdarmes dicker. Des
weiteren waren die Epithelzellproliferationen - gemessen an der Anzahl der Mitosen – von der
Futterstruktur signifikant beeinflusst. Unterschiede in der Stärkeverdauung beim Einsatz
von Futter mit unterschiedlicher Struktur erklären diesen Effekt. Das gröbere Futter wird im
Dünndarm aufgrund der größeren Oberfläche und der noch weitgehend intakten Zellwände
nicht vollständig enzymatisch aufgeschlossen, so dass größere Mengen unverdauter Stärke in
den Dickdarm gelangen. Durch die erhöhte Stärkebereitstellung im Dickdarm kommt es zu
einer vermehrten Bildung von kurzkettigen Fettsäuren (LIVESEY 1991). Dem Nährwert
der Stärke liegt also die Produktion flüchtiger Fettsäuren zugrunde (SAKATA 1987).
Bezüglich der flüchtigen Fettsäuren wird vermutet, dass diese wiederum in der
Caecumschleimhaut zu einer vermehrten Muzinbildung und -abgabe führen (SAKATA u.
SETOYAMA 1995). Nach JØRGENSEN und DAHL (1999) sowie PAPENBROCK (2004)
soll die vermehrte Stärkebereitstellung außerdem zu einer Förderung von grampositiven
26
Schrifttum
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Bakterien (Laktobazillen und Mikrokokken) führen, so dass gramnegative Bakterien, wie
Salmonellen und E. coli, verdrängt werden. Die Stärke dient dabei als Substrat für
grampositive Bakterien, die damit bei der Fütterung eines groben Futters optimale
Lebensbedingungen im Dickdarm vorfinden. Der genaue förderliche Effekt der flüchtigen
Fettsäuren ist allerdings noch nicht vollständig aufgeklärt.
Auch HEDEMANN et al. (2005) hat weiter nachgewiesen, dass die Partikelgröße zwar kaum
Auswirkung auf die Morphologie im Dünndarm hatte, sehr wohl aber im Dickdarm. Demnach
bewirkte die Fütterung von grobem Futter auch hier eine Vertiefung der Krypten im Colon.
Ebenso hat PAPENBROCK (2005) festgestellt, dass die grobe Struktur Einfluss auf das
mikrobielle Milieu im Verdauungstrakte hat. In der Versuchsreihe wurden erhöhte Zahlen von
Laktobazillen und grampositiven Bakterien vor allem im hinteren Bereich (Caecum und
Colon) des Verdauungskanals gefunden.
Auch nach VISSCHER (2006) ist der Hauptort der Wirkung des groben Futters im Dickdarm
zu sehen, da für das Infektionsgeschehen vermutlich die weiter kaudal gelegenen
Darmabschnitte eine größere Rolle spielen.
Allerdings weist das grob gemahlene Futter auch im vorderen Teil des Verdauungstraktes
(Magen) eine gesundheitsfördernde Wirkung auf. Nach HANSEN (2004) führt ein gröber
gemahlenes Futter zu höheren TS-Gehalten im Mageninhalt und zu einer geringeren
Entmischung der flüssigen und festen Anteile, so dass auch hier laktat-bildende Bakterien
gefördert werden, die den pH-Wert im Magen verringern, so dass pathogenen Keimen nach
MIKKELSEN et al. (2004) und KAMPHUES et al. (2006) die Magenpassage in den
Dünndarm – und damit die weitere Ausbreitung in den Gastrointestinaltrakt - erschwert wird.
Von Nachteil ist, dass ein gröberes Futter sich negativ auf die Futterverwertung auswirken
soll (MAVROMICHALIS et al. 2000; KIM et al. 2002), da die Verdaulichkeit gemindert ist.
Nach KIM (2002) war die Futterverwertung bei einem gröber gemahlenem Futter (1000 µm)
27
Schrifttum
___________________________________________________________________________
um 3 % geringer als bei einem feiner gemahlenem Futter (500 µm). Dadurch kann ein solches
Futterkonzept trotz seiner Vorteile für den Landwirt unattraktiv erscheinen.
2.3.2
Futterkonfektionierung
Zu beachten ist, dass nicht nur die Futterstruktur, sondern auch die Konfektionierung des
Futters eine große Rolle - unter anderem bei der Verdauung - spielen kann. MIKKELSEN
(2005) untersuchte sowohl den Effekt der Struktur (fein gegen grob) und die
Konfektionierung (pelletiert gegen nicht pelletiert) auf physiochemische Eigenschaften,
Bakterienpopulationen und das Überleben von S. enterica Serovar Typhimurium DT12 im
Magendarmtrakt von Schweinen. Dabei wurden folgende Ergebnissen festgestellt:
•
TS-Gehalt im Magen: Grob, nicht pelletiert (C-NP) > grob, pelletiert (C-P) > fein,
nicht pelletiert (F-NP) > fein, pelletiert (F-P)
•
Anaerobier im Magen: C-NP > F-NP > F-P > C-P
•
Organische Säuren im Magen: C-NP > C-P > F-NP > F-P
•
Undissozierte Milchsäure im Magen: F-P > C-P > C-NP > F-NP
•
pH-Wert im Magen: C-P > F-NP > F-P > C-NP
•
Absterberate von S. enterica im Magen: C-NP > F-P > F-NP > C-P
•
Korrelation zwischen Absterberate und undissozierter Milchsäure
•
coliforme Bakterien im distalen Dünndarm, Caecum, Colon: signifikant niedrigere
Anzahl bei Fütterung von grobem Futter, C-NP -> niedrigste Anzahl
•
Buttersäure im Caecum und Colon: grobes Futter -> höhere Gehalte
•
Durchfall: weniger häufig bei nicht pelletiertem Futter
•
Schleimhautläsionen im Magen: nur bei C-NP Fütterung Gewebe intakt
Die Ergebnisse zeigen, dass bei dem Einsatz eines groben, nicht-pelletierten Futters die
mikrobiologische Aktivität im Magen erhöht ist. Auch andere Studien bestätigen dies
(JØRGENSEN et al. 1999). Das veränderte Profil in der Zusammensetzung und Menge der
organischen Säuren lässt auf eine andere Zusammensetzung bzw. Aktivität der
Mikroorganismen im Magen beim Einsatz eines groben, nicht-pelletierten Futters schließen.
Nach MAXWELL et al. (1970) und REGINA et al. (1999) ist zudem die Magenpassage bei
28
Schrifttum
___________________________________________________________________________
der Fütterung eines groben Futters verlangsamt. Somit können die Mikroorganismen in einem
längeren Zeitraum das Substrat im Magen verstoffwechseln, bevor es in den Dünndarm
gelangt. Andererseits kann die veränderte Konsistenz im Magen (erhöhter TS-Gehalt und
Wasserbindungskapazität) dazu beitragen, dass das Wachstum dieser Mikroorganismen
gefördert wird (HILLS et al. 2001a, b). Die Korrelation von hohen Werten undissozierter
Milchsäure mit einer hohen Absterberate von S. enterica im Mageninhalt und der niedrige
Magen pH-Wert scheinen als Haupteffekte von grobem, schrotförmigem Futter aufzutreten.
KNARREBORG et al. (2002) erklärt den antibakteriellen Effekt der undissozierten
Milchsäure - wie auch anderer organischer Säuren - dadurch, dass diese die Zellmembran der
Bakterienzelle passieren können, der intrazelluläre pH-Wert abfällt und enzymatische
Prozesse zum Erliegen kommen, wodurch die Protonen-aktivierte Kraft kollabiert und der
Zelltod verursacht wird. Die verminderte Anzahl an coliformen Bakterien im hinteren Teil
des Verdauungstraktes zeigt, dass sowohl die Struktur als auch die Konfektionierung Einfluss
auf die Zahl der Enterobacteriaceae haben.
Auch in dieser Studie konnten zuvor beschriebene Ergebnisse (WONDRA er al. 1995a;
EISEMANN u. ARGENZIO 1999; JØRGENSEN et al. 1999) bezüglich einer schlechteren
Futterverwertung bestätigt werden, so dass trotz gesundheitlich positiver Effekte das oben
genannte Futterkonzept für den Landwirt als wirtschaftlich unattraktiv erscheinen mag.
Allerdings kann durch den Einsatz eines schrotförmigen Futters – im Vergleich zu einem
pelletierten Futter - die Häufigkeit und die Ausprägung von Magengeschwüren beim
Schwein signifikant reduziert werden (POTKINS et al. 1989, WONDRA et al. 1995b,
AMORY et al. 2006). Aber auch der Einsatz von gröberem Futter, wie Stroh (NIELSEN u.
INGVARTSEN 2000), und der Zusatz von Rohfaser - in Form von Hafer- und
Sonnenblumenschalen - zu einem Futter mit fein gemahlenen Komponenten verminderte das
Auftreten von Magengeschwüren durch eine bessere Vermengung der flüssigen und festen
Phasen im Magen (POTKINS et al. 1989, DIRKZWANGER et al. 1998). Außerdem führte
nach ELBERS et al. (1995) der Einsatz eines 6 mm – Siebs in der Hammermühle - im
Vergleich zu einem 3 mm Siebs - zu einer deutlichen Reduktion von Magenulcera beim
Schwein.
29
Schrifttum
___________________________________________________________________________
2.4 Organische Säuren und ihre Salze
In den letzten Jahren wurden vermehrt organische Säuren und ihre Salze in der
Schweinezucht und -mast in prophylaktischen Dosen eingesetzt, um Durchfällen vorzubeugen
und die Konstitution der Tiere zu verbessern, da - aufgrund von Bedenken bezüglich
resistenter Bakterien - seit Anfang 1997 immer mehr antibiotische Leistungsförderer verboten
worden sind. Organische Säuren sind deshalb attraktive Alternativen, da sie im
Körpermetabolismus und im Magen-Darm-Trakt zum Teil natürlich vorkommen, so dass
keine Nebenwirkungen für den Verbraucher von Schweinefleisch zu befürchten sind.
Zunächst nur bei der Fütterung von Absetzferkeln eingesetzt, werden die Säuren und ihre
Salze nun auch vermehrt bei Mastschweinen und Sauen aufgrund ihrer positiven Wirkung
verwendet (JONGBLOED u. JONGBLOED 1996, VISSCHER 2006). Neben den
organischen Säuren und Salzen werden auch Pro- und Prebiotika, Enzyme, pflanzliche
Futterzusatzstoffe, Immunmodulatoren und andere Zusatzstoffe (Zinkoxid und Kupfer) weiter
erforscht und eingesetzt (EIDELSBURGER et al. 1992c, ROTH et al. 1992b, GIBSON et al.
1994, SIMON u. BREVES 2000, DOYLE 2001, GÖSSLING 2001, VERSTEGEN u.
WILLIAMS 2002, BEAL et al. 2003, KAMPHUES et al. 2003, WENK 2003, TEN
BRUGGENCATE et al. 2004, ROSELLI et al. 2005).
2.4.1
Vorkommen, Vor- und Nachteile sowie Einteilung der Wirk-Ebenen
Organische Säuren (C1 – C7) kommen in vielen Pflanzen und im tierischen Gewebe vor. Sie
entstehen nach mikrobieller Fermentation von Kohlenhydraten in großen Mengen im
Dickdarm von Schweinen. Viele Säuren sind auch als Natrium-, Kalium- oder Kalziumsalz
verfügbar. Die Vorteile der Salze gegenüber freien Säuren sind, dass diese in der Regel
geruchlos sind (bessere Akzeptanz beim Schwein) und im Futtermittelwerk einfacher zu
verarbeiten sind (feste Form, weniger korrosiv, besser wasserlöslich). Freie organische Säuren
sind allerdings stärker nutritiv wirksam als deren Salze, da bei den Salzen nur das Säureanion
im Verdauungstrakt wirkt und eine Ansäuerung oder Absenkung der Pufferkapazität im Futter
oder Mageninhalt nicht oder nur kaum gegeben ist (KIRCHGESSNER u. ROTH 1991,
EIDELSBURGER 1998). Nach KIRCHGESSNER und ROTH (1988) lässt sich die Wirkung
in drei Ebenen einteilen:
30
Schrifttum
___________________________________________________________________________
•
Wirkung im Futter (s. 2.4.3)
•
Wirkung im Verdauungstrakt (s. 2.4.5)
•
Wirkung im Stoffwechsel (s. 2.4.5)
2.4.2
Vertreter der organischen Säuren und ihre Salze
Zunächst wird ausführlicher auf die Futtermittelzusätze eingegangen, die in den Versuchen im
Rahmen dieser Untersuchung verwendet worden sind, dann erfolgt eine kurze
Zusammenfassung einiger anderer Säuren. Die folgende Tabelle zeigt vorab einige chemische
Grunddaten zu der Ameisen- und der Propionsäure.
Tab. 6: Chemische Grunddaten der Ameisen [AS]- und Propionsäure [PS], (FOEGEDING u.
BUSTA 1991)
Molmasse
[g/mol]
AS
HCOOH
46,03
PS
CH3CH2COOH
74,08
1
bei diesem Wert sind 50 % der Säure dissoziert
Säure
Strukturformel
Dichte
[g/ml]
1,22
0,993
Bruttoenergie
kJ/g
5,7
20,8
pKa-Wert1
3,75
4,88
2.4.2.1 Ameisensäure
Ameisensäure ist farblos, flüssig, wasserlöslich und riecht stechend. Sie wird als
Konservierungsmittel bei der Silageherstellung und verschiedenen anderen Produkten
verwendet, bei denen wenig Substrat für die gewünschte Produktion von Milchsäure durch
Milchsäurebakterien vorhanden ist. Die Ameisensäure kommt als natürlicher Bestandteil im
Gewebe und Blut von Tieren vor. Bei einer Anreicherung von Ameisensäure tritt das Bild der
Methanolvergiftung mit metabolischer Acidose, pathologischen Augenveränderungen und
Tod auf (TEPHLY 1991). Die akute Toxizität (LD50) beträgt nach oraler Verabreichung an
Mäuse 1-2 g/kg KM. Natrium-, Kalium- und Kalziumsalze der Ameisensäure sind weniger
toxisch. Nach MALORNY (1969) beträgt die LD50 für Natrium-Formiat 11,2 g/kg KM, für
Kalium-Formiat 5,5 g/kg KM und für Kalzium-Formiat 1,92 g/kg KM. Aufgenommene
Ameisensäure wird von der Schleimhaut des Verdauungstraktes absorbiert. In der
undissoziierten Form diffundiert sie rasch durch die Zellmembran. Dieser Mechanismus
ähnelt dem anderer kurzkettigen Fettsäuren (CHANG u. RAO 1994). Der größte Teil gelangt
31
Schrifttum
___________________________________________________________________________
zur Leber, in der die Ameisensäure zu CO2 und H2O oxidiert wird, wobei FormylTetrahydrofolsäure (im Nucleinsäurestoffwechsel für die Synthese von Purinbasen wichtig)
entsteht (STRYER 1988). Der Rest wird über die Nieren in Form von Salzen ausgeschieden.
2.4.2.2 Propionsäure
Propionsäure ist flüssig und riecht unangenehm ranzig. Propionsäure wird bei der
Käseherstellung von Propionibakterien produziert (FOEGEDING u. BUSTA 1991).
Außerdem entsteht es beim Abbau der Aminosäure Valin als Zwischenprodukt (STREYER
1988). Propionsäure entsteht neben Essig- und Buttersäure als Hauptprodukt beim Abbau von
Ballaststoffen im Colon von Schweinen. Dort werden die Säuren anschließend über die
passive Diffusion in das Blut aufgenommen (KIDDER u. MANNES 1978). Die Absorption
ist abhängig vom pKa-Wert der Säuren und vom pH-Wert des Coloninhaltes. Ist der pH-Wert
kleiner als der pKa-Wert, werden die Säuren rasch aufgenommen. Da der pH-Wert allerdings
in der Regel bei über 6,5 liegt (Ileum, Caecum, Colon), liegen die Säuren in ihrer dissozierten
Form vor und werden nur schlecht absorbiert. Allerdings kann über einen lokalen pH-WertAbfall der Mukosa (Na+/H+-Ionen-Austausch) ein Konzentrationsgradient zwischen dem
Darmlumen und den Epithelzellen entstehen, so dass es zur Aufnahme der Säuren ins Blut
kommen kann (CHANG u. RAO 1994). Über das Zwischenprodukt Methylmalonyl-CoA
wird die Propionsäure zum größten Teil in Succinyl-CoA umgewandelt und schließlich im
Citratzyklus umgesetzt (STREYER 1988). Ein geringerer Anteil wird von den Epithelzellen
in Milchsäure umgewandelt (MC DONALD et al. 1995). Die Propionsäure wirkt vor allem
gegen Schimmelpilze, hat eine nur vergleichsweise geringe Wirkung auf Bakterien (s. 2.4.2.4)
und keine auf Hefen, da letztere diese verstoffwechseln können (GEDEK 1993).
2.4.2.3 Formi®
Dieses Produkt wurde von der EU als erster nicht-antibiotischer Leistungsförderer für
Schweine zugelassen (2. Juli 2001, EC Nr. 1334/2001, ANONYM 2001).
Bei dem Produkt der BASF AG Ludwigshafen liegt keine freie Ameisensäure vor, da die
Ameisensäure an Kalium gebunden als Salz vorliegt. Der eigentliche Wirkstoff ist Kaliumdiformiat [KH(COOH)2, KDF] welches 98% der Formulierung ausmacht. Der Rest besteht
32
Schrifttum
___________________________________________________________________________
aus Silikaten (1,5 %) und Wasser (0,5 %). KDF liegt in einem kristallinen, pulverförmigen
Aggregatzustand vor und ist nicht korrosiv.
Nach PAULICKS et al. (2000) wurden durch KDF die Futteraufnahme, die täglichen
Zunahmen und die Futterverwertung verbessert und die Häufigkeit von Durchfällen
verringert.
Die
Wirkung
beruht
sowohl
auf
einer
verbesserten
Protein-
und
Energieverdaulichkeit als auch auf einer Veränderung der Magen-Darm-Flora (ROTH et al.
1998a). Im Unterschied zur freien Säure soll die pH-Wert-absenkende Wirkung im Magen
beschränkt sein, da das KDF zu 85 % den Magen passiert. Erst im Zwölffingerdarm wird die
Ameisensäure zum größten Teil freigesetzt (MROZ et al. 2000). Nach ØVERLAND (2003)
soll die Ameisensäure dank der Strömungseigenschaften im gesamten Verdauungstrakt bis
zum Rektum wirken. Neben dem pH-Wert im Magen wird auch der pH-Wert im
Zwölffingerdarm gesenkt (MROZ et al., 2000). In vitro wurde von KNARREBORG et al.
(2002) nachgewiesen, dass KDF einen antimikrobiellen Effekt im pH-Wert-Bereich von 3 bis
6 aufweist. Auch noch bei pH 7 (Dünndarm) wurde das Bakteriumwachstum reduziert.
Sowohl bei Ferkeln (HEBELER 2000; PAPENBROCK 2004, OFFENBERG 2007) als auch
bei Mastschweinen (ØVERLAND 2000; VISSCHER 2006) wurde beim Einsatz von KDF
eine antimikrobille Wirkung auf Salmonellen und/oder E. coli nachgewiesen. Dabei ist nach
KNARREBORG et al. (2002) der Effekt auf Colibakterien stärker ausgeprägt als auf
Lactobazillen. Folglich kann man den antimikrobiellen Effekt von KDF in die folgenden
Bereiche einteilen:
•
Generelle Reduzierung der mikrobiellen Aktivität
•
Spezielle Wirkung auf potentiell pathogene Keime, wie Salmonellen und E. coli
•
Förderung einer günstigen Mikroflora
2.4.2.4 Lupro-Cid®
Lupro-Cid® ist ebenfalls ein Produkt der BASF AG Ludwigshafen und besteht zu 75 % aus
freier Ameisensäure und zu 25 % aus freier Propionsäure. Da die konservierende Wirkung
von Propionsäure in niedrigen Konzentrationen unbestritten, aber ihre keimabtötende
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Schrifttum
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Wirkung gegenüber Infektionserregern, wie Salmonellen, nur unbefriedigend ist, bot sich zur
Optimierung der Wirkung in niedrigen Konzentrationen die Kombination mit Ameisensäure
an (GEDEK 1993, 1999). Es zeigte sich eine drastische Keimreduktion und ein Verlust an
Adhärenz von E. coli-Fimbrien an das Darmepithel (s. Tab. 7) durch diese Kombination.
Tab. 7: Einfluss der organischen Säuren Propionsäure [PS] und Ameinsensäure [AS] und
deren Mischungen auf die Adhärenz von Typ I-Fimbrien-bildenden Enterobacteriaceen1,
(GEDEK 1993)
Probe Nr.
Art des
Zusatzes
ohne
AS
PS/AS= 25/75 %
Säuregehalt Säuregehalt
E. coli-Adhärenz in
Soll
Ist
Prozent (%)
1
0
(0,26)
entspr. Kontrolle (100 %)
7
0,1
1,16
46,25
10
1,0
0,26/0,77
45,00
11
0,5
0,25/0,26
48,75
PS/AS=
12
0,75
0,37/0,39
52,50
50/50 %
13
1,0
0,41/0,49
6,25
14
0,5
0,38/0,18
93,75
PS/AS=
15
0,75
0,56/0,26
43,75
75/25 %
16
1,0
0,74/0,20
18,75
1
E. coli (Serogruppe 0 157) Stamm mit Eigenschaften, die hinsichtlich Fimbrien-Bildung
denen von Salmonellen entsprechen
Dabei stellte sich heraus, dass nicht nur die Konzentration des Säuregemisches im Futter,
sondern auch das Verhältnis der beiden Säuren zueinander eine entscheidende Rolle bei der
Adhärenz spielt (Gedek, 1993). Die beste Wirkung erzielte ein Gemisch von jeweils 50 %
Ameisen- und Propionsäure, welches zu 1,0 % dem Futter zugesetzt worden ist.
2.4.2.5 Weitere organische Säuren
Weitere organische Säuen, die in Alleinfuttermittel für Schweine in verschiedenen
Konzentrationen (0,1-4 %) und Kombinationen erfolgreich erprobt und eingesetzt worden
sind, sind Essigsäure (BOLDUAN et al. 1990), Buttersäure (PIRA et al. 2002, GANTOIS et
al. 2006, VAN IMMERSELL et al. 2006, BIAGI et al. 2007), Milchsäure (MIKKELSEN e
al. 2004, PIERCE et al. 2005, BEARSON et al. 2006), Zitronensäure (BOLDUAN et al.
1990), Fumarsäure (GEDEK et al.1992), Apfelsäure (KIRCHGESSNER et al. 1993),
Weinsäure (KIRCHGESSNER et al. 1993), Sorbinsäure (FOEGEDING u. BUSTA 1991)
34
Schrifttum
___________________________________________________________________________
und Benzoesäure (GUINGAND et al. 2005, BROZ u. PAULUS 2006, KLUGE et al. 2006,
ØVERLAND et al. 2007). Auch sie weisen antimikrobielle und/oder leistungsfördernde
Effekte in unterschiedlicher Ausprägung auf.
2.4.3
Wirkung im Futter
Organische Säuren sind neben ihrem ansäuernden Effekt in Futtermitteln auch effektive
Konservierungsmittel, da sie einen Beitrag zur Futtermittelhygiene leisten, indem das
Wachstum von Schimmelpilzen, Hefen und Bakterien gemindert wird. Zu den wichtigsten
Futtermittelhygiene-relevanten Keimen gehören neben verschiedenen Salmonellenspezies
auch enteropathogene E. coli, Campylobacter jejuni, Listeria monocytogenes, Clostridium
perfringens, C. botulinum und Staphylococcus aureus. Die mikrobielle Kontamination im
Mischfutterwerk kann durch folgende Quellen (COMA 2003) verursacht werden:
•
Kontaminierte Rohstoffe
•
Schädlinge (Nager, Insekten, Vögel)
•
Anlagentechnik
•
Unsachgemäße Frischluftzufuhr
•
Ablagerung in Anlagen und Behältern, vor allem im feuchtwarmen Bereich.
Zu einem sicheren Hygieneregime beim Herstellungsprozess von Mischfuttermitteln gehören
die Dekontamination und die Verhinderung der Rekontamination. Neben hydrothermischen
(Anwendung hoher Temperaturen und Feuchtigkeit) sowie hydrothermisch-mechanischen
Verfahren (Extrudieren und Expandieren) kann durch die Zugabe von Ameisen- und
Propionsäure eine sichere Dekontamination und eine Vermeidung der Rekontamination von
Futtermitteln erreicht werden (STRAUSS und HAYLER, 2001).
Die antimikrobielle Aktivität beruht auf einer pH-Wert-Absenkung im Futtermittel. Eine
Senkung des pH-Wertes im Futter führt wiederum zu einer geringeren Pufferkapazität
desselben. Dies bedingt eine leichtere Proteinverdauung, da weniger Salzsäure vom Tier
produziert werden muss (LÜCKSTÄDT 2003). STRAUSS und HAYLER (2001) bestimmten
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Schrifttum
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die minimalen Hemmstoffkonzentrationen [MHK] für verschiedene organische Säuren und
deren Mischungen bei verschiedenen - für die Tiergesundheit relevanten - Mikroorganismen.
Hinsichtlich ihrer Wirkung gab es deutliche Unterschiede, je nach Konzentration und
Mischungsverhältnis der Säuren. Die Untersuchungen ergaben, dass vor allem die
Ameisensäure (starke Säure, pKa = 3,75) bereits in niedrigen Konzentrationen (0,1 %) den
pH-Wert im Medium stark absenken konnte und bakteriostatisch wirksam war. Ameisen- und
Propionsäure sowie deren Mischungen wiesen niedrige MHK-Werte bei allen untersuchten
Bakterien (S. Typhimurium, E. coli, Pasteurella aeroginosa, Staphylococcus aureus, Listera
monocytogenes, Camphylobacter jejuni, Clostridium botulinum) auf. Bei der Milchsäure trat
erst im Konzentrationsbereich von 0,2 – 0,4 % eine Wachstumshemmung auf, was auf das
verbreitete natürliche Auftreten von Milchsäure im Energiestoffwechsel und die damit
einhergehende
Toleranz
gegenüber
geringen
Milchsäure-Konzentrationen
bei
den
untersuchten Mikroorganismen zurückgeführt werden kann.
2.4.4
Leistungsparameter
Absetzferkel
Leistungsverbesserungen durch organische Säuren und ihre Salze lassen sich durch die
folgenden drei Parameter beschreiben:
•
Futteraufnahme in g/Tag
•
Gewichtszunahme in g/Tag
•
Futterverwertung kg Futter/kg Zuwachs
Die meisten organischen Säuren wirken sich hinsichtlich Futteraufnahme, Zuwachsrate und
Futterverwertung deutlich leistungsverbessernd aus, wobei der nutritive Effekt von der Art
der Säure und der Dosierung abhängig ist (KIRCHGESSNER u. ROTH 1988, ECKEL et al.
1992a, EIDELSBURGER et al. 1992 a,b, PAULICKS et al. 2000, KULLA, 2001,
PAPENBROCK 2004; CANIBE et al. 2005, OFFENBERG 2007). Die Tab. 8 zeigt zwei
Beispiele, in welchen Bereichen sich die nutritiven Effekte abspielen können.
36
Schrifttum
___________________________________________________________________________
Tab. 8: Einflüsse von Ameisensäure [AS] und Kalium-diformiat [KDF] auf
Leistungsparameter in der Ferkelaufzucht
Zusatz in
Prozent
[%]
0,85 AS
1,20 KDF
Futterverzehr,
Vergleich zur
Kontrollgruppe
∆%
+ 9,9
+ 10,3
Zuwachsrate,
Vergleich zur
Kontrollguppe
∆%
+ 6,4
+ 10,8
Futterverwertung,
Vergleich zur
Kontrollgruppe
∆%
- 3,1
- 0,6
Quelle
ROTH et al.1996
PAULICKS et al.1996
Mastschweine und Sauen
Im Bereich der Schweinemast gibt es vergleichsweise wenige Untersuchungen über die
Verwendung von organischen Säuren als Futterzusätze, da der Nutzen bei älteren Tieren
geringer eingeschätzt wird. Dennoch konnten auch bei Mastschweinen positive Effekte auf
die Leistungsparameter tägliche Zunahmen, täglicher Futterverzehr und Futteraufwand
nachgewiesen werden (ROTH et al. 1996, KIRCHGESSNER et al. 1997, OVERLAND u.
LYSO 1997). So konnte nach KIRCHGESSNER und ROTH (1982) durch den Einsatz von
2 % Propionsäure die Zuwachsrate um 6,4 % gesteigert und der Futteraufwand um 4,2 %
gesenkt werden.
2.4.5
Weitere beeinflusste Parameter und Vorgänge
Um organische Säuren und ihre Salze effektiv einsetzen zu können, ist es entscheidend zu
wissen, auf welche Weise sie wirken. Obwohl es mehrere Hypothesen gibt, ist der genaue
Wirkmechanismus immer noch nicht aufgeklärt. Im folgenden werden einige Parameter, die
von organischen Säuren und ihren Salzen beeinflusst werden, genauer dargelegt.
-
pH–Wert des Mageninhaltes
Ein niedriger pH-Wert im Magen ist wichtig für eine effiziente Proteinverdauung. Pepsinogen
wird bei einem pH-Wert von 2 überaus schnell, bei pH 4 nur sehr langsam und bei pH 6
überhaupt nicht aktiviert (KIDDER u. MANNERS, 1978). Nach KAMPHUES et al. (2006)
spielt der pH-Wert im Magen vor allem eine Rolle als Barriere für potentiell pathogene
Keime - wie Enterobacteriacae. SMITH u. JONES (1963) fanden bereits 1963 heraus, dass
ein Anstieg des pH-Wertes im Magen in Kombination mit einer ungenügenden Verdauung
des Futters die optimale Voraussetzung für das Gelangen von unerwünschten Bakterien in den
37
Schrifttum
___________________________________________________________________________
Dünndarm - besonders nach dem Absetzen - ist. Eine pH-Wert-Absenkung im Magen durch
organische Säuren soll dabei nach MANNERS (1976) besonders bei Ferkeln im Alter bis zu
acht Wochen von Bedeutung sein, da bei diesen die HCl-Sekretion noch ungenügend ist. In
zahlreichen Studien wurde dieser pH-Wert absenkende Effekt im Mageninhalt durch den
Einsatz
verschiedener
freier
Säuren
nachgewiesen
(BOLDUAN
et
al.
1988a,b;
EIDELSBURGER et al. 1992b; ROTH et al. 1992a, RADCLIFFE et al. 1998, ØVERLAND
2003, CANIBE et al. 2005). Beim Einsatz von Salzen wie Calcium- und Natrium-formiat
sowie Kalium-diformiat wird der ph-Wert im Magen allerdings eher abgepuffert
(EIDELSBURGER 1992a; ROTH et al. 1992b; KULLA 2001), da die Salze den Magen zum
größten Teil unverändert passieren können und erst im Zwölffingerdarm freigesetzt werden
(MROZ 2000), so dass es hier zu keinem pH-Wert absenkenden Effekt kommt.
-
Magenentleerung
Vor allem der Füllungsgrad und wahrscheinlich auch zu einem geringeren Anteil der pH-Wert
in der Pylorusregion stimulieren die Magenentleerung (KIDDER u. MANNES 1978;
MAYER 1994). Durch den reduzierten pH-Wert soll beim Einsatz von organischen Säuren
die Ingesta länger im Magen verbleiben, wodurch eine effektivere Proteinverdauung
stattfinden kann (MAYER 1994). Ist der Magen verschiedener Tiere vergleichbar gefüllt,
repräsentiert der Trockenmassengehalt der Ingesta die Magenentleerungsrate. Allerdings
konnte dies nur von ROTH et al. (1992b) beim Einsatz von Natrium-formiat bestätigt werden.
Andere
Studien
ergaben
keinen
signifikanten
Unterschied
in
Bezug
auf
den
Trockenmassegehalt (BOLDUAN et al. 1988a,b; EIDELSBURGER et al. 1992a; GABERT u.
SAUER 1995). Allerdings ist es wahrscheinlich, dass dies an der Art der Probengewinnung
(post mortem) liegt und man bei fistulierten Schweinen einen signifikaten Einfluss auf die
Magenentleerung finden würde (PARTANEN et al. 1999). Nach CUCHE und MALBERT
(1999) verringern kurzkettige flüchtige Fettsäuren (Essig-, Propion- und Buttersäure) im
Ileum die Amplitude und die Frequenz der Kontraktionen des Antrum pyloricum am
Magenausgang im Vergleich zu einer iso-osmotischer Salzlösung (Motilitätsindex bei ileofistulierten Schweinen: 2428 +/- 678,1 vs 4709 +/- 773,4 und bei nicht fistulierten Tieren:
2624 +/- 503,4 vs 4077 +/- 388,2). Dieser Effekt soll über einen Faktor vermittelt werden, der
dem PeptidYY (Peptid mit hormonähnlicher Wirkung) verwandt ist.
38
Schrifttum
___________________________________________________________________________
-
Verdaulichkeit und Retention von Nährstoffen
Verschiedene Studien ergaben eine verbesserte Nährstoffverdaulichkeit im gesamten
Verdauungskanal mit einer erhöhten Nährstoffabsorption sowohl bei Absetzferkeln wie auch
bei Mastschweinen beim Einsatz organischer Säuren (KIRCHGESSNER u. ROTH 1979,
1980, 1982, EIDELSBURGER et al. 1992b, GABERT u. SAUER 1995). Positive Effekte
wurden besonders bezüglich der Rohproteinverdauung und der verdaulichen Energie, weniger
bei anderen Nährstoffen festgestellt. Dabei sind die Säureart und die Dosis von
entscheidender Bedeutung. Nach ECKEL et al. (1992b) steigt die Rohproteinverdauung von
2,6 % auf 4,4 % wenn einem Starterfutter für Ferkel im Gewichtsbereich von 6 bis 14 kg 6 24 g Ameisensäure/kg Futter zugesetzt werden. Im Gewichtsbereich von 14 – 23 kg zeigte der
Zusatz allerdings keinen Effekt auf die Proteinverdauung. Eine verbesserte Energieverdauung
konnte nur beim Einsatz von 18 – 24 g Ameisensäure/kg Futter erreicht werden. Daraus lässt
sich schlussfolgern, dass vor allem bei jungen Tieren mit einer unzureichenden eigenen
Verdauung positive Effekte durch organische Säuren oder ihre Salze erreicht werden können
(PANTANEN 1999). Allerdings wurde in einer anderen Studie (JONGBLOED u.
JONGBLOED 1996) eine verbesserte Verdaulichkeit auch bei Mastschweinen beim Einsatz
von Ameisensäure festgestellt. Außerdem konnte auch die N-Bilanz durch den Einsatz von
Ameisensäure bei Absetzferkeln und Mastschweinen nachgewiesen werden (MROZ et al.
1997). KIRCHGESSNER und ROTH (1982, 1992a) konnten bei Tieren beider Altersgruppen
durch den Einsatz von Propionsäure die Verdaulichkeit der Energie und des Rohproteins
steigern sowie die N-Bilanz verbessern. Nach ROTH et al. (1998a) wird durch KDF die
mittlere N-Ausscheidung über Kot und Harn um jeweils 10 % vermindert und die NRetention um 7 % erhöht. KDF verbessert zudem die mittlere Verdaulichkeit von
Trockenmasse (84 % vs. 85 %), von Rohprotein (80,7 % vs. 82,6 %), von NfE (91,5 % vs.
91,9 %) und Energie (83,5 % vs. 84,7 %). Auch die Rentention und die scheinbare
Verdaulichkeit von folgenden Spuren- und Mengenelementen wurde nach ROTH et al.
(1998b) positiv durch KDF beeinflusst: P, Mg, Ca, Zn, Cu und Mn. Auch Ameisen- und
Propionsäure haben ebenfalls einen positiven Effekt auf die Ca- und P-Absorption
(JONGBLOED und JONGBLOED 1996).
39
Schrifttum
___________________________________________________________________________
-
Das „Anionenmodell“
Entscheidend ist die Fähigkeit der Säuren von der undissoziierten Form in die dissozierte zu
wechseln. Dieser Vorgang ist pH-Wert-abhängig. In der undissozierten Form können
organische Säuren durch die Zellmembran von Bakterien in deren Zytoplasma diffundieren.
Da der pH-Wert im Zellinneren bei etwa 7 liegt, dissoziert die Säure in Wasserstoffkation und
Säureanion und greift in den Zellstoffwechsel ein, indem Enzyme wie Decarboxylasen und
Katalasen gehemmt werden. Außerdem werden diverse Zelltransportsysteme gestört (LUECK
1980). Nach LÜCKSTÄDT (2003) gibt es einen dualen Wirkmechanismus. Das Kation senkt
den pH–Wert in der Bakterienzelle, der unter hohem Energieaufwand von der Zelle wieder
korrigiert werden muss, und das Anion greift direkt in die DNA–Synthese ein. Die Effizienz
dieses Vorgangs ist abhängig vom pKa –Wert. Organische Säuren mit einem höheren pKa –
Wert sind effektivere Konservierungsmittel. Die antimikrobille Aktivität ist umso besser, je
länger die Kette und je niedriger der Sättigungsgrad der Säure ist (FOEGEDING u. BUSTA
1991). Da bestimmte Bakterien in der Lage sind den pH-Wert intrazellulär zu senken, falls
das Milieu zunehmend saurer wird, reagieren Bakterien hinsichtlich ihrer Sensitivität auf
diese Säuren unterschiedlich (VAN IMMERSELL et al. 2006).
-
Wirkung auf molekularbiologischer Ebene
Das „Anionenmodell“ erklärt nicht, warum bestimmte organische Säuren einen deutlicheren
antimikrobiellen Effekt zeigen als andere. Neuere Untersuchungen geben Hinweise darauf,
dass auf molekularbiologischer Ebene die Expression verschiedener Gene von einzelnen
organischen Säuren beeinflusst werden können (VAN IMMERSELL et al. 2006). Nach
LAWHON et al. (2002) sind möglicherweise steigende Azetatkonzentrationen im distalen
Ileum ein Signal für die Expression von Invasionsgenen durch eine Produktion von
Acetylphosphat im bakteriellen Cytoplasma. Durch das Actylphosphat werden dann
vermutlich BarA (eine Sensor-Kinase) oder SirA oder beide phosphoryliert und dadurch die
Expression von Invasionsgenen induziert (LAWHON et al. 2002). Nach GANTOIS et al.
(2006) reichen bereits geringe Dosen Butyrat aus, um eine down-Regulation der SalmonellaPathogenitätsinsel I zu provozieren, die entscheidend für eine erfolgreiche Invasion in die
Zelle des Wirtes ist. VAN IMMERSELL et al. (2004) vermuten, dass mittelkettige Fettsäuren
die Expression von hilA (einen „key regulator“ im Hinblick auf die Invasionskapazität der
40
Schrifttum
___________________________________________________________________________
Salmonellen) reduzieren, so dass die Invasion von Salmonellen in Gewebezellen
eingeschränkt wird.
-
Enzymsektretion des Pankreas
Durch die Futteraufnahme wird über das vegetative Nervensystem hormonell die Wasser-,
Elektrolyt- und Verdauungsenzymfreisetzung des Pankreas gesteuert (SOLOMON 1994).
Nach HARADA et al. (1986) und SANO et al. (1995) fördern kurzkettige flüchtige Fettsäuren
die Sekretion aus dem endo- und exokrinen Pankreas gleichermaßen. HARADA et al. (1986)
fand dabei heraus, dass die Sektretion pH–Wert-abhängig ist und dass die Effekte je nach
Säure bei gleichem pH–Wert (pH 2) unterschiedlich ausgeprägt sind: Ameisensäure >
Milchsäure > Brenztraubensäure > Essigsäure > Buttersäure > Propionsäure.
-
Morphologie des Verdauungstraktes
Das Absetzen der Ferkel führt zu einer Zottenverkürzung und zu einer Vertiefung der Krypten
im Dünndarm. Diese Veränderungen sind mit einer verminderten Absorptionsfähigkeit von
Nährstoffen verbunden (CERA et al. 1988; NABUURS 1995; PLUSKE et al. 1996). Ähnliche
Veränderungen können auch bei einer reduzierten Futteraufnahme (PLUSKE et al. 1996) und
Durchfällen (NABUURS 1995) beobachtet werden. Kurzkettige flüchtige Fettsäuren wie
Essigsäure, Propionsäure und n–Buttersäure stimulieren die Proliferation von Epithelzellen
(LUPTON u. KURTZ 1993; SAKATA u. SETOYAMA 1995; MARSMAN u. MCBURNEY
1996). Nach SAKATA (1987) ist die Wirkung von n–Buttersäure stärker als die von
Propionsäure und diese wiederum stärker als die der Essigsäure. So können Zusätze von
organischen Säuren indirekt auf die Morphologie des Verdauungstraktes über eine
Veränderung des Fermentationsmusters flüchtiger Fettsäuren einwirken (PARTANEN u.
MROZ 1999).
-
Intermediärer Metabolismus
Die organischen Säuren und ihre Salze weisen nach KIRCHGESSNER und ROTH (1991)
einen nicht unerheblichen Bruttoenergiegehalt auf (Ameisensäure: 5,8 kJ/g; Propionsäure:
20,8 kJ/g). Sowohl die im Stoffwechsel gebildeten wie auch die oral zugeführten organischen
Säuren und ihre Salze werden über den Zitratzyklus verstoffwechselt, so dass diese
energetisch verwertet werden können.
41
Material und Methoden
___________________________________________________________________________
3 Material und Methoden
3.1 Versuchsziel
Das Ziel dieser Untersuchung war die Erprobung von Fütterungskonzepten (feine/grobe
Futterstruktur und Einsatz alternativer Futterzusätze) an mit Salmonella Derby experimentell
infizierten Absetzferkeln.
Folgende Fragestellungen sollten dabei bearbeitet werden:
1
Welche Bedeutung hat unter den Bedingungen einer experimentellen Infektion mit S.
Derby die Partikelgrößenverteilung (Siebloch-Durchmesser: 2 mm o. 6 mm) bzw. der
Einsatz von Säure-Additiven (freie Säuren, 75 % Ameisen- u. 25 % Propionsäure o.
Kalium-diformiat) im eingesetzten pelletierten Mischfutter auf
-
das Infektionsgeschehen mit Salmonellen (Ansteckung, Haftung, Vermehrung
und Ausscheidung)
-
die Passage oral applizierter Keime im Gastrointestinaltrakt („Magenbarriere“)
-
die Translokation in Organe (Tonsillen, Lymphonodi ileocaecales) und
Gewebe (Magen-, Dünndarm- u. Caecumschleimhaut)?
2
Welche Konsequenzen hat die Futterstruktur bzw. die Säure-Supplementierung
hinsichtlich der Füllung des Magen-Darm-Traktes und der Chymusqualität.
3
Beeinflusst
der
Einsatz
von
Pellets,
die
aus
fein
bzw.
grob
gemahlenen
Getreidekomponeten bestehen, sowie der Zusatz von freien Säuren bzw. einem Salz der
Ameisensäure
zum
Körpermassenzunahme,
eingesetzten
Mischfutter
Futterverwertung)
der
die
-
Leistung
unter
der
(Futteraufnahme,
Belastung
einer
experimentellen Infektion mit S. Derby stehenden - Absetzferkel?
Da nach VISSCHER (2006) und OFFENBERG (2007) besonders die zur Aufzucht oder Mast
neu aufgestallten Tiere als Eintragsquelle für Salmonellen in die Mastbetriebe eine Rolle im
Infektionsgeschehen spielen, verdienen diesbezüglich geprüfte Fütterungsempfehlungen
besondere Beachtung in der tierärztlichen wie landwirtschaftlichen Praxis.
43
Material und Methoden
___________________________________________________________________________
3.2 Tiere
Für die zwei Versuchsdurchgänge [V1, V2] standen jeweils 40 Absetzferkel der
Dreirassenkreuzung Piétrainschwein X Deutsches Edelschwein X Deutsche Landrasse aus
dem Lehr- und Forschungsgut Ruthe der Tierärztlichen Hochschule Hannover zur Verfügung.
Bei den Versuchstieren handelte es sich um 19 männliche Tiere, die in der ersten
Lebenswoche kastriert worden waren, und 21 weibliche Tiere im Alter von 30 bis 38 Tagen.
In jedem Versuchsdurchgang wurden vier verschiedenen Versuchsgruppen mit je fünf Tieren
gebildet:
Gruppe 1 [G1]: fein gemahlenes Futter ohne Zusätze,
Gruppe 2 [G2]: fein gemahlenes Futter + 1,2 % Formi®,
Gruppe 3 [G3]: fein gemahlenes Futter + 0,9 % Lupro-Cid® und
Gruppe 4 [G4]: grob gemahlenes Futter ohne die o.g. Zusätze
Bei
der
Einteilung
der
Tiere
wurde
darauf
geachtet,
möglichst
einheitliche
Ausgangsbedingungen in jeder Gruppe zu schaffen, indem Gewicht, Geschlecht und
Abstammung (Muttertier) berücksichtigt wurden.
3.3 Haltung
Die fünf Tiere einer Gruppe wurden zusammen in einer Bucht (durch eine Zwischentür
konnte jede Bucht in zwei getrennte Bereiche geteilt werden) im Infektionsstall des Institutes
für Tierernährung der Tierärztlichen Hochschule gehalten. Um Kreuzkontaminationen
zwischen den Buchten bzw. Versuchsgruppen zu vermeiden, wurden die Boxen zwischen den
Gruppen nicht belegt (siehe Abb. 1). Um mögliche Einflüsse der Umgebung auf die
erhobenen Daten zu vermeiden, wurden die Buchten in jedem Versuchsdurchgang mit einer
anderen Gruppe belegt.
44
Material und Methoden
___________________________________________________________________________
Tür
Tür
nicht
Bucht A
belegt
Bucht B
nicht
Bucht C
Gang
Bucht D
Eingang
belegt
Tür
Tür
Abb. 1: Belegplan des Infektionsstalles
Der Eingangsbereich dieses von anderen Tierhaltungen abgegrenzten Abteils war mit einer
Desinfektionsmatte (Desinfektionsmittel s. 3.5.4) ausgestattet. Für jede Bucht stand eine
separate Schutzkleidung zur Verfügung. An den Zugängen zu jeder einzelnen Bucht wurden
Überziehschuhe bereitgelegt, um einer möglichen Keimverschleppung von Bucht zu Bucht
über die Stiefel vorzubeugen. Jeweils zwei Tiere pro Gruppe wurden am Tag der Infektion
vom Rest der Gruppe getrennt, indem jede Bucht durch Verschließen der Zwischentür in zwei
Bereiche getrennt wurde. Erst nach dem sicheren Angehen der Infektion (Kontrolle mittels
Rektaltupfer) wurden die Türen wieder geöffnet und die Tiere zusammen gehalten, um die
praxisüblichen Bedingungen zu simulieren (Ansteckung durch Kontaktinfektion). Der Boden
der ca. 8 m² großen Buchten war mit Beton ausgestattet, im Bereich der Liegefläche war der
Boden mit einer ca. 1 m² großen Gummimatte abgedeckt, und im hinteren Bereich der Boxen
war ein etwa 20 cm breiter Urinrost. Über dem Liegebereich der Tiere waren Infrarotstrahler
in ca. 1,2 m Höhe angebracht, die je nach Außentemperatur angestellt wurden. Die seitliche
Abgrenzung der Buchten erfolgte mittels Metallgittern, so dass, um Kontakt zu vermeiden,
eine Bucht zwischen den Gruppen frei gelassen wurde. Im vorderen Bereich der Boxen
befanden sich Steinguttröge, in denen das Futter angeboten wurde. Im hinteren Bereich der
Buchten waren automatische Zapfentränken angebracht, die den Tieren die ganze Zeit eine
unbegrenzte Wasseraufnahme ermöglichten.
45
Material und Methoden
___________________________________________________________________________
3.4 Futter und Fütterung
Die Tiere erhielten zunächst alle für fünf Tage das auf dem Lehr- und Forschungsgut Ruthe
eingesetzte Ferkelfutter, bevor die Fütterung zwei bis drei Tage vor der experimentellen
Infektion auf das Versuchsfutter umgestellt wurde. Dieses wurde im Institut für Tierernährung
der Tierärztlichen Hochschule Hannover hergestellt und pelletiert (Pelletdurchmesser: ca. 4
mm). Den Tieren stand über die ganze Versuchsdauer Futter ad libitum zur Verfügung. In
allen Versuchen wurde das entsprechende Versuchsfutter mit gleicher botanischer und
nährstofflicher Zusammensetzung verwendet (s. Tab. 9), die für jeden Durchgang neu
gemischt und pelletiert wurden und die so zusammengesetzt waren, dass sie den Bedarf für
Erhaltung und Wachstum der Schweine (Ausschuss für Bedarfsnormen der Gesellschaft für
Ernährungsphysiologie 2006) deckten.
Tab. 9: Zusammensetzung der vier in den Versuchsphasen eingesetzten Futtermittel
Kontrollfutter, grob
Versuchsfutter
Komponente
oder fein gemahlen
mit KDF
[%]
[%]
Weizen
40
38,8
Gerste
34
34
Sojaextraktionsschrot
20
20
Sojaöl
1,1
1,1
Magermilchpulver
2,0
2,0
Mineralfutter1
2,2
2,2
L–Lysin
0,5
0,5
DL–Methionin
0,2
0,2
Formi®
0
1,2
®
Lupro-Cid
0
0
1
Phoskana S 80, Art.-Nr. 71225, KAWO® (s. Anhang 1)
Versuchsfutter mit
freien Säuren
[%]
39,1
34
20
1,1
2,0
2,2
0,5
0,2
0
0,9
In jedem Versuchsdurchgang bekam die Gruppe 4 grob gemahlenes Futter (Weizen gehackt,
Gerste: ca. 6 mm-Sieb in der Hammermühle), um so mögliche Einflüsse der Futterstruktur
untersuchen zu können. Der Zusatz von Formi® und Lupro-Cid® erfolgte in allen Versuchen
auf Kosten des Weizenanteils in der Ration. Bei Formi® handelt es sich um einen nichtantibiotischen Leistungsförderer der BASF-AG Ludwigshafen, der zu 98 % aus Kaliumdiformiat, zu 1,5 % aus Silikaten und zu 0,5 % aus Wasser besteht. Der Ameisensäureanteil
46
Material und Methoden
___________________________________________________________________________
beträgt 70 %. Lupro-Cid®, ebenfalls ein Produkt der BASF-AG Ludwigshafen, besteht zu 75
% aus Ameisen- und zu 25 % aus Propionsäure.
Um den Eintrag von Salmonellen über das Futter ausschließen zu können, wurde das Futter
mikrobiologisch auf Salmonellen untersucht.
3.5 Verbrauchsmaterial
3.5.1
•
Bakterienstamm
Salmonella Derby: Einsendungsstamm Salmonella Derby A 147/85 aus dem Institut
für Mikrobiologie und Tierseuchen der Tierärztlichen Hochschule Hannover,
Konservierung: lyophilisiert
3.5.2
•
Arzneimittel
Marboxyl® 2 %:
Wirkstoff: Marbofloxacin, Dosierung: 50 mg/kg KM i.m., Fa. Vetoquinol
•
Stresnil®:
Wirkstoff: Azaperon, Dosierung: 1mg/kg KM i.m., Fa. Janssen Animal Health
•
Ketamin®10 %:
Wirkstoff: Ketaminhydrochlorid, Dosierung: 10 – 20 mg/kg KM i.m., Fa. WDT
•
T61®:
Wirkstoffe: Tetracainhydrochlorid, Embutramid und Mebenzoniumjodid, Dosierung:
10 ml intracardial pro Tier, Fa. Intervet
3.5.3
•
Material für Mikrobiologie und Antikörperbestimmung
Pipettenpitzen:
Inhalt 10-100 µl, Artikelnr. 07767; Inhalt 101-1000 µl, Artikelnr. 07768; Fa. WDT,
Garbsen
•
Abstrichbesteck:
Abstrichbestecke ohne Transportmedium, Artikelnr. 93924, Länge 15 cm, Fa. WDT,
Garbsen
47
Material und Methoden
___________________________________________________________________________
•
Monovetten mit Luer-Konus zur Serumgewinnung:
Inhalt 4,5 ml, Artikelnr. 29051, Fa. WDT, Garbsen
•
Serumröhrchen:
Länge 103 x 16 mm, Artikelnr. 07774, Fa. WDT, Garbsen
•
Rappaport-Vaisilliardis-Anreicherungsmedium [RV]:
Fa. Oxoid, Basingstoke, Hamshire, England
•
Tetrathionat-Brilliantgrün-Galle-Anreicherungsmedium [TBG]:
Fa. Merck, Darmstadt
•
Brilliantgrün-Phenolrot-Laktose-Agar [BPLS]:
Brillian Green Agar, Fa. Oxoid, Basingstoke, Hamshire, England
•
Rambach-Agar [Ram]:
Fa. Merck, Darmstadt
•
Gassner-Agar:
Wasserblau-Metachromgelb-Laktose-Agar, Fa. Oxford, England
•
Blutagarplatte:
Columbia-Agar mit 5 % Schafblut, Fa. Oxford, England
•
Phosphatgepufferte Kochsalzlösung [PBS]:
Fa. Oxoid, Basingstoke, Hamshire, England
•
Peptonwasser
gepuffert, Fa. Oxoid, Basingstoke, Hamshire, England
•
Api® 20 E:
System zur Identifizierung von Enterobacteriaceae und anderen grampositiven, nicht
anspruchsvollen Stäbchen, Bestellnr.: 20100/20160, Fa. bioMérieux®SA, Nürtingen
3.5.4
•
Desinfektionsmittel
Septoderm Hände:
Wirkstoff: Propan-2-ol und 1,3-Butandiol, Fa. Dr. Schumacher GmbH, Melsungen
48
Material und Methoden
___________________________________________________________________________
•
Bacillol®AF:
Wirkstoff: Propan-1-ol, Propan-2-ol und Ethanol, gebrauchsfertige Lösung zur
Desinfektion alkoholbeständiger Medizinprodukte und von Oberflächen, Fa. Bode
Chemie, Hamburg
•
Orbivet®:
Wirkstoff: Formaldehyd und Glutardialdehyd, Desinfektion und Reinigung von
Stallflächen (Stallmatten), 1%ige Verdünnung, Fa. Schülke & Mayr, Norderstedt
3.6 Versuchsablauf
Die Tiere wurden direkt nach dem Transport in vier Gruppen eingeteilt. Von allen Schweinen
wurden Rektaltupfer (s. 3.10) genommen, um eine eventuelle Salmonelleninfektion bereits
vor Versuchsbeginn zu erkennen. Die Schweine bekamen an fünf Tagen täglich einmal
morgens Marboxyl® (s. 3.5.2) zum Ausschluss einer Infektion mit darmpathogenen Erregern
und Schaffung gleicher Ausgangsbedingungen. Nach Abschluss dieser Maßnahme wurden
erneut rektale Abstriche genommen, um eine mögliche Salmonelleninfektion definitiv
auszuschließen. Bevor auf das Versuchsfutter umgestellt wurde, bekamen die Schweine zur
leichteren Adaptation an die neue Umgebung zunächst für fünf Tage ihr bisheriges
Ferkelfutter aus dem Lehr- und Forschungsgut Ruthe. Zwei bis drei Tage vor der
experimentellen Infektion wurde das Futter aus Ruthe gegen das im Versuch eingesetzte
Mischfutter ausgetauscht. Die Gruppe 1 wurden mit dem Mischfutter gefüttert, in dem die
Weizen- und Gerstekomponenten fein (Siebloch-Durchmesser = 2 mm) vermahlen wurde, bei
der Gruppe 2 wurde 1,2 % Formi® dem fein gemahlenem Futter zugesetzt, und bei der
Gruppe 3 wurden 0,9 % Lupro-Cid® hinzugefügt. Die vierte Gruppe bekam ein Mischfutter,
bei dem die Weizen- und Gertenkomponente nur grob (Siebloch-Durchmesser = 6 mm)
gemahlen wurde. Nachdem die Tiere sich an das neue Mischfutter adaptiert hatten, wurden je
zwei Schweine pro Gruppe am Tag 0 von der Gruppe getrennt und mit 10 ml einer
Infektionsbouillon (S. Derby, s. 3.5.1; Herstellung und Verabreichung s. 3.8) oral infiziert
[p = primär infizierte Tiere]. Nachdem mit Rektaltupfern ein Angehen der Infektion
nachgewiesen wurde, kamen die Schweine wieder in die Gruppe zurück, um so die
Feldbedingungen zu simulieren. Nach der Infektion wurde die Salmonellenausscheidung über
den Kot mittels steriler Rektaltupfer bei allen Tieren verfolgt.
49
Material und Methoden
___________________________________________________________________________
Ab dem Tag 32 erfolgte die Tötung der Tiere. Etwa 20 Stunden vor der Tötung wurde je ein
Schwein pro Gruppe einzeln und ohne Kontakt zu den anderen aufgestallt und diesen
Schweinen das Futter entzogen. Am Tag der Sektion wurden diese vor der Sektion mittels
einer Infektionsbouillon (10 ml auf 50 g Futter) oral mit Salmonella Derby infiziert. Nachdem
diese vollständig aufgenommen wurde, bekamen die Tiere bis eine Stunde vor der Sektion
erneut Futter ad libitum. Vier bis fünf Stunden nach der „Superinfektion“ wurden die Tiere
getötet (s. Abb. 2). Die Nummer des von der Behörde genehmigten Tierversuchs lautet 3342502-06/1089.
Einstallung Tag -8/-7, Rektaltupfer, Wiegen
Antibiose und Ferkelfutter Tag -8/-7 bis -5/-4
ab Tag -4/-3 Versuchsfutter,
Rektaltupfer, Wiegen
Tag -1 sep. Aufstallung von je 2 Tieren/Gruppe, Tag 0: Inf.
nach Angehen der Infektion: Tiere zurück in Gruppe
Rektaltupfer über 32 Tage
„Superinfektion“ mit S. Derby ab Tag +32
Sektion und Probennahme am
Tag der Superinfektion
t
Abb. 2: Schematische Darstellung des Versuchsablaufes
Um die Kontamination der Umgebung mit Salmonellen einschätzen zu können, wurden
zusätzlich einmal pro Woche je zwei Umgebungsproben und die Einmalüberziehschuhe
mikrobiologisch qualitativ auf Salmonellen untersucht.
50
Material und Methoden
___________________________________________________________________________
3.7 Untersuchung der eingesetzten Futtermittel
3.7.1
Weender Futtermittelanalyse
Die eingesetzten Futtermittel wurden auf die Rohnährstoffe im Futter untersucht. Dazu
wurden die Rohnährstoffe gemäß der amtlichen Methode für die chemische Untersuchung
von Futtermitteln der VDLUFA, Methodenbuch III (NAUMANN u. BASSLER 1976)
einschließlich der fünften Ergänzung von 2004 untersucht.
-
Trockensubstanz (TS)
Die Proben wurden in gewichtskonstante Aluschalen eingewogen und bei 103 °C bis zur
Gewichtskonstanz getrocknet. Nachdem erneut das Gewicht bestimmt wurde, konnte der TSGehalt berechnet werden. Eine zweite TS-Bestimmung wurde vor allen weiteren Analysen
vorgenommen. Dazu wurden 3 g des bereits einmal getrockneten Materials gemahlen, in
gewichtskonstante Tiegel eingewogen und für weitere 6 Stunden bei 103 °C in den
Trockenschrank bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Dies diente der Korrektur der
Analyseergebnisse um den Restwassergehalt.
-
Rohasche (Ra)
Die Ermittlung der Rohasche erfolgte nach der TS-Bestimmung durch Veraschung der Proben
im Tiegel für 6 Stunden bei 600 °C im Muffelofen. Nach dem Auskühlen im Exsikkator
wurden die Proben zurückgewogen.
-
Rohprotein (Rp)
Mit der DUMAS-Verbrennungsmethode wurde der Rohproteingehalt des zu analysierenden
Futtermittels bestimmt. Die Probe wurde dazu homogenisiert, vermahlen und dann 0,3 g in
einen Edelstahltiegel eingewogen. Die Probe wurde anschließend im Analysator bei 1000 °C
unter Sauerstoffzugabe verbrannt. Die sich dabei bildenden Stickoxide wurden zu
molekularem Stickstoff reduziert. Nach der Entfernung anderer Verbrennungsprodukte durch
selektive Absorption wurde der molekulare Stickstoff mit einem Wärmeleitfähigkeitsdetektor
bestimmt. Mit einer geräteeigenen Software wurde der Stickstoffgehalt berechnet. Durch
Multiplikation mit dem Umrechnungsfaktor 6,25 (N-Gehalt im Protein: 16 %) wurde der
Rohproteingehalt errechnet.
51
Material und Methoden
___________________________________________________________________________
-
Rohfaser (Rfa)
Das vermahlene Futter wurde zunächst mit 1,25%iger H2SO4 und anschließend mit 1,25%iger
NaOH jeweils 30 min gekocht. Die Rückstände wurden bei 103 °C im Trockenschrank
getrocknet, ausgewogen und bei 600 °C im Muffelofen verascht. Das RückstandsTrockengewicht abzüglich des Rohaschegewichtes ergab den Rfa-Gehalt.
-
Rohfett (Rfe)
Nach Säureaufschluss durch Kochen mit konzentrierter
HCl für 30 min erfolgte die
Filtration, die Trocknung und 6-stündige Extraktion mit Petrolether im Soxhletapparat.
Nachdem der Petrolether abgedampft wurde, konnte das im Kolben verbliebene Fett
gravimetrisch bestimmt werden.
3.7.2
-
Weitere Untersuchungsparameter im Futter
Stärke
Die Stärkebestimmung erfolgte nach Säurehydrolyse polarimetrisch (Verbandsrichlinie
VDLUFA).
Der
Zucker
Zuckergehalt
wurde
jodometrisch
nach
Inversion
des
Zuckers
bestimmt
(Verbandsrichtlinie nach VDLUFA).
-
Mineralstoffe (Calcium, Magnesium, Posphor, Natrium, Kalium,)
Die Proben wurden zunächst im Mikrowellengerät (MLS MEGA Firma: MLSGmbH/Milestone®) nassverascht. Dazu wurde 0,5 g gemahlenes Probenmaterial mit 10 ml
65%iger Salpetersäure (HNO3) und 1 ml 30%igem Wasserstoffperoxid (H2O2) in ein
Probengefäß aus Polytetrafluorethylen (PTFE, 50 ml Volumen) gegeben, verschlossen und in
einen Rotor (high performance rotor HPR 1000/6, Firma Milestone, Sorisole/Italien)
eingespannt. Bei diesem Vorgang wurde der organische Bestandteil der Probe vollständig
zerstört, so dass nur der anorganische Rest - der die Mineralstoffe enthielt – zurück blieb. Die
Probe wurde nach einer 30-minütigen Abkühlzeit mit Reinstasser durch einen aschefreien
Filter (Rundfilter Schwarzband 589/1, Ø 90 mm, Firma Schleicher & Schuell MicroScience
52
Material und Methoden
___________________________________________________________________________
GmbH, Dassel) in einen Messkolben (50 ml) überführt. Der Messkolben wurde bis zur
Eichmarke mit Reinstwasser aufgefüllt, der Inhalt geschwenkt und in eine Plastikflasche mit
Schraubverschluss zur Aufbewahrung umgefüllt.
•
Calcium, Magnesium
Messung mittels Atomadsorptionsspektrometrie nach SALVIN (1968). Die Proben wurden
vor der Messung der Calcium- und Magnesiumkonzentrationen in der Aschelösung mit
0,5%iger Lanthanchloridlösung (DUJMOWIK 1976) verdünnt, um Störionen auszuschalten.
Mittels
Atomabsorptionsspektrometer
(Fa.
Unicam,
Gerät
SOLAAR
969,
Cambridge/Großbritanien) wurden die Calzium- und die Magnesiumkonzentration gemessen,
indem die Aschelösung fein zerstäubt in eine Azetylen-Luft-Flamme gesaugt wurde, so dass
die Mengenelementionen in ihren atomaren Zustand überführt wurden. Durch die Absorption
distinktiver, für diese Atome charakteristische Wellenlängen, konnten die Konzentrationen
bestimmt werden.
•
Phosphor
Bei der Veraschung wurden die Phosphatverbindungen in Orthophospate überführt. Mit
Ammoniumvanadat und Ammoniummolybdat reagieren diese zu einem gelben Farbkomplex,
der colorimetrisch bestimmt wurde. Mit einem Spektralphotometer wurde anschließend die
Extinktion der Probelösung gegen zwei Standardlösungen bei einer Wellenlänge von 365 nm
gemessen.
•
Natrium, Kalium
Mittels Flammenemissionsverfahren nach SCHUKNECHT und SCHINKEL (1963) wurden
mit Hilfe des Flammenphotometers (M8 D-Acetylen, Firma Lange) die Natrium- und
Kaliumgehalte in den Aschelösungen ermittelt. Eine Cäsiumchlorid-AluminiumnitratPufferlösung diente als Verdünnungslösung, um Störungen zu verhindern. Standards mit
Konzentrationen von 2,5, 5 und 10 mg/l dienten als Kalibrierungslösungen.
53
Material und Methoden
___________________________________________________________________________
-
Schwefel
Die Bestimmung des Gesamtschwefelgehaltes erfolgte nach dem Prinzip der katalytischen
Rohrverbrennung der Probe unter Sauerstoffzufuhr und hohen Temperaturen (Vario Max, Fa.
Elementar, Hanau). Das entstandene SO2 wurde mit Hilfe eines Wärmeleitfähigkeitsdetektors
bestimmt.
-
Chlorid
Die Chloridgehalte wurden nach Aufschlämmen der vermahlenen Futterprobe mit
destilliertem Wasser mit coulometrischer Titration im Chlorid Analyser (Firma Corning, Art.
Nr. 925, Halsteadt, UK) erfasst.
-
Kupfer
Die Kupfergehalte wurden mit Hilfe der Atomabsorptionspektrometrie (Unicam solaar 969,
Fa. Unicam) unter der Verwendung einer Wellenlänge von 324,8 nm bestimmt. Die
Aschelösung konnte unverdünnt verwendet werden, wenn die Messwerte innerhalb der
Konzentrationsstufen der Eichreihe lagen (0; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0 u. 5,0 µg/ml), ansonsten
erfolgte eine Verdünnung mit dreifach destilliertem Wasser bis die Konzentration der
verdünnten Aschelösung die höchste Konzentration der Eichreihe nicht mehr überschritt.
-
pH-Wert
Für die pH–Wert Bestimmung wurde eine Verdünnung mit destilliertem Wasser (1 : 5)
hergestellt und der pH-Wert nach einer halben Stunde ermittelt. Die Messung erfolgte mit
einem digitalen pH-Meter (Gerät Firma WTW, Model pH 526, Wilhams).
-
Pufferkapazität
Eine wässrige Futtersuspension
(10 g Futter und 40 ml Aqua dest) wurden mit 0,5 N
Salzsäure auf die pH-Stufen 5, 4, 3 und 2 titriert und die Säuremenge erfasst, die notwendig
war, um diese pH-Stufen zu erreichen.
54
Material und Methoden
___________________________________________________________________________
-
Formiat
Der Ameisensäuregehalt wurde mittels eines kommerziellen Testsystems ermittelt
(Ameisensäure UV–Test, Fa. Boehringer Mannheim, s. auch 3.12).
-
Propionat
Der Propionsäuregehalt im Futter wurde analog zur Chymusuntersuchung (flüchtige
Fettsäuren) bestimmt (s. 3.12).
3.7.3
Futterstruktur
Zur Bestimmung der Partikelgrößen im Futter wurde eine „nasse Siebanalyse“ vorgenommen.
Die Siebe wurden zunächst im Trockenschrank bei 103 °C vorgetrocknet, im Exsikkator
ausgekühlt und anschließend ausgewogen. Ca. 50 g der Futterprobe (Probe wurde mittels
eines Probenteilers so lange geteilt, bis zwei Futterproben von etwa 50 g übrig blieben)
wurden zunächst für zwei Stunden in einem halben Liter Wasser inkubiert, um anschließend
das Analysematerial über die entsprechenden Siebe mit kaltem Wasser (insgesamt 10 Liter)
zu spülen. Dabei wurden die Siebe mit den Sieblochgrößen 3,15; 2,0; 1,4; 1,0; 0,8; 0,56; 0,4
und 0,2 mm verwendet. Die nassen Siebe mit den Futterpartikeln wurden anschließend
wiederum bis zur Gewichtskonstanz in einem Trockenschrank bei 103 °C getrocknet, im
Exsikkator ausgekühlt und gewogen. Rechnerisch wurden die prozentualen und kumulativen
Anteile der jeweiligen Fraktionen auf den Sieben und der gelösten Bestandteile ermittelt.
3.7.4
Untersuchung der Futtermittel auf Salmonellen
Um den Eintrag von Salmonellen über die eingesetzten Futtermittel ausschließen zu können,
wurden alle eingesetzten Futtermittel mikrobiologisch qualitativ auf Salmonellen untersucht.
Zu diesem Zweck wurden je 25 g der zu untersuchenden Futtermittel in 225 ml zuvor
angewärmte Peptonlösung verbracht und anschließend 30 min in einem Wasserbad mit einer
Temperatur von 37 °C geschwenkt. Nach einer Inkubation von 24 Stunden bei 37 °C wurden
0,1 ml des Analyseguts in RV- und 1 ml in TBG-Anreicherungsmedium (s. 3.5.3) überführt.
Die Medien wurden für weitere 48 Stunden bei 42 °C bebrütet und je eine Öse nach 24
beziehungsweise 48 Stunden auf die Salmonellenselektivnährböden Rambach- und BPLS-
55
Material und Methoden
___________________________________________________________________________
Agar (s. 3.5.3) ausgestrichen. Die Nährböden konnten dann nach einer Bebrütungszeit von 24
Stunden bei 37 °C beziehungsweise 42 °C auf Wachstum von Salmonellenkolonien überprüft
werden.
3.7.5
Einfluss der Zusätze auf den Salmonellengehalt im Mischfutter nach Zusatz der
Infektionsbouillon
Der Einfluss der Futtermittelzusätze (KDF u. freie Säuren) auf die Keime wurde überprüft,
um festzustellen, in welchem Maß eine eventuelle Keimabtötung durch diese - in der Zeit, bis
das Futter mit der Infektionsbouillon von den Schweinen aufgenommen worden ist - erfolgen
konnte. Dazu wurde 40 g Futter mit 10 ml Infektionsbouillon (s. 3.8) zunächst für 15 min bei
Raumtemperatur inkubiert (entspricht der Zeit bis zur Aufnahme der Infektionsbouillon durch
die Versuchstiere). Danach wurde das Gemisch (Futter mit Infektionsbouillon) in 50 ml PBS
überführt und anschließend eine Verdünnungsreihe wie bei der Salmonellen-Quantifizierung
des Chymus durchgeführt (s.3.12) und die Keimzahlen bestimmt. Die Infektionsbouillon wies
dabei einen Keimgehalt von 9,0 x 108 KBE/ml auf. Die Ergebnisse sind in der Tab. 10
zusammengefasst und zeigen, dass in dieser kurzen Zeit kaum Unterschiede bezüglich der
Keimzahlen im Futter zu erwarten sind.
Tab. 10: Keimgehalte im Futtermittel nach einer Einwirkzeit der Zusätze von 15 min
Versuchsfutter
fein ohne Zusätze
fein plus KDF
fein plus freie Säuren
grob ohne Zusätze
KBE/ml
1,1 x 107
3,3 x 107
3,6 x 107
4,3 x 107
3.8 Herstellung und Verabreichung der Infektionsbouillon
Um die Infektionsbouillon herzustellen, wurde einige Tage vor der Infektion ein
lyophilisierter Einsendungsstamm aus dem Institut für Mikrobiologie Hannover (Salmonella
Derby A 147/85) aktiviert, auf Blutagarplatten angezüchtet und für 24 Stunden bei 37 °C
bebrütet. Danach wurde mittels eines sterilen Tupfers Koloniematerial von den
Blutagarplatten abgenommen und in PBS-Medium suspensiert. Der Dichtegrad der
Suspension wurde mittels eines Densimaten (Fa. BioMérieux, Nürtingen) auf 1 eingestellt.
56
Material und Methoden
___________________________________________________________________________
Mit 1 ml der Infektionsbouillon wurde eine Verdünnungsreihe hergestellt, um die
Infektionsdosis zu bestimmen (Ergebnisse siehe Tab. 11).
Tab. 11: Ermittelte Salmonellen-Keimzahlen in der Infektionsbouillon in KBE/ml
Versuchsdurchgang
V1
V2
„Primärinfektion“
3,2 x 108
3,7x108
„Superinfektion“
1,5 x 108 bis 3,3 x 109
3,2 x 108 bis 3,1 x109
Sieben bis acht Tage nach der Einstallung erfolgte die experimentelle Infektion von je zwei
Ferkeln pro Fütterungsgruppe („Primärinfektion“, V1 – V4, Tag 0). Außerdem wurde allen
Ferkeln am Ende der Versuchsreihe („Superinfektion“, V1 – V2, ab Tag 32) nach einer 20stündigen Nahrungskarenz (Futterentzug am Vortag um 15 Uhr) und 4 bis 5 Stunden vor der
Sektion erneut eine Infektionsbouillon verabreicht, um die Passage oral applizierter Keime
und die Keimzahlen in den verschiedenen Abschnitten des Magen-Darm-Trakts zu ermitteln
sowie den Nachweis von Salmonellen
in Organen und Geweben zu führen.. Die zu
infizierenden Tiere bekamen dazu zunächst 50 g Futter ohne Infektionsbouillon, um den pHWert im Magen anzuheben und damit das Risiko einer eventuellen Schädigung der Keime
durch das zunächst sehr saure Magenmilieu zu minimieren. Erst danach wurden 50 g Futter
mit 10 ml der Infektionsbouillon versetzt und den Tieren verabreicht. Die Futtermenge wurde
so gering bemessen, um eine rasche und vollständige Aufnahme sicherzustellen.
Anschließend bekamen die Tiere Futter ad libitum bis eine Stunde vor der Sektion.
3.9 Untersuchung von Umgebungsproben
Einmal wöchentlich wurden Umgebungsproben in den Buchten entnommen und auf die
Prävalenz von Salmonellen untersucht. Dazu wurde zunächst 10 g Probenmaterial in einem
Stomacherbeutel gesammelt. Es wurden Staub-, Kot- und Futterpartikel verwendet, die sich in
den Buchten angesammelt hatten, sowie die Einmal-Überziehschuhe aus Plastik. Dann
wurden 90 g Peptonwasser hinzugefügt und die Probe gut durchmischt. Nach einer Inkubation
von 24 Stunden bei 37 °C wurde 0,1 ml in Rappaportmedium und 1 ml in TBG-Medium
überführt und erneut für 48 Stunden bei 42 °C inkubiert. Nach 24 und 48 Stunden wurde je
eine Öse des Untersuchungsmaterials auf Rambach und BPLS-Agar überführt und bei 37 °C
beziehungsweise 42 °C bebrütet und anschließend ausgewertet.
57
Material und Methoden
___________________________________________________________________________
3.10 Entnahme und Auswertung der Rektaltupfer
Die Schweine wurden nach folgendem Schema mittels trockener, steriler Rektaltupfer (s.
3.10) auf die faecale Ausscheidung von Salmonellen untersucht:
Tab. 12: Entnahmeschema der Rektaltupfer
Tage der Entnahme
-8/-7 (Tag der Einstallung)
-3/-2 (nach erster „Antibiose“)
1-3
4 – 10, 12, 14, 16, 19/20, 24/25, 28/29, 32
Grund für Rektaltupferentnahme
Ausschluss einer Infektion mit
Salmonellen vor Versuchsbeginn, (alle
Tiere)
Nachweis des Angehens der Infektion
(primär infizierte Tiere)
Ablauf des Infektionsgeschehens (alle
Tiere)
Zur Salmonellenanreicherung dienten die flüssigen Selektivmedien RV und TBG (s. 3.5.3).
Nach einer Bebrütungsdauer von 24 und 48 Stunden wurden aus diesen Anreicherungsmedien
je eine Öse auf Rambach- und BPLS-Agar (s. 3.5.3) ausgestrichen, um eine qualitative
Salmonellenbestimmung vornehmen zu können. Die Rambach-Platten wurden bei 37 °C und
die BPLS-Platten bei 42 °C für weitere 24 Stunden bebrütet und danach beurteilt. Bei
fraglichen Ergebnissen wurde der Api E (s. 3.5.3) angewendet, bei dem mittels verschiedener
serologischer Tests eine genauere Bakterienbestimmung vorgenommen werden konnte.
3.11 Sektion und Probenentnahme während der Sektion
Zunächst wurden die Schweine mit Ketamin® und Stresnil® (s. 3.5.2) narkotisiert (i.m. in den
Musculus gluteus). Danach wurden die Schweine gewogen, in den OP des Institutes für
Tierernährung verbracht und auf dem OP-Tisch in rechter Seitenlage abgelegt. Mit einer
intracardialen Injektion von T61® (s. 3.5.2) wurden die Tiere getötet, nachdem mittels einer
Monovette (s. 3.5.3) Blut genommen worden war. Die toten Tiere wurden in Rückenlage
gebracht und der Bereich des Unterkiefers (hier später Entnahme der Tonsillen) und der Linea
alba nass gereinigt und abschließend mit Septoderm Hände (s. 3.5.4) desinfiziert. Medial der
Unterkieferäste wurde V-förmig in die Tiefe geschnitten bis die Zunge mittels einer Klemme
gefasst und nach hinten geklappt werden konnte. Dann wurden mittels einer sterilen Schere
zwei Teilstücke der Tonsille entnommen, die dann in die beiden Selektivmedien RV und
58
Material und Methoden
___________________________________________________________________________
TBG (s. 3.5.3) überführt wurden. Danach wurde die Bauchhöhle vom Proc. xiphoideus bis zur
Beckensymphyse unter Fingerschutz eröffnet. Als erstes wurde je zwei Proben der
Lymphonodi ileocaecales entnommen und in die beiden Anreicherungsbouillons RV und
TBG (s. 3.5.3) überführt. Am Magendarmtrakt wurden anschließend folgende Ligaturen
gesetzt: cranial des Magens (Ösophagus), zwei am Magenausgang (Duodenum), Übergang
Ileum ins Caecum, Übergang Caecum zum Colon, möglichst weit caudal am Rektum. Damit
erhielt man fünf Probenabschnitte, für die folgende Parameter - neben der bakteriologischen
Untersuchung auf Salmonellen im Magen-, Dünndarm- und Caecumchymus - untersucht
worden sind (s. Tab. 13):
Tab. 13: Probenabschnitte und Untersuchungsparameter
Untersuchungsparamter
Probenabschnitte
Magen [M]
Dünndarm [Dü]
Caecum [Cae]
vordere Colonhälfte
[Co 1]
hintere Colonhälfte +
Rektum [Co 2]
Menge TS-Gehalt
pHWert
Laktat
Formiat
Flüchtige
FS
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
3.12 Probenvorbereitung und Untersuchungen post mortem
- Bakteriologische Qualifizierung der Salmonellen
Die Schleimhautproben von Magen, Dünndarm, Caecum und Colon sowie die Proben der
Lymphonodi ileocaecales und der Tonsillen wurden noch während der Sektion in die
flüssigen Selektivmedien RV und TBG (s. 3.5.3) überführt. Nach einer Bebrütungsdauer von
24 und 48 Stunden bei 42 °C wurden aus diesen Anreicherungsmedien je eine Öse auf
Rambach-
und
BPLS-Agar
(s.
3.5.3)
ausgestrichen,
um
eine
qualitative
Salmonellenbestimmung vornehmen zu können. Diese Platten wurden dann bei 37 °C bzw. 42
°C für 24 Stunden bebrütet und danach ausgewertet.
59
Material und Methoden
___________________________________________________________________________
- Bakteriologische Quantifizierung der Salmonellen
Für die Salmonellen-Quantifizierung wurden 50 g Chymus je Lokalisation in 50 ml PBS
überführt, homogenisiert und nach der Sektion weiterbearbeitet. Danach wurde 1 ml in 9 ml
sterile PBS überführt und erneut homogenisiert. Dann wurde von dieser neuen Suspension
wiederum 1 ml in ein weiteres mit 9 ml PBS gefülltes Röhrchen überführt. Dieser Vorgang
wurde noch weitere zwei Male wiederholt. Von den vier Verdünnungsstufen wurden 100 µl
auf je einen Rambach-Agar ausgespatelt. Nach einer Bebrütungsdauer von 24 Stunden bei 37
°C wurden die Kolonien gezählt und daraus die Kolonie-Bildenden-Einheiten (KBE) pro
Gramm Chymus berechnet. Nur Platten mit 5 bis 500 KBE gingen in die Auswertung ein.
Konnten mehrere Verdünnungsreihen ausgewertet werden, wurde der Mittelwert berechnet.
- Untersuchung des Blutserums auf Salmonellen-Antikörper
Die serologischen Untersuchungen wurden mit Unterstützung der Gesellschaft für Innovative
Veterinärdiagnostik (IVD GmbH) durchgeführt.
Für die serologischen Untersuchungen standen Blutproben von allen 40 Tieren zur
Verfügung. Die 40 Proben wurden mit einem kommerziellen ELISA-Testkit zum Nachweis
von Antikörpern gegen Salmonellen bei Schweinen (SALMOTYPE® Pig Screen, Labor
Diagnostik Leipzig, Leipzig) auf ihren Antikörpergehalt hin untersucht. Dazu wurden die
Antikörper gegen die O-Antigene 1, 4, 5, 6, 7 und 12 erfasst. Die Probenmaterialien wurden
mit einem Verdünnungspuffer versetzt (1:100). Die Messung der optischen Dichte erfolgte
mit einem Photometer bei 450 nm. Für die Auswertung sind Mittelwerte der gemessenen
optischen Dichten (OD) der Negativkontrolle und der Positivkontrolle zu ermitteln. Der
Proben-OD %-Wert wird anschließend mittels einer Formel berechnet.
- Chymusmenge
Die Magen-/Darmabschnitte wurden einzeln ausgestrichen, der Inhalt in zuvor gewogenen
Plastikschalen aufgefangen, gewogen und dokumentiert.
- Trockensubstanzbestimmung im Chymus
Für die Trockensubstanzbestimmung wurde ca. 50 g Chymus je Lokalisation in
vorgetrocknete
und
vorher
gewogene
Aluschalen
60
eingewogen
und
anschließend
Material und Methoden
___________________________________________________________________________
baldmöglichst in einen Trockenschrank bei 103 °C verbracht. Danach wurde das Gewicht
erneut ermittelt und der Rohwasseranteil anschließend durch Subtraktion berechnet.
- pH-Wert im Chymus
Für die pH – Wert Bestimmung wurde eine Verdünnung 1 : 5 mit destilliertem Wasser
hergestellt und der pH-Wert nach einer halben Stunde mit einem digitalen pH-Meter (Gerät
Firma WTW, Model pH 526, Wilhams) bestimmt.
- L-Laktat und Formiat im Chymus
Zuerst wurde dem Chymus zur Enteiweißung Perchloressigsäure (1:1, 1 N) zugesetzt, gut
durchmischt und bei 4 °C zentrifugiert (15 min bei 18650 x g). Der Überstand wurde
anschließend auf zwei Röhrchen verteilt. Das Röhrchen für die Ameisensäure wurde sofort
weiterverarbeitet und das zweite Röhrchen wurde zunächst eingefroren und später für die
Laktatbestimmung verwendet. Sowohl zur Bestimmung des L-Laktat- als auch des
Formiatgehaltes standen kommerzielle Testsets der Firma Boehringer Mannheim zur
Verfügung. L-Laktat wird durch L-Laktat-Dehydrogenase in Gegenwart von Nicotinamidadenin-dinucleotid zu Pyruvat umgewandelt. Es fallen bei dieser Reaktion auch NADH und
Wasserstoffionen an. Das anfallende Pyruvat muss verbraucht werden, da ohne den
Verbrauch des entstehenden Pyruvats das Gleichgewicht auf der Seite des Laktates liegen und
somit ein quantitativer vollständiger Nachweis nicht gelingen würde. Dazu wird es mit LGlutamat durch das Enzym Glutamat-Pyruvat-Transaminase in L-Alanin und 2-Oxoglutarat
umgewandelt. Das bei der ersten Reaktion anfallende NADH wird mittels eines Photometer
bei einer Wellenlänge von 340 nm bestimmt. Der auf diese Weise ermittelte Wert ist dem
Gehalt der enthaltenen Milchsäure äquivalent. Durch die Oxidation des Formiats durch
NAD+ unter Einfluss der Formiat-Dehydrogenase zu Bicarbinat wurde der Formiat-Gehalt in
den Chymusproben bestimmt. Auch hier entspricht die gebildete NADH-Menge dem Gehalt
an Formiat.
- Flüchtige Fettsäuren im Chymus
Der frische Chymus wurde zentrifugiert (15 min bei 18650 x g). 1 ml des Überstandes wurde
mit 100 µl interner Standardlösung versetzt und danach eingefroren. Der interne Standard
61
Material und Methoden
___________________________________________________________________________
wurde mit 10 ml Ameisensäure (89 – 91%) und 100 µl 4-Methylvaleriansäure angesetzt. Der
ermittelte Gehalt in der Probe wurde mit Hilfe des internen Standards korrigiert. Der
Gehalt
an flüchtigen Fettsäuren wurde gaschromatographisch ermittelt (610 Series, Fa. Unicam). Die
Fettsäuren wurden in einer 2 m langen gepackten Säule getrennt und mit einem
Flammenionisationsdetektor detektiert. Gefüllt war die Säule mit 10 % SP und 1000/1 %
H3PO4 auf Chromosarb WAW 100/120-(Supelco Cat. No.1-1841). In folgender Reihenfolge
wurde detektiert: Essigsäure, Propionsäure, iso-Buttersäure, n-Buttersäure, iso-Valeriansäure,
n-Valeriansäure und zuletzt 4-Metyl-Valeriansäure. Folgende Parameter wurden am
Gaschromatographen eingestellt: Säulentemperatur: 155 °C; Injektortemperatur: 175 °C;
Detektortemperatur: 180 °C; Analysezeit: 25 min.
3.13 Berechnungen
-
N-freie Extraktstoffe
Mit der Formel
N-freie-Extraktstoffe = TS – Rohprotein – Rohfett – Rohfaser – Rohasche
wurde der Gehalt an N–freien Extraktstoffen im Futtermittel errechnet.
-
Energie
Der Energiegehalt in Futtermitteln wurde mit folgender Formel berechnet:
ME (MJ/kg TS) = 0,021 x vRp + 0,0374 x vRfe + 0,0144 x vRfa + 0,0171 x vNfe - 0,0014
Zucker1- 0,0068 (BFS – 100)2
1
Die Zuckerkorrektur erfolgt nur, wenn der Zuckergehalt 80 g/kg TS erreicht oder
überschreitet und gilt dann für den gesamten Zuckergehalt.
2
Die BFS-Korrektur wird nur für den 100 g/kg TS überschreitenden Gehalt vorgenommen.
62
Material und Methoden
___________________________________________________________________________
-
Keimzahlberechnung
Es wurde bei den ermittelten Ergebnissen auf die erste Stelle hinter dem Komma gerundet,
um eine nicht erzielbare Genauigkeit der gewählten Methoden nicht vorzutäuschen. Um die
Werte anschaulicher und vergleichbarer zu gestalten, wurden die erhobenen Daten nach
BRAUN et al. (1966) als dekadischen Logarithmus angegeben.
Die Anzahl der ermittelten KBE wurde pro Gramm Chymus ermittelt.
3.14 Statistische Methoden
Die statistische Auswertung erfolgte bei allen Versuchen mit dem Statistikprogramm
„Statistical Analysis System“ (SAS®). Dabei wurden die normal verteilten quantitativen
Variablen anhand der zweifaktoriellen Varianzanalyse miteinander verglichen. Die nicht
normal verteilten Daten (auch nicht normalverteilt nach Transformation mit LOG10) wurden
anhand des Kruskal-Wallis-Test beziehungsweise bei vorliegender Signifikanz paarweise mit
dem Wilcoxon-Test miteinander verglichen. Alle qualitativen Variablen (Organ- und
Schleimhautproben) wurden mit dem Chi-Quadrat-Homogenitätstest beziehungsweise mit
dem Fisher`s Exact Test ausgewertet. Um die Korrelation zwischen gestimmten quantitativen
Variablen (Magenfüllung, pH-Wert im Magen, Keimzahlen im Magen) zu ermitteln, wurde
bei normal verteilten Daten der Test nach Pearson durchgeführt, sonst nach Spearman. Das
Signifikanzniveau wurde im Ergebnisteil auf 5 % (p<0,05) festgelegt. Dies bedeutet, dass die
Irrtumswahrscheinlichkeit p kleiner als 5 % war.
63
Ergebnisse
___________________________________________________________________________
4 Ergebnisse
4.1 Versuchsfutter
4.1.1
Zusammensetzung der Futtermittel
Das eingesetzte Versuchsfutter wurde im Institut für Tierernährung der Tierärztlichen
Hochschule Hannover gemischt und pelletiert. Anschließend wurde im dortigen Labor die
chemische Zusammensetzung ermittelt (s. Tab. 14).
Tab. 14: Nährstoff- und Energiegehalte der in den Versuchen eingesetzten Mischfuttermittel
(soweit nicht anders angegeben in g/kg TS)
Zusammensetzung
fein
gemahlenes
Futter [G1]
933
44,0
189
47,0
35,1
585
394
45,2
8,17
5,21
1,22
7,76
1,73
2,45
3,72
18,2
fein gemahlenes fein gemahlenes
Futter mit
Futter mit
1
KDF [G2]
freie Säuren2 [G3]
900
899
48,6
45,5
189
190
41,2
41,4
35,9
37,4
589
587
401
402
44,0
45,0
8,49
8,32
5,41
5,16
1,61
1,26
12,8
7,30
1,70
1,88
2,72
2,33
3,78
3,83
15,1
17,5
TS original (g/kg uS)
Rohasche
Rohprotein
Rohfaser
Rohfett
NfE
Stärke
Zucker
Calcium
Phosphor
Natrium
Kalium
Magnesium
Schwefel
Chlorid
Kupfer (mg/kg)
Energie
16,1
15,9
16,0
(MJ ME/kg TS)
pH–Wert
6,00
5,36
4,97
Pufferkapazität
333
364
244
(mmol HCl, pH 4)
Pufferkapazität
557
637
527
(mmol HCl, pH 3)
Formiat
0,130
8,15
5,77
Propionat
0,530
0,350
2,91
1
1,2 % Formi®; 2 0,9 % Lupro-Cid® (Ameisen- und Propionsäure)
65
grob
gemahlenes
Futter [G4]
899
42,4
173
38,7
26,4
610
438
41,4
8,24
5,50
1,55
7,80
1,69
2,78
3,86
14,0
15,8
5,97
339
527
0,120
0,450
Ergebnisse
___________________________________________________________________________
Die in ihrer chemischen Zusammensetzung nahezu identischen Versuchsfutter unterschieden
sich lediglich im Hinblick auf die pH-Werte, die Pufferkapazität sowie den Formiat-,
Propionat- und Kalium-Gehalt.
4.1.2
Partikelgrößenverteilung im Futter
Um die Partikelgrößen-Verteilung in den Pellets zu charakterisieren, wurde von jeder
Futtercharge eine nasse Siebanalyse durchgeführt (s. Tab. 15). Die Ergebnisse wurden in vier
Fraktionen (grob, mittel, fein und sehr fein) eingeteilt.
Tab. 15: Partikelgrößen-Verteilung (%) in einem pelletierten Mischfutter für Absetzferkel
(nasse Siebanalyse)
Fraktion
grob =
≥ 1,4 mm
mittel =
≥ 0,8 – 1,4 mm
fein =
≥ 0,4 – 0,8 mm
sehr fein =
< 0,4 mm
Vermahlung (Sieb-Lochdurchmesser)
2 mm
6 mm
MW 5,02
MW 17,5
± s 1,16
± s 3,55
MW 25,4
MW 28,1
± s 0,53
± s 2,52
MW 26,2
MW 19,3
± s 1,16
± s 1,65
MW 56,2
MW 50,3
± s 0,70
± s 1,86
Anhand der Tab. 15 wird ersichtlich, dass sich die Zusammensetzung der eingesetzten
Mischfuttermittel hinsichtlich der Partikelgröße vor allem bei der groben Fraktion (≥ 1,4 mm
Siebloch-Durchmesser) deutlich unterscheidet (Differenz = 12,5 %-Punkte), wohingegen sich
die Futtermittel bezüglich der anderen Fraktionen kaum unterscheiden (Differenz: mittel = 2,7
%-Punkte; fein = 6,9 %-Punkte; sehr fein = 5,9 %-Punkte).
4.1.3
Untersuchung der Futtermittel auf Salmonellen
In keiner der acht untersuchten Futtermittelproben (zwei Futterchargen, vier verschiedene
Behandlungen) konnten kulturell Salmonellen nachgewiesen werden, so dass davon
ausgegangen werden kann, dass bei dieser Studie kein unerwünschter Salmonelleneintrag
über das Versuchsfuttermittel erfolgte.
66
Ergebnisse
___________________________________________________________________________
4.2 Gesundheitsstatus der Tiere
Die eingestallten Ferkel adaptierten sich alle schnell an die neue Umgebung. Kleinere
Rangordnungskämpfe innerhalb der Fünfergruppen fanden nur am ersten Tag statt. Es traten
keine klinisch erkennbaren Erkrankungen des Atmungs- oder Verdauungstraktes auf. Auch
Todesfälle waren nicht zu verzeichnen.
4.3 Futteraufnahme, Körpermassenentwicklung und Futterverwertung
Die Futteraufnahme, die Körpermassenentwicklung und die Futterverwertung wurden im
Versuchsablauf ab dem fünften Tag nach der Einstallung bestimmt, da die Gruppen zur
leichteren Adaptation an die neuen Gegebenheiten zunächst das bekannte Futter des
Ferkelerzeugers erhielten. Da die Tiere bis einen Tag vor der Sektion in Fünfergruppen
gehalten wurden, konnten keine Einzeltierwerte bezüglich der Futteraufnahme und der
Futterverwertung ermittelt werden. Der Tab. 16 sind die separaten Ergebnisse der
Futteraufnahme (kg) aus den beiden Durchgängen sowie die Summen über die beiden
Durchgänge zu entnehmen.
Die größte Futtermenge (pro Tiergruppe n = 10) wurde während des Versuchablaufes (je 35 44 Tage pro Durchgang) von den Tieren aufgenommen, denen freie Säuren (0,9 %) in das
Versuchsfutter eingemischt wurde (385 kg), gefolgt von den Tieren, die fein gemahlenes
Futter ohne Zusätze bekamen (361 kg). Die Tiere, denen KDF (1,2 %) als Zulage im Futter
angeboten wurde, haben insgesamt 343 kg Futter gefressen. Die geringste Futtermenge wurde
von den Tieren aufgenommen, die das grob gemahlene Futter erhielten (330 kg).
Tab. 16: Gesamte Futteraufnahme (kg) von Versuchstag -3/-2 bis zur Sektion (Versuchstag 32
bis 41)
V1 (n = 5)
V2 (n = 5)
V1 + V2 (n = 10)
fein
ohne Zusätze
Futteraufn.
170
191
361
fein
plus KDF
Futteraufn.
172
171
343
67
fein
grob
plus freie Säuren ohne Zusätze
Futteraufn.
Futteraufn.
180
165
205
165
385
330
Ergebnisse
___________________________________________________________________________
Den durchschnittlichen Körpermassenzuwachs der Ferkel aller vier Gruppen während der
gesamten Versuchdauer zeigt Tab. 17. Diejenigen Tiere, die freie Säuren im Futter erhielten,
wiesen im Vergleich zu den drei anderen Behandlungen mit 542 g/Tag die höchsten
Zunahmen auf. Dagegen erreichten die Ferkel mit der KDF-Zulage einen Zuwachs von 494
g/Tag, gefolgt von den Tieren, die fein gemahlenes Futter ohne Zusätze bekamen (491 g/Tag).
Mit 433 g/Tag wiesen die Ferkel, denen grob gemahlenes Futter verabreicht wurde, den
geringsten Körpermassenzuwachs auf.
Tab. 17: Körpermassenzunahmen (g/Tag) der Ferkel von Tag -3/-2 bis zur Sektion (Tag 32
bis 41)
V1 (n = 5)
V2 (n = 5)
V1 + V2 (n = 10)
fein
ohne Zusätze
MW
±s
406
88
577
168
491
fein
plus KDF
MW
±s
477
93
512
73
494
fein
plus freie Säuren
MW
±s
468
49
617
126
542
grob
ohne Zusätze
MW ± s
409
56
457 184
433
Das Verhältnis von Futteraufwand zur Körpermassenzunahme wird als Futterverwertung
bezeichnet (s. Tab. 18). Die beste Futterverwertung zeigten die Tiere, denen KDF zum Futter
zugesetzt wurde (1,76), gefolgt von den Ferkeln, denen freie Säuren im Futter verabreicht
wurde (1,80). Die ungünstigste Futterverwertung wiesen die Tiere auf, die grob gemahlenes
Futter bekamen (1,92). Die Tiere, die fein gemahlenes Futter ohne Zusätze aufnahmen,
wiesen mit 1,89 eine nur geringgradig bessere Verwertung auf.
Tab. 18: Futterverwertung (Futteraufnahme in kg/Körpermassenzunahme in kg)
V1
V2
V1 + V2
fein
ohne Zusätze
1,99
1,79
1,89
fein
plus KDF
1,71
1,81
1,76
fein
plus freie Säuren
1,80
1,79
1,80
grob
ohne Zusätze
1,89
1,95
1,92
Bei keinem der drei Parameter der Leistungsdaten (Futteraufnahme, Körpermassenzunahme
und Futterverwertung) konnten zwischen den unterschiedlichen Behandlungen signifikante
Unterschiede festgestellt werden.
68
Ergebnisse
___________________________________________________________________________
4.4 Umgebungsproben
Die Umgebungsproben - benutzte Überziehschuhe und Staubpartikel aus den Buchten wurden im wöchentlichen Rhythmus nach der Primärinfektion der Tiere entnommen, um die
Keimbelastung der gebrauchten Überziehschuhe und der unmittelbaren Umgebung, in der
sich die Tiere aufhielen, zu überprüfen. Bereits die ersten Proben (eine Woche nach der
Infektion) waren Salmonellen-positiv. Im ersten Versuchsdurchgang, bei dem ein
Stallwechsel nach der Hälfte des Versuchablaufes in einen sauberen Stall vorgenommen
worden war, waren die Proben am Tag nach der Umstallung Salmonellen-negativ, die an den
folgenden Tagen wieder positiv.
4.5 Rektaltupferproben
4.5.1
-
Nachweis einer erfolgreichen Salmonelleninfektion
primär infizierte Tiere (n = 16)
Bei allen Tieren, die mit einer Infektionsbouillon oral mit S. Derby infiziert wurden, konnte
eine Salmonelleninfektion über positive Rektaltupfer nachgewiesen werden.
-
Tiere, die zu primär infizierten Ferkeln Kontakt hatten („Kontakttiere“, n = 24)
Von den Tieren, die nicht über eine Infektionsbouillon infiziert wurden, jedoch mit den
primär infizierten Tieren der jeweiligen Gruppe Kontakt hatten, infizierten sich im ersten
Versuchsdurchgang alle 12 Ferkel, im zweiten nur ein Tier, welches das fein gemahlenes
Futter ohne Zusätze bekam. Insgesamt konnte bei 13 von 24 Kontakttieren eine erfolgreiche
Infektion über mindestens einen positiven Rektaltupfer nachgewiesen werden.
4.5.2
Salmonellen-Ausscheidungsdauer
Bezüglich der Ausscheidungsdauer wurden die mit einer Infektionsbouillon oral infizierten
Tiere und die Kontakttiere getrennt voneinander ausgewertet, da sich die primär infizierten
Ferkel - im Vergleich zu den Kontakttieren - mit einem bekannten Keimgehalt
69
Ergebnisse
___________________________________________________________________________
(Infektionsbouillon) auseinandersetzen mussten und die Salmonellen-Ausscheidungsdauer mit
dem Kot somit innerhalb einer Behandlung nicht vergleichbar war.
-
primär infizierte Tiere
Die faecale Salmonellen-Ausscheidung – Nachweis mittels Rektaltupfer - der primär
infizierten Tiere ist in Abb. 3 dargestellt. Der Zusatz von 1,2 % KDF und 0,9 % freier
Säuren zum Futter resultierte in einer kürzeren Ausscheidungsdauer (KDF: 9,25 Tage vs.
freie Säuren: 11,8 Tage) im Vergleich zu den beiden Gruppen, die Futter ohne Zusätze
erhielten (fein: 21,5 Tage vs. grob: 25,5 Tage).
Ausscheidungsdauer in Tagen
40
35
30
25
fein ohne Zusätze
fein plus KDF
fein plus freie Säuren
grob ohne Zusätze
20
15
10
5
0
-5
Fütterungsgruppen
Abb. 3: Ausscheidungsdauer in Tagen, primär infizierte Tiere
-
„Kontakttiere“
Da nur 13 von 24 Tieren an mindestens einem Tag faecal Salmonellen ausgeschieden haben,
wurden lediglich diese Tiere in die Auswertung aufgenommen, für die dies zutraf, weil die
Ausscheidungsdauer nur bei den Tieren beurteilt werden sollte, die erfolgreich infiziert
worden waren (s. Tab. 19).
70
Ergebnisse
___________________________________________________________________________
Tab. 19: Ausscheidungsdauer in Tagen der „Kontakttiere“ (mindestens einmal faecal
Salmonellen-positiv)
Ausscheidungsdauer
fein
ohne Zusätze
5,75 ± 8,85
(n = 4)
fein
plus KDF
4,33 ± 5,77
(n = 3)
fein
plus freie Säuren
4,33 ± 5,77
(n = 3)
grob
ohne Zusätze
17,3 ± 5,03
(n = 3)
Die Ausscheidungsdauer in Tagen war bei den beiden Behandlungen mit Säure-Zusätzen am
geringsten (je 4,33 Tage) und durch den Einsatz eines lediglich grob vermahlenen
Versuchsfutters am längsten (17,3 Tage).
4.5.3
Anteil positiver Proben an der Gesamtprobenzahl
Auch in diesem Fall wurden aus dem gleichen Grund wie bei der Salmonellen-Ausscheidung
in Tagen primär infizierte Tiere und Kontakttiere getrennt voneinander ausgewertet.
-
primär infizierte Tiere
Die Ergebnisse (s. Abb. 4) zeigen einen tendenziell geringeren Anteil Salmonellen-positiver
Rektaltupfer der Tiere, die einen der Säure-Zusätze (KDF: 31,45 % vs. freie Säuren: 29,41 %)
zu ihrem Futter erhielten im Vergleich zu den beiden Behandlungen ohne Zulagen (fein:
53,75 % vs. grob: 60,07 %). Der Anteil Salmonellen-positiver Rektaltupfer liegt bei den
Tieren, die einen der beiden Futterzusätze bekamen etwa auf dem gleichen Niveau, ebenso
wie die beiden Gruppen, die ein lediglich fein oder grob gemahlenes Futter bekamen.
71
Ergebnisse
___________________________________________________________________________
Anteil positiver Rektaltupfer (%)
100
90
80
70
fein ohne Zusätze
fein plus KDF
fein plus freie Säuren
grob ohne Zusätze
60
50
40
30
20
10
0
Fütterungsgruppen
Abb. 4: Anteil positiver Rektaltupfer an der Gesamttupferzahl, primär infizierte Tiere
-
„Kontakttiere“
Hier wurden alle „Kontakttiere“ mit in die Auswertung aufgenommen, auch diejenigen, bei
denen faecal keine Salmonellen-Ausscheidung über die Versuchsdauer festgestellt werden
konnte (s. Tab. 20).
Tab. 20: Anteil Salmonellen-positiver Rektaltupfer der „Kontakttiere" (in %, je n = 6)
Anteil positiver
Proben
fein
ohne Zusätze
fein
plus KDF
fein
plus freie Säuren
grob
ohne Zusätze
6,75 ± 5,96
6,63 ± 10,2
7,78 ± 12,94
31,1 ± 36,2
Durch die Zulage von 1,2 % KDF zum Mischfutter, wurde die geringste Anzahl Salmonellenpositiver Rektaltupfer an der Gesamtprobenzahl (6,63 %) erreicht. Mit 31,1 % wies das grob
vermahlene Futter die höchste Frequenz auf.
Bei den Variablen Ausscheidungsdauer und prozentualer Anteil von der Gesamttupferzahl
waren statistisch keine Signifikanzen nachweisbar.
72
Ergebnisse
___________________________________________________________________________
4.6 Füllung des Verdauungstraktes
-
Chymusmenge
Die größten Chymusmengen im Magen wurde bei den Ferkeln erhoben, die freie Säuren in
ihrem Futter erhalten hatten (27,5 g uS/kg KM, s. Tab. 24). Ferkel, die ein grob gemahlenes
Futter bekommen hatten, wiesen mit 20,1 g uS/kg KM die geringsten Chymusmengen im
Magen auf. Der Mageninhalt wies zwischen den Behandlungen mit über 7 g uS/kg KM die
größte Schwankungsbreite auf. Im Dünndarm variierten die Chymusmengen zwischen den
Gruppen noch um etwa 4 g uS/kg KM (14,8 g – 18,8 g uS/kg KM), in den drei Abschnitten
des Dickdarmes nur um etwa 2 g uS/kg KM. Lediglich die Mengen des Caecuminhaltes der
Tiere, denen eine der Zulagen mit dem Futter verabreicht worden war, waren signifikant
unterschiedlich
(p
=
0,0498).
Betrachtet
man
die
gesamte
Chymusmenge
im
Verdauungskanal, so war der Magen-Darm-Trakt der Ferkel, die 0,9 % freie Säuren erhalten
hatten (62,7 g uS/kg KM), am meisten gefüllt, gefolgt von den Tieren, die fein gemahlenes
Futter ohne Zusätze bekommen hatten (59,1 g uS/kg KM). Die geringste Gesamtmenge
wiesen die Ferkel auf, die ein grob gemahlenes Futter bekommen hatten (55,7 g uS/kg KM).
Tab. 21: Chymusmenge (g uS/kg KM) in verschiedenen Abschnitten des Verdauungskanals,
je n = 10
fein
fein
ohne Zusätze
plus KDF
MW
±s
MW
±s
Magen
24,0
5,39
24,7
7,02
Dünndarm
18,8
7,25
14,8
4,34
ab
a
Caecum
4,15
2,38
4,95
1,95
Colon11
8,93
1,84
8,14
1,96
2
Colon2 + Rektum
3,19
3,28
3,63
1,98
Summe
59,1
56,3
1
vordere Colonhälfte, 2 hintere Colonhälfte
-
fein
plus freie Säuren
MW
±s
27,5
9,42
18,6
5,42
b
3,47
1,46
9,67
2,41
3,52
2,42
62,8
grob
ohne Zusätze
MW
±s
20,1
9,35
17,2
3,53
ab
3,74
1,33
10,3
2,87
4,40
2,46
55,7
TS-Menge im Verdauungstrakt
Die TS-Mengen (g TS/kg KM) in den verschiedenen Segmenten des Verdauungskanals sind
in Tab. 22 aufgelistet. Die TS-Gehalte im Caecum variierten zwischen den Gruppen am
stärksten – zwischen den beiden Behandlungen mit einer Säure-Zulage signifikant (p =
73
Ergebnisse
___________________________________________________________________________
0,0448), in den anderen untersuchten Abschnitten des Verdauungstraktes konnte kein Einfluss
der Behandlungen auf die TS-Gehalte nachgewiesen werden. Die höchsten TS-Gehalte im
Magen wurden bei den Tieren, die ein fein gemahlenes Futter ohne Zusätze erhalten hatten
(7,20 g TS/kg KM,) ermittelt. Die geringste TS-Menge wurde bei den Ferkeln nachgewiesen,
die ein grob gemahlenes Futter bekommen hatten (4,55 g TS/kg KM).
Tab. 22: TS-Mengen (g TS/kg KM) in verschiedenen Abschnitten des Verdauungskanals,
je n = 10
fein
fein
fein
ohne Zusätze
plus KDF
plus freie Säuren
MW
±s
MW
±s
MW
±s
Magen
7,20
3,42
5,01 2,25
5,93
3,01
Dünndarm
2,29
0,803 1,98 0,550
2,22
0,530
Caecum
0,52ab 0,194 0,57a 0,184
0,39b
0,205
Colon11
1,55
0,442 1,32 0,429
1,44
0,360
Colon22 + Rektum
0,82
0,735 0,82 0,558
0,82
0,492
1
2
vordere Colonhälfte, hintere Colonhälfte
-
grob
ohne Zusätze
MW
±s
4,55
3,98
2,24
0,616
0,47ab 0,251
1,76
0,683
1,07
0,549
Magenentleerung
Tab. 23 enthält die ermittelten Werte zur Magenpassage. Die durchschnittliche kalkulierte
Zeit, welche die vor der Sektion aufgenommene TS-Menge benötigte, um von dem Magen in
den Dünndarm abzufließen, betrug in allen Behandlungen zwischen 2,25 und 2,38 g TS/kg
KM/h. Die Unterschiede waren nicht signifikant.
Tab. 23: Kalkulierte Magenentleerung1 (g TS/kg KM/h), je n = 10
fein
fein
fein
grob
ohne Zusätze
plus KDF
plus freie Säuren
ohne Zusätze
MW
±s
MW
±s
MW
±s
MW
±s
Entleerung
2,25 0,808 2,37 0,361
2,34
0,529
2,38
0,550
1
[Futteraufnahme vor Sektion (g TS/kg KM) – Menge-Magenchymus (g TS/kg KM)]/Zeit für
Futteraufnahme vor der Sektion (vier oder fünf h)
74
Ergebnisse
___________________________________________________________________________
4.7 Chymusqualität und –zusammensetzung
-
pH-Wert im Chymus
Die im Chymus der verschiedenen Segmente des Verdauungstraktes ermittelten pH-Werte
sind in Abb. 5 dargestellt. Der pH-Wert im Magen variierte zwischen den Behandlungen (fein
ohne Zusätze im Vergleich zu den anderen drei Gruppen) signifikant (G1/G2: p = 0,0084;
G1/G3: p = 0,0099; G1/G4: p = 0,0026). Dabei wurden die höchsten pH-Werte im
Magenchymus bei den Ferkeln gemessen, die ein fein gemahlenes Futter ohne Zusätze
erhalten hatten (pH > 5). In den anderen drei Gruppen variierte der pH-Wert des
Mageninhaltes bei etwa pH 4. Der pH-Wert im Dünndarm war ebenfalls signifikant
unterschiedlich. Die Tiere, die ein fein gemahlenes Futter ohne Zusätze aufgenommen hatten,
wiesen im Vergleich zu den Tieren, denen KDF oder freie Säuren verabreicht worden war,
einen höheren pH-Wert im Chymus auf (G1/G2: p = 0,0058; G1/G3: p = 0,0044). Im
Dickdarminhalt (Caecum, Colonanfang, Colonende + Rektum) konnten keine signifikanten
pH
Unterschiede zwischen den Behandlungen feststellgestellt werden.
9
8
7
6
5
4
3
2
a b b a
fein ohne Zusätze
a b b b
fein plus KDF
fein plus freie Säuren
grob ohne Zusätze
Magen
Dünndarm
Caecum
vordere
hintere
Colonhälfte Colonhälfte
+ Rektum
Abb. 5: pH-Werte im Chymus in verschiedenen Abschnitten des Verdauungskanals, je n = 10
75
Ergebnisse
___________________________________________________________________________
Die
TS-Gehalte im Chymus
im
Chymus
ermittelten
TS-Gehalte
in
den
verschiedenen
Segmenten
des
Verdauungskanals sind in Tab. 24 dargestellt. Der höchste TS-Gehalt wurde im Mageninhalt
der Tiere gemessen, die ein fein gemahlenes Futter ohne Zusatz erhalten haben (28,9 %). Bei
den anderen Behandlungen variierte der TS-Gehalt von 19,7 % bis 21, 7 %. Zwischen den
Behandlungen ohne Zusatz (fein gemahlen) und der KDF-Zulage war der Unterschied
signifikant (p = 0,0196), ebenso zwischen den Gruppen ohne Zulagen, bei denen das
Mischfutte lediglich fein oder grob gemahlen wurde (p = 0,0462). An anderen Lokalisationen
konnte keine signifikanten Unterschiede im Chymus des Magen-Darm-Traktes der
Versuchstiere festgestellt werden.
Tab. 24: TS-Gehalte (%) im Chymus einzelnen Abschnitte des Verdauungskanals,
je n = 10
fein
fein
ohne Zusätze
plus KDF
MW
±s
MW
±s
Magen
28,9a
9,18
19,7b
5,82
Dünndarm
12,3
1,25
13,4
2,10
Caecum
13,1
2,95
12,1
2,00
Colon11
17,6
2,30
16,1
3,22
2
Colon2 + Rektum
24,3
5,01
21,7
3,44
1
vordere Colonhälfte, 2 hintere Colonhälfte
-
fein
grob
plus freie Säuren ohne Zusätze
MW
±s
MW
±s
21,7ab
9,24
21,1b 9,13
12,2
1,51
13,1
2,00
11,2
2,10
12,8
1,49
15,2
2,70
16,9
2,04
24,5
3,40
24,5
2,57
Formiat-Gehalte im Chymus
Die Formiat-Konzentrationen im Magen- und Dünndarminhalt sind in Abb. 6 dargestellt. Der
im Magen- und im Dünndarmchymus ermittelte Formiat-Gehalt war nach der Aufnahme von
1,2 % KDF und 0,9 % freien Säuren im Futter - im Vergleich mit der fein gemahlenen Ration
ohne Zusatz – hoch signifikant (Magen : G1/G2 und G1/G3: p = <0,0001; Dünndarm: G1/G2:
p = 0,0064 und G1/G3: p = 0,0044) erhöht (1091 u. 835 mg/l). Zwischen dem fein und grob
gemahlenem Futter ohne Zusätze gab es im Magen und im Dünndarmchymus hinsichtlich der
Formiat-Gehalte keine signifikanten Unterschiede. Im Magenchymus waren die FormitGehalte mit 22,22 mg/l bei dem fein zerkleinerten Futter geringgradig höher als bei einem
lediglich grob gemahlenen Futter (21,84 mg/l). Im Dünndarm waren die Verhältnisse
76
Ergebnisse
___________________________________________________________________________
umgekehrt, hier waren die Formit-Gehalte im Chymus mit 278,12 mg/l höher als die
erhobenen Werte bei den Tieren, die ein fein gemahlenes Futter erhalten haben (205,45 mg/l).
1800
b
1600
b
1400
fein ohne Zusätze
Formiat (mg/l)
1200
fein plus KDF
1000
a
800
fein plus freie
Säuren
a
grob ohne Zusätze
600
ab
b
400
200
a
a
0
Magen
Dünndarm
Abb. 6: Formiat-Gehalte im Magen- und Dünndarminhalt
-
L-Laktat-Gehalte im Chymus
Um die Aktivität laktatbildender Bakterien (im wesentlichen grampositive Bakterien)
einschätzen zu können, wurde im Magen-, Dünndarm- und Caecum-Chymus der Gehalt an LLaktat ermittelt (s. Abb. 7). Die höchsten Konzentrationen wurden - im Vergleich zum Magen
und Caecum – bei allen Behandlungen im Dünndarm gefunden. Im Magen- und
Dünndarmchymus wurden die Gehalte an L-Laktat durch den Zusatz von KDF und freier
Säuren signifikant – im Vergleich zum fein gemahlenen Futter ohne Zusätze – reduziert
(Magen: G1/G2: p = 0,0016; G1/G3: p = 0,0009; Dünndarm: G1/G2: p = 0,0074, G1/G2: p =
0.0117). Im Caecuminhalt konnten keine signifikanten Unterschiede zwischen den
Behandlungen nachgewiesen werden.
77
Ergebnisse
___________________________________________________________________________
a
60
ab
L-Laktat (mmol/kg TS)
50
40
fein ohne Zusätze
30
fein plus KDF
c bc
fein plus freie Säuren
20
a
grob ohne Zusätze
b b a
10
0
Magen
Dünndarm
Caecum
-10
Abb. 7: L-Laktat-Konzentrationen im Chymus verschiedener Abschnitte des
Verdauungskanals
-
Flüchtige Fettsäuren (Gesamtkonzentration und Muster)
Als ein Parameter der mikrobiellen Aktivität wurde die Konzentration an flüchtigen
Fettsäuren im Chymus bestimmt (s. Abb. 8: Gesamtkonzentration). Bei allen Behandlungen
wurden im Caecuminhalt höhere Konzentrationen an flüchtigen Fettsäuren im Vergleich zum
Magen- und Dünndarmchymus gemessen. Im Magen war die Konzentration der flüchtigen
Fettsäuren annähernd gleich bei allen Behandlungen. Im Dünndarm wiesen die Tiere, die ein
grob gemahlenes Futter erhalten hatten, die höchste Gesamtkonzentration (30,9 mmol/kg uS)
auf, gefolgt von den Tieren, denen freie Säuren-Zulage angeboten worden war (25,8 mmol/kg
uS) und den Tieren, denen KDF verabreicht wurde (24,7 mmol/kg uS). Die geringste
Gesamtkonzentration wurde bei den Tieren gemessen, denen lediglich ein fein gemahlenes
Futter ohne Zusatz gefüttert worden war (16,3 mmol/kg). Im Caecum wiesen die Tiere, denen
im Futter freie Säuren angeboten worden war, die höchste Konzentration auf (128 mmol/kg),
gefolgt von den Tieren, denen KDF verabreicht worden war (115 mmol/kg), und den Tieren,
die ein fein gemahlenes Futter ohne Zusatz erhalten haben (109 mmol/kg). Den geringsten
Gehalt im Caecum wiesen die Tiere auf, die ein nur grob gemahlenes Futter aufgenommen
hatten (95,1 mmol/kg).
78
flüchtige Fettsäuren
(mmol/kg uS)
Ergebnisse
___________________________________________________________________________
180,0
160,0
140,0
120,0
100,0
80,0
60,0
40,0
20,0
0,0
fein ohne Zusätze
fein plus KDF
fein plus freie Säuren
grob ohne Zusätze
Magen
Dünndarm
Caecum
Abb. 8: Summe an flüchtigen Fettsäuren (Essig-, Propion-, i- und n-Butter-, i- und nValeriansäure; mmol/kg uS) im Chymus verschiedener Segmente des Verdauungstraktes
Die Muster der verschiedenen analysierten flüchtigen Fettsäuren in Magen-, Dünndarm- und
Caecumchymus sind in Tab. 25 wiedergegeben. Im allgemeinen ist festzustellen, dass der
größte Anteil an flüchtigen Fettsäuren auf die Essigsäure entfiel, gefolgt von der
Propionsäure. Im Magenchymus konnte kein Einfluss der Behandlungen auf den
Fettsäuregehalt festgestellt werden. Im Dünndarmchymus waren sowohl die Gehalte an Essigals auch an n-Buttersäure zwischen den beiden Behandlungen ohne Zulage signifikant
unterschiedlich (Essigsäure: G1/G4: p = 0,0357; n-Buttersäure: G1/G4: p = 0,0287).
Tendenziell waren die Unterschiede auch bei den Gehalten an Propion- und der iValeriansäure im Dünndarmchymus vorhanden. Die Tiere, die ein grob gemahlenes Futter
aufgenommen hatten, wiesen die höchsten Gehalte an Essigsäure (24,7 mmol/kg uS),
Propionsäure (4,38 mmol/kg uS), n-Buttersäure (1,59 mmol/kg uS) und i-Valeriansäure
(0,172) - im Vergleich zu den anderen Behandlungen - auf. Die Gehalte an flüchtigen
Fettsäuren waren bei den Ferkel, die ein fein gemahlenes Futter ohne Zusätze erhalten hatten,
am geringsten (Essig-: 15,1; Propion-: 1,04; n-Butter-: 0,172 und n-Valeriansäure: 0,00
mmol/kg uS). Im Caecumchymus konnte für die Essig-, Propion-, n-Butter-, i-Valerian- und
n-Valeriansäure keine signifikanten Unterschiede ermittelt werden. Die Gehalte an iButtersäure unterschieden sich im Caecuminhalt zwischen den beiden Gruppen, die ein
unterschiedlich gemahlenes Futter erhalten hatten (G1/G4: p = 0,0492), ebenso wie das fein
79
Ergebnisse
___________________________________________________________________________
gemahlene Futter ohne Zusätze (0,619 mmol/kg uS) mit dem, welchem freie Säuren (0,03
mmol/kg uS) beigemengt worden sind (G1/G3: 0,0259).
Tab. 25: Fettsäuremuster der Essig-, Propion-, i-Butter-, n-Butter-, i-Valerian- und nValeriansäure (mmol/kg uS) im Magen-, Dünndarm- und Caecuminhalt, je n = 10
fein ohne Zusätze
fein plus KDF
fein plus freie Säuren
grob ohne Zusätze
fein ohne Zusätze
fein plus KDF
fein plus freie Säuren
grob ohne Zusätze
fein ohne Zusätze
fein plus KDF
fein plus freie Säuren
grob ohne Zusätze
Essig
MW ± s
22,1 10,2
23,8 8,59
22,2 11,6
Propion
MW
±s
3,77 2,00
4,01 2,11
7,74 4,74
23,0 13,5 4,98
Essig
MW ± s
15,1 5,99
22,2 6,39
22,4 6,98
Propion
MW
±s
1,04 0,513
1,65 1,49
2,38 1,27
24,7 15,8 4,38
Essig
MW ± s
73,5 25,3
79,0 27,7
92,0 20,9
65,5 29,0
7,08
7,71
Propion
MW
±s
24,8 9,79
25,8 6,06
26,4 5,94
21,8 6,77
i-Butter
MW
±s
0,046 0,144
0,020 0,063
0,040 0,128
0,037
0,117
Magen
n-Butter
MW
±s
0,996 0,683
1,03 0,846
1,25
1,66
i-Valerian
MW
±s
0,055 0,115
0,078 0,164
0,089 0,281
n-Valerian
MW
±s
0,098 0,210
0,245 0,324
0,296 0,423
1,79
0,184
0,550
2,36
0,377
1,42
i-Butter
MW
±s
0,000 0,000
0,000 0,000
0,038 0,115
Dünndarm
n-Butter
MW
±s
0,172 0,281
0,730 0,455
0,766 0,856
i-Valerian
MW
±s
0,000 0,000
0,000 0,000
0,088 0,174
n-Valerian
MW
±s
0,000 0,000
0,037 0,231
0,108 0,214
0,000
1,59
0,172
0,094
0,000
i-Butter
MW
±s
0,619 0,823
0,266 0,602
0,030 0,226
0,132 0,395
2,60
Caecum
n-Butter
MW
±s
6,56
2,03
6,28
2,45
6,84
2,09
5,64
1,98
0,394
i-Valerian
MW
±s
0,677 0,881
0,642 0,592
0,511 0,222
0,370 0,345
0,297
n-Valerian
MW
±s
2,68
2,02
2,88
1,03
2,14
1,22
1,69 0,729
4.8 Mikrobiologische Ergebnisse post mortem (2. Versuchsabschnitt)
4.8.1
Quantitative Salmonellen-Bestimmung im Chymus
Die quantitative Untersuchung des Chymus auf Salmonellen wurde in den drei MagenDarmabschnitten Magen, Dünndarm und Caecum durchgeführt.
4.8.1.1 Magenchymus
Durch den Zusatz sowohl von KDF als auch von freien Säuren zum Futter konnte der
Keimgehalt an Salmonellen im Magen im Vergleich zu dem fein gemahlenen Futter ohne
Zusatz signifikant (G1/G2: 0,0041; G1/G3: p = 0,0003) reduziert werden (s. Tab. 26). Der
KDF Zusatz (6,2 x 104 KBE/ml) hatte im Vergleich zur freien Säure (1,4 x 105 KBE/ml) eine
80
Ergebnisse
___________________________________________________________________________
stärkere keimhemmende Wirkung aufzuweisen. Das grob gemahlene Futter (8,6 x 105
KBE/ml) hatte gegenüber dem fein gemahlenen Futter (1,1 x 106 KBE/ml) eine tendenziell (p
= 0,0844) bessere keimhemmende Wirkung.
Tab. 26: Salmonellen-Keimzahlen im Magenchymus (KBE/ml)
V1 (n = 5)
V2 (n = 5)
V1 + V2 (n = 10)
±s
fein
ohne Zusätze
1,3 x 106
8,4×105
1,1 x 106a
8,6 x 106
fein
plus KDF
9,5 x 104
2,8×104
6,2 x 104b
4,7 x 104
fein
plus freie Säuren
2,7 x 105
1,8×10³
1,4 x 105b
1,9 x 105
grob
ohne Zusätze
4,3 x 105
1,3×106
8,6 x 105ab
6,2 x 105
4.8.1.2 Dünndarmchymus
Durch beide Futterzusätze (KDF und freie Säure) konnten die Salmonellen-Keimzahlen im
Dünndarmchymus signifikant (G1/G2: p = <0,0001; G1/G3: p = 0,0002) im Vergleich zu dem
fein gemahlenem Futer ohne Zusätze reduziert werden (s. Tab. 27). Durch die KDF-Zulage
(7,5 x 104 KBE/ml) konnten im Vergleich zu einem Zusatz von freien Säuren zum Futter (6,4
x 105 KBE/ml) geringgradig niedrigere Keimzahlen gemessen werden. Zwischen dem fein
und grob gemahlenen Futter ohne Zusätze waren keine signifikanten Unterschiede
feststellbar.
Tab. 27: Salmonellen-Keimzahlen im Dünndarmchymus (KBE/ml)
V1 (n = 5)
V2 (n = 5)
V1 + V2 (n = 10)
±s
fein
ohne Zusätze
2,3 x 107
7,2×106
1,5 x 107a
1,1 x 107
fein
plus KDF
5,2 x 104
9,8×104
7,5 x 104b
3,2 x 104
fein
plus freie Säuren
6,7 x 105
6,0×105
6,4 x 105b
4,9 x 104
grob
ohne Zusätze
8,7 x 106
2,0×107
1,4 x 107a
8,0 x 106
4.8.1.3 Caecumchymus
Im Caecumchymus wurden die niedrigsten Salmonellen-Keimzahlen bei den Tieren erhoben,
deren Futter KDF enthielt (9,1 x 105 KBE/ml, s. Tab. 28), gefolgt von den Ferkeln, die freie
Säuren erhalten hatten (1,6 x 106 KBE/ml). Die KDF-Zulage wies gegenüber dem Futter ohne
Zusätze signifikant niedrigere Keimzahlen auf (p = 0,0013), beim Einsatz von freien Säuren
81
Ergebnisse
___________________________________________________________________________
ist die keimhemmende Wirkung lediglich tendenziell vorhanden (p = 0,0573). Bei den Tieren,
denen ein grob gemahlenes Futter gefüttert worden war, wurden geringgradig höhere
Keimzahlen (2,2 x 107 KBE/ml) im Vergleich zu den Tieren, die ein fein gemahlenes Futter
bekamen (1,2 x 107 KBE/ml), ermittelt.
Tab. 28: Keimzahlen im Caecumchymus (KBE/ml)
V1 (n = 5)
V2 (n = 5)
V1 + V2 (n = 10)
±s
4.8.2
fein
ohne Zusätze
1,1 x 107
1,2×107
1,2 x 107a
7,1 x 105
fein
plus KDF
9,5 x 105
8,6×105
9,1 x 105b
6,4 x 104
fein
plus freie Säuren
7,5 x 105
2,4×106
1,6 x 106ab
1,2 x 106
grob
ohne Zusätze
2,3 x 106
4,1×107
2,2 x 107a
2,7 x 107
Qualitative Salmonellenbestimmung in Organ- und Schleimhautproben
Da an alle Tiere vier bis fünf Stunden vor der Sektion 10 ml einer Infektionsbouillon mit
Salmonella Derby verabreicht wurde, sind vor allem die Lymphknoten (Lnn. ileocaecales)
von besonderem Interesse, da sie im Vergleich zu den anderen Lokalisationen (Tonsille,
Magen-, Dünndarm- und Caecumschleimhaut, s. Tab. 29) nicht direkt mit der Bouillon in
Berührung gekommen sind. Lediglich 3 - 5 (je nach Behandlung) von 40 Proben je Gruppe
sind Salmonellen-negativ.
Tab. 29: Positive Salmonellen-Proben der Tonsillen und der Magen-, Dünndarm- und
Caecumschleimhaut nach einer experimentellen Infektion mit S. Derby
n
Tonsillen 10
Magen 10
Dünndarm 10
Caecum 10
Summe 40
fein
ohne Zusätze
7
10
10
10
37
fein
plus KDF
8
7
10
10
35
fein
plus freie Säuren
9
8
9
10
36
grob
ohne Zusätze
8
9
10
9
36
Die Auswertung der Lymphonodi ileocaecales erfolgt erneut getrennt nach primär infizierten
Tieren und nicht primär infizierten Tieren (= „Kontakttiere“, s. Tab. 30).
82
Ergebnisse
___________________________________________________________________________
Tab. 30: Positive Salmonellenproben der Lymphonodi ileocaecales
primär infizierte Tiere
pos. Lnn. ileocaecales
„Kontakttiere“
faecal Sal. pos.
pos. Lnn. ileocaecales
fein
ohne Zusätze
4
1
6
4
1
fein
plus KDF
4
0
6
3
4
fein
plus freie Säuren
4
2
6
3
3
grob
ohne Zusätze
4
2
6
3
1
Bei allen mit einer Infektionsbouillon zu Beginn des Versuchablaufes infizierten Tieren
konnte an mindestens einem Tag eine faecale Salmonellenausscheidung nachgewiesen
werden. Bei einem Teil dieser Tiere konnte kein Salmonellen-positiver Befund an den
Lymphonodi ileocaecales erhoben werden. Bei keinem Tier, das eine KDF-Zulage erhalten
hatte, konnte eine Translokation in diese Lymphknoten nachgewiesen werden. Bei einem
Tier, welchem fein gemahlenes Futter verabreicht worden war, haben sich die Salmonellen
über den Verdauungstrakt hinaus auf die ileocaecalen Lymphknoten ausgebreitet. Bei jeweils
der Hälfte (2 von 4 Proben Salmonellen-positiv) der Tiere, denen zusätzlich zum Futter freie
Säuren oder ein grob gemahlenes Futter gefüttert worden war, konnte eine Ausbreitung im
Tierkörper über den Magen-Darm-Trakt hinaus in die Lymphonodi ileocaecales bestätigt
werden. Die geringste Anzahl Salmonellen-positiver Lymphknoten bei den Kontakttieren
wurde bei den zwei Behandlungen ohne Zusätze erhoben (fein oder grob vermahlenes
Mischfutter: je eine von sechs Proben Salmonellen positiv). Die höchste Anzahle konnte beim
Einsatz von 1,2 % KDF (4 von 6 Proben Salmonellen-positiv) zum Mischfutter ermittelt
werden, wobei hier keinerlei signifikante Unterschiede nachgewiesen werden konnten.
4.8.3
Nachweis von Antikörpern gegen Salmonellen (O-Antigene 1,4,5,6,7 und 12) im
Blutserum mittles ELISA
Im ersten Versuchsdurchgang wurde bei einem Tier, das grob gemahlenes Futter ohne
Zusätze erhalten hatte, ein eindeutig Salmonellen-positives Ergebnis ermittelt (OD = 24 %).
Bei einem weiteren Tier aus der gleichen Gruppe wurde ein weiteres Ergebnis als fraglich
eingestuft (OD = 15 %). Im zweiten Durchgang wies ein Ferkel, welchem fein gemahlenes
Futter ohne Zusatz verabreicht worden war, einen fraglichen Antikörpertiter im Blutserum auf
83
Ergebnisse
___________________________________________________________________________
(OD = 12 %). Bei alle anderen Tieren war der OD Wert unter 10 und somit als negativ
einzustufen (s. Tab. 31).
Tab. 31: Nachweis von Antikörpern gegen Salmonellen (O-Antigene 1, 4, 5, 6, 7 und 12 im
Blutserum mittels ELISA)
fein
fein
fein
ohne Zusätze
plus KDF
plus freie Säuren
ELISA/OD%1 ELISA/OD%1
ELISA/OD%1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
4
1
1
1
12
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
OD = optische Diche
ELISA OD%: < 10 = Ergebnis negativ
ELISA OD%: 10 – < 20 = Ergebnis fraglich
ELISA OD%: ≥ 20 = Ergebnis positiv
84
grob
ohne Zusätze
ELISA/OD%1
2
15
1
5
24
2
1
1
1
1
Diskussion
___________________________________________________________________________
5
Diskussion
In dieser Untersuchung wurde der Einfluss der Futterstruktur (Siebloch-Durchmesser in der
Hammermühle zum Schroten der Getreidekomponenten: 2 mm oder 6 mm) und der Zusatz
von 0,9 % freien Säuren (75 % Ameisen- u. 25 % Propionsäure) oder 1,2 % Kalium-diformiat
(KDF) zum Mischfutter an experimentell mit Salmonella Derby infizierten Absetzferkel
untersucht.
Dabei muss betont werden, dass während des gesamten Versuchablaufs lediglich pelletiertes
Mischfutter verwendet wurde.
Der Einsatz eines Mischfutters mit einer gröberen Futterstruktur wird in der
landwirtschaftlichen Praxis als problematisch angesehen, da trotz gesundheitsfördernder
Effekte negative Einflüsse auf diverse Leistungsparameter befürchtet werden. Daher wurde in
dieser Arbeit eine Versuchsgruppe mit einem pelletierten Mischfutter versorgt, das aus fein
gemahlenen Komponenten bestand (Kontrolle, G1) und eine weitere mit einem ebenfalls
pelletierten Mischfutter aus gröber gemahlenen Bestandteilen (Versuch, G4), ohne dass
Zusätze Einfluss auf das Ergebnis nehmen konnten, um diese Problematik - unter den
Bedingungen einer experimentellen Infektion mit Salmonella Derby - zu überprüfen.
Die als Futteradditive genutzten Säuren unterscheiden sich im Preis ganz erheblich. Vor
diesem Hintergrund ergibt sich seitens der Anwender/Tierbesitzer/Tierärzte oft die Frage nach
der Notwendigkeit für einen Zusatz von KDF (eher teuer) bzw. nach der Wirkung deutlich
günstigerer Produkte wie freie Säuren (= Lupro-Cid®)
In dieser Studie wurden daher in zwei Versuchsabschnitten die Einflüsse des
Vermahlungsgrades der Getreidekomponenten und der zum Mischfutter zugesetzten
Futteradditive auf folgende Parameter betrachtet:
I Versuchsabschnitt nach experimenteller Infektion mit S. Derby:
-
faecale Salmonellenausscheidung (Infektionsgeschehen) über 32 Tage
85
Diskussion
___________________________________________________________________________
II Versuchsabschnitt nach erneuter Infektion mit S. Derby („Superinfektion“) und Sektion:
-
Passage oral applizierter Keime im Magen-Darm-Trakt
-
Translokation in Organe (Tonsillen und Lymphonodi ileocaecales) sowie in die
Magen-, Dünndarm- und Caecumschleimhaut
-
Chymusqualität und Milieubedingungen in verschiedenen Abschnitten des
Gastrointestinaltrakt
Besondere Beachtung sollte dabei dem Magen als mögliche Barriere gegen das Vordringen
von pathogenen, unerwünschten Keimen in den Darm zukommen.
Zusätzlich wurde am Ende des Versuchablaufs die Leistung unter dem Einfluss der Belastung
mit S. Derby nach einer experimentellen Infektion hinsichtlich möglicher Unterschiede
zwischen den Behandlungen überprüft.
5.1 Kritik der Methode
5.1.1
Infektionsstamm
Zur Infektion der Tiere wurde ein Salmonellen-Stamm (S. Derby) gewählt, der kaum
klinische Auswirkungen bei Schweinen hat, aber von infizierten Tieren über einen langen
Zeitraum ausgeschieden wird (MERKT et al. 1986) und daher für diese Studie, in der im
ersten Versuchsabschnitt - bis zur Sektion - die Ausscheidungsdauer über mindestens 32 Tage
verfolgt werden sollte, besonders geeignet erschien. Aus diesem Grund war es nicht möglich,
eine Aussage darüber zu treffen, ob durch die unterschiedlichen Behandlungen der Verlauf
einer klinischen Salmonellose beeinflusst werden kann. Die klinische Beurteilung erschien
vor dem Hintergrund der besonderen Problematik gerade einer latenten Salmonelleninfektion
mit intermittierender Salmonellenausscheidung ohne klinische Auffälligkeiten der betroffenen
Tiere vernachlässigbar. Aus Sicherheitsgründen (hoher Personen- und Tierverkehr auf dem
Gelände der Tierärztlichen Hochschule) wurde ein Stamm gewählt, der sich im Vergleich zu
anderen Salmonellenserovaren durch eine deutlich geringere Virulenz auszeichnet. Ob die
86
Diskussion
___________________________________________________________________________
hier erhobenen Ergebnisse auf die beim Schwein häufiger vorkommenden Serovare
Salmonella Typhimurium oder Choleraesuis übertragbar sind, bleibt zu überprüfen.
5.1.2
Versuchstiere und Haltung
Aufgrund der stallbaulichen Kapazitäten war es nicht möglich, mehr als 20 Tiere pro
Durchgang einzustallen, so dass die Studie in zwei aufeinander folgenden Durchgängen
durchgeführt werden musste, damit Daten aus einer ausreichend großen Tierzahl zur
Verfügung standen. Um saisonale Effekte auf das Infektionsgeschehen, wie sie nach HALD
und ANDERSEN (2001) nachgewiesen wurden, ausschließen zu können, wurden die
Versuchsdurchgänge zügig nacheinander durchgeführt und das Klima im Stall mittels einer
Klimaanlage auf einem - möglichst von der Außentemperatur unabhängigen - gleichen
Niveau gehalten. Dennoch können klimabedingte Effekte nicht ganz ausgeschlossen werden.
Der Versuch wurde mit Ferkeln durchgeführt, die mit etwa vier Wochen von der Muttersau
abgesetzt
worden
waren,
da
die
Tiere
in
dieser
Phase
immunologisch
und
ernährungsphysiologisch noch nicht vollständig ausgereift sind und dadurch besonders
infektionsanfällig sind (KIDDER u. MANNERS 1978). Außerdem sind nach OFFENBERG
(2007) und VISSCHER (2006) gerade die Absetzferkel als mögliche Eintragsquelle von
Salmonellen in landwirtschaftliche Betriebe zu betrachten und verdienen daher eine
besondere Beachtung. Aus der Sicht der Lebensmittelsicherheit und damit des
Verbraucherschutzes wären die in dieser Studie erhobenen Untersuchungen auch bei
Mastschweinen, welche kurz vor der Schlachtung stehen, von Interesse.
5.1.3
Partikelgrößenverteilungen in den pelletierten Mischfuttermitteln
Um die Futterstruktur zu bestimmen, wurde eine nasse Siebanalyse gewählt, da es sich dabei
um eine Untersuchung des Endproduktes in der Mischfuttermittelherstellung - den Pellets –
handelt. Dies erschien sinnvoll, da es sich dabei um eine Analyse derjenigen Bestandteile
handelt, die in dieser Form auch von den Tieren aufgenommen werden. Andererseits können
durch diese Methode bestimmte Substanzen quellen – werden also größer –, während andere
Inhaltsstoffe in Lösung gehen und damit die Fraktion der „feinen Partikel“ erhöhen. Eine
87
Diskussion
___________________________________________________________________________
weitere Möglichkeit stellt die trockene Siebanalyse dar, bei der die Futterpartikel beim
Herstellungsprozess - nach der Zerkleinerung und vor der Pelletierung – untersucht werden.
Bei dieser Methode besteht allerdings die Gefahr, dass durch den Vorgang der Pelletierung
(eventuell vorhandene Reibungs- oder Druckkräfte) die Partikelgröße nachträglich beeinflusst
werden kann. Zu beachten ist, dass somit die Ergebnisse einer nassen und einer trockenen
Siebanalyse nicht direkt miteinander verglichen werden können und dass eine einheitliche
bzw. amtliche Methode nicht zur Verfügung steht (KAMPHUES 2007). Dadurch erklärt sich
auch die Abweichung der Korngrößenverteilung vom üblichen Verteilungsmuster
(PAPENBROCK 2004, VISSCHER 2006, OFFENBERG 2007). Sowohl bei der feinen
Vermahlung (2 mm-Sieb in der Hammermühle) als auch bei der gröberen Vermahlung (6
mm-Sieb in der Hammermühle) war der Anteil an feinen Partikel (< 0,4 mm) in dieser Studie
sehr hoch, bei der Nutzung des gröberen Siebes war dies unerwartet. Dieser
Nachzerkleinerungsprozess durch den Pelletiervorgang ist nicht zuletzt von Interesse bei der
Frage der Magenulcusentstehung (WOLF 2007).
5.1.4
Entnahme der Rektaltupfer
Obwohl die Handhabung der Rektaltupfer eine sehr einfache und schnelle Methode darstellt,
um eine faecale Keimausscheidung bei einzelnen Tieren nachweisen zu können, müssen
insbesondere negative Ergebnisse - aufgrund einer möglichen intermittierenden Ausscheidung
und der Besiedelung von Schleimhautzellen im Darm - kritisch betrachtet werden. Nach
HADDOCK (1970) konnte bei einem Versuch mit 16 Schweinen aus einem Mastbetrieb, von
denen über einen Zeitraum von einem Monat Rekaltupfer (16 pro Tier) entnommen worden
waren, bei zwei Tieren erst am Schlachthof - über die Entnahme von Proben aus dem
Caecuminhalt - überhaupt nachgewiesen werden, dass diese Tiere Salmonellen-Träger waren,
so
dass
negative
Rektaltupfer
kein
sicheres
Ausschlusskriterium
für
eine
Salmonelleninfektion darstellen. Andererseits kann es zu falsch positiven Proben kommen, da
nicht immer auszuschließen ist, dass über die Tupfer außer Chymus auch Schleimhautzellen
entnommen werden, so dass Tiere als Salmonellenausscheider eingestuft werden könnten,
obwohl die Infektion auf Darmzellen beschränkt ist.
88
Diskussion
___________________________________________________________________________
Zu bedenken ist weiterhin, dass mit dieser Methode nur qualitative Aussagen über den
Salmonellenstatus getroffen werden können. Mit diesem Verfahren werden daher keine
Informationen über den Infektionsdruck gewonnen, der in den einzelnen Buchten auf die
Tiere eingewirkt hat. Eine Beurteilung der Intensität der Keimausscheidung wurde von
HAGEMANN (2006) anhand eines semiquantitativen Erregernachweises (E. coli) an
Rektaltupfern durchgeführt. In seiner Studie wurde der zu untersuchende Keim auf
Schafblutagar (Ausstrich der Rektaltupfer und anschließende Kultivierung) appliziert und
nach der Kultivierung das Ausmaß der Erregerausscheidung anhand der koloniebildenden
Einheiten auf dem Nährboden geschätzt. Dieses Verfahren erschien in dieser Arbeit
problematisch, da die Faecesmenge, die mit den Rektaltupfern entnommen wurde, erheblich
variierte. Da die Tiere in Gruppen gehalten wurden, war es nicht möglich, definierte Mengen
Kot von Einzeltieren aus der Bucht zu gewinnen.
5.1.5
Um
Sektion
den
Einfluss
der
Säurekonfektionierungen
und
der
Futterstruktur
auf
die
Chymusparameter und die Salmonellen-Keimzahlen im Chymus zu ermitteln, war es
unabdingbar, die intraluminalen Vorgänge zu erfassen. Da die Fistulierung des Magen-DarmTraktes einige Nachteile (lange post-operative Genesungsphase, nur langsam wiederkehrende
Futteraufnahme) aufweist, kamen für diese Untersuchung nur die Post-Mortem-Analysen in
Frage, weil die Tiere sonst zu alt geworden wären und zudem neben dem Keimgehalt im
Chymus auch die Translokation der Salmonellen in die Lymphonodi iliocaecales von
Interesse war. Von Vorteil bei fistulierten Tieren ist, dass man mehrmals hintereinander
Chymusproben entnehmen und damit besser die postprandialen Vorgänge erfassen kann
(DROCHNER 1984).
5.2 Diskussion der Ergebnisse
In früheren Untersuchungen standen zunächst mögliche Struktur-Effekte auf die
Verdaulichkeit (praecaecal und über den gesamten Verdauungskanal) sowie die eventuelle
Beteiligung der fein gemahlenen Komponenten im Mischfutter für Schweine an der
89
Diskussion
___________________________________________________________________________
Entstehung von Magenulcera – neben technologischen Aspekten (Pelletstabilität) - im
Vordergrund. In neueren Studien sind – wie auch in dieser Arbeit – weitergehende
Erkenntnisse über eine mögliche Reduzierung pathogener Keime (insbesondere Salmonellen)
im Magen-Darm-Trakt beim Einsatz eines gröber gemahlenen Mischfutters gewonnen
worden (epidemiologische Studien: MEYER 2004, VONNAHME 2005; experimentelle
Infektion:
KAMPHUES
2006,
HASSAN
2007,
Feldstudien:
VISSCHER
2006,
OFFENBERG 2007). Die Effekte des Vermahlungsgrads der Getreidebestandteile im
Mischfutter erfolgt in dieser Arbeit durch einen direkten Vergleich der beiden Gruppen 1
(Kontrolle: fein gemahlenes Futter ohne Zusätze) und 4 (Versuch: grob gemahlenes Futter
ohne Zusätze).
Trotz zahlreicher Studien über die Auswirkung von organischen Säuren und ihren Salzen auf
Leistungsparameter und gesundheitliche Aspekte in der Schweinefütterung ist der genaue
Wirkmechanismus immer noch nicht vollständig aufgeklärt. Um mögliche Mechanismen
(Schwerpunkt: „Magenbarriere“) aufzudecken, wurde daher in dieser Studie die Auswirkung
der Verabreichung von freien Säuren oder einem Salz einer Säure im Mischfutter auf
verschiedene Parameter (Infektionsgeschehen mit Salmonellen und –keimzahlen im Chymus,
Milieubedingungen im Chymus) überprüft. Die Effekte der Zusätze im Mischfutter wurde
sowohl anhand der Gegenüberstellung der beiden Produkte untereinander (G2: KDF und G3:
freie Säuren) und jeweils im Vergleich mit dem fein gemahlenem Futter ohne Zusatz (G1)
beurteilt.
Ein Vergleich der Gruppen 2 und 4 sowie 3 und 4 ist nicht sinnvoll, da nicht zu beurteilen ist,
welcher
der
beiden
Einflussfaktoren
(Futterstruktur
oder
Säurezusatz)
eventuelle
Unterschiede verursacht hat.
5.2.1
Infektionsgeschehen nach experimenteller Infektion mit S. Derby sowie Passage
oral applizierter Keime nach „Superinfektion“
In dieser Studie wurde im ersten Versuchsabschnitt nach einer experimentellen Infektion über
32 Tage die faecale Salmonellenausscheidung von Absetzferkeln untersucht. Nachdem die
Ausscheidung nur noch intermittierend und vor allem nur noch von den primär infizierten
90
Diskussion
___________________________________________________________________________
Tieren erfolgte, wurden alle Tiere erneut oral mit Salmonellen infiziert („Superinfektion“)
und seziert. Dabei wurden die Salmonellen-Keimzahlen im Chymus des Magens, des
Dünndarmes und des Caecums ermittelt. Zusätzlich wurden verschiedene Organ- (Tonsillen
und Lymphonodi ileocaecales) und Schleimhautproben (Magen-, Dünndarm- und
Caecumschleimhaut)
qualitativ
auf
Salmonellen
untersucht,
von
denen
die
Lymphknotenproben von besonderem Interesse waren, da alle anderen Lokalisationen durch
die erneute Infektion direkt mit der Bouillon in Berührung gekommen waren.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die zitierten Ergebnisse von HASSAN (2007), durch einen
ähnlichen Versuchsaufbau - vergleichbar zum ersten Abschnitt dieser Studie - ermittelt
wurden. Diese Daten (aus zwei weiteren Versuchsdurchgängen, V3/4) sind somit unmittelbar
mit den Untersuchungen dieser Arbeit gleichzusetzen.
5.2.1.1 Vermahlungsgrad
• Ansteckung (Vergleich G1 mit G4)
Alle
primär
infizierte
Tiere
(orale
Verabreichung
einer
salmonellenhaltigen
Infektionsbouillon) schieden – wahrscheinlich aufgrund der hohen Infektionsdosis - faecal
Salmonellen aus. Dies wurde auch in den Studien von PAPENBROCK (2004) beobachtet.
Die Kontakttiere haben sich in den beiden Durchgängen in der ersten Versuchsphase sehr
unterschiedlich mit Salmonellen infiziert. Im ersten Durchgang konnte bei allen sechs Ferkeln
der Kontroll-(G1 = fein gemahlenes Futter) und Versuchsgruppe (G4 = gröber gemahlenes
Futter) eine faecale Salmonellenausscheidung nachgewiesen werden, im zweiten lediglich bei
einem Tier aus der Kontrollgruppe. Fasst man die Ergebnisse von HASSAN (2007) und
dieser Studie zusammen, so konnte bei 9 von 12 Kontakttieren der Kontrollgruppe und bei
lediglich 7 von 12 Schweinen der Versuchsgruppe eine faecale Salmonellenausscheidung
während der gesamten Versuchsdauer (32 Tage) an mindestens einem Tag nachgewiesen
werden. Möglicherweise kann durch eine gröbere Futterstruktur bei einem Teil der Tiere eine
Infektion mit Salmonellen verhindert werden. Dies müsste allerdings an einer größeren
Stichprobenanzahl bestätigt werden, da durch eine intermittierende Erregerausscheidung oder
eine mögliche latente Infektion dies hier nur zufällige Befunde sein können.
91
Diskussion
___________________________________________________________________________
• Salmonellenausscheidungsdauer und Anteil Salmonellen
positiver Rektaltupfer
(Vergleich G1 mit G4)
Bei der Betrachtung der Salmonellenausscheidungsdauer und des Anteils Salmonellenpositiver Rektaltupfer konnte PAPENBROCK (2004) beim Einsatz von pelletiertem
Mischfutter
nur
indirekt
einen
positiven
Effekt
der
groben
Verarbeitung
der
Futterkomponenten nachweisen, da in dieser Studie dem jeweiligen Versuchsfutter 1,2 %
KDF zugesetzt wurde (s. Tab. 32) und das lediglich fein oder grob gemahlene Futter ohne
Zusatz in zwei verschiedenen Durchgängen verabreicht worden war.
Tab. 32: Salmonellenausscheidungsdauer und der Anteil Salmonellen-positiver Proben nach
PAPENBROCK (2004), Tiere in Einzelhaltung, alle experimentell mit S. Derby infiziert,
pelletiertes Mischfutter, je n = 10
AusscheidungsAnteil positiver
1
dauer in Tagen2
Proben (%)
77,0 ± 14,2
19,2 ± 7,4
fein3
1
grob + 1,2 % KDF
39,2 ± 19,5
12,6 ± 7,1
49,2 ± 20,0
12,3 ± 8,1
grob4
2
grob + 1,2 % KDF
34,4 ± 15,7
9,3 ± 5,4
1
Anteil positiver Salmonellen-Rektaltupfer an der Gesamtprobenzahl
2
Versuchsdauer: 32 Tage
3
Anteil grober Partikel >2 mm: 3,66 %, Anteil feiner Partikel < 0,2 mm: 10,5 %
4
Anteil grober Partikel > 2 mm: 24,5 %, Antei feiner Partikel < 0,2 mm: 4,61 %
Versuchsdurchgang
Futter
In den Untersuchungen von HASSAN (2007) wurden im ersten Versuchsabschnitt die
folgenden Ergebnisse hinsichtlich des Infektionsgeschehens mit Salmonellen ermittelt (s. Tab.
33).
Tab. 33: Salmonellen-Ausscheidungsdauer in Tagen und Anteil positiver Rektaltupfer (%)
nach einer experimentellen Infektion mit S. Derby bei Absetzferkeln, Versuchsdauer 32 Tage,
(HASSAN 2007)
Tiere
primär infiziert
(je n = 4)
„Kontakttiere“
(je n = 6)
Futter
fein
grob
fein
grob
Anteil positiver Proben
(%)
78,9 ± 19,7
51,3 ± 20,3
15,8 ± 12,5
12,3 ± 10,4
92
Ausscheidungsdauer
(Tage)
29,0 ± 13,3
28,0 ± 8,00
8,76 ± 5,40
8,08 ± 8,00
Diskussion
___________________________________________________________________________
Bis auf die Salmonellen-Ausscheidungsdauer in Tagen bei den „Kontakttieren“ war das
gröber gemahlene Futter dem feinen überlegen. Die Differenzen waren allerdings zu gering,
um signifikante Unterschiede erkennen zu lassen.
In dieser Arbeit konnten keine signifikanten Unterschiede zwischen dem fein und grob
gemahlenen
Futter
bei
den
primär
infizierten
Tiere
nachgewiesen
werden
(Ausscheidungsdauer in Tagen: Kontrolle 53,8 vs. Versuch 60,1; Anteil positiver Proben in
%: Kontrolle: 21,5 vs. Versuch: 25,5). Wahrscheinlich hat bei der Pelletherstellung ein nicht
unerheblicher Nachzerkleinerungsprozess stattgefunden, der bei HASSAN (2007) etwas
geringer ausgefallen ist (s. Tab. 34), so dass das grob gemahlene Futter in dieser Studie nur
als „gröber“ zu beschreiben ist und nicht eine maximal mögliche grobe Struktur aufwies.
Tab. 34: Anteil grober (> 1 mm) und feiner Komponenten (< 0,4 mm) im pelletierten
Mischfutter (%), Vergleich HASSAN (2007) und NEU (2007)
SieblochDurchmesser
> 1 mm
≤ 0,4 mm
fein gemahlen Komponenten
HASSAN
NEU
(2007)
(2007)
5,99
5,02
63,8
64,1
grob gemahlene Komponenten
HASSAN
NEU
(2007)
(2007)
20,3
17,5
51,0
57,1
• Keimzahlen im Gastrointestinaltrakt (Vergleich G1 mit G4)
Nach HUANG et al. (2006) konnte in vitro eine höhere Sterberate von Salmonella
Typhimurium im Muskelmagen bei Broilern festgestellt werden, wenn sie ein grob
gemahlenes Mischfutter - anstatt eines fein strukturierten aufgenommen hatten. Auch in
dieser
Studie
zeichnete
sich
das
gröbere
Futter
durch
tendenziell
niedrigere
Salmonellenkeimzahlen im Magenchymus aus (Kontrolle: 1,10 x 106 vs. Versuch: 8,60 x
105). Daher kann davon ausgegangen werden, dass die Struktur - wie von VISSCHER (2006)
beschrieben - nicht nur im distalen Verdauungstrakt ihre Wirkung entfalten, sondern - unter
der Belastung einer experimentellen Infektion mit S. Derby – bereits im Magen Wirkungen
entfalten.
Im Dünn- und Dickdarm konnten nach MIKKELSEN et al. (2004) durch den Einsatz eines
gröber gemahlenes Mischfutters in der Schweinefütterung signifikant (p < 0,01) niedrigere
Keimzahlen an coliformen Bakterien ermittelt werden. In dieser Studie konnte im Dünndarm
93
Diskussion
___________________________________________________________________________
und im Caecum kein signifikanter Unterschied zwischen den Behandlungen nachgewiesen
werden (Dünndarm: Kontrolle: 1,5 x 107 vs. Versuch: 1,4 x 107; Caecum: Kontrolle: 1,2 x 107
vs. Versuch: 2,2 x 107). Im Caecumchymus war der Salmonellen-Keimgehalt beim Einsatz
eines grob gemahlenen Futters sogar etwas höher im Vergleich zu dem fein gemahlenen
Mischfutters. Vermutlich führte auch hier der Nachzerkleinerungsprozess bei der
Pelletherstellung dazu, dass die Partikelgrößenverteilung im fein und grob gemahlenen Futter
nur unwesentlich differierte, um sich auf das Infektionsgeschehen auszuwirken.
5.2.1.2 KDF- und freie Säuren-Supplementierung
• Ansteckung (Vergleich G1, G2 und G3)
Alle Tiere, die oral mittels einer Infektionsbouillon mit S. Derby infiziert wurden, schieden
faecal Salmonellen aus (primär infizierte Tiere). Auch bezüglich der Zusätze erwies sich der
Infektionserfolg der „Kontakttiere“ im ersten Versuchsabschnitt als sehr unterschiedlich
(s. Tab. 35). Die folgende Tabelle zeigt zum einen den Ansteckungserfolg in dieser Studie
(V1 u. V2) sowie die mindestens einmalige faecale Salmonellen-Ausscheidung während des
Versuchablaufs von 32 Tagen in den Untesuchungen von HASSAN (2007, V3 u. V4). Auch
hier kann vermutet werden, dass sich aufgrund der Säure-Additive im Mischfutter eine
geringere Anzahl an Versuchstieren mit Salmonellen infizierten (s. oben). Unterschiedliche
Effekte beim Einsatz der beiden Säure-Zulagen konnten nicht nachgewiesen werden.
Tab. 35: Über Rektaltupfer nachgewiesene erfolgreiche Infektion mit S. Derbv (mindestens
einmal Salmonellen-positiv während des Versuchsablaufs über 32 Tage) bei Absetzferkeln
(„Kontakttiere“)
V1
V2
V3
V4
Summe
ohne Zulage
3/3
1/3
3/3
2/3
9/12
KDF
3/3
0/3
1/3
2/3
6/12
freie Säuren
3/3
0/3
1/3
2/3
6/12
94
Autor
NEU (2007)
HASSAN (2007)
Diskussion
___________________________________________________________________________
• Salmonellenausscheidungsdauer und Anteil Salmonellen-positiver Proben an der
Gesamtprobenzahl (Vergleich G1, G2 und G3)
Es
liegen
Untersuchungen
nach
HASSAN
(2007)
hinsichtlich
der
faecalen
Salmonellenausscheidung bei Absetzferkeln vor, denen 0,9 % freie Säuren (75 % Ameisenund 25 % Propionsäure) und 1,2 % KDF verabreicht worden sind, so dass hierzu folgende
vergleichbare Daten vorhanden sind (s. Tab. 36).
Tab. 36: Salmonellen-Ausscheidungsdauer in Tagen und Anteil positiver Proben (%) nach
einer experimentellen Infektion mit S. Derby bei Absetzferkeln, Versuchsdauer 32 Tage,
(HASSAN 2007)
Tiere
Futter
primär
infiziert
(je n = 4)
fein
fein plus KDF
fein plus freieSäuren
fein
fein plus KDF
fein plus freieSäuren
Kontakttiere
(je n = 6)
Anteil positiver Proben
(%)
78,9 ± 19,7
57,0 ± 19,7
38,2 ± 21,2
15,8 ± 12,5
4,17 ± 5,10
11,5 ± 15,0
Ausscheidungsdauer
(Tage)
29,0 ± 13,3
19,8 ± 14,6
20,0 ± 9,06
8,08 ± 5,40
2,65 ± 2,89
7,72 ± 8,39
Die Zulagen (KDF u. freie Säuren) zeichneten sich bei HASSAN (2007) durch eine kürzere
Salmonellen-Ausscheidungsdauer und einen geringeren Anteil Salmonellen-positiver Proben
sowohl bei den primär infizierten Tieren als auch bei den „Kontakttieren“ aus. Allerdings war
nur der Anteil Salmonellen-positiver Rektaltupfer bei den primär infizierten Tieren - nicht bei
den Kontakttieren - durch die Zusätze signifikant reduziert (fein vs. fein plus KDF:
p = 0,0282; fein vs. fein plus freie Säuren: p = 0,0007). Dies deutet darauf hin, dass sich die
Zusätze vor allem bei einem hohen Infektionsdruck positiv auf die Gesundheit auswirken
bzw. dass es eventuell seltener zu „Sekundärinfektionen“ kommt. Weiterhin besteht die
Möglichkeit, dass durch die Säure-Supplementierung Salmonellen in einer nicht mehr
detektierbarern Größenordnung mit dem Kot ausgeschieden werden.
Die freien Säuren und KDF führten in dieser Arbeit im Vergleich zur Kontrolle zu einer
kürzeren Ausscheidungsdauer (je etwa 10 Tage bei einer Versuchsdauer von insgesamt 32
Tagen) und einem geringeren Anteil positiver Proben an der Gesamtprobenzahl (je um
mindestens 20 % vermindert) bei den primär infizierten Tieren.
95
Diskussion
___________________________________________________________________________
Vergleicht man die beiden Zulagen untereinander, so wies der KDF-Zusatz zwar eine um 2,5
Tage kürzere Ausscheidungsdauer auf, allerdings war der prozentuale Anteil positiver Proben
um etwa 2 % höher. Signifikante Unterschiede waren nicht nachweisbar.
Auch nach KULLA (2001) und PAPENBROCK (2004) führte eine KDF-Supplementierung
zu einer geringeren, allerdings nicht signifikant verminderten Salmonellenausscheidung. In
dieser Studie konnte durch den Einsatz von KDF die Ausscheidungsdauer (etwa 12 Tage bei
einer Versuchsdauer von insgesamt 32 Tagen) und der prozentuale Anteil Salmonellenpositiver Rektaltupfer an der Gesamtprobenanzahl im Vergleich zur Kontrolle auch um etwa
20 % reduziert werden.
• Keimzahlen im Gastrointestinaltrakt (Vergleich G1, G2 und G3)
Die Fütterung eines Mischfutters mit einem Ameisensäure-Zusatz von 1,8 % führte nach
CANIBE et al. (2005) zu einer geringeren Anzahl an Anaerobiern (p ≤ 0,007),
Milchsäurebakterien (p ≤ 0,001), Enterobacteriaceae (p ≤ 0,02) und Hefen (p ≤ 0,01) im
proximalen Verdauungstrakt. Auch eine frühere Studie (KIRCHGESSNER et al. 1992b)
belegt, dass durch eine Ameisensäure-Supplementierung (1,25 %) die Keimzahlen
(Bacteroidaceae, Eubacterien, E. coli) in verschiedenen Abschnitten des Magen-DarmTraktes zum Teil signifikant reduziert werden können.
Nach HEBELER (2000) konnte ein eindeutig antimikrobieller Effekt von KDF auch auf
weitere
Keimgruppen
nachgewiesen
werden
(Aerobier,
Anaerobier,
Laktobazillen,
Streptokokken/Enterokokken). KDF (1,2 %) reduzierte nach ØVERLAND et al. (2000) die
Anzahl an coliformen Bakterien im Duodenum- (p < 0,03), im Jejunum- (p < 0,02) und im
Rektuminhalt (p < 0,10). Diese Ergebnisse wurden auch von CANIBE et al. (2001) bestätigt,
bei denen durch einen Zusatz von 1,8 % KDF zum Versuchsfutter die Anzahl an Anaerobiern,
Milchsäurebakterien, coliformen Bakterien und Hefen im Gastrointestinaltrakt von
Absetzferkeln tendenziell oder signifikant reduziert werden konnte.
In dieser Arbeit wurden nach einer KDF-Zulage zum Mischfutter im Magen-, im Dünndarmund im Caecuminhalt signifikant niedrigere Salmonellen-Keimzahlen im Vergleich zur
96
Diskussion
___________________________________________________________________________
Kontrolle nachgewiesen, so dass davon ausgegangen werden kann, dass aufgrund der
chemischen Zusammensetzung (Formiat muss aus der Verbindung mit Kalium erst freigesetzt
werden) das Salz der Ameisensäure auch noch in den tieferen Abschnitten des Magen-DarmTraktes wirksam ist. Die Keimzahlen wurden durch die Zulage von freien Säuren im Magenund Dünndarmchymus signifikant, im Caecuminhalt nur tendenziell im Vergleich zu dem
Mischfutter ohne Zusatz reduziert, so dass vermutlich die freien Säuren vor allem im vorderen
Verdauungstrakt ihren antimikrobiellen Effekt entfalten, da diese im distalen Verdauungstrakt
von der Darmschleimhaut resorbiert werden. Dies entspricht Untersuchungen von
KAMPHUES et al. (2006), die den Wirkort von organischen Säuren ebenfalls vor allem im
vorderen Verdauungstrakt sehen. In deren Studie wurden die Salmonellen-Keimzahlen nach
experimenteller Infektion mit S. Derby im Magen-, Dünndarm- und Caecumchymus von
Ferkeln, die ein fein gemahlenes Futter ohne Zusätze erhalten hatten, und Tieren, die ein grob
gemahlenes Futter mit einer Zulage von 1,2 % KDF aufgenommen hatten, verglichen. In allen
Abschnitten konnten signifikant unterschiedliche Keimzahlen im Chymus erhoben werden
(s. Tab. 37).
Tab. 37: Salmonellen-Keimzahlen im Magen-, im Dünndarm- und im Caecumchymus
(KBE/g) nach einer experimentellen Infektion mit S. Derby bei Absetzferkeln (KAMPHUES
et al. 2006)
Vermahlung/Zusätze Magen
fein ohne Zusätze
1,2 x 107
grob + 1,2 % KDF
9,9 x 104
Dünndarm Caecum
1,58 x 107
1,82 x 108
1,74 x 106
3,4 x 106
Generell zeichnete sich die KDF-Zulage - im Vergleich zu den Tieren, die freie Säuren
aufgenommen hatten - durch einen stärkeren antimikrobiellen Effekt in allen drei
Verdauungstraktabschnitten
(Magen,
Dünndarm,
Caecum)
aus.
Obwohl
nach
EIDELSBURGER (1992a), ROTH et al. (1992b) und KULLA (2001) die Salze den Magen
unverändert passieren sollen und die organischen Säuren erst im Zwölffingerdarm freigesetzt
werden (MROZ 2000), konnte in dieser Studie bereits im Magen eine stärkere – allerdings
nicht
signifikant
unterschiedliche
-
keimhemmende
Wirkung
durch
Supplementierung als durch einen Zusatz an freien Säuren erreicht werden.
97
die
KDF-
Diskussion
___________________________________________________________________________
5.2.2
Translokation
Bereits 1989 untersuchten WOOD et al. über einen Zeitraum von 28 Wochen die Verteilung
von Salmonella Typhimurium in verschiedenen inneren Organen und Lymphgeweben bei
Schweinen, die in einem Alter von 7 bis 8 Wochen oral infiziert worden waren. Die
Ergebnisse zeigen, dass eine einmalige Infektion ausreicht, um eine weitreichende Verteilung
der Keime in die inneren Organe - vor allem während der ersten Wochen nach der Infektion zu verursachen. Gegen Ende der Mastperiode beschränkte sich die Infektion insbesondere auf
die Tonsillen und den Magen-Darm-Trakt mit dem dazugehörigen Lymphgewebe.
Bei der Untersuchung von verschiedenen Gewebeproben (Ileum, Lymphonodi ileocolici,
Tonsillen, Mandibularlymphknoten u. Tierkörpern) bei Schlachtschweinen konnten VIEIRAPINTO et al. (2005) am häufigsten S. Tyhimurium (47,8 %), gefolgt von S. Rissen (27,5 %)
nachweisen. S. Derby wurde neben S. Tennessee (7,2 %), S. Enteritidis (5,8 %), S. 4,[5],12:i:(4,4 %), S. Anatum (2,9 %) und S. Give (2,9 %) in lediglich 1,5 % der Proben ermittelt. Dies
deutet darauf hin, dass sich die verschiedenen Serovare sehr unterschiedlich hinsichtlich ihrer
Verteilung im Tierkörper verhalten.
Nach BOYEN et al. (2006) spielt das SPI-1 Gen von Salmonella Typhimurium eine Rolle bei
der Kolonisation des darmassoziierten lypmphatischen Gewebes, aber nicht bei der
Besiedlung der Tonsillen. Dies deutet darauf hin, dass die Besiedlung von inneren Organen
und Geweben auch auf molekularbiologischer Ebene gesteuert wird und erfordert sicherlich
weitere Forschungsarbeiten.
In dieser Studie wurde das Hauptaugenmerk auf die Lymphonodi ileocaecales gerichtet, da
diese in mehreren Studien als das von Salmonellen am stärksten besiedelte Organ bei
Schweinen identifiziert worden waren (GRAY et al. 1995, 1996; VIEIRA PINTO et al. 2005).
Es konnten keine signifikanten Unterschiede zwischen den Behandlungen auf die Besiedlung
dieser Lymphknoten festgestellt werden. Möglicherweise liegt dies an dem gewählten
Infektionsstamm, der meist keine Bakteriämie verursacht (MERKT et al. 1986) und daher nur
wenig im Tierkörper verteilt wird oder einer recht kurz bemessenen Versuchsdauer (die oben
genannten Studien wurden an Schlachtschweinen vorgenommen). Hervorzuheben ist
98
Diskussion
___________________________________________________________________________
allerdings, dass bei einigen Versuchstieren erst über Salmonellen-positive ileocaecale
Lymphknoten eine Infektion mit S. Derby nachgewiesen werden konnte, da während der
gesamten Versuchsdauer faecal keine Salmonellen-Ausscheidung erfolgte.
5.2.3
Chymusqualität und Milieubedingungen im Chymus
Nach KAMPHUES et al. (2006) befindet sich der Wirkort der organischen Säuren und ihrer
Salze vor allem im cranialen Abschnitt des Verdauungstaktes, wobei der genaue
Wirkmechanismus trotz zahlreicher Studien noch nicht aufgeklärt ist. Wahrscheinlich spielt
der Magen (Milieu im Chymus: niedriger pH-Wert, hoher TS-Gehalt, grampositive Bakterien)
eine entscheidende Rolle als Barriere gegen das Vordringen von unerwünschten Bakterien in
caudale Abschnitte des Darmtraktes. Dort (Ileum und Caecum) findet nach CARTER und
COLLINS (1974) auch die eigentliche Infektion des Wirtes mit Salmonellen statt. Nach
VISSCHER (2006) hat die Futterstruktur Auswirkungen auf die Substrat- und
Fermentationsbedingugen im Dickdarm, hier kommt es durch den Einsatz einer gröberen
Futterstruktur zu einer vermehrten Butyrat-Bildung infolge forcierter Stärkefermentation.
Die Durchsäurerung (pH-Wert) des Chymus variiert bei jungen Schweinen im Magen
erheblich, abhänig vom Alter der Tiere, der Lokalisation im Magen (Cardia-/Fundus-/
Pylorusbereich), vom Abstand zwischen Sektion und der letzten Futteraufnahme
(postprandialer
Abstand),
der
Futtermenge
(KAMPHUES
1988,
1990)
und
der
Futterzusammensetzung (puffernde bzw. acidierende Substanzen). In dieser Arbeit ist dieser
Parameter von besonderem Interesse, da eine rasche Durchsäuerung des Mageninhaltes zu
einer Keimreduktion führt und somit eine geringer Anzahl an pathogenen Mikroorganismen
in den Dünndarm gelangen.
Der Trockenmassegehalt im Magenchymus ist sowohl abhängig vom Zeitabstand zur
Futteraufnahme (MAXWELL et al. 1970) als auch von der Magenfüllung und dem
Vermahlungsgrad des Futters (KAMPHUES 1987). Nach HANSEN (2004) fördern hohe TSGehalte laktatbildende Bakterien, die Salmonellen verdrängen. Ein flüssiger Chymus bietet
dagegen optimale Lebensbedingungen für Salmonellen. Außerdem führt nach REGINA et al.
(1999) ein flüssigerer Mageninhalt zu einer Vermischung des proximalen und distalen
99
Diskussion
___________________________________________________________________________
Magenchymus, so dass möglicherweise die Entstehung von Magengeschwüren begünstigt
wird.
Der Formiat-Gehalt war in dieser Studie ein wichtiger Parameter, da auf der einen Seite der
Formiat-Gehalt im Chymus je nach Behandlung direkt mit dem eingesetzten Futter
zusammenhing, andererseits kann Formiat als Stoffwechselprodukt der Mikroflora im MagenDarm-Trakt gebildet werden. Es wird allerdings auch rasch über die Magen-Darmschleimhaut
absorbiert.
Der L-Laktat-Gehalt im Chymus wurde geprüft, da dieser Parameter eine Hilfsgröße darstellt,
mit die Aktivität vor allem grampositiver Keime wie Streptokokken und Laktobazillen
eingeschätzt werden kann. Nach HANSEN (2004) und BEARSON (2006) verdrängen
laktatbildende Bakterien Salmonellen, so dass davon ausgegangen werden kann, dass sich
hohe Laktatkonzentrationen positiv, d.h. keimhemmend, auf das Infektionsgeschehen mit
Salmonellen auswirken.
Auch die flüchtigen Fettsäuren (Essig-, Propion-, Butter- und Valeriansäure) geben Hinweise
auf die mikrobielle Aktivität im Verdauungskanal, da es sich bei ihnen um Metabolite des
mikrobiellen Kohlenhydrat- und Proteinstoffwechsels handelt. Zudem scheinen sie auch auf
molekularbiologischer Ebene in das Infektionsgeschehen der Salmonellen einzugreifen.
Nach VAN IMMERSEEL (2006) vermindert Propionsäure – wie auch mittelkettige flüchtige
Fettsäuren -, das Eindringvermögen von Salmonellen in Epithelzellen des Darmes. Die
Buttersäure bewirkt eine down-Regulation spezifischer Invasionsgene der Salmonellen. Die
Konzentrationen an flüchtigen Fettsäuren sind nach KAMPHUES (1987) ebenfalls vom
postprandialen Abstand abhänig (ein kurzer Abstand bewirkt hohe flüchtige Fettsäuregehalte
im Chymus).
5.2.3.1 Vermahlungsgrad (Vergleich G1 mit G4)
Die Ergebnisse von PAPENBROCK (2004) und HASSAN (2007) bestätigen, dass unter dem
Einfluss einer gröberen Futterstruktur günstigere Bedingungen für eine Magenacidierung
sowie – damit verbunden – eine effizientere Magenbarriere geschaffen werden können
100
Diskussion
___________________________________________________________________________
(s. Tab. 38), da eine rasche Durchsäuerung des Magenchymus die Anzahl pathogener
Mikroorganismen bereits im Magen vermindern kann und somit weniger Keime in den
Dünndarm gelangen. In dieser Studie war der pH-Wert im Mageninhalt im Vergleich zur
Kontrollgruppe (pH 5,27) beim Einsatz eines Mischfutters mit einer gröberen Vermahlung
(pH 4,03) signifikant (p = 0,003) niedriger. In den Darmabschnitten konnten dagegen in
keiner der oben genannten Studien signifikante Unterschiede festgestellt werden. Dies konnte
auch in dieser Arbeit bestätigt werden.
Tab. 38: pH-Werte im Magenchymus von Absetzferkeln unter dem Einfluss einer weniger
intensiven Vermahlung der Getreidebestandteile im Mischfutter (je n = 20)
Futtervermahlung PAPENBROCK (2004)
HASSAN (2007)/NEU (2007)1
fein
1,84 ± 0,43
5,17 ± 0,59
grob
2,46 ± 0,79
4,42 ± 1,11
1
Ergebnisse dieser Studie sowie der Daten der Arbeit von HASSAN (2007) zusammengefasst.
Der deutlich niedrigere pH-Wert in den Untersuchungen von PAPENBROCK (2004) lässt
sich durch einen langen postprandialen Abstand (6 und 8 Stunden) erklären. In dieser Arbeit,
wie auch in der Studie von HASSAN (2007), wurde ein postprandialer Abstand von lediglich
4 bzw. 5 Stunden bis zur Sektion gewählt.
Von Nachteil dieses pH-Wert-senkenden Effektes kann die Beteiligung eines niedrigen pHWertes an der Entstehung von Magenulcera sein. So führen nach FRIENDSHIP (1999) sehr
tiefe pH-Werte zu einer Veränderung der Mukusschicht auf der Schleimhaut der Pars
proventrikularis des Magens, so dass die Schutzfunktion dieser Schicht beeinträchtigt ist. Zu
bedenken ist ebenfalls, dass die pH-Werte der oben genannten Arbeiten nach Entnahme und
einer gründlichen Durchmischung des Chymus erhoben worden sind. Diese Durchmischung
erfolgt auch physiologisch in einem gewissen Maß während des Verdauungsvorganges
(KAMPHUES 1990). Allerdings gibt es durchaus Zonen unterschiedlicher pH-Werte im
Magen und verschiedene mikrobiologische und enzymatische Bedingungen, wenn große
Mengen Futter aufgenommen werden (KAMPHUES 1990).
Der in dieser Studie ermittelte deutlich höhere TS-Gehalt im Magenchymus der Kontrolltiere
(28,9 %) im Vergleich zu den Versuchstieren (21,1 %), denen ein Mischfutter mit gröber
101
Diskussion
___________________________________________________________________________
gemahlenen Komponenten angeboten worden war, verhält sich gegenteilig zu den
Ergebnissen anderer Studien (s. Tab. 39).
Tab. 39: TS-Gehalte (%) im Magenchymus bei Absetzferkeln unter dem Einfluss einer
gröberen Futterstruktur
PAPENBROCK
MIKKELSEN
NEU
(2004)
(2004)
(2007)
fein
12,8
17,1
28,9
grob
16,6
20,5
21,1
Vermutlich liegt dies in dieser Arbeit darin begründet, dass die Kontrolltiere eine größere
Futterstruktur
Menge Futter gefressen und dabei eventuell weniger Wasser aufgenommen haben (die
Wasseraufnahme wurde jedoch nicht ermittelt). Andere Arbeiten können nicht unbedingt zum
Vergleich der Daten dieser Studie herangezogen werden, da in diesen ein grob gemahlenes
schrotförmiges Futter im Vergleich zu einem aus fein vermahlenen Bestandteilen bestehendes
pelletiertes Mischfutter zum Einsatz kam (REGINA et al. 1999, HANSEN 2004) und somit
neben der Struktur auch die Konfektionierung des Futters Einfluss auf die Ergebnisse nehmen
konnte. Dennoch deuten auch die Ergebnisse in diesen Arbeiten auf höhere TS-Gehalte beim
Einsatz einer gröberen Vermahlung der Komponenten im Mischfutter hin. In allen anderen
Abschnitten
des
Gastrointestinaltrakts
konnten
keine
Unterschiede
zwischen
den
Behandlungen nachgewiesen werden.
Der Formiat-Gehalt unterschied sich weder im Magen- noch im Dünndarmchymus
signifikant zwischen den Behandlungen mit unterschiedlich grobem Mischfutter (Magen:
22,22 vs. 21,84 mg/l; Dünndarm: 205 vs. 353 mg/l). Dies konnte auch in der Arbeit von
HASSAN (2007) bestätigt werden (Magen: 29,2 vs. 23,6 mg/l; Dünndarm: 565 vs. 510 mg/l).
Vermutlich hat die lange Nüchterungsphase vor der Sektion – die aber unabdingbar war, um
eine rasche Aufnahme der Infektionsbouillon zu garantieren – dazu geführt, dass hier kaum
Unterschiede feststellbar waren, da dadurch eventuell die Verdauungsvorgänge beeinflusst
worden sind. Zudem hat - wie bereits erwähnt - bei der Pelletherstellung wahrscheinlich ein
Nachzerkleinerungsprozess stattgefunden, so dass sich die Versuchsfutter nicht ausreichend
voneinander unterschieden, um Auswirkungen auf den Formiat-Gehalt zu haben.
102
Diskussion
___________________________________________________________________________
Bezüglich des Laktat-Gehaltes ergibt sich die gleiche Problemstellung wie beim FormiatGehalt im Chymus (Nüchterungsphase, Vermahlungsgrad, s. oben). Die folgende Tab. 40
stellt die Daten dieser Arbeit den Ergebnissen von HASSAN (2007) gegenüber. Nach
HASSAN (2007) konnten in allen drei Abschnitten des Magen-Darm-Traktes höhere LaktatGehalte beim Einsatz eines gröber gemahlenen Mischfutters im Vergleich zu einem feiner
vermahlenen ermittelt werden, in dieser Studie allerdings nur im Dünndarmchymus. Die
Ergebnisse deuten darauf hin – statistisch waren sie nicht abzusichern –, dass eine gröbere
Vermahlung der Getreidebestandteile im Mischfutter zu höheren Laktatgehalten in den
verschiedenen Abschnitten des Gastrointestinaltraktes führt. Unterschiede zwischen den
Gehalten können dadurch bedingt sein, dass die Tiere bei HASSAN (2007) bei der Sektion
etwa 2 Wochen älter waren als die Versuchstiere in dieser Arbeit und der
Nachzerkleinerungsprozess bei der Pelletherstellung dort geringfügig niedriger war (s. auch
Tab. 34).
Tab. 40: L-Laktat-Gehalte im Magen-, Dünndarm- und Caecumchymus (mmol/kg TS)
HASSAN (2007)
Fein
grob
2,72
7,62
22,6
26,3
1,44
6,79
Abschnitt im GIT
Magen
Dünndarm
Caecum
NEU (2007)
fein
grob
6,31
5,72
33,4
39,7
10,5
6,82
Nach VISSCHER (2006) führt eine gröbere Vermahlung der Komponenten im Mischfutter zu
einem forcierten Einstrom von Stärke in den Dickdarm mit nachfolgend stärkerer Produktion
von flüchtigen Fettsäuren, vor allem Propion- und Buttersäure (s. Tab. 41).
Tab. 41: Konzentrationen flüchtiger Fettsäuren (mmol/kg uS) im Caecuminhalt von
Schweinen unter dem Einfluss einer gröberen Futtervermahlung in drei unterschiedlichen
Betrieben (BI – III, VISSCHER 2006)
Gruppe
Kontrolle (fein)
Versuch (grob)
BI
81,8
81,5
Azetat
BII
BIII
65,2 89,3
75,1 92,0
BI
31,7
40,8
Propionat
BII
BIII
20,8 27,5
37,5 29,6
BI
16,8
21,4
Butyrat
BII
BIII
13,2 20,4
24,3 23,9
Auch nach HASSAN (2007) konnnten beim Einsatz von gröber gemahlenem Futter höhere
Gehalte an flüchtigen Fettsäuren ermittelt werden (s. Tab. 42).
103
Diskussion
___________________________________________________________________________
Tab. 42: Konzentration flüchtiger Fettsäuren (mmol/kg uS) im Caecuminhalt bei
Absetzferkeln unter dem Einfluss einer gröberen Vermahlung der Getreidekomponenten im
Mischfutter (HASSAN 2007)
Gruppe
Kontrolle (fein)
Versuch (grob)
Essigsäure
87,6
106
Propionsäure Buttersäure Valeriansäure
31,1
10,1
2,90
48,1
18,2
4,92
In dieser Studie konnte kein höherer Gehalt an flüchtigen Fettsäuren im Caecumchymus
festgestellt werden, allerdings im Dünndarminhalt signifikant für die Essig- und nButtersäure. Vermutlich liegt dies darin begründet, dass aufgrund des postprandialen
Abstands von vier bis fünf Stunden noch keine Stärke im Dickdarm anfluten konnte.
5.2.3.2 KDF und freie Säuren (Vergleich G1, G2 und G3)
Nach EIDELSBURGER (1992) führte der Zusatz von 1,25 % Ameisensäure zum Mischfuttter
bei etwa 9 Wochen alten Ferkeln zu signifikant niedrigeren pH-Werten im Magenchymus
(3,95 vs. 4,62). In anderen Abschnitten des Darmtraktes konnten keine Unterschiede
festgestellt werden. Auch nach MARBO et al. (2000) wurde durch den Einsatz von 1,4 %
Ameisensäure im Ferkelfutter der pH-Wert im Magen- und im Dünndarmchymus abgesenkt.
Nach FRANCO et al. (2005) führte der Zusatz von 200 mEq Ameisensäure/kg Futter bei etwa
4 Wochen alten Ferkeln ebenfalls zu einem pH-Wert-absenkenden Effekt im Mageninhalt von
durchschnittlich pH 3,16 auf pH 2,19. Andere Studien ergaben allerdings keinen signifikanten
pH-Wert-senkenden Effekt oder sogar einen Anstieg des pH-Wertes im Magenchymus beim
Einsatz von anderen organischen Säuren (Zitronensäure: SCIPIONI et al. 1978, Fumarsäure:
RISLEY et al. 1992). In dieser Arbeit führte der Einsatz von freien Säuren (75 % Ameisen-/
25 % Propionsäure) zu einem signifikant (p = 0,0099) niedrigeren pH-Wert im Magen im
Vergleich zu einem Futter ohne Zusatz (4,20 vs. 5,27).
Beim Einsatz von Salzen der Ameisensäure, wie Calcium- und Natriumformiat sowie
Kalium-diformiat, wird der pH-Wert im Magen nach EIDELSBURGER (1992a), ROTH et al.
(1992b) und KULLA (2001) abgepuffert, da die Salze den Magen zum größten Teil
unverändert passieren können und erst im Zwölffingerdarm freigesetzt werden (MROZ 2000),
so dass es im Magen zu keinem pH-Wert-senkenden Effekt kommt. In dieser Studie wurden
104
Diskussion
___________________________________________________________________________
gegenteilige Verhältnisse festgestellt, da es hier ähnlich wie beim Einsatz von freien Säuren
zu einem signifikanten pH-Wert-Abfall durch den Einsatz von KDF kam (p = 0,0084). Auch
im Dünndarm waren diese Unterschiede festzustellen.
Die unterschiedlichen Ergebnisse der genannten Studien könnten durch die verschieden
langen postprandialen Abstände vor der Sektion bedingt sein. Außerdem sind die pH-Werte
im Mageninhalt stark von dem jeweils eingesetzten Versuchsfutter abhängig, so weisen hohe
Rohprotein- und Mengenelementgehalte im Futter eine hohe Säurebindungskapazität auf
(EIDELSBURGER 1997). Ohne Tiere einzusetzen, die über eine Magenfistel oder permanent
fixierte pH-Elektroden verfügen, um gleichzeitig pH-Verhältnisse in verschiedenen
Abschnitten des Magens zu erheben, scheint es schwierig, die komplette Bandbreite der
Wirkung der organischen Säuren auf die pH-Verhältnisse zu ermitteln. Auch die Art der
Säure ist entscheidend für den pH-Wert-senkenden Effekt, da diese je nach chemischer
Zusammensetzung, Struktur und pKs-Wert über eine unterschiedliche Säurestärke verfügen
(s. auch 2.4.5.).
EIDELSBURGER et al. (1992) konnten keinen Einfluss einer 1,25%igen AmeisensäureSupplementierung zum Mischfutter auf den Trockenmassegehalt im Magen-, Dünndarm-,
Caecum- und Coloninhalt bei etwa 9 Wochen alten Ferkeln ermitteln. Nach ROTH et al.
(1992) konnten ebenso keine signifikanten Unterschiede im Magen-, Dünndarm- und
Caecumchymus hinsichtlich der TS-Gehalte durch höhere Ameinsensäurekonzentrationen im
Mischfutter (bis 2,4 %) erzielt werden. Im Coloninhalt war der Unteschied zwischen der
Kontrollgruppe ohne Zulage und der höchsten Konzentration an Ameisensäure (2,4 %)
signifikant. Bei einer KDF-Supplementierung von 1,8 % zu einem grob gemahlenen Futter
konnten nach PAPENBROCK (2004) lediglich im Colon schwach signifikant höhere TSGehalte im Chymus - im Vergleich zu einer Kontrollgruppe ohne Zulage – ermittelt werden.
Im Bereich von Magen und Dünndarm waren die TS-Gehalte des Chymus bei den
untersuchten Tieren der Kontrollgruppe geringgradig höher als die der Versuchsgruppe
(Magen: 16,62 % vs. 12,8 %, Dünndarm: 13,85 % vs. 12,57 %). Zu einem ähnlichen Ergebnis
kam KULLA bereits 2001. Hier war der TS-Gehalt im Magenchymus der Tiere der
Kontrollgruppe mit 16,6 % höher als der Ferkel der Versuchsgruppe (1,8 % KDF-Zulage) mit
105
Diskussion
___________________________________________________________________________
13,9 %. In dieser Studie war der TS-Gehalt des Mageninhaltes mit 28,9 % bei den Ferkeln,
die ein fein gemahlenes Futter ohne Zulage aufgenommen hatten, signifikant höher als bei
allen anderen Behandlungen (fein + KDF: 19,7 %; fein + freie Säuren: 21,7 %; grob ohne
Zusätze: 21,1 %). Da der TS-Gehalt sowohl durch die KDF-Zulage als auch durch die
Supplementierung des Futters mit freien Säuren niedriger war als bei der Kontrollgruppe,
scheint die Hypothese von KULLA (2001), dass das hydratisierte Kaliumion (Kaliumionen
im Futter in g/kg uS: fein plus KDF: 12,8; alle anderen Gruppen: 7,30 – 7,80) die
Wasserabsorption im Magen verlangsamen könnte, nicht zuzutreffen. Vermutlich haben die
Versuchstiere aufgrund der geringgradig höheren Magenfüllung mehr getrunken als die Tier
der Kontrollgruppe. Die Wasseraufnahme wurde jedoch in dieser Studie nicht ermittelt.
Der Formiat-Gehalt war in dieser Studie sowohl durch die KDF- als auch die freie SäurenZulage zum Mischfutter signifikant im Magen- und im Dünndarmchymus erhöht. Der
Ameisensäuregehalt war bei einem Zusatz von 1,2 % KDF (Ameisensäureanteil = 0,84 %)
mit 1091 mg/l im Mageninhalt höher (nicht signifikant) als bei einer Verabreichung von
0,9 % Lupro-Cid® (Ameisensäureanteil = 0,675 %) zum Mischfutter (835 mg/l). Im
Dünndarm war der Unterschied geringer (KDF: 507 mg/l; freie Säuren: 521 mg/l). Auch
PAPENBROCK (2004) wies signifikant höhere Formiat-Gehalte im Magenchymus beim
Einsatz von KDF nach. In einem der von ihr durchgeführen Versuchsdurchgänge stellte sich
das Verhälnis im Dünndarm invers dar. Hier lag der bei den Tieren der Kontrollgruppe
ermittelte Formiat-Gehalt in diesem Abschnitt (406,01 mg/l) oberhalb von dem bei den
Ferkeln der Versuchsgruppe erhobenen Wert (320,79 mg/l). In einem weiteren Durchgang
war der Formiat-Gehalt allerdings auch im Dünndarm bei einer KDF-Supplementierung
geringgradig höher (Kontrolle: 306,46 mg/l vs. Versuch: 354,82 mg/l). Desgleichen konnte
KULLA (2001) signifikant höhere Formiat-Gehalte im Magen nach einer 1,8%igen Zulage
von KDF zum Mischfutter nachweisen (Kontrolle: 0,13 mmol/kg uS vs. Versuch: 10,7
mmol/kg uS). Frühere Untersuchungen (EIDELSBURGER et al. 1992a; ROTH et al. 1992a)
ergaben ebenfalls höhere Gehalte an Ameisensäure im Magenchymus von Absetzferkeln,
wenn KDF zugesetzt wurde. Geringgradig unterschiedliche Ergebnisse lassen sich auch hier
durch verschieden lange Nüchterungsphasen und postprandiale Abstände erklären. Zudem
finden im Magen-Darm-Trakt zahlreiche verdauungsphysiologische Vorgänge statt. So
106
Diskussion
___________________________________________________________________________
zeichnet sich die Ameisensäure dadurch aus, dass sie sehr leicht von der Schleimhaut
absorbiert wird. Zusätzliche entsteht Formiat als Stoffwechselprodukt der Mikroflora
(PARTANEN u. MROZ 1999).
Wie bereits in den Arbeiten von KULLA (2001) und PAPENBROCK (2004) festgestellt,
wurden in dieser Studie ebenfalls im Dünndarmchymus die höchsten L-Laktat-Gehalte im
Vergleich zum Magen- und Caecuminhalt ermittelt. KULLA (2001) konnte keinen Einfluss
durch einen Zusatz von 1,8 % KDF auf die L-Laktatkonzentration im Magen beobachten. Ab
dem mittleren Dünndarmabschnitt wurden durch die KDF-Supplementierung geringgradig
niedrigere L-Laktat-Gehalte verzeichnet, im caudalen Dünndarmabschnitt sogar einen um
42 % niedrigeren Gehalt. Bei PAPENBROCK (2004) differierte die L-Laktat-Konzentration
lediglich schwach signifikant im Magenchymus (ohne Zusatz: 155 mmol/kg vs. 1,2 % KDF:
230 mmol/kg). Dies widerspricht den Ergebnissen in dieser Studie, bei der sowohl duch den
Einsatz von KDF als auch von freien Säuren die L-Lakatgehalte im Magen- und
Dünndarmchymus signifikant reduziert worden sind. Dies deutet darauf hin, dass der
antimikrobielle Effekt auch auf die grampositiven Keime – die als weniger empfindlich
gegenüber Säureeinflüssen gelten – ausgedehnt ist. Zwischen den beiden Additiven konnten
in keinem der untersuchten Abschnitte Unterschiede festgestellt werden. Im Caecum waren
die L-Laktat-Gehalte ebenfalls durch die Zusätze tendenziell verringert. Auch in anderen
Studien wurden unterschiedliche L-Laktat-Gehalte im Dünndarminhalt ermittelt (s. Tab. 43).
Tab. 43: Einfluss organischer Säuren oder ihrer Salze auf den L-Laktat-Gehalt im
Dünndarmchymus
Substanz
Ameisensäure
Ameisensäure
Ameisensäure
Na-Formiat
Ca-Formiat
Dosierung (%)
0,35 u. 1,2
0,6 – 2,4
0,5
1,8
1,8
L-Laktat-Gehalt
vermindert
vermindert
ohne Einfluss
ohne Einfluss
ohne Einfluss
Autor
BOLDUAN et al. 1988
ROTH et al. 1992a
KAMPHUES 1987
ROTH et al. 1992b
EIDELSBURGER et al. 1992a
In dieser Studie wurden bei allen Behandlungen im Caecuminhalt im Vergleich zu anderen
Magen-Darmabschnitten die höchsten Gehalte an flüchtigen Fettsäuren ermittelt (95,1 bis
128 mmol/kg uS). Dies wurde auch in den Arbeiten von KULLA (2001) und PAPENBROCK
(2004) bestätigt. Allerdings war der Gesamtgehalt im Vergleich zu dieser Studie in den
107
Diskussion
___________________________________________________________________________
Untersuchungen von PAPENBROCK (2004) etwas höher (ohne Zulage: 149 mmol/kg uS vs.
1,2 % KDF: 158 mmol/kg). Lediglich im Caecuminhalt gab es zwischen G1 (fein ohne
Zusätze) und G3 (fein + freie Säuren) bei der i-Buttersäure signifikante (p = 0,0259)
Unterschiede in dieser Arbeit. Bei KULLA (2001) war im Magen der Gehalt an iValeriansäure zwischen Kontroll- und Versuchsgruppe (1,8 % KDF) signifikant verschieden.
Dies deutet darauf hin, dass die Säureadditive kaum Einfluss auf die Konzentrationen von
flüchtigen Fettsäuren haben und vielmehr die Stuktur in diesem Zusammenhang eine Rolle
spielt (s. oben).
5.2.4
Leistungsparameter
Als
Leistungsparameter
wurden
in
dieser
Studie
die
Futteraufnahme,
die
Körpermassenentwicklung und die Futterverwertung der Versuchstiere unter der Belastung
einer experimentellen Infektion mit S. Derby beurteilt. Dabei ist zu beachten, dass die
Körpermassenentwicklung für jedes Tier individuell erhoben worden ist, die Futteraufnahme
und damit auch die Futterverwertung jedoch Durchschnittswerte der Gruppen (jeweils n = 5)
sind, da aufgrund des Infektionsmodells die Tiere mit gleicher Behandlung gemeinsam in
einer Bucht aufgestallt wurden.
5.2.4.1 Vermahlungsgrad (Vergleich G1 mit G4)
In verschiedenen Studien wurde bisher davon ausgegangen, dass sich eine gröbere
Vermahlung der Komponenten im Mischfutter negativ auf die Leistungsparameter in der
Schweinemast auswirkt, da die Verdaulichkeit dessen herabgesetzt ist (WONDRA et al.
1995a, EISEMANN u. ARGENZIO 1999). In neueren Arbeiten (s. Tab. 44) konnte dies nicht
bestätigt werden. Auch in dieser Untersuchung war die Futterverwertung mit 1,92 kg/kg
Zuwachs beim Einsatz des Versuchsfutters (G4) nur unwesentlich schlechter als bei der
Verwendung von feiner gemahlenen Komponenten (1,89 kg/kg Zuwachs). Vermutlich kann
der Futterwert aufgrund möglicher gesundheitlicher Einschränkungen bei der Fütterung von
feinen Partikeln (Magenulcera, Schleimhautdefekte, erhöhter Keimgehalt, s. unten) nur
mangelhaft ausgeschöpft werden. Hierzu bedarf es weiterer histiologischer Untersuchungen,
die sich auf die Auswirkung der Futterstruktur auf die Magen-Darm-Schleimhaut
konzentrieren.
108
Diskussion
___________________________________________________________________________
Tab. 44: Tageszunahmen und Futteraufwand bei Absetzferkeln unter dem Einfluss einer
gröberen Futterstruktur
KM von/bis Tageszunahmen
Futteraufwand
Autor
(kg)
(g)
(kg/kg Zuwachs)
fein
20
12-28
555 ± 100
1,62
OFFENBERG (2007)
1
grob
20
12-27
548 ± 92
1,60
fein
20
10-34
560 ± 93
1,87
HASSAN (2007),
„gröber“1
20
10-34
560 ± 105
1,85
NEU2 (2007)
1
Futterstruktur bei OFFENBERG deutlich „gröber“ vermahlen als bei HASSAN, NEU
2
Zusammenfassung der Daten aus dieser Studie sowie der Ergebnisse von HASSAN (2007)
Futterstruktur
n
5.2.4.2 KDF- und freie Säuren-Supplementierung (Vergleich G1, G2 und G3)
ECKEL et al. (1992) untersuchten in einer Dosis-Wirkungs-Studie in zwei Fütterungsphasen
(Prestarter- und Ferkelaufzuchtfutter) den Einfluss von fünf Ameisensäure-Konzentrationen
(0 %; 0,6 %; 1,2 %; 1,8 % und 2,4 %) auf die täglichen Zunahmen, die Futteraufnahme und
die Futterverwertung. Dabei wurden die höchsten ergotropen Wirkungen für die Zulage von
0,6 und 1,2 % Ameisensäure nachgewiesen. Diese beiden Gruppen waren in allen
Leisungsklassen signifikant besser als die Kontrollgruppe und die Gruppe, die 2,4 % Zulage
zum Mischfutter erhielt. Die täglichen Zunahmen übertrafen in diesen beiden Gruppen um
rund 22 % die Kontrollegruppe ohne Ameinsensäure im Futter. Bei einer Zulage von 2,4 %
Ameisensäure war die Futteraufnahme und die Zuwachsrate gegenüber den anderen Gruppen
signifikant vermindert. Die leistungsdepressive Wirkung dürfte in einer Störung des SäureBasen-Haushaltes der Tiere in Form einer metabolischen Acidose oder in einer möglichen
geruch- und geschmacklichen Abweichung des Futters begründet liegen. Bereits 1988
konnten KIRCHGESSNER und ROTH vergleichbare leistungsverbessernde Wirkungen für
2,0 % Propionsäure (um 6,4 % verbesserte Zuwachsrate) nachweisen. Nach diesen Autoren
liegen die nutritiven Effekte darin begründet, dass die Säuren einen nicht unerheblichen
Bruttoenergiegehalt aufweisen (s. auch 2.4.5).
Zahlreiche Studien belegen, dass sich auch die Kaliumsalze der Ameisensäure positiv auf die
täglichen Zunahmen, die Futteraufnahme und die Futterverwertung auswirken. Nach
PORTOCARERO-KHAN et al. (2006) verbesserte die Zulage von 1,2 % KDF zum Futter die
tägliche Körpermassenzunahme bei Absetzferkeln gegenüber einer Kontrolle ohne Zulage
(386 vs. 351 g/Tag). PAULICKS et al. (2000) kombinierten verschiedene Getreidesorten
109
Diskussion
___________________________________________________________________________
(Gerste, Weizen, Mais, Mischung dieser) und Energiegehalte (niedrig: 13,0 MJ ME/kg, hoch:
14,0 MJ ME/kg) mit 1,8 % KDF im Versuchsfutter und verglichen diese jeweils mit einer
Kontrolle ohne jeglichen Zusatz. KDF verbesserte die täglichen Zunahmen und die
Futteraufnahme beim Einsatz von jedem der vier Versuchsfutter um 9 bis 14 %, signifikant
allerdings nur in Kombination mit Weizen. Die Futterverwertung war beim Einsatz von KDF
mit Weizen um 6 %, mit Gerste um 4 % und mit der Getreidemischung um 7 % signifikant
gegenüber der Kontrollgruppe ohne Zulage verbessert. Beim Einsatz von Mais konnte keine
verbesserte Futterverwertung festgestellt werden. Durch den Einsatz von Mischfuttermitteln
mit einer geringeren Energiedichte waren die positiven Effekte von KDF im Vergleich zu der
Kontrolle ohne Zulage größer als beim Einsatz eines energiereicheren Mischfuttermittels.
Nach KULLA (2001) hatte eine KDF-Zulage von 1,8 % jedoch keinen Einfluss auf die
Futteraufnahme und die Körpermassenentwickkung.
In dieser Studie konnten ebenfalls keine signifikanten Unterschiede (Futteraufnahme,
Körpermassenzunahme, Futterverwertung) beim Einsatz von organischen Säuren und KDF
festgestellt werden. Im Vergleich zu den Kontrolltieren wiesen die Ferkel mit einer KDFZulage zum Futter nur um 0,6 % verbesserte Tageszunahmen auf, die Tiere mit freien Säuren
im Futter jedoch um 10,4 %. Die freien Säuren führten im Vergleich zu dem KDF somit zu
um 9,7 % erhöhten Zunahmen, so dass die freien Säuren der KDF-Zulage im Bezug auf die
Zunahmen überlegen erscheinen. Allerdings war die Futterverwertung bei einer KDFSupplementierung (1,76 kg/kg Zuwachs) tendenziell besser als bei einem Zusatz von freien
Säuren (1,80 kg/kg Zuwachs) Bei den Kontrolltieren (ohne Zusatz) war die Futterverwertung
nur geringfügig schlechter (1,89 kg/kg Zuwachs).
5.3 Schlussfolgerungen
Die faecale Salmonellen-Ausscheidung in Tagen und der prozentuale Anteil Salmonellenpositiver Rektaltupfer an der Gesamtprobenzahl konnte sowohl durch die KDF-Zulage als
auch durch einen Zusatz von freien Säuren zum Mischfutter nach einer experimentellen
Infektion tendenziell reduziert werden. Eine gröbere Vermahlung der Futterpartikel hatte
allerdings keinen Einfluss auf diese Parameter.
110
Diskussion
___________________________________________________________________________
Durch den Einsatz von KDF bzw. freien Säuren zum Mischfutter konnten nach einer
experimentellen Infektion mit S. Derby die Salmonellen-Keimzahlen nicht nur im Magen,
sondern auch im Dünndarm und Caecum deutlich reduziert werden. Dabei scheint das Salz
der Ameisensäure den freien Säuren tendenziell überlegen zu sein.
Die freien organischen Säuren wirken vor allem in vorderen Teil des Verdauungstraktes über
einen pH-Wert-senkenden Effekt im Magen (Magenbarriere), der auch beim Einsatz des
Salzes der Ameisensäure und einer „gröberen“ Partikelgrößenverteilung im Mischfutter
beobachtet werden konnte. Durch die Futterstruktur werden zudem vor allem die
Verdauungsvorgänge im hinteren Gastrointestinaltrakt beeinflusst, indem vermehrt flüchtige
Fettsäuren - beim Einsatz einer „gröberen“ Vermahlung der Getreidekomponenten - gebildet
werden.
Die Futterstruktur führte hier allerdings nur zum Teil zu einer vermehrten Bildung von
flüchtigen Fettsäuren im Verdauungskanal und zeigte zudem keine positiven Effekte auf die
faecale Salmonellen-Auscheidung. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass durch die
Pelletierung eine Nachzerkleinerung des Mischfutters stattgefunden hat, so dass die Struktur
nur als mäßig grob zu beschreiben ist.
Mit einer Mischung von 75 % Ameisen- und 25 % Propionsäure kann – im Vergleich zum
kostenintensiveren
Kalium-diformiat
-
eine
ähnlich
gute
Wirkung
auf
das
Infektionsgeschehen mit Salmonellen und die Passage oral applizierter Keime nach einer
experimentenllen Infektion erzielt werden.
Die Leistung wurde - unter der Belastung einer experimentellen Infektion mit Salmonella
Derby - durch den Einsatz eines „gröber“ gemahlenen Mischfutters nicht negativ beeinflusst.
Durch die KDF- und freie Säuren-Supplementierung (75 % Ameisen- u. 25 % Propionsäure)
konnte die Futterverwertung nur tendenziell verbessert werden.
111
Zusammenfassung
___________________________________________________________________________
6 Zusammenfassung
Marion Edith Neu
Untersuchungen
zu
Effekten
der
Futterstruktur
(Pellets
aus
Komponenten
unterschiedlicher Vermahlung) sowie eines Zusatzes freier Säuren bzw. von
Kaliumdiformiat zum Futter unter den Bedingungen einer experimentellen Infektion
von Absetzferkeln mit Salmonella Derby
Ziel
vorliegender
Untersuchungen
mit
Absetzferkeln
unter
standardisierten
Haltungsbedingungen waren Aussagen zu möglichen Effekten des Vermahlungsgrades von
Komponenten eines pelletierten Alleinfutters sowie eines Zusatzes von Säuren (1,2 %
Kaliumdiformiat
[KDF]
bzw.
0,9 % eines Säuregemisches
[75 % Ameisen-/25 %
Propionsäure]) unter den Bedingungen einer wiederholten experimentellen Infektion mit
Salmonella Derby. Hierbei interessierten nach einer ersten Infektion insbesondere die
Haftung, Vermehrung und faecale Ausscheidung der applizierten Salmonellen, bei der
zweiten Infektion (32 - 35 Tage später, „Superinfektion“) sollte die Bedeutung der
unterschiedlichen Mischfuttter für die Passage der oral applizierten Keime näher untersucht
werden. In diesem Zusammenhang waren gerade Informationen zu den Milieubedingungen
sowie zu Parametern mikrobieller Aktivität im Chymus von Interesse. Schließlich wurden
auch mögliche Einflüsse der unterschiedlichen Mischfutter auf die Leistung der Tiere erfasst.
Für die Versuche standen insgesamt 40 abgesetzte Ferkel zur Verfügung, die in zwei
aufeinander folgenden Versuchen (2 x 20 Tiere) in jeweils 4 Gruppen (á 5 Tiere) aufgeteilt
wurden. In zwei Gruppen (G1/G4) unterschied sich das pelletierte Mischfutter nur durch die
unterschiedliche Vermahlung (aus fein bzw. grob geschroteten Komponenten), um so isoliert
mögliche Effekte der Struktur des Futters prüfen zu können. Im Futter der übrigen zwei
Gruppen (G2/G3; pelletiertes Mischfutter aus fein vermahlenen Komponenten) waren Säuren
(1,2 % KDF/0,9 % freie Säure) enthalten, um bei gleicher Futterstruktur die Effekte des
Säurezusatzes differenzieren zu können. Die pelletierten Mischfutter sowie Tränkwasser
standen über die gesamte Versuchsphase ad libitum zur Verfügung.
Die erste Infektion mit Salmonella Derby erfolgte ca. 8 Tage nach dem Absetzen, und zwar
nur bei 2 Tieren einer jeden Gruppe, die zuvor separat aufgestallt wurden, mit ca. 3,2 x 109
112
Zusammenfassung
___________________________________________________________________________
Kolonie bildenden Einheiten (KbE) pro Tier. Bei Bestätigung der Infektion (positiver Befund
im Rektaltupfer) kamen die zwei primär infizierten Tiere zurück zu den übrigen
Gruppenmitgliedern („Kontakttiere“). Über 5 Wochen nach dieser ersten Infektion von 2
Ferkeln einer jeden Gruppe wurde dann das Infektionsgeschehen in der ganzen Gruppe
mittels wiederholter individueller Kotuntersuchungen (Rektaltupfer) verfolgt. 32 bis 35 Tage
nach der Erstinfektion erfolgte eine zweite Applikation von S. Derby (Infektionsbouillon zum
Futter), und zwar bei jedem Tier (ca. 3,7 x 109 KbE/Tier). Vier bzw. fünf Stunden später
wurden die Tiere zur Organ- und Chymusentnahme getötet, um in den verschiedenen
Abschnitten des Magendarmtraktes die Keimzahlen von Salmonellen zu bestimmen. Daneben
wurde die Chymusmenge ermittelt. In den entnommenen Chymusproben interessierten
insbesondere der pH-Wert, der TS-, der Formiat- und der L-Laktatgehalt sowie die
Konzentration und das Muster flüchtiger Fettsäuren. Für den qualitativen und quantitativen
Nachweis der Salmonellen kamen nur klassische kulturelle Techniken zur Anwendung.
Die wesentlichen Ergebnisse sind wie folgt zusammenzufassen:
1. Trotz der unterschiedlichen Vermahlung unterschied sich die Partikelgrößenverteilung
in dem pelletierten Mischfutter („fein“/„grob“) nicht so stark wie angestrebt (>1,0 =
5,02/17,5 %; ≤ 0,4 = 64,1/57,1 %), bei der Pelletierung kam es ungewollt zu einer
stärkeren Nachzerkleinerung. Die beiden Mischfutter differierten also nur stärker im
Anteil an sehr groben Partikeln, die Anteile feiner Partikel waren sehr ähnlich.
2. Bei einem Vergleich der beiden Gruppen („fein“: G1, „grob“: G4) sind folgende
Ergebnisse hervorzuheben:
• Keine
Unterschiede
in
den
Parametern,
die
das
Infektionsgeschehen
charakterisieren (Dauer der fäkalen Ausscheidung, Anteil S.-positiver Proben)
• Keine Unterschiede in den Salmonella-Keimzahlen im Magen und Darm
• Fördernde Effekte hinsichtlich der Acidierung des Magenchymus (G1/G4: pH
5,27/4,03) beim Einsatz gröberer Komponenten im pelletierten Mischfutter
• Signifikant höhere Gehalte an Essig- (G1/G4: 15,1/24,7 mmol/kg uS) und nButtersäure (0,172/1,59 mmol/kg uS) im Dünndarminhalt von Ferkeln, die das
gröber gemahlene Futter bekamen
3. Bei einem Vergleich der Gruppen mit Säurezusatz (G2: KDF, G3: freie Säure) mit der
Gruppe 1 (auch fein vermahlen, aber ohne Säure) sind folgende Aussagen möglich:
113
Zusammenfassung
___________________________________________________________________________
•
Kürzere
Salmonellen-Ausscheidungsdauer
(G1/G2/G3:
primär
infiziert:
21,5/9,25/11,8 Tage) und ein geringerer Anteil positiver Rektaltupfer (primär
infiziert: 52,9/31,5/29,4 %) sowie eine geringere Anzahl an infizierten
„Kontakttieren“ (9/6/6), die Futter mit den Säureprodukten bekamen
•
Signifikante reduzierte Keimzahlen im Magen (1,1 x 106/6,2 x 104/1,4 x 105
KbE/ml), aber auch im Dünndarm (KDF, freie Säure) und Caecum (nur KDF)
•
Signifikant niedrigere pH-Werte im Magenchymus (5,27/4,23/4,29)
•
Signifikant höhere Formiat-Gehalte im Magen- (22,2/1091/835 mmol/kg uS) und
Dünndarminhalt (205/507/521 mmol/kg uS)
•
Signifikant niedrigere L-Laktat-Gehalte im Magen- (6,31/1,03/0,7 mmol/kg TS)
und Dünndarmchymus (33,4/15,4/16,5 mmol/kg TS)
4. Keine signifikanten Unterschiede beim Vergleich von KDF und freier Säure
5. Unter den gegebenen Versuchsbedingungen (mit wiederholter Salmonellen-Infektion,
Stallwechsel, Gruppen-/Einzelhaltung) waren die Leistungen insgesamt auf einem
praxisüblichen Niveau (G1/G2/G3/G4: tägliche Zunahmen: 491/494/542/433 g;
Futteraufwand: 1,89/1,76/1,89/1,92 kg/kg Zuwachs)
• Pellets aus gröber vermahlenen Komponenten führten nicht zu Leistungseinbußen
• Der Zusatz von KDF bzw. freier Säure führte zu einem tendenziell geringeren
Futteraufwand (um 5,29 % bzw. 4,76 %)
Schlussfolgerungen:
Aussagen zu spezifischen Effekten der unterschiedlichen Vermahlung werden in vorliegender
Untersuchung durch die bei der Pelletierung erfolgte Nachzerkleinerung erschwert. Dieser
„Strukturverlust“ ist auch unter Praxisbedingungen zu beachten, wenn es um die
Partikelgrößenverteilung im tatsächlich aufgenommenen Futter geht. Der hier vorgenommene
Zusatz von Säuren bzw. KDF stellte sich als eindeutig günstig heraus, wie insbesondere die
im cranialen Verdauungstrakt ermittelten Keimzahlen von Salmonellen nach experimenteller
Infektion belegen. Wegen des relativ kurzen postprandialen Abstands (4 bzw. 5 h nach
Infektion und Fütterung) konnten die sonst beobachteten Effekte eines „gröberen“ Futters für
die Substrat- und Fermentationsbedingungen im Dickdarm hier nicht näher eruiert werden, sie
sind aber für das Infektionsgeschehen von wesentlicher Bedeutung.
114
Summary
___________________________________________________________________________
7
Summary
Marion Edith Neu
Investigations on effects of differently sized particles in the diet (pellets, based on
differently ground components) as well as of free acids and potassium diformate under
the conditions of an experimental infection of weaned piglets with Salmonella Derby
The aim of the experiments with weaned piglets under standardised housing conditions was to
test potential effects of grinding intensity of the complete diet’s components. Additionally the
influences of acid supplementation (1.2 % potassium diformate or 0.9 % acid preparation
[75 % formic acid, 25 % propionic acid] respectively) under the conditions of a repeated
experimental infection with Salmonella Derby were investigated.
After a first infection the adhesion, multiplication and excretion of the applicated Salmonella
germs were of special interest. The relevance of the different diets for the passage of oral
applicated germs were supposed to be tested after a second infection (32 - 35 days later,
“superinfection”).
In this regard information about chemical composition and signs of microbial activity in the
contents of the gastrointestinal tract were acquired. Finally possible effects of the different
diets on the performance were tested.
The experiments have been carried out with 40 pigs (2 runs with 20 each) divided in 4 groups
(5 individuals each). In two groups (G1, G4) the pelleted diets differed in grinding intensity
(fine and coarsely ground components) only. In this way effects of feed particle size were
tested exclusively. In the two other groups (G2, G3; pelleted feed based on finely ground
components) influences of acid addition (1.2 % potassium diformate/0.9 % free acids) to the
diet were quantified. Feed and water were offered ad libitum all the time.
8 days after weaning 2 pigs of each group were separated and infected with Salmonella Derby
(ca. 3.2 x 109 cfu) for the first time. When the infection was verified (Salmonella detection in
rectal swab) these two pigs returned to the members of the group (“contact animals”).
During 5 weeks after this first infection the course of infection in the four groups was
examined by repeated analyses of individual faecal samples (rectal swabs). Each animal was
infected with a second application of Salmonella Derby (infection broth to the diet, ca. 3.7 x
115
Summary
___________________________________________________________________________
109 cfu/animal) 32 to 35 days after the first infection. 4 to 5 hours later pigs were sacrificed to
obtain samples of chyme and several tissues for detecting counts of Salmonella in the
different sections of the gastrointestinal tract. Furthermore chyme’s mass was quantified. In
chyme the following parameters were of special interest: pH value, dry matter content,
concentrations of formate, L-lactate and volatile fatty acids, patterns of volatile fatty acids.
Salmonella was qualitatively and quantitatively determined with classical culture methods.
The most interesting findings of this study can be summarised as follows:
1. The particle size distribution (“fine”/”coarse”) after pelleting did not differ as much as
intended although different grinding intensity were used (<1.0 mm = 5.02/17.5 %;
≤0.4 mm = 64.1/57.1 %). Due to the unintentional further milling process during
pelleting, the diets differed only in the proportion of coarse particles.
2. Concerning the feed physical form (groups to compare: G1/G4) the following results
can be pointed out:
•
parameters regarding the course of infection like duration of fecal excretion
and percentage of positive rectal swabs: no differences
•
Salmonella germ counts in the chyme of stomach and intestine: no differences
•
supporting effects with regard to acidification of stomach content (G1/G4: pH
5.27/4.03)
•
significantly higher amounts of acetic and n-butyric acid in chyme of the small
intestine when the “coarse” diet was used (fine/coarse: acetic acid: 15.1/24.7
mmol/kg chyme; butyric acid: 0.172/1.59 mmol/kg chyme)
3. Concerning the use of acids (comparison group 2 [potassium diformate] and 3 [free
acids] with group 1 [also finely ground, but without acids]) these statements can be
made:
•
Shorter duration of Salmonella excretion (G1/G2/G3: primarily infected:
21.5/9.25/11.8 days) and lower percentage of positive rectal swabs (primarily
infected: 52.9/31.5/29.4 %) as well as lower counts of infected “contact
animals” (9/6/6) when acids were added
•
significantly lower germ counts in the stomach (1.1 x 106/6.2 x 104/1.4 x 105
cfu/ml) as well as in the small intestine (KDF, free acid) and the caecum (KDF
only)
116
Summary
___________________________________________________________________________
•
significantly lower pH value in the contents of stomach (G1/G2/G3:
5.27/4.23/4.29)
•
significantly higher amounts of formate in the contents of stomach
(22.2/1091/835 mmol/kg chyme) and small intestine (205/507/521 mmol/kg
chyme)
•
significantly lower amounts of L-lactate in the contents of stomach
(6.31/1.03/0.7 mmol/kg dm) and small intestine (33.4/15.4/16.5 mmol/kg dm)
4. Comparing potassium diformate and free acids no significant differences were
detected.
5. Under these experimental conditions (repeated Salmonella infection, change of
housing, group/individual housing) the animals showed performances like under field
conditions (G1/G2/G3/G4: daily gains:491/494/542/433 g; feed conversion rate: 1.89/
1.76/1.89/1.92 kg/kg gain)
•
pellets of coarsely ground components did not result in adverse effects on
performance
•
addition of potassium diformate or rather free acids tended to result in lower
feed conversion rate (G2: 5.29 %/G3: 4.76 %)
Conclusions:
Statements about the effects of different grinding intensity are difficult due to the
unintentional further milling process during the pelleting process. This fact is also of interest
under field conditions with regard to the distribution of coarsely or rather finely ground
particles in the consumed diet. The addition of acids turned out to be a effective method,
particulary with regard to the determined Salmonella counts after an experimental infection in
the cranial part of the digestive tract. Other effects of a coarsely grounded and pelleted feed,
concerning the substrate and fermentations conditions in the hindgut, which are normally
found, were not seen. This might be due to a relatively short period of time between
infection/feeding and slaughtering. However these effects are very important for the course of
infection.
117
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Anhang
___________________________________________________________________________
9 Anhang
Anhang 1: Phoskana S 80, lysinhaltiges Mineralfuttermittel für Schweine (Deklaration) .... 141
Anhang 2: Keimgehalt (Salmonella Derby) pro ml Infektionsbouillon................................. 141
Anhang 3: Nährstoff- und Energiegehalte der im Versuch eingesetzten Mischfuttermittel in
Versuchsdurchgang 1 und 2, soweit nicht anders angegeben in g/kg TS ...................... 142
Anhang 4: Prozentualer Anteil der Futterpartikel bei einer nassen Siebanalyse des in den zwei
Versuchsdurchgängen eingesetzten Mischfutters .......................................................... 143
Anhang 5: Futteraufnahme in kg während der gesamten Versuchsdauer (je n = 5) in den
beiden Versuchsdurchgängen getrennt nach den Behandlungen ................................... 144
Anhang 6: Körpermasse (kg) der Ferkel während der verschiedenen Versuchsphasen in
Versuchsdurchgang 1 und 2 ........................................................................................... 144
Anhang 7: Auswertung der Rektaltupfer hinsichtlich Salmonella Derby.............................. 146
Anhang 8: Ausscheidungsdauer in Tagen und Anteil positiver Rektaltupfer an der
Gesamttupferzahl getrennt nach primär infizierten Tieren und Kontakttieren .............. 148
Anhang 9: Futteraufnahme der einzelnen Tiere vor der Sektion sowie die Füllung der MagenDarm-Abschnitte (g uS) in Versuchsdurchgang 1 und 2 ............................................... 150
Anhang 10: Futteraufnahme der einzelnen Tiere vor der Sektion sowie die Füllung der
Magen-Darm-Abschnitte (g TS) in Versuchsdurchgang 1 und 2 .................................. 152
Anhang 11: Abfluss der Trockensubstanz aus dem Magen in den Dünndarm der einzelnen
Tiere in g TS/ kg KM/h in Versuchsdurchgang 1 und 2 ................................................ 154
Anhang 12: pH-Werte des Chymus in den einzelnen Magen-Darm-Abschnitten der
Versuchstiere in Versuchsdurchgang 1 und 2 ................................................................ 155
Anhang 13: TS-Gehalte des Chymus in den einzelnen Magen-Darm-Abschnitten (g/kg uS)
der Versuchstiere in Versuchsdurchgang 1 und 2 .......................................................... 157
Anhang 14: Formiat-Gehalte (ml/l) im Magen- und im Dünndarmchymus der Versuchstiere in
Versuchsdurchgang 1 und 2 ........................................................................................... 159
Anhang 15: Laktat-Gehalte (mmol/kg) im Magen-, Dünndarm- und Caecumchymus der
Versuchstiere in Versuchsdurchgang 1 und 2 ................................................................ 160
Anhang 16: Flüchtige Fettsäuren (mmol/kg uS) im Magenchymus der Versuchstiere in
Versuchsdurchgang 1 und 2 ........................................................................................... 161
Anhang 17: Flüchtige Fettsäuren (mmol/kg uS) im Dünndarmchymus der Versuchstiere in
Versuchsdurchgang 1 und 2 ........................................................................................... 163
Anhang 18: Flüchtige Fettsäuren (mmol/kg uS) im Caecumchymus der Versuchstiere in
Versuchsdurchgang 1 und 2 ........................................................................................... 165
Anhang 19: Salmonellen-Keimzahlen (KBE/g) im Magen-, im Dünndarm- und im
Caecumchymus der Versuchstiere inVersuchsdurchgang 1 und 2 ................................ 167
Anhang 20: Salmonellenbefunde der Organ- und Schleimhautproben der Versuchstiere in
Versuchsdurchgang 1 und 2 ........................................................................................... 168
Anhang 21: Nachweis von Antikörper gegen Salmonellen (O-Antigene 1, 4, 5, 6, 7 und 12 im
Blutserum mittels ELISA).............................................................................................. 170
140
Anhang
___________________________________________________________________________
Anhang 1: Phoskana S 80, lysinhaltiges Mineralfuttermittel für Schweine (Deklaration)
Gehalt an
Inhaltstoffen
Zusatzstoffe je kg
Mischfutter
Zusammensetzung
21,5 % Calcium
8,0 % Phosphor
5,0 % Natrium
1,0 % Magnesium
580.000 I.E. Vitamin A
60.000 I.E. Vitamin D3
1.500 I.E. Vitamin E
500 mg Kupfer als Kupfer-(II)-sulfat, Pentahydrat
38 % Dicalciumphosphat (mineralisch)
30 % Calciumcarbonat
13 % Natriumchlorid
5 % Monocalciumphosphat (mineralisch)
5 % Zuckerrohrmelasse
2 % Magnesiumoxid
Anhang 2: Keimgehalt (Salmonella Derby) pro ml Infektionsbouillon
Datum
21.04.06
24.05.06
26.05.06
29.05.06
29.05.06
30.05.06
30.05.06
31.05.06
31.05.06
01.06.06
01.06.06
15.06.06
17.07.06
17.07.06
18.07.06
18.07.06
19.07.06
19.07.06
20.07.06
20.07.06
21.07.06
21.07.06
Tiernummer (Gruppe)
484 (1), 543 (1), 479 (2), 526 (2),
486 (3), xxx (3), 539 (4), 528 (4)
525 (1)
516 (2)
x12 (3)
528 (4)
x13 (1)
53x (2)
x2x (3)
480 (4)
543 (1)
540 (2)
486 (3)
x40 (4)
536 (1)
526 (2)
x7x (3)
478 (4)
484 (1)
479 (2)
xxx (3)
539 (4)
808 (1), 793 (1), 817 (2), 780 (2),
791 (3), 781 (3), 815 (4), 795 (4)
820 (1)
810 (2)
821 (3)
816 (4)
811 (3)
787 (4)
806 (1)
789 (2)
785 (1)
778 (2)
813 (3)
784 (4)
781 (3)
795 (4)
793 (1)
817 (2)
808 (1)
780 (2)
791 (3)
815 (4)
141
Indikation
Primärinfektion 2 Tiere je
Gruppe
Superinfektion
Superinfektion
Superinfektion
Superinfektion
Superinfektion
Superinfektion
Superinfektion
Superinfektion
Superinfektion
Superinfektion
Primärinfektion 2 Tiere je
Gruppe
Superinfektion
Superinfektion
Superinfektion
Superinfektion
Superinfektion
Superinfektion
Superinfektion
Superinfektion
Superinfektion
Superinfektion
KBE/ml
3,2 x 108
3,2 x 108
1,8 x 108
3,3 x 109
6,6 x 108
2,2 x 108
7,0 x 108
1,5 x 108
4,0 x 108
1,1 x 109
6,3 x 108
3,7x108
3,2×107
1,9×108
2,8×108
3,1×108
2,0×108
2,0×108
1,2×108
1,4×108
1,7×108
1,7×108
Anhang
___________________________________________________________________________
Anhang 3: Nährstoff- und Energiegehalte der im Versuch eingesetzten Mischfuttermittel in
Versuchsdurchgang 1 und 2, soweit nicht anders angegeben in g/kg TS
fein
ohne Zusätze
V1
905,80
910,00
45,39
193,20
46,98
35,14
585,09
391,68
45,20
8,04
5,21
1,22
7,76
1,73
2,46
3,72
17,93
16,05
5,98
fein
plus KDF
fein
plus freie Säuren
V2
V1
V2
V1
961,10 902,40 897,70 900,60
983,90 905,90 891,90 906,70
42,69 51,10 46,00 46,59
185,11 184,29 193,75 187,63
41,24
41,42
35,86
37,35
589,91
587,61
397,08 401,16 402,10 403,28
45,20 42,92 45,04 44,88
8,30
8,84
8,14
8,15
5,41
5,16
1,61
1,26
12,75
7,30
1,70
1,88
2,43
2,87
2,57
2,33
3,78
3,83
18,54 17,33 12,95 16,47
15,89
15,98
6,02
5,35
5,36
5,04
V2
V1
V2
897,60 902,30 897,50
900,80 904,20 906,20
TS orginal (g)
2. TS (g)
Rohasche (g)
44,34
Rohprotein (g)
193,20
Rohfaser (g)
Rohfett (g)
NfE (g)
Stärke (g)
402,35
Zucker (g)
45,07
Calcium (g)
8,48
Phosphor (g)
Natrium (g)
Kalium (g)
Magnesium (g)
Schwefel (g)
2,32
Chlorid (g)
Kupfer (mg/kg)
18,52
Energie (MJ ME)
pH– Wert
4,90
Pufferkapazität
340,56 326,09 364,94 364,98 261,37 228,26
(mmol HCl, pH 4)
Pufferkapazität
562,53 551,84 636,75 638,15 540,40 514,22
(mmol HCl, pH 3)
Ameisensäure (g)
0,11
0,15
8,34
7,95
5,46
6,08
Propionsäure (g)
0,53
0,35
2,91
142
grob
ohne Zusätze
43,91 40,80
182,52 163,81
38,72
26,44
610,71
432,04 444,59
42,05 40,75
8,45
8,02
5,50
1,55
7,80
1,69
3,16
2,39
3,86
13,82 14,19
15,82
5,84
6,10
312,30 366,10
505,44 549,42
0,14
0,45
0,10
Anhang
___________________________________________________________________________
Anhang 4: Prozentualer Anteil der Futterpartikel bei einer nassen Siebanalyse des in den zwei
Versuchsdurchgängen eingesetzten Mischfutters
fein
ohne Zusätze
Fein
plus KDF
fein
plus freie Säuren
grob
ohne Zusätze
Partikelgröße (mm)
> 3,2
> 2,0
> 1,4
> 1,0
> 0,8
> 0,6
> 0,4
> 0,2
< 0,2
> 3,2
> 2,0
> 1,4
> 1,0
> 0,8
> 0,6
> 0,4
> 0,2
< 0,2
> 3,2
> 2,0
> 1,4
> 1,0
> 0,8
> 0,6
> 0,4
> 0,2
< 0,2
> 3,2
> 2,0
> 1,4
> 1,0
> 0,8
> 0,6
> 0,4
> 0,2
< 0,2
143
V1
Anteil (%)
0,00
0,53
6,87
14,21
6,27
8,16
6,54
7,30
50,12
0,00
0,60
4,61
12,2
8,53
9,79
8,55
9,32
46,42
0,20
0,43
4,79
12,29
8,77
9,44
6,91
7,76
49,41
0,18
6,67
13,15
10,60
6,15
7,86
6,43
6,91
42,05
V2
Anteil (%)
0,00
0,40
4,64
9,91
7,75
13,00
8,03
8,36
47,91
0,00
0,00
4,66
11,73
9,77
9,32
7,82
8,72
47,98
0,00
0,00
2,37
15,28
8,01
12,76
7,86
9,49
44,23
0,67
6,88
7,43
15,33
3,58
7,33
7,19
6,74
44,85
Anhang
___________________________________________________________________________
Anhang 5: Futteraufnahme in kg während der gesamten Versuchsdauer (je n = 5) in den
beiden Versuchsdurchgängen getrennt nach den Behandlungen
V1
V2
fein
ohne Zusätze
170
191
fein
plus KDF
172
171
fein
plus freie Säuren
180
205
grob
ohne Zusätze
165
165
Anhang 6: Körpermasse (kg) der Ferkel während der verschiedenen Versuchsphasen in
Versuchsdurchgang 1 und 2
Versuchsdurchgang 1
Tag
Gruppe
fein
ohne Zusätze
fein
plus KDF
fein
plus freie
Säuren
grob
ohne Zusätze
-8
-3
21
33 bis 41
Tier Einstallung Versuchsf. Zwischengew. Sektionstag Endgew.
525
9,10
10,2
18,0
33
27,0
484
8,30
10,8
19,6
41
24,0
x13
7,90
10,0
21,2
38
31,2
543
7,90
9,60
16,6
39
24,0
536
8,30
9,80
19,2
40
29,2
516
8,50
11,2
23,6
33
30,6
53x
8,30
10,0
16,6
38
25,2
479
8,30
10,0
21,6
41
36,8
540
6,30
8,40
14,0
39
29,6
526
7,10
8,20
15,4
40
26,2
x7x
8,10
9,20
17,2
41
30,4
x12
8,50
10,2
19,4
35
25,8
x2x
7,50
8,60
16,8
38
27,2
xxx
9,50
11,0
20,6
40
34,2
486
7,10
9,80
20,2
39
31,2
528
6,90
8,00
14,0
35
20,8
x40
9,30
11,0
19,2
39
28,0
539
8,10
9,80
19,2
41
31,0
480
8,10
9,80
18,6
38
26,6
478
8,70
10,8
20,0
40
30,6
144
Anhang
___________________________________________________________________________
Fortsetzung Anhang 6
Versuchsdurchgang 2
Tag
Gruppe
fein
ohne Zusätze
fein
plus KDF
fein
plus freie
Säuren
grob
ohne Zusätze
Tier
-7
-2
21
Einstallung Versuchsf. Zwischengew.
32 bis 36
Sektionstag Endgew.
820
11,1
13,6
23,6
35
30,8
808
11,2
13,8
27,2
36
42,6
806
10,3
11,6
25,6
34
38,2
793
12,3
13,2
27,8
32
34,8
785
9,5
10,8
17,0
33
23,6
789
11,7
13,2
22,0
34
30,0
778
11,1
12,6
22,2
33
30,2
780
11,3
12,6
20,8
36
29,8
817
11,7
13,0
24,2
32
33,0
810
10,7
12,6
27,2
35
35,6
781
10,9
12,6
20,0
32
28,0
791
12,1
14,0
25,8
36
38,8
813
11,5
13,8
27,8
33
38,2
811
11,9
15,0
29,6
34
43,6
821
10,5
12,8
25,0
35
34,0
784
9,1
10,4
15,4
33
22,6
795
13,7
16,0
25,6
32
37,4
787
11,3
13,4
18,8
34
24,2
816
10,7
13,0
19,4
35
26,2
815
13,3
15,4
27,6
36
42,6
145
Anhang
___________________________________________________________________________
Anhang 7: Auswertung der Rektaltupfer hinsichtlich Salmonella Derby
Tag
Monat
Tag Versuch
fein
ohne Zusätze
484
543
525
536
x13
fein
plus KDF
479
526
53x
540
516
fein
plus freie Säuren
486
xxx
x7x
x2x
x12
grob
ohne Zusätze
539
528
478
480
x40
Versuchsdurchgang 1
13 18 22 23 24 25 26 27 28 29 30 1 3 5 7 11 13 17 21 23
4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 5 5 5
-8 -3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 16 20 22 26 30 32
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
0
0
0
2
2
0
0
0
2
2
0
0
0
2
2
2
2
2
2
2
1
1
2
2
1
1
1
1
2
1
1
1
1
2
1
1
1
1
2
2
1
1
1
2
2
1
1
1
2
1
1
1
1
2
1
1
1
1
2
1
1
1
1
2
1
1
2
1
2
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
0
0
0
2
2
0
0
0
2
2
0
0
0
2
2
2
2
2
2
1
1
2
1
2
2
1
1
1
2
1
1
1
1
2
1
1
2
1
2
2
1
1
1
2
2
1
1
1
2
2
1
2
1
2
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
0
0
0
2
2
0
0
0
2
2
0
0
0
2
2
2
2
2
1
1
2
1
1
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
2
1
1
1
1
2
2
1
1
1
2
2
1
1
1
2
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
0
0
0
2
2
0
0
0
2
2
0
0
0
2
2
2
2
2
2
2
2
1
2
2
2
2
2
2
2
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
2
2
2
2
2
1
2
2
2
2
1
2
2
1
2
1
1
2
1
2
2
2
2
1
1
1
2
2
1
2
1
2
2
1
2
1
1
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
146
Anhang
___________________________________________________________________________
Fortsetzung Anhang 7
Versuchsdurchgang 2
8 13 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 27 29 1 5 9 13 17
6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 7 7 7 7 7
-7 -2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 16 20 24 28 32
Tag
Monat
Tag Versuch
Fein
ohne Zusätze
808
1 1 2 2 2
793
1 1 2 1 1
820
1 1 0 0 0
806
1 1 0 0 0
785
1 1 0 0 0
Fein
plus KDF
817
1 1 2 1 1
780
1 1 2 1 1
810
1 1 0 0 0
789
1 1 0 0 0
778
1 1 0 0 0
fein
plus freie Säuren
791
1 1 2 2 2
781
1 1 2 1 1
821
1 1 0 0 0
811
1 1 0 0 0
813
1 1 0 0 0
grob
ohne Zusätze
815
1 1 2 2 1
795
1 1 2 1 1
816
1 1 0 0 0
787
1 1 0 0 0
784
1 1 0 0 0
grau unterlegt: primär infizierte Tiere
weiß unterlegt: Kontakttiere
1: Rektaltufer Salmonellen-negativ
2: Rektaltupfer Salmonellen-positiv
0: es wurde kein Rektaltupfer entnommen
2
1
1
1
1
2
1
1
1
1
2
1
1
1
1
2
1
1
1
1
2
1
1
1
1
2
1
1
1
1
2
1
1
1
2
2
1
1
1
1
2
1
1
1
1
2
1
1
1
1
2
1
1
1
1
2
2
1
1
1
2
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
2
1
1
1
1
2
1
1
1
1
2
1
1
1
1
2
1
1
1
1
2
1
1
1
1
2
1
1
1
1
2
2
1
1
1
2
2
1
1
1
2
2
1
1
1
2
1
1
1
1
2
1
1
1
1
2
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
1
1
1
2
2
1
1
1
147
Anhang
___________________________________________________________________________
Anhang 8: Ausscheidungsdauer in Tagen und Anteil positiver Rektaltupfer an der
Gesamttupferzahl getrennt nach primär infizierten Tieren und Kontakttieren
Futtermittel
fein
ohne Zusätze
fein
plus KDF
fein
plus freie Säuren
grob
ohne Zusätze
primär infizierte Tiere
Ausscheidungsdauer
Versuchsdurchgang
in Tagen
V1
25
V1
9
V2
31
V2
21
AusscheidungsFrequenz (%)
80,0
35,0
89,5
10,5
V1
V1
V2
V2
21
11
1
4
70,0
40,0
5,26
10,5
V1
V1
V2
V2
V1
V1
V2
V2
4
11
31
1
29
11
31
31
20,0
45,0
47,4
5,26
85,0
50,0
73,7
31,6
148
Anhang
___________________________________________________________________________
Fortsetzung Anhang 8
Futtermittel
fein ohne Zusätze
fein plus KDF
fein plus freie Säuren
grob ohne Zusätze
Kontakttiere
Ausscheidungsdauer AusscheidungsVersuchsdurchgang
in Tagen
frequenz (%)
V1
1
6,67
V1
19
13,3
V1
2
13,3
V2
0
0,00
V2
0
0,00
V2
1
7,14
V1
V1
V1
V2
V2
V2
1
11
1
0
0
0
6,67
26,5
6,67
0,00
0,00
0,00
V1
V1
V1
V2
V2
V2
V1
V1
V1
V2
V2
V2
11
1
1
0
0
0
22
12
18
0
0
0
33,3
6,67
6,67
0,00
0,00
0,00
73,3
40,0
73,3
0,00
0,00
0,00
149
Anhang
___________________________________________________________________________
Anhang 9: Futteraufnahme der einzelnen Tiere vor der Sektion sowie die Füllung der MagenDarm-Abschnitte (g uS) in Versuchsdurchgang 1 und 2
Versuchsdurchgang 1
Tier
484
543
525
536
x13
479
526
53x
540
516
Futteraufnahme Magen Dünndarm Caecum Colonanfang
312
409
441
484
367
853
338
439
335
567
486
xxx
x7x
x2x
x12
499
729
446
551
415
539
528
478
480
x40
985
205
504
437
522
ColonendeRektum
448
411
590
911
621
fein ohne Zusätze
338
112
495
130
337
75,4
395
100
348
140
252
288
205
134
153
128
39,1
12,7
114
28,4
1253
911
483
536
589
fein plus KDF
338
278
395
100
458
209
219
173
465
104
249
134
246
276
189
65,7
114
53,9
114
160
335
405
257
157
298
126
84,1
22,2
89,5
60,4
401
164
472
260
272
72,3
181
157
82,7
83,5
fein plus freie Säuren
668
303
120
751
519
168
689
420
196
1241
493
105
670
504
56,7
grob ohne Zusätze
1186
533
58,9
156
256
92,3
651
436
139
487
371
100
726
523
135
150
Anhang
___________________________________________________________________________
Fortsetzung Anhang 9
Versuchsdurchgang 2
Tier
820
806
785
793
808
810
789
778
817
780
Futteraufnahme Magen Dünndarm Caecum Colonanfang
548
851,
519
789
909
519
567
677
579
630
821
811
813
781
791
889
828
472
379
799
816
787
784
795
815
546,00
231,00
434,00
355,00
911,00
ColonendeRektum
634
801
766
1048
1193
fein ohne Zusätze
675
245,50
746
119,65
857
68,37
621
167,48
877
81,43
278,72
474,90
184,98
388,96
391,74
75,84
111,66
5,83
180,53
378,96
526
946
810
832
698
fein plus KDF
536
153
483
112
649
96,7
393
214
562
85,7
285
184
292
319
320
110
74,4
22,2
244
155
330
557
441
218
255
304
145
60,0
63,9
241
279
148
178
346
575
161
42,6
58,9
121
340
fein plus freie Säuren
1450
873
134
1063
1149
112
808
554
57,5
512
551
66,7
1208
901
119
grob ohne Zusätze
648
596
127
207
412
73,7
515
409
123
393
564
56,8
966
968
129
151
Anhang
___________________________________________________________________________
Anhang 10: Futteraufnahme der einzelnen Tiere vor der Sektion sowie die Füllung der
Magen-Darm-Abschnitte (g TS) in Versuchsdurchgang 1 und 2
Versuchsdurchgang 1
Tier
543
525
536
x13
479
526
53x
540
516
Futteraufnahme Magen Dünndarm Caecum Colonanfang
fein ohne Zusätze
370
129
62,2
20,5
55,9
399
144
46,3
11,3
36,8
438
411
47,4
14,5
24,5
332
74,7
42,8
16,4
30,0
770
305
396
302
512
486
xxx
x7x
x2x
x12
449
657
402
496
374
539
528
478
480
x40
889
185
455
394
471
280
132
58,1
55,8
106
fein plus KDF
55,8
27,3
58,5
10,1
51,8
22,1
23,0
20,2
75,0
12,0
fein plus freie Säuren
120
38,3
12,3
313
64,4
19,6
118
55,8
24,9
154
74,5
16,1
118
51,8
5,59
grob ohne Zusätze
445
92,0
8,19
39,0
38,9
10,3
152
59,7
21,6
45,1
51,8
13,3
140
68,2
16,2
152
ColonendeRektum
10,4
1,42
26,1
7,40
22,9
18,3
40,2
40,2
37,4
13,5
18,2
9,76
26,2
34,8
42,4
63,1
44,9
30,3
36,6
25,8
25,2
6,56
23,4
15,2
71,3
25,5
80,0
42,3
55,5
19,4
42,3
42,1
18,0
22,8
Anhang
___________________________________________________________________________
Fortsetzung Anhang 10
Versuchsdurchgang 2
Tier
820
806
785
793
808
810
789
778
817
780
Futteraufnahme Magen Dünndarm Caecum Colonanfang
fein ohne Zusätze
496
171
69,0
26,6
51,2
771
302
97,2
14,3
73,2
470
221
95,5
11,8
37,6
715
312
83,1
18,1
61,2
823
398
123
12,7
73,2
468
512
611
522
569
821
811
813
781
791
801
746
425
341
720
816
787
784
795
815
493
208
392
320
822
103
246
201
200
176
fein plus KDF
62,9
16,6
70,2
17,6
77,0
14,1
56,0
26,3
72,0
11,8
fein plus freie Säuren
410
94,8
10,6
164
126
10,9
227
75,3
7,35
63,8
66,4
6,77
316
98,0
13,5
grob ohne Zusätze
62,5
75,9
17,9
42,7
46,9
8,54
118
44,1
13,2
44,4
64,4
7,60
303
114,4
16,3
153
ColonendeRektum
20,6
31,2
1,50
39,9
106
44,4
36,1
46,3
59,9
57,8
26,50
16,6
4,21
68,06
37,8
35,8
83,0
75,1
38,3
36,8
65,4
31,4
14,0
16,3
51,9
39,6
24,6
27,3
54,1
115,9
31,6
9,98
14,4
29,6
92,2
Anhang
___________________________________________________________________________
Anhang 11: Abfluss der Trockensubstanz aus dem Magen in den Dünndarm der einzelnen
Tiere in g TS/ kg KM/h in Versuchsdurchgang 1 und 2
V1
fein
ohne Zusätze
fein
plus KDF
fein
plus freie Säuren
grob
ohne Zusätze
Tier
484
543
525
536
x13
479
526
53x
540
516
486
xxx
x7x
x2x
x12
539
528
478
480
x40
Abfluss
2,02
2,01
2,36
0,19
2,07
2,66
1,65
2,68
2,08
2,65
2,11
2,51
2,33
3,14
1,99
2,86
1,75
1,98
2,63
2,96
154
Tier
820
806
785
793
808
810
789
778
817
780
821
811
813
781
791
816
787
784
795
815
V2
Abfluss
2,88
2,70
2,94
2,56
2,79
2,04
2,19
2,69
2,42
2,62
2,85
2,66
1,29
1,97
2,58
3,26
1,70
2,40
1,83
2,42
Anhang
___________________________________________________________________________
Anhang 12: pH-Werte des Chymus in den einzelnen Magen-Darm-Abschnitten der
Versuchstiere in Versuchsdurchgang 1 und 2
Tier
543
x13
525
536
484
540
53x
516
526
479
486
x2x
x12
x7x
xxx
x40
480
528
478
539
Versuchsdurchgang 1
Magen Dünndarm Caecum Colonanfang
fein ohne Zusätze
5,33
6,21
6,19
6,28
4,43
5,84
6,09
6,30
5,01
5,53
5,92
5,53
5,75
6,47
5,73
6,03
5,22
6,01
5,66
6,01
fein plus KDF
3,65
6,60
5,96
5,58
2,34
5,85
6,43
5,94
3,61
6,30
5,61
5,81
4,02
6,76
6,07
5,75
5,04
6,23
5,75
5,92
fein plus freie Säuren
3,53
6,42
5,78
6,84
4,74
6,26
6,05
5,85
3,15
6,53
6,05
5,72
3,58
6,23
5,61
5,70
5,07
6,40
5,83
5,73
grob ohne Zusätze
4,98
6,91
5,88
6,36
2,36
5,68
5,60
5,80
5,21
6,08
5,75
5,75
3,04
5,99
6,10
6,13
5,43
5,62
5,53
155
Colonende-Rektum
7,13
7,13
5,60
6,43
6,68
6,03
6,79
5,76
6,22
6,32
6,52
6,27
5,91
6,31
6,72
6,33
5,62
6,36
6,86
6,34
Anhang
___________________________________________________________________________
Fortsetzung Anhang 12
Tier
820
808
806
785
793
810
780
789
778
817
Versuchsdurchgang 2
Magen Dünndarm Caecum Colonanfang
fein ohne Zusätze
5,27
6,08
5,66
6,03
5,45
6,42
6,14
5,87
5,38
6,01
5,81
5,56
5,52
5,47
6,70
6,44
5,32
5,66
5,47
5,80
3,78
4,59
4,90
5,09
5,00
821
791
811
813
781
4,99
5,07
4,16
4,88
3,09
816
815
787
784
795
3,11
5,47
3,61
4,09
2,98
6,30
6,44
6,35
6,54
6,55
fein plus KDF
6,04
6,05
6,53
6,08
5,73
5,90
5,94
6,17
5,89
6,08
fein plus freie Säuren
6,63
5,89
5,81
6,52
5,87
5,75
6,39
5,56
5,72
6,34
6,02
6,17
6,36
5,82
6,23
grob ohne Zusätze
5,29
5,95
5,38
6,41
5,70
5,86
5,99
5,85
5,81
5,83
5,77
6,20
5,85
6,13
156
Colonende-Rektum
6,99
6,66
6,78
6,63
6,89
6,71
6,71
6,37
6,93
6,27
6,32
6,33
6,56
7,00
5,72
6,81
6,31
6,28
6,92
Anhang
___________________________________________________________________________
Anhang 13: TS-Gehalte des Chymus in den einzelnen Magen-Darm-Abschnitten (g/kg uS)
der Versuchstiere in Versuchsdurchgang 1 und 2
Tier
484
543
525
536
x13
479
526
53x
540
516
Versuchsdurchgang 1
Magen Dünndarm Caecum Colonanfang Colonende-Rektum
fein ohne Zusätze
197
108
77,9
128
253
314
126
158
194
267
244
137
149
180
112
451
120
145
182
229
120
123
117
195
260
223
145
120
100
180
486
xxx
x7x
x2x
x12
180
418
171
125
176
539
528
478
480
x40
375
250
233
92,6
193
165
148
113
105
161
fein plus KDF
98,2
101
106
117
115
91,7
137
163
146
198
fein plus freie Säuren
127
102
127
124
116
156
133
127
174
151
154
193
103
98,6
123
grob ohne Zusätze
173
139
178
152
112
155
137
155
169
140
133
163
130
120
204
157
206
161
181
229
217
204
300
296
261
252
268
233
269
217
274
Anhang
___________________________________________________________________________
Fortsetzung Anhang 13
Tier
785
806
808
820
793
778
789
780
810
817
Versuchsdurchgang 2
Magen Dünndarm Caecum Colonanfang Colonende-Rektum
fein ohne Zusätze
289
114
173
203
257
377
130
119
154
280
333
140
156
187
280
270
102
108
184
272
298
134
108
157
221
249
261
252
196
240
813
811
791
821
781
281
154
262
283
125
784
787
815
816
795
229
206
313
96,5
123
119
145
128
117
143
fein plus KDF
146
158
138
108
123
159
196
181
156
188
fein plus freie Säuren
136
128
170
110
97,7
149
109
114
145
109
78,7
108
121
101
175
grob ohne Zusätze
108
107
153
114
116
166
118
126
202
127
141
142
114
134
157
158
190
223
245
241
279
233
217
215
215
256
244
234
271
197
244
Anhang
___________________________________________________________________________
Anhang 14: Formiat-Gehalte (ml/l) im Magen- und im Dünndarmchymus der Versuchstiere in
Versuchsdurchgang 1 und 2
Versuchsdurchgang 1
Versuchsdurchgang 2
Tier Magen Dünndarm Tier Magen Dünndarm
fein ohne Zusätze
484
42,1
820 16,8
69,9
543
22,6
264
806 25,1
350
525
22,9
282
785 30,3
104
536
25,8
217
793 7,55
42,2
x13
26,3
369
808 22,6
315
fein plus KDF
479 1451
468
810
696
628
526 1028
167
789 1792
839
53x
157
582
778 1746
725
540
588
66,3
817 1691
392
516
668
323
780
879
fein plus freie Säuren
486
537
472
821 2016
358
xxx
400
1174
811
856
341
x7x
707
391
813 1421
724
x2x
800
492
781
379
472
x12
398
585
791
203
grob ohne Zusätze
539
37,7
136
816 11,4
153
528
29,1
263
787
305
478
14,9
463
784 16,4
233
480
16,4
174
795
456
x40
27,0
498
815
850
159
Anhang
___________________________________________________________________________
Anhang 15: Laktat-Gehalte (mmol/kg) im Magen-, Dünndarm- und Caecumchymus der
Versuchstiere in Versuchsdurchgang 1 und 2
Tier
484
543
525
536
x13
479
526
53x
540
516
486
xxx
x7x
x2x
x12
539
528
478
480
x40
Versuchsdurchgang 1
Versuchsdurchgang 2
Magen Dünndarm Caecum Tier Magen Dünndarm Caecum
fein ohne Zusätze
4,25
14,03
1,41
820 4,10
32,7
11,5
6,32
41,7
0,750 806 6,21
50,1
0,050
4,38
18,1
785 10,6
77,9
0,070
3,23
17,6
793 17,0
57,3
0,620
4,14
3,66
9,94
808 2,82
21,2
0,060
fein plus KDF
0,420
15,2
0,480 479 0,420
15,2
0,480
0,270
12,8
0,080 526 0,270
12,8
0,080
0,510
0,470
8,17
53x 0,510
0,470
8,17
0,280
13,1
2,04
540 0,280
13,1
2,04
0,420
5,70
1,56
516 0,420
5,70
1,56
fein plus freie Säure
0,340
11,3
821 0,700
17,6
0,210
1,23
23,2
4,01
811 0,540
22,0
0,620
0,48
12,3
0,240 813 0,710
22,9
0,780
0,47
0,480
0,040 781 0,910
20,9
0,020
1,12
13,6
12,5
791 0,540
21,0
2,62
grob ohne Zusätze
13,4
65,4
816 3,78
56,6
0,70
13,8
32,6
6,93
787 1,09
31,2
1,61
2,11
30,8
784 7,69
65,3
34,80
3,76
49,2
0,150 795 0,560
27,8
10,57
9,55
9,68
0,060 815 1,44
28,9
2,40
160
Anhang
___________________________________________________________________________
Anhang 16: Flüchtige Fettsäuren (mmol/kg uS) im Magenchymus der Versuchstiere in
Versuchsdurchgang 1 und 2
Versuchsdurchgang 1
Tier Essigs. Propions. i-Butters. n-Butters. i-Valerians. n-Valerians.
fein ohne Zusätze
484 9,40
0,980
0,00
0,315
0,00
0,00
543 23,8
6,15
0,00
1,04
0,00
0,00
525 36,6
4,79
0,00
2,46
0,275
0,565
536 35,6
6,80
0,00
1,15
0,00
0,00
x13 12,4
4,39
0,00
0,760
0,00
0,00
fein plus KDF
479 20,9
3,30
0,00
0,00
0,00
0,00
526 31,1
8,28
0,00
1,31
0,000
0,755
53x 34,1
4,79
0,00
2,66
0,370
0,670
540 21,0
1,24
0,00
0,955
0,000
0,00
516 39,2
6,80
0,200
2,29
0,405
0,530
fein plus freie Säuren
486 49,7
16,8
0,00
5,79
0,890
1,36
xxx 24,4
13,2
0,00
1,35
0,00
0,460
x7x 11,0
2,70
0,00
0,500
0,00
0,00
x2x 15,2
4,40
0,00
0,615
0,00
0,00
x12 7,59
1,82
0,00
0,000
0,00
0,00
grob ohne Zusätze
539 14,6
1,73
0,00
1,12
0,00
0,00
528 14,6
1,73
0,00
1,12
0,00
0,00
478 18,4
3,65
0,00
1,10
0,00
0,00
480 7,29
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
x40 56,3
24,8
0,00
8,28
1,19
4,54
161
Anhang
___________________________________________________________________________
Fortsetzung Anhang 16
Tier
820
806
785
793
808
810
789
778
817
780
821
811
813
781
791
816
787
784
795
815
Versuchsdurchgang 2
Essigs. Propions. i-Butters. n-Butters. i-Valerians.
fein ohne Zusätze
31,6
4,51
0,455
1,86
0,270
10,9
1,49
0,00
0,410
0,00
24,9
4,45
0,00
0,865
0,00
21,0
2,05
0,00
0,445
0,00
14,4
2,14
0,00
0,660
0,00
fein plus KDF
14,9
3,19
0,00
0,610
0,00
21,2
3,77
0,00
0,660
0,00
16,0
2,31
0,00
0,460
0,00
13,9
2,74
0,00
0,380
0,00
25,8
3,71
0,00
0,950
0,00
fein plus freie Säuren
24,3
9,85
0,00
0,370
0,00
17,5
5,26
0,00
0,490
0,00
27,6
8,73
0,405
1,62
0,00
22,0
5,45
0,00
1,03
0,00
22,9
9,22
0,00
0,785
0,00
grob ohne Zusätze
17,4
2,51
0,00
0,44
0,00
20,9
3,66
0,00
0,74
0,00
32,0
4,61
0,370
2,13
0,355
21,7
3,49
0,00
1,89
0,295
26,6
3,65
0,00
1,14
0,00
162
n-Valerians.
0,415
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,495
0,00
0,00
0,360
0,000
0,375
0,00
0,405
0,00
0,00
0,490
0,450
0,00
Anhang
___________________________________________________________________________
Anhang 17: Flüchtige Fettsäuren (mmol/kg uS) im Dünndarmchymus der Versuchstiere in
Versuchsdurchgang 1 und 2
Versuchsdurchgang 1
Tier Essigs. Propions. i-Butters. n-Butters. i-Valerians.
fein ohne Zusätze
484 11,6
0,500
0,00
0,00
0,00
543 9,35
0,930
0,00
0,00
0,00
525 18,3
1,32
0,00
0,570
0,00
536 5,90
1,70
0,00
0,675
0,00
x13 9,11
0,885
0,00
0,000
0,00
fein plus KDF
479 15,7
1,05
0,00
0,00
0,00
526 32,8
5,86
0,00
1,38
0,00
53x 21,0
1,24
0,00
0,955
0,00
540 21,0
1,24
0,00
0,955
0,00
516 14,1
1,55
0,00
1,04
0,00
fein plus freie Säuren
486 17,5
2,94
0,00
2,00
0,375
xxx 17,2
3,30
0,00
0,560
0,00
x7x 24,1
3,20
0,00
0,00
0,00
x2x
x12 13,1
0,630
0,00
0,00
0,00
grob ohne Zusätze
539 25,1
3,98
0,00
1,08
0,00
528 47,5
9,54
0,00
3,83
0,535
478 56,3
24,8
0,00
8,28
1,19
480 3,96
0,00
0,00
0,00
0,00
x40 15,9
0,61
0,00
0,365
0,00
163
n-Valerians.
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,730
0,00
0,00
0,00
0,485
0,00
0,00
0,00
0,00
0,940
0,00
0,00
0,00
Anhang
___________________________________________________________________________
Fortsetzung Anhang 17
Versuchsdurchgang 2
Tier Essigs. Propions. i-Butters. n-Butters. i-Valerians.
fein ohne Zusätze
820 16,5
0,980
0,00
0,475
0,00
806 21,0
1,16
0,00
0,00
0,00
785 23,4
1,64
0,00
0,00
0,00
793 14,0
0,00
0,00
0,00
0,00
808 21,4
1,32
0,00
0,00
0,00
fein plus KDF
810 27,2
1,24
0,00
1,07
0,00
789 27,7
1,28
0,00
0,780
0,00
778 27,9
1,30
0,00
0,485
0,00
817 15,2
0,730
0,00
0,000
0,00
780 19,7
1,05
0,00
0,645
0,00
fein plus freie Säuren
821 21,4
1,84
0,00
0,00
0,00
811 18,4
1,69
0,00
0,00
0,00
813 28,7
1,96
0,00
1,19
0,00
781 25,5
1,13
0,000
1,09
0,000
791 35,9
4,71
0,345
2,06
0,415
grob ohne Zusätze
816 15,5
0,785
0,00
0,00
0,00
787 20,0
1,41
0,00
0,345
0,00
784 15,7
0,615
0,00
0,500
0,00
795 19,1
1,05
0,00
0,515
0,00
815 27,8
1,01
0,00
0,975
0,00
164
n-Valerians.
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
0,485
0,00
0,00
0,00
0,00
0,00
Anhang
___________________________________________________________________________
Anhang 18: Flüchtige Fettsäuren (mmol/kg uS) im Caecumchymus der Versuchstiere in
Versuchsdurchgang 1 und 2
Versuchsdurchgang 1
Tier Essigs. Propions. i-Butters. n-Butters. i-Valerians. n-Valerians.
fein ohne Zusätze
484 64,2
43,7
0,00
9,34
0,00
3,25
543 56,3
24,8
0,00
8,28
0,00
4,54
525
536 80,9
25,6
0,00
8,18
0,995
4,63
x13 29,3
6,79
0,00
3,10
0,00
0,00
fein plus KDF
479 69,3
30,0
0,00
4,10
0,00
2,30
526 56,3
24,8
0,00
8,28
1,19
4,54
53x 54,3
14,1
0,00
2,76
0,00
1,99
540 46,0
22,6
0,00
5,84
0,00
1,08
516 47,8
27,7
0,00
6,17
0,290
2,03
fein plus freie Säuren
486 76,4
21,9
0,000
5,28
0,495
2,11
xxx 74,7
22,9
0,000
4,80
0,475
2,89
x7x 80,6
30,1
0,000
6,89
0,350
0,268
x2x
x12
grob ohne Zusätze
539 40,3
12,3
0,00
3,59
0,340
1,23
528
478 33,0
14,5
0,00
4,00
0,00
0,800
480 36,7
27,5
0,00
5,49
0,00
2,86
x40 52,9
23,7
0,00
5,03
0,315
1,35
165
Anhang
___________________________________________________________________________
Fortsetzung Anhang 18
Versuchsdurchgang 2
Tier Essigs. Propions. i-Butters. n-Butters. i-Valerians. n-Valerians.
fein ohne Zusätze
820 75,2
24,8
0,860
5,96
0,545
1,53
806 88,8
23,5
0,910
6,13
0,495
0,770
785 84,4
24,4
2,09
5,76
2,56
5,75
793 62,1
18,5
0,00
4,37
0,00
0,795
808 121
31,3
1,72
7,91
1,50
2,89
fein plus KDF
810 91,1
23,5
0,860
3,85
0,595
3,64
789 90,0
22,7
1,80
5,95
1,79
2,74
778 116
27,8
0,00
8,25
1,04
3,68
817 116
37,7
0,00
11,1
0,715
3,39
780 102
26,9
0,00
6,51
0,815
3,40
fein plus freie Säuren
821 62,3
18,5
0,640
4,53
0,280
0,860
811 115
35,5
0,000
10,2
0,315
1,79
813 109
30,8
0,000
6,09
0,735
4,07
781 116
30,2
0,000
7,64
0,510
3,05
791 103
21,6
0,000
9,27
0,930
2,06
grob ohne Zusätze
816 53,9
17,5
0,00
4,70
0,00
2,49
787 105
33,7
1,19
10,3
0,985
2,35
784 78,1
18,4
0,00
4,91
0,365
0,860
795 79,1
24,8
0,00
6,57
0,720
1,60
815 111
23,9
0,00
6,17
0,565
1,65
166
Anhang
___________________________________________________________________________
Anhang 19: Salmonellen-Keimzahlen (KBE/g) im Magen-, im Dünndarm- und im
Caecumchymus der Versuchstiere inVersuchsdurchgang 1 und 2
Versuchsdurchgang 1
Versuchsdurchgang 2
Tier Magen
Dünndarm Caecum Tier Magen Dünndarm Caecum
fein ohne Zusätze
484 2,1 x 105
4,8 x 106
1,8 x 104
793 9,3×105 6,5×106
4,0×107
543 8,9 x 105
5,0 x 106
6,1 x 106
808 2,4×105 1,2×106
2,9×106
525 4,4 x 106
9,9 x 107
1,3 x 107
785 2,1×106 2,2×107
1,3×107
536 9,0 x 105
3,5 x 106
1,7 x 107
820 4,9×105 1,6×106
1,9×106
x13 4,8 x 104
2,5 x 106
1,7 x 107
806 4,4×105 4,7×106
4,1×106
fein plus KDF
4
479 2,2 x 10
≤10²
≤10²
817 1,1×105 5,6×104
1,7×106
526 3,3 x 104
1,0 x 105
1,1 x 104
780 4,0×10³ 1,0×105
1,3×106
53x 4,2 x 105
8,0 x 103
3,5 x 105
778 5,2×10³ 1,1×104
1,2×106
540 ≤10²
≤10²
1,4 x 106
810 ≤10²
1,4×10³
4,6×104
516 ≤10²
1,5 x 105
3,0 x 106
789 2,2×104 3,2×105
4,6×104
fein plus freie Säuren
6
486 1,3 x 10
6
3,1 x 10
3,7 x 105
781 ≤10²
3,0×106
5,4×106
xxx 2,4 x 103
1,0 x 103
1,3 x 105
791 5,4×10³ 5,4×10³
1,6×106
x7x 1,1 x 104
2,2 x 105
2,8 x 105
813 ≤10³
2,3×106
x2x 1,3 x 104
5,9 x 104
8,1 x 104
821 2,4×10³ ≤10³
x12 ≤10²
5,6 x 103
539 5,1 x 105
5,4 x 106
2,7 x 106
795 ≤10²
528 1,4 x 106
7,2 x 105
478 4,3 x 104
2,9 x 106 811 ≤10²
grob ohne Zusätze
1,2×10³
1,7×105
1,0×104
2,4×106
4,9×106
2,1×107
9,3 x 105
815 5,9×105 8,2×106
1,7×107
4,5 x 106
4,0 x 105
784 5,9×106 5,4×107
≥108
480 ≤10²
≤10²
1,7 x 106
816 1,4×10³ 4,5×106
7,2×105
x40 2,2 x 105
3,3 x 107
5,9 x 106
787 1,2×105 2,7×107
6,5×107
167
Anhang
___________________________________________________________________________
Anhang 20: Salmonellenbefunde der Organ- und Schleimhautproben der Versuchstiere in
Versuchsdurchgang 1 und 2
Tier
484
543
525
536
x13
479
526
53x
540
516
486
xxx
x7x
x2x
x12
539
528
478
480
x40
Versuchsdurchgang 1
Tonsillen Lnn. ileocaecales
Magen
fein ohne Zusätze
2
1
2
2
2
2
1
1
2
1
1
2
2
2
2
fein plus KDF
2
1
2
2
1
2
1
2
1
2
2
1
1
1
2
fein plus freie Säuren
2
1
2
2
1
2
2
2
2
2
2
2
1
1
1
grob ohne Zusätze
2
1
2
1
2
2
2
2
2
2
1
2
2
1
2
168
Dünndarm Caecum
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
Anhang
___________________________________________________________________________
Fortsetzung Anhang 20
Tier
Tonsillen
820
806
785
793
808
1
2
2
2
2
810
789
778
817
780
2
2
2
2
2
821
811
813
781
791
2
2
2
2
2
816
1
787
2
784
2
795
2
815
2
1: Salmonellen-negativ
2: Salmonellen-positiv
Versuchsdurchgang 2
Lnn. ileocaecales
Magen Dünndarm Caecum
fein ohne Zusätze
1
2
2
2
1
2
2
2
1
2
2
2
1
2
2
2
1
2
2
2
fein plus KDF
1
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
2
2
2
1
2
2
2
fein plus freie Säuren
1
2
1
2
2
2
2
2
1
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
grob ohne Zusätze
1
2
2
2
1
2
2
2
1
2
2
2
2
1
2
2
1
2
2
2
169
Anhang
___________________________________________________________________________
Anhang 21: Nachweis von Antikörper gegen Salmonellen (O-Antigene 1, 4, 5, 6, 7 und 12 im
Blutserum mittels ELISA)
fein
fein
ohne Zusätze
plus KDF
Tier ELISA/OD%1 Tier ELISA/OD%1
484
1
526
1
525
1
540
1
536
1
516
1
543
1
479
1
x13
1
53x
1
806
1
810
1
808
12
817
1
820
1
789
1
785
1
780
1
793
1
778
1
1
OD = optische Diche
ELISA OD%: < 10 = Ergebnis negativ
ELISA OD%: 10 – < 20 = Ergebnis fraglich
ELISA OD%: ≥ 20 = Ergebnis positiv
fein
plus freie Säuren
Tier ELISA/OD%1
486
1
x2x
1
x12
1
xxx
1
x7x
4
781
1
791
1
821
1
813
1
811
1
170
grob
ohne Zusätze
Tier ELISA/OD%1
x40
2
478
15
480
1
528
5
539
24
815
2
784
1
787
1
795
1
816
1
Anhang
___________________________________________________________________________
10 Danksagung
Meinen herzlichen persönlichen Dank möchte ich Herrn Prof. Dr. J. Kamphues für die
Überlassung des interessanten Themas, die wissenschaftliche Betreuung und die freundliche
Unterstützung, die er mir jederzeit zur Förderung dieser Arbeit gewährte, aussprechen.
Yasmin Hassan möchte ich herzlichst danken für die stets harmonische Zusammenarbeit, das
gegenseitige Vertrauen und vor allem für ihre immerwährende Hiflsbereitschaft.
Der BASF-AG Ludwigshafen sei gedankt für die finanzielle Unterstützung dieser Arbeit und
die gute Zusammenarbeit.
Mein herzlicher Dank gilt ebenfalls Frau Dr. Venja Taube, Frau Dr. Claudia Westfahl, Frau
Ulrike Kümmel und Herrn Dr. Christian Visscher für ihre immer währende Hilfsbereitschaft,
Unterstützung, Korrekturen und für wertvolle Anmerkungen.
Auch bei unserem Laborleiter Herrn Rust sowie allen anderen Mitarbeitern des Labors des
Institutes für Tierernährung möchte ich mich für die Unterstützung bei der Probenentnahme
während der Sektion und der Analyse der Chymusproben bedanken.
Dem Team im Tierhaus, insbesondere Mike Patzer und Ulrike Liedtke, sei gedankt für die
zuverlässige Betreuung der Tiere und die stets nette und hilfsbereite Fürsorge.
Ein ganz herzliches Dankeschön geht an Frau Dr. J. Verspohl für die wissenschaftliche
Unterstützung dieser Arbeit in mikrobiologischen Fragen und an alle weiteren Mitarbeiter des
Institutes für Mikrobiologie, die mich unterstützt haben. Vor allem Herrn Hensdorf danke ich
für die unermüdliche Herstellung der Nährmedien für die bakteriologischen Untersuchungen.
Dem Institut für Biometrie, Epidemiologie und Informationsverarbeitung, insbesondere Herrn
Dr. M. Beyerbach und Frau Galina Rechter, sei gedankt für die Unterstützung bei der
Auswertung der zahlreichen Daten.
Ich danke Andree für die Unterstützung bei computertechnischen Problemen, sein
Verständnis und dafür, dass er immer für mich da ist.
Nicht zuletzt möchte ich meinen Eltern und Großeltern danken, die mich in all den Jahren
unterstützt haben und so diese Arbeit erst ermöglicht haben. Außerdem sei allen Freunden
ausdrücklich gedankt, die mich motiviert und für den nötigen Ausgleich gesorgt haben.
171