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Agriculture and
Agri-Food Canada
Agriculture et
Agroalimentaire Canada
UFOP Statusseminar
“Glukosinolate in Raps und Rapsprodukten
27. Mai 2003, Berlin, Germany
“Die Bedeutung des Glukosinolatgehaltes für die
Qualität von Rapsschrot und weitere
Qualitätsmerkmale”
- eine kanadische Perspektive Gerhard Rakow and John P. Raney
Agriculture and Agri-Food Canada, Saskatoon Research Centre
107 Science Place, SASKATOON, SK, S7N 0X2, Canada
Die Qualität kanadischer Rapssaat
Jahr
1992
1994
1996
1998
2000
2002
Mittel
1992-01
ÖL
Prozent1
Prot. (Sa) Prot. (Sch)
Chloroph.
Prozent von Gesamt
mg/kg
Erucas. Linolens. Sat. FS2 FFS3
Ges. GSL
µmol/g Saat1
42.3
42.9
43.4
43.0
43.2
42.5
20.5
19.9
20.1
21.3
21.0
23.2
38.1
37.5
38.2
40.2
39.8
43.3
14
11
15
13
14
14
0.5
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
11.1
10.6
10.4
8.5
9.9
10.6
6.54
6.57
6.78
7.37
7.09
7.02
0.2
0.3
0.2
0.2
0.2
0.4
15
13
14
11
10
12
42.9
20.6
38.8
14
0.3
10.2
6.89
0.3
12
1=8.5% Feuchtigkeit, 2=Gesamt Σ C12:0 + C14:0 + C16:0 + C18:0 + C20:0 + C22:0 + C24:0,
3=FFS, freie Fettsäuren.
Quelle: Grain Research Laboratory, Dr. Douglas R. DeClerq, Winnipeg Man.
Canada No. 1 canola, harvest survey
Nährstoffgehalt von Rapsschrot
• Rapsschrot besteht aus:
Öl - extrahiertem Embryogewebe (70%) and Samenschalen (30%)
• Samenschalen enthalten weniger Protein und mehr Rohfaser
(vornehmlich Cellulose, Pentosane und Lignin).
• Verdaulichkeit des Proteins und der Rohfaser in
Samenschalen ist sehr niedrig.
• Samenschalen enthalten über 10% des Gesamtproteins und
25% der verfügbaren Energie im Rapsschrot.
• Samenschalenbestandteil im Rapsschrot reduziert den
Energiegehalt, und die Verfügbarkeit von Protein,
Aminosäuren und Mineralien.
• Entfernung der Samenschalen oder Reduzierung ihres Anteils
im Rapsschrot erhöht den Futterwert.
Verbesserung des Futterwertes von Rapsschrot
• Züchtung von doppel-null Sorten mit niedrigem Glukosinolatgehalt
(<12µmoles/1g Saat) brachte signifikante Verbesserung des
Futterwertes.
• Weitere Reduzierung oder vollständige Entfernung von Glukosinolaten
in Rapsschrot würde Futterwert weiter verbessern, besonders für
Legehennen, junge Schweine und Fische.
• Reduzierung des Rohfasergehaltes (Samenschalenanteil) verbessert:
– Verdauliche und metabolisierbare Energiewerte.
– Verdaulichkeit und Verfügbarkeit von Protein and Aminosäuren.
• Gelbsamige Formen enthalten weniger Samenschale, die Schalen sind
höher verdaulich.
• Erhöhung des Proteingehaltes führt zur Reduzierung des Gehaltes an
Kohlehydraten und damit zu einer Verbesserung des Futterwertes.
Kohlehydrate sind von geringem Futterwert, zumindest für Geflügel und
Schweine.
• Mindestanforderungen für Glukosinolatgehalt (<12 µmoles/1g Saat) und
Proteingehalt für Sortenzulassung, keine Überprüfung des
Glukosinolatgehaltes in Züchter-, Basis- und zertifiziertem Saatgut.
Bedeutung des Proteingehaltes für den Futterwert
• Rapsschrot ist ein Proteinträger in Futterrationen und ein direkter Konkurrent
zu Sojaschrot.
• Rapsschrot enthält 38 bis 40% Rohprotein (Nx6.25), 2 bis 4% Restöl, 12 bis
13% Rohfaser und 7 bis 8% Asche.
• Rapsschrotprotein hat hohen Gehalt an essentiellen Aminosäuren und hat
deshalb einen hohen Nährwert.
• Rapsproteinkonzentrate haben höhere Proteineffizienzraten als
Sojaproteinkonzentrate im Rattenversuch. Verfügbarkeit von Aminosäuren ist
aber ein wichtigeres Merkmal als die Proteineffizienzrate in der Formulierung
von Futterrationen.
• Rapsprotein enthält weniger Lysin (5.7% i. R.P.) als Sojaprotein (6.2% i. R.P.),
aber mehr Methionin (2.0% versus 1.4%) und Cystein (2.7% versus 1.4%).
Getreideschrote haben niedrige Lysin-und Schwefelaminosäuregehalte.
• Umrechnungsfaktor 6.25 unterstellt, daß alle Proteine 16% N enthalten,
Ölsaatenproteine enthalten aber mehr als 16% N. Bessere
Umrechnungsfaktoren für N in Proteingehalte wären, 5.53 für Rapsschrot und
5.69 Sojaschrot, berechnet auf Basis der Aminosäurenzusammensetzung und
des Gehaltes an N in anderen (non-protein N) Verbindungen.
Rohfasergehalte (% Schrot, trocken) und prozentuale Reduzierung in Schrot
gelbsamiger Formen im Vergleich zu Schrot von schwarzsamigen Sorten von
Brassica napus, B. rapa und B. juncea (Dr. John P. Raney, unpublished).
ADF1
Art und
Sorte
Farbe
B. napus
AC Excel
schwarz
YN90-1016
gelb
B. rapa
Echo
braun
yell. sarson
gelb
B. juncea
Com. brown braun
Domo
gelb
ADL2
NDF3
CEL4
HCE5
% akt. % red. % akt. % red. % akt. % red. % akt. % red. % akt. % red.
20.2
11.2
21.3
12.8
16.0
11.2
45
7.9
1.9
40
8.9
1.1
30
4.7
0.9
76
26.2
19.2
88
27.3
21.1
81
25.5
21.5
26
12.3
9.3
23
12.4
11.7
16
11.2
10.2
24
5.7
8.0
—
6
6.1
7.6
—
9
9.2
9.8
—
1=acid detergent fibre, 2=acid detergent lignin, 3=neutral detergent fibre, 4=cellulose, ADF-ADL,
5=hemicellulose, NDF-ADL.
Futterwert von Rapsschrot schwarz - und gelbsamiger Rapssorten
in einem 2-wöchigen Fütterungsversuch mit 4 Tage alten Hähnchen
(Slominski et al., 1999. Animal Feed Science and Technology 78: 249-262)
Sorte und
Linie
AC Excel (schw)
YN90-1016 (gelb)
Tot. GSL
(µmol/g Saat)
11.4
11.4
g/kg Schrot (trocken)
Roh. pr. Diet. Fib. NSP1 Other2
458
466
330a
271b
179
169
151a
102b
TMEn3 Gew. Zun. Futterverw.4
(MJ/kg)
(g)
Relation
9.18a
9.71b
297
293
1.61a
1.51b
1=Non-starch polysaccharides, 2=includes lignin, polyphenols, cell wall protein, and minerals present in the
neutral detergent fibre residue, 3=True Metabolizable Energy (in vivo), 4=Futtermenge (kg) für 1kg
Gewichtszunahme.
Grundlagen für die Züchtung gelbsamiger Rapssorten
Near-isogene Vergleiche von Linien aus spaltender F2 generation
(Durchschnitt von 18 near isogenen Paaren, Saskatoon, 1992 und 1993)
Ph.D. thesis:
Isogenes Paar
Dr. Abdul Rashid: An evaluation of seed quality characteristics
of near-isogenic yellow and black seeded Brassica napus L.,
University of Saskatchewan, Saskatoon, Canada, 1995.
Samengew.
(mg)
Schwarz
Gelb
Schwarz
Gelb
Embryogew.
(mg)
4.0
4.0
Ölgehalt (%)
Sa.
46.9a
48.0b
Em.
48.3
48.4
3.4
3.5
Sch.
3.7a
7.0b
Samenschale
(% Sa. gew.)
15.2a
11.7b
Proteingehalt (%)
Sa.
22.3a
21.7b
Em.
25.4a
23.8b
Ges. dietary fibre1
Samen Embryo Sa. schale
19.2a
16.7b
Sch.
15.9a
19.3b
11.0
61.5a
10.1
57.2b
Öl. und Prot. gehalt (%)
Sa.
69.2
69.6
Em.
73.7
72.2
Sch.
19.5a
26.3b
1=Prosky et al., 1984. Determination of total dietary fibre in foods, food products and total diets:
Interlaboratory study. J. Assoc. Off. Anal. Chem. 67: 1044-1052.
Züchtungsfortschritte bei der Züchtung gelbsamiger Rapssorten
Durchschnitt 3 Orte: Saskatoon, Melfort, Scott, Saskatchewan, 2001
(Dr. Gerhard Rakow, unpublished)
Sort und
Zuchtstamm
Vergleichssorten
46A65
Q2
Gelbsamige St.
YN90-1016
YN97-262
YN00-16040
YN00-16098
Ertrag1
Phomaresistenz2 Ölgehalt3 Proteingehalt4 Samenfarbe5
(rel. 46A65)
(0-5)
(% trocken)
(% Sa. tr.)
(WI313)
98.5
101.5
0.33
0.48
45.3
44.6
29.2
27.9
1.1
-1.4
62.8
77.3
79.4
103.0
2.51
2.48
0.36
1.53
42.0
46.7
45.3
46.7
29.2
27.9
28.4
26.5
-29.8
-23.5
-24.7
-23.6
1 Saskatoon=2290kg/ha,
CV(%)=7.7; Melfort=2034kg/ha, CV(%)=14.8; Scott=947kg/ha, CV(%)=12.6
symptome; 5=vollständig zerstört
3 Ölgehalt, NMR
4 Proteingehalt, nitrogen combustion, N x 6.25
5 Methode 313, White Index, American Society for Testing and Materials
2 0=keine
Glukosinolatgehalt von Rapssorten und Zuchtmaterial
(Dr. John P. Raney, unpublished)
Sorte und
Zuchtstamm
AC Excel1
TO97-32331
TO01-17612
But
2.4
0.2
0.0
Pent
0.6
0.0
0.0
µmoles/g Saat (trocken)
Ho Bu
Ho Pe
Tot A
5.5
0.1
8.7
0.3
0.0
0.5
0.1
0.0
0.1
1=Saskatoon 1999, Leistungsprüfung, 4 Wiederholungen
2=Saskatoon 2001, Leistungsprüfung, 4 Wiederholungen
Tot I
5.3
3.6
1.1
Tot G
14.1
4.1
1.2
Semi-systematische und allgemeine Namen von
Rapsglukosinolaten
Semi-systematischer Name
Aliphatic
3-Butenyl
4-Pentenyl
2-Hydroxy-3-butenyl
2-Hydroxy-4-pentenyl
Heterocyclic (indole)
3-Indolylmethyl
4-Hydroxy-3-indolylmethyl
Allgemeiner Name
Gluconapin
Glucobrassicanapin
Progoitrin
Napoleiferin
Glucobrassicin
4-Hydroxyglucobrassicin
Quelle: Brassica Oilseeds Production and Utilization, CAB International
1995. Chapter 10: Seed Chemistry by B. Uppström, Svalöf,
pages 217-242.
Zusammenfassung und Schlußfolgerungen
• Raps produziert ein hochwertiges pflanzliches Speiseöl mit hohen Gehalten an
vielfach ungesättigten essentiellen Fettsäuren und hohem Ölsäuregehalt.
• Rapsschrotqualität wurde erheblich verbessert durch die Entwicklung und
kommerzielle Nutzung von doppel-null Sorten; Glukosinolatgehalte sollten
niedrig gehalten werden (<12µmoles/g Saat) und weiter reduziert oder
vollständing von den Samen entfernt werden, dies ist durch Züchtung möglich.
• Rapsschrot hat niedrigen Futterwert im Vergleich zu Sojaschrot, was am
hohen Rohfasergehalt liegt. Reduzierung des Rohfasergehaltes möglich
durch Züchtung gelbsamiger Rapssorten mit niedrigerem Samenschalenanteil.
• Schrot gelbsamiger Formen hat höheren Futterwert, bedingt durch höhere
Verdaulichkeit und Verfügbarkeit der Energie and des Proteins.
• Isogene Studien von schwarz und gelbsamigen Rapslinien zeigten, daß die
Gelbsamigkeit im Raps unabhängig von anderen Qualitätsmerkmalen vererbt
wird, und es besteht auch keine Kopplung von Genen für Gelbsamigkeit mit
anderen Leistungseigenschaften wie Ertrag und Krankheitsresistenz (Phoma
lingam).
• In den letzten 10 Jahren wurden erhebliche Zuchtfortschritte in der Züchtung
gelbsamiger Rapssorten erzielt (AAFC Saskatoon Research Centre).