Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
In Deutschland werden derzeit etwa 35 Mio. Schweine j\u00e4hrlich gem\u00e4stet, wobei sch\u00e4tzungsweise 10 Mio. dieser Tiere mit fl\u00fcssigem Futter ern\u00e4hrt werden. Diese Futtermittel wurden bis Oktober 1999 \u00fcber-wiegend mit antibiotischen Leistungsf\u00f6rderern versetzt, um den allgemeinen Gesundheitsstatus im Stall zu verbessern. Seit dem 01.10.1999 sind die meisten bisher gebr\u00e4uchlichen Leistungsf\u00f6rderer nicht mehr zul\u00e4ssig. Das Verbot dieser Substanzen f\u00fchrte seitdem zu erheblichen wirtschaftlichen Einbu\u00dfen in Mast?, Ferkel- und Sauenbest\u00e4nden, die meistens durch Dysenterie und andere Darmerkrankungen hervorgerufen wurden. Als Alternative zu den antibiotischen Leistungsf\u00f6rderern sind seit ca. 10 Jahren probiotische Kulturen (z. B. Lactobacillus) auf dem Markt. Im vorliegenden Projekt soll versucht werden, ein Milchs\u00e4urebakterium (Pediococcus acidilactici), welches als probiotischer Futtermittelzusatz zugelassen ist, in einem Fermenter zu vermehren, um es anschlie\u00dfend in einem Versuchsstall an Schweine zu verf\u00fcttern. Ziel der Fermentation soll es sein, dem Fl\u00fcssigfutter ein relativ kleines Volumen einer hochkonzentrierten Milchs\u00e4urebakterien-Suspension zuzuf\u00fchren. Dadurch kann die unkontrollierte Vermehrung der aus der Natur in das Futter eingetragenen Mikroorganismen (Verderbniskeime, Krankheitserreger etc.) unterdr\u00fcckt und der Gesundheitszustand der Tiere verbessert werden. Weiterhin soll durch eine bessere Futterverwertung die Futtermenge und damit die Ausscheidungen (G\u00fclle) reduziert werden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Firma HOWEMA konstruierte und entwickelte einen 50 l Fermenter, der zur unsterilen Kultivierung von Pediococcus acidilactici dient und in eine Fl\u00fcssigf\u00fctterungsanlage integrierbar ist. An der Hochschule Bremerhaven wurde das Fermentationsmedium f\u00fcr Pediococcus acidilactici in diesem Fermenter op-timiert. Das Medium wurde in Pulverform von der Firma Miavit gemischt und sollte ein m\u00f6glichst hohes Wachstum von Pediococcus acidilactici erm\u00f6glichen und gleichzeitig das Wachstum pathogener Mikro-organismen wie Escherichia coli oder Schimmelpilze verhindern. Ein zweiter, verbesserter Fermenter von der Firma HOWEMA wurde in die Fl\u00fcssigf\u00fctterungsanlage des landwirtschaftlichen Betriebes gro\u00dfe Beilage integriert. Dort wurden Schweine mit dem fermentierten Pediococcus acidilactici gef\u00fcttert und hinsichtlich ihrer Futterverwertung sowie ihrem Gesundheitszustand \u00fcberpr\u00fcft. Weiterhin wurden an der Hochschule Bremerhaven Untersuchungen zur Unterdr\u00fcckung von pathogenen Mikroorganismen im Futter durch das Probiotikum durchgef\u00fchrt.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
In der Firma HOWEMA wurde ein Fermenter aus einfachen Zukaufteilen konstruiert, der zun\u00e4chst als Testanlage dienen sollte. Au\u00dferdem wurde die n\u00f6tige Software zum Betrieb der Anlage und zur Erfassung der Messdaten entwickelt. Beim Fermenter kam es auf eine einfache Handhabung und leichtes Reinigen an. Ferner ist die dauerhafte genaue Messung des pH-Werts von Bedeutung, wobei besondere elektronische Ma\u00dfnahmen n\u00f6tig waren.
\nEine Testanlage wurde in der Hochschule Bremerhaven installiert, in dem das Substrat optimiert werden konnte. Dazu wurde das Wachstum von P. acidilactici, welches in Form von Bactocell PA zugegeben wird, mit verschiedenen Mediuminhaltsstoffen getestet und ein optimales Substrat bestehend aus Hefe, Molke und Mangansulfat entwickelt. Da Rohstoffe wie z.B. Molke verwendet werden, wird die Umwelt weniger belastet, da Abfallstoffe aufgearbeitet werden k\u00f6nnen. Es entstanden eine Starter- und eine Fol-gemischung, wobei die Firma MIAVIT die Komponenten zu einer Mischung in Pulverform zusammengef\u00fcgt hat. Technische Hilfsstoffe mussten mit in das Substrat gegeben werden, um eine sichere Dosierung zu gew\u00e4hren. Zus\u00e4tzlich wurde die Wirkung von Konservierungsstoffen (z. B. Kaliumsorbat, Natriumchlorid) und des pH-Werts auf die Entwicklung des Milchs\u00e4urebakteriums hin untersucht. Es wurde deutlich, dass Konservierungsstoffe keinen Einfluss auf das Wachstum des Bakteriums hatten. Allerdings stellte sich heraus, dass die Pediococcen bei einem pH-Wert zwischen 3,0 und 3,5, der im Fermenter herrscht, ein schlechtes Wachstum aufwiesen. Eine optimale Entwicklung ist bei einem pH-Wert von 6 gegeben. Ein niedriger pH-Wert jedoch bewirkt, dass z. B. Enterobacteriaceae in der Entwicklung gehemmt werden. Mit dem entwickelten Substrat erreicht P. acidilactici nach etwa 24-48 h Fermentation Keimzahlen im Bereich 108 KBE\/ml, wobei die Gesamtkeimzahl bei 109 KBE\/ml liegt. Hefen und Schimmelpilze werden in geringer Konzentration nachgewiesen. Ferner zeigte sich, dass das Probiotikum im PA-Medium in Gegenwart von verschiedenen Isolaten aus dem Fermenter im Wachstum gehemmt wurde. Im Mischfutter zeigt Pediococcus ein gutes Wachstum (Keimzahlen im Bereich 109 KBE\/ml) und kann die Vermehrung anderer Bakterien (z. B. Escherichia coli, Listeria monocytogenes) hemmen.
\nIm Tierstall von gr. Beilage wurde ein zweites Modell des Fermenters installiert, wobei in der ersten Phase h\u00e4ufig Funktionsst\u00f6rungen an der Anlage bez\u00fcglich Mischeinheit, Trockenstoffdosierung, Wasserzufuhr und Kommunikationssoftware auftraten. Nach Behebung der Probleme wurden die Tiere mit Mischfutter (Kontrollgruppe) und supplementiertem Mischfutter (Versuchsgruppe) ern\u00e4hrt. Die F\u00fctterung der Kontroll- bzw. Versuchsgruppen erfolgte vollst\u00e4ndig getrennt aus verschiedenen Tanks und \u00fcber verschiedene Leitungen. Zudem wurden regelm\u00e4\u00dfig Proben aus dem Fermenter an der Hochschule Bremerhaven mikrobiologisch untersucht. Weiterhin wurden Untersuchungsabl\u00e4ufe und ein Datenmanagement entwickelt. Von Mitte 2002 bis Anfang 2004 wurden insgesamt 21 Gruppen mit 3920 Schweinen in dem Versuch aufgezogen. Von diesen kamen 5 Gruppen mit 1598 Tieren zur Auswertung. Durchschnittliches Anfangs- und Endgewicht sowie der absolute Zuwachs waren in Versuchs- und Kontrollgruppe nahezu gleich. Erhebliche Unterschiede zeigten sich im durchschnittlichen t\u00e4glichen Zuwachs (+ 49 g\/Tag) und der Verlustrate (- 1,0 %) zugunsten der Versuchsgruppe. Tendenziell war die H\u00e4ufigkeit von Magen-Darm-St\u00f6rungen und die Neigung zu Kannibalismus in der Versuchsgruppe geringer.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die erhaltenen Ergebnisse werden auf der EUROTIER in Hannover (09.-12.11.2004) pr\u00e4sentiert. Au\u00dferdem werden sich die Projektteilnehmer in regelm\u00e4\u00dfigen Abst\u00e4nden treffen, um neue Informationen auszutauschen und das Projekt weiter fortzuf\u00fchren.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Anhand der Versuchsreihen zeigte sich, dass eine unsterile Fermentation mit dem entwickelten Substrat m\u00f6glich ist. Das Milchs\u00e4urebakterium P. acidilactici zeigt im geeigneten Medium ein gutes Wachstum und der Fermenter kann in einem Tierstall als Teil einer Fl\u00fcssigf\u00fctterungsanlage zum Einsatz kommen. Das Ferment wird als Futterzusatz von den Tieren gut angenommen und wirkt sich positiv auf die Tier-gesundheit aus. Allerdings ist damit das Vorhaben nicht abgeschlossen, da es noch Optimierungen be-darf. So zum Beispiel k\u00f6nnen weitere technische \u00c4nderungen am Ger\u00e4t vorgenommen werden. Ferner kann das Ferment hinsichtlich verschiedener Stoffwechselprodukte, die durch die Bakterien im Laufe der Fermentation gebildet worden sind, untersucht werden. Die Messung biogener Amine ist hier von Bedeutung. Einige Gruppen von Tieren konnten nicht ausgewertet werden, da sie durch Krankheiten, die nicht versuchsbedingt waren, ausgefallen sind oder nicht lange genug mit dem supplementierten Futter gef\u00fcttert wurden. Demnach m\u00fcssen im Tierstall von gr. Beilage weitere Untersuchungen durchgef\u00fchrt werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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