DE10244358A1

DE10244358A1 - Futtermittelzusatz für die Nutztieraufzucht enthaltend organische Säuren und resistente Stärke Typ 3

Info

Publication number: DE10244358A1
Application number: DE10244358A
Authority: DE
Inventors: Nico N. Dr. Raczek; Stephan Dr. Hausmanns
Original assignee: Nutrinova Nutrition Specialties and Food Ingredients GmbH
Current assignee: Celanese Sales Germany GmbH
Priority date: 2002-09-24
Filing date: 2002-09-24
Publication date: 2004-04-08

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Präparat zum Einsatz in Tierfuttermitteln. Das Präparat enthält resistente Stärke vom Typ 3, eine oder mehrere Säuren und/oder deren Salze und ggf. weitere Futtermitteladditive. Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung des Präparates allein in Futtermitteln oder in Abmischung mit anderen Futtermittelzusatzstoffen zur Verbesserung des hygienischen Status des Futters und zur Leistungsförderung in der Nutztieraufzucht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Präparat, welches einen hohen Gehalt an Säuren und/oder deren Salze insbesondere Sorbinsäure und resistenter Stärke Typ 3 aufweist und allein in Futtermitteln oder in Abmischung mit anderen Futtermittelzusatzstoffen insbesondere in der Nutztieraufzucht oder in Haustierfuttern angewendet werden kann.
Im Bereich der Tierfutter werden häufig Antibiotika als Leistungsförderer und zur Erhaltung hygienischer Bedingungen verwendet. Die Anwendung von Antibiotika in diesem Bereich steht im Verdacht für Gefahren, welche von resistenten Bakterien ausgehen, die auch die menschliche Gesundheit langfristig gefährden können, verantwortlich zu sein. Daher müssen gesundheitlich weniger bedenkliche Produkte für diesen Einsatzzweck gesucht werden. So werden auch in anderen Bereichen zunehmend physiologisch und epidemiologisch gesundheitlich bedenkliche oder aber für die Umwelt schädliche Substanzen, wie beispielsweise Antibiotika, formaldehydabspaltende Stoffe, halogenierte Substanzen, u.v.a.m. beispielsweise in Lebensmitteln, Futtermitteln, Haustierfutter, Silagen, Trester, oder anderen Abfällen aus der Lebensmittelindustrie, durch weniger bedenkliche Stoffe ersetzt. Der Zweck dieser Stoffe ist zum einen auf die Werterhaltung des eigentlichen Produktes gerichtet. Zum anderen aber soll auch deren hygienischer Zustand verbessert werden, bzw. eine verlängerte Haltbarkeit erzielt werden.
Es ist bekannt, dass Sorbinsäure zur Konservierung von Futtermitteln eingesetzt werden kann. Sorbinsäure (trans,trans-2,4-Hexadiensäure) ist eine farblose, feste Verbindung, die sich nur wenig in kaltem Wasser löst und weltweit als Konservierungsstoff verwendet wird. Das Wirkprinzip wird vorwiegend durch die Sorbinsäure in undissoziierter Form bestimmt. Die beste Wirkung entfaltet Sorbinsäure daher im sauren pH-Bereich. Sorbinsäure und seine Salze besitzen eine sehr gute mikrobiostatische, antimykotische Wirkung. Gleichzeitig ist Sorbinsäure als ungesättigte Fettsäure praktisch ungiftig, was sehr umfangreiche Daten belegen, und durch die jahrzehntelange Anwendung dieser Säure im Lebensmittelbereich belegt ist.
Es wurden früher Fütterungsversuche vor allem mit Ferkeln durchgeführt, die belegten, daß verschiedene organische Säuren, wie Zitronensäure, Fumarsäure oder Ameisensäure in der Lage sind, die tierischen Leistungen in positiver Weise zu beeinflussen, wenn sie in der optimalen Dosierung dem Ferkelfutter beigemischt werden (Kirchgeßner und Roth 1991; Roth und Kirchgeßner 1998). In jüngster Zeit konnte auch gezeigt werden, daß die Sorbinsäure in hohen Konzentrationen (1,8 – 2,4 Sorbinsäure, bezogen auf das Futtermittel) eine nutritive Wirksamkeit für Aufzuchtferkel besitzt (Kirchgeßner et al. 1995). Weiterhin zeigen EP-A-1 228 696 , EP-A-1 228 697 , EP-A-1 228 698 und EP-A-1 228 699 sorbinsäurehaltige Futtermittel, welche bei Monogastern eine wachstumssteigernde Wirkung erzielen.
Neben Sorbinsäure werden auch andere organische Säuren seit Jahren zur Konservierung von Futtermitteln und zur Verbesserung der Futterhygiene eingesetzt. Gerade im Futter für Jungtiere sind an die hygienische Qualität besondere Anforderungen zu stellen. Daher sind einige organischen Säuren als Futterzusatzstoffe, basierend auf den nationalen futtermittelrechtlichen Bestimmungen ohne Höchstmengenbegrenzung zugelassen. Häufig nachteilig wirkt sich der flüssige Aggregatzustand, die Flüchtigkeit einiger Säuren oder aber eine schlechte Löslichkeit auch ihrer Natrium-, Kalium-, Calcium- oder Magnesiumsalze aus. Oft ist eine schlechte Mischbarkeit oder eine Unverträglichkeit dieser Säuren festzustellen. So zeigen beispielsweise Mischungen von Ameisensäure und Benzoesäure eine schnelle Braunverfärbung, welche möglicherweise auf Oxidationsreaktionen zurückzuführen ist.
Bekannt sind weiterhin Futtermittel, welche mit Buttersäure, Butyrat oder Buttersäureestern angereichert sind ( EP-A-0 630 579 , EP-A-1 000 552 ), um die vorbeschriebene Versorgung des Dickdarmepithels zu gewährleisten. Nachteilig hieran ist, dass die direkte Gabe von Buttersäure und seiner Derivate nicht mit einer prebiotischen und immunstimulierenden Wirkung einhergeht.
Auch die positive physiologische Wirkung von resistenter Stärke (RS) in Monogastern ist bekannt. Resistente Stärken werden nach Englyst (Analyst, 107, 1982, 307-318) als diejenigen Stärkeformen bezeichnet, die im menschlichen Dünndarm nicht abbaubar sind. Je nach Verfügbarkeit wird RS jedoch von der Intestinalmikroflora des Dickdarms fermentativ abgebaut. Unterschieden wird dabei nach Englyst et al. in folgende 4 RS Typen (Eur. J. Clin. Nutr. 46, Suppl. 2, 1992, 161 – 170):
Tabelle 1: Typen resistenter Stärke und Vorkommen in verschiedenen Lebensmitteln
Unter Resistenz im erfindungsgemäßen Sinne wird dabei die Resistenz gegen Pankreas-Amylase verstanden, wie sie nach der Methode von Englyst et al. (Classification and measurement of nutritionally important starch Fractions, European Journal of Clinical Nutrition, 46 (Suppl. 23) (1992) 33-50) bestimmt werden kann.
Der Gehalt an resistenter Stärke (gemäß vorstehender Definition) in den in Tabelle 1 aufgeführten 'resistenten Stärke-Typen' ist verschieden – auch innerhalb einer Type – und kann insbesondere aufgrund unterschiedlicher Prozessierung stark variieren. Beispielsweise beträgt der RS-Gehalt in nativer Kartoffelstärke nach Mc Cleary et al. (J. AOCS Intern., Vol. 85, No. 3 (2002) 665pp) bis zu 78%. In gekochten Kartoffeln werden RS-Werte von < 5% gemessen.
Wie in Studien u.a. auch an Ratten und Schweinen nachgewiesen wurde, wird auch bei andere monogastrischen Organismen RS nicht im Dünndarm abgebaut, sondern erst im Dickdarm langsam von der intestinalen Mikroflora fermentiert (Gee et al., J. Nutrition 121, 1991, 44-49; Mclntyre et al., Proc. Nutri. Soc. Australia 18, 1994, 61; de Deckere et al., British J. Nutrition 73, 1995 287-298; Younes et al. Lipids 30, 1995, 847– 853, Le Blay et al., British J. Nutrition 82 (5), 1999, 419-426). Dabei gewinnt der monogastrische Organismus aus dem Abbau von RS-Produkten nur in geringem Umfang Energie. Diese Energiezufuhr bezieht sich nahezu ausschließlich auf den oxidativen Abbau resorbierter kurzkettiger Fettsäuren, insbesondere von Butyrat, aus dem Dickdarm. Butyrat und andere kurzkettige Fettsäuren sind die Endprodukte des Kohlenhydratstoffwechsels der intestinalen Mikroflora.
Mit der Aufnahme RS-haltiger Produkte sind, je nach Bioverfügbarkeit der resistenten Stärke, drei Funktionen verknüpft:

a. Substratbereitstellung für den Energiestoffwechsel der intestinalen Mikroflora (prebiotische Wirkung)
b. Substratbereitstellung für den Energiestoffwechsel der Dickdarmepithelzellen, die zur Aufrechterhaltung ihrer Struktur und Funktion auf eine luminale Zufuhr der kurzkettigen Fettsäuren angewiesen sind, sowie
c. Immunstimulierende Wirkung und Prävention von entzündlichen Darmerkrankungen

Es sind Futtermittel bekannt, die mit RS zur Erreichung der vorbeschriebenen Effekte angereichert werden (WO 97/34592, WO 00/38528, WO 00/38538). Jedoch führt der Austausch von gewöhnlicher Stärke gegen resistente Stärke im Futtermittel i.d.R. zu einem unerwünschten Rückgang des Mastgewichtes in der Nutztierzucht.
Die EP-A-1 228 699 beschreibt sorbinsäurehaltige Futtermittel, welche mindestens ein unverdauliches Saccharid (non-digestible saccharide, NDS) enthalten. In der Aufzählung der NDS werden auch resistente Stärken genannt. Ein Hinweis darauf, welche Typen von resistenter Stärke sich eignen und welche nicht oder nur bedingt, ist in der EP-A-1 228 699 nicht enthalten.
Generell nachteilig an bisher bekannten Futtermittelzusätzen oder Vormischungen welche RS enthalten ist, dass sie mikrobiologisch sehr anfällig und relativ instabil sind. Die mit ihnen erreichbaren gesundheitserhaltenden Effekte gehen daher mit erheblichen Nachteilen in der Handhabung einher. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn das Produkt längeren Lagerzeiten unterliegt oder bei der Verwendung im landwirtschaftlichen Betrieb zubereitet (in flüssiger oder fester Form) zwischengelagert werden muss.
Es bestand demnach die Aufgabe, einen einfach zu handhabenden Zusatz zur Verfügung zu stellen, der all die oben erwähnten Nachteile nicht aufweist und eine leistungsfördernden und gesundheitserhaltende Wirkung in monogastrischen Nutz- oder in Haustieren hervorruft.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Präparat, welches mindestens eine Säure, insbesondere Sorbinsäure und/oder eines Ihrer Salze und mindestens eine resistente Stärke Typ 3 (RS Typ 3) enthält.
Bei den Säuren handelt es sich entweder um bei Raumtemperatur (= 23°C) flüssige oder feste, insbesondere organische Säuren. Zu den erfindungsgemäß einsetzbaren organischen Säuren zählen beispielsweise Ameisen-, Essig-, Propion-, Butter-, Valerian-, Isobutter-, Trimethylessig-, Isovalerian-, 2-Methylbutter-, Hexan-, Bernstein-, Adipin-, Fumar-, Äpfel-, Wein-, Citronen-, Milch-, Ascorbin-, Glucon- und Aminosäuren, insbesondere essentielle Aminosäuren. Als flüssige Säuren können aber auch anorganische Säuren wie Phosphor-, Salz- oder Schwefelsäure verwendet werden. Vorzugsweise wird Phosphor-, Propion-, Essig-, Milch-, Valerian-, Ameisen- oder Buttersäure verwendet. Bei den festen Säuren werden bevorzugt Fumar-, Wein- oder Äpfelsäure, besonders bevorzugt Citronensäure oder Sorbinsäure eingesetzt. Ebenso geeignet sind die bevorzugt wasserlöslichen Salze der organischen Säuren, wie die Natrium-, Kalium-, Calcium-, Magnesium- oder Ammoniumsalze.
Überraschenderweise zeigen die erfindungsgemäßen Präparate die oben beschriebenen Nachteile nicht. Die Präparate zeigen vielmehr gute Eigenschaften in der Handhabung. Die Produkte sind sowohl bei der Lagerung als (vor-)gelöster Zusatz oder als trockene Vormischung beispielsweise in Silos oder anderen Lagervorrichtungen über eine langen Zeitraum frei von Schimmelpilzen oder sonstigen Mikroorganismen. Weiterhin wird eine stabile Mischung erreicht, die gute Eigenschaften aufweist und nicht verklebt.
Durch den Zusatz der Mischung wird weiterhin noch eine effektive Säuerung des Futters erreicht. Zudem kann überraschenderweise auch ein positiver Einfluss auf die Wachstumsleistung von jungen Tieren schon in relativ geringen Säuremengen in Kombination mit resistenter Stärke Typ 3 festgestellt werden.
Weiterhin wurde überraschenderweise eine bessere Ausnutzung des Stickstoffangebotes in der Nahrung bei Gegenwart von resistenter Stärke Typ 3 gefunden und die Häufigkeit von Diarrhöe reduzierte sich.
Bevorzugt im Sinne der Erfindung sind RS-Typ 3-haltige Präparate, die eine besonders hohe Bioverfügbarkeit der RS-Typ 3-Fraktionen im Präparat aufweisen. Unter Bioverfügbarkeit wird dabei im Sinne der Erfindung die Abbaubarkeit von RS-Typ 3 durch die intestinal Mikroflora zu kurzkettigen Fettsäuren verstanden.
Besonders bevorzugt bei der Zusammensetzung erfindungsgemäßer Futtermittel sind Präparate, welche einen hohen Anteil an resistenten Stärken des Typs 3 mit einen hohen Anteil an linearen Poly-α-1,4-D-Glukanen aufweisen (siehe Tabelle 1: Verschiedene Typen Resistenter Stärke nach Englyst et al.). Idealerweise besteht die gesamte resistente Stärke des erfindungsgemäßen Futtermittels aus linearen α-1,4-D-Glucanen. Es sei darauf hingewiesen, dass auch die resistenten Stärken vom Typ 3 und die linearen α-1,4-D-Glucane noch unterschiedlich hohe Anteile an resistenter Stärke gemäß obenstehender Definition enthalten. Bei den resistenten Stärken des Typs 3 und den linearen Poly-α-1,4-D-Glukanen ist der Gehalt an resistenter Stärke jedoch schon sehr hoch.
Unter linearen α-1,4-D-Glucanen werden α-1,4-D-Glucane verstanden, deren Verzweigungsgrad maximal 1 % beträgt, d.h. deren Hauptkette maximal eine Seitenketten auf 100 Monosaccharideinheiten aufweist.
Zweckmäßig beträgt der Verzweigungsgrad der linearen α-1,4-D-Glukane in 6-Position nicht mehr als 0,5 %, bevorzugt 0,1 %, besonders bevorzugt 0,05 % und ganz besonders bevorzugt 0,01 %. In 2- oder 3-Position beträgt der Verzweigungsgrad nicht mehr als 0,5 % und insbesondere nicht mehr als 0,1 %.
Besonders bevorzugt sind lineare α-1,4-D-Glucane, die keine Verzweigungen aufweisen bzw. deren Verzweigungsgrad so minimal ist, daß er mit herkömmlichen Methoden nicht mehr nachweisbar ist.
Einen Ausschnitt aus solchen unverzweigten α-1,4-D-Glucanen gibt die nachfolgende Formel wider:
Für die vorliegende Erfindung bezieht sich das Präfix "alpha" allein auf die Verknüpfungen, die das Polymerrückgrat ausbilden und nicht auf die Verzweigungen.
Die gewichtsgemittelten Molekulargewichte Mw (bestimmt mittels Gelpermeationschromatographie im Vergleich zu einer Eichung mit Pullulanstandard) der erfindungsgemäß bevorzugt verwendeten, linearen α-1,4-D-Glucane können in einem weiten Bereich variieren. Zweckmäßig besitzen die als Ausgangsmaterial eingesetzten linearen α-1,4-D-Glukane ein Molekulargewicht Mw von 0,75 × 10² bis 10⁷ g/mol, bevorzugt von 10³ bis 10⁶ g/mol und besonders bevorzugt von 10³ bis 10⁵ g/mol. Ein ganz besonders vorteilhafter Bereich liegt zwischen 8 × 10³ bis 2,4 × 10⁴ g/mol. Insbesondere bevorzugt ist ein Bereich von 1,05 × 10⁴ bis 1,95 × 10⁴ g/mol.
Die Polydispersität Mw/Mn der bevorzugt verwendeten linearen α-1,4-D-Glucane kann innerhalb weiter Bereiche variieren. Unter Mn wird in diesem Zusammenhang das Zahlenlenmittel des Molekulargewichts verstanden
Bevorzugte Werte für die Polydispersität liegen im Bereich von 1,01 bis 50, bevorzugt von 1,1 bis 15 und insbesondere von 1,2 bis 2,5. Die Verwendung von α-1,4-D-Glukane mit niedrigerer Polydispersität ist aber wegen der besseren Reproduzierbarkeit der erhaltenen Produkte bevorzugt.
Die bevorzugt verwendeten α-1,4-D-Glukane können auch chemisch in an sich bekannter Weise modifiziert sein, solange die Modifikationen im Hinblick auf die herzustellenden Futter unbedenklich sind. So können die α-1,4-D-Glukane durch Veretherung oder Veresterung in 2-, 3- oder 6-Position in dem Fachmann bekannter Weise chemisch modifiziert sein . (s.a. Functional Properties of Food Components, 2nd edition, Y. Pomeranz, Academic Press (1991); Lehrbuch der Lebensmittelchemie, Belitz & Grosch, Springer Verlag (1992); Citrat Starch Possible Application as Resistent Starch in Different Food Systems, Functional Properties of Non-digestible Carbohydrates, Pro Fibre-Tagung, Lissabon, Februar 1998, Seite 59). Bevorzugt werden jedoch chemisch unmodifizierte α-1,4-D-Glucane verwendet.
Die erfindungsgemäß bevorzugt verwendeten linearen α-1,4-D-Glucane können beliebigen Ursprungs sein. Beispielsweise können die linearen α-1,4-D-Glucane aus natürlichen pflanzlichen und tierischen Quellen oder aus Mikroorganismen, die solche Glucane produzieren, durch konventionelle Isolierung und Aufreinigung erhalten werden.
Da die meisten natürlichen Quellen die gewünschten linearen α-1,4-D-Glucane aber nicht in den gewünschten Mengen enthalten, werden diese Polysaccharide vorteilhaft auf biotechnischem Wege gewonnen. Beispielsweise können die natürlichen Produzenten der linearen Glucane gentechnisch derart manipuliert werden, daß sie im Vergleich mit dem unmanipulierten Organismus einen höheren Anteil an nicht oder nur geringfügig verzweigten Polysacchariden enthalten.
Die gewünschten linearen α-1,4-D-Glucane können auch aus hochverzweigten Glucanen oder aus Amylopektin bzw. Stärke oder aus gering verzweigter Amylose durch chemische oder enzymatische Entzweigung, beispielsweise mit Entzweigungsenzymen wie Pullulanasen oder Isoamylasen erhalten werden. Auch ist eine partielle Hydrolyse oder Degradation von Glucanen, Amylopektin bzw. Stärke oder Amylose, chemisch oder durch geeignete Enzyme wie Isoamylase oder α-Amylasen, sowie eine Disproportionierung dieser Substrate mit Hilfe geeigneter Enzyme z.B. durch CGTasen zur Herstellung der gewünschten linearen α-1,4-D-Glucane möglich.
Die erfindungsgemäß bevorzugt eingesetzten α-1,4-D-Glucane sind besonders bevorzugt wasserunlöslich. Ein Verfahren zur Herstellung der bevorzugt eingesetzten linearen, wasserunlöslichen α-1,4-D-Glucane durch Biotransformation bzw. auf biokatalytischem Wege ist in der WO 95/31535 beschrieben.
Unter wasserunlöslichen α-1,4-D-Glucanen werden hierbei α-1,4-D-Glucane verstanden, die nach der Definition des Deutschen Arzneimittelbuches (DAB, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH, Stuttgart, Gori-Verlag GmbH, Frankfurt, 9. Auflage, 1987) entsprechend den Klassen 4-7 unter die Kategorien "wenig löslich", "schwer löslich", "sehr schwer löslich" und "praktisch unlöslich" fallen. Die Wasserunlöslichkeit der erfindungsgemäß bevorzugt eingesetzten α-1,4-D-Glucane ist zweckmäßig derart, daß wenigstens 98%, insbesondere wenigstens 99,5%, der eingesetzten Polysaccharide unter Normalbedingungen (T = 25°C +/- 20%; p = 101325 Pascal +/- 20%) in Wasser unlöslich sind (entsprechend mindestens den Klassen 4 und 5 nach DAB). Bevorzugt fallen die erfindungsgemäß eingesetzten α-1,4-D-Glucane in die Klassen 7 oder 7 DAB.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die erfindungsgemäße resistente Stärke Typ 3 bzw. die bevorzugt eingesetzten linearen α-1,4-D-Glukane einen RS-Gehalt von mindestens 65 Gew.-%, bevorzugt mindestens 75 %, besonders bevorzugt von mindestens 85% und ganz besonders bevorzugt von mindestens 95 Gew.-% aufweisen.
Die Resistenz der eingesetzten Stärke Typ 3 bzw. des bevorzugt eingesetzten linearen, waserunlöslichen α-1,4-D-Glucan kann durch Retrogradierung erhöht werden, wobei die nichtresistenten Anteile linearer α-1,4-D-Glucane teilweise oder ganz in eine resistente Form überführt werden können. Die Retrogradierung der linearen, waserunlöslichen α-1,4-D-Glucane kann nach an sich bekannten Verfahren erfolgen, beispielsweise durch Erhitzen oder Extrusion. Ein besonders bevorzugtes Verfahren zur Herstellung resistenter Stärke wird in der DE-A-198 30 618 beschrieben, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird. Dieses Verfahren ist einfach durchzuführen und liefert α-1,4-D-Glucanpräparationen mit einem hohen Anteil resistenter Stärke.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform liegt das wasserunlösliche, lineare α-1,4-D-Glucan oder die daraus erhältliche resistente Stärke in Form von Mikropartikeln, insbesondere sphärischen Mikropartikeln vor, die ganz oder teilweise aus dem Glucan bestehen. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn das wasserunlösliche, lineare α-1,4-D-Glucan oder die daraus erhältliche resistente Stärke auch eine Funktion als Träger erfüllen soll.
Die Bildung von Mikropartikeln, die ganz oder teilweise aus resistenter Stärke bestehen, kann beispielsweise durch einfaches Vermahlen der resistenten Stärke erfolgen.
Weitere Verfahren zur Herstellung von Mikropartikeln werden in den deutschen Patentanmeldungen DE-A-197 37 481 , DE-A-198 39 214 , DE-A-198 39 216 und DE-A-198 39 212 beschrieben.
Das Aufbringen der Säuren und/oder deren Salze, insbesondere von Sorbinsäure kann je nach Aggregatzustand bei den flüssigen bzw. gut wasserlöslichen Säuren durch Aufsprühen (z.B. bei Essig- oder Ameisensäure), mischen mit einer Suspension (z.B. bei Fumar-, Adipin- oder Sorbinsäure in Wasser) oder durch einfaches, trockenes Vermischen mit den festen Säuren und/oder deren Salzen (z.B. Sorbinsäure, Calciumpropionat, Kaliumformiat oder Natriumcitrat) erfolgen. Weiterhin ist es möglich feste Säuren in flüssigen Säuren (beispielsweise 10 Gew % Sorbinsäure in wasserfreier Essigsäure) vorzulösen und das Gemisch auf die resistente Stärke Typ 3 aufzubringen. Es können aber auch geeignete Lösemittel wie Propylenglycol mit der Säure und/oder dem Salz versetzt werden (z.B. 5 Gew % Sorbinsäure und/oder 20 Gew % Kaliumsorbat in Propylenglycol). Die Säuren können aber auch in einem Zwischenschritt der Glucangewinnung, beispielsweise dem Fällbad aus dem man die Mikropartikel gewinnt, zugegeben werden. Bei der Bildung der Mikropartikel adsorbieren die Säuren dann im allgemeinen auf der Oberfläche der Partikel.
Das erfindungsgemäße Präparat kann auch aus Mischungen verschiedener Säuren und/oder deren Salze und der resistenten Stärke Typ 3 hergestellt werden. Zweckmäßigerweise wird (werden) dann dazu in einem handelsüblichen Taumel- oder anderen üblichen Mischer zunächst die flüssige(n) Säure(n) und/oder Lösungen der Salze auf die resistente Stärke Typ 3 aufgebracht und anschließend die andere(n) feste(n) organische(n) Säure(n) und abschließend gegebenenfalls weitere resistente Stärke Typ 3 zugegeben.
Das erfindungsgemäße Präparat enthält 20 bis 75 Gew.-%, bevorzugt 25 bis 70 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt 30 bis 40 Gew.-% Säure und/oder das entsprechende Salz, und 25 bis 80 Gew.-%, bevorzugt 30 bis 75 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 60 und 70 Gew.-% resistente Stärke Typ 3. Bei einem Einsatz von Lösemitteln, wie beispielsweise Glycerin oder anderen Glycolen, können noch bis zu 50 Gew.-% dieses Lösemittels in dem Präparat enthalten sein.
Als Tierfuttermittel geeignet sind z. B. Grünfutter, Silagen, Trockengrünfutter, Wurzeln, Knollen, fleischige Früchte, Körner und Samen, Biertreber, Trester, Bierhefe, Destillationsschlempe, Müllereinebenerzeugnisse, Nebenerzeugnisse der Zucker-, Stärke herstellung und Ölgewinnung und verschiedene Lebensmittelabfälle. Als Haustierfuttelmittel geeignet sind außer den beispielhaft genannten Erzeugnissen z.B. noch Fleischabfälle, Gelatine, andere Bindegewebsanteile, Knochen, Sojabohnenextrakte, Fischerzeugnisse, Geflügelerzeugnisse, etc..
Solchen Futtermitteln können bestimmte Futtermittelzusatzstoffe oder -additive zugesetzt werden. Unter Futtermittelzusatzstoffe oder -additive werden hier sowohl Stoffe als auch Mikroorganismen verstanden, die den Futtermitteln zur Beeinflussung oder zur Erzielung bestimmter Eigenschaften oder Wirkungen zugesetzt werden. Darunter fallen insbesondere Additive, die einen positive Effekt auf die Gesundheit und das Wohlbefinden von Mensch und Tier haben. Beispiele für Futtermitteladditive sind Probiotika, Prebiotika und sonstige Zusatzstoffe.
Unter Probiotika werden nicht-pathogene Mikroorganismen verstanden, die dem Futtermittel lebend oder in Sporenform zugesetzt werden und die die Darmflora positiv beeinflussen können.
Prebiotika werden als nichtverdauliche Lebensmittelbestandteile definiert, die das Wachstum und/oder die Aktivität bestimmter Bakterien im Darm selektiv fördern und dadurch einen gesundheitsfördernden Effekt auf den Wirtsorganismus ausüben. Dazu zählen z.B. Fruktooligosaccharide, Inulin, Oligofruktosen, Galactooligosaccharide oder Transgalactosyloligosaccharide. Auch Laktulose, Laktosucrose, Xylooligosaccharide, Isomaltooligosaccharide und Maltooligosaccharide werden im Sinne dieser Erfindung unter Prebiotika verstanden.
Sonstige Zusatzstoffe sind Vitamine und Provitamine, insbesondere Vitamin A, die Vitamine B1, B2, B3, B5, B6, B9 und B12, Vitamin C, Vitamin D, Vitamin E, Vitamin F und Vitamin K; Antioxidantien; sowie Kräuter und Extrakte.
Weiterhin können Mischungen aus verschiedenen Substanzen (z.B. Mineralstoffmischungen, Vitaminmischungen), die der Verbesserung der Futtermittelqualität dienen, beigegeben werden. Spezielle Futtermittel werden auch für bestimmte Tierarten und deren Entwicklungsstadium angepaßt. Dies ist beispielsweise in der Ferkelaufzucht der Fall. Hier werden Saugferkelfutter und Ferkelaufzuchtfutter verwendet. Das erfindungsgemäße Präparat kann direkt dem Tierfuttermittel bzw. auch in Abmischung mit anderen Futtermittelzusatzstoffe oder aber über Vormischungen dem eigentlichen Futtermittel zugegeben werden. Das Präparat kann trocken dem Futter zugemischt werden, vor einer weiteren Verarbeitung (z.B. Extrusion) zugegeben werden bzw. im Gemisch dispergiert zudosiert werden. Darüberhinaus können auch die Einzelbestandteile des Präparats getrennt einzelnen Bestandteilen des Futtermittels zugegeben werden.
Zweckmäßigerweise sind die erfindungsgemäßen Präparate im Futter in Konzentrationen zwischen 1,0 und 7,5 Gew.-% (bezogen auf das Futter), bevorzugt 1,5 – 5,0 Gew.-% vorhanden.
Das Präparat kann als alleiniger Zusatzstoff zu Tierfuttermitteln beispielsweise für die Kälber- oder Lämmeraufzucht, besonders bevorzugt zu Saugferkelfutter (Prestarter) und Ferkelaufzuchtfutter (Starterfutter) zugegeben werden oder in Abmischung mit anderen Futtermittelzusatzstoften für diese Tiere angewendet werden. Das Präparat kann in Haustierfutter – beispielsweise für Katzen oder Hunde – aber auch in anderen Tierfuttern zur Mast oder Haltung von beispielsweise Krebs- und Krustentieren oder anderen Meerestieren insbesondere aber in der Geflügelhaltung eingesetzt werden.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß schon durch Zusatz geringer Mengen erfindungsgemäßer Präparate beispielsweise in der Ferkelaufzucht eine deutliche Leistungsverbesserungen hinsichtlich Zuwachsrate und Futterverwertung erreicht werden kann. Zur Sicherung einer signifikanten nutritiven Wirksamkeit ist ein Zusatz an erfindungsgemäßen Präparaten in Mengen von 1,0 bis 7,5 Gew.-% , bezogen auf das Futter, vorzugsweise von 1,5 – 5,0 Gew.-% , zweckmäßig. Weiterhin eignen sich Futtermittel mit dem erfindungsgemäßen Präparat als Milchaustauscher bei der Frühentwöhnung von Sauglämmern oder Kälbern.
Die erfindungsgemäßen Präparate liegen in einem festen oder hochviskosem Aggregatzustand vor. Durch die vorliegende Erfindung wird die sonst problematische Handhabbarkeit der bisher verwendeten flüssigen Säuren vermieden. Weiterhin ist das erfindungsgemäße Präparat in der Lage, den hygienischen Status zu verbessern, dadurch dass erwünschte Mikroorganismen von vornherein günstige Entwicklungsbedingungen vorfinden, während unerwünschte Organismen und Verderbserreger unterdrückt werden, die anderenfalls vorhandene Nährstoffe verbrauchen können.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen erläutert.
Beispiel 1
Herstellung von resistenter Stärke Typ 3 in Form der bevorzugten linearen wasserunlöslichen Poly-α-1,4-D-Glucane.
In einem 5-l-Gefäß werden 5 l einer sterilisierten 30-proz. Saccharose Lösung gegeben. Ein Enzymextrakt, der eine Amylosucrase aus Neisseria polysaccharea enthält (s. WO 95/31553), wird in einer Portion zugegeben und gemischt. Die eingesetzte Enzymaktivität beträgt in diesem Experiment 148000 Einheiten. Das verschlossene Gefäß wurde bei 37 °C inkubiert. Während der Dauer der Biotransformation bildet sich ein weißer Niederschlag. Die Reaktion wird nach 39 h beendet. Der Niederschlag wird abzentrifugiert, bei -70 °C eingefroren und anschließend gefriergetrocknet. Die Masse des gefriergetrockneten Feststoffes beträgt 526,7 g (70,2 Ausbeute).
Zur Abtrennung niedermolekularer Zucker werden 200 g des Feststoffes mit Wasser 30 min unter Rühren bei Raumtemperatur gewaschen, bei -70 °C eingefroren und gefriergetrocknet. Der Gehalt an Fruktose und Saccharose wird nach Lösen des Feststoffes in DMSO durch einen gekoppelten enzymatischen Assay (STITT et al. (Meth. Enzym., 174 (1989) 518 – 552)) bestimmt und beträgt 4,61 mg Fruktose pro 100 mg Feststoff (4, 6 %). Der Gehalt an Saccharose liegt unter der Nachweisgrenze.
Der Überstand der Biotransformation wird bei 95 °C denaturiert. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wurde erneut zentrifugiert. Der klare Überstand wurde bei -70 °C eingefroren und über 3 Tage bei 4 °C aufgetaut. Der so erzeugte Niederschlag wurde bei -70 °C eingefroren und gefriergetrocknet.
Zur Abtrennung niedermolekularer Zucker werden 39, 5 g des Feststoffes mit Wasser 30 min unter Rühren bei Raumtemperatur gewaschen, bei -70 °C eingefroren und gefriergetrocknet. Der Gehalt an Fruktose und Saccharose wird nach Lösen des Feststoffes in DMSO durch einen gekoppelten enzymatischen Assay bestimmt und beträgt 2,27 mg Fruktose pro 100 mg Feststoff. Der Gehalt an Saccharose liegt unter der Nachweisgrenze.
Beispiel 2
Herstellung von resistenter Stärke Typ 3 durch enzymatische Entzweigung nativer Stärke und anschließende Retrogradation.
50 g Stärke (Kartoffelstärke Farina, NatStarch & Chemical / Basis: Trockenmasse) werden mit dest. Wasser auf 450 g Suspension ergänzt. Diese Suspension wird unter Rühren für 5 Miunten aufgekocht. Der erzeugte Kleister wird bei 125°C in einem, mit Alufolie verschlossenen, Becherglas (1 l) für eine Stunde autoklaviert, um die Probe vollständig zu verkleistern. Nach Abkühlen und Entspannen der Stärkelösung (ca. 90°C, Normaldruck) wird zuerst der Gewichtsverlust mit dest. Wasser vorsichtig ausgeglichen und anschließend 47,5 ml eines 1 M Natriumacetatpuffers (pH 5,2) portionsweise zugegeben und die Lösung homogenisiert (Rühren). Nach vollständiger Zugabe der Pufferlösung wird der Ansatz auf 50 °C abgekühlt und bei dieser Temperatur unter Rühren inkubiert. Hierfür werden 2,5 ml Pullulanaselösung (Promozym 400 l (400 PUN/ml), Pullulanase (EC 3.2.1.41, pullulan 6-glucano-hydrolase), (Novo Nordisk Biotechnologie GmbH, Mainz, Germany) zugesetzt, das Gefäß verschlossen (Alufolie oder Parafilm) und die Dispersion 24 h bei 50 – 52°C unter Rühren inkubiert. Der Ansatz wird abgekühlt (Kühlschrank (4 – 8°C) und zentrifugiert. Der Überstand wird verworfen. Der Bodensatz wird mit eiskaltem Wasser 2 × gewaschen und jeweils zentrifugiert. Die Überstände sind zu verwerfen. Der Bodensatz wird bei -70 °C eingefroren, gefriergetrocknet und anschließend gemahlen.
Beispiel 3
3,0 kg der nach Beispiel 1 erhaltenen resistenten Stärken Typ 3 werden mit 1,0 kg Sorbinsäure in einem Doppelkonusmischer mit Taumelbewegungen für etwa 15 min gemischt. Die homogene Mischung wird mit 100 kg Ferkelfutter folgender Zusammensetzung vermischt (folgende Angaben in Gew.%):

Fischmehl 4,00

Sojaextraktionsschrot 18,50

Gerste 40,00

Weizen 33,00

Pflanzenöl 1,90

L-Lysin – HCl 0,2

DL-Methionin 0,1

L-Threonin 0,1

Mineralzusatz 2,2
Beispiel 4
4,00 kg der nach Beispiel 1 erhaltene resistente Stärke werden mit 0,65 kg Sorbinsäure und 0,45 kg Ameisensäure in einem Doppelkonusmischer mit Taumelbewegungen für etwa 20 min gemischt, so dass eine gleichmäßige Vermischung erreicht wird. Diese Mischung wird mit 94 kg Ferkelfutter folgender Zusammensetzung vermischt (folgende Angaben in Gew.%):

Sojaextraktionsschrot 22,50

Gerste 40,00

Weizen 31,00

Pflanzenöl 2,90

L-Lysin – HCl 0,40

DL-Methionin 0,10

L-Threonin 0,10

Mineralzusatz 3,00
Beispiel 5
3,0 kg der nach Beispiel 2 erhaltene resistente Stärke Typ 3 werden mit 1,0 kg Sorbinsäure und 0,25 kg Citronensäure und 0,25 kg Ameisensäure in einem Paddelmischer mit Taumelbewegungen für etwa 30 min gut gemischt, so dass eine gleichmäßige Vermischung erreicht wird. Diese Mischung wird mit 95,5 kg Ferkelfutter folgender Zusammensetzung vermischt (folgende Angaben in Gew.%):

Weizen 32,7

Mais 30,0

Sojaextraktionsschrot 10,7

Magermilchpulver 14,0

Kartoffeleiweiß 5,0

Maisstärke 2,6

Sojaöl 1,8

Mineralzusatz 3,2
Beispiel 6
3,50 kg einer kommerziell erhältlichen resistenten Stärke Typ 3 (Novelose^® 330, National Starch and Chemical Company) werden mit 1,00 kg Sorbinsäure und 0,50 kg Essigsäure in einem Paddelmischer mit Taumelbewegungen für etwa 30 min gut gemischt, so dass eine gleichmäßige Vermischung erreicht wird. Diese Mischung wird mit 95 kg Ferkelfutter folgender Zusammensetzung vermischt (folgende Angaben in Gew.%):

Weizen 31,7

Mais 31,0

Sojaextraktionsschrot 10,0

Magermilchpulver 14,7

Kartoffeleiweiß 5,3

Maisstärke 2,3

Sojaöl 1,8

Mineralzusatz 3,2

Claims

Präparat, enthaltend mindestens eine resistente Stärke Typ 3 und mindestens eine Säure oder ein Salz einer Säure.
Präparat nach Anspruch 1, worin die Säure ausgewählt ist aus Ameisen-, Essig-, Propion-, Butter-, Valerian-, Isobutter-, Trimethylessig-, Valerian-, Isovalerian-, 2-Methylbutter-, Hexan-, Bernstein-, Adipin-, Sorbin-, Fumar-, Äpfel-, Wein-, Citronen-, Milch-, Ascorbin-, Glucon-, Amino-, Phosphor-, Salz- und Schwefelsäure.
Präparat nach Anspruch 1, worin die Säure Phosphor-, Propion-, Essig-, Milch-, Valerian-,Ameisen-, Butter-, Fumar-, Wein- oder Äpfelsäure ist.
Präparat nach Anspruch 1, worin die Säure Citronensäure oder Sorbinsäure ist.
Präparat nach Anspruch 2, worin die Aminosäure eine essentielle Aminosäure ist.
Präparat nach Anspruch einem der Ansprüche 1 bis 5, worin das Salz ein Natrium-, Kalium-, Calcium-, Magnesium- oder Ammoniumsalz ist.
Präparat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens 25 Gew.-% (bezogen auf das Präparat) resistente Stärke Typ 3 enthält.
Präparat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens 20 Gew.-% (bezogen auf das Präparat) Säuren und/oder Salze enthält.
Präparat nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die resistente Stärke Typ 3 bioverfügbar ist.
Präparat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die resistente Stärke Typ 3 wasserunlöslich ist.
Präparat nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die resistenten Stärke Typ 3 ein lineares α-1,4-D-Glucan ist.
Präparat nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die resistente Stärke Typ 3 ein gewichtgemitteltes Molekulargewicht Mw von 0,75 × 10² bis 10⁷ g/mol besitzt.
Präparat nach einem der Ansprüche 1 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass die resistente Stärke Typ 3 einen Verzweigungsgrad von maximal 0,5 % aufweist.
Präparat nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die resistente Stärke Typ 3 einen RS-Gehalt von mindestens 65 % aufweist.
Präparat nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die resistente Stärke Typ 3 durch chemische oder enzymatische Entzweigung aus Stärke oder Stärke enthaltenden Biopolymeren hergestellt wurde.
Präparat nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die resistente Stärke Typ 3 in Form von Mikropartikeln vorliegt.
Futtermittelzusatz, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Präparat nach Anspruch 1 enthält.
Futtermittel, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Präparat nach Anspruch 1 enthält.
Futtermittel nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin einen Futtermittelzusatzstoff enthält, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Probiotika, Prebiotika, Vitaminen, Provitaminen, Antioxidantien, Ölen, Fetten, Fettsäuren und Mischungen daraus.
Futtermittel nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass es 1,0 bis 7,5 Gew.% (bezogen auf das Futtermittel) des Präparats nach Anspruch 1 enthält.
Verwendung des Präparates nach Anspruch 1 als Tierfuttermittel oder Futtermittelzusatz.
Verwendung nach Anspruch 21 in der Aufzucht und Haltung von Schweinen.
Verwendung nach Anspruch 21 in der Lämmeraufzucht.
Verwendung nach Anspruch 21 in der Fischaufzucht.
Verwendung nach Anspruch 21 in der Rinderaufzucht.
Verwendung nach Anspruch 21 in der Aufzucht von Krebs- und Krustentieren (Crustaceae).
Verwendung nach Anspruch 21 in der Aufzucht und Haltung von Haustieren.
Verwendung nach Anspruch 21 in der Geflügelaufzucht.