Struktur in der Ernährung


Kapitel

Bedeutung von Struktur

Strukturelle Veränderung von Futtermitteln durch Verarbeitung

Wirkung unterschiedlicher strukturierter Futtermittel am Beispiel von Kaninchen



Bedeutung von Struktur

Nicht nur die Nährstoffzusammensetzung spielt in der Ernährung eine entscheidende Rolle sondern auch die Struktur eines Futtermittels. Denn diese Struktur beeinflusst maßgeblich das Verdauungssystem von den Zähnen bis zu den Ausscheidungsorganen. Die Struktur ist von Bedeutung wenn Verdauungsenzyme ihre Arbeit verrichten, beeinflusst die Geschwindigkeit der Magen-Darm-Passage, kann von Entscheidung sein wohin ein Nahrungsbestandteil im Verdauungstrakt gelangt und vieles mehr.

Sowohl bei Pflanzen- als auch bei Fleischfresser nimmt die Struktur Einfluss auf den Verdauungsvorgang. Vor allem der Einfluss der Strukturkohlenhydrate (Rohfaser) ist groß.

Im Folgenden werden einige Beispiele aus der Literatur die Bedeutung der Struktur in der Tierfütterung verdeutlichen.


Tabelle 1: Bedeutung der Struktur in der Tierfütterung

Tierart Einfluss auf Folgen bei einem Mangel an Struktur Autor
Pferd Zeit der Futteraufnahme (geringer bei fehlender Struktur) Zu kurze Zeiten begünstigen Verhaltensveränderungen wie Lecken, Beißen, Nagen Meyer & Coenen 2002
Speicheltätigkeit (geringer bei fehlender Struktur) Speichel enthält wichtige Mineralstoffe und Bikarbonat, die einen Teil der Säuren am Anfang des Magens neutralisieren. Zudem ermöglicht der Speichel ein Abschlucken der Futterbissen und weicht die Nahrung auf, wodurch Enzymen der Verdauu ermöglicht wird Meyer & Coenen 2002
Kautätigkeit bei fehlender Struktur Ungleichmäßige Abnutzung der Backenzähne Meyer & Coenen 2002
Darmpassage (geringer bei fehlender Struktur) Feinfasriges oder kurz gehäckseltes Rauhfutter (unter 2 cm) kann Verstopfungen beim Pferd verursachen Meyer & Coenen 2002
Hund Magenpassage (schneller bei fehlender Struktur) Die Verdaulichkeit geht bei Fleisch bei starker Zerkleinerung zurück Meyer & Zentek 2010
Kaninchen Futteraufnahme (geringer bei fehlender Struktur) Eine längere Verweildauer im Magen-Darm-Trakt fördert die Durchfallgefahr Lebas & Laplace 1977
Darmpassage (geringer bei fehlender Struktur) Fehlbesiedlungen des Darms, Durchfallgefahr De Blas et al. 1999
Schwein Magengesundheit (geringer bei fehlender Struktur) Mit gröberer Futterstruktur/weniger intensiver Vermahlung lassen sich Häufigkeit und Intensität von Magenschleimhautalterationen (Magenulcus) deutlich reduzieren Wolf und Kamphues 2007
Bakterielle Erkrankung (höher bei fehlender Struktur) Verminderung der Salmonellen-Prävalenz bei gröberer Struktur und Verzicht auf Pelletierung Kamphues 2007
Darmfunktionsfähigkeit (geringer bei fehlender Struktur) Häufigere Verstopfung Warzecha 2006



Strukturelle Veränderung von Futtermitteln durch Verarbeitung

Werden Futtermittel verarbeitet wirken verschiedene Kräfte, welche die Struktur des Futters verändern können.

  • Zerkleinerung: Das Futtermittel wird mechanisch in kleinere Teile zerlegt. Die Struktur geht teilweise oder komplett verloren, je nach Zerkleinerungsgrad
  • Trocknung: Bei der Trocknung von Futtermitteln geht das Wasser verloren und die strukturellen Gerüstsubstanzen werden brüchig, was Auswirkung auf die Struktur haben kann (Meyer & Zentek 2010)
  • Erhitzung: Durch Hitzeeinwirkung werden hitzeempfindliche Bestandteile wie Vitamine zerstört, Proteine denaturieren und Stärkeketten werden gespalten
  • Pelletierung: Zur Erzeugung von Pellets werden Futtermittel zerkleinert, vermahlen und anschließend unter Druck gepresst. Die Struktur geht teilweise oder komplett verloren.



Wirkung unterschiedlicher strukturierter Futtermittel am Beispiel Kaninchen

Kaninchen sind Pflanzenfresser. Aufgrund ihrer geringen Körpergröße benötigen sie im Vergleich zu großen Pflanzenfressern pro Einheit Körpermasse mehr Energie und Protein. Um ihren Bedarf zu decken schleusen sie Nahrung schneller durch den Verdauungstrakt als große Pflanzenfresser, wodurch weniger Zeit zum Verdau der Komponenten bleibt. Da insbesondere die Mirkoorganimen Zeit für die Verwertung von Cellulose brauchen sind Kaninchen daher eher schlechte Rohfaserverwerter (Fritz 2007). Kaninchen verwerten ca. 19 % der Rohfaser, während es bei größeren Pflanzenfressern wie dem Schaf etwa 72 % sind (Rühle 2013).

Der Magen des Kaninchens ist geprägt durch eine schwach ausgeprägter Muskulatur, weshalb nachfolgende Nahrung eine wichtige Rolle bei der Weiterbewegung des Nahrungsbreis in den Dünndarm spielt (Wolff und Klomburg 1979). Kaninchenzähne wachsen ständig nach. Eine Abnutzung erfolgt durch das Gegeneinanderschleifen der gegenüberliegenden Zähne (Wolf & Kamphues 1996) und wird verstärkt durch verschiedene in Pflanzen enthaltene Stoffe.

Entscheidend für die Geschwindigkeit der Magen-Darm-Passage und damit ein gesundes Verdauungssystem sowie eine ausreichende Abnutzung der Zähne ist daher die Menge an aufgenommener Nahrung und die Zeit, die das Tier für den Kauvorgang benötigt.

Im Blinddarm des Kaninchens finden Fermetationsvorgänge statt. Relativ gut verdauliche, kleine Teile mit einer Größe von maximal 0,3 - 0,5 mm gelangen in den Blinddarm, größere Bestandteile werden am Blinddarm vorbeigeschleust. Es gelangt also nur ein bestimmter Anteil des Nahrungsbreis zu den Mikroorganismen im Blinddarm.

Die natürliche Nahrung eines Kaninchens besteht hauptsächlich aus frischen Gräsern und Kräutern. In der Kaninchenernährung spielt die getrocknete Variante in Form von Heu eine wichtige Rolle. Auch pelletierte Futtermittel finden insbesondere in der Nutztierhaltung Anwendung. Diese Futtermittel unterscheiden sich sowohl in ihrer Zusammensetzung als auch in ihrer Struktur. Eine besondere Rolle kommt dabei der Cellulose zu, einer Gerüstsubstanz der pflanzlichen Zellwand (Artikel: Rohfaser).


Tabelle 2: Futtermittel im Vergleich

Futtermittel Rohfasergehalt Struktur Sonstiges
Gräser 4 - 6 % Lange, elastische Cellulosefasern Bei frischen Gräser und ausreichendem Angebot selektieren Kaninchen die Blattspitzen mit einem hohen Anteil gut verdaulicher Fasern (Schlolaut 2003)
Heu 23 - 30 % Lange, spröde Cellulosefasern Beim Trocknungsprozess hoher Bröckelverlust; daher vergleichsweise hoher Anteil an schlecht verdaulicher Faser (Lackenbauer 2001)
Pellets 12 - 23 % Zerkleinerte Cellulosepartikel Zusammensetzung der Faser oft nicht angeben


Abbildung 1: Struktur. Verschiedene Futtermittel unterscheiden sich erheblich in ihrer Struktur. In frischem Gräsern (1) sind die Cellulosefasern vergleichsweise lang. Bei der Trocknung (2) werden die Fasern allerdings spröde und brechen leichter. Daher bleiben die Fasern beim Kauvorgang bei frischen Pflanzen länger als bei Heu. Für Pellets werden die getrockneten Pflanzen gehäckselt (3) oder zermahlen (4) und anschließend gepresst (5). Die Struktur bleibt nicht oder nur teilweise erhalten.


Gräser werden ebenso wie Heu lange und gründlich gekaut. Beides wird gut eingespeichelt und die Zähne gut abgenutzt. Allerdings ist der Effekt bei Gräsern aufgrund des höheren Gehalts an Silikaten besser (Artikel: Hauskaninchen.com - Zähne und Gebiss). Die spröde Cellulosefasern des Heus zerbrechen leichter, wodurch die Fasern kürzer sind als die im Gras (Meyer & Coenen 2002)

Pellets werden weniger gut gekaut. Die Zahnabnutzung und Einspeichelung ist schlechter. Cellulosefasern sind oft kaum bis wenig vorhanden, die Cellulose liegt häufig in kleinen Partikeln vor.

Kaufrequenzen nach Hörnicke (1978):

  • Gras: 5,00 - 6,30 Hz
  • Heu: 4,63 Hz
  • Pellets: 3,96 Hz

Kaninchen nehmen mehr Gräser als Heu auf. Pellets werden als Konzentratfutter in wesentlich geringer Menge aufgenommen. (Artikel: Hauskaninchen.com - Ernährung). Als Folge kommt es zu einer längeren Verweilzeit des Nahrungsbreis im Magen, was die Durchfallgefahr fördert (Lebas & Laplace 1977)

Die Magen-Darm-Passage ist durch die verminderte Faserstruktur bei Pelletfutter merklich verlängert, was Magen-Darm-Probleme begünstigt (De Blas et al 1999).

Ist das Futter stark vermahlen gelangen unnatürlich viele Bestandteile in den Blinddarm. Dort beeinflussen sie die Darmflora und können bei hohen Rohfasergehalt tödliche Blinddarmverstopfungen verursachen (Fekete 1993)


Tabelle 3: Effekte im Verdauungstrakt. "-" bedeutet wenig Effekt, "+" viel Effekt

Ort Effekt Gräser Heu Pellets
Maul Einspeicheln der Nahrung
++
++
-
Zahnabrieb
++
++
-
Faserlänge
++
+
-
Futteraufnahme
++
+
-
Magen - Darm - Passage Geschwindigkeit
++
++
-
Blinddarm Partikel gelangen in den Blinddarm
-
-
++




Literatur

De Blas, C., J. Garcia u. R. Carabano (1999): Role of fibre in rabbit diets. A review. Ann. Zootechn. 48, 3 – 13

Fekete S.; Ernährung der Kaninchen; in: Ernährung monogastrischer Nutztiere, Kapitel 4; Wiesemüller, W. und Leibetseder, J. [Hrsg.], G. Fischer; Jena, Stuttgart; 1993; ISBN: 3-334-60428-4

Fritz, J. (2007): Allometrie der Kotpartikelgröße von pflanzenfressenden Säugern, Reptilien und Vögeln. Dissertation, LMU München, S.66-103

Lackenbauer, W.; Kaninchenfütterung: tiergerecht - naturnah - wirtschaftlich; 3., überarb. Aufl. Reutlingen; Verl.-Haus Reutlingen Oertl und Spörer; 2001; ISBN 3-88627-704-6

Lebas F. ; Laplace J.P. (1977): Growth and digestive transit in the rabbit. VII. Variations determined by physical form, composition and crude fibre content of the feed, Ann. Biol. Anim. Biochem. Biophys. 17, 535 - 538

Meyer H.; Coenen M. (2002): Pferdefütterung. Blackwell-Wissenschaftsverlag; Wien; 978-3826333989

Meyer H., Zentek J. : Ernährung des Hundes. Grundlagen - Fütterung - Diätetik. 5. Auflage. Parey Verlag, Stuttgart 2005, ISBN 3-8304-4151-7, S. 11

Rühle A.: Kaninchen würden Wiese kaufen, www.kaninchen-wuerden-wiese-kaufen.de, 30.05.2013

Schlolaut W. (Hrsg) in Zusammenarbeit mit Lange, K.; Das große Buch vom Kaninchen; 3., erw. Aufl.; Frankfurt am Main; DLG-Verl., 2003; 488 S.; ISBN 3-7690-0592-9

Wolf, P., und J.Kamphues (1996): Untersuchung zu Fütterungseinflüssen auf die Entwicklung der Incisivi bei Kaninchen, Chinchilla und Ratte. Kleintierpraxis 41, 723-732

Wolff, D., und Klomburg, S. (1979): Das Hauskaninchen (Systematische Stellung, Pathophysiologie, Ernährung, Reproduktion, Narkose, Krankheiten), Berl. Münch. Tierärztl. Wochenschr. 92, 65 -72