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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Es
ist seit langem bekannt, dass die ersten paar Lebenswochen von Tieren
für Wachstum
und Überleben
entscheidend sind. Vieh, jedoch insbesondere Schweine und Kälber werden üblicherweise
in jüngerem Alter
(1–35
Lebenstage) entwöhnt,
um die Produktionskosten zu senken und in manchen Fällen den
Gesundheitszustand zu verbessern. Es ist viel gelernt worden über betriebliche
Maßnahmen,
die zur Frühentwöhnung notwendig
sind; es bleiben jedoch Herausforderungen für Tierproduzenten, da die Tiere
jung und krankheitsanfällig
sind. Die Anfälligkeit
des jungen Tieres für
Krankheiten wird von vielen Faktoren beeinflusst, jedoch sind Krankheitsgefährdung und
immunologischer Zustand zwei der entscheidenden Faktoren für die Anfälligkeit
eines Tieres für
eine besondere Krankheit. Das Muttertier ist ein anerkannter Vektor
und eine Quelle für die
Krankheitsgefährdung
für enterische
und Atemerkrankungserreger. Daher wird das junge Tier (1–28 Lebenstage)
von dem Muttertier entfernt (Frühentwöhnung),
um die horizontale Übertragung
bestimmter Krankheiten zu verhindern. Eine Technik wie das Frühentwöhnen nutzt
dem Tier durch bessere Gesundheit, das Füttern und die Betreuung eines
solchen jungen Tieres wird jedoch zu einer enormen Aufgabe. Junge
Tiere sind es gewohnt, die Nährstoffe
aus ihrer primären
Nahrungsquelle, Milch, zu saugen, zu verdauen und aufzunehmen. Die
Fütterung
von Milch ist jedoch eine intensive und kostspielige Arbeit. Die
Produzenten versuchten daher, einfachere, kosteneffektivere Diäten auf
der Basis von Körnern
und Viehfutter zu füttern.
Das Verdauungssystem des jungen Tieres ist jedoch nicht reif genug,
um solch eine einfache Ernährung
verdauen zu können.
Sehr junge Schweine und Kälber
in der Nachentwöhnungsperiode
erleben daher ein Syndrom, das als Rückstand nach der Entwöhnung (postweaning
lag) bezeichnet wird.
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Die
Symptome des Postweaning Lag umfassen üblicherweise langsames Wachstum,
langsame Futteraufnahme und häufiges
Auftreten von Diarrhöe.
Das Syndrom kann auf kommerziellen Betrieben zu mittleren bis hohen
Produktverlusten führen.
Der Verlust ist das Ergebnis langsamen Wachstums, hoher Krankheitsziffern
(25%) und hoher Sterblichkeitsraten (bis zu 10% der Population).
Die leichtesten und jüngsten
Tiere in der Population sind häufig
die am schwersten betroffenen. Der Postweaning Lag tritt am häufigsten
auf bei Schweinen (1 bis 35 Lebenstage), die Umweltgefahren und
mikrobiologischen Gefahren ausgesetzt sind.
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Es
sind nährstoffreiche,
sehr bekömmliche
Futtermittel speziell dafür
formuliert worden, um den Auswirkungen der Entwöhnung auf die Futteraufnahme
der jungen Tiere entgegenzutreten. Solches Futter/Diäten sind
sehr nahrhaft und sehr kräftig,
um die Energie und Nährstoffe
für ein
rasches Wachstum bereitzustellen. Die Diäten bestehen in erster Linie
aus verarbeiteten Körnern
(Mais, Weizen, Gerste, Reis usw.), gelatinisierten Stärken, Milchprodukten
(Trockenmagermich, Trockenmolke, Laktose, Trockenmolkeproteinkonzentrat, Kasein
usw.), Zuckern (Dextrose, Glucose, Sucrose), Fetten und/oder Ölen (Schmalz,
Fett, pflanzliche Öle, Kokosnussöl usw.),
tierischen Proteinen (Fischmehl, Blutmehl, Fleischmehl usw.), und
raffinierten, extrudierten Sojabohnen (Sojabohnenisolat, Sojabohnenkonzentrat).
Jedoch selbst bei Einsatz einer solchen Diät hoher Qualität verbrauchen
früh entwöhnte Schweine
keine adäquaten
Futtermengen, um ein rasches Wachstum zu fördern. Beim Entwöhnen müssen diese
Schweine häufig
mittels arbeitsintensiver Praktiken, wie häufiges Füttern von flüssigem Milchersatz
zum Fressen ermuntert werden. Die Verdauungskapazität dieser
Schweine ist einfach zu unreif, um Nährstoffe aus dem Korn und/oder
Diäten
auf pflanzlicher Basis, von denen das Tier sich nun ernähren muss,
zu verdauen und zu assimilieren. Das heißt, ohne die essentiellen Enzyme
zum Verdauen und zum Umwandeln einiger komplexer Energiequellen
in verwertbare Energiesubstrate, wie Glucose und kurzkettige Fettsäuren (von
der Fettgewebezerstörung)
und Aminosäuren.
Der physiologisch-katabolische Zustand führt auf Grund einer negativen
Protein- und Energiebilanz zu einem Verlust an Körpergewicht von der Entwöhnung bis
14 Tage nach der Entwöhnung.
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Der
Postweaning Lag (schlechter Appetit, langsames Wachstum und Diarrhöe) wird
drastisch reduziert, wenn neu entwöhnten Schweinen eine Starterdiät gefüttert wird,
die mit getrocknetem Tierplasma ergänzt ist. Appetits- und Gewichtszunahme
in kleinen, neu entwöhnten
Schweinen wird durch die Ergänzung der
Schweinestartdiät
mit sprühgetrocknetem
Tierplasma (DAP, dried animal plasma)(Hansen et al., 1993; de Rodas
et al., 1995; Kats et al., 1994) verbessert. In der Tat ist die
diätetische
Verbesserung, die von der Supplementierung der neu entwöhnten Schweine,
die mit getrocknetem Tierplasma gefüttert werden, herrührt, so drastisch,
dass sie es der Schweineindustrie ermöglicht hat, ohne eine merkliche
Veränderung
in der Häufigkeit
des Postweaning Lag Syndroms das Entwöhnalter von 28 auf 21 Lebenstage
herabzusetzen. Die Proteinkomponenten, die bei der Antwort auf eine
diätetische
Ergänzung
mit getrocknetem Tierplasma beteiligt sind, umfassen Immunoglobulin
und Albumin (Weaver und Russel, 1994; Cain et al., 1994; Owen et
al., 1994). Das bislang für
die Industrie erhältliche
(und in den zuvor erwähnten
Literaturstellen evaluierte) Produkt war sprühgetrocknetes Tierplasma in
Pulverform. Sprühgetrocknetes
Tierplasma in Pulverform war für
die Nahrungsmittel- und Futtermittelindustrie viele Jahre lang erhältlich.
Das Produkt wurde zeitweise mit anderen Futtermittel- oder Nahrungsmittelzutaten,
wie Milch oder Molkeprodukten co-getrocknet.
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Es
wurde auch gefunden, dass eine gemischte pulverisierte Futtermittelergänzung, die
Tierplasmaprotein und ein mikrobielles Fermentationsprodukt, in
erster Linie aus Amylase, beim Verbessern der Leistung entwöhnter Schweine
noch effektiver ist als Tierplasmaprotein alleine. Yoder US-Patent
Nr. 5,575,999.
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Erfindungsgemäß wurde
unerwarteterweise gefunden, dass die durchschnittliche tägliche Zunahme von
Tieren, denen eine Diät
gefüttert
wird, die eine granuläre
Form von sprühgetrocknetem
Tierplasma enthält, beträchtlich
besser ist, als diejenige von Tieren, denen eine Diät gefüttert wird,
die mit ähnlichen
Konzentrationen an Tierplasmapulver ergänzt ist. Dieser Effekt wird
mit den roten Blutzellkomponenten von Blut nicht beobachtet.
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In
verschiedenen anderen Veröffentlichungen
wurde die Herstellung von granulierten Blutzusammensetzungen beschrieben,
einschließlich
der EP-A-0 023 161, BR-A-8
705 592, US-Patent Nr. 3,859,734, EP-A-0 020 231, Kraftfutter 5/97,
S. 227–235
(Futtermittelmagazin) und DE-A-2 941 627. Diese Zusammensetzungen beschreiben
jedoch kein sprühgetrocknetes
Tierplasma, das die Partikelgröße der hier
beschriebenen granulierten Zusammensetzungen aufweist und ergeben
nicht die signifikant bessere Wirkung auf das Wachstum von Tieren,
die mit den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
erreicht wird.
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Es
ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine granulierte
Proteinfuttermittelergänzung
bereitzustellen, welche die Gewichtszunahme und Futtereffizienz
für Tiere
erhöht.
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Ein
anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Proteinergänzung mit
erhöhter
biologischer Wirksamkeit bereitzustellen, die durch Granulieren
von Plasma oder einer seiner Komponenten erhalten wird.
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Darüber hinaus
ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, Futter oder eine Proteinergänzung mit
erhöhter
Fließfähigkeit,
verminderter Staubbildung und verbesserter Handhabbarkeit bereitzustellen.
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Diese
und andere Ziele werden aus der folgenden Beschreibung der Erfindung
ersichtlich.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung stellt zum ersten Mal eine granulierte Tierplasmaergänzung bereit,
die eine Steigerung der Gewichtszunahme, der Nahrungsaufnahme und
Futtereffizienz von Tieren bewirkt. In einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung wird eine Nahrungsergänzung
gemäß Anspruch
1 bereitgestellt. In einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung
wird ein Verfahren zur Steigerung der Gewichtszunahme und Verbesserung der
Futtereffizienz bei Tieren gemäß Anspruch
8 bereitgestellt. Das erfindungsgemäße Produkt kann dem Tierfutter
als eine Ergänzung
zugefügt
werden, die die Gewichtszunahme und die Gesundheit der Tiere steigert, insbesondere
in den ersten Lebensphasen. So mit der erfindungsgemäßen granulierten
Ergänzung
behandelte Tiere erfuhren eine beträchtliche Steigerung der Gewichtszunahme,
sowie eine viel bessere Futtereffizienz im Vergleich zu Tieren,
die mit einer Kontrolldiät
aus pulverisiertem Tierplasmaprotein ergänzt wurde. Dieser Effekt der
Granulierung wurde mit dem abgetrennten Zellmaterial nicht beobachtet.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Der
relative biologische Wert (RBV, relative biological value) wird
definiert als die Änderung
in der abhängigen
Variablen bei Titration der Testsubstanz im Vergleich zu der selben Änderung
bei Titration einer Standardverbindung. Der RBV wird verwendet,
um die biologische Wirksamkeit in dieser Erfindung zu beschreiben.
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1 ist
eine graphische Darstellung der Daten aus Tabelle 5, wobei die durchschnittliche
tägliche
Zunahme (ADG, average daily gain) von Schweinen, denen eine Diät gefüttert wird,
die mit granulärem
Plasma ergänzt
ist, gemittelt über
zwei Pelletiertemperaturen, gegenüber Schweinen, denen eine Diät gefüttert wird, die
mit pulverisiertem Plasma ergänzt
ist, gemittelt über
zwei Pelletiertemperaturen, verglichen wird und zwar an den Tagen
0 bis 7 des in Beispiel 2 beschriebenen Versuches. (ADG=164+5,3
(Pulverplasma, % Diät); ADG=164+7,8
(granuläres
Plasma, % Diät);
und RBV=(7,8/5,3)100=147%)
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2 ist
eine graphische Darstellung der Daten aus Tabelle 5, wobei die durchschnittliche
tägliche Futteraufnahme
von Schweinen, denen eine mit granulärem Plasma ergänzte Diät verfüttert wird,
gegenüber Schweinen,
denen eine mit pulverisiertem Plasma ergänzte Diät verfüttert wird, verglichen wird,
gemittelt über zwei
Pelletiertemperaturen, gegenüber
Schweinen, denen eine mit pulverisiertem Plasma ergänzte Diät verfüttert wurde,
gemittelt über
zwei Pelletiertemperaturen, an den Tagen 0 bis 7 des in Beispiel
2 beschriebenen Versuches. (ADFI=205+5,0 (Pulverplasma, % Diät); ADFI=205+4,3
(granuläres
Plasma, % Diät);
und RBV=(4,3/5,0)100=86%).
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3 ist
eine graphische Darstellung der Daten von Tabelle 5, wobei das Futter/Zunahmeverhältnis von
Schweinen verglichen wird, denen eine mit granulärem Plasma ergänzte Diät verfüttert wird,
gegenüber Schweinen,
denen eine mit pulverisiertem Plasma ergänzte Diät verfüttert wird, gemittelt über zwei
Pelletiertemperaturen, gegenüber
Schweinen, denen eine mit pulverisiertem Plasma ergänzte Diät gefüttert wird,
gemittelt über
zwei Pelletiertemperaturen, an den Tagen 0 bis 7 des in Beispiel
2 beschriebenen Versuches (F/G=1,31–0,012) (Pulverplasma, % Diät); F/G=1,31–0,034)
(granuläres
Plasma, % Diät)
und RBV=(–0,034/–0,012)100=283%)
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4 ist
eine graphische Darstellung der Daten aus Tabelle 5, wobei die kumulative
tägliche
Zunahme von Schweinen verglichen wird, denen eine mit granulärem Plasma
ergänzte
Diät verfüttert wird,
gemittelt über zwei
Pelletiertemperaturen, gegenüber
pulverisiertem Plasma, gemittelt über zwei Pelletiertemperaturen,
an den Tagen 0 bis 14 des in Beispiel 2 beschriebenen Versuches.
(ADG=264+0,2 (Plasmapulver, % Diät); ADG=264+4,8
(granuläres
Plasma, % Diät);
RBV=4,8/0,2)100=2400%)
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5 ist
eine graphische Darstellung der Daten aus Tabelle 5, wobei die kumulative
Futteraufnahme von Schweinen verglichen wird, denen eine mit granulärem Plasma
ergänzte
Diät verfüttert wird,
gemittelt über zwei
Pelletiertemperaturen, gegenüber
pulverisiertem Plasma, gemittelt über zwei Pelletiertemperaturen,
an den Tagen 0 bis 14 des in Beispiel 2 beschriebenen Versuches
(ADFI=315+2,9 (Plasmapulver, % Diät); ADFI=315+3,5 (granuläres Plasma,
% Diät);
und RBV=3,5/2,9)100=121 %).
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6 ist
eine graphische Darstellung, in der das kumulative Futter/Zunahmeverhältnis von
Schweinen verglichen wird, denen mit granulärem Plasma ergänzte Diäten, gemittelt über zwei
Pelletiertemperaturen gefüttert
worden, gegenüber
pulverisiertem Plasma, gemittelt über zwei Pelletiertemperaturen,
an den Tagen 0 bis 14 des in Beispiel 2 beschriebenen Versuches.
Da das granuläre
Plasma und das Pulverplasma eine negative und eine positive Steigung
aufweisen, sind Berechnungen des RBV sowohl mathematisch als auch
biologisch undurchführbar.
Es wurden daher keine Berechnungen angegeben.
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7 ist eine schematische Darstellung eines
typischen Verpressungs-/Granuliersystems
mit Sieben und Recycling von Resten und Feinanteilen, die erfindungsgemäß verwendet
werden können.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird Plasma, das aus tierischen Quellen erhalten wird,
granuliert und mit anderen Futterbestandteilen an Tiere, wie Schweine
und Kälber
verfüttert.
Jedem Tier, bei dem eine Wachstumssteigerung, insbesondere in einem
frühen
Lebensstadium, erwünscht
ist, kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung
gefüttert
werden, was Katzen, Hunde, Kälber,
Schafe, Schweine, Hühner,
Truthähne,
Enten, Pferde, Ziegen oder Aquakulturen mit einschließt, jedoch
nicht auf diese beschränkt
ist. Das Plasma wird erhalten, indem Tierblut aufgefangen wird.
Das Blut eines jeden Tieres mit rotem Blut (schweine-, rinder-, schaf-,
pferde-, vogelartige) kann zur Durchführung der Erfindung verwendet
werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Tier Vieh,
das wegen seiner Fleischware geschlachtet wird. Das Blut, das traditionell verworfen
oder getrocknet und zu Blutmehl verarbeitet wird, kann dann zur
Herstellung der Zusammensetzungen und Durchführung der Verfahren der Erfindung
verwendet werden. In einer am meisten bevorzugten Ausführungsform
wird das Blut von Schweinen oder Rind aufgefangen.
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Erfindungsgemäß wird im
allgemeinen das Blut vorzugsweise in Schlachthöfen aufgefangen. In einer Ausführungsform
kann das Blut in einem rostfreien Umwälzstahltank mit Antikoagulanzien,
wie Natriumcitrat oder Natriumphosphat aufgenommen werden, um ein
Gerinnen zu verhindern. Verhindern des Gerinnens ist für die Erfindung nicht
wesentlich, da ähnliche
Effekte mit von Gerinnseln befreitem Serum oder defibriniertem Plasma
erreicht werden können.
Das Vollblut wird dann normalerweise, vorzugsweise durch Zentrifugieren, obwohl
jedes andere Abtrennverfahren verwendet werden kann, in zwei Teile
getrennt, das Zellmaterial (rote Blutkörperchen, weiße Blutkörperchen,
Plättchen
und andere zirkulierende Vorläuferzellen
der zuvor genannten Zellkategorien) und Plasma (oder Serum). Plasma
(Serum) setzt sich zusammen aus etwa 55 bis 60% Albumin, 25 bis
30% Globulin, 10% Fibrinogen und anderen Proteinen. Der hier verwendete
Begriff "Plasma" soll den Plasmaanteil
von Blut sowie jede der Proteinkomponenten, die darüber hinaus
daraus gereinigt werden können,
umfassen. Die Reinigung dieser Komponenten aus Plasma sind bekannte
Verfahren und werden vom Fachmann allgemein durchgeführt. Nach
der Abtrennung kann das Plasma gekühlt werden, um das Wachstum von
Bakterien zu verzögern
und in einem isolierten Tank gelagert werden bis es zum Trocknen
bereit ist.
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Plasma
und/oder die gereinigten Plasmakomponenten können dann weiter aufkonzentriert
werden (durch Membranfiltration). Das konzentrierte Produkt wird
dann getrocknet, vorzugsweise durch Sprühtrocknung, wobei eine beige
pulverige Substanz gebildet wird. Das Sprühtrocknen sollte bei Temperaturen
stattfinden, die niedrig genug sind, um eine vollständige Denaturierung
von Proteinen zu verhindern, jedoch hoch genug, um eine bakterielle
und virale Kontamination auszuschließen. Herkömmlicherweise wird dieses Ziel
mit einer Trocknereinlasstemperatur von etwa 375° bis 400°F (190–204°C) und einer Trocknerauslasstemperatur von
180 bis 200°F
(82–93°C) erreicht.
Die erhaltene pulverige Substanz weist eine Partikelgröße von etwa
5 bis etwa 300 Mikron auf. Das Pulver wird dann kompaktiert oder
verpresst bei 8270 kPa bis 9650 kPa (1200 bis 1400 psi), gemahlen
und kann gegebenenfalls gesiebt oder auf andere Weise nach Größe aufgetrennt
werden um die Homogenität
zu erhöhen.
Der Durchmesser der erhaltenen Partikelgröße ist größer als 100 Mikron, jedoch
kleiner als 2000 Mikron. Diese Größe reicht aus, so dass die
granulierten Partikel in der Lage sind, vom Magen in den Dünndarm zu
gelangen, ohne durch den Magen zu kleineren Partikeln abgebaut zu
werden. Zusätzlich
zur Granulierung können
viele Verfahren, wie beispielsweise Pelletieren, nasse oder trockene
Agglomeration, Prillen, und Wirbelbetttrocknung verwendet werden,
um die Partikelgröße und die
Dichte von getrocknetem Plasma und/oder seiner Proteinkomponenten
zu erhöhen,
ohne eine signifikante Denaturierung zu verursachen und sollen in
den Umfang der Erfindung mit aufgenommen werden. Die Granulierung
von Plasma führt
zu einer Zunahme der Schüttdichte
von etwa 32 Pfund pro Kubikfuß bei Pulverform
auf etwa 50 Pfund pro Kubikfuß bei
granulärer
Form (53 bis 76 kg/Kubikmeter). Das erhaltene granuläre Produkt
führt unerwarteterweise
synergistisch zu einer Gewichtszunahme und Wirksamkeit, die über diejenige
hinausgeht, die für ähnliche
Mengen in Pulverform erwartet wird.
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Die
so erhaltene granuläre
Substanz kann mit anderen Futterbestandteilen für jeden gewünschten Futterplan kombiniert
werden oder kann mit einem Futterbestandteil gemischt werden und
das Gemisch kann granuliert werden. Die Diäten bestehen in erster Linie
aus verarbeiteten Körnern
(Korn bzw. Mais, Weizen, Gerste, Reis usw.), gelatinisierten Stärken, Milchprodukten
(Trockenmagermilch, getrockneter Molke, Laktose, getrocknetem Molkeproteinkonzentrat,
Kasein usw.), Zuckern (Dextrose, Glucose, Sucrose), Fetten und/oder Ölen (Schmalz,
Fett, pflanzlichen Ölen,
Kokosnussöl
usw.), tierischen Proteinen (Fischmehl, Blutmehl, Fleischmehl, usw.)
und raffinierten, extrudierten Sojabohnen (Sojaproteinisolat, Sojaproteinkonzentrat).
Die Menge der granulierten Substanz ist eine Menge, bei der die
verbesserten Wachstumseffekte eintreten. Die granulierte Substanz
umfasst vorzugsweise mehr als 0 bis 15 Gew.-% des Basisfutters.
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Sprühgetrocknetes
Tierplasma ist traditionell als ein Protein hoher Qualität verwendet
worden, das aufgrund seiner Wirkung auf die Wachstumsrate und die
Futteraufnahme als ein Ersatz für
Milchproteine verwendet wurde. Dieses Plasma ist auch in der Futterindustrie
als eine Futterergänzung
verwendet worden.
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Plasmaproteine
sind aufgrund ihres Einflusses auf die freiwillige Futteraufnahme
und effizienter Zunahmen auch als ein Bestandteil für Milchaustauscher
für die
Kalbfleischproduktion und Milchaustauscher für Kälber, Aquakulturfutter, Hundefutter
und Katzenfutter verwendet worden. Es wird verwendet, um Milch,
Molke, Fisch- oder Fleischproteine zu ersetzen. Es wird erwartet,
dass die Wirkung der Granulation von getrocknetem Plasma auf das
Wachstum und die Gesundheit ähnliche
Auswirkungen aufweist, wenn es als eine Ergänzung in Diäten verwendet wird, die für die Jungen
dieser Tiere hergestellt werden. Das zur Verwendung in dieser Erfindung
vorgesehene getrocknete Plasmapulver besteht aus hohen Konzentrationen
an Aminosäuren.
Ein typischer Aminosäureassay
des Pulvers durch Säurehydrolyse
und nachfolgende Säulenchromatographie führt zu den
folgenden Aminosäurekonzentrationen
(Gramm pro 100 Gramm Pulver):
Alanin | 4,2 |
Arginin | 4,7 |
Asparaginsäure | 7,9 |
Cystin | 2,8 |
Glutaminsäure | 11,7 |
Glycin | 3,0 |
Histidin | 2,8 |
Isoleucin | 2,9 |
Leucin | 7,8 |
Lysin | 6,8 |
Methionin | 0,7 |
Phenylalanin | 4,6 |
Prolin | 12,8 |
Serin | 4,7 |
Threonin | 4,8 |
Tryptophan | 1,4 |
Tyrosin | 3,6 |
Valin | 5,3 |
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Chemische
und andere Eigenschaften des getrockneten Plasmas beinhalten etwa
60 bis 80% Protein, 9% Feuchtigkeit, 5 bis 20% Asche, 2% Fett, 50,0
ppm Eisen, 0,15% Calcium, 1,50% Chlorid; 1,7% Phosphor, 0,09% Kalium,
Wasserlöslichkeit
88%.
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Ein
typisches Verdichtungs-/Granulierungssystem zur erfindungsgemäßen Verwendung
ist in 7 gezeigt. Die Pulverzufuhr
ist mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet. Das Pulver verlässt die
Pulverzufuhr 10 und bewegt sich durch das Rückführsystem 12 aufwärts und
in die horizontale Barriereschnecke 14. Danach wird das Pulver zu
der vertikalen Schraube bzw. Schnecke 16 befördert, in der das Pulver vorverdichtet
und aceriert wird. Das vorverdichtete Pulver tritt dann in die Kammer
20 ein, die Verdichtungsrollen (nicht gezeigt) enthält. In diesen
reguliert ein hydraulischer Aktuator die Druckmenge, die auf die
Rollen ausgeübt
wird. Von der Kammer 20 aus tritt das verdichtete Material in eine
Mahlanlage 30 ein und passiert danach ein Sieb (nicht gezeigt), wobei
die Granülen
zu der gewünschten
Größe gesiebt
werden. Das granuläre
Produkt einer geeigneten Partikelgröße wird dann gesammelt. Die
Reste können
mit den Feinanteilen aus dem Verfahren durch das Recyclingsystem
recycelt werden oder können
durch die Mühle
12 recycelt werden, wobei der Granulationsprozess wiederholt wird.
Das granulierte Produkt wird dann in feuchtigkeitsbeständigen Behältern gelagert.
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Sprühgetrocknetes
Tierplasma ist im Handel erhältlich
von verschiedenen Quellen einschließlich des unter der Marke AP
920TM vertriebenen Produkts der American
Meat Protein Corporation.
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Die
Granulation von Futterbestandteilen ist ebenfalls nicht neu. Sie
wird bereits seit langem verwendet, um die Fließfähigkeit feiner hygroskopischer
Pulver zu verbessern. Obwohl die Granulation eine einfachere Form
der Abgabe ist, ist es unerwartet, dass eine Granulation die tierische
Leistung über
diejenige hinaus, die für ähnliche
Pulvermengen beobachtet wird, beeinflussen würde.
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Da
das Schwein ein analoges gastrointestinales Modell für Kinder
ist, wird darüber
hinaus erwartet, dass die vorliegende Erfindung auch in Verbindung
mit Nahrungsergänzung
für Menschen
eingesetzt werden kann.
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Der
Granulationsprozess erhöht
nicht nur die biologische Wirksamkeit der Plasmaproteine, er erhöht auch
die Fließfähigkeit
des Produkts und erleichtert seine Handhabung.
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Die
folgenden Beispiele dienen zur Illustration der Erfindung und sollen
die Erfindung in keiner Weise einschränken. Der Fachmann erkennt,
dass es einige verschiedene Parameter gibt, die mittels Routineversuchen
geändert
werden können
und die innerhalb des Umfangs der Erfindung liegen sollen.
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Beispiel 1
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Untersuchungen an granulärem Plasma
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Sprühgetrocknetes
Plasma hat aufgrund seines stimulatorischen Effekts auf die Futteraufnahme
und Wachstumsrate eine breit gefächerte
Akzeptanz gewonnen als eine effektive Proteinquelle in den Phase-I-Diäten früh
entwöhnter
Schweine. Es sind einige Untersuchungen durchgeführt worden, um die Auswirkung
von Plasma auf das Verhalten zu evaluieren, wenn es Proteinquellen,
wie Trockenmagermilch (DSM, dried skim milk) ersetzt (Hansen et
al., 1993; Kats et al., 1994; de Rodas et al., 1995), Sojabohnenmehl (SBM,
Coffey and Cromwell, 1994), oder Molke (Hansen et al., 1993). Die
optimale Inklusionsrate von Plasma, die zur Maximierung der Leistung
benötigt
wird, wurde ebenfalls evaluiert. Gatnau und Zimmermann (1992) bestimmten,
dass 6% Plasma das Wachstum und die Futteraufnahme in einer Korn-SBM-Trockenmolke-Diät maximiert,
während Kats
et al. (1994) lineare Steigerungen in der täglichen Zunahme berichteten,
wenn Plasma von 0 bis 10% erhöht
wurde, bei einem maximalen Futterverbrauch mit 8,5% Plasma. Basierend
auf diesen Ergebnissen wurde eine Plasmainklusionsrate zwischen
5 und 10% empfohlen. Eine weitere Evaluierung von Plasma fand in
unterschiedlichen Umgebungen statt, wie beispielsweise Außenhaltung
gegenüber
Stallhaltung (Coffey und Cromwell, 1995) und der Grad der Antigenexposition
(Stahley et al., 1994). Coffey und Cromwell (1995) zeigten, dass
Schweine, die in herkömmlichen
Ställen
aufgezogen wurden (sog. on-farm nursery), mehr auf Plasma reagieren,
als Schweine in saubererer Freilandhaltung (off-site nursery). Stahley
et al. (1994) evaluierte die Antigenexposition und berichtete, dass
Schweine mit einem hohen Grad an Antigenexposition mehr auf 6% Diätplasma
antworteten im Vergleich zu Schweinen mit niedriger Antigenexposition.
Es wurde daher gezeigt, dass Plasma in Frühentwöhnungsdiäten bei verschiedenen Konzentrationen
und Umgebungen wirksam ist.
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Tiere
und Diäten.
Einhundertfünfunddreißig Schweine
wurden nach Gewicht, Geschlecht und Abstammung einer vollständigen randomisierten
Blockanlage zugeteilt, die aus drei Behandlungen bestand. Experimentelle
Einheiten wurden durch Pferche dargestellt, die 5 Schweine pro Pferch
enthielten, wobei pro Behandlung 9 Wiederholungen stattfanden. Die
Schweine wurden in kontrollierter Umgebung untergebracht und aufgezogen.
Die Schweine hatten freien Zugang zu Wasser und Futter.
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Sprühgetrocknetes
Plasmapulver derselben Rohmaterialcharge wurde verdichtet, gemahlen
und auf die geeignete Partikelgröße gesiebt.
Die Siebe entfernten Material, das durch ein 12-Mesh-Sieb hindurchging und
sammelten auf einem 30-Mesh-Sieb. Das Produkt wurde dann in zwei
getrennten Versuchen zu Starterfutter für Schweine gemischt.
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Diätbehandlungen
wurden vom Tag 0 bis 14 gefüttert,
die aus Kontrolle, 5% getrocknetem Plasmapulver und 5% getrockneten
Plasmagranülen
(Tabelle 1) bestanden. Die Kontrolldiät enthielt Korn bzw. Mais,
enthülstes
Sojabohnenmehl, 20% Trockenmolke, 7,5% Laktose, Sojaproteinkonzentrat
und 5% ausgewähltes Menhaden-Fischmehl.
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Zwei
zusätzliche
Versuchsdiäten
wurden formuliert und enthielten 5% getrocknetes Plasmapulver oder
5% Plasmagranülen,
die das Sojaproteinkonzentrat ersetzten. Sämtliche Diäten wurden in Mehlform verfüttert und
so formuliert, dass sie 22% Laktose, 1,60% Lysin, 0,44% Methionin,
0,80% Methionin + Cystin, 0,80% Ca und 0,70% P enthielten. Von Tag
14 bis 34 wurde sämtlichen
Schweinen eine übliche
Phase II und III-Diät verfüttert, und
zwar von Tag 15 bis 28 bzw. Tag 28 bis 34. Die Schweine wurden gewogen
und die Futteraufnahme am Tag 0, 7, 14 und 34 bestimmt. Die Auswertung
der Fäkalien
wurde an Tag 5 und 10 mit folgender Skala aufgezeichnet: 1) normal,
fest aber nicht hart; 2) weich, verteilt sich leicht; 3) flüssig, verteilt
sich ohne weiteres; und 4) wässrige,
flüssige
Konsistenz.
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Statistische
Analyse. Die Daten wurden als eine vollständige randomisierte Blockanlage
mit Pferchen als experimenteller Einheit analysiert. Eine Varianzanalyse
wurde unter Verwendung des Allgemeinen Linearen Modells (General
Linear Models Procedures) von SAS (SAS/STAT Version 6,10, SAS Institut,
Cary, NC) durchgeführt.
Modellvarianzanteile (sums of squares) bestanden aus Block und Behandlung.
Wenn signifikante Effekte aufgrund einer Behandlung gefunden wurden
(P < 0,05), wurden
die Mittel mit der Methode der geringsten signifikanten Differenz
verglichen (Carmer und Swanson, 1973). Eine einzelne Gegenüberstellung von
Pulver vs. granuläres,
sprühgetrocknetes
Plasma wurde durchgeführt
und die Signifikanz mit P < 0,05
angegeben.
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Die
Körperwachstumsgeschwindigkeit,
Futteraufnahme und Effizienz der Futterverwertungsdaten sind in
Tabelle 2 angegeben. Von Tag 0 bis 7 und 0 bis 14 wurde die durchschnittliche
tägliche
Zunahme (ADG, average daily gain) durch Zugabe von 5% getrocknetem
Plasma in jeder Form erhöht
(P<0,05), verglichen
mit der Kontrolldiät
ohne Plasma. An Tag 7 bis 14 erhöhte
die Zugabe von 5% Plasmagranülen
die ADG (P<0,05) im
Vergleich zur Kontrolldiät,
wogegen 5% Plasmapulver dazwischen lag. Von Tag 14 bis 34 nach der
Entwöhnung,
wenn sämtlichen
Schweinen dieselbe Diät
gefüttert
wurde, wurde kein Unterschied in der ADG zwischen den Behandlungen
festgestellt. Die durchschnittliche tägliche Futteraufnahme war ähnlich der
ADG, die für
Tag 0 bis 7 durch die Zugabe von getrocknetem Plasma im Vergleich
zur Kontrolle erhöht
wurde (P<0,01).
An Tag 0 bis 14 erhöhte
die Zugabe von 5% granulärem
Plasma (P<0,05)
die durchschnittliche tägliche
Futteraufnahme (ADFI, average daily food intake) im Vergleich zur
Kontrolldiät,
wogegen 5% Plasmapulver dazwischen lag. Keine Differenz in der ADFI
wurde für
Tag 7 bis 14 festgestellt, wie in der ADG gezeigt wurde. Die Zugabe
jeder Form von ge trocknetem Plasma zeigte jedoch einen numerischen
Anstieg im Vergleich zur Kontrolldiät, wobei granuläres Plasma
die höchste
ADFI aufwies. Wie mit der ADG gezeigt wurde, wurde in der ADFI zwischen den
Behandlungen von Tag 14 bis 34 keine signifikante Differenz festgestellt.
Die Effizienz der Futterverwertung zwischen den Behandlungen für Phase
I (0 bis 14 Tage) oder Tag 14 bis 34 war nicht signifikant unterschiedlich.
An Tag 0 bis 7 jedoch zeigte eine Zugabe von 5% getrocknetem Plasma
jeder Form eine numerisch höhere
Effizienz der Futterverwertung im Vergleich zur Kontrolldiät. Die Verwendung
von granulärem
Plasma führte
zu einer wirksameren Zunahme als getrocknetes Plasmapulver. An Tag
0 bis 34 ergab die Zugabe von 5% granulärem Plasma ein höheres (P<0,05) Verhältnis Zunahme/Futter
im Vergleich zu 5% Pulverplasma, wogegen die Kontrolldiät dazwischen
lag. Die fäkalen
Auswertungen der Behandlungen an Tag 5 und 10 unterschieden sich
nicht signifikant.
-
Die
vorliegende Untersuchung zeigte eine Zunahme des ADG bzw. ADFI von
70% bzw. 42% für
Tag 0 bis 7 aufgrund der Inklusion von 5% Plasma im Vergleich zur
Kontrolldiät,
die Sojaproteinkonzentrat enthielt. Von Tag 0 bis 14 trat der Plasmaeffekt
bei einer Zunahme von 24% ADG weniger hervor, wogegen ADFI mit granulärem Plasma
um 21 % zunahm, jedoch kein Unterschied mit Pulverplasma im Vergleich
zur Kontrolldiät. Hansen
et al. (1993) verglichen 10% Pulverplasma mit Trockenmagermilch
und zeigten eine Steigerung der ADG bzw. ADFI von 22% bzw. 24% für Tag 0
bis 7. Keine Differenz in ADG, ADFI oder Zunahme/Futter wurde für Tag 0
bis 14 festgestellt. Bei 6% Pulverplasma zeigten Kats et al. (1994)
eine Zunahme in ADG bzw. ADFI von 45% bzw. 41% für Tag 0 bis 14 im Vergleich
zu Trockenmagermilch. In einer Untersuchung, in der Sojabohnenmehl
als Kontrolle verwendet wurde, berichteten de Rodas et al. (1995)
eine Zunahme in ADG bzw. ADFI von 56% bzw. 26% aufgrund von Pulverplasmainklusion
für Tag
0 bis 7. An Tag 0 bis 14 trat der Plasmaeffekt mit einer Steigerung
der ADG bzw. ADFI von 28% bzw. 21 % im Vergleich zur Sojabohnenmehlkontrolle weniger
hervor. Die derzeitige Untersuchung zeigte somit ähnliche
Plasmaeffekte im Vergleich zu anderen Forschern. Wird eine lineare
Antwort auf die diätetische
Zugabe von Plasma vom Tag 0 bis 7 nach der Entwöhnung angenommen, beträgt die Wirksamkeit
von granulärem
Plasma gegenüber
Pulverplasma 134%. Darüber hinaus
führte
granuläres
Plasma zu numerischen Verbesserungen der Leistungen von Tag 0 bis
14.
-
Die
Daten zeigen, dass die physikalische Form des Plasmas den Plasmaeffekt
in früh
entwöhnten Schweinen
nicht inhibierte. Tatsächlich
war die Leistung der Schweine numerisch verbessert, wenn granuläres Plasma
als Ersatz für
pulverisiertes Plasma verwendet wurde. Darüber hinaus kann das Granulieren
von Plasma die Handhabung erleichtern und die Fließfähigkeit
für die
Futtermühle
erhöhen.
-
Die
folgenden Literaturstellen werden ausdrücklich in ihrer Gesamtheit
durch Bezugnahme hierin aufgenommen.
- Coffey,
R.D. und G.L. Cromwell. 1995. The impact of environment and antimicrobial
agents on the growth response of early-weaned pigs to spray-dried
porcine plasma. J. Anim. Sci. 73:2532–2539.
- de Rodas, B.Z., K.S. Sohn, C.V. Maxwell, und L.J. Spicer. 1995.
Plasma protein for pigs weaned at 19 to 24 days of age: Effect on
performance and plasma insulin-like growth factor I, growth hormone,
insulin, and glucose concentrations. J. Anim. Sci. 73:3657–3665.
- Gatnau, R. und D.R. Zimmerman. 1992. Determination of optimum
levels of inclusion of spray-dried porcine plasma (SDPP) in diets
for weanling pigs fed in practical conditions. J. Anim. Sci. 70(Suppl.
1):60 (Abstr.).
- Hansen, J.A., J.L. Nelssen, R.D. Goodband, und T.L. Weeden.
1993. Evaluation of animal protein supplements in diets of early-weaned
pigs. J. Anim. Sci. 71:1853–1862.
- Kats, L.J., J.L. Nelssen, M.D. Tokach, R.D. Goodband, J.A. Hansen,
und J.L. Laurin. 1994. The effect of spray-dried porcine plasma
on growth performance in the early-weaned pig. J. Anim. Sci. 72:2975–2981.
- Stahly, T.S., S.G. Swenson, D.R. Zimmerman, und N.H. Williams.
1994. Impact of porcine plasma proteins on postweaning growth of
pigs with a low and high level of antigen exposure. ISU Swine Research
Report S. 3–5.
-
Tabelle
1. Zusammensetzung der von Tag 0 bis 14 gefütterten Versuchsdiäten (wie
gefüttert,
%)
-
Tabelle
2. Verhalten von Schweinen, denen Kontrolle, sprühgetrocknetes Pulverplasma
oder sprühgetrocknetes
granuläres
Plasma gefüttert
wurde
-
BEISPIEL 2
-
Die Wirksamkeit
von granulärem
Plasma relativ zu Pulverplasma in Starterfutterdiäten für Schweine
-
Die
Auswirkung der physikalischen Form von sprühgetrocknetem Tierplasma in
Starterfutter in Mehlform für
Schweine wurde in einem vorhergehenden Versuch evaluiert. Die biologische
Wirksamkeit von granulärem
Plasma in dem vorherigen Experiment war dem Plasmapulver numerisch überlegen.
Plasmaprotein ist zusammengesetzt aus mehreren Proteinen, die durch
hohe Temperaturen >93°C (>200°F), pH (<3), und Verdauungsenzymen denaturiert
werden können.
Eine Verminderung des Verlusts an Plasmaprotein durch Denaturierung
kann die Leistung des Schweins verbessern. Das Ziel dieses Experimentes
war es, die Wirksamkeit von granulärem Plasma relativ zu Pulverplasma
in Starterfutterdiäten
für Schweine,
hergestellt bei zwei Pelletiertemperaturen, zu ermitteln.
-
Tiere
und Diäten.
240 Schweine mit einem durchschnittlichen Gewicht von 5,8 kg und
Alter von 17 Tagen wurden nach Gewicht und Geschlecht einer aus
10 Behandlungen bestehenden vollständigen randomisierten Blockanlage
zugeteilt. Die Versuchseinheiten wurden durch 4' × 8'-Pferche dargestellt,
die pro Pferch 12 Schweine enthielten, bei 2 Wiederholungen pro
Behandlung. Die Schweine wurden während der ersten beiden Wochen
nach Entwöhnung
bei einer Durchschnittstemperatur von 90°F in einer kontrollierten Umgebung untergebracht
und aufgezogen. Die Schweine hatten freien Zugang zu Wasserspendern
und Futtermittelspendern.
-
Sprühgetrocknetes
Plasmapulver aus derselben Rohmaterialcharge wurde verdichtet, gemahlen
und zur geeigneten Partikelgröße gesiebt.
Die Siebe entfernten Material, das nicht durch ein 12 Mesh-Sieb
hindurchging und sammelten auf einem 30 Mesh-Sieb. Die Diäten auf Korn- bzw. Mais-Sojabohnenmehl
enthielten 20% Molke und 5% Fischmehl (Tabelle 3). Sojaproteinkonzentrat
wurde mit der geeigneten Plasmaquelle ersetzt. Die Diäten wurden
so formuliert, dass sie 1,60% Lysin enthielten. Die Versuchsdiäten wurden
von Tag 0 bis 14 des Versuches gefüttert. Die Pferchgewichte und
Futteraufnahmen wurden an Tag 0, 7, 14 nach Entwöhnung gesammelt.
-
Die
faktorielle Anordnung der Behandlungen bestand aus 2 Plasmaquellen
(Plasmapulver oder granuläres
Plasma), 2 Pelletiertemperaturen (60 oder 82°C) (140 oder 180°F) und 3
Konzentrationen an getrocknetem Plasma (0, 3,75 und 7,5% der Diät). Die
negative Kontrolldiät
wurde in der Versuchsanlage nicht dupliziert, was 10 diätetische
Behandlungen ergab. Die biologische Wirksamkeit von granulärem Plasma
relativ zu Pulverplasma wurde für
Zeiträume
bestimmt, in denen die Antwort auf Plasma linear war und die Steigung
positiv war. Die biologische Wirksamkeit wurde berechnet als ein
Verhältnis
der Steigungen: (Steigung des granulären Plasma/Steigung des Pulverplasma) × 100.
-
Statistische
Methoden/Modell: Die Daten wurden als eine vollständige randomisierte
Blockanlage (2 Temperaturen, 2 Quellen und 3 Konzentrationen) analysiert,
wobei die GLM-Verfahren von SAS verwendet wurden. Es werden Mittelwerte
der kleinsten Quadrate (least squares means) für Behandlungen angegeben und
P < 0,05 wird als
signifikant angesehen, wogegen P < 0,10
einen Trend indiziert. Unterschiede zwischen den Behandlungsmitteln
wurden mittels LSD-Verfahren von GLM bestimmt.
-
Pelletiertemperatur,
Plasmaquelle und Plasmakonzentration beeinflussten alle die Leistung
in den ersten beiden Wochen nach Entwöhnung (Tabellen 4 und 5). Eine
lineare positive Antwort (ADG, ADFI und F:G) auf die Plasmakonzentration
wurde von Tag 0 bis 7 nach Entwöhnung
(P < 0,05) nachgewiesen,
was die Berechnungen für
die relative biologische Wirksamkeit von granulärem gegenüber Pulverplasma in diesem
Zeitraum validiert. Die Wirksamkeit von granulärem Plasma bezogen auf pulverisiertes
Plasma (100%) von Tag 0 bis 7 nach Entwöhnung beträgt 147%. Unter diesen Versuchsbedingungen
setzte sich die Leistungsverbesserung von granulärem Plasma von Tag 7 bis 14
(P < 0,01) fort,
wogegen die Wirkung von Pulverplasma nicht länger positiv war. Schweine,
denen die mit granulärem
Plasma ergänzten
Diäten
gefüttert
wurden, schnitten beträchtlich
besser ab als Schweine, denen Diäten,
ergänzt
mit pulverisiertem Plasma gefüttert
wurden (P < 0,05).
Die Beobachtung eines Leistungsmangels in dem Zeitraum von Tag 7
bis 14 bei Pulverplasma ist in diesem Zeitraum nicht ungewöhnlich.
Die signifikante Verbesserung in der Leistung bei Verwendung von
granulärem
Plasma in diesem Zeitraum zeigt seine merklich verbesserte Wirksamkeit
im Vergleich zu pulverisiertem Plasma.
-
Tabelle
3. Zusammensetzung von Versuchsdiäten, angegeben auf einer Ist-Basis
(%)
-
-
Tabelle
5. Wirkung der Plasmaquelle und der Plasmakonzentration auf das
Verhalten entwöhnter
Schweine
-
BEISPIEL 3
-
Granulierung und sprühgetrocknete
Blutzellen
-
Es
wurde ein weiteres Experiment durchgeführt, wobei sprühgetrocknete
Blutzellen anstelle der Plasmakomponente des Blutes verglichen wurden.
Das Zellmaterial wurde, wie hier beschrieben, gesammelt, sprühgetrocknet
und ggf. granuliert. Das Material wurde dann jungen Schweinen gemäß den hier
bereits früher beschriebenen
Verfahren gefüttert.
-
Es
wurden 8 replizierte Pferche (replicate pens) mit 5 Schweinen pro
Pferch in einem 21-tägigen
Experiment verwendet (12,6 Pfund, 21 Tage). Die Diäten wurden
mit Korn bzw. Mais, Sojabohnenmehl, 20% Molke und 3,75% Blutmehl
formuliert. Sämtliche
Diäten
wurden so formuliert, dass sie 1,15% Lysin enthielten. Die Kontrolldiät wurde
mit 17,1 % Rohprotein formuliert und die ergänzende Aminosäurediät wurde
mit 16,2% Rohprotein formuliert. L-Lysin HCl und DL-Methionin wurden
zur Balancierung der Diäten
für Lysin
und Methionin verwendet. Die Wirkungen sind in Tabelle 6 zusammengefasst.
-
Tabelle
6. Wirkung der Granulierung von sprühgetrockneten Tierblutzellen
und L-Lysin HCl
und DL-Methionin-Zugaben auf die Wachstumsleistung früh entwöhnter Schweine
-
Es
ist ersichtlich, dass das Granulierungsverfahren den Futterwert
sprühgetrockneter
Tierblutzellen nicht veränderte.
Dies ist in starkem Kontrast zu den Ergebnissen, die mit granulierten
Plasmakomponenten beobachtet wurden.