Effekt von Phytat-Abbau durch Phytase und Einweichen sowie resistenter Stärke von Gerste auf die Nutzung von Phosphor, Darmgesundheit und Wachstum beim Schwein

• Antragstellerin: Dr. Charlotte Maria Elisabeth Heyer
• Fachliche Zuordnung: Tierzucht, Tierernährung, Tierhaltung
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 398102117

In pflanzlichen Samen liegt der überwiegende Teil des Phosphors (P) in Form von Phytat (Salz des myo-inositol 1,2,3,4,5,6-Hexakis (dihydrogenphosphat); InsP6) vor, das für Nicht-Wiederkäuer wie das Schwein nur zu einen geringen Teil verfügbar ist. Ein variabler Anteil des InsP6-P kann trotzdem vom Tier hydrolisiert werden, weil in einigen Futtermitteln Phytasen intrinsisch vorhanden sind oder Phytasen der Futterration zugesetzt werden. In diesem Kontext gewinnen Verfahrenstechniken an Bedeutung wie das Einweichen und die Fermentation von Futtermitteln, die zu einer Reduktion des InsP6 Gehaltes durch die Aktivierung von Phytasen führen. Des Weiteren zählt InsP6 zu den anti-nutritiven Substanzen, die die Bildung von Chelaten mit Kationen und die Nutzung von anderen Nahrungsbestandteilen wie von Stärke beeinflussen. Die Beziehungen zwischen Phosphorverfügbarkeit und dem Immunsystem bei Nutztieren ist nur unzureichend untersucht. Einige Studien mit unterschiedlichen Spezies zeigen allerdings einen positiven Effekt von diätetischem P und Phytase auf die adaptive Immunantwort. Neuste Studien beschreiben außerdem, dass einzelne Inositolphosphate die intestinale Mikrobiota, insbesondere pathogene Mikroorganismen beeinflussen können. Das Ziel der Forschungsarbeit ist es, Effekte des Inositolphosphat-Abbaus (unter Anwendung von Einweichen, Fermentation und Zusatzes mikrobieller Phytase) und resistenter Stärke (niedrig vs. hoch fermentierbare Gerstensorten mit entsprechend hohem und niedrigem Gehalt an Amylose) in situ und in vivo beim Schwein auf die Nutzung von P, Darmgesundheit und Wachstum zu untersuchen. Die Arbeitspakete des Projektes sind folgende: (1) Evaluierung des enzymatischen Abbaus von Phytat in situ unter Anwendung von Einweich- und Fermentationsprozessen; (2) Beschreibung der Effekte von Rationen mit Phytase-Zusatz und niedrig vs. hoch fermentierbaren Gerstensorten eingeweicht mit Milchsäurebakterien auf die Verdaulichkeit von Nahrungsbestandteilen, und (3) Bestimmung des Einflusses von Futterrationen mit Phytase-Zusatz und niedrig vs. hoch fermentierbaren Gerstensorten eingeweicht mit Milchsäurebakterien auf das Wachstum von Aufzuchtferkeln mit Fokus auf gastro-intestinale Mikrobiota und Immunsystem. Die Vorteile der Forschungsarbeit sind: (1) Beschreibung des Stoffwechsels von InsP6 und dessen Hydrolyseprodukten in vivo, um die InsP6 Verdaulichkeit zu steigern, die Supplementierung mit Phosphat zu reduzieren und somit die Umweltbelastung durch P-Austrag mit Wirtschaftsdünger zu minimieren; (2) Erkenntnisgewinn über die Wirkung unterschiedlicher Phytasen, und die Evaluierung möglicher synergistischer Effekte; (3) Beschreibung des komplexen Zusammenspiels zwischen InsP6 in Kombination mit Stärke, der gastro-intestinalen Mikrobiota und dem Immunsystem, um Gesundheit und Leistung des Schweines zu fördern.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Kanada
• Gastgeber: Professor Dr. Michael Gänzle; Professor Ruurd Zijlstra, Ph.D.