DE3886799T2 - Verfahren zum Behandeln von rohem Futtermaterial, rohes Futtermaterial und Futtermischung. - Google Patents
Verfahren zum Behandeln von rohem Futtermaterial, rohes Futtermaterial und Futtermischung.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft sowohl ein Verfahren zum Behandeln von Futterrohmaterial, enthaltend Stärke, Fiber, Protein und/oder Öl, als auch ein Futterrohmaterial, das Stärke, Fiber, Protein und/oder Öl enthält, zum Einmischen in ein Futter, das geeignet ist zum Füttern junger Tiere, beispielsweise Ferkel.
- Tiere sind häufig nicht in der Lage, die verschiedenen Futterrohmaterialien, die in Futtern enthalten sind, vollständig ernährungsgemäß zu nützen. Insbesondere fehlt jungen Säugern, beispielsweise Ferkeln, in ihrem Verdauungstrakt ein Teil der futterzersetzenden Enzyme. Wenn es erwünscht ist, das Füttern schon während der ersten Lebenswochen der Tiere zu verstärken, müssen dem Futter Energiequellen, z.B. Glukose, und Proteinquellen, z.B. freie Aminosäuren, zugefügt werden. Die Zufügung von Glukose zu Schweinefutter ist gebräuchlich, jedoch teuer.
- Die Verdaubarkeit des Futters kann etwas verstärkt werden durch Aussetzen eines Teils des Futterrohmaterials an eine Wasser- und/oder Dampfhitzebehandlung, eine sogenannte hydrothermale Behandlung. Verschiedene Methoden wurden für die hydrothermale Behandlung ausgearbeitet, von denen die gebräuchlichste Extrusion und hydrothermale Behandlung (VOMM) ist. Im Falle von beispielsweise Futtergetreide zersetzt die hydrothermale Behandlung zum Teil die Polysaccharide in dem Getreide, aber sie ist nicht in der Lage, in dem Futter genügend Glukose zu produzieren.
- Da die hydrothermale Behandlung des Futterrohmaterials alleine nicht ausreichend ist, um das Futter zur Verwendung beim Füttern eines jungen Tieres geeignet zu machen, wurden Versuche unternommen, die Verdaubarkeit durch Zufügen von Enzymen zu dem Futter zu verbessern, von denen man annimmt, daß sie im Verdauungstrakt des Tieres fehlen. Die erwünschte Wirkung wurde jedoch aufgrund der Tatsache, daß die Enzyme in der Fettzubereitungsstufe, während der Aufbewahrung und/oder in dem Verdauungstrakt zerstört werden, nicht erzielt.
- In der finnischen Patentanmeldung Nr. 863393 ist eine stabile Enzymzubereitung offenbart, die durch Granulieren eines Enzymgemisches, vermischt mit einem geeigneten Träger, z.B. Mehl, erhalten wurde. Wenn Futter hergestellt wird, wird das Futtergetreide z.B. mechanisch und hydrothermal, beispielsweise in einem Extruder behandelt, und das behandelte Getreide, andere notwendige Rohmaterialien und die granulierte Enzymmischung werden dem behandelten Getreide, beispielsweise in einem Mischer, zugefügt. Das Futter wird dann z.B. pelletiert und krümelig gemacht.
- Das so erhaltene Futter kann beim Füttern in warmem Wasser suspendiert werden, wodurch die Enzyme teilweise aktiviert werden und das Futter verarbeiten, so daß es für das Tier besser geeignet ist. Die Wirkung der Enzyme ist dann zunächst auf die Verbindung mit der Verwendung von Futter begrenzt, d.h. auf Aktivierung, die in Zusammenhang mit dem Futtersuspensionsverfahren stattfindet. Weiterhin zerstört das Extrusionsverfahren Enzyme, die in dem Futterrohmaterial, das behandelt wird, enthalten sind.
- US-A-1,210,771 offenbart ein besser assimilierbares Futter für junge Fische, erhalten durch Mischen einer Enzymkombination mit Kleie, Mischen des Enzym/Kleiegemisches mit Futter, und Granulieren bei 79ºC, Dampfdruck 2,3 atm, 15 s lang.
- Ein Futter mit einer verbesserten Textur ist aus EP-A-0,105,051 bekannt, worin das Futterrohmaterial erhalten wird durch eine kombinierte hydrothermale Behandlung (Extrusion für 5 s bis 15 min bei Temperaturen bis zu 15ºC) und enzymatische Behandlung mit α-Amylase.
- Es ist die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, ein neues Verfahren zum Behandeln von Futterrohmaterial bereitzustellen, welches die Verdaubarkeit und Nutzbarkeit des Futterrohmaterials verbessert, sowie ein neues, mit dem Verfahren behandeltes Futterrohmaterial bereitzustellen, das einen höheren Nährwert als zuvor hat, und ein korrespondierendes Futter, enthaltend das Futterrohmaterial.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe mit einem Verfahren zum Behandeln eines Futterrohmaterials, das natürliches Material, enthaltend Stärke, Fiber, Protein und/oder Öl, enthält, gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Enzymzubereitung dem Futterrohmaterial in einer Menge von 0,001 bis 1 Gew.-% zugefügt wird, das Futterrohmaterial einer kombinierten hydrothermalen und enzymatischen Behandlung in einer Langzeitkonditioniervorrichtung bei einer Temperatur unter 60ºC bei einem Feuchtigkeitsgehalt von 15 bis 60 Gew.-% 10 min bis 1 h ausgesetzt wird, und das behandelte Futterrohmaterial granuliert und zu einem Feuchtigkeitsgehalt von 5 bis 30 Gew.-% getrocknet wird, so daß das behandelte Futterrohmaterial in ein Futter mit einer Konzentration von 5 bis 95 Gew.-% eingemischt werden kann.
- Der Feuchtigkeitsgehalt des Futterrohmaterials während der Wärmebehandlung beträgt 15 bis 60 Gew.-%, geeignet 20 bis 50 Gew.-%, vorteilhaft 25 bis 35 Gew.-%. Die Behandlung dauert 10 min bis 1 h, vorteilhaft 0,5 h. Das Futterrohmaterial kann in Zusammenhang mit der Behandlung bewegt werden, um die Wirkung der Enzyme zu verstärken.
- Während der Behandlung werden die eigenen Enzyme des Futterrohmaterials und die, die ihm zugefügt wurden, aktiviert. Zusätzlich zu der Zersetzungswirkung von Feuchtigkeit und Wärme spalten die aktivierten Enzyme das Futterrohmaterial auch auf, in eine Form, die von den Tieren besser verdaut und besser genützt werden kann.
- Erfindungsgemäß wird das Futterrohmaterial granuliert, beispielsweise gemäß dem in der finnischen Patentanmeldung Nr. 863393 offenbarten Verfahren, und zu einem Feuchtigkeitsgehalt von 5 bis 30 Gew.-%, vorteilhaft 12 bis 14 Gew.-%, getrocknet, um die Enzyme zu stabilisieren und die Aufbewahrungsqualität zu verbessern. Vorzugsweise besteht das Futterrohmaterial hauptsächlich aus Getreidemehl.
- Das so erhaltene stabilisierte Futterrohmaterial kann in ein Futter eingemischt werden. Somit stellt die vorliegende Erfindung auch ein Futter bereit, das das Futterrohmaterial in einer Konzentration von 5 bis 95 Gew.-%, geeignet von 10 bis 70 Gew.-%, vorteilhaft von 40 bis 50 Gew.-% des gesamten Futtergewichts enthält. Es ist möglich, dem Futter verschiedene Futterrohmaterialien, hergestellt mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, und andere Futterrohmaterialien, die bekannt sind, zuzumischen.
- Die Enzyme, die zugefügt werden, können aus dem vorstehend genannten Enzymgemisch bestehen, aber das Verfahren macht es auch möglich, bekannte handelsübliche und/oder irgendwelche andere Enzymzubereitungen zu verwenden. Die Enzymzubereitungen können in festem, trockenem oder flüssigem Zustand, beispielsweise als wäßrige Lösungen, anwesend sein. Feste, getrocknete Enzymzubereitungen können aufgelöst und in Wasser suspendiert werden, bevor sie dem Futterrohmaterial zugefügt werden. Trockenes Enzym kann dem Futterrohmaterial auch vor der eigentlichen Behandlung beigemischt werden.
- Für jedes Futterrohmaterial kann eine geeignete Enzymzubereitung gewählt werden. Es ist möglich, dem Futterrohmaterial, z.B. Zellulasen, Hemizellulasen, Glukanase und/oder Proteasen oder andere Enzyme, z.B. solche, die in Zusammenhang mit Futterzubereitungen bekannt sind, zuzufügen. Jedes dieser Enzyme kann in einer Menge von 0,001 bis 1 Gew.-% anwesend sein, jedoch werden Mengen von 0,001 bis 0,05 Gew.-% für Amylasen, Glukanase und/oder Proteasen bevorzugt. Das aus dem Futterrohmaterial hergestellte Futter kann die Enzymzubereitung in einer Menge von 5 x 10&supmin;&sup5; bis 0,95 Gew.-% enthalten. Enzyme können dem Futter auch in der Futtermischstufe zugefügt werden.
- Die eigenen Enzyme des Futterrohmaterials und die zugefügten Enzyme tolerieren die hydrothermale Behandlung, das Granulieren des Futterrohmaterials und das Beimischen zu anderen Futterrohmaterialien, und das Granulieren, falls vorhanden, des fertigen Futters, ohne zerstört zu werden. Die Enzyme können zu späterer Zeit, beispielsweise durch Suspendieren des trockenen Futterrohmaterials oder des daraus hergestellten Futters in warmem Wasser beim Füttern, aktiviert werden, wodurch die Enzymaktivität wieder beginnt, Teilchen der Futterrohmaterialien zu zersetzen.
- Das Verfahren der Erfindung ist einfach, vorteilhaft und schnell, da die hydrothermale und enzymatische Behandlung gleichzeitig in einer und derselben Vorrichtung, die bekannt ist, beispielsweise in einer Langzeitkonditioniervorrichtung, durchgeführt werden können.
- Die kombinierte hydrothermale und enzymatische Behandlung macht es auch möglich, das solche preiswerten Futterrohmaterialien verwendet werden können, die das Tier ohne die Behandlung nicht nützen kann. Das Verfahren ist auf alle und jegliche Futterrohmaterialien anwendbar, die bei einer vergleichsweise niedrigen Temperatur hydrothermal behandelt werden können.
- Das erfindungsgemäße Futterrohmaterial enthält das hydrothermal und enzymatisch behandelte natürliche Material, enthaltend Stärke, Fiber, Protein und/oder Öl, in einer Menge von 70 bis 95 Gew.-%, vorteilhaft 80 bis 90 Gew.-%, und die Enzymzubereitung in einer Menge von 0,001 bis 1 Gew.-% des gesamten Futterrohmaterialgewichts. Das behandelte natürliche Material enthält Spaltprodukte des natürlichen Materials, die in der hydrothermalen und enzymatischen Behandlung gebildet wurden.
- Das Futter, das aus dem Futterrohmaterial hergestellt ist, enthält mindestens ein hydrothermal und enzymatisch behandeltes natürliches Material in der Menge von 5 bis 95 Gew.-%, vorteilhaft 10 bis 70 Gew.-%, geeignet 40 bis 50 Gew.-% des vollständigen Futtergewichts.
- Das Futter kann auch verschiedene hydrothermal und enzymatisch behandelte natürliche Materialien enthalten; in diesem Fall wurden die behandelten natürlichen Materialien getrennt in die anderen Futterrohmaterialien eingemischt. Das Futter kann auch hydrothermal und enzymatisch behandelte natürliche Materialien enthalten, deren Behandlung gleichzeitig durchgeführt wurde.
- Das erfindungsgemäße Futter ist besonders geeignet zur Verwendung als Ferkelfutter, weil jungen Ferkeln in der Regel getreidezersetzende Enzyme fehlen. In diesem Fall besteht die Enzymzubereitung in dem erfindungsgemäßen Futterrohmaterial, enthaltend Getreide, z.B. Gerste, geeignet aus z.B. Zellulasen, Hemizellulasen, Amylasen, Proteasen und/oder Glukanasen, wie vorstehend beschrieben.
- Das erfindungsgemäße Futter kann jedoch auch zur Fütterung anderer Tiere, beispielsweise von Kälbern, verwendet werden.
- Die Erfindung wird nachstehend unter Zuhilfenahme von Ausführungsbeispielen genauer beschrieben.
- In einem erfindungsgemäßen Verfahren wird die hydrothermale und enzymatische Behandlung des Futterrohmaterials wie in Figur 1 gezeigt durchgeführt, worin das Fließdiagramm einer industriellen Futterrohmaterialanlage zum Behandeln von Futterrohmaterial durch das erfindungsgemäße Verfahren dargestellt ist. Das Futterrohmaterial, zusammengesetzt aus einem oder verschiedenen natürlichen Materialien, wird in einen Mischsilo 2 geführt, von dort zu der Waage 3 und weiter zu einem Mischer 4. Dem Mischer 4 werden auch die wäßrigen Enzymlösungen aus dem Behälter 5 zugeführt. Falls nötig können dem Mischer auch andere Substanzen und/oder Dampf zugefügt werden. Wasser kann auch getrennt zugefügt werden.
- Von dem Mischer wird das Rohmaterial zu einer Langzeitkonditioniervorrichtung 6 transportiert. In der Konditioniervorrichtung können Wasser und Enzym ihre Wirkung auf das Futterrohmaterial ausüben. Das Futterrohmaterial wurde daher geeignet zerstoßen oder gemahlen, so daß eine Adsorption von Enzymen und Wasser auftritt. Das geeignete Zermahlen, beispielsweise für Getreide, ist 1 bis 5 mm. Der Aufenthalt in der Langzeitkonditioniervorrichtung beträgt vorteilhaft 10 min bis 1 h, z.B. 1/2 h. Während dieses Aufenthalts spalten Wärme, Feuchtigkeit und die Enzyme, die dem Rohmaterial inhärent sind, und diejenigen, die zugefügt wurden, Teilchen des Rohmaterials, so daß es für die Tiere ernährungsgemäß besser geeignet wird. Die Behandlung kann durch Rühren verstärkt werden. Als Temperatur in der Konditioniervorrichtung eignet sich eine Temperatur, bei der die Enzyme nicht zerstört werden. Falls erforderlich, kann Dampf in die Konditioniervorrichtung eingeleitet werden.
- Nach der Konditioniervorrichtung 6 wird das behandelte Futterrohmaterial unter Verwendung des Granulators 7 granuliert. Nach der Granulation wird das granulierte Futterrohmaterial in einem Trockner 8, z.B. unter Zuhilfenahme von Blasen, getrocknet. Schließlich wird das Granulat abgekühlt und in den Einheiten 10 und 11 zerkleinert.
- Das granulierte Futterrohmaterial wird der Aufbewahrung und Versendung, 12, zugeführt, oder das Rohmaterial wird zu einer Futteranlage transportiert, wo, beispielsweise in einem Hauptmischer 13, das Einmischen des behandelten Futterrohmaterials in andere Rohmaterialien 14 stattfindet. Es ist weiterhin möglich, falls erforderlich, dem Futter, das hergestellt wird, ein Enzymgemisch, z.B. mit einem Träger vermischt, zuzufügen. Von dem Hauptmischer 13 wird das Futter in eine Pelletier- und Zerbröckeleinheit 15 geleitet. Das fertige Futter wird verpackt und verschickt.
- Die Enzyme, die in dem granulierten Futterrohmaterial, das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt ist, enthalten sind, werden ohne Zerstörung in den Misch- und Granulationsstufen der Futteranlage konserviert. Die Enzyme tolerieren auch gut die Aufbewahrung und den Transport in dem fertigen, granulierten Futter.
- In einem Experiment wurde ein Vergleich zwischen herkömmlichem Ferkelfutter und Futter, welches das erfindungsgemäße hydrothermal und enzymatisch behandelte Futterrohmaterial enthielt, durchgeführt. Die Futter 2 und 4 enthielten erfindungsgemäßes hydrothermal und enzymatisch behandeltes Futterrohmaterial (Gerste). Die Futter 1 und 3 enthielten Gerste, die nur hydrothermal behandelt wurde. Den Futtern 3 und 4 wurde eine granulierte Enzymmischung zugefügt. Die Tabellen 1 bis 4 geben die Futterzusammensetzungen, die in den Versuchen verwendet wurden, und die Ergebnisse an. Tabelle 1 Zusammensetzungen der Testfutter, % Testfutter Sojabohnenmehl (extrudiert) Haferflocken, geschält hydrothermal behandelte Gerste + ABG-Enzyme Fischmehl Milchpulver Glukose Lysin HCL Mineralvormischung Vitaminvormischung Enzymvormischung (ACP) Tabelle 2 Chemische Zusammensetzung der Futter (%) Testfutter Trockensubstanz Rohprotein Rohfaser Stickstofffreie Extraktstoffe Asche verfügbare Energie, berechnet Tabelle 3 Konzentration aller reduzierenden Zucker und von Glukose in dem Futter und Enzymaktivitäten Futter alle reduzierenden Zucker, g/kg Glukose g/kg β-Glukanase Einheiten/kga Zellulase FPU/kgb
- a 1 Einheit = 1 µmol freigesetzte reduzierende Zucker/min, ausgedrückt als Glukoseäquivalente, wenn β-Glukanase für das Substrat verwendet wird, Inkubieren bei 30ºC und pH 5,0.
- b 1 Filterpapiereinheit (FPU) = 1 µmol freigesetzte reduzierende Zucker/min, ausgedrückt als Glukoseäquivalente, bei Verwendung von Filterpapier für das Substrat, Inkubieren bei 50ºC und pH 4,8. Tabelle 4 Wachstumsergebnisse (durch die Methode der kleinsten Quadrate) Alter in Wochen Testfutter Tägliche Gewichtszunahme, g Futterverbrauch, kg Futterverbrauch/ Wachstum a, b, c = bedeutend unterschiedliche Werte (P < 0,05).
- Die Ergebnisse machen deutlich, daß die besten Wachstumsergebnisse mit den Futtern 2 und 4 erzielt wurden. Beispiel 3
- Beispiele von Enzymen und Enzymmengen, die Futterrohmaterialien zugefügt werden, die hydrothermal und enzymatisch behandelt werden. Enzym Zellulase Hemizellulase Beta-Glukanase Alpha-Amylase Glukoamylase Protease 1: Sojabohne 2: Wasserrübenraps 3: Gartenerbse 4: Gerste 5: Haferflocken 6: geschälte Haferflocken 7: Weizenhülsen 8: Weizenkleie Beispiel 4
- Zusammensetzungen von Futter für Ferkel und Schweine, enthaltend verschiedene Futterrohmaterialien, die erfindungsgemäß hydrothermal und enzymatisch behandelt sind. Testfutter Rohmaterialien, % Milchpulver Fischmehl gereifte, zerstoßene Sojabohnen Hafermehl, gereift gedämpfte Haferflocken Sojabohnen, hydrothermal und enzymatisch behandelt Gerste, hydrothermal und enzymatisch behandelt Haferflocken, hydrothermal und enzymatisch behandelt Wasserrübenraps, hydrothermal und enzymatisch behandelt Gartenerbse, hydrothermal und enzmatisch behandelt Weizenkleie, hydrothermal und enzymatisch behandelt Glukose Phosphat Kalk Mineralmischung Lysin Vitaminmischung Enzymmischung
Claims (13)
1. Verfahren zum Behandeln eines Futterrohmaterials, welches
natürliches Material, enthaltend Stärke, Fiber, Protein
und/oder Öl, enthält, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Enzymzubereitung dem Futterrohmaterial in einer Menge von 0,001 bis
1 Gew.-% zugefügt wird, das Futterrohmaterial einer
kombinierten hydrothermalen und enzymatischen Behandlung in einer
Langzeitkonditioniervorrichtung bei einer Temperatur unter
60ºC bei einem Feuchtigkeitsgehalt von 15 bis 60 Gew.-% 10 min
bis 1 h ausgesetzt wird, und das behandelte Futterrohmaterial
granuliert und zu einem Feuchtigkeitsgehalt von 5 bis 30
Gew.-% getrocknet wird, so daß das behandelte
Futterrohmaterial in ein Futter mit einer Konzentration von 5 bis 95 Gew.-%
eingemischt werden kann.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
granulierte Futterrohmaterial zu einem Feuchtigkeitsgehalt von
12 bis 14 Gew.-% getrocknet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Enzymzubereitung Enzyme enthält, die ausgewählt sind
aus mindestens einem von Zellulasen, Hemizellulasen, Amylasen,
Glukanase und Proteasen.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Enzymzubereitung 0,001 bis 0,05 Gew.-% Amylasen,
Glukanasen und/oder Proteasen enthält.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Feuchtigkeitsgehalt des Futterrohmaterials 20 bis 50
Gew.-% beträgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
Feuchtigkeitsgehalt des Futterrohmaterials 25 bis 35 Gew.-%
beträgt.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Behandlungszeit 0,5 h ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das Futterrohmaterial hauptsächlich aus
Getreidemehl besteht.
9. Futterrohmaterial, das natürliches Material, enthaltend
Stärke, Fiber, Protein und/oder Öl, enthält, zum Einmischen in
ein Futter, dadurch gekennzeichnet, daß das Futterrohmaterial
gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 behandelt
worden ist.
10. Futter, das das Futterrohmaterial nach Anspruch 9 in einer
Konzentration von 5 bis 95 Gew.-% enthält.
11. Futter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es
das Futterrohmaterial in einer Menge von 10 bis 70 Gew.-%
enthält.
12. Futter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es
das Futterrohmaterial in einer Menge von 40 bis 50 Gew.-%
enthält.
13. Futter nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß es 5 x 10&supmin;&sup5; bis 0,95 Gew.-% der Enzymzubereitung
enthält.
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