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Halle (Saale). Der bei weitem größte Teil der weltweit angebauten Sojabohnen wird für Tierfutter verwendet. Das ist besonders hinsichtlich der massiven Umweltschäden in den Herkunftsländern problematisch. Am Institut für Agrar- und Ernährungswissenschaften der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) wird daher zusammen mit dem Sächsischen Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG) zu heimischen Alternativen geforscht. Um denselben Nährwert wie Soja zu liefern, sind allerdings spezielle Behandlungen notwendig.

Soja ist vor allem aufgrund seines hohen Eiweißanteils ein beliebtes Futtermittel. Der Anbau steht jedoch aus mehreren Gründen in der Kritik. Der Großteil der vor allem in Südamerika angebauten Sojabohnen ist gentechnisch verändert, was europäische Verbraucher zunehmend ablehnen. Zudem werden wichtige Naturflächen wie Regenwälder zerstört und der Transportweg ist lang. Alles in allem ist die Umweltbilanz von Soja schlecht, weswegen das Bundesministerium für Landwirtschaft und Ernährung (BMEL) die Suche nach Alternativen unterstützt. Die MLU und das LfULG werden für das Projekt SilaToast gefördert, welches den Einsatz der heimischen Hülsenfrüchte Erbse und Ackerbohne testet. „Dabei geht es vor allem darum, den Futterwert regional erzeugter Futtermittel durch Fermentation und Erhitzung so zu verbessern, dass sie Sojaprotein quantitativ und qualitativ ersetzen können“, sagt Prof. Dr. Olaf Steinhöfel, Honorarprofessor an der MLU und Leiter des Vorhabens am LfULG. Das ist jedoch nicht die einzige Motivation. „Die einheimischen Leguminosen bringen auch viele Vorteile für die Landwirtschaft, die Umwelt und das Klima“, sagt Annette Zeyner, Professorin für Tierernährung an der MLU. Sie lockern den Boden auf und speichern Stickstoff aus der Luft, wozu andere Pflanzen nicht in der Lage sind.

Insbesondere Erbsen enthalten große Mengen an Protein und Stärke. „Sie können aber mit Soja bisher nicht mithalten, auch weil sie viele sogenannte antinutritive Inhaltsstoffe enthalten“, erklärt Zeyner. Das sind Bestandteile, welche die Aufnahme wertvoller Nährstoffe behindern. Das Problem lässt sich jedoch relativ einfach lösen, wie Zeyners Arbeitsgruppe herausgefunden hat. Beim in der Landwirtschaft üblichen Silieren werden antinutritive Inhaltsstoffe weitgehend abgebaut. Ein weiteres Verfahren, das in der Kombination mit Silieren noch nicht so weit verbreitet ist, verbessert die ernährungsphysiologischen Eigenschaften weiter: das Toasten. Durch die Hitzebehandlung werden nicht nur die antinutritiven Inhaltsstoffe bei Erbsen noch weiter reduziert.

In einer aktuellen Studie konnten Zeyner und ihr Mitarbeiter Dr. Martin Bachmann zeigen, dass dadurch außerdem die Proteine im Pansen von Kühen und anderen Wiederkäuern weniger schnell durch Bakterien zersetzt werden. Eine zu frühe Zersetzung ist aus zwei Gründen problematisch. Zum einen wird eine große Menge Stickstoff über die Exkremente ausgeschieden und kann so als Nitrat ins Grundwasser oder in Form von Lachgas, einem hochwirksamen Treibhausgas, in die Luft gelangen. Zum anderen gehen aber auch wertvolle essentielle Aminosäuren verloren. Diese sollen den Weg bis in den Dünndarm überstehen und dort aufgenommen werden. Insbesondere bei Milchkühen ist das für eine ausreichende Leistung wichtig.

„Der Knackpunkt ist, dass zu heißes Toasten wiederum die Proteine schädigt“, sagt Zeyner. In dem Projekt wurden daher die optimale Temperatur und Dauer des Toastens ermittelt. Auch der Feuchtigkeitsgehalt der Silage wurde optimiert. In Laborversuchen konnte Bachmann zeigen, dass Silieren und Toasten keinen Einfluss auf die Gas- und Methanproduktion hatten. Bilder aus dem Rasterelektronenmikroskop zeigen zudem, dass die Stärkemoleküle durch das Erhitzen nicht verändert werden.

Die Fütterungsversuche werden vom LfULG mit Milchkühen durchgeführt. Am Agrar- und ernährungswissenschaftlichen Versuchszentrum Merbitz der MLU finden zudem gesetzlich vorgeschriebene standardisierte Versuche zur Ermittlung des Energiegehalts des Futters mit Schafen als Modelltier statt. Die silierten und getoasteten Erbsen könnten auch bei Schweinen und Geflügel eingesetzt werden.


Jüngste Studien zu dem Projekt:

Bachmann et al. Ruminal In Vitro Protein Degradation and Apparent Digestibility of Energy and Nutrients in Sheep Fed Native or Ensiled + Toasted Pea (Pisum sativum) Grains. Animals (2019). doi: 10.3390/ani9070401 | https://www.mdpi.com/2076-2615/9/7/401

Bachmann et al. Effects of toasting temperature and duration on in vitro ruminal gas production kinetics and post-ruminal crude protein from field pea (Pisum sativum) legume grain silages. Livestock Sci. (2020) doi: 10.1016/j.livsci.2020.103944 | https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1871141319311710?via%3Dihub



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