Mischfuttermittel mit Propylenglykol richtig analysieren

Propylenglykol hat sich bei Milchkühen zur Ketose-Vorbeugung sowie zur Leistungsstabilisierung bewährt. Sinnvoll ist der Einsatz vor allem in der so genannten Transitphase, d.h. in den beiden Wochen vor dem Kalben sowie in der ersten Laktationsphase. Um bei der Analyse von propylenglykolhaltigen Mischfuttermitteln richtige Ergebnisse zu erhalten, sind einige Besonderheiten zu beachten.

Aufgrund der positiven Beeinflussung des Energiestoffwechsels von Wiederkäuern wird Propylenglykol in der Tierernährung vor allem in Futterrationen für hochleistende Milchkühe zu Laktationsbeginn eingesetzt, z.B. als Bestandteil von Milchleistungsfuttern. Dies verbessert die Energieversorgung von Milchkühen, denn Propylenglykol wird einerseits im Pansen teilweise zu Propionsäue verstoffwechselt, was über Pyruvat die Glukoneogenese unterstützt. Der größere Anteil wird aber sehr schnell aus dem Pansen absorbiert und im Intermediärstoffwechsel zu Oxalazetat umgesetzt. Oxalazetat besitzt eine Schlüsselfunktion im Energiestoffwechsel des Wiederkäuers. Zum einen wird es für die Glukosebildung im Rahmen der Glukoneogenese benötigt, zum anderen ist es auch für die Einschleusung der beim Fettabbau anfallenden Azetatreste in den Zitronensäurezyklus essentiell.


Bei hochleistenden Milchkühen, aber auch bei Milchschafen und -ziegen, kann am Laktationsbeginn ein ausgeprägtes Energiedefizit auftreten. Dies ensteht durch einen Mangel an Oxalazetat im Intermediärstoffwechsel. Aufgrund einer unzureichenden Laktosebildung wird dadurch nicht nur die Milchleistung der Tiere beeinträchtigt, sondern auch der vollständige Abbau der bei der Mobilisierung von Körperfettreserven frei werdenden Fettsäuren erschwert. Durch die Akkumulation von Azetatresten kann die Konzentration von Ketonkörpern wie Azeton, ß-Hydroxybutyrat und Azetessigsäure im Blut soweit ansteigen, dass es zu einer Stoffwechselstörung, der Ketose oder Azetonämie, kommt. Propylenglykol kann bei Milchkühen also der Ketose vorbeugen. Neben diesen Vorteilen in der praktischen Fütterung eignet sich Propylenglykol aber auch zur Staubbindung in Prämixen und Mineralfuttern, zur Verringerung der Schaumbildung in Melasse und Vinasse sowie zur Konservierung von Heimtierfuttern.


Übliche Trocknung führt zu Verlusten
Mischfuttermittel, die Propylenglykol enthalten, werden im Rahmen der Eigenkontrolle von Mischfutterherstellern, durch die amtliche Futtermittelüberwachung sowie im Rahmen von energetischen Futterwertprüfungen regelmäßig untersucht. Hierbei soll nicht nur die Deklarationstreue der Hersteller, sondern auch die Eignung der geprüften Mischfuttermittel für den angegebenen Zweck überprüft werden. Wiederholt ist es bei solchen Untersuchungen schon zu Abweichungen zwischen dem analysierten Propylenglykolgehalt im Mischfutter und dem vom Hersteller zugesetzten und deklarierten Propylenglykolgehalt gekommen.


Die Diskussion dieses Sachverhalts mit beteiligten Institutionen führte zur Annahme, dass es beim üblichen Verfahren der Trockensubstanzbestimmung im Rahmen der Weender-Analyse durch Trocknen bei 105°C über 3 - 4 Stunden bis zur Gewichtskonstanz im Trockenschrank zu Verlusten von Propylenglykol im Mischfutter kommen könnte. Dieses war der Anlass zu eigenen Untersuchungen im BASF-Labor in Ludwigshafen.


Dabei wurde die Probe eines handelsüblichen Milchleistungsfutters der Energiestufe 3 (6,7 MJ NEL/kg) mit 18% Rohprotein zunächst in drei Wiederholungen in Tiegeln eingewogen und durch Gewichtsdifferenz der Trocknungsverlust nach 4 Stunden bei 105°C im Trockenschrank bestimmt (Tabelle 1):


Tabelle 1:

Trocknungsverlust eines Milchleistungsfutters nach 4 Stunden bei 105° C im Trockenschrank


Probe 1 Probe 2 Probe 3 Mittelwert
Trocknungsverlust, % 12,21 12,23 12,14 12,19


Im nächsten Schritt wurden dem Milchleistungsfutter etwa 5 % und 10 % Propylenglykol im Labor zugesetzt und gleichfalls der Trocknungsverlust durch Gewichtsdifferenz nach 4 Stunden bei 105° C gemessen (Tabelle 2):


Tabelle 2:

Trocknungsverlust eines Milchleistungsfutters mit 5 % und 10 % Propylenglykolzusatz nach 4 Stunden bei 105° C im Trockenschrank


Trocknungsverlust, % Probe 1 Probe 2 Probe 3 Mittelwert
5% Propylenglykol 15,78 15,62 15,67 15,69
10% Propylenglykol 19,40 19,89 19,54 19,61

Wie aus Tabelle 2 ersichtlich, steigt der Trocknungsverlust mit der Zugabe von Propylenglykol zum Mischfutter erheblich an. Im Vergleich mit Mischfutter ohne Propylenglykol beträgt die Erhöhung des Trocknungsverlusts nach Zusatz von 5 % Propylenglykol im Mittel 3,5 %-Punkte. Wird 10 % Propylenglykol zugegeben, steigt der Trocknungsverlust sogar auf 7,42 %-Punkte an. Das lässt darauf schließen, dass rund 70 % bzw. 74 % des zugesetzten Propylenglykols nach dem Trocknen des Futters über 4 Stunden bei 105° C im Trockenschrank entweichen. Eine nachfolgende Bestimmung des Trocknungsverlusts von reinem Propylenglykol bei 105° C über 4 Stunden im Trockenschrank ergab einen vollständigen Verlust der Substanz und bestätigte die oben beschriebenen Ergebnisse.


Die geschilderten Beobachtungen machen deutlich, dass bei der Analyse propylenglykolhaltiger Futtermittel hinsichtlich der Methodik und Auswertung der Ergebnisse einige Besonderheiten zu beachten sind. Die folgenden, voreiligen Schlussfolgerungen bedürfen also einer kritischen Überprüfung, denn sie sind in der Regel falsch:


  • Zugesetztes Propylenglykol erhöht den Trocknungsverlust des Mischfutters und suggeriert unter Umständen eine Überschreitung des maximal zulässigen Feuchtegehalts von 14 % ohne besondere Deklaration.
  • Die Qualitätskontrolle und Deklarationstreue des Mischfutterherstellers kann infrage gestellt werden, wenn zugesetztes Propylenglykol nach der Trocknung des Futters bei einer Analyse nicht mehr erfasst wird.
  • Eine Schätzung des energetischen Futterwerts kann zu vermeintlichen Untergehalten führen, wenn Teile des zugesetzten Propylenglykols bei einer Analyse des zuvor getrockneten Futters nicht mehr erfasst werden.


Empfehlungen für die Analyse propylenglykolhaltiger Mischfuttermittel
Auf Grundlage dieser Untersuchungen ergeben sich die nachfolgenden Empfehlungen und Konsequenzen für die Analyse von propylenglykolhaltigen Mischfuttermitteln:


  1. Die Bestimmung des Feuchtegehalts durch Messung der Gewichtsdifferenz nach Trocknung über 3–4 Stunden bei 105° C im Trockenschrank führt in Abhängigkeit von der zugesetzten Propylenglykolmenge zu erheblichen Überschätzungen und ist als Methode nicht geeignet. Für Mischfutter, die Propylenglykol enthalten, werden deshalb alternative Verfahren wie die quantitative Wasserbestimmung durch Titration nach Karl-Fischer empfohlen.
  2. Die analytische Überprüfung des Propylenglykolgehalts im Mischfutter hat aus der ungetrockneten Originalprobe zu erfolgen, um eine Unterschätzung zu vermeiden.
  3. Die Schätzung des energetischen Futterwerts muss auf Basis der in der ungetrockneten Originalprobe analysierten Inhaltsstoffe erfolgen. Nur so lässt sich eine Verzerrung der Ergebnisse durch eine unvollständige Erfassung von zugesetztem Propylenglykol vermeiden.


Propylenglykol, auch als 1,2 Propandiol oder Monopropylenglykol (MPG) bezeichnet, ist ein zweiwertiger Alkohol mit der Summerformel C3H8O2 und der folgenden Strukturformel:

Strukturformel Propylenglykol
Es handelt sich um eine ölige, farblose, fast geruchlose, hygroskopische, viskose Flüssigkeit, die mit Wasser und Alkohol in jedem Verhältnis mischbar, in Ölen und Fetten jedoch unlöslich ist. Propylenglykol besitzt bei 25°C eine Dichte von 1,04 kg je Liter, einen Schmelzpunkt von -68° C und einen Siedepunkt von 188°C.

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