Einsatz von organischen Säuren in der Tierernährung
2. Anwendungsgebiete und Vorteile

Organische Säuren fungieren als Konservierungsstoff zur Haltbarmachung von Futtermitteln. Gleichzeitig hemmen sie durch ihre antimikrobiellen Eigenschaften das Wachstum spezifischer Keime. Damit leisten organische Säuren einen wichtigen Beitrag zur Verbesserung der Futterhygiene und beeinflussen Leistung und Gesundheit von Nutztieren positiv.

In der Tierernährung werden organische Säuren aufgrund ihres ausgeprägten antimikrobiellen Effekts eingesetzt. Obwohl sie keine Antibiotika sind, können sie das Wachstum und die Vermehrung pathogener Bakterien sowie unerwünschter Pilze und Hefen hemmen und unterbinden. Die derzeitige Vorstellung bezüglich der antimikrobiellen Wirkungsweise organischer Säuren geht im Wesentlichen von drei verschiedenen Effekten aus (Abbildung 3). Zum einen wird durch die Acidität organischer Säuren der pH-Wert für viele unerwünschte oder pathogene Mikroorganismen soweit gesenkt, dass deren Wachstum und Vermehrung nicht mehr oder nur stark eingeschränkt möglich ist. Des Weiteren sind nicht dissoziierte Säuremoleküle lipophil und können die Zellmembran von pathogenen Bakterien wie z.B. Salmonellen penetrieren.


Antimikrobielle Wirkungsweise organischer Säuren

Abbildung 3: Antimikrobielle Wirkungsweise organischer Säuren


Im Zellinnern vermindern die Säuren den pH-Wert, was den Mikroorganismus zu energieverbrauchenden Regulationsmechanismen veranlasst. Hierdurch wird er geschwächt. Daneben hemmen die Säuren die Aktivität bestimmter Enzymsysteme, wie z.B. solche, die für die Multiplizierung der Erbsubstanz DNA benötigt werden. Dadurch kann sich der Mikroorganismus nicht mehr vermehren. Und drittens schädigen dissoziierte Säuremoleküle, welche die Zellmembran nicht penetrieren können, die Proteinstruktur der Membran. Hierdurch verändert sich ihre Permeabilität für Mineralstoffe wie Natrium und Kalium. Die damit verbundene Änderung des osmotischen Drucks der Zelle führt zum Zelltod (Abbildung 3). Obwohl organischen Säuren seit vielen Jahren in der Tierernährung eingesetzt werden, sind Resistenzen unbekannt.


Mikrobielles Wachstum

Abbildung 4: Mikrobielles Wachstum


Unterschiedliche Wirkung gegenüber Mikroorganismen

Die spezifische Wirkung verschiedener organischer Säuren gegenüber Mikroorganismen, die eine Relevanz für die Tierernährung oder Tierproduktion besitzen, läßt sich mit Hilfe eines relativ einfachen Labortests aus der Biologie ermitteln und vergleichen. In diesem Prüfverfahren wird die minimale Hemmstoffkonzentration, in Englisch Minimal Inhibitory Concentration oder MIC, ermittelt. Dieses ist die Konzentration einer Substanz, die unter standardisierten Bedingungen gerade noch ausreicht, das Wachstum und die Vermehrung eines Mikroorganismus zu hemmen. Je niedriger die minimale Hemmstoffkonzentration oder der MIC-Wert, desto effektiver ist die Verbindung. Abbildung 5 zeigt MIC-Werte verschiedener organischer Säuren für diverse Mikroorganismen.


Minimale Hemmstoffkonzentration (MIC-Werte) ausgewählter organischer Säuren für verschiedene Mikroorganismen

Abbildung 5: Minimale Hemmstoffkonzentration (MIC-Werte) ausgewählter organischer Säuren für verschiedene Mikroorganismen


Während Ameisensäure besonders effektiv gegenüber pathogenen Bakterien wie Escherichia coli oder Staphylococcus aureus und unerwünschten Hefen wie Candida albicans ist, besitzt Propionsäure eine relative Überlegenheit gegenüber Pilzen wie Aspergillus flavus, der Aflatoxin bilden kann.


Hieraus läßt sich ableiten, dass zur Bekämpfung pathogener Bakterien wie Salmonellen oder E. coli sowie Hefen reine Ameisensäure oder Säuremischungen mit hohem Ameisensäureanteil bervorzugt werden sollten. Hingegen sind für die Konservierung von Futtermitteln, bei denen Schimmelpilze eine große Rolle spielen, reine Propionsäure oder Säuremischungen mit hohem Propionsäureanteil zu bevorzugen. Die im MIC-Test ermittelten Konzentrationen erlauben nur die Ableitung einer Rangordnung bezüglich der antimikrobiellen Wirkung von organischen Säuren. Für die praktische Anwendung im Futter sind diese im Labor ermittelten Säurekonzentrationen nicht geeignet. Denn Futter weist eine mehr oder weniger große Pufferkapazität auf und erfordert daher höhere Konzentrationen für gesicherte Wirkungen.


Aufgrund ihres antimikrobiellen Effekts ergeben sich für organische Säuren im Wesentlichen die folgenden vier Anwendungsgebiete in der Tierernährung:


  • Konservierung
    Einzelfuttermittel, Mischfuttermittel, Silagen
  • Bekämpfung von pathogenen Mikroorganismen
    Salmonellen, Escherichia coli, Clostridium perfringens
  • Hygienisierung von Tränkwasser
    Vermeidung von Biofilm
  • Nutritive Effekte
    Reduktion des pH-Werts, verbesserte Protein- und P-Verdaulichkeit, weniger Durchfall, verbesserte Einstreuqualität, erhöhte Futteraufnahme

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