Milchfettzusammensetzung - die neue Glaskugel für das Tierwohl? Bernd Losand

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1 15. Dummerstorfer Seminar Futter und Fütterung 3. Dezember 2014 in Karow Milchfettzusammensetzung - die neue Glaskugel für das Tierwohl? Bernd Losand

2 Nutzung der Milchqualität zur Bewertung der Fütterung Was haben wir? 2

3 Milcheiweiß Anzeiger für die relative Energieversorgung % Milcheiweiß und Milchmenge gesamte Laktation 6 % Milcheiweiß 5,5 5 4,5 4 3,5 3 r = 0,64 3,2 bzw. 3,8% nach Wiesner und Spohr 2, kg Milch/Tag Leistungsabhängige Bewertung des Milcheiweißgehaltes nach Richardt

4 Milcheiweiß 4

5 Fazit Milcheiweißgehalt Aktuelle Veränderungen - Hinweis auf Veränderungen in der metabolischen Verfügbarkeit von Energie Die augenblickliche Höhe nur begrenzt als Indikator mangelnder Energieverfügbarkeit nutzbar Achtung! bei Kühen, die p.p. relativ geringe Milchleistung mit niedrigen Eiweißgehalten Info relativ spät! Beim gegenwärtigen Leistungsniveau Orientierungswert für unzureichende Energieverfügbarkeit eher bei 3,0 %, besser aber abgestuft nach Leistung abnehmend Nur nutzbar (z.b. 9-Felder-Tafel), wenn weitere Informationen aus Milchuntersuchung und täglicher Produktionskontrolle vorliegen 5

6 Milchfett bis 8. Woche p.p. Ketoseanzeiger bei >5%? Kategorie gesamt davon >5%F 5%F (3,98%) >5%F <1,5FEQ 1,5FEQ falsch negativ falsch positiv n kg Milch/Kuh 43,1 37,9 35,0 44,0 % Eiweiß 3,06 3,09 3,69 2,88 FEQ 1,30 1,74 1,42 1,61 Milch kg/d +6,9 +7,3 +14,1 +6,5 BCS -0,43-0,46-0,39-0,7 LM kg/d -0,69-1,74-0,49-1,74 Laktation 2,6 3,6 4,7 3,3 10% 6

7 Milchfett ab 8. Woche p.p. <3% Azidose? Kategorie gesamt davon >5%F davon <3%F (4,08) >5%F 1,5FEQ <3%F 1,0FEQ n kg Milch/Kuh 31,5 20,2 21,1 40,9 48,4 % Eiweiß 3,49 3,88 3,54 3,17 2,83 FEQ 1,17 1,41 1,67 0,86 1,03 Milch kg/d -2,5-4,2-7,5-1,8-0,4 BCS +0,06 +0,1-0,04 +0,06-0,03 LM kg/d +0,36 +0,36-0,26 +0,31-0,04 Laktation 2,5 2,5 2,7 2,2 2,8 7

8 Milchfettgehalt Hohe Werte (>5%) liefern ersten Hinweis auf ketotische Stoffwechsellage Weitere Milchmerkmale, Verhaltensbeobachtung und Entwicklung der Körperkondition zur Absicherung des Befundes Auch in fortgeschrittener Laktation als Hinweis auf Ketoserisiko ansehen zusätzlich FEQ, Verlust Körperkondition, drastischer Milchabfall? wenn <3% und FEQ <1,0 in der Regel Azidoserisiko Bei hochleistenden Kühen sind generell niedrige Milchinhaltsstoffe möglich FEQ beachten 8

9 Fett-Eiweiß-Quotient Anzeiger für starken Energiemangel, Körperfettabbau FEQ zu Milchmenge erste 56 Tage p.p. 3,50 3,00 2,50 FEQ 2,00 1,50 1,00 0,50 0, kg Milch/Kuh/Tag 9

10 Fett-Eiweiß-Quotient Keine bzw. leicht negative Beziehung zur Milchleistung!!! Zeigt das Problem der Ketosegefahr an, aber tendenziell zu spät Bei stark abnehmender Körperkondition in der Regel auch hoher FEQ Veränderungen Körperkondition (Ernährungszustand) primär zu beachten Niedrige FEQ bieten keine Garantie für eine gebannte Ketosegefahr Körperreserven können nur genutzt werden, wenn sie vorhanden sind 10

11 Milchharnstoffgehalt Harnstoffausscheidung Ausdruck für die Ausnutzung des Futterproteins und indirekt ein Gradmesser für die Proteinversorgung hohe Werte = hohe Proteinversorgung oder schlechte Ausnutzung des Futterproteins Entstehung: (Desaminierung )Ammoniak Harnstoff Blutkreislauf Ausscheidung Nach Kirchgessner (1986) bedarfsgerechte Fütterung angezeigt zwischen mg/l Wesentliche Einflussgröße ist der Rohproteingehalt der Ration positiver Zusammenhang Zweite wesentliche Einflussgröße ist die relative Energieversorgung (im Pansen) positiver Zusammenhang zur RNB nach Lebzin u.a. (2006) 21,6 mg Milchharnstoff/100 ml bei RNB = 0 11

12 Milchinhaltsstoffe traditionell Daten aus Milchmengenerfassung und monatlicher Milchuntersuchung sind wertvolles und unverzichtbares Instrument der Produktionskontrolle, aber sie gestatten nur eingeschränkt die zeitnahe Feststellung von Stoffwechselproblemen (online-verfahren?) und widerspiegeln Stoffwechselentgleisungen tendenziell zu spät weniger geeignet als Basis für präventive Maßnahmen 12

13 Milchinhaltsstoffe traditionell Milchinhaltsstoffe nur indirekt mit den metabolischen Ereignissen verbunden und daher als ausschließliche Indikatoren für subakute Stoffwechselentgleisungen nicht geeignet Aussage der Milchinhaltsstoffe ist konsequent mit weiteren Ergebnissen der täglichen Produktionskontrolle abzuklären 13

14 Milchfettzusammensetzung Was kann sie uns erzählen? Fettsäuren und ihre positive Wirkung auf die menschliche Gesundheit (z.b. antikarzinogene Wirkung der Buttersäure, Ölsäure, n-3-fettsäuren, CLA oder negative Effekte durch gesättigte Fettsäuren Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure) Anteil gesättigter und ungesättigter Fettsäuren Milchfettzusammensetzung ist Hinweis auf Milchqualitätsmerkmale (Fetthärte, Schmelzpunkt, Kristallisation und Fraktionierung des Milchfettes), Organoleptik (freie kurzkettige Fettsäuren, Oxidative Veränderungen der Fettsäuren) Rückschlüsse auf die verwendeten Futtermittel bzw. auf die Qualität der Fütterung 14

15 Milchfett ist das Ergebnis aus Veresterung von Glycerin mit drei Fettsäuren (Triglycerid) + Ölsäure Nutzung der im Blut transportierten Fettsäuren (Futter, Körperfettabbau) 60% Und der Neusynthese (de novo-synthese) im Euter ca. 40% Neusynthese von Fettsäuren im wesentlichen über die Essigsäure (C2) und Buttersäure (C4) zu gesättigten Fettsäuren mit 14 bzw. 16 C-Atomen (C14:0; C16:0) Glucose Glycerol + Fettsäuren Triglyceride + Palmitinsäure + Linolsäure Nutzung von freien Fettsäuren (FFS bzw. NEFA) aus dem Körperfettabbau ist abhängig von ihrer Konzentration im Blut Auch Nutzung von Triglyceriden aus Lipoproteinen (auch abh. von Konzentration im Blut) 15

16 Neusynthese von Fettsäuren in der Milchdrüse Ergebnis ist abhängig von der Fütterung Neusynthese von Fettsäuren im wesentlichen über die Essigsäure (C2) und Buttersäure (C4) zu gesättigten Fettsäuren mit 14 bzw. 16 C-Atomen (C14:0; C16:0) Das laktierende Eutergewebe selbst (im Gegensatz zu den anderen Geweben) kann C16:0 nicht weiter verlängern durch Andocken von Essigsäure (C2:0) Ölsäure (C18:1) wird gebildet durch Desaturierung (Entsättigung) von Stearinsäure, die die Milchdrüse aus dem Blut (Dünndarmverdauung, Körperfett) aufnehmen kann; Ölsäure wird dann ins Milchfett sekretiert Futterabbau im Pansen (Kohlenhydrate und Protein) führt zu den bekannten flüchtigen Fettsäuren C2, C3 und C4 C2 und C4 (Essigsäure; Buttersäure) sind für die Neusynthese des Milchfettes von großer Bedeutung Größere Anteile an C3 (Propionsäure) infolge Konzentrat reicher (Stärke, Zucker) Fütterung limitieren die Nachlieferung von Fettbausteinen in das Eutergewebe Milchfettproduktion 16

17 Schicksal der Nahrungsfette im Verlauf der Wiederkäuerverdauung Nahrungsfette (Triglyceride, Phospholipide, Glycolipide) werden im Pansen durch die mikrobiellen Fettstoffwechsel zu freien Fettsäuren (FFS) abgebaut Diese freien Fettsäuren werden in großem Umfang (80 92%) im Pansen hydriert (Aufbruch der 90 Doppelbindungen 150 Liter durch Anlagerung von H Sättigung 7 18 Liter Der Umfang der Bio hydrierung der ungesättigten Fettsäuren im Pansen ist abhängig vom Typ der Fütterung ~8 Liter Bei Konzentrat reicher Fütterung kann der Umfang der Hydrierung der ungesättigten Fettsäuren auf 50 65% zurück gehen (ph ; Rückgang der Liter Lipolyse) Absorption Möglichkeit des Einsatzes von pansengeschützten Fetten (Formaldehyd, Ca- Seifen, ) 17

18 Nutzung von Gewebefetten für die Milchfettsynthese Langkettige Fettsäuren aus dem Körperfettabbau (NEFA nicht veresterte Fettsäuren = freie Fettsäuren) sind direkte Quellen für die Milchfettsynthese Fettgewebe bei Wiederkäuern: hauptsächlich Triglyceride mit Palmitinsäure (C16:0), Stearinsäure (C18:0) sowie Ölsäure (cis-9 C18:1) aber auch Myristinsäure (C14:0), Palmitoleinsäure (cis-9 C16:1), Margarinsäure (C17:0) und Vaccensäure (trans-11 C18:1) Zusammensetzung des Gewebefettes ist abhängig von den Fütterungsbedingungen, die seiner Bildung vorausgingen 18

19 Beeinflussung der Milchfettsynthese und zusammensetzung durch Nahrungsfaktoren Ein Überfluss an langkettigen Fettsäuren (aus Futterfett und Körperfettabbau) im Blut begrenzt/verhindert die Neusynthese von kurz- bis mittelkettigen Fettsäuren Hohe Anflutung wegen umfangreichen Körperfettabbaus Fütterung geschützter Fette Geringere Verfügbarkeit von Essigsäure und Buttersäure für die Fettsynthese im Eutergewebe infolge der Verdünnung durch die Anflutung langkettiger Fettsäuren Bzw. Rückgang der Futteraufnahme und Verdauungsleistung des Pansens wegen zu hoher Mengen an ungeschützten und ungesättigten Fettsäuren Verschiebung der Verhältnisse zwischen den im Pansen gebildeten flüchtigen Fettsäuren durch unterschiedliche Anteile an Kohlenhydratquellen (Stärke und Zucker) in Richtung geringerer Essigsäureanteile Verschiebung der Fettsäurezusammensetzung des Milchfettes in Richtung langkettiger, ungesättigter Fettsäure (C18:1 3) Der Effekt der Fütterung ist nur sehr komplex vorherzusagen Der Natur der Futterfettquellen (Zusammensetzung) und des Angebotes an Futterfetten Der angebotenen Fettmenge Der Interaktionen mit Fütterungsfaktoren wie das Verhältnis von Rau- zu Konzentratfutter (Effekt auf die Biohydrierung = Sättigung der Fettsäuren) 19

20 Milchfettzusammensetzung und Tiergesundheit/Tierwohl Theorie: Körperfettabbau freie Fettsäuren (NEFA) C16:0, C18:0, sis-9 C18:1 Eutergewebe Einbau in das Milchfett Milchfettveränderungen könnten ein früher Indikator für Hyperketonämie sein Untersuchung Belgien/Niederlande: Van Haelst u.a. (2008) 2 verschiedene Rationen an Milchkühe erste 9 Laktationswochen Subklinische Ketose diagnostiziert, wenn β-hydroxybuttersäure (BHB) >1,2 mmol/liter im Blutplasma mind. in der 3., 4. oder 5. Laktationswoche, ansonsten Kontrollgruppe Milchleistung (Erstlaktierende und ältere Kühe) in der Woche 41 43,5 kg NEB 3. 5 Woche: Keine Unterschiede zwischen den beiden Gruppen im Milchfettgehalt sowie FEQ subkl. ketotisch Kontrolle -138 kj/kg LM0,75 (-17,8 MJ NEL/Tag) -61 kj/kg LM0,75 (-7,9 MJ NEL/Tag) 20

21 Milchfettzusammensetzung und Tiergesundheit Milchfettzusammensetzung und Blutplasmakonzentration BHB sowie NEFA bei subklinisch ketotischen und gesunden Kühen in den ersten 9 Laktationswochen (nach Van Healst u.a. 2008) Gruppeneinteilung weiss subkl. Ketose schwarz gesunde Kontrolle pre Woche 1-2 diag Woche 3-5 post Woche 6-9 Mittelkettige Gesättigte Fettsäuren C10:0; C12:0, C14:0 langkettige Fettsäuren C18:0 3 C20:0 1 Ölsäure Betahydroxybuttersäure Freie Fettsäuren 21

22 Milchfettzusammensetzung und Tiergesundheit Fazit aus Van Healst u.a. (2008): Subklinisch ketotische Kühe gegenüber der gesunden Kontrolle Tendenzieller Abfall des Anteils der mittellangkettigen, gesättigten Fettsäuren de novo-synthese ist eingeschränkt Signifikanter Anstieg des Anteils langkettiger Fettsäuren, insbesondere der Ölsäure aus dem Körperfettabbau Die die subklinische Ketose begleitenden Veränderungen in den Anteilen der Fettsäuren in der Milch sind bereits zwei Wochen vor der Diagnose anhand der BHB im Blut sichtbar 22

23 Langkettige ungesättigte Fettsäuren in der Milch (günstig für die menschliche Gesundheit) Mehrfach ungesättigte Fettsäuren können von der Kuh nicht selbst synthetisiert werden abhängig von der Menge, die den Pansen passiert und im Dünndarm verdaut wird Anteil kann erhöht werden durch alle Massnahmen bzw. Fütterungsbedingungen, die die Neusynthese von Fettsäuren verhindern (Vermeidung von Palmitinsäurequellen) Rapsfett, Sonnenblumenfett Grasfütterung 23

24 Erhöhung des Anteils mehrfach ungesättigter Fettsäuren in der Milch durch Grasfütterung Mehrfach ungesättigte Fettsäuren werden nicht in tierischem Gewebe synthetisiert deren Konzentration in tierischem Gewebe ist daher abhängig von der aus dem Pansen fließenden Menge an nicht hydrierten Fettsäuren Futtermittel reich an mehrfach ungesättigten Fettsäuren Bedingungen, die eine Bio hydrierung vermeiden Künstlich geschützte Fette Natürlicher Schutz durch Pflanzenstruktur Gras ist die Hauptquelle für C18:3; in Heu generell niedrigerer Fettgehalt und geringerer Anteil C18:3 an den Gesamtfettsäuren Menge an absorbierbaren, mehrfach ungesättigten Fettsäuren (C18:3) ist bei frischem Gras höher als in Rationen mit Heu oder in Rationen, reich an Konzentraten Der Anteil an C18:3 im Milchfett kann daher nach Weideaustrieb bis zu 4 x erhöht sein (Decaen u. Ghadaki 1970) 24

25 Erhöhung des Anteils mehrfach ungesättigter Fettsäuren in der Milch durch Grasfütterung Fettsäurenzusammensetzung ausgewählter Futterkomponenten in % der Gesamtfettsäuren (aus Nürnberg, Dannenberger und Ender (2004) 25

26 Fazit Milchfettsäuren werden nur zu etwa 40% aus den im Ergebnis des Kohlenhydratabbaus im Pansen entstehenden flüchtigen Fettsäuren neu synthetisiert 60% des Milchfettes entstehen aus den im Dünndarm verdauten bzw. aus dem Körperfettabbau frei werdenden langkettigen unveresterten Fettsäuren Milchfettgehalt und zusammensetzung kann daher auch gezielt durch die verwendeten Futtermittel (Kohlenhydrate, Fette) beeinflusst werden Milchfettzusammensetzung wird durch eine Vielzahl von komplex wirkenden Faktoren beeinflusst Die Milchfettzusammensetzung liefert frühzeitig Hinweise auf die die Stoffwechselgesundheit der Kühe Aufgrund der vielseitigen Bedeutung einzelner Fettsäuren für die menschliche Gesundheit, der Milchfettzusammensetzung für die Verarbeitungseigenschaften des Milchfettes ist eine zukünftige Nutzung der Milchfettanalyse für die Fütterungskontrolle vorstellbar 26

27 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 27