Fütterungskontrolle durch Milchkontrolle Fettsäuremuster der Milch als Indikator der Milchkuhernährung? Arbeitskreis Futter und Tierfütterung, Bernburg, 11. Juni 2015 olaf.steinhoefel@smul.sachsen.de

ALLGEMEINHEITEN Milchfettsäuren Indikator Pansen Indikator Fettmobilisation Indikator Futterfettqualität 85 % des Milchfettes 400 Strukturen mit unterschiedlichster Bedeutung Quellen je 1 Drittel Biohydrierung im Pansen De novo Biosynthese in Milchdrüse / Leber (Körperfett) direkt aus Futterfett bedeutender Einfluss der Fütterung geringer Einfluss Genetik, Laktationsstadium, Parität große tierindividuelle Schwankungen

KLASSIKER Fettmenge / -gehalt Vormägen Zellulose Stärke Zucker gesättigtes & geschütztes Fett ungesättigtes Fett Essigsäure = Buttersäure = = Propionsäure = = Milchsäure = = 0 - ( ) Milchfettgehalt Spezifische Fettsäuren (z.b. CLA) Hemmung Milchfettsynthese zur Verbesserung Energiebilanz

ANALYTIK Milchfettsäuren Bisher 61 Fettsäuren (LKS mbh Lichtenwalde) C4:0 Buttersäure C18:0 Stearinsäure C5:0 Valeriansäure C18:1-6c+9ca Petroselinsäure + Ölsäure C6:0 Capronsäure C18:1-10c+11ca Delta-10-cis-Octadecensäure+Vaccensäure C7:0 Önanthsäure C18:1-6t+9t+10t+11ta Delta-trans-Octadecensäure C8:0 Caprylsäure C19:1-7c+18:2-9c,12cab Delta-7-cis-Nonadecensäure + Linolsäure C9:0 Pelargonsäure C18:2-9t,12t Linolelaidinsäure C10:0 Caprinsäure C18:2-9c,11t+9t,11ca Rumensäure+Delta-9-trans,11-cis-Octadiens. C11:0 Undecansäure C18:2-10t,12c Delta-10-trans,12-cis-Octadiensäure C11:1-10c Undecylensäure C18:2-10c,12c Delta-10-cis,12-cis-Octadiensäure C12:0 Laurinsäure C18:3-6c,9c,12c Gamma-Linolensäure C12:1-11c Delta-11-cis-Dodecensäure C18:3-9c,12c,15c Alpha-Linolensäure C13:0 Tridecansäure C19:0 Nonadecansäure C13:1-12c Delta-12-cis-Tridecensäure C20:0 Arachinsäure C14:0 Myristinsäure C20:1-5c Delta-5-cis-Eicosensäure C14:0-iso iso-tetradecansäure C20:1-8c Delta-8-cis-Eicosensäure C14:0-anteiso anteiso-tetradecansäure C20:1-11c Gondosäure C14:1-9c Myristoleinsäure C20:2-11c,14c Delta-11-cis,14-cis-Eicosadiensäure C15:0 Pentadecansäure C20:3-8c,11c,14c Delta-8-cis,11-cis,14-cis-Eicosatriensäure C15:0-iso iso-pentadecansäure C20:3-11c,14c,17c Delta-11-cis,14-cis,17-cis-Eicosatriensäure C15:0-anteiso anteiso-pentadecansäure C20:4-5c,8c,11c,14c Arachidonsäure C15:1-10c Delta-10-cis-Pentadecensäure C20:5-5c,8c,11c,14c,17c Timnodonsäure (EPA) C16:0 Palmitinsäure C22:0 Behensäure C16:0-iso iso-hexadecansäure C22:1-13c Erucasäure C16:0-anteiso anteiso-hexadecansäure C22:2-13c,16c Delta-13-cis,16-cis-Docosadiensäure C16:1-9c Palmitoleinsäure C22:3-13c,16c,19c Delta-13-cis,16-cis,19-cis-Docosatriensäure C16:1-9t Palmitelaidinsäure C22:4-7c,10c,13c,16c Delta-7-cis,10-cis,13-cis,16-cis-Docostetraens. C17:0 Margarinsäure C22:5-7c,10c,13c,16c,19c Clupanodonsäure (DPA) C17:0-iso iso-heptadecansäure C22:6-4c,7c,10c,13c,16c,19c Cervonsäure (DHA) C17:0-anteiso anteiso-heptadecansäure C24:0 Lignocerinsäure C17:1-9c Delta-9-cis-Heptadecensäure C24:1-15c Nervonsäure C17:1-10c Delta-10-cis-Heptadecensäure

SYSTEMATIK Fettsäuren Kettenlänge kurzkettig mittelkettig langkettig Verzweigung Iso Anteiso spezifisch Doppelbindung gesättigt einfach ungesättigt mehrfach ungesättigt Abstand Doppelbindung Konjungierte Bindung Isolierte Bindung Position Doppelbindung Omega 3 Omega 6 Stellung H-Atome in Doppelbindung Cis-Konfiguration Trans-Konfiguration

FETTQUALITÄT Indirekte Parameter? Jodzahl Maß für Anzahl Doppelbindungen d.h. für ungesättigte FS (Menge Jodanlagerung je 100 Fett) Schmelzpunkt Je > gesättigte bis C8 und alle ungesättigten FS desto niedriger Schmelzpunkt ( C bis flüssige Phase) Verseifungszahl Maß für mittleres Molekulargewicht FS (Verbrauch Kalilauge für Verseifung) Freie Fettsäuren mechan. Schädigung Fettkügelchen (Melken, Pumpen, Kühlen, Rühren, Fütterungseinfluss?)

FETTQUALITÄT Indirekte Parameter? Hohe Jodzahlen fettreich + reich an ungesättigten FS Junges Grünfutter Weide Sonnenblumenkuchen Rapskuchen Sesamkuchen Leinsamenkuchen Sojabohnen Kornermais Schlempe Fischfett Futtermittelspezifische Effekte Mittlere Jodzahlen Gerste Hafer Maniok Erdnußkuchen Baumwollsaatkuchen Sojakuchen Biertreber Kartoffelschlempe Gassilagen Maissilagen Geringe Jodzahlen fettarm + reich an gesättigten FS Heu Stroh faserreiche Grassilage Hackfrüchte Weizen Roggen Körnerleguminosen Extraktionsschrote Kokoskuchen Palmkernkuchen

MAßSTÄBE Referenz und Ursprung VARIABILITÄT Milchfettsäuren Palmquist und Beaulieu (1993)

ERKENNTNISSTAND Indikatoreignung ÜBERSICHT Kurzkettige Fettsäuren SCFA Strukturwirksamkeit Pansengesundheit (Acetat / ß-Hydroxibutyrat) TRANS-Fettsäuren Trans11-C18:1 Pansengesundheit (Mikrobensynthese) Langkettige Fettsäuren LCSFA Negative E-Bilanz (Körperfettmobilisation) Futterfette Spez. ungerade verzweigte Fettsäuren OBCFA Pansenfermentationsstörungen mehrfach Ungesättigte Fettsäuren PUFA Negative E-Bilanz Omega-3- (Körperfettmobilisation) Fettsäuren Futterfette (n3-pufa ) Wiederkäuer Weide, Frischgras, Pflanzenöle Negative E-Bilanz Konjugierte Linolsäuren CLA Wiederkäuergerechtheit (Struktur, Kraftfutter) Freie Fettsäuren VFA Bypass Fett

ERKENNTNISSTAND Indikatoreignung 1 C12:0 (Laurinsäure) und C 14:0 (Myristinsäure) (aus de novo Synthese in Euter aus ruminaler Essigsäure) intakter Pansenstoffwechsel C18:1 (Ölsäure) (polyfaktoriell) ruminale Essigsäure (zellolytische Aktivität) mikrobielle Hydrierung mehrfach ungesättigter öliger Futter-FS negative E-Bilanz + Körperfettmobiolisation C18:1 (Ölsäure) / C16:0 (Palmitinsäure) 0,8-1 Maßstab für die Strukturwirksamkeit + negative E-Bilanz Trans-Fettsäuren / OBCFA (Hydrierung MUFA durch Pansenmikroben) physiologisch 4-5 % bei schlechter Pansenfunktion oder KF- / Maisanteil in der Ration (ruminale Proteinsynthese)

ERKENNTNISSTAND Indikatoreignung 2 CLA (Doppelbindungen in konjugierter Form (3,6 7 mg CLA / g Milchfett)) mikrobielle ruminale Aktivität Strukturwirksamkeit / Grobfutterbetont / wenig Konzentrate extensive Fütterung / Weide vs. Stall / weniger Maissilage mikrobielle Hydrierung mehrfach ungesättigter Futteröle (Hauptisomers cis-9,trans-11-cla (80-90 %) Omega 3 und Ω3 : Ω6 Verhältnis Wesentlicher Indikator für spezifische Futterfettqualitäten Reagiert bei Pansenstörung + negativer E-Bilanz indirekt Arttypische Fettsäuren aus Biomarker Hinweise auf Anwesenheit spezifischer Mikroorganismen in Vormägen

ERKENNTNISSTAND Indikatoreignung 3 Arttypisch vorkommende Fettsäuren als Biomarker 16:0, Palmitinsäure Prokaryoten und Eukaryoten 17:0 iso 15-Methylpalmitinsäure Gram-positive Bakterien 17:0 anteiso, 14-Methylpalmitinsäure Gram-positive Bakterien 19:0 10-methyl, Tuberculostearinsäure Actinomycetales 16:1 ω5c (Hexadecenonsäure) Mykorrhiza 16:1 ω7c, Palmitoleinsäure) Gram-negative Bakterien 16:1 ω8c (8-Hexadecenonsäure) Methan-oxidierende Bakterien Typ I 18:1 ω8c (10-Octadecenonsäure) Methan-oxidierende Bakterien Typ II 16:1 ω9c, cis-7-palmitoleinsäure) Ectomycorrhizale Pilze & Gram-positive Bakterien 18:2 ω6c, (Linolensäure) Ectomycorrhizale Pilze 20:2 ω6c, 20:3 ω6c, 20:4 ω6c Protozoen 16:0 DMA, Hexadecanal-Dimethylacetal Anaerobe Bakterien http://de.wikipedia.org/wiki/fetts%c3%a4uren

FUTTERWERT Fettsäuremuster Ω 3 Ω 6 Klassisches Wechselspiel Gras : Mais &. Kraftfutter WEIß ET.AL (2006)

LITERATUR Grasanteil CLA &. Ω Fettsäuren im Milchfett (mg / g Milchfett) Quelle Ration CLA Trans 11-C18:1 Omega 3 Omega 6 Collomb u.a. (2002 Gras/Mais/Weide 9 14 Gebirgsweide 16 15 Hochgebirgsweide 24 21 Leiber u.a. (2005) Silage/KF 5 8 22 Gras im Stall 14 13 16 Weide 18 14 14 Kraft u.a. (2003) konv. TMR 3 5 19 ökol. Weide/KF 10 11 18 Kraft u.a. (2003) Hochgebirgsweide 24 15 14 Gebirgsweide 29 16 16 Westermaier u.a. (2006) Ackerbauregion 7 4 Grünlandregion 15 10 Weiß u.a. (2006) Silomais / KF 5 6 Frischgras / KF 16 14 Grassilage / KF 14 13 Leiber u.a. (2004) Heu 8 20 19 Silage/Mais/KF 5 19 19 Dhiman u.a. (1999) 1/3 Weide + Luz./KF 9 18 18 2/3 Weide + Luz./KF 14 Vollweide 22 Ward u.a. (2003) 50:50 Weide/KF 14 22 65:35 Weide / KF 14 24 80:20 Weide/KF 17 30 60:40 Heu/KF 8 14 60:40 Weidegras/KF 11 25 Klassische Befunde Je höher Grasanteil desto höher CLA desto höher Ω3 desto niedriger Ω6 Ehrlich, 2006

LITERATUR Weide vs. Stall VELIK (2014)

LITERATUR CLA Polyfaktoriell Einflüsse Pansen und Futterfett

LITERATUR Weide vs. Stall Weiss (2005)

LITERATUR Fütterungsintensität mg CLA / g Milchfett 8,5 8 7,5 7 6,5 6 5,5 5 4,5 4 R² = 0,6413 R² = 0,028 0 10 20 30 40 50 60 % Maissilageanteil in der Ration 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 g Omega 3 / 100 g Fettsäuren Maissilageanteil (Ehrlich, 2006) Omega-3-Gehalte korreliert sicher negativ CLA-Gehaltes keine sichere Beziehung Daten aus EHRLICH 2006 verrechnet

LITERATUR Spezialfutter Designermilch Rapssaat Leinsaat Extrudierte Leinsaat Gesättigte Fettsäuren 70,6 72,6 65,0 Unges. Fettsäuren 29,3 25,4 31,7 C18:3 0,27 0,32 0,67 AGROSOM GmbH 2012

LITERATUR Mikrobenproteinsynthese Scholz; Ahrens und Junghans 2013

EIGENE BEFUNDE Milch aus Gras Milch aus Gras 10 Betriebe N-Versorgung Ω 3 Ω 6 FAZIT: Mit steigendem Grasanteil steigt OBCFA und Ω 3 reagiert kaum CLA und Ω 6 Steinhöfel und Richardt, 2014

EIGENE BEFUNDE Milch aus Gras Sächsisches Projekt Milch aus Gras - Referenzbetriebe Fettsäuren der Tankmilch (Hochleistungsgruppe) (g / 100g Milchfett) Referenzbetriebspaar % TM Grassilage Grobfutter Ration SFA Gesättigte FS MUFA Einfach unges. FS CLA Ω 3 Ω 6 Ω6 / Ω3 OBCFA spez.verze igt.fs Langenbach 46 30 71 27 0,5 0,6 0,3 0,47 3,4 Rodau 20 12 68 31 0,8 0,5 0,2 0,46 3,2 Drebach 100 55 68 30 0,9 0,8 0,4 0,47 3,4 Leubsdorf 51 26 69 30 0,5 0,7 0,3 0,40 3,3 Fürstenau 100 42 69 28 0,9 1,1 0,5 0,40 3,8 Liebenau 38 22 67 31 0,6 0,8 0,4 0,56 3,2 Wilthen 64 46 71 27 0,8 0,6 0,4 0,64 4,1 Bischofswerda 39 17 70 29 0,5 0,6 0,3 0,59 3,9 grasbetont 78 43 70 28 0,8 0,8 0,4 0,50 3,7 maisbetont 37 19 68 30 0,6 0,7 0,3 0,50 3,4 FAZIT: CLA Tendenz von höheren Anteilen bei grasbetonter Fütterung Omega-6 : Omega-3 kein Effekt erkennbar SFA / OBCFA leicht verbesserte ruminale Mikrobenaktivität durch Gras Martens und Steinhöfel 2015

EIGENE BEFUNDE Milch aus Gras Milch aus Gras N-reduzierte Fütterung Milchfettsäuren Summe gesättigten FS davon iso davon anteiso Summe einfach ungesättigte FS davon trans-fs Summe mehrfach ungesättigte FS davon trans-fs davon CLA davon n-3-pufa OBCFA (odd- and branched-chain fatty acids) FAZIT: Keine Effekte erkennbar Betrieb A Betrieb B Milchharnstoff (mg / l) 100 280 g /100 g FS 68,63 68,66 0,63 0,74 0,81 0,81 29,66 29,83 2,19 1,76 1,71 1,51 0,00 0,00 0,54 0,54 0,91 0,71 3,33 3,28 Rimpl und Steinhöfel, 2014

EIGENE BEFUNDE Milch aus Gras Sächsisches Projekt Milch aus Gras Weide vs. Stall LVG N=12 N=11 Stall Weide g / 100g Milchfett Summe gesättigten FS 70,81 67,05 davon iso 0,76 0,87 davon anteiso 0,82 0,99 Summe einfach ungesättigte FS 27,55 31,09 davon trans-fs 1,35 2,09 Summe mehrfach ungesättigte FS 1,64 1,86 CLA 0,51 0,86 Ω 3 0,56 0,56 OBCFA (odd- and branched-chain fatty acids) 3,63 3,75 Erstes FAZIT (OST): MUFA + PUFA steigen zuungunsten SFA Anstieg CLA aber nicht Ω3 (Anteil am Weidefutter noch zu gering) Kuhnitzsch u.a. 2015

Indikator Pansen FAZIT Indikatoreignung Indikator Fettmobilisation Indikator Futterfettqualität Milchfettsäuren als Fütterungsindikator Schnelle &. sensible Indikatorwirkung zur Fütterung analytische Möglichkeiten z.zt. sehr aufwendig ausreichende Varianz zum größten Teil polyfaktoriell bedingt große tierindividuelle Schwankung bisher fehlende Referenzwerte / Richtwerte DANKE FÜR S ZUHÖREN