Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Kokosnuß-Endospermfaser
als eine Nahrungsfaserkomponente in einem Haustierfutterprodukt, die Verwendung
von Kokosnuß-Endospermfaser in der Herstellung eines Haustierfutterprodukts,
ein Haustierfutterprodukt, welches Kokosnuß-Endospermfaser umfaßt, ein
Verfahren zum Herstellen eines solchen Haustierfutterprodukts und ein Verfahren
umfassend ein Verfüttern eines solches Haustierfutterprodukts an ein Haustier.
Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls die Verwendung von Kokosnuß-Endospermfaser
beim Reduzieren und Vorbeugen einer Darmentzündung und beim Reduzieren und
Vorbeugen einer Infektion durch pathogene Bakterien im Dickdarm eines Haustieres.
Das Bewahren und die Verbesserung der Haustiergesundheit ist ein konstant
bestehendes Ziel auf dem Fachgebiet. Die Haustiergesundheit kann auf eine Vielzahl
von Wegen überwacht werden. Zwei von diesen sind die Kotqualität und die
Gesundheit des Magen-Darm-Trakts (GI). Eine gute Kotqualität bei Haustieren
ist von zweifacher Bedeutung. Zuerst ist sie ein guter Indikator für die Gesundheit
des Haustieres. Es ist bekannt, daß eine gute Kotqualität gewöhnlicherweise
eine gesunde Darmstruktur und -funktion widerspiegelt. Zweitens ist sie von sehr
günstiger Anwendbarkeit für den Besitzer des Haustieres. Demzufolge ist
die Bewahrung guter Kotqualität und die Fähigkeit, die Qualität des
Haustierkots zu verbessern, ein konstant bestehendes Ziel auf dem Fachgebiet. Es
ist ebenfalls ein bestehendes Ziel auf dem Gebiet, die Gesundheit des Magen-Darm-Trakts
von Haustieren zu verbessern. Die Fähigkeit, die Gesundheit des Magen-Darm-Trakts
zu bewahren und zu verbessern, kann für Haustierbesitzer nützlich sein,
da sie Einfluß auf die Gesamtgesundheit ihres Haustieres hat.
Ein Verfahren zum Bewahren der normalen Magen-Darm-Funktion und zum
Verbessern von chronischer Diarrhö bei Haustieren hat die Zugabe einer Faserquelle
zu Haustierfutterprodukten eingeschlossen.
Faser hat weitreichende Wirkungen auf das Darmverhalten, erhöht
die Kotabgabe, reduziert Durchgangszeiten und ändert den Darmmetabolismus.
Viele der nützlichen Effekte der Faser beziehen sich auf ihren extensiven Aufbruch
im Dickdarm. Dieses anaerobe Verfahren, das Fermentation genannt wird, ist der Hautmetabolismusanlaß,
der im Darm auftritt. Eine Fermentation ist eine Verdauungsfunktion der komplexen
Ansammlung von Mikroorganismen, die den Dickdarm besiedeln, die komplexe Kohlenhydrate
und andere Substrate aufbrechen, die nicht hydrolysiert und im oberen Darm absorbiert
worden sind. Sowohl die Mikrobiotia und der Wirt haben von diese Assoziierung Vorteile.
Viele hundert Bakterienarten, variierend weitläufig bezüglich
der Physiologie und Biochemie, siedeln sich im Darm an. Eine Kennzeichnung der einzelnen
Aktivitäten dieser multipotenten Mikroflora ist ein immens komplexes Unterfangen
und ist sogar auf menschlichem Gebiet unklar. Jedoch kann ein gewisses Verständnis
der Rolle der Mikroflora im Darm durch Quantifizierung der Fermentationsaktivität
der Bakterienpopulation insgesamt erzielt werden.
Die komplexen Hauptkohlenhydratfermentationsprodukte sind kurzkettige
Fettsäuren (SCFAs), Gase und Energie. Die erzeugte Energie wird zum mikrobiellen
Zellwachstum verwendet, das viel des im Darm befindlichen Stickstoffs in bakterielles
Protein überführt und die mikrobielle Masse erhöht. SCFAs werden
schnell absorbiert und können die Magen-Darm-Funktion durch Bereitstellung
von Energiesubstraten an die Darmschleimhaut und durch Förderung der Wasser-
und Elektrolytadsorption aus dem Darmlumen beeinflussen. Während der Fermentation
erzeugtes Gas wird sowohl durch die Lungen als auch den Flatus eliminiert. In einer
an Kohlenhydraten begrenzten Umgebung werden Bakterien den Aufbruch von Protein
ausnutzen, der viel weniger Energie in der Form von verzweigtkettigen Fettsäuren
und ebenfalls Metabolite liefert, die potentiell für den Wirt toxisch sind
(Ammoniak, Amine, Phenole etc.). Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
in Haustierfutterprodukte eine geeignete Nahrungsfaser zu integrieren.
In der Produktion (oder Herstellung) kommerzieller Haustierfutterprodukte
wird eine kleine Anzahl unterschiedlicher Technologien verwendet. In allen Fällen
werden die Produktkomponenten zusammen gemischt (häufig, jedoch nicht notwendig
mit Garen/Erwärmen) mit optionalen anderen Komponenten, die später zugegeben
werden, und werden dann zu den verschiedenen, zu füllenden Behältern transportiert.
Das Verfahren kann ein Extrusionsgaren einschließen, beispielsweise bei der
Herstellung eines trockenen Produkts. Alternativ kann das Verfahren ein Emulsionsmahlen
in der Herstellung von "Brocken" einschließen. Eine Vielzahl von Verfahren
wird das Pumpen des Produkts von einem Teil der Verarbeitungsvorrichtung zu einem
anderen und optional weiter in Gefäße einschließen. Es ist immer
wünschenswert, eine Kombination von Inhaltsstoffen zu erhalten, die das Verarbeiten
der Inhaltsstoffe zum fertigen Produkt maximieren. Es ist eine weitere Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, eine Nahrungsfaser bereitzustellen, die besonders im Herstellungsverfahren
geeignet ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft das Bereitstellen einer geeigneten
Faserquelle in einem Haustierfutterprodukt. Die Faserquelle ist insbesondere leicht
in der Herstellung eines Haustierfutterprodukts zu verwenden.
Demzufolge stellt eine erste Erscheinung der Erfindung ein Haustierfutterprodukt
bereit, das Kokosnuß-Endospermfaser zur Verwendung bei der Bewahrung oder Verbesserung
der Gesundheit des Magen-Darmtrakts umfaßt.
Eine zweite Erscheinung der Erfindung stellt ein Haustierfutterprodukt
bereit, das Kokosnuß-Endospermfaser zur Verwendung bei der Prävention
oder Behandlung einer schlechten Kotqualität umfaßt.
Eine dritte Erscheinung der Erfindung stellt ein Haustierfutterprodukt
bereit, das Kokosnuß-Endospermfaser zur Verwendung bei der Prävention
oder Behandlung pathogener Bakterien im Dickdarm eines Haustieres umfaßt.
Eine vierte Erscheinung der Erfindung stellt ein Haustierfutterprodukt
bereit, das Kokosnuß-Endospermfaser zur Verwendung bei der Prävention
oder Behandlung einer Darmentzündung umfaßt.
Die Kokosnuß-Endospermfaser kann als einzelne Nahrungsfaserkomponente
oder in Kombination mit einer oder mehreren anderen Nahrungsfaserkomponenten, wie
Rübenbrei, Zichorie, Zitrusbrei, Reiskleie, Johannesbrotkernbohne oder Talhagummi,
verwendet werden.
Frisches Kokosnußendosperm weist eine typische Nährstoffverteilung
von Wasser (35%), Öl (44%), Protein (6%), Zuckern (7%), Faser (3%) und Asche
(1%) auf. Jedoch ist die Form der Kokosnuß-Endospermfaser zur Verwendung gemäß
aller Erscheinungen der vorliegenden Erfindung nicht begrenzt. Die Kokosnuß-Endospermfaser
kann frisch sein oder in irgendeiner anderen Form, wie Copra, entfettetem Copra
(ebenfalls bezeichnet, unter anderem, als Coprakuchen, Coprapresskuchen oder Copramehl),
Kokosnußmehl, entfettetes Kokosnußmehl, volle oder entfettete, entwässerte
Kokosnuß, Copra oder abgebautes Kokosnuß-Endosperm, das erwärmt oder
enzymatisch behandelt worden ist.
Copra ist eine besonders geeignete Quelle von Kokosnuß-Endospermfaser
zur Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung. Copra ist getrocknetes
Kokosnuß-Endosperm (gewöhnlicherweise sonnengetrocknet). Entfettetes Copra
ist ebenfalls besonders geeignet. Entfettetes Copra ist das typische Ergebnis von
Kokosnuß-Endosperm, das getrocknet worden ist und bei dem das Kokosnußöl
mechanisch entfernt worden ist. Entfetteter Coprakuchen wird erhalten durch zunächst
Erhalten von Copra, dann Zerkleinern des Copras durch eine Presse oder einen Vertreiber,
um das meiste des Öls zu entfernen. Der verbleibende Rückstand wird Coprakuchen,
Coprapresskuchen oder Copramehl genannt.
Ohne Begrenzung der vorliegenden Erfindung wird von der Zugabe von
Kokosnuß-Endospermfaser in ein Haustierfutterprodukt angenommen, i) gute Kotqualität
zu bewahren oder die Kotqualität eines Haustieres zu verbessern und/oder ii)
eine gute Gesundheit des Magen-Darm-Trakts zu bewahren oder diese zu verbessern,
entweder erzielt durch eines oder mehrere der folgenden: Die Verbesserung der Kotwasserbindung,
die Reduktion des pH-Werts des Kots, die erhöhte Produktion von nützlichen
Endprodukten und eine verminderte Produktion von schädlichen Endprodukten der
mikrobiellen Fermentation, die Verbesserung der Populationen der nützlichen
Bakterien, die Verbesserung der Wasser/Elektrolyt-Aufnahme im Magen-Darm-Trakt,
die Verbesserung der Darmstruktur/Gesundheit und die Bereitstellung von guten Wasserbindungsmerkmalen,
um eine Kottextur zu vereinheitlichen. Die vorliegende Erfindung ist für gesunde
Tiere geeignet, einschließend empfindliche Tiere und ebenso Tiere, die unter
einer schlechten Kotqualität oder einer schlechten Gesundheit des Magen-Darm-Trakts
leiden. Demzufolge betrifft die Erfindung ebenfalls die Verwendung von Kokosnuß-Endospermfaser
bei der Herstellung eines Haustierfutterprodukts zur Verwendung bei der Bewahrung
oder Verbesserung der Kotqualität eines Haustieres, oder zur Verwendung bei
der Bewahrung oder Verbesserung der Gesundheit des Magen-Darm-Trakts. Eine schlechte
Kotqualität wird in Anhang 1 beschrieben.
Eine Beurteilung der Kotqualität und die Identifizierung der
Bewahrung oder Verbesserung der Kotqualität sind Methoden, die auf dem Fachgebiet
gut bekannt sind und verwendet werden. Mehr als ein Verfahren kann verwendet werden
(alleine oder in Kombination). Verfahren verwenden üblicherweise eine Gruppe
von geübten Beobachtern (diese können geübte Mitglieder der Öffentlichkeit
oder Profis sein). Kotproben von einem Haustier werden gesammelt und gemäß
einem Bewertungssystem, das in Anlage 1 umrissen wird, bepunktet.
Die Beurteilung guter Kotqualität wird gemäß der Kotqualität
bestimmt, die häufig eine normale Magen-Darm-Funktion widerspiegelt. Dies ist
üblicherweise die Bildung eines Stuhls, der fest ist und seine Form bewahrt.
Stuhl, der hart, pelletartig und trocken ist (und mit Entwässerung hergestellt
sein kann), oder der mit einem Feuchtigkeitsgehalt hergestellt wird, so daß
die Form nicht bewahrt wird (einschließend Diarrhö), stellt keine normale
Magen-Darm-Funktion dar. Die genaue, optimale Stuhlkonsistenz kann in gewisser Weise
zwischen unterschiedlichen Haustierarten und zwischen Spezies von Tieren variieren,
kann jedoch leicht bei Ansicht durch einen Fachmann auf dem Gebiet bestimmt werden.
Eine Beurteilung einer guten Gesundheit des Magen-Darm-Trakts und
die Identifizierung der Verbesserung der Gesundheit des Magen-Darm-Trakts sind ebenfalls
Methoden, die auf dem Fachgebiet gut bekannt sind und verwendet werden. Die Beurteilung
einer bewahrten oder verbesserten Gesundheit des Magen-Darm-Trakts kann bestimmt
werden durch Vergleich eines Haustieres, das mit der gleichen Nahrung gefüttert
worden ist, jedoch ohne die Kokosnuß-Endospermfaser. Darm- (oder Darm- und
Verdauungs)gesundheit kann bezüglich einer Stuhlqualität und des pH-Werts,
der Gegenwart und Anzahl von nützlichen und potentiell schädlichen Bakterien
im Lumen des Magen-Darm-Trakts und/oder des Kots und den gesamten und spezifischen
kurzkettigen Fettsäuren definiert werden. Die Untersuchung solcher Merkmale
in vivo ist schwierig, nicht nur aufgrund der Unzugänglichkeit des Dickdarms
und der Schwierigkeit beim Sammeln seiner Inhalte, sondern wegen der zusätzlichen
Komplikation, daß SCFAs, die im Darm produziert werden, an einer Anzahl von
Stellen im Körper metabolisiert werden, von denen es keine Erwartung gibt,
Proben ohne Anpassung invasiver Technologien zu erhalten. In vitro-Fermentationssysteme,
die Kot als ein Inoculum verwenden, können als einfache, schnelle (obwohl spezifisch
undefinierbare) Verfahren verwendet werden, die verwendet werden können, um
im gewissen Maß die physiologischen Effekte der Faser in vivo vorherzusagen.
In diesem Zusammenhang kann ein Verständnis der nützlichen Rolle der Mikroflora
im Darm durch Quantifizieren der Fermentationsaktivität der nützlichen
Population als ein Ganzes gewonnen werden. SCFA-Herstellung, gemessen in einem in
vitro-Fermentationssystem, liefert einen Indikator der bakteriellen Aktivität
(siehe Beispiel 3).
Für die vorliegende Erfindung ist gezeigt worden, besonders in
der Fähigkeit geeignet zu sein, die Herstellung von Butyrat aus der Fermentation
von Kokosnuß-Endospermfaser zu erhöhen und somit die Verfügbarkeit
von Butyrat im Darm zu erhöhen. Butyrat ist eine SCFA von besonderem Interesse
aufgrund der trophischen Effekte, die es auf Kolonozyten ausüben kann, ebenso
aufgrund seiner nützlichen metabolischen Rolle. Unter Verwendung der Kokosnuß-Endospermfaser
der vorliegenden Erfindung wurden erhöhte Gehalte einer Butyratproduktion (in
vitro-Tests) neben erhöhten Werten im gleichen Testsystem beobachtet, die mit
bekannten Substraten beobachtet werden, die hohe Gehalte an Butyrat herstellen,
wie Inulin.
Kokosnuß-Endospermfaser ist ebenfalls eine geeignete Komponente
der Erfindung aufgrund ihrer Rolle bei der Vermeidung oder Behandlung einer Infektion
von pathogenen Bakterien in einem Dickdarm eines Tieres. Eine pathogene Infektion
im Dickdarm kann klinisch oder ambulant sein. Beide Arten einer Infektion sind für
die Gesundheit des Tieres und die Kotqualität des Tieres schädlich. Mehr
Details der Rolle der Kokosnuß-Endospermfaser werden unten in bezug auf weitere
Aspekte der Erfindung beschrieben. Die gegebenen Details für die weiteren Erscheinungen
der Erfindung finden ebenfalls für die ersten bis vierten Erscheinungen der
Erfindung Anwendung.
Ferner und zusätzlich zu den oben beschriebenen nützlichen
Effekten von Kokosnuß-Endospermfaser ist ebenfalls nun gezeigt worden, daß
Kokosnuß-Endospermfaser in einem Haustierfutterprodukt den Entzündungsstatus
des Darms eines Tieres vermindert oder einen geringen Entzündungsstatus im
Darm eines Tieres bewahrt. Mehr Details der Rolle der Kokosnuß-Endospermfaser
bei der Reduzierung des Entzündungsstatus des Darms eines Tieres werden unten
in bezug auf die achten und neunten Erscheinungen der Erfindung beschrieben.
In Kombination mit der Kokosnuß-Endospermfaserquelle sind die
verbleibenden Komponenten des Haustierfutterprodukts nicht für die Erfindung
wesentlich, und typische Standardprodukte können mit dem erforderlichen Kokosnuß-Endospermfasergehalt
kombiniert werden. Am bevorzugtesten stellen die kombinierten Bestandteile des Haustierfutterprodukts
gemäß der Erfindung alle der empfohlenen Vitamine und Mineralien für
das bestimmte fragliche Haustier bereit (eine vollständige und ausgeglichene
Nahrung), wie es beispielsweise in National Research Council, 1985, Nutritional
Requirements for Dogs, National Acedemy Press, Washington D. C. (ISBN: 0-309-03496-5);
National Research Council, 1986, Nutritional Requirements of Cats, National Academy
Press, Washington D. C. (ISBN: 0-309-03682-8) oder der Association of American Feed
Control Official, Official Publication 1996, beschrieben wird.
Die Kokosnuß-Endospermfaserquellen der vorliegenden Erfindung
sind aus einem weiteren Grund besonders geeignet und effektiv als
eine Komponente eines Haustierfutterprodukts. Dies liegt daran, daß die Faserquelle
in den meisten Fällen geeignete Gehalte von anderen Ernährungsfaktoren,
wie Fett und Protein, enthält. Die Gegenwart solcher weiteren Ernährungsfaktoren
ist aufgrund ihrer Gegenwart (und den Anteilen ihrer Gegenwart) in der ursprünglichen
Quelle der Faser (des Kokosnuß-Endosperms) begründet. Es ist bekannt,
daß Kokosnußöl reich an Fettsäuren mittlerer Ketten (MCFAs)
ist und daß solche MCFAs leichter im Darm der Tiere absorbiert werden. Demzufolge
stellt das Kokosnußöl, das in der Quelle der Kokosnuß-Endospermfasern
vorhanden ist (sogar in entfettetem Coprakuchen, der im Bereich von 5–10%
Fett auf einer Trockenmaterialbasis enthält), einen Schlüsselernährungsfaktor
für das Tier bereit. Da ein solches Öl eine besonders gute Quelle für
leicht absorbierte Fettsäuren ist, ist die Gegenwart des Öls in der Faserquelle
besonders geeignet bei bestimmten Gruppen von gefährdeten Haustieren.
Der Gehalt an Kokosnuß-Endospermfaser, der in ein Haustierfutterprodukt
als eine Nahrungsfaserkomponente integriert wird, ist nicht begrenzend. Bevorzugt
ist die Faserkomponente von Kokosnuß-Endosperm in dem Haustierfutterprodukt
in einem Gehalt von etwa 0,15 bis 8% auf einer Trockenmaterialbasis vorhanden, bevorzugt
0,15 bis 5% auf einer Trockenmaterialbasis, gemessen durch das Englyst-Verfahren
(definiert in Englyst H. N. und Cumming J. H. (1984), Simplified method for the
measurement of total non-starch polysaccharides by gas-liquid chromatography of
constituent sugars as alditol acetates. Analyst. 109, 937–942, und hierin
durch Bezugnahme eingeschlossen). Die Gehalte, wie sie durch dieses Verfahren berechnet
werden, können von 0,15% bis 5%, 6%, 7% oder 8% reichen. Die untere Grenze
kann 1,5%, 2% oder 3% sein. Eine Beschreibung des Englyst-Verfahrens ist in Anlage
2 beschrieben. Im Prinzip wird Stärke enzymatisch nach Löslichmachung
entfernt und NSP wird als die Summe der Zuckerbestandteile, die durch saure Hydrolyse
freigesetzt werden, gemessen. Die Stärkekomponente der Faserquelle wird durch
Kochen in heißem Wasser gelatinisiert und wird dann mit alpha-Amylase und Pullulanase
entfernt. Stärke und modifizierte oder resistente Stärke werden in DMSO
dispergiert. Drei Proben werden dann abgestimmten Vorgehensweisen unterzogen, die
(i) gesamtes NSP, (ii) wasserlösliches NSP und (iii) Cellulose messen. Komponenten
werden in jedem Falle mit Schwefelsäure hydrolysiert. Die Zuckerbestandteile
werden in Alditole umgewandelt und als deren Alditolacetate unter Verwendung von
Gas-Flüssig-Chromatographie (GLC) gemessen. Werte für die Gesamtnahrungsfaser
und unlösliche und lösliche Fraktionen können erhalten werden. Cellulose
kann getrennt gemessen werden, und die nicht-celluloseartigen Polysaccharide werden
durch Messung der einzelnen Monosaccharide gekennzeichnet.
Die Integration des Gehalts an Kokosnuß-Endospermfaser (die gemäß
der Form von Kokosnuß-Endosperm, beispielsweise Copra oder entwässerte
Kokosnuß, variieren kann), kann leicht durch Identifikation der Menge an Nahrungsfaser
in der bestimmten Form der Kokosnuß-Endospermfaser bestimmt werden. Beispielsweise
enthält gemäß dem Englyst-Verfahren (siehe oben) entfettetes Copra
etwa 33,5% Gesamtnahrungsfaser. Demzufolge ist die bevorzugte Menge an entfettetem
Copra in einem Haustierfutterprodukt, um einen bevorzugten Fasergehalt von etwa
0,15 bis 5% auf einer Trockenmaterialbasis gemäß der ersten Erscheinung
der Erfindung bereitzustellen, bei einem Gehalt von etwa 0,5 bis 15% auf einer Trockenmaterialbasis
des Haustierfutterprodukts.
Diese Bereiche finden Anwendung auf die Erscheinungen der Erfindung
für eine Vielzahl von Haustieren. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar
für Säugetierhaustiere, insbesondere Hunde, Katzen und Pferde.
Das Haustierfutterprodukt gemäß der vorliegenden Erfindung
ist bevorzugt ein kommerzielles Haustierfutterprodukt. Ein solches Produkt wird
bevorzugt als ein Produkt zum Füttern eines Haustieres, insbesondere einer
Haustierkatze oder eines Haustierhundes verkauft.
Das Haustierfutterprodukt wird bevorzugt verpackt. Auf diese Weise
ist der Verbraucher in der Lage, von der Verpackung die Bestandteile im Futterprodukt
zu identifizieren und zu bestätigen, daß es für das bestimmte fragliche
Haustier geeignet ist. Die Verpackung kann Metall (gewöhnlicher Weise in der
Form einer Dose oder einer Flexifolie), Kunststoff, Papier oder Pappe sein. Das
Haustierfutter kann ein trockenes, halbfeuchtes oder ein feuchtes Produkt sein.
Feuchtes Futter schließt Futter ein, das in Dosen verkauft wird und einen Feuchtigkeitsgehalt
von 70 bis 90% aufweist. Trockenes Futter schließt Futter mit einer ähnlichen
Zusammensetzung ein, jedoch mit 5 bis 15% Feuchtigkeit, und präsentiert als
kleine, biskuit-artige Schrotkörner. Die Menge an Feuchtigkeit in einem Produkt
kann die Verpackungsart beeinflussen, die verwendet werden kann oder erforderlich
ist.
Das Haustierfutterprodukt gemäß der vorliegenden Erfindung
umfaßt jedes Produkt, das ein Haustier während seiner Ernährung verbraucht.
Somit deckt die Erfindung Standardfutterprodukte und ebenso Haustierfuttersnacks
(bspw. Snackstangen, Getreidestangen, Snacks, Biskuits und süße Produkte)
ein. Das Futterprodukt ist bevorzugt ein gekochtes Produkt. Es kann in der Form
einer gelatinisierten Stärkematrix sein. Es kann in der Form von Brocken in
Soße, Gelee, Laib oder Wasser sein. Es kann Fleisch oder vom Tier erhaltenes
Material (wie Rind, Huhn, Pute, Lamm, Schwein, Fisch, Blutplasma, Knochenmark, etc.
oder eines oder mehrere derselben) integrieren. Das Produkt kann alternativ fleischfrei
sein (bevorzugt einschließend einen Fleischersatz, wie Soja, Maisgluten oder
ein Sojaprodukt), um eine Proteinquelle bereitzustellen. Das Produkt kann zusätzliche
Proteinquellen, wie Sojaproteinkonzentrat, Milchproteine, Gluten, etc., enthalten.
Das Produkt kann ebenfalls eine Stärkequelle enthalten, wie ein oder mehrere
Getreide (z. B. Weizen, Mais, Reis, Hafer, Gerste, etc.), oder es kann stärkefrei
sein. Ein typisches Trockenhunde- oder -katzenfutter enthält etwa 20–30%
rohes Protein, etwa 10–20% Fett, wobei der Rest Kohlenhydrat ist, einschließlich
Nahrungsfaser und Asche. Ein typisches nasses oder feuchtes Produkt enthält
(auf einer Trockenmaterialbasis) etwa 40% Fett, 50% Protein, wobei der Rest Faser
und Asche ist. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für ein Haustierfutterprodukt
relevant, wie es hierin beschrieben wird, das als ein Haustierfutter verkauft wird,
insbesondere ein Haustierfutter für einen Hund oder eine Katze. Katzen und
Hunde gemäß der vorliegenden Erfindung sind bevorzugt Felis domesticus
oder Canis domesticus.
Die Erfindung stellt ebenfalls die Verwendung von Kokosnuß-Endospermfaser
bei der Herstellung eines Haustierfutterproduktes bereit. Die vorliegende Erfindung
schließt nicht eine solche Verwendung zur Herstellung eines Haustierfutterproduktes
ein, welches ein Gel umfassend Kokosnuß-Endosperm und Carrageenan einschließt.
Ein solches Haustierfutterprodukt, das ein Gel einschließt, das Kokosnuß-Endosperm
und Carrageenan umfaßt, ist zuvor in der WO 96/39046 beschrieben worden. Die
Offenbarung in der WO 96/39046 ist auf ein Geliersystem umfassend Carrageenan und
Kokosnuß-Endosperm begrenzt. Die Verwendung des Endosperms in der WO 96/39046
ist lediglich als eine Komponente des Geliersystems.
Die Verwendung von Kokosnuß-Endospermfaser in der Herstellung
eines Haustierfutterprodukts (gemäß der Erfindung) weist die oben beschriebenen
Vorteile gemäß den ersten bis vierten Erscheinungen der Erfindung auf.
Zusätzlich ist durch die gegenwärtigen Erfinder ermitteln worden, daß
Kokosnuß-Endospermfaserquellen besonders geeignete Nahrungsfasern für
ein Haustierfutterherstellungsverfahren sind. Die Verwendung von Kokosnuß-Endospermfaser
als eine Nahrungsfaser ist äußerst zufriedenstellend. Die Kokosnuß-Endospermfaser
erzeugt vorteilhaft und überraschend weniger Emulsionsviskosität, wenn
sie zum Rest der Produktbestandteile zugegeben wird, verglichen mit der Verwendung
von anderen Faserquellen. Die Vorteile einer solchen Faser werden insbesondere bemerkt
im Verfahren des Pumpens und Bildens des Produkts. Es ist insbesondere geeignet
im Verfahren zum „Emulsionsmahlen" bei der Herstellung von „Brocken".
Ferner führt die Verwendung einer Kokosnuß-Endospermfaserquelle nicht
zu einer grauen Farbe, nach dem Bearbeiten, die häufig mit einigen anderen
Faserquellen verbunden ist. Statt dessen wird eine ästhetisch annehmbare Farbe
erhalten.
Die vorliegende Erfindung schließt kein Haustierfutterprodukt
ein, das ein Gel einschließt, welches Kokosnuß-Endosperm und Carrageenan
umfaßt, wie es aus der WO 96/39046 bekannt ist. Das Haustierfutterprodukt gemäß
der vorliegenden Erfindung weist die oben beschriebenen Vorteile bezüglich
der ersten bis vierten Erscheinungen der Erfindung auf. Diese schließen ein:
Die Förderung einer guten Kotqualität und einer Gesundheit des Magen-Darm-Trakts,
insbesondere der Gehalte des SCFA-Butyrats folgend einer Fermentation, und überraschend
gute Verarbeitungsqualitäten. Das Haustierfutterprodukt ist insbesondere zum
Füttern eines Haustieres geeignet.
Ein Haustierfutter gemäß den ersten bis vierten Erscheinungen
der Erfindung kann hergestellt werden durch Mischen der Bestandteile unter optionalem
Erwärmen/Garen. Das Haustierfutterprodukt kann vor oder nach dem Mischen und/oder
dem Erwärmen/Garen gebildet werden.
Wie oben beschrieben liefert die Integration von Kokosnuß-Endospermfasern
eine Anzahl von Vorteilen gegenüber der Integration von anderen Fasern für
das Verfahren zum Herstellen eines Haustierfutterproduktes und beim resultierenden
Haustierfutterprodukt.
Das Verfahren umfaßt ein Mischen einer Quelle von Kokosnuß-Endospermfaser
mit einem oder mehreren Bestandteilen eines Haustierfutterproduktes. Das Produkt
kann auf allen anderen Wegen durch Verfahren hergestellt werden, die auf dem Fachgebiet
bekannt sind. Die Kokosnuß-Endospermfaser kann vor oder folgend dem Erwärmen
oder Garen von einem oder mehreren der anderen Bestandteile zugegeben werden. Das
Verfahren kann ebenfalls den Schritt eines Extrahierens der Kokosnuß-Endospermfaser
aus Kokosnußmaterial einschließen.
Das Futterprodukt kann gemäß irgendeinem auf dem Fachgebiet
bekannten Verfahren herstellt werden, wie es in Waltham Book of Dog and Cat Nutrition,
Herausgeber ATB Edney, Kapitel von A. Rainbird, mit dem Titel „A Balanced
Diet", Seiten 57 bis 74, Pergamon Press Oxford, beschrieben wird.
Alle bevorzugten Merkmale der Erscheinungen eins bis vier finden ebenfalls
für die fünfte Anwendung. Diese schließen Gehalte und Quellen von
Kokosnuß-Endospermfaser, Arten von Futterprodukten, Herstellungs- und andere
Komponenten des Futterprodukts ein.
Die Erfindung liefert ebenfalls ein Verfahren umfassend ein Füttern
eines Haustieres mit einem Haustierfutterprodukt gemäß den ersten bis
vierten Erscheinungen der Erfindung.
Die Quantität und Zeitdauer zum Füttern werden abhängen
von einer Anzahl von Faktoren einschließend der Tierart, der Sorte, dem Alter
und dem allgemeinen Gesundheitszustand, welche der Tierhalter leicht verwenden kann,
um die Menge an Futter und die Zeitdauer zum Füttern zu bestimmen.
Das Füttern kann nicht-therapeutisch sein. Der Begriff „Füttern"
schließt ebenfalls die Bedeutung eines „Verabreichens" an ein Tier ein.
Eine sechste Erscheinung der vorliegenden Erfindung liefert die Verwendung
von Kokosnuß-Endospermfaser bei der Herstellung eines Haustierfutterprodukts
für die Vorbeugung oder Behandlung einer schlechten Kotqualität.
Eine siebte Erscheinung der vorliegenden Erfindung liefert die Verwendung
von Kokosnuß-Endospermfaser bei der Herstellung eines Haustierfutterprodukts
zum Bewahren oder Verbessern der Gesundheit des Magen-Darm-Trakts.
Eine achte Erscheinung der vorliegenden Erfindung liefert die Verwendung
von Kokosnuß-Endospermfaser bei der Herstellung eines Haustierfutterprodukts
für die Vorbeugung oder Behandlung einer Darmentzündung.
Eine neunte Erscheinung der vorliegenden Erfindung liefert die Verwendung
von Kokosnuß-Endospermfaser bei der Herstellung eines Haustierfutterprodukts
für die Prävention oder Behandlung einer pathogenen bakteriellen Infektion
im Dickdarm eines Haustieres.
Eine Infektion des Dickdarms bei einem Haustier durch pathogene Bakterien
ist besorgniserregend. Bestimmte pathogene Bakterien schließen Campylobacter
(insbesondere Campylobacter jejuni), Salmonella und Escherichia coli ein. Campylobacter
jejuni, die Spezies, die für die Mehrzahl der menschlichen Infektionen verantwortlich
ist, ist ebenfalls die Hauptspezies, die Besorgnis erregt für Katzen und Hunde.
Die Spezies kann als ein Pathogen bei jungen Hunden und Katzen wirken und ist wahrscheinlich
opportunistisch bei älteren Tieren. Eine klinische Erkrankung bei Hunden manifestiert
sich selbst als Diarrhö, reichend von milder bis zu schleimbeladener, blutiger
Diarrhö, Tenesmus, Erbrechen, Anorexie und Depression. Ein Hauptbedenken bezüglich
einer Campylobacter-Infektion bei Begleittieren ist das zoonotische Risiko, das
eine Beförderung und Exkretion des Organismus darstellt. Es ist geschätzt
worden, daß 5% aller durch C. jejuni induzierten Diarrhö aus einer Exposition
gegenüber infizierten Hunden oder Katzen resultiert. Eine Anzahl von aktuellen
Studien führen den Hundebesitz als einen beträchtlichen Risikofaktor,
um durch Campylobacter krank zu werden, an. Eine in Christchurch, Neuseeland, durchgeführte
Untersuchung hat gefunden, daß ein Haushaltskontakt mit Hunden ein 1,25- bis
2-faches Risiko zur Erkrankung an Campylobacter mit sich führt. Zusätzlich
gibt es Bedenken, daß Ansätze, um Campylobacter-Infektion durch fortgeführte
Verwendung von Antibiotikastämmen zu reduzieren und eliminieren, zu dem Auftreten
von antibiotischen Resistenzstämmen dieses Organismus führen kann.
Für die vorliegende Erfindung eines Haustierfutterprodukts umfassend
Kokosnuß-Endospermfaser ist gezeigt worden, bei der Vorbeugung und Behandlung
einer pathogenen bakteriellen Infektion im Dickdarm eines Haustieres effektiv zu
sein. Das Tier ist insbesondere eine Katze oder ein Hund (in beiden Fällen
bevorzugt Felis domesticus oder Canis domesticus). Pathogene Bakterien schließen
unter anderem Campylobacter, Salmonella, pathogene Clostridium und E. coli, wie
enterophatogene E. Coli und verotoxigene E. coli, ein.
Bei Hunden ist eine Entzündungsreaktion im Darm mit der Erzeugung
von verschiedenen Mediatoren, einschließend das Eicosanoid Prostagrandin E2
(PGE2), verbunden.
Die vorliegende Erfindung zeigt, daß Haustiere, die mit einem
Haustierfutterprodukt umfassend Kokosnuß-Endospermfaser gefüttert werden,
beträchtlich weniger PGE2 als mit der gleichen Nahrung ohne eine
Faserquelle erzeugen.
Gemäß den sechsten, siebten, achten und neunten Erscheinungen
der Erfindung ist das Haustierfutterprodukt für ein Haustier, das ein Hund
sein kann. Die Kokosnuß-Endospermfaser kann in irgendeiner Form sein und ist
bevorzugt die für die ersten bis vierten Erscheinungen der Erfindung beschriebene.
Die Kokosnuß-Endospermfaser ist bevorzugt in einem Gehalt von 0,15 bis 5%,
auf einer Trockenmaterialbasis, im Haustierfutterprodukt vorhanden, wie es durch
das Englyst-Verfahren gemessen wird. Alle anderen bevorzugten Merkmale sind wie
für die ersten bis vierten Erscheinungen der Erfindung.
Bevorzugte Merkmale jeder Erscheinung der Erfindung finden auch auf
andere Erscheinungen mutatis mutandis Anwendung.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben, in
denen:
1 einen Vergleich von Kotauswertungen zwischen zwei
Nahrungen enthaltend Coprapresskuchen zeigt;
2 einen Graphen des Effekts des Einschlusses von Kokosnuß-Endospermfaser
im Hundedickdarmmodell auf das Überleben von Campylobacter jejuni zeigt; und
3 eine mittlere Eicosanoidprotaglandin-E2-Herstellung
durch Darmbiopsieproben zeigt.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die folgenden, nicht begrenzenden
Beispiele beschrieben:
Beispiel 1:
Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung und Verwendung von entfettetem,
getrocknetem Kokosnußmehl.
Kokosnüsse wurden vom lokalen Markt erhalten und das weiße
Fleisch oder Endosperm gewonnen. Das Endosperm wurde fein vermahlen und wiederholt
mit Aceton extrahiert, um das Fett und Wasser zu entfernen. Ein getrocknetes, entfettetes
Kokosnußpulver wurde erhalten.
Beispiel 2
Dieses Beispiel beschreibt die Herstellung eines mechanisch entfetteten
Coprakuchens.
Kokosnuß-Endosperm, gestrippt von einer Kokosnuß, wurde
zerkleinert. Das zerkleinerte Material wurde auf maximal 120°C unter auf dem
Fachgebiet der Ölsamenverarbeitung gut bekannten Methoden erwärmt, und
durch eine hydraulische Presse oder einen Vertreiber geführt, um das meiste
des Öls zu entfernen. Der durch dieses Verfahren erhaltene Extrakt wurde getrocknet,
wo es notwendig war, um ein Produkt mit einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 15% zu
erhalten.
Beispiel 3
Beurteilung eines Kokosnuß-Endospermfaser als eine Nahrungsfaser.
Rohmaterialien
Das in diesem in vitro-Fermentationssystem beurteilte Rohmaterial
ist insbesondere geeignet zur Zugabe zu trockenen und in Dosen verpackten Hunde-
und Katzenprodukten.
Das Rohmaterial wurde bezüglich der gesamten Nahrungsfaser unter
Verwendung von Englyst- und AOAC-Methodologien (Tabelle 2) analysiert. Die AOAC-Methodologie
kann in AOAC International 1995, Total, Soluble and Insoluble Dietary Fibre in Foods,
gefunden warden. AOAC Official method 991 43, Official Methods of Analysis, 16.
Auflage. Auf die Englyst-Methodologie wird zuvor in diesem Text und in Anlage 2
bezug genommen. Die Nahrungsfaseranalyse zeigte beträchtliche Unterschiede
der Gesamtnahrungsfasergehalte zwischen den Rohmaterialien. Eine Analyse durch AOAC
erzeugte im allgemeinen einen höheren Prozentanteil an Gesamtnahrungsfaser
verglichen mit einer Analyse von Englyst. Das Englyst-Verfahren verwendet enzymatische-chemische
Verfahren, um nicht-stärkeartige Polysaccharide (NSP) zu messen, die strukturellen
Hauptbestandteile von Pflanzenzellwänden, die die traditionellere Definition
von Nahrungsfaser einschließt. Die AOAC-Methode mißt Faser unter Verwendung
einer Kombination von enzymatischen und gravimetrischen Verfahren, die Lignin und
etwas resistente Stärke einschließen, was zu den höheren Gesamtnahrungsfasergehalten
führt.
Da der Nahrungsfasergehalt (Englyst) des Coprakuchens unter 40% war,
wurde eine weitere Analyse durchgeführt, um die verbleibenden nahen Bestandteile
dieser Faserquelle (Tabelle 3) zu bestimmen. Die Gehalte an Nicht-Faserbestandteilen
waren hauptsächlich Protein (20,8%). Das Protein und die freien Zuckerbestandteile
von Coprakuchen könnten künstlich zu den Endprodukten des Fermentationsverfahrens
beitragen, da sie nicht den Dickdarm in vivo erreichen könnten. Jedoch ist
die Verdaubarkeit dieser Faserquellenmakronährstoffe abhängig von ihrer
Zugänglichkeit zu den Amylasen im Darm des Wirts und den Proteasen im Dünndarm.
Die Nährstoffe eines Coprakuchens sind in verhältnismäßig kleinen
Mengen vorhanden, daher sind Faserquellen auf einer „Ist-Basis" berücksichtigt
worden.
Methodologie
Ein einfacher Ansatz wurde angepaßt, um eine Fermentation von
Faser in vitro zu kennzeichnen. Ähnliche Methoden sind von Brøbech Mortensen
P., Hove, H., Rye Clausen, M. und Holtug, K. (1991) Fermentation to short-chain
fatty acids and lactate in human faecal batch cultures, Scand. J. Gastroenterol.
26, 1285–1294, Tigemeyer, E. C., Bourquin, L. D., Fahey, G. C. und Garleb,
K. A. (1991) Fermentability of various fibre sources by human faecal bacteria in
vitro. Am. J. Chlin. Nutri. 53, 1418–1428, Sunvold, G. D. Fahey, G. C., Merchen,
N. R. und Reinhart, G. A. (1995) In vitro fermentation of selected fibrous substrates
by dog and cat faecal inoculum: Influence of diet composition
on substrate organic matter disappearance and short-chain fatty acid production.
J. Anim. Sci. 73, 1110–1122 und Edwards, C. A., Gibson, G., Champ; M., Jensen,
B–B. Mathers, J. C., Nagengast, F., Rumney, C. und Quehl, A. (1996) In vitro
method for quantification of the fermentation of starch by human faecal bacteria,
J. Sci. Food Agric. 71, 209–217 berichtet worden. Solche Systeme, einschließend
das hierin verwendete, sind als ein in vitro-Test geeignet, um einen Blick auf die
Ergebnisse der Fäkalienfermentation zu werfen. Jedoch sind solche Tests nicht
spezifisch und können nicht absolut definiert werden aufgrund ihrer inhärenten
Variation in irgendeiner der Fäkalmikrofloren eines Tieres, unter anderen Gründen.
Faserprobenzubereitung (Tag 1)
- – Fasersubstrate wurden als Coprakuchen in einer Konzentration von 0,7%
(w/v) bereitgestellt. 0,231 g (±0,05 g) Coprakuchen wurden in drei 60 ml Glasserumflaschen
(Jencons) eingewogen und das exakte Gewicht aufgezeichnet. 30 ml Fermentationsmedium
(Tabelle 4) wurde zugegeben und die Flaschen mit einer Baumwollmuffe verschlossen
und mit Metallfolie abgedeckt.
Sechs Flaschen wurden mit keiner Faserquelle hergestellt, um als Kontrollen zu dienen.
- – 200 ml 10 mM Natriumphosphatpuffer, pH 7,4, und 200 ml verwöhnter
Anaerobbrühe (FAB) wurden in konischen Kolben hergestellt, enthaltend einen
Floh, zur Fäkalresuspension. Flaschen wurden durch Autoklavieren (15 Minuten,
121°C) sterilisiert. Flaschen wurden im anaeroben Schrank (Don Whitley) angeordnet,
um unmittelbar nach dem Autoklavieren zu prä-reduzieren.
Katzen und Hunde
- – Katzen- oder Hundefäkalien wurden als eine Quelle von bakteriellem
Inoculum für das in vitro-Fermentationssystem verwendet. Katzen wurden mit
der folgenden Trockenkomplettnahrung für wenigstens 3 Monate vor dem Stand
der Untersuchung gefüttert. Hunde wurden mit der folgenden Trockennahrung,
zubereitet für eine Erwachsenenpflege, für wenigstens 2 Monate vor dem
Start der Untersuchung gefüttert.
- – Rezepte der Trockenprodukte:
- – Katzen wurden in Häuschen gehalten, um eine Sammlung von frischen
Fäkalien für eine 3-wöchige Dauer mit einer anschließenden Unterbrechung
von einer Woche zu ermöglichen. Katzen wurden solus mit Futter in Mengen gefüttert,
die erforderlich waren, um das Körpergewicht zu erhalten, und mit Zugang zu
frischen Wasser zu allen Zeiten.
- – Hunde wurden solus mit Futter in Mengen gefüttert, die erforderlich
sind, um das Körpergewicht zu erhalten, und hatten zu allen Zeiten Zugang zu
frischem Wasser.
Fäkalinoculation (Tag 2)
- – Eine frische Fäkalienprobe wurde gesammelt. 20 g feuchte Fäkalien
wurden zu dem vor-reduzierten Phosphatpuffer innerhalb von 60 Minuten eines Stuhlgangs
zugegeben. Der Kolben wurde auf einem magnetischen Rührer im anaeroben Schrank
angeordnet, um eine Fäkalienresuspensionsslurry (etwa 10 Minuten am Rührer)
zu erzeugen. Baumwollmuffen wurden entfernt und 3 ml dieser 10% (w/v) Fäkalienslurry
wurde in jede Serumflasche aliquotiert, die eine Faserquelle enthielt, und in drei
der Kontrollflaschen ohne zugefügte Faser innerhalb des anaeroben Schranks.
Dies lieferte einen etwa 1%igen Fäkalieninoculumgehalt in jeder Flasche. Dreifach-Flaschen
wurde inoculatiert, um 3 Zeitpunktsmessungen abzudecken. Butylkautschukkappen ersetzten
die Baumwollgewinderinge, und eine Metallkappe wurde verwendet, um jede Flasche
zu versiegeln.
- – Drei Kontrollflaschen ohne Fasern wurden inoculatiert und dienten als
Mediumkontrollen. Drei Flaschen ohne Fasern wurden inoculatiert und wurden als Medium-
und Fäkalienkontrollen verwendet. Flaschen wurden bei 37°C im anaeroben
Schrank inkubiert. Zeitpunktmessungen wurden nach 0, 6 und 24 Stunden nach dem Fäkalieninoculum
genommen.
Fermentationsendpunktmessungen (Tag 2 und 3)
(i) SCFA-Messungen (0, 6, 24 Stunden)
- – Ein 4 ml Aliquot der Fermentationsbrühe wurde zu einem 15 ml Kunststoffkortexröhrchen
enthaltend 1,25 ml 20% (w/v) Metaphosphorsäure zugegeben. Die Röhrchen
wurden invertiert und bei Raumtemperatur für 30 Minuten gehalten, damit Säuren
vor der Lagerung bei –80°C vor der Analyse durch Gaschromatographie
ausfallen können. Dies wird die SCFA detektieren; Essig-, Propion, N-Butter-,
Iso-Butter-, N-Valerian-, Iso-Valerian-, Capron-, Iso-Capron- und Heptansäuren.
- – Proben wurden gründlich vermischt und konnten sich absetzen. 1
ml von 0,01 M gemischtem Standard (0,01 M an Essig-, Propion, Iso-Butter-, Butter-,
Iso-Valerian-, Valerian-, Iso-Capron und Capronsäuren in destilliertem Wasser)
oder Fermentationsextrakt wurden in ein Glasteströhrchen mit einem geschliffenen
Glashals pipettiert, und etwa 0,4 g NaCl (HPLC-Qualität) und 0,3 ml 12 M H2SO4
wurden zugegeben. 1,5 ml tertiärer Butylmethylether (TBME, HPLC-Qualität,
99,8% rein) wurden zugegeben und die Mischung für 1 Minute geschüttelt.
Die wäßrigen und Lösungsmittelschichten konnten sich für 15
Minuten fraktionieren, damit die obere Etherschicht teilweise entfernt wurde (etwa
0,5 ml unter Verwendung einer Saugpipette) und in einem 2 ml Schraubverschlußfläschchen
mit einer Parafilmversiegelung angeordnet. Diese Extrakte wurden auf den Gaschromatographen
injiziert, und die Konzentration der SCFA durch Vergleich gegen die VFA-Standardlösungen
gemessen.
(ii) Gasmessungen (6, 24 Stunden)
- – Die Flaschen zum Zeitpunkt von 6 und 24 Stunden wurden aus dem anaeroben
Schrank entfernt. Die „Abriß"-Metallversiegelung wurde
abgehoben, um eine Messung des Gasdrucks innerhalb der Flasche zu ermöglichen.
Ein Manometer, vor jeder Messung auf 0 gestellt, maß die Druckänderung
in mBar.
(iii) pH-Messsungen (0, 6, 24 Stunden)
- – Der pH der Fermentationbrühen wurde unter Verwendung eines pH-Meters
(Orion, ISE 710A) nach Kalibrierung der Sonde gegen bekannte Standards gemessen.
Ergebnisse
Bakterielle Fermentationsendpunkte
Die potentiellen Effekte von entfettetem Coprapresskuchen auf bakterielle
Aktivität sind bezüglich des hergestellten SCFA, dem erzeugten Gas und
dem pH der in vitro-Fermentationsbrühe nach 6 und 24 Stunden Inkubation in
der Gegenwart eines 1%igen Fäkalinoculums gemessen worden. Ergebnisse aus 14
Katzenmessungen sind analysiert worden und werden in Tabelle 6 gezeigt. Ergebnisse
vom Hund (n = 6) sind in Tabelle 7 zusammengefaßt.
Kontrollproben, die kein äußeres Substrat enthielten, produzierten
beträchtliche Gehalte an SCFA und Gas. Die Grundproduktion aus den Kontrollproben
ist von den mit Substrat versehenen Proben abgezogen worden, um die Produktion zu
erhalten, die durch die Kokosnuß-Endospermfaserquelle bewirkt wird. Positive
Werte stellen eine zusätzliche Herstellung über dem Grundniveau dar, und
negative Werte zeigen eine inhibierte Produktion, oder einen Verbrauch verglichen
mit den Kontrollen. Negative Werte für pH stellen eine Abnahme des pH-Werts
dar (Ergebnisse, wie sie in Tabelle 6 und 7 gezeigt sind).
(a) Gesamt-SCFA
Der Gesamtgehalt an erzeugter SCFA nahm mit der Zeit zu (Tabellen
6 und 7). Entfetteter Coprapresskuchen führte zu einer beträchtlichen
Zunahme des Gesamt-SCFA (p < 0,05) nach 6 Stunden über denjenigen, der in
der Abwesenheit einer Faserquelle erzeugt wurde, was für eine Katze und einen
Hund beobachtet wurde. Nach 24 Stunden wurde ein ähnliches Muster beobachtet.
Die hergestellte Gesamt-SCFA wurde im größeren Detail durch
Kennzeichnung der Bestandteile der SCFA untersucht. In vivo sind Essig-, Propion-
und Buttersäuren die Hauptendpunkte der Kohlenhydratfermentation und machen
90% der gesamten SCFA im Darm aus. Beträchtliche Zunahmen (p < 0,05) an
Essig- und Propionsäuren wurden nach 6 und 24 Stunden für Katze und Hunde
beobachtet (mit der Ausnahme von Essigsäure bei einer Katze (n = 14) nach 24
Stunden).
(i) Butyrat
Butyrat ist von besonderem Interesse aufgrund der trophischen Effekte,
die es auf Colonocyten ausüben kann, und ebenso aufgrund seiner nützlichen
metabolischen Rolle. Die Herstellung von Butyrat wurde beträchtlich (p <
0,05) über die Kontrollproduktion in der Gegenwart von entfettetem Coprapresskuchen
nach 6 und 24 Stunden bei einer Katze (Tabelle 6) verbessert. Bei der Katze wurde
nach 24 Stunden eine 80%ige Zunahme bei der Herstellung von Butyraten aus entfettetem
Coprapresskuchen beobachtet. Diese beinahe Verdopplung der Butyratgehalte kann in
vivo biologische Bedeutung haben. Eine Zunahme wurde beim Hund nach 24 Stunden beobachtet,
jedoch war diese nicht signifikant (Tabelle 7).
(b) Gas
Gas ist ein zweites Hauptendprodukt der Fermentation. Die Hauptkomponenten
des Gases sind CO2, H2 und CH4, die hauptsächlich
aus der Kohlenhydratfermentation resultieren. Eine Gasproduktion ist als eine Zunahme
des Drucks (mBar) über die Zeit gemessen worden.
Nach 24 Stunden erzeugte das entfettete Coprapresskuchenfasersubstrat
eine beträchtliche Zunahme (p < 0,05) über die Gehalte an Gas, die
in der Abwesenheit von Faser für Katze und Hund (Tabelle 6) erzeugt worden
sind.
Werte mit unterschiedlichen oberen Indizes (in irgendeiner der Spalten)
unterscheiden sich von p < 0,05 innerhalb jedes gemessenen Endpunkts.
- # Gesamt-SCFA ist die Gesamtherstellung von Essig-, Propion-, N-Butter- Iso-Butter-,
Valerian-, Iso-Valerian-, Capron-, Iso-Capron-, Heptansäuren.
- SE
- = Standardfehler
Werte mit unterschiedlichen oberen Indizes (in irgendeiner Spalte)
unterscheiden sich durch p < 0,05 innerhalb jedes gemessenen Endpunkts.
- # Gesamt-SCFA ist die Gesamtherstellung von Essig-, Propion-, N-Butter- Iso-Butter-,
Valerian-, Iso-Valerian-, Capron-, Iso-Capron-, Heptansäuren.
Folgerungen
- – Das Fermentationsverfahren wird in großem Maße durch die
Menge und die Art des verfügbaren Substrats angetrieben.
Dieses System liefert ein ausgezeichnetes Verfahren zum Verständnis der Fermentabilität
von Fasersubstraten und liefert ein großes Verständnis der Rolle der Mikroflora
innerhalb des Dickdarms.
- – Es ist vorgeschlagen worden, daß eine ideale Faserquelle ein langsamer
Fermentierer sein sollte, erzeugend hohe Gehalte an SCFA (insbesondere Butyrat).
Diese langsam fermentierende Faser würde gewährleisten, daß Fasern
mit verbleibender Fermentativkapazität die Bakterien erreichen können,
die das distale Ende des Darms besiedeln. Somit könnte es möglich sein,
eine solche Faserquelle zu verwenden, um Bakterien entlang der gesamten Länge
des Dickdarms zu „füttern". Kokosnuß-Endospermfaser erfüllte
die Kriterien für eine solche Faserquelle.
- – Die Gesamtfermentation von Coprakuchen zwischen Katze und Hund erscheint
ähnlich zu sein in bezug auf die Gesamt-SCFA und die Gaserzeugung.
- – Die Gesamtergebnisse zeigen, daß die Verbindung von Kokosnuß-Endospermfaser
eine (gute) Kotqualität verbessert oder bewahrt und die (gute) Gesundheit des
Magen-Darm-Trakts verbessert oder erhält.
- – Die signifikante Zunahme an Butyrat, die für eine Katze beobachtet
wird, ist ein wichtiger Faktor, der zur Gesundheit der Darmumgebung beiträgt.
Bei der Katze war der entfettete Coprapresskuchen, als eine Faserquelle, überraschend
gut verglichen mit anderen Faserquellen, als daß er eine beträchtliche
Zunahme an Butyrat über Grundniveaus erzeugte. Ähnliche Ergebnisse wurden
beim Hund mit entfettetem Coprapresskuchen beobachtet, obwohl sie nicht so markant
waren.
Beispiel 4
Einführung
Das Ziel dieses Versuches war es, die Kotqualitätsleistung von
zwei Rezepturen enthaltend entfetteten Coprapresskuchen einzuschätzen.
Die verwendeten Grundhaustierfutter waren ein Produkt aus Brocken
in Gelee. Die Rezepturbestandteile für jedes Futter waren wie folgt:
Rezeptur 1 ist insgesamt mehr als 100% aufgrund des Ofenverlusts (Ofenausbeute
90%). Alle Dosen wurden bei 125°C für 61 Minuten bearbeitet.
Verfahren
Die Kotqualität wurde in einem zweiwöchigen Übersichtsversuch
gemessen, unter Beteiligung von 10 ausgewachsenen Hunden, die eine Anzahl von unterschiedlichen
Rassen dargestellten.
Die verwendeten Hunde für den Versuch waren:
Beagle 1
Beagle 2
Beagle 3
Beagle 4
Beagle 5
English Springer Spaniel 6
English Springer Spaniel 7
Golden Retriever 8
Cairn Terrier 9
Minischnauzer 10
Den Hunden wurden die folgenden Mengen an Futter jeden Tag (g/Tag
basierend auf Pflegefütterungsgehalten) angeboten:
Vor dem Start jeder Versuchswoche wurden die Hunde mit einem Standardtierfutter
mit der folgenden Rezeptur für 2 Tage gefüttert. Diese Routinepraxis gewährleistet
eine gemeinsame Basislinie für die Kot-Screeninguntersuchungen.
Fisch und Geflügel
35%
Getreide (Mais, Weizen)
20%
Soße
45%
Die Kotqualität wurde subjektiv unter Verwendung der Kotbewertungsskala
mit 17 Kategorien gemessen, wobei alle Stuhlgänge zwischen 1 und 5 (siehe Anlage
1) eingestuft wurden (in Vierteleinstufungen). Die mittlere Kotbeurteilung wurde
für jeden Hund unter Verwendung aller Kotbeurteilungen, die während der
Versuchsdauer gesammelt wurden, berechnet. Eine mittlere Gesamtkotbeurteilung für
das Futter wurde durch Mitteln der Mittel für jeden Hund berechnet. Statistische
Analyse wurde unter Verwendung einer Zwei-Weg-ANOVA durchgeführt (mit Futter
als ein fester Faktor und einem Hund als einen variablen Faktor).
Ergebnisse
Akzeptanz
Alle Hunde aßen 100% des angebotenen Futters über den zwei-wöchigen
Versuch.
Kotqualität
Die Gesamtkotqualität war für beide Nahrungen ausgezeichnet,
wenn sie gemäß der mittleren Kotbewertung klassifiziert wurden.
Es gab keinen beträchtlichen Unterschied der mittleren Kotbeurteilung
zwischen den zwei Futtern auf dem entweder 95%igen oder 90%igen Konfidenzlevel (ANOVA,
p = –0,77).
1 zeigt einen Vergleich der mittleren Kotbeurteilung
und 95% LSD-Intervalle (kleinste Quadratabweichung) für die Futter.
Diskussion
Die Gesamtkotqualität war für beide Futter ausgezeichnet,
wenn sie gemäß der mittleren Kotbeurteilung klassifiziert wurden.
Es gab keinen beträchtlichen Unterschied der mittleren Kotbeurteilung
zwischen den zwei Futtern beim entweder 95%igen oder 90%igen Konfidenzlevel (ANOVA,
p = 0,77).
Beispiel 5
Einführung
Das Ziel des Versuches war, die Kotqualitätsleistung eines Trockenrezepts
enthaltend Coprapresskuchen einzuschätzen.
Das verwendete Basistierfutter war ein extrudiertes Einkomponententrockenprodukt.
Die Rezeptbestandteile waren wie folgt:
Verfahren
Die Kotqualität wurde in einem einwöchigen Versuch gemessen,
an einer Gruppe von 14 ausgewachsenen Hunden, die eine Anzahl an unterschiedlichen
Rassen darstellten.
Die zum Versuch verwendeten Hunde waren:
1
Labrador Retriever
3
Border Collies
2
Deutsche Schäferhunde
1
Yorkshire Terrier'
2
Sussex Spaniels
5
Mischlinge
Die Hunde wurden gefüttert, um Energieerfordernisse zu bewahren.
Die Kotqualität wurde subjektiv unter Verwendung der Kotbewertungsskala
mit 9 Kategorien gemessen, wobei alle Stuhlgänge (in halben Graden) zwischen
1 und 5 eingestuft wurden (siehe Anlage 1). Die mittlere Kotbeurteilung wurde für
jeden Hund unter Verwendung aller Kotbewertungen, die während der Versuchsdauer
gesammelt wurden, berechnet. Eine mittlere Gesamtkotbeurteilung für das Futter
wurde durch Mitteln der Mittel für jeden Hund berechnet.
Ergebnisse
Akzeptanz
Alle Hunde aßen 100% des angebotenen Futters über den einwöchigen
Versuch.
Kotqualität
Die Gesamtkotqualität war für das Produkt ausgezeichnet,
wenn es gemäß der mittleren Kotbewertung klassifiziert wurde.
Die mittlere Kotbeurteilung war 2,5
Folgerung
Die Verwendung von entfettetem Copra in einem Trockenprodukt ergab
eine ideale Kotqualität.
Beispiel 6
Eine Untersuchung bezüglich der Wirkung von Kokosnuß-Endospermfaser
auf das Überleben von Campylobakter im Darm des Hundes.
Zusammenfassung
- – Campylobakter ist einer der am häufigsten vorkommenden Magen-Darm-Pathogene,
die sowohl klinische als auch nicht-klinische Infektionen bei Hunden bewirken.
- – Ein in vitro-Modell des Dickdarms beim Hund ist entwickelt worden,
um den Effekt neuer Fasern auf das Überleben von bakteriellen Pathogenen beim
Hund zu testen.
- – Einschlüsse von Kokosnuß-Endospermfaser in diesem Modell
resultierten in der Eliminierung lebensfähiger Campylobakter jejeni-Zellen
aus dem System.
Verfahren
- 1. C. jejuni-Zellen wurden aus Stammkulturen gezüchtet und bei 37°C
unter mikroaeroben Bedingungen (5% O2, 10% CO2 und 85% N2)
gezüchtet. Flüssige Kulturen wurden in 20 ml Volumen in 50 ml konischen
Kolben, die auf einem Kreisschüttler geschüttelt wurden, gezüchtet.
Über-Nacht-Kultueren, die in Mueller Hinten (MH) Brühe (Oxoid) gezüchtet
wurden, wurden auf A600 1,0 vor der Integration in die Untersuchung eingestellt.
- 2. Kolben wurden mit 200 ml MH-Brühe, 1 ml der eingestellten C. jejuni-Kultur
und 2 g frischem Kot eingestellt. Um die Kolben zu testen, wurden 0,7% (w/v) Coprakuchen
zugegeben und zum Mischen verwirbelt. Kontrollkolben wiesen keine weiteren Zugaben
auf.
- 3. Kolben wurden zu Beginn (0 Stunden) und am Ende (24 Stunden) des Experiments
beprobt, um Zählungen an lebensfähigen C. jejuni-Zellen durch serielles
Verdünnen von Proben aus den Kolben und Plattieren von Verdünnungen auf
Campylobacter-selektivem Agar (LabM) zu bestimmen. Die Platten wurden mikroaerob
für 48 Stunden inkubiert, woraufhin lebensfähige Zahlen bestimmt wurden.
- 4. Am Ende des Experiments wurde der pH der Mischung in jedem Kolben unter Verwendung
von Multistix (Bayer) bestimmt.
- 5. Das Experiment wurde 6-mal unter Verwendung einer Fäkalprobe von einem
jedesmal unterschiedlichen Hund bestimmt. Alle Hunde wurden mit einem kommerziell
erhältlichen Prämiumtrockenfutter (vollständig und ausgeglichen)
für die Dauer der Untersuchung gefüttert.
Ergebnisse
Nach einer 24stündigen mikroaeroben Inkubierung konnten keine
lebensfähigen C. jejuni-Zellen aus Kolben gewonnen werden, zu denen Kokosnuß-Endospermfaser
zugegeben worden war. Im Gegensatz dazu wurden C. jejuni-Zellen aus den Kolben gewonnen,
die keine Kokosnuß-Endospermfaser enthielt, mit etwa 108 Zellen
pro ml. Die Ergebnisse aus den 6 einzelnen Experimenten sind in der Tabelle unten
gezeigt, und der Graph, der folgt, faßt die Daten zusammen:
Zahlen an lebensfähigen Campylobakter jejuni-Zellen (log10), die
aus dem Modell des Dickdarms des Hundes mit und ohne die Zugabe von Kokosnuß-Endospermfaser
gewonnen werden.
2 zeigt einen Graphen der Wirkung des Einschlusses
von Kokosnuß-Endospermfaser in das Modell des Dickdarms beim Hund bezüglich
des Überlebens von Campylobakter jejuni. Buchstaben bezeichnen einen statistisch
signifikanten Unterschied.
Aufgezeichneter pH nach 24-stündiger Inkubation mit Kokosnuß-Endospermfaser,
entweder eingeschlossen oder aus dem System für jeden Hund weggelassen.
Am Ende der Inkubationsdauer wurde der pH der Lösungen in jedem
Kolben gemessen und es wurde gefunden, daß er 7,5 ist, wenn Kokosnuß-Endospermfaser
aus dem System (SD von 0) weggelassen wurde. Wenn Kokosnuß-Endospermfaser in
dem Modell eingeschlossen war, war der pH 6,42 (SD von 0,26).
Folgerungen
Ein Einschluß von Kokosnuß-Endospermfaser in einem Modell
des Dickdarms eines Hundes resultierte in der Eliminierung von lebensfähigen
Campylobakter jejuni-Zellen. Wenn keine Kokosnuß-Endospermfaser zu dem System
zugegeben wurde, zeigten die C. jejuni-Zellen keinen Verlust an Lebensfähigkeit
für die Dauer des Experiments. Da ein pH-Bereich von 6,5 bis 7,5 für Campylobakter
optimal ist, ist es unwahrscheinlich, daß der Unterschied des beobachteten
pH-Werts zwischen den zwei Bedingungen für den beobachteten Unterschied des
Überlebens verantwortlich ist. Statt dessen ist es wahrscheinlich, daß
die nicht-pathogenen, saccharolytischen Bakterien, die im Kot vorhanden sind, in
der Kokosnuß-Endospermfaser metabolisieren. C. jejuni ist zur Fermentation
von Kohlenhydraten nicht in der Lage, so daß die Kokosnuß-Endospermfaser,
die vorhanden ist, den nicht-pathogenen, saccharolytischen Bakterien einen Vorteil
gibt.
Beispiel 7
In dieser Untersuchung wurde der Entzündungsstatus des Darms
nach Fütterung einer Nahrung enthaltend Kokosnuß-Endospermfaserquellen
und einer Standardnahrung (keine Faser) verglichen.
Verfahren
Der Versuch schloß 7 Hund ein, die eine Anzahl von Rassen repräsentierten.
Die Hunde wurden einzeln für die Dauer der Fütterung und der Meßdauern
behaust. Der Versuch wurde als ein Überblick durchgeführt. Hunde wurden
mit der Nahrung solus in Mengen gefüttert, die zum Erhalt des Körpergewichts
(125 × BW0,75), mit Zugang zu Trinkwasser zu allen Zeiten, für
4 Wochen mit einer einwöchigen Ausspülung, erforderlich waren. Die Testnahrung
war ein nährwerttechnisches, vollständiges, feuchtes Format, das aus im
Ofen gebildeten Fleischbrocken bestand, die in Wasser in einer Dose gelagert wurden.
Kokosnuß-Endospermfaser war mit 7,2% (w/w) eingeschlossen. Alle anderen Rezeptkomponenten
wurden anteilig für den Einschluß von Kokosnuß-Endospermfaser in
der Form von Coprakuchen reduziert. Die Ausspülungsnahrung war eine vollständige
und ausgeglichene Nahrung.
Kultur von Biopsieproben
Drei Biopsien wurden aus dem mittleren Darm entnommen, in Gewebekulturmedium
(RPMI plus Gentomycin) überführt und gewogen. Die Biopsieproben wurden
in frischem Medium für 30 Minuten gewaschen und zu einer frischen Mehrfachvertiefungsplatte
mit 24 Vertiefungen enthaltend 1 ml Medium überführt und für 24 Stunden
bei 37°C mit 5% CO2 kultiviert. Die Biopsieproben wurden dann bei
13.000 rpm für 5 Minuten gedreht und die überstehende Flüssigkeit
zu einem frischen Eppendorfröhrchen überführt und bei –20°C,
bis es benötigt wurde, eingefroren. 0,5 ml eines 1% Tritonlysispuffers (20
mM Tris pH 7,5, 20 mM NaCl2, 1% Triton × 100) wurden zu der Biopsyprobe
zugegeben und für ein Minimum von 1 Stunde belassen. Die Proben wurden dann
kurz homogenisiert und der Gesamtproteingehalt unter Verwendung eines Sigmaprotein-PRTM-Kits
gemessen. Für das gesamte Biopsieprotein wurde gefunden, signifikant mit dem
Biopsiefeuchtgewicht zu korrelieren und wurde verwendet, um eine Eicosanoidherstellung
zur Biopsieprobengröße zu standardisieren.
Messung der Eicosanoidherstellung
Gehalte der PGE2-Erzeugung von Biopsieproben des mittleren
Darms wurden durch Enzymimmunassay (EIA) gemessen. Überstehende Flüssigkeitsproben
wurden 1 zu 10 in frischem Medium verdünnt. PGE2-EIA-Tests wurden
aus R&D-Systems erhalten und wie in bereitgestellten Protokollbögen beschrieben
durchgeführt. Kurz gesagt wurden 100 &mgr;l Probe und PGE2-Standard
zu einer 96-Vertiefungsmikroplatte zugegeben, die zuvor mit Ziegen-Anti-Maus/Kaninchen-Polyklonalantikörper
beschichtet worden war. 50 &mgr;l PGE2, konjugiert an alkalische Phosphatase
und 50 &mgr;l polyklonaler Mausantikörper zu PGE2 wurden zugegeben.
Die Platte wurde für 2 Stunden bei Raumtemperatur auf einem horizontalen Kreisplattenschüttler,
der auf 500 + 50 rpm eingestellt war, inkubiert. Nach der Inkubation wurde die Platte
gewaschen und 200 &mgr;l pNPP-Substrat zugegeben. Nach einer Stunde Inkubation
wurden 50 &mgr;l Stopplösung (Trinatriumphosphat) zugegeben und die optische
Dichte jeder Vertiefung unmittelbar unter Verwendung eines Mikroplattenlesers, eingestellt
auf 450 nm Wellenlänge, bestimmt. Eine Konzentration an Eicosansoiden pro mg
Biopsieprotein wurde aus einer Standardkurve berechnet.
Ergebnisse
Eicosanoidproduktion durch Biopsiedarmproben.
Wenn Hunden die Kokosnuß-Endospermfaser enthaltende Nahrung gefüttert
wurde, erzeugten Biopsien beträchtlich weniger PGE2 als wenn Hunden
die Standardnahrung (P = 0,08) gefüttert wurde. Die Ergebnisse sind unten in
der Tabelle und in 3 zusammengefaßt, welche eine
mittlere PGE2-Produktion durch Biopsiedarmproben zeigt.
Anlage 1 – Kotqualität
- • Die Bewertungsskala mit 17 Punkten wird verwendet, um alle Stuhlgänge
einzuschätzen, wobei Kot in Viertelgradschritten zwischen Grad 1 und Grad 5
beurteilt wurde.
- • Wenn ein Kot nicht als ein vollständiger oder der angrenzende
halbe Grad zu beurteilen ist, wird er als Viertelgrad bewertet. Die halbgradigen
Abstufungen sind unten angegeben.
- • Die Bewertungsskala mit 9 Punkten wird verwendet, um alle Stuhlgänge
einzuschätzen, wobei Kot in halbgradigen Abstufungen zwischen Grad 1 und Grad
5 bewertet wird. Die halbgradigen Grenzen sind wie folgt:
Grad 5 – wäßriges Diarrhö
Grad 4,5 – Diarrhö mit einigen Konsistenzbereichen
Grad 4 – die Mehrheit, wenn nicht die gesamte Form ist verloren, schlechte
Konsistenz, viskos
Grad 3,5 – sehr feucht, weist jedoch noch eine gewisse definierte Form auf.
Grad 3 – feucht, beginnt die Form zu verlieren, belassend eine definierte
Marke, wenn er aufgenommen wird,
Grad 2,5 – gut geformt, leicht feuchte Oberfläche, beläßt
eine Marke, klebrig bei Berührung
Grad 2 – gut geformt, hinterläßt keine Marke, „tretfähig"
Grad 1,5 – hart und trocken
Grad 1 – hart, trocken und bröckelig, „projektilartig"
- • Unten ist ein Beispiel der Bewertungsskala mit einer Indikation der
„idealen" und „unannehmbaren" Bereiche der Kotqualität angegeben:
Unannehmbar (oder schlechte Kotqualität) (U) = kleiner als 1,5 und größer
3,5 (ausschließlich)
Ideal (I) = zwischen 1,5 und 2,5 (einschließlich)
- • Die mittlere Kotbeurteilung, die für jeden Hund erzeugt wird,
wird berechnet und dann ein Gesamtmittel für den gesamten Versuch berechnet
durch Mitteln der mittleren Kotbeurteilungen von jedem Hund.
Anlage 2
Das Englyst-Verfahren, von Englyst und Cummings (siehe oben).
Experimentelles
Vorrichtung
Das Fraktionieren wurde in 50–60 ml Glaszentrifugenröhrchen
mit einem Schraubverschluß, wie zuvor beschrieben, durchgeführt. Gas-Flüssig-Chromatographie
wurde mit einem Pye Unicam Series 204 Chromatographen, ausgerüstet mit einem
Flammenionisierungsdetektor, durchgeführt. Eine Glassäule mit einem inneren
Durchmesser von 2,1 m × 2 mm, gepackt mit Supelcoport (100–200 mesh),
beschichtet mit 3% SP 2330, wurde verwendet. Die Säulentemperatur war 215°C
(isotherm) und die Injektor- und Detektortemperaturen waren 250°C. Das Trägergas
(Stickstoff) wies eine Flußgeschwindigkeit von 20 ml Minute–1
auf.
Reagenzien
Zertifizierte Reagenzien hoher Reinheit wurden für alle Analysen
verwendet. Enzympreparationen wurden wie folgt hergestellt: hog-pankreatische &agr;-Amylase,
E. C. 3.2.1.1. (Sigma, Katalognr. A4268); Pullulanase, E. C. 3.2.1.41. (Boehringer,
Katalognr. 108944).
Verfahren
Die Sequenz der Schritte im Vorgehen ist in 1
zusammengefaßt.
Vorbehandlung der Proben
Soweit möglich, sollten Futtermittel ohne jegliche Vorbehandlung
analysiert werden. Wenn es Probleme bei der Nahme beispielhafter Proben gibt, können
Futtermittel mit einem geringeren Wassergehalt für 2–3 Minuten kugelgemahlen
werden, und solche mit einem höheren Wassergehalt werden homogenisiert oder
gefriergetrocknet und kugelgemahlen.
Probenmassen
Akkurates Einwiegen von zwischen 50 und 1.000 mg Probe, enthaltend
nicht mehr als 150 ml Stärke und 50 mg NSP, in ein 50–60 ml Zentrifugenröhrchen
mit Schraubverschluß und Zufügen eines Rührers.
Fettextraktion und Trocknung
Proben mit Trockenmaterial zwischen 90 und 100% und mit weniger als
203% Fett können direkt analysiert werden. Ansonsten werden 40 ml Aceton zugegeben,
für 30 Minuten durch Verwendung eines magnetischen Rührers gemischt, zentrifugiert
und durch Verdampfung soviel überstehende Flüssigkeit wie möglich
ohne Störung des Rückstands entfernt. Die Röhrchen werden in einem
Wasserbad bei 65°C auf einer magnetischen Rührerheizplatte angeordnet
und der Rückstand für einige Minuten gemischt, bis er trocken erscheint.
Das Becherglas kann abgedeckt werden und der Acetondampf durch eine Wasserpumpe
entfernt werden.
Dispersion der Stärke
2 ml DMSO werden zugegeben, das Röhrchen verschlossen und in
einem siedenden Wasserbad für 1 Stunde erwärmt, Zeit wird gemessen, wenn
ein erneutes Sieden beginnt, während kontinuierlich gerührt wird. Dann
wird ohne Kühlen 8 ml 0,1 M Natriumacetatpuffer pH 5,2, bei 50°C zugegeben
und unmittelbar vortexgemischt.
Vorgehensweise für die Analyse von nicht-stärkeartigen Polysacchariden
(NSP)
Enzymhydrolyse der Stärke
Kühlen des Röhrchens auf 45°C und sofortige Zugabe
von 0,1 ml einer Enzymlösung enthaltend 5.000 Einheiten &agr;-Amylase und
5 Einheiten Pullulanase pro ml Acetatpuffer bei pH 5,2. Inkubieren der Proben bei
45°C für 16–18 Stunden, bevorzugtes kontinuierliches Mischen, wie
zuvor beschrieben.
Folgend der Enzymbehandlung Zugabe von 40 ml absolutem Ethanol, gründliches
Mischen und Stehenlassen für 1 Stunde bei Raumtemperatur. Zentrifugieren für
10 Minuten oder bis eine klare überstehende Flüssigkeit erhalten wird.
Entfernen durch Verdampfung soviel der überstehenden Flüssigkeit wie möglich,
ohne Störung des Rückstands, und Verwerfen derselben. Waschen des Rückstands
zweimal mit 50 ml 85% Ethanol durch Mischen, um eine Suspension zu bilden, Zentrifugieren,
bis sie klar ist, und Entfernen der überstehenden Flüssigkeit wie zuvor.
Zugabe von 40 ml Aceton zu dem gewaschenen Rückstand, Rühren für
5 Minuten und dann Zentrifugieren. Entfernen der überstehenden Flüssigkeit
durch Verdampfung und Trocknen des Rückstands, wie unter Fettextraktion und
Trocknung beschrieben.
Säurehydrolyse des Rückstands aus enzymatischem Abbau
Dispergieren des trockenen Rückstands in 1 ml 12 M Schwefelsäure,
unter Verwendung eines Vortexmischers. Belassen bei 35°C für 1 Stunde,
um die Cellulose zu solubilisieren, dann schnelle Zugabe von 11 ml Wasser und Mischen.
Erwärmen der Lösung in einem siedenden Wasserbad für
2 Stunden vom erneuten Sieden, kontinuierliches Rühren. Abkühlen derselben
auf Raumtemperatur durch Anordnen des Röhrchens in Wasser, Zugabe von 2 ml
internem Standard (2 mg Allose pro ml gesättigter Benzoesäurelösung)
und Mischen der Inhalte des Röhrchens. Verwenden von 1 ml des Hydrolysats für
die Präparation von Alditolacetaten und Halten des Restes für die Bestimmung
von Uronsäuren.
Uronsäuren
Das verwendete Verfahren ist eine Modifikation des Verfahrens von
Scott. Mischen von 0,3 ml Hydrolysat (verdünnt, falls notwendig, so daß
es zwischen 25 und 100 &mgr;g Uronsäuren pro ml enthält) mit 0,3 ml
einer Mischung von Natriumchlorid-Borsäurelösung (hergestellt durch Zugabe
von 2 g Natriumchlorid und 3 g Borsäure zu 100 ml Wasser). Zugabe von 5 ml
konzentrierter Schwefelsäure und Vortexmischen, dann Anordnen des Röhrchens
in einem Heizblock bei 70°C. Belassen des Röhrchens und der Inhalte für
40 Minuten und dann Abkühlen derselben auf Raumtemperatur durch Anordnen in
Wasser. Wenn abgekühlt, Zugabe von 0,2 ml 3,5-Dimethylphenollösung (0,1
g (CH3)2-C6H3OH in 100 ml Eisessig)
und sofortiges Mischen. Zwischen 10 und 15 Minuten später Ablesen der Extinktion
bei 400 und 450 nm in einem Spektrophotometer gegen einen Wasserbezugswert. Abziehen
der Ablesung bei 400 nm von derjenigen bei 450 nm für jede Probe und Auftragen
des Unterschieds, der für Glucuronsäurestandards (über den Bereich
25–125 &mgr;f ml–1) erhalten wird. Ablesen der Probenkonzentration
aus dem Graphen.
Herstellung von Alditolacetaten
Zu 1 ml Hydrolysat Zugabe von 0,2 ml 12 M Ammoniaklösung und
5 &mgr;l Octan-2-ol. Test, daß die Lösung alkalisch ist, und dann Zugabe
von 0,1 ml einer frisch hergestellten Lösung aus 100 mg Natriumtetrahydroborat
(III) (Natriumborhydrid) pro ml einer 3 M Ammoniaklösung. Mischen, Belassen
der Mischung für 1 Stunde bei 40°C und Zugabe von 0,1 ml Eisessig. Danach
zu 0,2 ml angesäuerter Lösung Zugabe von 0,3 ml N-Methylimidazol und 2
ml Essigsäureanhydrid und Mischen. Belassen derselben für 10 Minuten bei
20°C (Raumtemperatur), Zugabe von 5 ml Wasser, Mischen, und wenn sie abgekühlt
ist, Zugabe von 1 ml Dichlormethan, heftiges Rühren der Inhalte auf einem Vortexmischer
und Zentrifugieren für wenige Minuten, um die Mischung in zwei Phasen zu trennen.
Entfernen der Masse der oberen Phase durch Verdampfung und Verwerfen derselben,
dann Überführen der untern Phase zu einem kleinen Röhrchen, Versiegeln
und Lagern desselben bei –20°C. Verwendung von 1–2 &mgr;l zur
Injektion am Chromatographen.
Alternative Präparation von Alditolacetaten
Wenn Dichlormethan als ein Lösungsmittel für die Alditolacetate
verwendet wird, ist in einer Anzahl von Laboratorien ohne automatische GLC-Injektionvorrichtungen
beobachtet worden, daß die Injektionsmethode für das Erhalten reproduzierbarer
Ergebnisse entscheidend ist. Ein robusteres Verfahren kann erhalten werden, wenn
Dichlormethan durch Ethylacetat als ein Lösungsmittel für Alditolacetate
ersetzt wird. Die Vorgehensweise ist wie folgt:
Zu 1 ml Hydrolysat Zugabe von 0,2 ml 12 M Ammoniaklösung und 5 &mgr;l Octan-2-ol.
Test, daß die Lösung alkalisch ist, dann Zugabe von 0,1 ml einer frisch
hergestellten Lösung aus 100 ml g Natriumtetrahydroborat (III) pro ml einer
3 M Ammoniaklösung. Mischen, Belassen der Mischung für 1 Stunde bei 40°C
und Zugabe von 0,1 ml Eisessig. Zu 0,5 ml der angesäuerten Lösung Zugabe
von 0,5 ml N-Methylimidazol, 5 ml Essigsäureanhydrid und Mischen. Belassen
für 10 Minuten bei 20°C (Raumtemperatur), dann Zugabe von 0,6 ml Ethanol und
Mischen. Nach 5 Minuten Zugabe von 5 ml Wasser, Anordnen in einem Wasserbad bei
Raumtemperatur, Zugabe von 5 ml 7,5 M KOH und einige Minuten später von weiteren
5 ml 7,5 M KOH. Mischen durch Invertieren und Belassen, um in zwei Phasen zu trennen.
Transfer der oberen Phase zu einem kleinen Röhrchen und Lagern bei +5°C.
Verwendung von 1–2 &mgr;l zur Injektion am Chromatographen.
Andere Ausführungsformen
Es ist zu verstehen, daß während die Erfindung in Verbindung
mit der detaillierten Beschreibung derselben beschrieben worden ist, die vorangehende
Beschreibung beabsichtigt ist, um den Umfang der Erfindung zu veranschaulichen und
nicht zu begrenzen. Andere Erscheinungen, Vorteile und Modifikationen der Erfindung
sind innerhalb des Umfangs der Ansprüche, die unten dargelegt werden, eingeschlossen.