Experimentelle Untersuchungen zur praecaecalen und faecalen Verdaulichkeit von prae- und symbiotischen Futterzusatzstoffen beim Schwein und deren Einfluss auf die Nährstoffverdaulichkeit und ausgewählte mikrobielle Parameter
Translated title:
Investigation on the precaecal and faecal Digestibility of pre- and synbiotic Feed additives in Pigs and their Influence on Nutrient Digestibility and Microbial Characteristics
Ziel der vorliegenden Arbeit war die Ermittlung der praecaecalen und faecalen Verdaulichkeit von Praebiotika und praebiotischen Kohlenhydraten auch in Kombination mit probiotischen Mikroorganismen (= Symbiotika) beim Schwein. Des Weiteren wurden die Auswirkungen von Prae-, Pro- und Symbiotika auf die Nährstoffverdaulichkeit und ausgewählte mikrobielle Parameter in Chymus und Kot untersucht. Zur Bestimmung der praecaecalen Verdaulichkeit wurde die Methode der Ileorectal-Anastomose in End-zu-End Technik unter Erhalt der Ileocaecalklappe ausgewählt. Die Wahl des Tiermodells fiel auf das Schwein, da es ebenso als Modelltier für die menschliche Ernährung anerkannt ist. Drei Stoffwechselversuche mit insgesamt sieben ileo-rectostomierten und sieben intakten Schweinen (Paralleltiere mit intaktem Verdauungstrakt) wurden durchgeführt. Alle Tiere erhielten die gleichen Behandlungen. Als prae- und probiotische Futterzusätze wurden Lactulose, mittel- (DP 10-12) und langkettiges (DP ≥ 23) Inulin, Mannanoligosaccharide und die probiotischen Bakterienstämme Enterococcus faecium DSM 10663 und DSM 7134 verwendet. Neben der praecaecalen und faecalen Verdaulichkeit der Zusatzstoffe wurde die Nährstoffverdaulichkeit, die Trockenmasse-/Nährstoffausscheidung und folgende mikrobielle Parameter erfasst: bakterielle Besiedlung, pH-Wert, NH3-Konzentration, flüchtige Fettsäuren/Milchsäure und Stickstoffbilanz von Chymus und Kot. Folgende praecaecalen Verdaulichkeiten wurden ermittelt: Lactulose 79 %, langkettiges Inulin 98 %, mittelkettiges Inulin 57 %, Kombination von mittelkettigem Inulin + E. faecium (DSM 10663) 55 %. Die faecale Verdaulichkeit von Lactulose, mittel- und langkettigem Inulin bzw. mittelkettigem Inulin + E. faecium (DSM 10663) betrug jeweils 100 %. Die Nährstoffverdaulichkeit und die untersuchten mikrobiellen Parameter wurden durch die Zulage von Prae-, Pro- und Symbiotika nur geringfügig beeinflusst. Aus den Ergebnissen der vorliegenden Versuche geht hervor, dass praebiotische Kohlenhydrate beim Schwein zu einem erheblichen Ausmaß bereits im Dünndarm abgebaut werden. Positive Effekte der prae-, pro- und symbiotischen Kohlenhydrate wie sie aus der Humanernährung bekannt sind, konnten nur begrenzt nachgewiesen werden. Aufgrund der Tatsache, dass das Schwein mit seiner herkömmlichen Ernährung bereits viele praebiotische Komponenten aufnimmt ist es fragwürdig, ob das Konzept der Praebiotika im Schweinebereich überhaupt greift.
Translated abstract:
The aim of the present study was to investigate the precaecal and faecal digestibility of prebiotics and prebiotics combined with probiotics (= synbiotics) in pigs, in order to obtain information about their reactions in the gastrointestinal tract. Furthermore, the effects of these substances on nutrient digestibility and microbial characteristics in chyme and faeces were examined. For the present investigation the ileo-rectal anastomosis in end-to-end technique with preserved ileo-caeco-colic valve was used as surgery method. The pig was chosen as animal model because in previous extensive studies the domestic pig was validated as a proven experimental model for studying aspects of digestive physiology in humans and monogastric animals. Three metabolic trials were carried out with a total of seven pigs prepared with ileo-rectal anastomosis and seven pigs with intact digestibility tract as partners for the surgically fitted pigs. All pigs were treated similarly. As pre- and synbiotic feed additives the following substances were used: lactulose, middle- (DP 1012) and long-chain (DP ≥ 23) inulin, mannanoligosaccharides and the probiotics Enterococcus faecium DSM 10663 and DSM 7134. Besides the precaecal digestibility of the pre- and synbiotics nutrient digestibility and microbial parameters such as bacterial concentration, daily digesta and nutrient excretion, pH-value, NH3-concentration, volatile fatty acids/lactic acid and nitrogen balance in chyme and faeces were examined. The following precaecal digestibilities were determined: lactulose 79 %, long-chain inulin 98 %, middle-chain inulin 57 %, and middle-chain inulin combined with Enterococcus faecium (DSM 10663) 55 %. The faecal digestibility of lactulose, middle and long chain inulin and middle-chain inulin + E. faecium (DSM 10663) was determined as 100 %. The addition of pre-, pro- and synbiotics influenced the examined nutrient digestibility and microbial parameters only marginally. It can be concluded that prebiotics are digested and absorbed by pigs to a considerable degree in the ileum. The intention to scientifically prove the positive effects of pre-, pro- and synbiotic carbohydrates in pig nutrition, as they are known from human nutrition, was only partly successful. Due to the fact, that the pigs receive high amounts of prebiotic components with their usual feed anyway, it is questionable whether with this prebiotic concept any additional beneficial effects can be achieved in pig nutrition.
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