CHEMISCHE ZUSAMMENSETZUNG, ANALYTIK UND BEDEUTUNG PFLANZLICHER GERUSTSUBSTANZEN IN DER ERNaHRUNG DER WIEDERKaUER

摘要

Die pflanzlichen Gerüstsubstanzen sind sehr heterogen und komplex zusammengesetzt, wobei die Pflanzenspecies und das Vegetationsstadium von grossem Einfluss sind. Zellulose, Hemizellulose und Lignin sind die drei wichtigsten Komponenten. In geringerer Menge kommen auch Zellwandprotein, Mineralstoffe und Bestandteile der Cuticula vor. Unter dem Begriff "Faser" werden die polymeren Substanzen verstanden, die von den Verdauungsenzymen der Wirbeltiere nicht gespalten werden konnen. Zellulose ist ein Polysaccharid aus Tausenden von Glukosemolekülen, die unter Wasserabspaltung in ss-l^-glukosidischer Bindung mit einander verbunden werden. Die ss-Stellung der OH-Gruppe am CpAtom bestimmt, dass die polymerisierten Moleküle weitgehend linear zu Ketten angeordnet werden. Parallel angeordnete Ketten bilden Fibrillen, die untereinander Wasserstoffbrücken ausbilden. Die Hemizellulosen sind eine heterogene Gruppe von nicht-zellulosischen Polysacchariden (Pentosane und Hexosane). Sie stellen die Hauptmasse der Zellwandmatrix dar und sind stark mit Lignin assoziiert. Das Pektin, ein Polymer aus verschiedenen sauren Polysacchariden (Galakturonsaure), bildet die Hauptmasse der Interzellularsubstanz und kommt besonders in der Mittellamelle vor. Lignine sind Mischpolymere aus Phenylpropanen (Cumaryl-, Coniferyl- und Sinapyl-Alkohol), die sich zu einem dreidimensionalen Gitter vernetzen und so die Zellwand durchdringen. In der Zellwand wird Lignin aus hochkondensierten Phenylpropan-Einheiten gebildet (sog. Kern-Lignin). Zwischen Kernlignin und Hemizellulose erfolgt eine Quervernetzung hauptsachlich über die beiden phenolischen Monomere p-Cumarsaure und Ferulasaure durch Ester- und Etherbindungen. Lignin ist verantwortlich für die verminderte Verdaulichkeit derZellwand. Die Zellwand besteht aus mehreren Schichten (Mittellamelle vorwiegend aus Pektin, Primarzellwand aus Hemizellulose, Sekundarzellwand aus Zellulose). Lignin-Polymere sind in der Primarzellwand über Ether- und Ester-Bindungen der Ferulasaure mit Arabinoxylan verankert.Die Analyse der Gerüstsubstanzen erfolgt mit neutraler Detergenz-Losung (Na-Lauryl-Sulfat, EDTA). Die Ausführungen zeigen, dass die Analyse der Gerüstsubstanzen nach der Detergenzien-Methode einen wesentlichen Fortschritt darstellt, da so die Auftrennung der Kohlenhydrate in Faser- und Nichtfaser-Kohlenhydrate ermoglicht wird. Diese exakte Trennung ist gerade in der Ernahrung der Wiederkauer von grosser physiologischer Bedeutung. Dagegen werden in der traditionellen Rohfaser-Bestimmung - bedingt durch nicht geeignete Losungsmittel - gewisse Anteile der Gerüstsubstanzen (Hemizellulose und Teile des Lignins) gelost und dadurch falschlicher Weise den N-freien Extraktstoffen (d. h. Nichtfaser-Kohlenhydraten) zugeordnet. Die Umrechnung von Rohfaser in Gerüstsubstanzen ist streng genommen nicht moglich, da das Ausmass der Losung von Faserbestandteilen im Rahmen der Rohfaser-Analyse in den einzelnen botanischen Artengruppen (Graser, Leguminosen, Korb- und Doldenblütler) unterschiedlich ist. Im CornellNet Carbohydrate and Protein System erfolgt die Trennung in Faser- und Nichtfaser-Kohlenhydrate auf der Basis der Detergenzien-Methode, wobei NDF und ADL die entscheidenden Fraktionen darstellen. Auch die Aufteilung des Proteins in 5 Fraktionen erfordertdie Analyse von NDF und ADF sowie des in diesen Fasern enthaltenen Stickstoffs. Dieser umfasst die im Pansen mittel, schwer und nicht abbaubaren Anteile des Proteins. Für die Beurteilung der Wiederkauergerechtheit und der Versorgung mit "Struktur" istdie physikalisch effektive NDF ein sehr geeigneter Parameter, da hiermit die tatsachliche und strukturwirksame Faser weitgehend beschrieben wird. Auch für die Regulation der Futteraufhahme spielt die NDF eine wichtige Rolle, da sie die Füllung des Pansens bestimmt.