Organische Säuren verbessern die Futterhygiene und senken den pH-Wert im Magen-Darm-Trakt. Über Auswahl und Kombination lassen sich die Effekte auf die Tiergesundheit verstärken. In der Schweinefütterung werden verschiedenste organische Säuren eingesetzt, um einerseits die Futterhygiene zu verbessern und andererseits die Leistung der Tiere zu steigern bzw. abzusichern. Hierzu gehören v.a. Ameisensäure, Propionsäure, Milchsäure, Fumarsäure, Sorbinsäure, Benzoesäure, Buttersäure und die mittelkettigen Fettsäuren. Der leistungssteigernde Effekt basiert dabei auf unterschiedlichen Faktoren, wie der Optimierung der Verdauungsvorgänge und der Verbesserung der Darmgesundheit. Dabei ist die Wirkung der genannten Säuren nicht gleich stark. Des Weiteren liegen sie in unterschiedlichsten Formen vor und wirken somit auch an verschiedenen Stellen im Magen-Darm-Trakt. Aus diesem Grund werden heute verschiedene Säureformen und -gemische bereitgestellt. Wer die Schweinefütterung weiter optimieren möchte, sollte daher die Wirkmechanismen der wichtigsten organischen Säuren kennen. Organische Säuren werden in der Tierernährung seit langem als Konservierungsmittel für Futtermittel eingesetzt. Hierbei nehmen die Propionsäure und deren Salze, z. B. Ammonium-Propionat, eine Hauptrolle ein, da sie eine sehr gute Wirkung gegen Schimmelpilze, Hefen und Bakterien besitzen (s. Übersicht 1). Die freie Propionsäure ist dabei sehr aggressiv und korrosiv. Das bedeutet, ihr Einsatz erfordert bestimmte Sicherheitsvorkehrungen und säurestabile Gerätschaften. Die Salze der Propionsäure dagegen sind gut handhabbar und nicht korrosiv. Sie sind aber teurer und müssen ca. 1,2-fach höher dosiert werden als die reine Propionsäure, um die gleichen Effekte zu erzielen. Daneben werden freie organische Säuren besonders in der Ferkelfütterung eingesetzt, um die Leistungen der Tiere zu verbessern. Hier kommen sowohl Einzelsäuren als auch Säurekombinationen zum Einsatz. Diese zeigen bei Einsatzmengen von 0,5 bis 1,5 % eine sehr gute leistungsfördernde Wirkung. Freie organische Säuren senken den pH-Wert im Magen. Bei Ferkeln ist die Fähigkeit, Salzsäure im Magen zu bilden, noch unterentwickelt. Die Folge sind erhöhte pH-Werte im Magen der Tiere, besonders nach dem Absetzen. Niedrige Magen-pH-Werte sind aber die Voraussetzung für effektive Verdauungsvorgänge im gesamten Darmtrakt. Organische Säuren reduzieren den pH-Wert und die Säurebindungskapazität im Futter. Auf diese Weise wird auch der pH-Wert im Magen verringert und somit die Verdauungsvorgänge gefördert. Als Folge wird, wie Übersicht 2 am Beispiel der Ameisensäure zeigt, die Leistung der Tiere erhöht. So konnten die Tageszunahmen um 7 % und der Futterverbrauch je kg Zuwachs um 3 % verbessert werden. Durch die effektivere Verdauung der Futternährstoffe wird pathogenen Bakterien, z. B. E.coli, wichtiges Nährstoffsubstrat entzogen und so Verdauungsstörungen vorgebeugt. Der zweite Effekt ist die antimikrobielle Wirkung der Säuren im Futter und im Verdauungstrakt. Hierzu muss die Säure in ihrer undissoziierten Form (HCOOH) vorliegen, denn nur so kann sie in das Bakterium eindringen. Im Inneren der Zelle zerfällt die Säure in ihr Proton (H+) und das Anion (HCOO-). Das Proton senkt den pH-Wert in der Zelle, das Anion stört den Proteinstoffwechsel des Bakteriums, setzt es unter Stress und hemmt dadurch die Vermehrung. Die meisten Säuren dissoziieren bei hohen pH-Werten. Dies ist auch der Grund dafür, dass freie organische Säuren ihre antibakterielle Wirkung hauptsächlich im Magen von Ferkeln entfalten, wo relativ niedrige pH-Werte vorherrschen. Im Dünn- und Dickdarm haben die freien Säuren aufgrund hoher pH-Werte nur eine begrenzte direkte antibakterielle Wirkung. Ausnahmen bilden die Propion- und Buttersäure sowie die mittelkettigen Fettsäuren. Ihr Dissoziationsgrad ist bei hohen pH-Werten geringer als der von Ameisensäure, Milchsäure und Benzoesäure, so dass sie auch im Dünn- und Dickdarm noch eine antibakterielle Wirkung zeigen, wenn sie bis dorthin gelangen. Auch das Alter der Tiere spielt bei der Wirksamkeit freier organischer Säuren eine große Rolle. Je älter die Tiere werden, desto geringer wird auch die nutritive Wirkung der freien organischen Säuren, da das Tier mit zunehmendem Alter selbst viel Säure im Magen bildet. Ausnahme ist die Benzoesäure. Nach der Absorption im Dünndarm wird aus der Benzoesäure in Verbindung mit Glycin Hippursäure gebildet und über die Niere ausgeschieden. Dies führt zu einer Senkung des pH-Wertes im Harn. Diese Eigenschaft wirkt Harnwegs- und Gebärmutter-Infektionen bei Sauen entgegen. Die Salze der Säuren, z. B. Kalziumformiat, haben ebenfalls eine positive Wirkung auf die täglichen Zunahmen und die Futterverwertung, vor allem in der Ferkelaufzucht. Aufgrund des hohen Kalziumgehaltes sollte Kalziumformiat nicht vom Landwirt selbst in das Futter eingemischt werden, weil er damit den Ca-Gehalt des Futters stark erhöht. Durch die damit verbundene Erhöhung der Pufferkapazität des Futters können negative Effekte auf die Leistung und Gesundheit der Tiere entstehen. Um dies zu vermeiden, werden die Salze der Säuren von der Mineral- bzw. Mischfutterindustrie in das Futter eingemischt. Die Kombination von Formiaten mit freien organischen Säuren führt zu einer weiteren Erhöhung der tierischen Leistung. Eine Mischung aus freier Ameisensäure und Kaliumformiat (Handelsname Formi) brachte, wie Übersicht 3 zeigt, eine Erhöhung der täglichen Zunahmen um 2,6 % und eine Verbesserung der Futterverwertung um 5 %. Die meisten pathogenen Bakterien, z. B. E.coli-Keime, Lawsonia intracellularis (PIA) oder Brachyspiren (Dysenterie), sind hauptsächlich in den unteren Abschnitten des Verdauungstraktes zu finden. Zur Bekämpfung dieser Keime werden heute spezielle Säuren verwendet, die undissoziiert bis in den Dünn- und Dickdarm gelangen. Hier gibt es zum einen die in Fett gekapselten und zum anderen die an Glycerin (Fettsäureglyceride) gebundenen Säuren. Durch das Coaten in gehärtetem Fett werden die organischen Säuren durch den Magen transportiert. Im Dünndarm wird die Fettkapsel dann von Enzymen (Lipasen) aufgebrochen, so dass die Säuren im gesamten Dünn- und Dickdarm antimikrobiell wirken können. Zu beachten ist, dass viele Säuren im neutralen pH-Bereich im Dünn- und Dickdarm dissoziieren und damit auch ihre antibakterielle Wirkung vermindert wird. Unter den gekapselten Säuren ist vor allem die Buttersäure herauszuheben. Sie hat einen positiven Effekt auf die Darmentwicklung, besonders nach dem Absetzen, da sie eine wichtige Energiequelle für das Darmzottenwachstum darstellt. Durch die bessere Verdauung der Futternährstoffe wird die Leistung der Tiere erhöht und die Gefahr von Verdauungsstörungen verringert. Eine neue Generation von organischen Säuren stellen die Fettsäureglyceride von kurz- und mittelkettigen Fettsäuren (Buttersäure, Propionsäure, Laurinsäure) dar. Hier sind die Säuren kovalent an Glycerin gebunden. Die Bindung ist so stabil, dass sie im Darm nicht aufgespalten werden kann. Fettsäureglyceride werden sogar in der Sauenmilch wiedergefunden, so dass auch die Saugferkel gegen pathogene Keime geschützt werden. Die im Darm ansässigen Bakterien absorbieren das Glycerin als Energiequelle. Auf diese Weise wird die Buttersäure mit in die Zelle geschleust. Hier wird die Verbindung enzymatisch in Glycerin und Säure gespalten. Die Säure kann nun das Bakterium von innen zerstören. Die Form der Bindung führt dazu, dass die Säure nicht nur im gesamten Verdauungstrakt der Tiere, sondern sowohl bei wachsenden als auch bei ausgewachsenen Schweinen wirksam ist. Die verschiedenen Säuren haben dabei unterschiedliche Wirkungsrichtungen. Während die Buttersäure gegen Colibakterien, Salmonellen, Clostridien, Lawsonien und Brachyspiren eingesetzt wird, ist die Laurinsäure gegen Streptokokken, Staphylokokken und Viren aktiv. Übersicht 4 zeigt einen Praxisversuch aus Holland mit insgesamt 3 570 Sauen, der eine Erhöhung der Leistung durch den Einsatz von Fettsäureglyceriden auch in hochleistenden Betrieben beschreibt. Auf dem Markt werden verschiedenste organische Säuren in unterschiedlichen Formen angeboten. Alle organischen Säuren wirken leistungssteigernd und fördern die Tiergesundheit. Die freien Säuren und ihre Salze sowie die in Fett gekapselten Säuren entfalten ihre größte Wirkung bei Ferkeln, v. a. nach dem Absetzen. Fettsäureglyceride dagegen sind aufgrund ihrer starken Bindung auch bei ausgewachsenen Tieren einsetzbar. Futterkonservierung mit Propionsäure Freie Säuren im Ferkelfutter Organische Säuren wirken antibakteriell Benzoesäure senkt Harn-pH-Werte Auch die Salze der Säuren wirken Geschützte Säuren wirken im Darm Fettsäure-Glyceride für ausgewachsene Schweine Fazit -Dipl. Ing. agr. Dirk Hogenkamp, Landshut-
