Spurenelement

Spurenelemente bzw. Mikroelemente sind chemische Stoffe, die im Gegensatz zu Mengenelementenin Kleinstmengen (s.g. "Spuren") von weniger als 50 mg pro Kilogramm Körpergewicht vom Organismus für lebenswichtige Stoffwechsel-Funktionen benötigt werden.

Ein Fehlen von essentiellen (lebensnotwendigen) Spurenelementen bei Mensch, Pflanze und Tier ruft schwere physiologische Schäden hervor. Bekannte Mangelerscheinungen sind Anämiebei Eisenmangel oder Stoffwechselstörungen bei Jodmangel. Eine überhöhte Aufnahme kann eine Vergiftung bewirken, da einige Mikroelemente hoch giftig sind.

Allgemein als essentielle Spurenelemente anerkannt sind:

Chrom, Eisen, Fluor, Iod, Kobalt, Kupfer, Mangan, Molybdän, Selen, Vanadium, Zink

Diese Spurenelemente sind entweder wichtige Bestandteile von Enzymen, Vitaminen und Hormonen oder wirken im Sinne von Coenzymen katalysierend oder aktivierend bei bestimmten Stoffwechselreaktionen.

Als nicht-essentielle Spurenelemente oder Elemente, deren biologische Funktion noch nicht eindeutig bekannt ist, gelten: Arsen, Aluminium, Barium, Bismut, Bor, Brom, Germanium, Lithium, Nickel, Quecksilber, Rubidium, Silizium, Strontium, Tellur, Titan, Wolfram, Zinn

Gründe für eine Unterversorgung mit Spurenelementen können sein:

• vermehrte Ausscheidung, etwa durch Schwitzen oder Durchfallerkrankungen
• Stoffwechselerkrankungen
• Regionale Gegebenheiten (z.B. das Vorkommen im Ackerboden)
• Ernährungsgewohnheiten

Der strategische Einsatz organisch gebundener Spurenelemente

Bioplex Kupfer, Eisen, Zink, Mangan und Selen (Sel-Plex)

Die Versorgung landwirtschaftlicher Nutztiere mit Spurenelementen wird zurzeit aus verschiedenen Beweggründen kontrovers diskutiert. Im Visier steht die aktuell praktizierte Versorgung, die zunächst weit über den offiziellen Bedarfsnormen liegt, jedoch trotzdem die Gefahr einer Unterversorgung birgt, da die gültigen Empfehlungen nicht an die schnelle genetische Entwicklung der Tiere angepasst wurden.

Auch die Gefahr einer Interaktion zwischen verschiedenen, anorganischen Spurenelementen ist in den Empfehlungen nur wenig berücksichtigt und stellt ein mögliches Risiko für eine potentielle Unterversorgung dar. In der Praxis kommt es häufig zu einem exzessiven Einsatz insbesondere der Schwermetalle Kupfer und Zink in der Schweinefütterung. Grund ist nicht nur die Bedarfsdeckung des Tieres sondern erhoffte, leistungsfördernde Effekte. Bei Absatzferkeln ist der Einsatz hoher, über den Bedarf des Tieres hinausgehender, Zinkmengen zur Vermeidung von Coli-Durchfällen üblich. Höhere Dosen Kupfer zeigen wachstumsfördernde Einflüsse. Aus diesem kontinuierlich erhöhten Spurenelementeinsatz resultiert eine starke Belastung der Umwelt über die Gülle. Dies hat auch der Europäische Gesetzgeber erkannt und ein Fachgremium beauftragt, neue Empfehlungen für das Futtermittelrecht zu erarbeiten. Die endgültigen Höchstwerte stehen noch nicht fest, aber es gilt als sicher, dass die neuen Werte weit unter den aktuellen liegen. Ein erhöhter Einsatz zur Erzielung nicht-nutritiver Nebeneffekte wird dann nicht mehr möglich sein.

Vor diesem Hintergrund wird vermehrt der Einsatz von organisch gebundenen Spurenelementen diskutiert. Der Begriff ?organisch gebunden? wird dabei jedoch nicht immer korrekt verwendet. Klar definiert und futtermittelrechtlich geregelt sind die sogenannten Chelate (Aminosäure-Spurenelementchelat, Hydrat). Geregelt sind die zulässigen Maximaldosierungen im Futtermittel, das Molekulargewicht und die zu ihrer Herstellung verwendeten Rohstoffe.

Das Problem in der Praxis ist, dass die aktuelle Analytik den tatsächlichen Chelatierungsgrad nicht routinemäßig feststellen kann und auch die Eiweißquelle selten untersucht wird. Die Einhaltung der futtermittelrechtlichen Vorschriften kann daher nicht so einfach überprüft werden. Umso wichtiger ist es für den Futtermittelhersteller, ihre Lieferanten gezielt auf den Herstellungsprozess und das Qualitätsmanagement anzusprechen. Zu den weltweit führenden Herstellern von Spurenelement-Chelaten gehört das Unternehmen Alltech mit der Bioplex-Spurenelementreihe. Bioplexe sind jeweils die einzelnen Spurenelemente Kupfer, Eisen, Zink oder Mangan in Bindung an Peptide und Aminosäuren, beziehungsweise nach tierphysiologischen Kriterien abgestimmte Gemische für unterschiedliche Spezies. Somit zielt diese Produktgruppe auf die Nutzung aller bekannten Absorbtionswege im Darm und das ideale Verhältnis zueinander.

Wesentliche Voraussetzungen für das Funktionieren dieser Konzepte im praktischen Einsatz sind: 1. Stabilität im Verdauungstrakt, d.h. intakte Pansenpassage sowie Unempfindlichkeit gegenüber HCL im Magen und proteolytischen Enzymen 2. Stabilität im Produktionsprozess (Druck, Hitze, Säuren) 3. Feinheit der Verteilung ohne Entmischung im Futter 4. 99% organische Bindung

Als weltweit einziges Unternehmen verwendet Alltech daher neben eigens entwickelten hydrolytischen Enzymen als schonendes Verfahren die Sprühtrocknungstechnologie, mit der gleich bleibende Produktqualität erreicht wird. Die Sprühtrocknung erfordert neben umfassendem Know-how allerdings einen kontinuierlich hohen Mengendurchsatz, dann kann das Verfahren auch zur erheblichen Kostenreduktion beitragen. Um gleich bleibend hohe Produktqualitäten zu garantieren, ist ein Echtzeit-Monitoring mit Ausrichtung auf die unterschiedlichen Qualitätsansprüche der Bestimmungsländer unumgänglich. Außerhalb der EU bietet Alltech mit dieser Technik auch Kobalt und Iod sowie die Mengenelemente Magnesium und Kalzium an.

Selen kann durch technische Verfahren nicht organisch gebunden werden, auch wenn derartige Produkte als Zusatzstoffe im Markt angeboten werden. Nur Pflanzen und Hefen sind in der Lage, Selen im Rahmen ihrer Aminosynthese organisch zu binden. Derartige Selenverbindungen sind streng genommen keine organischen Bindungformen von Selen an Aminosäuren oder Protein sondern schlicht Seleno-Aminosäuren, die durch Austausch des Schwefelatoms aus schwefelhaltigen Aminosäuren hervorgehen.

Die Qualität von Bioplex - Produkten ist durch eine innovative Methode der Qualitätskontrolle gewährleistet. Durch die Verwendung der Membranfiltrations-Technologie wird sichergestellt, dass die in den Bioplexen enthaltenen Spurenelemente in organisch gebundener Form (Chelate) vorliegen. Zunächst wird in dem flüssigen Bioplex-Rohmaterial mittels Atom-Absorptions-Spektroskopie (AAS) der Gesamtspurenelementgehalt ermittelt.

Anschließend durchfließt die Suspension unter Einwirkung von Druck eine Ultrafiltrationsmembran. Bestandteile mit einem Molekulargewicht >300 Dalton werden auf der Membran zurückgehalten, während kleinere Partikel passieren können. Somit verbleiben die chelatierten Spurenelemente in der Filtrationskammer, nicht jedoch freie Spurenelemente und niedermolekulare Aminosäuren bzw. Peptide. Nach der Bestimmung des Spurenelementgehalts im Filtrat wird der Chelatierungsgrad bestimmt und das Material bei Einhaltung der Spezifikation für die weitere Verarbeitung freigegeben.

Im Vergleich zu anorganischen Spurenelementen und weiteren Typen von organischen Komplexen zeichnen sich Bioplexe durch eine höhere Verfügbarkeit für das Tier aus. Beispielsweise verbessert der Zusatz von Bioplex Eisen zum Trächtigkeits- und Laktationsfutter außer der Eisenversorgung des Muttertieres insbesondere den Eisenstatus des neugeborenen Ferkels. Infolge der Plazentagängigkeit des chelatierten Eisens weist das Ferkelblut zum Zeitpunkt der Geburt einen deutlich höheren Gehalt an diesen Spurenelementen auf. Darüber hinaus sind positive Effekte auf Absetzgewichte, Saugferkelverluste und Homogenität zu erwarten. Fazit Der Einsatz der Bioplexe ist eine sehr effiziente Möglichkeit, die Anforderungen hochleistender Tiere an die Versorgung mit Mikronährstoffen zu erfüllen. Bioplexe sind durch die Chelatierung den natürlich vorkommenden Mineralstoffquellen in Pflanzen nachempfunden. Die Bindung der Spurenelemente an Aminosäuren und kurzkettige Peptide verbessert die Absorption aus dem Darm und die Retention im Organismus.

Siehe auch

• Mineralstoffeen:Dietary mineral

eo:Oligoelemento es:Oligoelemento fr:Oligo-élément he:??????? ???????? hu:Ásványi anyagok nl:Sporenelement th:???????? vi:Vi l??ng t?

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