DE2504193A1 - Mittel zur verbesserung der harnstoffausnutzung in der tierfuetterung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Anwendung von Mitteln zur Verbesserung der Harnstoffauonutzung in der Tierfütterung.

Bekanntlich kann Harnstoff im !''utter für Wiederkäuer inatives Eiweiß ersetzen. Durch die von den Pausenmikroben gebildete Urease wird der Harnstoff innerhalb von 1 bis 2 Stunden nach der Fütterung nahezu vollständig in Ammoniak und Kohlendioxid gespalten. Das freigesetzte Ammoniak dient den Pansenmikroben zur Eiweißsynthese. Das Mikrobenprotein unterliegt dann im Labmagen und dem weiteren Verdauungstrakt den normalen Verdauungsprozessen.

Durch den plötzlichen Anstieg des Ammoniakspiegels im Pansen kann es, begünstigt durch ein Überangebot an Harnstoff, zu einem Überschreiten der Lntgiftungskapazitat der Leber und als Folge davon zu Vergiftungserscheinungen kommen, die unter ungünstigsten Umständen einen letalen Ausgang haben können. Weiterhin wird infolge der schnellen Ureolyse das Verwertungsvermögeη des Pansens überschritten und die Anwendung des Harnstoffes mit steigenden Aufwandmengen zunehmend unökonomischer.

Es ist bekannt, Biuret als Beifutter für Wiederkäuer zu verwenden. Dem Vorteil des langsamen Abbaues stehen jedoch die Bachteile der geringeren Verwertung und der höheren Kosten gegenüber. Das trifft gleichermaßen für den ebenfalls bereits vorgeschlagenen Acetylharnstüff zu.

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Harnstoff wird deshalb trotz der bereits erwähnten Nachteile auf Grund seines niedrigen Preises und seines hohen Stickstoffgehaltes auch künftig die" meist verfütterte synthetische Eiweißquelle in der Wiederkäuerfütterung sein, Voraussetzung für eine sichere und ökonomische. Verwendung des Harnstoffes als Beifutterraittel ist jedoch seine langsame Umwandlung zu Ammoniak im Pansen·

Es ist weiterhin bekannt, die Harnstoffgranalien mit Schwefel zu umhüllen, um dadurch eine Löslichkeitsverzögerung und Ureοlysehemmung zu erzielen.

Die Anwendung dieses Verfahrens ist, bedingt durch die erforderlichen hohen Aufwandmengen, ebenso wie die vorgeschlagene Hemmung der Ureolyse durch Acethydroxamsäure aus ökonomischen Gründen kaum möglich. Darüber hinaus werden bei der Anwendung dieser Mittel als Nebenwirkung wesentliche Stoffwechselleistungen der Tiere, wie zum Beispiel die Trockenraasseverdaulichkeit und die Eiweißsynthese negativ beeinflußt. Sie sind v/eiterhin toxikologisch nicht unbedenklich,

Zweck der Erfindung ist, die Anwendung von Harnstoff als 3eifuttermittel, auch in höheren Gaben, durch die Verhinderung des plötzlichen Anstieges des Ammoniakspiegels im Pansen nach der Verfütterung und ohne Beeinträchtigung wesentlicher Stoffwechselleistungen sicherer und ökonomischer zu gestalten.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, geeignete Mittel aufzufinden, die in ökonomisch vertretbaren Aufwandmengen die Ureolyse im Pansen verzögern und die toxischen bzw. leistungsmindernden Nebenwirkungen des Harnstoffes in der Tierfütterung ausschalten«

Es wurde nun gefunden, daß Verbindungen der allgemeinen Formel I

Rl

Λ Ο C £.

in der R , R , R-, R gleich oder verschieden sind und Wasserstoffatome, gegebenenfalls substituierte Alkyl-, Aralkyl- oder Arylreste bedeuten, R für R⁵R Ii oder R'O steht und R , R gleich oder verschieden sind und gegebenenfalls substituierte Alkyl-, Aralkyl- oder Arylreste bedeuten und Z Sauerstoff oder Schwefel sein kann, eine Inhibierung der von den Mikroorganismen im Pansen produzierten Urease und damit verbunden eine von der Konzentration der erfindungsgemäßen Mittel abhängige Regelung der Ureolyse bewirken, wodurch der Ammoniakspiegel im Pansen in physiologisch optimalen Bereichen gehalten werden kann·

Die angegebenen Alkyl-, Aralkyl- oder Arylreste können substituiert sein, zum Beispiel durch Halogen wie Chlor oder Brom, durch Nitrogruppen, Dialkylaminogruppen, Alkoxygruppen, Alkylreste oder Carboxy- und Carbonamidgruppen.

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Die Barstellung der erfindungsgeraäßen Verbindungen geschieht in an sich bekannter Weise. Die in der Tabele 1 aufgeführten Verbindungen wurden entweder durch Umsetzung der entsprechenden Phosphorsäureester- bzw. Thiophosphorsäureester-halogenide mit geeigneten Aminen bzw. Ammoniak oder durch Umsetzung der entsprechenden Phosphorsäureamid- bzw. Thiophosphorsäureamid-halogenide mit geeigneten Alkoholen oder Phenolen erhalten.

Die Verbindungen der allgemeinen Formel I können mit dem Harnstoff vermischt, gemeinsam verprillt und/oder oberflächlich auf die' Harnstoffprille aufgebracht, zur Herstellung von Mischfuttermitteln oder als Zusatz zum Tierfutter angewendet werden.

Die erfindungsgemäßen Mittel können außerdem als .Bestandteil von festen oder flüssigen Harnstoff enthaltenden Futtermitteln und "Futtermischungen oder auch in Form eines festen oder flüssigen Konzentrates oder im (Gemisch mit einem festen vermahlenen oder granulierten Trägerstoff zum Einsatz kommen.

Die erfindungsgemäßen Mittel können weiterhin in Kombination mit anderen Stoffen und Chemikalien, wie zum Beispiel Tierarzneimitteln, verwendet werden.

Die· Verbindungen der allgemeinen Formel I können vor, gemeinsam mit oder nach der Fütterung von Harnstoff bzw. von harnstoffhaltigen Futtermitteln mit 0,01 bis 10, vorzugsweise jedoch mit 0,05 bis 1 Gewichtsprozent, bezogen auf den Stickstoffgehalt des Harnstoffes, verabreicht werden»

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Die Verbindungen der allgemeinen Formel I in erfindungsgemäfler Anwendungsform und Anwendungsart sind schon in niedrigen Konzentrationsbereichen gut wirksam und ermöglichen eine bessere Harnstoffverwertung bei einer gleichzeitigen Verminderung des Gchadensrisikos, ohne die Eiweißsynthese und den Trockenmasseabbau im Pansen als wesentlichste Stoffwechselleistung desselben, zu hemmen.

Die üignung der Verbindungen zur inhibierung der enzymatischen Harnstoffspaltung wurde in vitro durch künstliche Pansensysteme, die in vivo-Verhältnisse simulieren, geprüft. Als Kriterium der V/irksamkeit sind die Amnoniakfreisetzung, die Eiweißsynthese und der Trockenmaoseabbau untersucht worden.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie einzuschränken· . -

Beispiel 1

Inhibierung der enzymatischen Harnstoffspaltung durch die „3 erfindungsgemäßen Mittel über eine Bestimmung der HH;.-jj'reisetzung aus Harnstoff in einem künstlichen Pansehsystem.

Das künstliche Pansensystera besteht aus 250-ml-Zweihalskolben, versehen mit "/aschflaschenaufsätzen für Uasein- und Gasauslaß sowie Blasenzählern, Die Kolben befinden sich lichtgeschützt in einem bei 39°C i 0,5 theraostabilisierten Wasserbad, Je Ansatz werden verwendet: 120 ml grobfiltrierte natürliche Pansenflüssigkeit, entnommen von fistelierten Kühen, die mit einer Heuration gefüttert werden, 10 ml Llineralsalzlösung (g/1: KCl 3,75; NaCl 3,75; MgSO. χ YH₀O 1,125; CuCl₉ χ 6E.0 0,375; PeSO. x 7H_?0 0,075;

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;.·.ηϋθ₄ χ 4H^O 0,04; ZnSu₄ χ 7Η_?0 0,04; CuSO. χ.5H₂O 0,02), 10 ml Phosphatpuffer: (Gemisch von 5,456 %iger KH₂PO₄-Lösung und 7,12 ^iger Ua₂HPO.-Losung im Verhältnis 1 : 2), 100 mg lösl. Stärke, 100 mg Itextropur, 120 mg Harnstoff und dem Inhibitor in der angegebenen Konzentration. Zur Anaerobis und Dur chiais ellung der Fermentationsansätze wird durch Schwefelsäure gereinigtes und auf über 30⁰C erwärmtes, wassergesättigtes CO₂-GaS verwendet. Die Blasenzähler enthalten mit Tashiro angefärbte 2 ^ige Borsäurelösung, wodurch ein EBU-Verlust nachweisbar wird.

Der Gasstrom wird auf 200 Blasen/min eingestellt. Nach entsprechender Fermentationszeit werden jeweils 0,5 ml Inoculum entnommen und darin quantitativ, zum Beispiel durch Mikrödiffusion in Borsäurelösung jmd anschließender titrimetrischer Bestimmung, der KH^-Gehalt ermittelt. Die Ergebnisse sind der Tabelle 2 zu entnehmen.

Beispiel 2

Inhibierung der enzymatischem Harnstoffspaltung durch Diamidophosphorsäure-phenylester über eine Bestimmung der KHo-FreiSetzung aus Harnstoff in Abhängigkeit von der Inhibitorkonzentration und der Zeit in einem künstlichen Pansensystein. -

Die Versuchsrnethode ist der des Beispiels 1 analog. Die Ergebnisse wurden in der Tabelle 3 zusammengefaßt,

Beispiel 3

Der Einfluß steigender Konsentrationen des Diamido-phosphorsäure-phenylesters auf die enzymatische Harnstoffspaltung und die Eiweißsynthese in einem künstlichen Pansensystem.

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Das künstliche Pansensystem besteht aus 100-ml-Zentrifugengläsern mit Gummistopfen, die mit Bunsenventilen versehen sind. Je Ansatz werden verwendet: 0,5 S Strohinehl, 0,5 g lösliche Stärke, 0,2 g Dextropur, 40 mg Harnstoff und der Inhibitor in den angegebenen Konzentrationen und 10 ml Pansenflüssigkeit, grobfiltriert und entnommen von-Fistelkühen, die mit einer Heuration gefüttert v/erden und 40 ml Puffer-Mineralsalzlösung: 9,8 g Ka HCO₃, 0,57 g KCl, 0,4Y g KaCl, 0,12 g MgSO₄ χ YH₂O und 4,62 g Ka₂IiPO₄ werden in 9OO ml destilliertem V/asser gelöst. Nach Sättigung mit COo-Gas werden 0,08 g CaCl₂ zugegeben und auf 1 1 aufgefüllt.

Das Gesamtinoculum wird mit CO₂-GaS gesättigt und im Thermostat bzw. Brutschrank bei 39 C - 0,5 24 Stunden bebrütet. Danach erfolgt die Eiweißfällung durch Zugabe von 10 ml 50 ^iger Trichloressigsäurelösung bei 90⁰C. Es wird filtriert und der gewaschene Rückstand der N-Bestimmung zum Beispiel nach Kjeldahl unterworfen. Die Ergebnisse sind aus der Tabelle 4 ersichtlich.

Beispiel 4

Der Einfluß steigender Konzentration des Diamidophosphorsäure-phenylesters auf die TrockenmasseVerdaulichkeit unterschiedlicher Substrate in einem künstlichen Pansensystem. "

Das künstliche Pansensystem entspricht dem beschriebenen zur Bestimmung des trichloressigsäurefällbaren Eiweiß-K-Gehaltes.

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Anders als dort aufgeführt wird als Substrat 0,5 g Mischfutter oder 0, 5 g Heu bzw«, Silage oder ein N-armes Futtermittel, zum Beispiel 0,5 δ Strohmehl mit und ohne lösliche Energiequelle wie Stärke und Glucose mit 20 mg Harnstoff verwendet. Lie Fermentationszeit beträgt 48 Stunden. Danach wird zentrifugiert und das Überstehende abgesaugt. Das Zentrifugat wird mit 50 ml 0,2 %iger Pepsinlösung (Pepsin 1 : 10000) in 0,1 η Salzsäure weitere 40. Stunden bei 39°C fermentiert. Anschließend wird der Inhalt dui'ch gewogene Goochtiegel, 30 ml Inhalt, die mit superfeiner Glaswolle als Filtermasse versehen waren, abgesaugt und der Rückstand mit Wasser gewaschen. lach Trocknung bei 105⁰C wiru der Rückstand gewogen. Er entspricht der unverdauten Trockenmasse«
Die Ergebnisse sind der Tabelle 5 zu entnehmen.

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Claims (5)

250A 1 93 Patentansprüche

1. Mittel zur Verbesserung der Harnstoffausnutzung in der Tierfütterung, d.adurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eine Verbindung der allgemeinen Formel I

R^{1 X} OR⁴

in der R , R~, R^J, R gleich oder verschieden sind und Wasserstoffatone, gegebenenfalls substituierte Alkyl-, Aralkyl- oder Arylreste bedeuten, R für R-RΈ oder R^O steht und R , R gleich oder verschieden sind und gegebenenfalls substituierte Alkyl-, Aralkyl- oder Arylreste bedeuten und JL für Sauerstoff oder Schwefel steht, enthalt en,

2. Kittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese mit harnstoff vermischt, gemeinsam verprillt und/oder

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oberflächlich auf die Harnstoffprille aufgebracht v/erden. -.J

3. Mittel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der so behandelte Harnstoff zur Herstellung von Kischfuttermitteln oder als Zusatz zum Tierfutter zur Anwendung kommt.

4. Mittel nach Anspruch 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, dai3 sie als Bestandteil von resten oder flüssigen, Harnstoff enthaltenden l«'utterrnitteln oder jmttermischungen oder aucn m Form eines festen oder flüssigen Xoiisenxraten oder im Gemisch mit einem festen Trägerstoff angewendet werden.

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5. Llittel nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Kombination mit anderen Chemikalien zur Anwendung kommen.

6, Liittel nach Anspruch. 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß sie in Mengen von 0,01 bis 10, vorzugsweise jedoch von 0,5 bis 1 Gewichtsprozenten, bezogen auf den Stickstoffgehalt des Harnstoffes, verabreicht werden.

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Fortsetzung Tabelle

Lfd. R¹ R² R³ ₄ Nr. 15 K H NH₂ 2-01-6-CH₃-C₆H₃ 16 H H 0-C₆H₅ ^C6^H5 17 H CH₃ KHCH₃ C₆H₅ 18 H CH₃ NHCH₃ 19 H H 0-4-Cl-Cz-H,
D H 20 H CH₃ NHCH₃ 3-CH₃-C₆H₄ 21 H C₃H₇ . NHC₃H₇ ^C6^H5 22 H CH(CH₃)₂ NHCH(CH₃)₂ ^C6^H5 23 H H-C₄H₉ NH-Ii-C₄H₉ ^C6^H5 24 H ^C6^H5 NH-C₆H₅ VCl-C₆H₄ 25 H- ^C6^H5 ¹ 6 5 C₂H₅ 26 . H CH₂C₆H₅ NHCH₂C₆H₅ ^C6^H5 27 C₂H₅ C₂H₅ OC₉H₁₉ C₉H₁₉

3 O O O O O O O O O O O

F(⁰C)

130-131

154-155 80-81

172-173 117-119 111-113

_>02:

C£> CO

- ¹³ " 250A 1 93

Tabelle 2

Inhibierung dor enzymatischem Harnstoffspaltung im künstlichen Pansen in Abhängigkeit von der Zeit

Inoculum: 140 ml mit 120 mg Harnstoff und 0,5 mg Inhibitor

Verbindung
lfd. Nr.
gem. Tab. 1 Ammoniakspiegel in 30 45 Mg K nach einer Bobrütuny 180 saeit in min - 15 30 48 60 90 120 53 240 1 2 2 4 54 54 54 5 52 2 2 2 4 4 4 4 6 ■5 3 2 2 4 4 4 5 6 6 4 2 4 4, 4 4 5 4 6 5 4 6 6 4 4 4 ~6 4 6 4 2 2 6 8 6 6 7 2 4 8 2 2 2 2 6 8 4 2 2 4 4 2 4 4 9 2 2 . 2 2 2 2 10 6 10 2 6 8 6 6 6 16 12 11 4 8 8 12 14 14 22 16 12 8 8 14 8 16 20 30 24 13 4 10 16 18 28 28 24 32 14 4 16 20 14 18 22 .42 28 15 8 16 30 26 32 3S 52 44 10 40 48 50 52

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Tabelle 3

Inhibierung.der enzymatischen Harnstoffspaltung durch Diamidophosphorsäure-phenylester im künstlichen Pansen in Abhängigkeit von der Anwendungsform, der Inhibitorkonzentration und der Zeit

Inoculum: 140 ml mit 120 mg Harnstoff

Inhibitor- Ammoniakspiegel in mg N nach einer Bebrütungszeit konzentration in min

mg 10 30 45 60 90 150 210 270 0,000 10 36. 50 54 52 50 50 50 kristalline Form 0,50 0 10 10 10 10 10 12 16 0,25 2 12 12 12 12 18 18 18 0,10 CVl 12 12 12 12 16 18 20 .0,05 6 . 14 14 14 14 16 18 20 1)
flüssige Form ' 1,000 0 2 0 2 2 4 6 6 0,750 0 2 2 2 CVl 4 6 6 0,500 0 2 2 2 2 2 6 8 0,250 0 4 4 4 6 10 12 16 0,100 2 8 8 10 12 20 20 22 0,075 4 14 16 16 18 22 28 32 0,050 8 16 18 18 20 30 34 38

gelöst in Äthanol

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Tabelle 4

Der Einfluß steigender Konzentrationen des DiamidophosphorsUurephenylesters auf die enzymatische Harnstoffspaltung und die Eiweißsynthese in einem künstlichen Pansensystem Inoculum: 50 ml mit 40 mg Harnstoff

Inhibitor- NH .,-N Eiv/eiß-N konzentration

mg mg mg

Kontrolle 2,4 11,2

ohne Harnstoff 0,8 13,3

mit Harnstoff 17,6 18,2

0,1 4,0 15,4

0,2 2,4 14,7

0,3 2,2 15,4

0,4 2,2 15»0

0,5 1,9 14,0

1,0 ^*^{6 1}^,6

5,0 0,8 13,4

20,0 0,0 13,2

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Tabelle 5

Der Einfluß steigender Konzentrationen des Diamidophosphorsäurephenylesters auf die Trockenmasseverdaulichkeit unterschiedlicher Substrate in einem künstlichen Pansensystem

Inoculum: 50 ml mit 20 mg Harnstoff

Inhibxtor-
konzentration 0,0 = 500 Trockenmasseverdaulichkeit der
Substrate in % II mg Roggensilage III mg 0,5 = 500
500 I 42,0 mg Haferstroh,
mg Stärke, 20 82,5 1.0 = 500 71,0 42,0 met Mischfutter 84,0 5,0 72,0 41,5 84,0 20,0 71,5 4-2,5 83,5 Substrat I 72,0 42,0 84,0 Substrat II 71,5 Substrat III 200 mg Dextropur,
mg Harnstoff für Rinder

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