DE69812654T2

DE69812654T2 - Carbonsaüre enthaltendes tierfutter

Info

Publication number: DE69812654T2
Application number: DE69812654T
Authority: DE
Inventors: H. Baker; F. Deluca
Original assignee: Wisconsin Alumni Research Foundation; University of Illinois at Urbana Champaign
Current assignee: Wisconsin Alumni Research Foundation; University of Illinois at Urbana Champaign
Priority date: 1997-09-05
Filing date: 1998-07-01
Publication date: 2003-09-25
Anticipated expiration: 2018-07-02
Also published as: AU736831B2; EP1011346B1; CA2301086C; KR20010023687A; JP2001516561A; ES2190596T3; AU8277998A; WO1999012431A1; US6022555A; CA2301086A1; DE69812654D1; ATE235164T1; EP1011346A1; NZ502881A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Tierfutter mit einem Gehalt an Tricarbonsäuren entweder als einzigem Wirkstoff oder in Kombination mit einer bioaktiven 1α-Hydroxyvitamin D-Verbindung und/oder dem Enzym Phytase. Die Verwendung dieser Tricarbonsäuren, vorzugsweise Citronensäure, in Tierfuttermitteln führt zur Entfernung von Calcium aus Phytatkomplexen auf Pflanzenbasis und ermöglicht die Lösung des Phytats, wodurch der darin enthaltene Phosphor für Tiere biologisch verfügbar gemacht wird. Diese Tricarbonsäuren verstärken auch die Verwertung des Phosphors, der aus anorganischen Quellen in der Nahrung verfügbar ist. Dies führt zu einer Futtermittelzusammensetzung, bei der eine Ergänzung durch anorganischen Phosphor als Bestandteil stark vermindert oder möglicherweise vollständig weggelassen werden kann.
Bis zu 80% des in Pflanzen-Nahrungs- und Futtermitteln vorhandenen Phosphors (P) liegt in Form eines Komplexes von Phytinsäure (Myoinosithexaphosphat), nachstehend als Phytat bezeichnet, vor. Phytat lässt sich durch die folgende Strukturformel wiedergeben:
P im Phytat kann durch Tiere, einschließlich Menschen, mit einem einzigen Magen nicht vollständig verdaut werden und passiert somit den gastrointestinalen Trakt (GI-Trakt) und wird in den Faeces ausgeschieden. Bei Tiernahrung wird dies in der Nahrungszubereitung ausgeglichen, wobei 1,5 bis 2,0% einer Quelle für anorganisches Phosphat zugesetzt werden, um den minimalen P-Bedarf des Tiers zu befriedigen. Die Zugabe von anorganischem P zur Nahrung für Geflügel, Schweine, Haustiere und Fische ist teuer. Häufig wird angegeben, dass die Ergänzung mit P für diese Spezies die dritthöchste Kostenkomponente nach Energiebestandteilen und Proteinen darstellt. Der Körper benötigt P zur Bildung von Knochen und Zähnen, zur Synthese von Phospholipiden (Zellmembranstruktur) und Nucleinsäuren (RNA, DNA), zur Synthese von ATP und anderen hochenergetischen P-Verbindungen und zur Aufrechterhaltung eines geeigneten Säure-Base-Gleichgewichts im Körper. Grob gesprochen, befinden sich 85% des Körper-P im Skelett. Knochen bestehen zu 50% aus organischer Matrix (Protein in Form von Kollagen und Lipid) und zu 50% aus anorganischem Material (vorwiegend ein Ca-P-Salz, d. h. Hydroxylapatit).
Zusätzlicher anorganischer P wird in der Tiernahrung in einer von drei Formen für Fütterungszwecke bereitgestellt: Dicalciumphosphat (18,5% P), Monocalciumphosphat (21,5% P) oder defluoriniertes Phosphat (18,0% P). Der Gesamtmarkt für diese Produkte wird für die USA, Kanada, Mexiko, Westeuropa und Japan auf 675 Millionen Dollar geschätzt. Würde man Südamerika, Osteuropa, Asien, Afrika, China, Indien und Südostasien (wo Marktdaten nur schwer erhältlich sind) mit einschließen, so ließe sich erwarten, dass der gesamte Markt für Futtermittelphosphate leicht 1 Milliarde Dollar jährlich überstiege. In Nordamerika werden 50% des Futtermittelphosphats für die Fütterung von Geflügel verwendet. Es wurde festgestellt, dass die Verwendung einer Carbonsäure als Bestandteil im Tierfutter den Bedarf an zusätzlichem anorganischem P im Tierfutter erheblich vermindern würde und dass bei einer Kombination mit einer bioaktiven 1α-Hydroxyvitamin D-Verbindung und/oder dem Enzym Phytase die Notwendigkeit zur Ergänzung von Tierfuttermitteln mit anorganischem P vollständig entfallen könnte.
Phytatkomplexe in Pflanzen-Futter- und Nahrungsmitteln (z. B. Getreidekörner und Nebenprodukte, Bohnen) binden auch Kationen, wie Calcium, Kalium, Magnesium, Zink, Eisen und Mangan (Erdman, 1979), gemäß der nachstehenden schematischen Darstellung:
Ein Nahrungsadditiv, wie die Tricarbonsäuren und/oder die biologisch aktiven 1α-OH-Vitamin D-Verbindungen, von denen hier ausgeführt wird, dass sie eine verstärkte Verwertung von P aus Phytat bewirken, sollte auch die Verwertung dieser anderen Elemente intensivieren.
Erfindungsgemäß wurde festgestellt, dass eine Tricarbonsäure oder eine Kombination aus einer Tricarbonsäure mit 1α-OH-Vitamin D-Verbindungen, vorzugsweise 1,25-Dihydroxycholecalciferol und 1α-OH-Cholecalciferol und/oder Phytase die Verwertung nicht nur von P, sondern auch von Zink, Eisen und Mangan verstärkt. Da diese drei Spurenelemente immer als Ergänzung zu Futtermitteln für Schweine, Geflügel und Haustiere (in Form von für Nahrungsmittelzwecke geeignetem ZnO oder ZnSO&sub4;·H&sub2;O; FesO&sub4;·H&sub2;O; MnO oder MnSO&sub4;·H&sub2;O) zugesetzt werden, führt die Verwendung einer Tricarbonsäure oder einer Kombination aus einer Tricarbonsäure mit einer biologisch aktiven 1α-OH-Vitamin D-Verbindung Lind/oder von Phytase zu einer verminderten Notwendigkeit oder möglicherweise zum vollständigen Wegfall von ergänzenden Mengen dieser Mineralsalze bei einer praxisgerechten Körner-Ölsamen-Nahrung.
Durch Verminderung oder Wegfall der Ergänzung mit anorganischem P und der Ergänzung mit Spurenmineralsalzen enthält die restliche Diät mehr verwertbare Energie. So enthält eine Körner-Ölsamen-Nahrung im allgemeinen etwa 3 200 kcal an metabolisierbarer Energie pro 1 kg Nahrung. Die Mineralsalze liefern keine metabolisierbare Energie. Eine Entfernung von unnötigen Mineralien und ihr Ersatz durch Körner führt somit zu einer Erhöhung der verwertbaren Energie in der Nahrung.
Derzeit wird Phytase in Europa und Asien in starkem Maße zur Verringerung der Umweltbelastung mit P verwendet. Die Einsatzmenge beträgt 600 Einheiten pro kg Nahrung. Diese Menge wurde jedoch aufgrund der Kosten des Enzyms gewählt und nicht deswegen, weil 600 Einheiten eine maximale Phytatverwertung gewährleisten. Im Gegenteil, es wurde im Rahmen der vorliegenden Untersuchungen festgestellt, dass mindestens 1 200 Einheiten/kg Nahrung erforderlich sind, um eine maximale Phytatverwertung bei mit einer Mais-Sojaschrot-Nahrung gefütterten Hühnern zu gewährleisten (Tabelle 1). Jedoch führt die Verwendung einer bioaktiven 1α-OH-Vitamin D-Verbindung gemäß der vorliegenden Erfindung zur Verringerung der Notwendigkeit, kostspielige Mengen an Phytase zu verfüttern (Tabelle 5).
Tierzüchter sind aufgrund des Phytatgehalts in der Nahrung zu einer Verfütterung von P-reicher Nahrung gezwungen. Dies erhöht den P-Gehalt in den Exkrementen (sowohl Faeces als auch Urin). Überschüssiger P von Tieren sowie als Exkremente des Menschen verteilen sich üblicherweise im Boden, wo ein Teil davon in das Grundwasser ausgewaschen wird und sodann in Teiche, Ströme, Flüsse, Seen und Meere gelangt. Eine zu große Menge an P im Wasser fördert das Algenwachstum. Algen nehmen erhebliche Sauerstoffmengen auf. Dadurch wird den Lebewesen im Meer der zum Wachstum, zur Vermehrung und zum Gedeihen erforderliche Sauerstoff entzogen.
In zahlreichen Gebieten von Europa und Asien hat die Verunreinigung mit P so starke Probleme und Besorgnisse ausgelöst, dass Tierzüchtern, die zu viel mit P beladenen Dung auf den Boden ausbringen, mit Strafen in Form von strengen Geldbußen belegt werden. Aufgrund dieser Tatsache wird in weiten Teilen Europas derzeit ein mikrobielles Phytase-Produkt (BASF) eingesetzt, obgleich dieses Produkt (das auch Phytat hydrolysiert) sehr teuer ist, und zwar zu teuer, als dass es derzeit in den USA als kosteneffektives Futterergänzungsmittel (mit 600 Einheiten/kg Nahrung) verwendet werden könnte. Zahlreiche Böden in den USA werden als "Pgesättigt" bezeichnet, was zu höheren Konzentrationen an P in Bodenauslaugungsprodukten führt. Eine hohe P-Konzentration in wässrigen Laugungsflüssigkeiten, die in Gebieten, wie der Chesapeak Bay, auftreten, werden für übermäßiges Algenwachstum und für erhöhtes Fischsterben in küstennahen Gewässern verantwortlich gemacht (Ward, 1993). In Europa hat die Futtermittelherstellungsgruppe FEFANA im Jahre 1991 ein Positionspapier mit der Bezeichnung "Improvement of the Environment" herausgegeben. Es wird vorgeschlagen, dass P im Dung von Tierzuchtbetrieben um 30% vermindert werden sollte (Ward, 1993). Die Grenzmengen an P, die in Europa auf die Böden ausgebracht werden können, werden von Schwarz (1994) erörtert. Demzufolge wird angenommen, dass die Verwendung einer Carbonsäure oder einer Kombination aus einer Carbonsäure mit einer 1α-OH-Vitamin D-Verbindung, die erfindungsgemäß eine erhöhte Phosphorverwertung bewirken, den P-Gehalt in tierischen Exkrementen um bis zu 80% verringern kann.
Die ursprünglichen Untersuchungen konzentrierten sich auf die Verwendung von 1,25-Dihydroxycholecalciferol (1,25-(OH)&sub2;D&sub3;) in Abwesenheit oder Gegenwart von 1 200 Einheiten mikrobieller Phytase (BASF). Edwards (1993) zeigte, dass 1,25-(OH)&sub2;D&sub3; eine verbesserte P- Verwertung von phytatgebundenem P bewirkt. Biehl et al. (1995) bestätigten diese Ergebnisse. Außerdem zeigten beide Untersuchungen, dass 1,25-(OH)&sub2;D&sub3; in Bezug auf die Freisetzung von P aus diätetischen Phytatkomplexen additiv zu mikrobieller Phytase wirkt. Es erscheint wahrscheinlich, dass 1,25-(OH)&sub2;D&sub3; seine Wirkung auf zweierlei Weise ausübt: (a) die 1,25-Verbindung erhöht vermutlich die Aktivität von intestinalen Phytasen oder Phosphatasen, die Phytat hydrolysieren (Pileggi et al., 1955; Maddaiah et al., 1964); und (b) von der 1,25- Verbindung ist bekannt, dass sie den Phosphattransport stimuliert (Tanka und DeLuca, 1974), was den Transport von P aus dem GI-Trakt in das Plasma und somit in die Knochen erleichtert.
Unter normalen Ernährungsbedingungen wird Cholecalciferol (Vitamin D&sub3;), das einer Nahrung zugesetzt wird, im GI-Trakt resorbiert und über das Blut in die Leber transportiert, wo das Leberenzym 25-Hydroxylase auf die Verbindung einwirkt und die Bildung von 25-OH-D&sub3; hervorruft. Diese Verbindung stellt den normalen Blutmetaboliten von Cholecalciferol dar. Ein geringer Anteil von 25-OH-D&sub3; unterliegt einer weiteren Hydroxylierungsstufe in der Niere, und zwar in 1α-Stellung, was zur Synthese des calciotrophen Hormons 1,25-(OH)3 führt. Da 1,25-(OH)&sub2;D&sub3; teuer in der Herstellung ist und da orales 25-OH-D&sub3; nicht die aktive Form bei der Phosphatresorption darstellt, wurde angeregt, dass 1α-OH-D&sub3; eine wirksame Verbindung zur Erhöhung der Phosphatverwertung darstellen könnte. Es wurde festgestellt, dass 1α-hydroxylierte Vitamin D- Verbindungen und insbesondere 1α-OH-D&sub3; im GI-Trakt resorbiert und sodann zur Leber transportiert werden, wo 25-Hydroxylase darauf einwirkt und zur Synthese von 1,25-dihydroxylierten Verbindungen und insbesondere von 1,25-(OH)&sub2;D&sub3; führt. Ein Teil dieser Verbindungen wird dann zurück in den GI-Trakt transportiert, wo sie die intestinale Phosphatresorption aktivieren. Als Nettowirkung ergibt sich eine erhöhte P-Verwertung (auch von Zn, Fe, Mn und Ca) aus dem Phytatkomplex sowie aus dem anorganischen P-Ergänzungsmittel selbst.
WO 96/24258 beschreibt ein Tiernahrungsmittel mit einem Gehalt an 1α-hydroxylierten Vitamin D-Verbindungen. Es wurde festgestellt, dass Vitamin D-Verbindungen eine verbesserte Verwertung von Phosphor, Calcium, Kalium, Magnesium, Zink, Eisen und Mangan im Tierfutter bewirken.
AN 93:17701 CABA beschreibt Versuche mit Ferkeln, die mit einer Mais-Sojaschrot-Diät unter Zusatz von 1,5% Citronensäure gefüttert werden. Es wurde festgestellt, dass Citronensäure zu einer Besserung von Zinkmangelsymptomen und Zinkstatus-Variablen führt. Femer wurde festgestellt, dass Citronensäure die Verdaubarkeit von roher Asche und die Verwertung von Calcium und Phosphor verbessert.
Zusammenfassend gehören zu möglichen Vorteilen der vorliegenden Erfindung folgende Wirkungen: (1) Verringerung oder möglicher Wegfall des Bedarfs an anorganischen P-Ergänzungsmitteln für Tiernahrung (einschließlich Fischfutter); (2) Verringerung der Belastung der Umwelt mit P; (3) Verringerung oder möglicherweise Wegfall des Bedarfs an zusätzlichem Zn, Mn und Fe im Tierfutter; und (4) Verringerung der Menge an Phytase, die für eine maximale P-Verwertung in der Nahrung erforderlich ist.
Erfindungsgemäß wird eine Futtermittelzusammensetzung für Geflügel bereitgestellt, die folgendes enthält:
ein Futtermittel für Geflügel mit einem Gehalt an weniger als 0,9% eines anorganischen Phosphor-Ergänzungsmittels und
ein Additiv, das Phosphor im Futtermittel für das Geflügel biologisch verfügbar macht und eine Tricarbonsäure oder ein Salz davon in einer Menge von 2 bis 10 Gew.-% des Tierfutters, bezogen auf das Trockengewicht, enthält.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Futtermitteladditiv für Geflügel bereitgestellt, das ein Additiv gemäß den vorstehenden Angaben und einen verzehrbaren Träger umfasst.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Verstärkung der Verwertung von Phosphor, der in einem Geflügelfutter vorliegt, bereitgestellt, wobei das Verfahren die Verfütterung eines Puttermitteladditivs gemäß den vorstehenden Angaben an das Geflügel umfasst.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Minimierung des diätetischen Phosphorbedarfs von Geflügel bereitgestellt, wobei das Verfahren die Verfütterung einer Zusammensetzung oder eines Nahrungsadditivs gemäß den vorstehenden Angaben umfasst.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Futtermittelzusammensetzung für Geflügel bereitgestellt, wobei das Verfahren die Zugabe von 5 bis 100 g/kg einer Tricarbonsäure oder eines Salzes davon, bezogen auf das Trockengewicht, zu einer Geflügelnahrung, die weniger als 0,9% eines anorganischen Phosphor-Ergänzungsmittels enthält, umfasst.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Die vorliegende Erfindung stellt ein Tierfutter mit einem Gehalt an Tricarbonsäuren entweder als einzigem Wirkstoff zur Erzielung der hier beschriebenen verbesserten Ergebnisse oder in Kombination mit einer biologisch aktiven 1α-Hydroxyvitamin D-Verbindung und/oder dem Enzym Phytase bereit. Die Verwendung dieser Tricarbonsäuren, vorzugsweise von Citronensäure, in Tierfutter entzieht Calcium aus Phytatkomplexen auf Pflanzenbasis und ermöglicht somit die Auflösung des Phytats, was den in den Phytatkomplexen enthaltenen Phosphor für die Tiere biologisch verfügbar macht. Diese Tricarbonsäuren führen auch zu einer verstärkten Verwertung von P aus anorganischen Quellen in der Nahrung, wodurch die Notwendigkeit von zusätzlichem anorganischem Phosphor weiter verringert wird. Dies führt zu einer Puttermittelzusammensetzung, bei der ein anorganisches Phosphor-Ergänzungsmittel als Bestandteil stark verringert ist oder möglicherweise ganz wegfällt.
Die als Wirkstoff geeigneten Tricarbonsäuren leiten sich von Kohlenwasserstoffen durch Ersatz von drei Wasserstoffatomen durch die Carboxylgruppe -COOH ab.
Zu Beispielen für Tricarbonsäuren gehören Citronensäure, Isocitronensäure, trans- und cis-Aconitsäure und Homocitronensäure. Diese Säuren können in sämtlichen isomeren und/oder stereochemischen Konfigurationen verwendet werden. Die bevorzugte Säure ist Citronensäure, es wird jedoch angenommen, dass beliebige Tricarbonsäuren zur Erzielung der erfindungsgemäßen Vorteile verwendet werden, können.
Das H-Atom der Carboxylgruppe von Tricarbonsäuren unterliegt in Lösung bekanntlich einer Ionisierung. Somit liegt sie in einer einwertigen ionischen Form, z. B. als Citrat, vor. Diese Ionenformen werden leicht in entsprechende Salze umgewandelt, mit dem Ergebnis, dass die Tricarbonsäuren somit in Form von Natrium-, Kalium-, Lithium-, Magnesium-, Calcium- oder Ammoniumsalzen, z. B. in Form von Natriumcitrat, vorliegen. Diese Salze sowie die einwertigen Ionen können zusätzlich zur reinen Säure verwendet werden, ohne dass die Wirkungen der vorliegenden Erfindung beeinträchtigt werden.
Somit soll der in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendete Ausdruck "Tricarbonsäure" so zu verstehen sein, dass er nicht nur die Säure selbst, sondern auch die Ionenformen und Salzformen der Säure umfasst. Ferner ist darauf hinzuweisen, dass die Tricarbonsäure einem Tierfutfcer entweder in reiner Form oder als rohes Gemisch zusammen mit anderen Bestandteilen, z. B. als eine Komponente einer Fermentationsbrühe (erhalten durch ein Fermentationsverfahren zur Herstellung derartiger Säuren, z. B. von Citronensäure), zugesetzt werden kann.
Um die angestrebten Ergebnisse in Bezug auf eine Verringerung und/oder Beseitigung der Zugabe von anorganischen Phosphor- Ergänzungsmitteln zu erreichen, soll die Tiernahrung etwa 0,5 bis 10% Tricarbonsäure enthalten. Vorzugsweise soll eine Nahrung mit einem Gehalt an 2 bis 7% Tricarbonsäure verwendet werden. Bei der bevorzugten Säure handelt es sich um Citronensäure. Jedoch hat sich auch eine Kombination aus Citrat und Natriumcitrat als äußerst wirksam erwiesen.
Der in der Beschreibung und in den Ansprüchen verwendete Ausdruck "Hydroxylschutzgruppe" bedeutet beliebige Gruppen, die derzeit für den zeitweiligen Schutz von Hydroxylfunktionen verwendet werden, z. B. Alkoxycarbonyl-, Acyl-, Alkylsilyl- und Alkoxyalkylgruppen. Bei einer geschützten Hydroxylgruppe handelt es sich um eine Hydroxylfunktion, die sich durch Derivatbildung mit einer derartigen Schutzgruppe ergibt. Bei Alkoxycarbonyl-Schutzgruppen handelt es sich um Gruppen, wie Methoxycarbonyl, Ethoxycarbonyl, Propoxycarbonyl, Isopropoxycarbonyl, Butoxycarbonyl, Isobutoxycarbonyl, tert.-Butoxycarbonyl, Benzyloxycarbonyl oder Allyloxycarbonyl. Der Ausdruck "Acyl" bedeutet eine Alkanoylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen in sämtlichen isomeren Formen oder eine Carboxyalkanoylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, z. B. eine Oxalyl-, Malonyl-, Succinyl- oder Glutarylgruppe, oder eine aromatische Acylgruppe, wie Benzoyl, oder eine durch Halogen, Nitro oder Alkyl substituierte Benzoylgruppe. Der Ausdruck "Alkyl", wie er in der Beschreibung oder den Ansprüchen verwendet wird, bedeutet einen geradkettigen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in sämtlichen isomeren Formen. Alkoxyalkyl-Schutzgruppen sind Gruppen, wie Methoxymethyl, Ethoxyethyl, Methoxyethoxymethyl oder Tetrahydrofuranyl und Tetrahydropyranyl. Bevorzugte Alkylsilyl- Schutzgruppen sind Trimethylsilyl, Triethylsilyl, tert.- Butyldimethylsilyl und analoge alkylierte Silylresfce.
Bei den für die vorliegende Behandlung geeigneten Vitamin D- Verbindungen handelt es sich um 1α-hydroxylierte Vitamin D-Verbindungen, vorzugsweise um 1α-Hydroxycholecalciferol und 1α, 25- Dihydroxycholecalciferol. Die Vitamin D-Verbindungen dieses Typs lassen sich durch die folgende allgemeine Strukturformel charakterisieren:
worin X&sub1; Wasserstoff oder eine Hydroxylschutzgruppe bedeuten kann, X&sub2; Hydroxyl oder geschütztes Hydroxyl bedeuten kann, X&sub3; Wasserstoff oder Methyl bedeuten kann, X&sub4; und X&sub5; jeweils Wasserstoff bedeuten oder X&sub4; und X&sub5; zusammen eine Methylengruppe bedeuten und Z die Bedeutung Y, -OY, -CH&sub2;OY, -C CY und -CH=CHY hat, wobei die Doppelbindung die stereochemische eis- oder trans-Konfiguration auf weisen kann und wobei Y Wasserstoff, Methyl, -CR&sup5;O oder einen Rest der folgenden Formel bedeutet:
worin m und n unabhängig voneinander ganze Zahlen mit einem Wert von 0 bis 5 bedeuten. R¹ unter Wasserstoff, Hydroxyl, geschütztem Hydroxyl, Fluor, Trifluormethyl und C&sub1;&submin;&sub5;-Alkyl, das geradkettig oder verzweigt sein kann und gegebenenfalls einen Hydroxyl- oder geschützten Hydroxyl- Substituenten trägt, ausgewählt ist und wobei die Reste R², R³ und R&sup4; jeweils unabhängig voneinander unter Wasserstoff, Fluor, Trifluormethyl und C&sub1;&submin;&sub5;-Alkyl, das geradkettig oder verzweigt sein kann und gegebenenfalls einen Hydroxyl- oder geschützten Hydroxyl-Substituenten trägt, ausgewählt ist und wobei R¹ und R² zusammen eine Oxogruppe oder eine Alkylidengruppe =CR²R³ oder die Gruppe -(CH&sub2;)p- bedeuten, wobei p eine ganze Zahl mit einem Wert von 2 bis 5 ist und R³ und R&sup4; zusammen eine Oxogruppe oder die Gruppe -(CH&sub2;)q bedeuten, wobei q eine ganze Zahl mit einem Wert von 2 bis 5 ist, und R&sup5; Wasserstoff, Hydroxyl, geschütztes Hydroxyl oder C&sub1;&submin;&sub5;-Alkyl bedeutet.
Die vorerwähnten Tricarbonsäuren und Vitamin D-Verbindungen können den Tieren in einem essbaren Träger allein oder in Kombination mit anderen Futterzusätzen verabreicht werden. Die vorstehenden Tricarbonsäuren und Vitamin D-Verbindungen oder Kombinationen davon können leicht in Form eines über das Futtermittel zu gebenden Dressings oder durch direktes Vermischen mit einem Tierfutter oder getrennt vom Futter durch separate orale Dosierung, durch Injektion oder transdermal oder in Kombination mit anderen wachstumsbezogenen verzehrbaren Verbindungen verabreicht werden, wobei die Anteile der einzelnen Verbindungen in der Kombination, die vom speziellen, zu lösenden Problem und vom Grad der angestrebten Reaktion abhängen, so beschaffen sind, dass sie die praktische Durchführung der Erfindung ermöglichen. Bei Geflügel sind Mengen von mehr als 10% Carbonsäuren oder etwa 10 ug pro Tag an 1α- hydroxylierten Vitamin D-Verbindungen im allgemeinen zur Erzielung der angestrebten Ergebnisse unnötig, können zu Hyperkalzämie führen und sich als wirtschaftlich unvernünftig erweisen. Es ist darauf hinzuweisen, dass die spezielle Dosierung, die in einem gegebenen Fall verabreicht wird, in Abstimmung mit den speziellen verabreichten Verbindungen, dem zu behandelndem Problem, dem Zustand des Subjekts und anderen relevanten Tatsachen, die die Aktivität des Wirkstoffes oder die Reaktion des Subjekts darauf modifizieren können, eingestellt werden, wie es dem Fachmann geläufig ist. Im allgemeinen können tägliche Einzeldosen oder unterteilte Tagesdosen verwendet werden, wie es dem Fachmann geläufig ist.
Bei einer vom Tierfutter getrennten Verabreichung können die Dosierungsformen für die verschiedenen Verbindungen hergestellt werden, indem man sie mit nicht-toxischen, pharmazeutisch verträglichen, essbaren Trägern kombiniert, um Präparate mit sofortiger Freisetzung oder mit verlangsamter Freisetzung zu erhalten, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist. Zu derartigen verzehrbaren Trägern können feste oder flüssige Produkte gehören, z. B. Maisstärke, Lactose, Saccharose, Sojaflocken, Erdnussöl, Olivenöl, Sesamöl und Propylenglykol. Bei Verwendung eines festen Trägers kann es sich bei der Dosierungsform der Verbindungen um Tabletten, Kapseln, Pulver, Pastillen oder Dressings in mikrodispergierbarer Form handeln. Bei Verwendung eines flüssigen Trägers kann es sich bei der Dosierungsform um Weichgelatinekapseln, Sirups oder flüssige Suspensionen, Emulsionen oder Lösungen, handeln. Die Dosierungsformen können femer Hilfsstoffe, wie Konservierungsmittel, Stabilisierungsmittel, Netz- oder Emulgiermittel, Lösungspromotoren und dergl., enthalten. Es können auch andere therapeutisch wertvolle Substanzen enthalten sein.
Die vorliegende Erfindung betrifft femer eine Futtermittelzusammensetzung für Tiere und ein Verfahren zum Anmischen eines Tierfutters unter Verwendung einer Tricarbonsäure oder einer Kombination aus einer Tricarbonsäure und einer 1α-hydroxylierten Vitamin D-Verbindung und/oder dem Enzym Phytase, um den diätetischen Phosphorbedarf im Tierfutter zu senken und/oder wegfallen zu lassen. Die 1α-hydroxylierten Vitamin D-Verbindungen, die sich zu diesem Zweck eignen, wurden vorstehend beschrieben. Die Menge des Phosphor- Ergänzungsmittels (18,5% P), die dem Futter einverleibt werden kann, kann auf 0 bis 0,9%, bezogen auf das Trockengewicht, verringert werden. Dies stellt eine erhebliche Verringerung der normalen Menge an Phosphorergänzungsmittel von 1,5 bis 2,5%, die Tierfutterzusammensetzungen zugesetzt wird, dar. Diese vorteilhafte Verminderung des Phosphors stellt eine direkte Folge der Zugabe einer Tricarbonsäure oder einer Kombination aus einer Tricarbonsäure und einer 1α-hydroxylierten Vitamin D-Verbindung und/oder des Enzyms Phytase zum Tierfutter dar.
Beim Tierfutter kann es sich um ein beliebiges, proteinhaltiges organisches Schrot, das normalerweise zur Befriedigung der diätetischen Bedürfnisse von Tieren verwendet wird, handeln. Viele derartiger, proteinhaltiger Schrotprodukte sind typischerweise vorwiegend aus Mais, Sojaschrot oder aus einem Mais/Sojaschrot-Gemisch zusammengesetzt. Beispielsweise gehören zu typischen handelsüblichen Produkten, die an Geflügel verfüttert werden, Egg Maker Complete, ein Geflügelfutterprodukt der Fa. Land O'Lakes AG Services, sowie Country Game &: Turkey Grower, ein Produkt der Fa. Agwa, Inc. Diese beiden handelsüblichen Produkte stellen typische Beispiele für Tierfutterprodukte dar, denen die vorliegende Tricarbonsäure oder eine Kombination aus einer Tricarbonsäure und 1α- hydroxylierten Vitamin D-Verbindungen und/oder dem Enzym Phytase einverleibt werden kann, um die Menge an aufzunehmendem zusätzlichem Phosphor, Zink, Mangan und Eisen, die bei derartigen Zusammensetzungen erforderlich ist, zu verringern oder wegfallen zu lassen. Somit können beliebige Typen von proteinhaltigen, organischen Schrotprodukten als Grundgemisch verwendet werden, denen, die Tricarbonsäuren, lahydroxylierten Vitamin D-Verbindungen oder Phytase sowie die verminderten zusätzlichen Mengen an Phosphor, Zink, Mangan und Eisen gemäß der vorliegenden Erfindung einverleibt werden.
Die vorliegende Erfindung ist auf die Nahrung von zahlreichen Tieren anwendbar, wobei der Begriff Tiere hier Säugetiere, Geflügel und Fisch umfasst. Insbesondere kann die Nahrung für vom gewerblichen Standpunkt aus wichtige Säugetiere, wie Schweine, Rinder, Schafe, Ziegen, Nagetiere für Laboratoriumszwecke (Ratten, Mäuse, Hamster und Wüstenspringmäuse), Pelztiere, wie Nerze und Füchse, sowie Zootiere, wie Affen, sowie für Haustiere, wie Katzen und Hunde, verwendet werden. Zu typischen, vom gewerblichen Gesichtspunkt aus wichtigen Geflügeln gehören Hühner, Truthähne, Enten, Gänse, Fasanen und Wachteln. Im gewerblichen Maßstab gezüchtete Fische, wie Forellen, können ebenfalls die hier beschriebene Nahrung erhalten.
Bei einem Verfahren zum Anmischen des erfindungsgemäßen Tierfutters wird die verwendete Tricarbonsäure dem Tierfutter in einer Menge von 5 bis 100 g/kg Futter, bezogen auf das Trockengewicht, einverleibt. Wie vorstehend erwähnt, reicht diese Menge aus, 0,5 bis 10% des Tierfutters bereitzustellen. Ferner werden die verwendeten 1a-hydroxylierten Vitamin D-Verbindungen dem Tierfutter in einer Menge von 5 bis 40 ug/kg Putter, bezogen auf das Trockengewicht, einverleibt. Das Futtermittelgemisch wird sodann als Futterbrei verfüttert oder in eine gewünschte besondere Form zur weiteren Verarbeitung und Verpackung gebracht. Im allgemeinen kann es sich bei dieser besonderen Form um Pellets, Blöcke oder Briketts, die nach bekannten Extrusions- und/oder Kompaktiertechniken gebildet worden sind, handeln. Die spezielle Verarbeitungstechnik, die herangezogen wird, beeinträchtigt das Verhalten der Tricarbonsäure, der 1α-hydroxylierten Vitamin D-Verbindungen oder der Phytase im Tierfuttergemisch nicht. Die Phytase kann in einer Menge von 300 bis 1200 Einheiten pro kg Futtermittel zugesetzt werden. Die Erfindung wird nachstehend durch die folgenden Beispiele näher beschrieben, die aber lediglich der Erläuterung dienen.
Nur Behandlungen mit einem Gehalt an einer Tricarbonsäure oder einem Salz davon in einer Menge von 2 bis 10 Gew.-% des Futters beziehen sich auf die vorliegende Erfindung.

Beispiel 1

Ziel dieses Tests war die Feststellung, ob die Zugabe von Citrat/Natriumcitrat oder Oxalat/Natriumoxalat zu einer P- & Ca- Mangeldiät die P-Verwertung verbessert.

Beschreibung

Küken (Broiler) erhielten eine Mais-Sojaschrot-Nahrung mit einem Mangel an Phosphor (P), die 23% Protein, 0,62% Calcium (Ca), 25 ug/kg D3 und 0,42% Phosphor (0,28% Phytat-P, 0,14% Nichtphytat-P, so dass ein ernster Mangel an "verfügbarem" P bestand; das NRC-Erfordernis für "verfügbaren" P beträgt 0,45%) enthielt. Calcium wurde auf 0,62% (unter das NRC-Erfordernis von 1,0%) eingestellt, um das Verhältnis von Calcium zu "verfügbarem" Phosphor auf etwa 6 : 1 einzustellen (das erwünschte Verhältnis liegt zwischen 1 : 1 und 2 : 1).

Allgemeine Vorgehensweise

Die Vorgehensweisen bei der Haltung, Behandlung und Tötung entsprachen den Bestimmungen des Committee on Laboratory Animal Care der Universität von Illinois. Beim biologischen Test an Hühnern wurden New Hampshire x Columbian-Küken der Hühnerfarm der Universität von Illinois herangezogen. Die Küken wurden in geheizten Aufzuchtbatterien mit hochgezogenen Drahtgeflechtböden in einem in Bezug auf die Umweltbedingungen kontrollierten Gebäude unter konstanter, 24-stündiger Fluoreszenzbeleuchtung von oben gehalten. Während der ersten 7 Tage nach dem Ausschlüpfen erhielten die Küken eine 23%ige CP-Mais-Sojaschrot- Nahrung, die mit Methionin angereichert war und in Bezug auf Ca, P und D3 angemessen war. Nachdem die Küken sodann über Nacht ohne Futter blieben, wurden sie gewogen und an den Flügeln beringt. Nach Auswählen von Vögeln in einem engen Gewichtsbereich wurden die Küken willkürlich auf Gehege aufgeteilt. Die Küken erhielten die ihnen zugedachte Versuchsnahrung nach Belieben vom 8. bis zum 22. Tag nach dem Schlüpfen. Jede der 6 diätetischen Behandlungen wurde während einer 14-tägigen Testfütterungsperiode an 4 Gehege von jeweils 4 Küken durchgeführt.
Am Ende eines jeden Tests wurden die Küken mit CO&sub2;-Gas getötet. Das rechte Schienbein der einzelnen Küken wurde quantitativ entnommen. Die Schienbeine der einzelnen Gehege wurden vereinigt. Nach Entfernung von anhaftendem Gewebe wurden sie 24 Stunden bei 100ºC getrocknet. Die getrockneten Knochenproben wurden gewogen und sodann 24 Stunden bei 600ºC in einem Muffelofen verascht. Das Aschegewicht wurde als prozentualer Anteil des trockenen Schienbeingewichts sowie als Aschegewicht pro Schienbein angegeben.
Die Grunddiät mit Phosphormangel (94%) wurde mit abgestuften Dosen eines Gemisches aus Citronensäure (Tricarbonsäure) + Natriumcitrat (1 : 1 verstärkt. Eine Behandlungsnahrung bestand aus einem Gemisch aus 0,50% Oxalsäure (Dicarbonsäure) und 0,50% Natriumoxalat. Die Menge an Maisstärke wurde variiert, um sämtliche Nahrungsprodukte auf insgesamt 100% zu bringen (94% Grundnahrung + 6% zugesetzte Säuren und/oder Maisstärke).
Grunddiät:
Bestandteil Prozent
Mais 45,35
SBM 41,23
Sojaöl 5,00
Kalkstein 1,32
Salz 0,40
Farm-Vitamingemisch 0,20
Mineralgemisch 0,15
DL-Met 0,20
Cholin-chlorid 0,10
Flavomycin 0,05

Behandlungen

1. Grundgemisch + 6% Maisstärke
2. Grundgemisch + 5% Maisstärke + 0,5% Citrafc + 0,5% Natriumcitrat
3. Grundgemisch + 4% Maisstärke + 1,0% Citrat + 1,0% Natriumcitrat
4. Grundgemisch + 2% Maisstärke + 2,0% Citrat + 2,0% Natriumcitrat
5. Grundgemisch + 0% Maisstärke + 3,0% Citrafc + 3,0% Natriumcitrat
6. Grundgemisch + 5% Maisstärke + 0,5% Oxalat + 0,5% Natriumoxalat
Die Daten wurden statistisch durch Varianzanalyse analysiert. Ergebnisse Tabelle 1
¹Bei den Daten handelt es sich um Mittelwerte für vier Gehege von jeweils 4 Küken, die am 8. bis 22 Tag nach dem Ausschlüpfen mit der Nahrung gefüttert wurden. Das durchschnittliche Anfangsgewicht betrug 100 g. a-cMittelwerte in den Spalten mit unterschiedlichen hochgestellten Buchstaben sind signifikant (p < 0,05) unterschiedlich.

Erörterung der Ergebnisse

Beginnend mit 1% Citrat und 1% Na-Citrat wuchsen die Küken rascher bei Ergänzung mit dieser Kombination. Bei 3% Citrat + 3% Na-Citrat war die Gewichtszunahmereaktion 22% höher als bei den Küken, die mit der nicht angereicherten negativen Kontrolldiät gefüttert wurden. Die Gewichtszunahmereaktion war fast vollständig das Ergebnis einer erhöhten freiwilligen Futteraufnahme, d. h. es gab keine Verbesserung des Wirkungsgrades der Gewichtszunahme (Verhältnis Zunahme : Futter). Das Oxalatgemisch erhöhte die Gewichtszunahme nicht, verminderte aber die Futterverwertung.
Die Knochen-Asche-Reaktion auf Citrat + Na-Citrat erwies sich als linear (p < 0,01) in Reaktion auf steigende Dosen des Citratgemisches. Bei 3% Citrat + 3% Na-Citrat in der Nahrung stieg die Konzentration der Knochenasche um 43% und die gesamte Knochenasche (mg/Schienbein) stieg um 83%. Das Oxalatgemisch (0,5% Oxalsäure + 0,5% Na-Oxalat) erhöhte ebenfalls die Knochenasche (p < 0,05). Dies lässt darauf schließen, dass beliebige organische Tri- oder Dicarbonsäuren in Bezug auf ein Löslichmachen von Phytat wirksam sind. Somit ist es wahrscheinlich, dass Maleinsäure, Fumarsäure, Bernsteinsäure, Äpfelsäure, Oxalsäure, Weinsäure, Isocitronensäure, Aconitsäure, Homocitronensäure und andere Säuren ebenfalls eine Wirksamkeit in Bezug auf die Freisetzung von Phytat P zeigen.

Beispiel 2

Versuche zum Wirkungsgrad bei Küken

A. Vorgehensweise

Das beste Maß für die P- (oder Ca-)-Aktivität bei Tieren, die mit einer P-Mangelnahrung gefüttert werden, ist der totale Aschegehalt der Knochen. Im vorliegenden biologischen Testsystem werden junge Küken (Alter 8 Tage) mit einer Mai s-Sojaschrot-Nahrung mit einem Gehalt an 0,6% Ca und 0,43% Gesamt-P (geschätzter, biologisch verfügbarer P jedoch nur 0,10%) gefüttert. Die erforderlichen Konzentrationen an Ca und P für Küken dieses Alters betragen 1,0% Ca und 0,45% verfügbarer P (d. h. Nichtphytat-P). Calcium wird in unserer Nahrung auf 0,6%, anstelle von 1,0% gehalten, da überschüssiges Ca in Gegenwart eines schweren Mangels an verfügbarem P Anorexie verursacht.
Allgemein ausgedrückt, werden drei oder vier Gehege von drei oder vier Küken pro Gehege den einzelnen diätetischen Behandlungen unterzogen. Sie werden bei freiem Futterzugang 12 Tage mit der Versuchsnahrung in Drahtkäfigen, die sich in einem in Bezug auf die Umweltbedingungen kontrollierten Tierzuchtraum befinden, unter konstanter (fluoreszierender) Beleuchtung gefüttert. Am Testende, am 20. Tag nach dem Ausschlüpfen, werden die Küken durch zervikale Dislokation getötet. Das linke Schienbein wird quantitativ entnommen. Die Knochen werden von anhaftendem Gewebe befreit, 24 Stunden bei 100ºC getrocknet, gewogen und sodann bei 600ºC (Muffelofen) 24 Stunden verascht. Bei den nach dem Veraschen verbleibenden Rest handelt es sich ausschließlich um anorganische Bestandteile. Das Aschegewicht (mineralische Bestandteile) als prozentualer Anteil des Knochentrockengewichtes stellt den prozentualen Ascheanteil (Mineralien und hauptsächlich Ca und P) im Knochen dar. Der prozentuale Ascheanteil ergibt bei Multiplikation mit dem Knochentrockengewicht die Gesamtknochenasche in mg. Die Schienbemasche gibt den Ascheanteil (oder die Knochenmineralisierung) im gesamten Skelett an. Unsere 20 Tage alten Kreuzzüchtungsküken (New Hampshire · Columbian), die mit einer in Bezug auf Ca und P angemessenen Nahrung gefüttert worden sind, weisen im allgemeinen prozentuale Knochenaschewerte von 45% auf.
Zur Bestimmung der biologischen Verfügbarkeit von Zn und Mn stellen der Gehalt an Zn und Mn im Knochen die eingeführten Kriterien dar, jedoch werden zur Bestimmung der biologischen Verfügbarkeit von Zn auch Wachstumsreaktionen herangezogen (Wedekind et al., 1992; Halpin und Baker, 1986). Zur Bestimmung der biologischen Verfügbarkeit von Zn oder Mn werden die Schienbeine 24 Stunden bei 100ºC getrocknet, gewogen und sodann weitere 24 Stunden bei 600ºC trocken verascht. Die getrocknete Asche wird sodann mit HNO&sub3; und H&sub2;O&sub2; nass verascht. Zink und Mangan werden sodann quantitativ durch Atomabsorptionsspektrophotometrie bestimmt (Wedekind et al., 1992). Bei Untersuchungen der biologischen Verfügbarkeit von Zn, Mn oder Fe (Hämoglobin-Test) werden die Küken mit einer Vortestnahrung (0 bis 8 Tage nach dem Ausschlüpfen), die einen Mangel an Zn, Mn oder Fe aufweist, gefüttert. Dadurch werden die Vorräte an diesen Spurenelementen erschöpft. Sodann werden die Versuche in Kükenbatterien aus rostfreiem Stahl, die mit Futter- und Wasserzufuhrvorrichtungen aus rostfreiem Stahl versehen sind, durchgeführt. Entionisiertes Wasser steht zur freien Verfügung. Diese Maßnahmen werden ergriffen, um eine Verunreinigung mit Zn, Mn oder Fe aus der Umgebung, der Einrichtung und dem Trinkwasser zu vermeiden.

B. Ergebnisse

Die Grundnahrung für diesen Versuch war so konzipiert, dass ein starker Mangel an verfügbarem P (der Großteil stammte aus phytatgebundenem P), jedoch eine angemessene Menge bis zu einem Überschuss an Vitamin D&sub3; und marginale Mengen sowohl an Zn und Mn vorlagen (d. h. keine Ergänzung mit Zn oder Mn in der Nahrung). Eine Zunahme der Knochenasche würde für eine verstärkte GI-Resorption von P sprechen. Eine Zunahme von Zn und Mn im Knochen würde für eine verstärkte GI-Resorption von Zn und Mn sprechen (Chung und Baker, 1990; Wedekind et al., 1992; Halpin und Baker, 1986; Baker et al., 1986). Wie in Tabelle 2 aufgeführt, stieg die Wachstumsgeschwindigkeit (P < 0,05) um 17% durch Zugabe von 0,10% P, uni 20% durch Zugabe von 1200 U Phytase, um 15,5% durch Zugabe von 1,25-(OH)&sub2;D&sub3; und um 25% durch, eine Kombination von. Phytase (1200 U) und 10,0 ug/kg 1,25-(OH)&sub2;D&sub3;. Die Knochenasche stellt jedoch das beste Maß für die biologische Verfügbarkeit von P dar. Die Gesamtknochenasche (mg) stieg (P < 0,01) um 56% durch Zugabe von 0,10% P (was zeigt, dass ein starker P-Mangel in der Nahrung vorlag), um 64% mit 1200 U Phytase, um 60% durch Zugabe von 1,25-(OH)&sub2;D&sub3; und um 98% durch Kombination von Phytase und 1,25-(OH)&sub2;D&sub3;. Zn (ug) im Schienbein stieg (P < 0,01) um 55% durch Zugabe von entweder 1200 U Phytase oder 10 ug/kg 1,25-(OH)&sub2;D&sub3;, jedoch um 86% durch kombinierte Zugabe von Phytase und Di- OH-D&sub3;. Mn(ug) im Schienbein stieg (P < 0,01) um 63% durch Phytase, um 85% durch Di-OH-D&sub3; und um 123% durch die Kombination von Phytase und Di-OH-D&sub3;.
Die Daten in Tabelle 3 zeigen die Ergebnisse eines zweiten Wirksamkeitsversuchs. Die Grunddiät bei diesem Versuch war in Bezug auf Ca angemessen und ferner mit normalen (Sicherheitsfaktor) Konzentrationen von Mn und Zn angereichert. Sie wies lediglich einen Mangel an verfügbarem P auf. Die Knochenasche war bei den mit der negativen Kontrollnahrung mit P-Mangel gefütterten Küken deutlich verringert. Tatsächlich war bei diesen Küken die prozentuale Knochenasche um etwa 5% niedriger (30,4% in Versuch 1, 25,5% in Versuch 2) was das hohe Verhältnis von Ca zu verfügbarem P wiederspiegelt. Die Wirksamkeit wurde erneut sowohl für Phytase als auch für 1,25-(OH)&sub2;D&sub3; nachgewiesen. Außerdem ergab die Nahrung, die sowohl Phytase als auch 1,25-(OH)&sub2;D&sub3; enthielt, Aschewerte, die nicht weit von denen entfernt waren, die mit einer in Bezug auf P angemessenen Nahrung (Nahrung 5) erzielt wurden.
Die Daten in Tabelle 4 zeigen die Ergebnisse eines klassischen Zn- Wirksamkeitstests. Die Grundnahrung wies nur einen Zn-Mangel auf (der MCR-1994-Zn-Bedarf beträgt 40 ppm), so dass auch bei Zugabe von 10 ppm Zn die Nahrung immer noch einen Zn-Mangel aufweist. Eine ausgeprägte Wirksamkeit wurde sowohl für Phytase als auch für 1,25-(OH)&sub2;D&sub3; beobachtet. Auch hier ergab sich für die Kombination eine additive Wirkung.
Nachdem schlüssig gezeigt worden ist, dass 1,25-(OH)&sub2;D&sub3; eine ausgeprägte Wirksamkeit bei der Verwertung von P, Zn und Mn aufweist, wurde im Anschluss daran ein Test zur Prüfung der Wirksamkeit von 1α-OH- D&sub3; durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 aufgeführt. Eine lineare (P < 0,01) Wachsfcumsreaktion erfolgte, wenn 1α-OH-D&sub3;-Dosen zwischen 0 und 20 ug/kg zugesetzt wurden. Die Schienbemasche stieg gleichermaßen deutlich an (P < 0,01), wenn 1α-OH-D&sub3; der Nahrung zugesetzt wurde. Die gesamte Schienbemasche (mg) war bei Küken, die mit der Nahrung mit 20 ug/kg 1α-OH-D&sub3; gefüttert worden waren, um 69% höher als bei den Küken, die mit der Grundnahrung ohne Ergänzung gefüttert worden waren. Eine Dosis von 40 ug/kg 1α-OH-D&sub3; erwies sich als wirksam und mit Sicherheit nicht toxisch, wobei aber die 20 ug/kg-Dosis die Reaktion, die der Freisetzung von P aus Phytat zuzuschreiben ist, auf ein Maximum brachte.
Die Daten in Tabelle 6 bestätigen den Synergismus zwischen der Kombination aus mikrobieller Phytase und 1,25-(OH)&sub2;D&sub3;. Ferner zeigen die Ergebnisse, dass bei Vergleich von Phytase-Dosen (600 gegenüber 1200 Einheiten) in Gegenwart von 10 ug/kg 1,25-(OH)&sub2;D&sub3; 600 Einheiten Phytase in Bezug auf eine Verbesserung der Verwertung von Phytat-P ebenso wirksam sind wie 1200 Einheiten. Dieser Befund zeigt bei einem Vergleich mit den Daten von Tabelle 2, dass die Phytase-Ergänzungskonzentration, die für eine maximale Reaktion erforderlich ist, auf die Hälfte reduziert werden kann, wenn eine ergänzende, biologisch aktive 1α-OH-Vitamin D-Verbindung ebenfalls der Nahrung zugesetzt wird. Tatsächlich rief eine geringe Dosis von nur 300 Einheiten Phytase eine ausgeprägte Reaktion in Gegenwart von 1,25-(OH)&sub2;D&sub3; hervor.
Die Daten in Tabelle 7 zeigen, dass ein Synergismus zwischen 1α-OH- D&sub3; und Phytase besteht. So führten 20 ug/kg 1α-OH-D&sub3; in Kombination mit 1200 Einheiten Phytase zu einer Erhöhung der gesamten Knochenasche um 107% gegenüber dem Wert, der für die Mais-Sojaschrot-Grunddiät ohne Ergänzung festgestellt wurde. Eine Ergänzung mit 1α-OH-D&sub3; allein führte zu einer Erhöhung der Knochenasche um 74%, während eine Ergänzung mit Phytase allein den Wert für die Knochenasche um 65% steigerte. Tabelle 2 Durch Phytase und 1,25-Dihydroxycholecalciferol erzielte Steigerung der Wachstumsgeschwindigkeit und der Knochenfestigkeit von Küken bei Fütterung mit einer Phosphor-Mangelnahrung (Versuch 1)¹

Fußnoten zu Tabelle 2

¹ Die Daten geben Mittelwerte pro Küken von 4 Gehegen mit 4 weiblichen Küken während einer Zeitspanne von 8 bis 20 Tagen nach dem Ausschlüpfen wieder; das durchschnittliche Anfangsgewicht betrug 82 g.
² Die Mais-Sojaschrot-Grundnahrung (23% CP) enthielt 0,10% verfügbaren P und 0,60% Ca. Weder Mn noch Zn wurden dieser Grundnahrung als Ergänzungsmittel zugesetzt. Die Nahrung wies einen angemessenen bis überschüssigen Gehalt an Vitamin D&sub3; auf, da sie 1000 IU ergänzendes Cholecalciferol pro kg Nahrung (25 ug/kg) enthielt.
³ Bezogen auf das Trockengewicht.
&sup4; Abgestufte Dosen von P aus KH&sub2;PO&sub4;.
&sup5; Phytase der Fa. BASF Corp. Parsippany, NJ 07054. 1 Einheit (U) Phytase ist als die Enzymmenge definiert, die zur Freisetzung von 1 umol anorganischem Phosphor pro 1 Minute aus 1,5 mmol/L Natriumphytat beim pH- Wert 5,5 und bei 37ºC erforderlich ist. Phytase wurde aus einem Vorgemisch (NatuphosR 5 000 BASF), die 5 000 U Phytase-Aktivität pro Gram enthielt, zugegeben.
&sup6; Dihydroxycholecalciferol (DiOH-D&sub3;), bezogen von Hoffman-LaRoche, Inc., Nutley, NJ. DiOH-D&sub3; wurde in Propylenglykol zu einer Losung mit 10 ug/ml gelöst. Das gewünschte Volumen der DiOH-D&sub3;-Lösung für jede herangezogene Nahrung wurde sodann in Petrolether gelöst, der mit der Grundnahrung vorgemischt und anschließend der fertigen Nahrung zum Vermischen zugesetzt wurde. Tabelle 3 Einfluss von Phytase und 1,25-Dihydroxycholecalciferol auf das Verhalten und die Knocheneigenschaften von Küken, die mit Nahrung mit einem Phosphormangel und angemessenem Calciumgehalt gefüttert wurden (Versuch 2)¹ Tabelle 4 Wirksamkeit von Phytase und 1,25-Di-OH-D&sub3; bei Küken, die mit einer Zn-Mangelnahrung gefüttert wurden (Versuch 3)¹
¹ Die Daten stellen Mittelwerte von vier Gehegen dar, die jeweils 4 männliche Küken mit einem Gewicht von 84,5 g 8 Tage nach dem Ausschlüpfen umfassen. Die Fütterungsdauer in Batterien aus rostfreiem Stahl betrug 12 Tage, wobei die Küken entionisiertes Wasser erhielten. Während der 8 Tage vor dem Test wurden die Küken mit einer Sojaschrot-Nahrung mit geringem Zn-Gehalt gefüttert.
² Sojakonzentrat-Dextrose-Nahrung mit einem Gehalt an 13 ppm Zn. Tabelle 5 Eine diätetische Zugabe von 1-α-Hydroxycholecalciferol erhöht die Verwertung von Phytat-Phosphor (Versuch 4)1
¹ Mittelwert für drei Gehege für vier Küken im Zeitraum von 8 bis 20 Tagen nach dem Ausschlüpfen.
² Zugabe zu einer Mais-Sojaschrot-Nahrung (23% CP) mit einem angemessenen Gehalt an Vitamin D-3, 0,60% Ca und 0,43% P (geschätzter verfügbarer P 0,10%).
³ Mittelwert innerhalb der Spalten mit unterschiedlichen hochgestellten Buchstaben sind signifikant (P < 0,5) verschieden. Tabelle 6 Verhalten und Knochenasche von Küken, die mit 1,25- Dihydroxycholecalciferol in Abwesenheit oder Gegenwart von drei Konzentrationen an mikrobieller Phytase gefüttert wurden (Versuch 5)¹
¹ Die Daten stellen Mittelwerte für vier Gehege mit vier weiblichen Küken dar, die mit experimenteller Nahrung im Zeitraum von 8 bis 20 Tagen nach dem Ausschlüpfen gefüttert wurden. Das durchschnittliche Anfangsgewicht betrug 93 g. Mittelwerte in den Spalten mit unterschiedlichen hochgestellten Buchstaben sind signifikant verschieden (P < 0,05).
² Die Grunddiät (Tabelle 1) enthielt aufgrund von Analyse 0,43% P (geschätzter verfügbarer P 0,10%), 0,63% Ca und 23% rohes Protein.
³ Bezogen auf das Trockengewicht. Tabelle 7 Bewertung des Einflusses von 1-α-Hydroxycholecalciferol mit und ohne Zugabe von Phytase auf die Phosphorverwertung¹
¹ Die Daten stellen Mittelwerte für drei Gehege mit vier weiblichen Küken dar, die mit experimentellen Nahrungen im Zeitraum von 8 bis 20 Tagen nach dem Ausschlüpfen gefüttert wurden. Das durchschnittliche Anfangsgewicht betrug 88 g. Mittelwerte in den Spalten mit unterschiedlichen hochgestellten Buchstaben sind signifikant verschieden (P < 0,05).
² Die Mais-Sojaschrot-Grundnahrung enthielt aufgrund von Analyse 0,43 g P/100 g (0,10 g/100 g geschätzter Nonphytat-P), 0,63 g Ca/100 g und 23,9 g CP/100 g.
³ Bezogen auf das Trockengewicht.

Claims

1. Futtermittelzusammensetzung für Geflügel, enthaltend ein Futtermittel für Geflügel mit einem Gehalt an weniger als 0,9% eines anorganischen Phosphor-Ergänzungsmittels und

ein Additiv, das Phosphor im Futtermittel für das Geflügel biologisch verfügbar macht, enthaltend eine Tricarbonsäure oder ein Salz davon in einer Menge von 2 bis 10 Gew.-% des Tierfutters, bezogen auf das Trockengewicht.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei es sich bei der Tricarbonsäure um Citronensäure, Isocitronensäure, trans-Aconitsäure, cis-Aconitsäure oder Homocitronensäure handelt.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei es sich bei dem Salz um ein Natrium-, Kalium, Lithium-, Magnesium-, Calcium- oder Ammoniumsalz handelt.

4. Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Additiv Natriumcitrat enthält.

5. Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der verfügbar gemachte Phosphor aus Phytat-Komplexen im Futtermittel stammt.

6. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der verfügbar gemachte Phosphor aus anorganischen Quellen im Futtermittel stammt.

7. Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner enthaltend eine 1α-hydroxylierte Vitamin D-Verbindung in einer Menge, die pro 1 kg Futtermittel 5 ug bis 40 ug der 1α-hydroxylierten Vitamin D- Verbindung der folgenden allgemeinen Formel ergibt:

worin X&sub1; Wasserstoff oder eine Hydroxylschutzgruppe bedeutet, X&sub2; Hydroxyl oder geschütztes Hydroxyl bedeutet, X&sub3; Wasserstoff oder Methyl bedeutet, X&sub4; und X&sub5; jeweils Wasserstoff oder zusammen eine Methylengruppe bedeuten und Z die Bedeutung Y, -OY, -CH&sub2;OY, -C CY oder -CH=CHY hat, wobei die Doppelbindung die stereochemische eis- oder trans-Konfiguration auf weist und wobei Y Wasserstoff, Methyl, -CR&sup5;O oder einen Rest der folgenden Formel bedeutet:

worin m und n unabhängig voneinander ganze Zahlen mit einem Wert von 0 bis 5 bedeuten. R¹ Wasserstoff, Hydroxyl, geschütztes Hydroxyl, Fluor, Trifluormethyl oder C&sub1;&submin;&sub5;-Alkyl, das geradkettig oder verzweigt sein kann und gegebenenfalls einen Hydroxyl- oder geschützten Hydroxyl- Substituenten trägt, bedeutet und die Reste R², R³ und R&sup4; unabhängig voneinander Wasserstoff, Fluor, Trifluormethyl oder C&sub1;&submin;&sub5;-Alkyl, das geradkettig oder verzweigt sein kann und gegebenenfalls einen Hydroxyl- oder geschützten Hydroxyl-Substituenten trägt, bedeutet und wobei R¹ und R² zusammen eine Oxogruppe oder eine Alkylidengruppe, =CR²R³, oder die Gruppe -(CH&sub2;)p- bedeuten, wobei p eine ganze Zahl mit einem Wert von 2 bis 5 ist und R³ und R&sup4; zusammen eine Oxogruppe oder die Gruppe -(CH&sub2;)q- bedeuten, wobei q eine ganze Zahl mit einem Wert von 2 bis 5 ist, und R&sup5; Wasserstoff, Hydroxyl, geschütztes Hydroxyl oder C&sub1;&submin;&sub5;-Alkyl bedeutet.

8. Zusammensetzung nach Anspruch 7, wobei es sich bei der Vitamin D-Verbindung um 1α-Hydroxyvitamin D&sub3; handelt.

9. Zusammensetzung nach Anspruch 7, wobei es sich bei der Vitamin D-Verbindung um 1α,25-Dihydroxyvitamin D&sub3; handelt.

10. Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, femer enthaltend eine Phytase in einer Menge von 300 bis 1200 Einheiten pro Kilogramm Futtermittel.

11. Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei es sich beim Geflügel um Hühner, Truthähne, Enten, Gänse, Fasane oder Wachteln handelt.

12. Futtermittel für Geflügel, enthaltend ein Additiv gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 und einen verzehrbaren Trägerstoff.

13. Verfahren zur Verstärkung der Verwertung von in einem Nahrungsmittel für Geflügel vorhandenen Phosphor, umfassend das Verfüttern eines Puttermitteladditivs nach Anspruch 12 an das Geflügel.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Verwertung von anorganischem Phosphor aus anorganischen Phosphorquellen im Futtermittel verstärkt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Verwertung von organischem Phosphor aus Phytat-Komplexen im Futtermittel verstärkt wird.

16. Verfahren zur Minimierung des diätetischen Phosphorbedarfs bei Geflügel, umfassend das Verfüttern einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 oder eines Futtermitteladditivs nach Anspruch 12 an das Geflügel.

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei der diätetische Bedarf an anorganischem Phosphor minimiert wird und es sich bei der Tricarbonsäure oder einem Salz davon um Citrat handelt.

18. Verfahren nach Anspruch 14 oder 17, wobei der verfügbar gemachte anorganische Phosphor in Form eines anorganischen Phosphor- Ergänzungsmittels dem Futter zugesetzt wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei das Futtermitteladditiv als Dressing über das Futtermittel gegeben wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei das Futtermitteladditiv direkt in das Futtermittel eingemischt wird, so dass das Additiv gleichzeitig mit dem Futtermittel verfüttert wird.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei das Futtermitteladditiv dem Geflügel getrennt vom Futtermittel verabreicht wird.

22. Verfahren zur Herstellung einer Puttermittelzusammensetzung für Geflügel, wobei ein Futtermittel für Geflügel mit einem Gehalt an weniger als 0,9% eines anorganischen Phosphor-Ergänzungsmittels mit 5 bis 100 g/kg einer Tricarbonsäure oder eines Salzes davon, bezogen auf das Trockengewicht, versetzt wird.