Futtermittelkundekurs 4_NP Brauerei Brennerei Obst- und Gemüseverarbeitung_stud_np121124 PDF

T I E R Ä R Z T L I C H E F AK U L T Ä T Übungen zur Futtermittelkunde: Nebenprodukte der Brauerei, Brennerei, Obst- und Gemüseverarbeitung Lehrstuhl für Tierernährung und Diätetik Appl. Sci. 2021, 11, 2740. https://doi.org/10.3390/ a...

T I E R Ä R Z T L I C H E F AK U L T Ä T Übungen zur Futtermittelkunde: Nebenprodukte der Brauerei, Brennerei, Obst- und Gemüseverarbeitung Lehrstuhl für Tierernährung und Diätetik Appl. Sci. 2021, 11, 2740. https://doi.org/10.3390/ app11062740  Lernziele Sie kennen die fütterungsrelevanten Nebenprodukte der Brauerei, Brennerei, Obst- und Gemüseverarbeitung Sie können die Hauptnährstoffe sowie antinutritive Inhaltsstoffe dieser Nebenprodukte benennen Sie kennen die Eignung der Nebenprodukte für verschiedene Tierarten sowie Mögliche Risiken, die mit der Fütterung verbunden sind 2  Gemeinsamkeiten der heute zu behandelnden Nebenprodukte Fallen bei der Produktion von Lebensmitteln oder anderen industriellen Prozessen an „Nebenprodukte“, „Koppelprodukte“ Beitrag zur Energie- und Nährstoffversorgung, Kreislaufwirtschaft Verwendung abhängig von Inhaltsstoffen und Verdaulichkeit Heterogene Zusammensetzung Gleichbleibende Qualitäten oft nicht realisierbar 3  Gliederung - Malzkeime - Biertreber - Bierhefe Mälzerei und Brauerei Obst- und Brennerei Gemüse- und verarbei- Bioethanol- tung herstellung Neben- produkte der Zucker- Kartoffel- rüben- verarbei- verarbei- tung tung 4  Rohstoffe der Bierherstellung gemäß Reinheitsgebot von 1516 Hopfen (Nutzung: Dolden) Bitterstoffe (Humulone): Geschmack, Schaumstabilität, Haltbarkeit Braugerste (zweizeilige Sommergerste): ca. 300 verschiedene Arten Brauweizen (anteilig im Weizenbier) Wasser Hefe Untergärige Hefen (6-10 °C), obergärige Hefen (15-20 °C) Vergärung der Zucker zu Alkohol Fermentative Nebenprodukte (Bukettstoffe): u. a. Diacetyl, Aldehyde, Schwefelverbindungen, 5 höhere Alkohole und Ester  Fließbild der Bierherstellung (1) Gerste, Weizen Bildung von Mälzen (Keimen) Amylasen Grünmalz Darren und Putzen → Malzkeime Darrmalz https://www.deuka.de/en/lexicon/malt-sprouts/ Schroten Malz -> für die Bierherstellung 6  Verwendung der Malzkeime in der Fütterung Gerste: Keimwurzeln https://www.deuka.de/en/lexicon/malt-sprouts/ Weizen: Keimwurzeln und Blattkeime (-> junges Pflanzengewebe) Rfa: 15-20 % in der TS Rp: 20-30 % in der TS (davon bis zu 50 % NPN-Verbindungen!) Stark hygroskopisch (Lagerungsdauer: 3-4 Monate) Nur im Gemisch mit schmackhaften Komponenten Typischerweise Wiederkäuer, aber ggf. bitterer Milchgeschmack 7  Fließbild der Bierherstellung (2) Darrmalz Schroten Mischung des Malzes mit Wasser, allmähliche Erhitzung Enzymatischer Abbau von Stärke zu Zucker Maischen (Verzuckern) Filterpresse oder Läuterbottich Süße Würze Biertreber Lösliche Anteile Unlösliche Anteile Für die Bierherstellung Für die Tierernährung 8 Appl. Sci. 2021, 11, 2740  Biertreber Appl. Sci. 2021, 11, 2740 Zusammensetzung Ungelöste Anteile des Malzes und der Rohfrucht Spelzen, Schalen, Reststärke, Protein, Fett, Mineralstoffe Hoher Wassergehalt (TS ca. 20 %) Neigung zum bakteriellen Verderb (Zwischenlagerung < 1 Tag) Fütterung Frisch (hohe Akzeptanz bei Wiederkäuern) Silage (geringer Zuckergehalt -> Silierzusätze erforderlich) Trockenprodukt -> Bestandteil von Mischfuttermitteln 9  Biertreber Sommergerste Biertreber 3% 5% 5% 20% 26% 2% 12% 63% 56% 8% Stärke + Zucker Rp Rfe Gesamtfaser (errechnet) Ra Stärke + Zucker Rp Rfe Gesamtfaser (errechnet) Ra 10 Jeroch et al. (2020)  Fütterungsempfehlungen für Biertreber (Supplemente 2024, S. 117) Maximale Menge pro Tag Milchkühe 12-15 kg Mastrinder 10-12 kg Schafe 1-3 kg (Cu-Gehalt beachten -> Cu-Kessel in der Brauerei) Frisch oder siliert (24 % TS) Pferde 15 kg Schweine 1-4 kg Maximale Menge pro Tag Milchkühe 2-3 kg Mastrinder 2 kg Schafe 0,5 kg (Cu-Gehalt beachten -> Cu-Kessel in der Brauerei) Getrocknet (88 % TS) Pferde 4 kg Schweine 10 % im Mischfutter 11 Geflügel 5-10 % im Mischfutter  Fließbild der Bierherstellung (3) Süße Würze Hopfenprodukte → Kochen Entbittern, Filtern → Trub/Hopfentreber Bierwürze Hefe → Alkoholische Gärung Abtrennen der Hefe Bier Bierhefe Für die Tierernährung 12  Bierhefe Zusammensetzung Proteinreich (40-60 % Rp in der TS) Davon 70 % Reineiweiß, 20 % Nukleinsäuren, 10 % freie Aminosäuren Hoher Lysingehalt (38 g/kg) Hoher Anteil an B-Vitaminen (Ausnahme Vitamin B12) 13  Fütterungsempfehlungen für Bierhefe (Supplemente 2024, S. 117) Maximale Menge pro Tag Milchkühe 1 kg (Aktivierung der Pansenmikrobiota) Mastrinder 0,5 kg Schafe 0,3 kg (Cu-Gehalt beachten -> Cu-Kessel in der Brauerei) Getrocknet (88 % TS) Pferde 0,5-1 kg (Fohlen: max. 0,1 kg) Schweine 2-5 % im Mischfutter Geflügel 2-5 % im Mischfutter 14  Fließbild der Bierherstellung Gerste, Weizen Mälzen (Keimen) Grünmalz Darren und Putzen → Malzkeime - Rohproteinreich - Faserreich Darrmalz - Hoher Gehalt NPN-Verbindungen Schroten - Hoher Wassergehalt, schneller Verderb Maischen (Verzuckern) Filterpresse oder Läuterbottich → Treber - - Rohproteinreich Faserreich Süße Würze - Frisch oder getrocknet Hopfenprodukte → Kochen - Frisch: Hoher Wassergehalt, schneller Verderb Entbittern, Filtern → Trub/Hopfentreber Bierwürze Hefezusatz → Alkoholische Gärung 15 Abtrennen der Hefe → Bierhefe - Rohproteinreich - Hoher Lysingehalt - Hoher Gehalt an B-Vitaminen Bier  Praktische Übung 1 Erkennen von Nebenprodukten der Brauerei 16  Gliederung Mälzerei und Brauerei - Schlempe Obst- und Brennerei Gemüse- und verarbei- Bioethanol- tung herstellung Neben- produkte der Zucker- Kartoffel- rüben- verarbei- verarbei- tung tung 17  Bioethanolproduktion in Deutschland und weltweit Deutschland, 2022 (Quelle: BDBe) 18 Sustainability 2023, 15, 2937. https://doi.org/10.3390/ su15042937  Herstellungsprozess Prinzip Alkoholische Vergärung zucker- oder stärkehaltiger Rohstoffe mittels Hefezusatz Verlauf Vergärung der zuckerhaltigen Maische -> Umwandlung in Alkohol und CO2 Destillation der Maische nach der Gärung Alkohol verdampft und wird kondensiert (75-90 % Alkohol) Schlempe Destillationsrückstand Je Liter Alkohol ~ 11 bis 14 Liter Schlempe 19  Fließschema der Destillatproduktion aus Getreide* Gereinigte Getreidekörner * Spiritusherstellung auch aus Kartoffeln Vermahlung Malz oder Maischen technische Enzyme (Stärkeaufschluss, Stärkeverzuckerung) Hefe Alkoholische Gärung CO2 Destillation Schlempe Rohspiritus Rektifikation 20 Kornfeindestillat techn. Alkohol  Schlempe Allgemeine Eigenschaften Weitgehend frei von Stärke Gehalte verbleibender Nährstoffe 2,5-3fach erhöht Protein durch Hefewachstum Quelle für B-Vitamine (außer B12) 21  Schlempe Weizen Weizenschlempe 2% 13% 2% 6% 6% 14% 36% 45% 69% 7% Stärke + Zucker Rp Rfe Gesamtfaser (errechnet) Ra Stärke + Zucker Rp Rfe Gesamtfaser (errechnet) Ra 22 Jeroch et al. (2020), mod.  Schlempe Produkte Flüssigschlempe (5-10 % TS): Fütterung im nahen Umfeld, z. B. an Mastbullen Pressschlempen (bis 40 % TS): Begrenzt lagerfähig, silierbar in Folienschläuchen Trockenschlempe: Proteinschädigung durch Trocknung möglich Handel: DDGS (Dried Distillers Grains with Solubles) 23  Flüssigschlempe Hoher Wassergehalt -> fortschreitende Gärprozesse Schlempehusten durch Schleimhautreizungen (u. a. Alkohol, Essigsäure) Schlempemauke (Kartoffelschlempe): Entzündlicher Ausschlag an den Gliedmaßen (Rind) Besondere Maßnahmen bei frischen Schlempen Gewöhnung Verfütterung warm/schnell; Struktur-/Energieausgleich Geruchseffekte -> Verfütterung nach dem Melken 24  Fütterungsempfehlungen für Schlempe (Supplemente 2024, S. 117) Maximale Menge pro Tag Milchkühe 40 kg Mastrinder 60 kg Schafe 5 kg (nicht an Jungtiere sowie an hochtragende und Flüssigschlempe säugende Muttertiere) Schweine 2-4 kg (an Tiere > 40-50 kg; nicht an hochtragende und säugende Sauen) Geflügel < 10 % 25  Gliederung Mälzerei und Brauerei Obst- und Brennerei Gemüse- und verarbei- Bioethanol- tung herstellung Neben- produkte der Zucker- - Pülpe Kartoffel- rüben- verarbei- - Kartoffeleiweiß verarbei- tung tung 26  Fließbild der Kartoffelstärke- und Kartoffeleiweißherstellung Kartoffeln Zerkleinern Fruchtwasser Zentrifugation Reibsel Hitze-Säure-Koagulation Auswaschen Kartoffeleiweiß Stärke Pülpe 27  Fütterungsrelevante Nebenprodukte aus der Kartoffelverarbeitung Pülpe Faserreich mit hohem Reststärkeanteil Behandlung (Monogastrier): Stärkeaufschluss (ab 62 °C) und Inaktivierung der Trypsin- und Chymotrypsininhibitoren (ab 90 °C) Kartoffeleiweiß Hohe biologische Wertigkeit Einsatz z. B.: Jungtiere (-> hoher Proteinbedarf) Nutztiere Ökologischer Landbau (Verbot von Extraktionsschroten) Heimtiere (v.a. Hund und Katze) 28  Fütterungsempfehlungen für Kartoffelpülpe und Kartoffeleiweiß (Supplemente 2024, S. 108 sowie Jeroch et al. 2020, S. 250) Maximale Menge pro Tag Milchkühe 25 kg Kartoffelpülpe Mastrinder 20 kg Maximale Menge pro Tag Kartoffeleiweiß Schwein, Geflügel Bis 10 % im Mischfutter 29  Praktische Übung 2 Erkennen von Nebenprodukten der Kartoffelverarbeitung 30  Gliederung Mälzerei und Brauerei Obst- und Brennerei Gemüse- und verarbei- Bioethanol- tung herstellung Neben- produkte der - Nassschnitzel Zucker- Kartoffel- rüben- - Pressschnitzel verarbei- verarbei- - Trockenschnitzel tung tung 31 - Melasse  Verfahrensschema der Verarbeitung von Zuckerrüben Zuckerrüben Extraktions-/Diffusionsanlage (gewaschen, zerkleinert) Diffusionssaft Nassschnitzel ← CaCO3 Scheideschlamm Pressen Dünnsaft (16 % Zucker) Pressschnitzel 1 t Zuckerrüben Dicksaft (67 % Zucker) Heißlufttrocknung 135 kg Weißzucker 540 kg Diffusionsschnitzel Trockenschnitzel (60 kg Trockenschnitzel) Kristallisation 40 kg Melasse + Zentrifugation (3x) Rohzucker Melasse Auflösen und Kristallisation Melassierte 32 Trockenschnitzel Raffinade  Nass- und Pressschnitzel Nassschnitzel Hoher Wassergehalt (87-92 %), noch warm Leicht verderblich Für Silierung ungeeignet Pressschnitzel 20-35 % TS (< 3 Tage haltbar) Zunächst noch warm (45-50 °C) Konservierung (> 24 % TS) -> Pressschnitzelsilage Heißlufttrocknung (-> Trockenschnitzel) 33  Pressschnitzel, -silage, Trockenschnitzel Pektinreich (Struktur und Quellfähigkeit) Rohproteingehalt gering (aber relativ viele NPN-Verbindungen) Verdaulichkeit beim Wiederkäuer: 85 % 34  Fütterungsempfehlungen für Trockenschnitzel (Supplemente 2024, S. 105) Maximaler Anteil im Mischfutter Mastschwein 5-10 % Tragende Sauen 25 % Melassierte oder Laktierende Sauen 10 % unmelassierte Wiederkäuer 40 % Trockenschnitzel Pferd 10 % (Limitierung wegen des starken Quellvermögens) Vor der Verfütterung einweichen, sonst Gefahr der Schlundverstopfung! Empfehlungen Nassschnitzel und Pressschnitzelsilage: Supplemente 2024, S. 107 35  Zuckerrübenmelasse Wertbestimmende Merkmale Zucker (Saccharose, Glucose, Fructose, Raffinose) Lösliche Nichtzuckerstoffe (N-haltige Verbindungen, Mineralstoffe) Hohe Verdaulichkeit (90 %) Produkte Zuckerrübenmelasse (> 36 % Zucker) Zuckerrübenmelasse, zuckerreich (> 45 % Zucker) Teilentzuckerte Zuckerrübenmelasse 36  Fütterungsempfehlungen für Melasse (Jeroch 2020, S. 266 sowie Coenen und Vervuert 2020, S. 168) Maximale Menge pro Tag Wiederkäuer 15 % der TS-Aufnahme Schweine 10 % der Futter-TS (15-40 kg KM) bzw. 20 % der Futter- TS (> 40 kg KM) Pferde 0,25 kg/100 kg KM (Reitpferde) bzw. 0,5 kg/100 kg KM (schwere Zugpferde) 37  Praktische Übung 3 Erkennen von Nebenprodukten der Zuckerrübenverarbeitung 38  Gliederung Mälzerei und Brauerei - Trester Obst- und Brennerei Gemüse- und verarbei- Bioethanol- tung herstellung Neben- produkte der Zucker- Kartoffel- rüben- verarbei- verarbei- tung tung 39  Fließbild der Obst- und Gemüsesaftherstellung Obst, Gemüse Nicht verwertbares Obst/Gemüse Waschen, Reinigen Trester Sortierung Trocknung Pressen Saftherstellung Ggf. Pressen zu Pellets 40  Trester Enthält Kämme (Trauben), Schalen, Kerngehäuse, Kerne und wechselnde Anteile des Fruchtfleisches (-markes) der jeweiligen Früchte Faserreiches Produkt V.a. Pektine und Hemicellulosen Weintrester sind sehr ligninreich Weitere Nährstoffe Rohfett durch Kerne Generell stark schwankende Inhaltsstoffe (-> Ausgangsmaterial, Art der Saftgewinnung, weitere Aufbereitung) 41  Trester Einsatz: frisch, siliert oder getrocknet Guter Futterwert: Obst- und Citrustrester Können Getreide in Kraftfuttermischungen bei Milchkühen und Mastrindern ersetzen (bis zu 30 %) Geringer Futterwert: Weintrester, entpektinierte Trester (Futterwert wie Stroh) Risiken Geschmacksbeeinträchtigung der Milch Verdorbene Trester (Zwischenlagerung > 2 Tage: Durchfälle) 42 ANF (Limonin toxisch für Schwein und Geflügel: VQ ↓, Proteinqualität ↓)  Praktische Übung 4 Erkennen von Nebenprodukten der Obst- und Gemüseverarbeitung 43