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Herstellung und Einsatz von oligomeren Beta-Glucanen als Alternative für Antibiotika in der Tierernährung
Projekt
Förderkennzeichen: 2805HS010
Laufzeit: 01.01.2006
- 30.06.2008
Fördersumme: 99.210 Euro
Forschungszweck: Grundlagenforschung
Im Biotechnikum der TU Braunschweig wurde mit Hilfe des Pilzes Sclerotium rolfsii das über die Zellwand ausgeschiedene ß-Glucan 'Scleroglucan' produziert und aufgearbeitet, so dass es in nativer und hydolysierter Form für Fütterungsversuche mit 80 Ferkeln zur Verfügung stand. Diese Versuche wurden über einen Zeitraum von 5 Wochen durchgeführt. Die Ergebnisse ließen keine eindeutige Aussage hinsichtlich der Parameter Futteraufnahme, Gewichtszunahme, Cytokinlevel und Titer der Immunglobuline A, M und G zu. Die Molekulargewichtsbestimmung mittels Gelchromatografie von hochmolekularen und oligomeren Scleroglucanen wurde etabliert und optimiert, so dass verschiedene relevante Molekulargewichtsbereiche ermittelbar sind. Zum Erreichen reproduzierbarer Ergebnisse erwies sich dabei eine vollständige Entfernung von Ameisensäure und Formiaten durch Dialyse als erforderlich. Die enzymatische Hydrolyse wurde mit einem kommerziell erhältlichen und preisgünstigen Enzym durchgeführt. Nach Optimierung der Hydrolyse wurde der Prozess vom Labormaßstab in einen etwas größeren technischen Maßstab bis 30l überführt. Primär werden oligomere Scleroglucane mit einem Molekulargewicht von ca. 2.000 bzw. 4.000 g/mol gebildet, die das gleiche Verzweigungsmuster wie das native Molekül besitzen. Eine gewisse Reproduzierbarkeit der Hydrolyse scheint aufgrund der Untersuchungsergebnisse gewährleistet zu sein; die Effizienz des Verfahrens ist jedoch noch relativ niedrig. Aus 40 g Scleroglucan, gelöst in 20l Wasser, konnte ca. 2g dialysiertes Hydrolysat gewonnen werden. Mit Hilfe von markierten Scleroglucanen konnte nachgewiesen werden, dass hochmolekulares, natives Scleroglucan nicht in der Lage ist, die Darmwand des Schweines zu passieren. Über Versuche mit gefriergetrocknetem Darminhalt vom Schwein, Rind und Pferd konnte aufgezeigt werden, dass die Verstoffwechslung im Darm verschiedener Tierarten von der dort vorherrschenden Mikroorganismenumgebung abhängig ist, der Abbau von ß-Glucanen also artspezifisch erfolgt. Eine immunstimulierende Wirkung von degradierten Scleroglucanen wurde bei Versuchen mit Dendritischen Zellen (DC) aus dem Darm des Schweines erkennbar. In Abhängigkeit vom Molekulargewicht zeigten die DC eine verstärkte Reifung, verminderte Endozytoseaktivität (Zelleinschluss) und erhöhte stimulatorische Aktivität in Form von verstärkter Cytokinbildung.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Tierzucht
- Tierernährung
