NSP-Enzym

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Einleitung

In den letzten Jahren hat das Wachstum des Marktes für nicht-viskose Rationen zu einer verstärkten Anwendung von Enzymen gegen Nicht-Stärke-Polysaccharide (NSP) geführt. Ende der 1980er- und Anfang der 1990er-Jahre begann man, NSP-Enzyme in Geflügelrationen einzusetzen, da sie in der Lage sind, das Problem nasser Einstreu sowie die mit hohen Anteilen an Gerste oder Weizen verbundenen Schwankungen der scheinbaren metabolisierbaren Energie (AME) zu korrigieren. Zunehmend befassen sich Wissenschaftler mit NSP-Enzymen, untersuchen die antinutritiven Eigenschaften viskoser NSP in bestimmten Getreiden und mindern diese negativen Effekte durch die Supplementierung geeigneter endo-wirkender Enzyme. Das Viskositätsargument war so überzeugend, dass sich der Einsatz von NSP-Enzymen als Standard etabliert hat, sobald in der Futtermittelindustrie nennenswerte Mengen an Gerste, Roggen oder Weizen verfügbar sind. Obwohl beobachtet wurde, dass viele Weizensorten keine gravierenden Viskositätsprobleme verursachen, wird diese Praxis fortgeführt; die Reaktion auf eine Supplementierung mit Endo-Xylanase lässt sich daher nicht allein mit einer „Korrektur“ des Viskositätsproblems erklären.

Choct et al. sind der Auffassung, dass die Enzymwirkung nicht ausschließlich mit der Viskositätsreduktion zusammenhängt, sondern dass alternative Mechanismen existieren müssen, die bislang nicht vollständig identifiziert und untersucht wurden. Dies leitete eine neue Phase akademischer und kommerzieller Forschung ein, die darauf abzielt, die Anwendung von NSP-Enzymen in nicht-viskosen Getreiden, insbesondere Mais, zu evaluieren. Laut einer aktuellen globalen Erhebung liegt die Penetrationsrate von NSP-Enzymen in Geflügelrationen inzwischen bei über 70 %, was darauf hinweist, dass die Futtermittelindustrie diese Enzyme allgemein akzeptiert. Der Markt bietet eine Vielzahl von Produkten, darunter monokomponentige Einzelenzyme, Enzymcocktails mit mehreren Aktivitäten sowie Produkte mit einer Hauptaktivität und mehreren nicht zielgerichteten Nebenaktivitäten. Die Produktauswahl spiegelt das Verständnis der Anwender hinsichtlich des potenziellen Wirkmechanismus von NSP-Enzymen wider. Zur Erklärung der Rolle von NSP-Enzymen wurden verschiedene Mechanismen vorgeschlagen, darunter die Aufhebung der Nährstoff-Einkapselung durch pflanzliche Zellwände, die Bereitstellung bioaktiver Oligomere mit potenziell präbiotischer Wirkung, die Modulation der intestinalen Mikroflora sowie die Reduktion der Viskosität etc.

Generierung präbiotischer Zucker

In jüngerer Zeit wurde vorgeschlagen, dass durch NSP-Enzyme gebildete präbiotische Oligosaccharide der Hauptgrund für die Wachstumsförderung sind, insbesondere in Rationen mit niedriger Viskosität. Diese Annahme soll die Tierleistung verbessern, indem die Mikrobiota in Richtung einer für eine optimale Leistung günstigeren Zusammensetzung gelenkt und die Wahrscheinlichkeit einer pathogenen Belastung reduziert wird. Interessanterweise prognostizierten Rosen et al., dass NSP-Enzyme in antibiotikafreien Rationen wirksamer sein würden. Wenn diese Annahme zutrifft, besteht das Ziel der NSP-Enzymzugabe zur Ration nicht in der Hydrolyse an sich, sondern in der Erzeugung spezifischer Oligosaccharide. Wenn ein Oligosaccharidtyp (z. B. Arabino-Xylo-Oligosaccharide, AXOS) die Wirkung eigenständig erzielen kann, stellt diese Hypothese zudem die Behauptung infrage, dass mehrere endogene Enzyme erforderlich seien, um mehrere Oligosaccharidtypen zu erzeugen. Noch wichtiger ist, dass sie zeigt, dass ein begrenzter Hydrolysegrad angestrebt werden sollte, um Oligosaccharide zu generieren, ohne diese weiter zu kürzeren und weniger wirksamen Disacchariden oder Monosacchariden abzubauen, die keine präbiotische Wirkung mehr besitzen. Dosierung und Enzymtyp sind dabei von entscheidender Bedeutung. Diese Enzyme können Oligosaccharide depolymerisieren und dadurch inaktivieren. Wird diese Hypothese akzeptiert, wird sich die zukünftige Entwicklung von NSP-Enzymen stärker an den durch die Enzymreaktion freigesetzten Produkten orientieren als am erreichten Hydrolysegrad. In diesem Fall ist es wahrscheinlich, dass NSP-Enzyme durch exogene Oligosaccharide ergänzt oder ersetzt werden.