Einfluss eines Hefezellwandproduktes auf die zootechnische Leistung sowie verdauungsphysiologische, mikrobiologische und immunologische Parameter bei Masthühnern

Abstract

Untersuchungen zufolge kann der nutritive Einsatz von Hefezellwänden die zootechnische Leistung, die intestinale Mikrobiota sowie die Immunantwort von landwirtschaftlichen Nutztieren positiv beeinflussen. Die Ergebnisse der verschiedenen Fütterungsstudien sind jedoch uneinheitlich. Dabei liegen Unterschiede in der Herkunft der Hefen, dem Herstellungsprozess und den Gehalten an β-Glucanen und MOS in den verschiedenen Hefezellwandpräparaten vor. Im Rahmen dieser Studie sollte untersucht werden, ob ein Hefezellwandprodukt konzentrationsabhängige Effekte auf die zootechnische Leistung, die Zusammensetzung und Aktivität der intestinalen Mikrobiota, das Immunsystem und die Verdauungsphysiologie von Masthühnern ausübt. Zu diesem Zweck wurden Eintagsküken (Cobb Germany Avimex GmbH) auf zwei konsekutiv folgende Mastdurchgänge aufgeteilt und während sowie am Ende der 35-tägigen Mastperiode Proben für immunologische, mikrobiologische und verdauungsphysiologische Analysen bei den Tieren entnommen. Alle Tiere erhielten als Basisdiät ein Starter- (d 1 - 14) sowie ein Mast-/Endmastfutter (d 15 - 35) auf Sojaextraktionsschrot-, Mais- und Weizenbasis. Vier Versuchsgruppen wurde das Produkt Immunowall® in aufsteigenden Konzentrationen (0,05 %, 0,10 %, 0,20 % und 0,30 %) über die gesamte Mastperiode zugesetzt. Eine fünfte Versuchsgruppe fungierte als Kontrollgruppe. Dabei wurden im Mittel 17 Tiere in einer Versuchseinheit gehalten, denen Futter und Wasser ad libitum zur Verfügung standen. Die zootechnischen Leistungsparameter wurden wöchentlich erhoben. Am 21. Lebenstag wurden die Tiere oral gegen das NDV vakziniert und den Masthühnern vor sowie sieben und 13 Tage nach der Impfung Blut für die Ermittlung der Antikörpertiter gegen das NDV, der Phagozytoseaktivität der Monozyten sowie der Zellgehalte entnommen. Im Alter von 35 Tagen wurden Digestaproben aus dem Kropf, Ileum und den Caeca für die Quantifizierung der Laktobazillen, Bifidobakterien, Enterobakterien und Escherichia/Hafnia/Shigella spp. entnommen. Zusätzlich wurden diese Proben für die pH-Wert-Messungen und die Bestimmung der bakteriellen Metaboliten verwendet. Die Messung von intestinalem IgA erfolgte in Digestaproben aus dem Duodenum. Darüber hinaus wurden der Thymus, die Milz und Bursa Fabricii vorsichtig aus dem Tierkörper exenteriert, gewogen und im Anschluss die relativen Organgewichte ermittelt. Um den Einfluss des Hefezellwandproduktes auf die verdauungsphysiologischen Parameter zu ermitteln, wurde am 36. Lebenstag Digesta aus dem Ileum für die Ermittlung der scheinbaren praecaecalen Verdaulichkeit von Protein, Fett und Stärke sowie der prozentualen Trockensubstanzgehalte der ursprünglichen Substanz entnommen. Die statistische Auswertung der Ergebnisse erfolgte anhand einer einfaktoriellen Varianzanalyse oder dem Kruskal-Wallis-Test sowie einer polynomialen Kontrastanalyse als Trendtest. Die zootechnischen Parameter der Masthühner wurden durch die Zugabe des Hefezellwandproduktes beeinflusst. Die Masthühner, denen das Hefezellwandprodukt zugesetzt wurde, zeigten in der zweiten und dritten Lebenswoche konzentrationsabhängige verbesserte Lebendmassen (p = 0,029 und p = 0,089). Dies spiegelte sich in der dritten Lebenswoche in einem tendenziell verbesserten Futteraufwand in der quadratischen Kontrastanalyse wider (p = 0,083). In der vierten und fünften Lebenswoche zeigten sich hingegen kompensatorisch höhere Lebendmassezunahmen sowie ein günstigerer Futteraufwand in der fünften Lebenswoche zugunsten der Kontrollgruppe und der Versuchsgruppe, denen 0,05 % des Hefezellwandproduktes hinzugefüttert wurde. Darüber hinaus war die mittlere Futteraufnahme in den ersten sieben Tagen in der Versuchsgruppe mit dem Zusatz von 0,30 % des Hefezellwandproduktes erhöht (p = 0,002) und der Futteraufwand ungünstiger (p = 0,081). Über die gesamte Mastperiode konnten keine Gruppenunterschiede bei den zootechnischen Parametern ermittelt werden. Bei der Quantifizierung der verschiedenen intestinalen Bakterienspezies konnten lediglich bei den Laktobazillen im Ileum Unterschiede zwischen den Versuchsgruppen beobachtet werden (p = 0,027). Dabei ergaben sich abgesicherte konzentrationsabhängige Effekte auf die Laktobazillen in der Kropf- sowie Ileumdigesta zugunsten der Versuchsgruppen, denen das Hefezellwandprodukt zugegeben wurde. Ähnliche Effekte konnten auch bei der Milch- und Essigsäure in der Kropf- und Ileumdigesta ermittelt werden, wenngleich die Effekte sich dort nicht absichern ließen. Entgegengesetzte konzentrationsabhängige Effekte wurden bei den pH-Wert-Messungen in der Kropfdigesta ermittelt. Die Ammoniumkonzentration in der Kropf- Ileum- und Caecadigesta wurde nicht beeinflusst. Die Propionsäurekonzentration der Versuchsgruppe mit dem Zusatz von 0,30 % des Hefezellwandproduktes war verglichen zu den Versuchsgruppen, denen 0,05 % und 0,10 % des Hefezellwandproduktes zugegeben wurde, erniedrigt (p = 0,047). Es konnten keine Gruppenunterschiede oder Dosis-Wirkungsbeziehungen bei den relativen Immunorgangewichten, der IgA-Konzentration im Duodenum, der Phagozytoseaktivität der Monozyten im Blut, dem Antikörpertiter gegen das NDV sowie der Quantifizierung der Monozyten und Heterophilen im Vollblut der Tiere festgestellt werden. Die Lymphozyten-, T- und B-Zellzahlen hingegen waren in dieser Fütterungsstudie an allen drei Zeitpunkten der Blutentnahme numerisch erhöht und es ergaben sich teils abgesichert sowie tendenziell erhöhte Lymphozyten-, T- und B-Zellzahlen am 28. und 34. Lebenstag durch den Einsatz des Hefezellwandproduktes. Bei der Analyse des prozentualen Trockensubstanzgehaltes in der ursprünglichen Substanz im Ileum und der scheinbaren praecaecalen Verdaulichkeit von Fett und Stärke blieben Unterschiede zwischen den Versuchsgruppen aus. Demgegenüber konnte ein Trend in der scheinbaren praecaecalen Proteinverdaulichkeit zugunsten der supplementierten Versuchsgruppen beobachtet werden. Als Schlussfolgerung zeigt sich, dass die Zugabe des Hefezellwandproduktes zu konzentrationsabhängigen Effekten der zootechnischen Leistung, der Zusammensetzung und Aktivität der intestinalen Mikrobiota, des erworbenen Immunsystems und der scheinbaren praecaecalen Rohproteinverdaulichkeit von gesunden Masthühnern geführt hat. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass das Hefezellwandprodukt eingesetzt werden könnte, um die Immunreaktion der Tiere zu verbessern, die Zusammensetzung und Aktivität der intestinalen Mikrobiota positiv zu beeinflussen und die zootechnische Leistung von gesunden Masthühnern in den ersten drei Lebenswochen zu verbessern. Es bleibt aber abzuklären, inwieweit das Hefezellwandprodukt bei Masthühnern unter ungünstigen hygienischen Bedingungen sinnvoll eingesetzt werden kann, um die Gesundheit und Leistung der Tiere zu verbessern.

According to different studies, yeast cell walls can positively influence the performance parameters, the intestinal microbiota and immune reaction of animals. However, the results of the different studies are inconstant. Differences seem to be dependent on origin of the yeast sources, production processes and amounts of β-glucans and MOS in the different yeast cell wall preparations. This study was conducted to investigate whether a yeast cell wall product can carry out dose-dependent effects on animal performance, the composition and activity of the intestinal microbiota, the immune system and the nutrient digestibility in broiler chickens. For that purpose one day-old male broiler chickens (Cobb Germany Avimex GmbH) were divided into two consecutive trial runs and samples were taken during as well as at the end of the 35-day-lasting fattening period for immunological, microbiological and digestibility analysis. All animals received as diet a starter (d 1 - 14) and grower mixture (d 15 - 35) based on soybean meal, maize and wheat. Four experimental groups were fed the product Immunowall® in rising concentrations (0.05 %, 0.10 %, 0.20 % and 0.30 %) over the whole fattening period, while the fifth experimental group served as control. Seventeen broiler chickens per floor pen each representing a single experimental unit. The animals received water and feed ad libitum. The performance parameters were recorded weekly. On day 21 the animals were orally vaccinated against NDV and blood samples were taken directly before as well as seven and 13 days after the vaccination for the quantification of the antibody titer against NDV, the determination of the phagocytic acitivity of the monocytes and complete blood counts. At the end of each trial run one broiler chicken from each experimental unit was slaughtered. To quantificate the lactobacilli, bifidobacteria, enterobacteria and Escherichia/Hafnia/Shigella spp. digesta samples were taken from the crop, ileum and caeca. These samples were also used for the measurement of the pH- value and the determination of the bacterial metabolites. Digesta from the duodenum were collected to measure the intestinal IgA concentration. Thymus, spleen and bursa fabricii were removed and weighed to determine the relative organ weights. In order to examine the effect of the yeast cell wall product on the nutrient digestibility, five animals of each experimental unit were randomly selected, slaughtered and samples of the ileum were collected to determine the dry matter content and the apparent ileal digestibility of protein, fat and starch on day 36. All collected data were analyzed by using a one-factorial analysis of variance or a Kruskal-wallis-test as well as a polynomial contrast analysis. The yeast cell wall product had an impact on the performance parameters. Chicken fed the yeast cell wall product showed dose- dependent effects on the body weight in the second and third week of age (p = 0.029 and p = 0.089). This was reflected in a better feed conversion ratio in the third week of age (p = 0.083). In the last two weeks of the fattening period the chickens of the control and the experimental group, which were fed 0.05 % of the yeast cell wall product showed a higher body weight gain in the analysis of variance and contrast analysis and tended to have a better feed conversion ratio in the linear contrast analysis in the last week. The feed intake in the first seven days of age was higher (p = 0.002) and the feed conversion ratio tended to be lower (p = 0.081) in the experimental group, which received 0.30 % of the yeast cell wall product. Over the whole fattening period there were no differences regarding the performance parameters between the five experimental groups. Concerning the quantification of the different bacteria species, only the concentration of the lactobacilli was different between the experimental groups (p = 0.027). A positive dose-dependent effect was detected for the lactobacilli in the digesta of the crop and ileum in the experimental groups with the yeast cell wall supplementation. Similar trends were observed regarding the lactate and acetic acid concentration in the digesta of the crop and ileum. Inverse dose-dependent effects were noticed in the pH-value of the crop digesta. The ammonia concentration in the crop, ileum and caeca were not affected by the addition of the yeast cell wall product. The concentration of propionic acid was reduced in the experimental group, which received 0.30 % of the yeast cell wall product in contrast to the groups with the addition of 0.05 % and 0.10 % of the yeast cell wall product (p = 0.047). The relative immune organ weights, the intestinal IgA concentration, the phagocytic acitivity of the monocytes, the antibody titer against NDV as well as the concentrations of the monocytes and heterophils in the blood of the broiler chickens were not affected by the addition of the yeast cell wall product, whereas the concentrations of the lymphoyctes in the blood were numerically higher at all three collection time points. Furthermore, the lymphocytes and the T- and B-lymphocytes were partly tendentially and significantly higher on day 28 and 34 in the experimental groups with the addition of the yeast cell wall product. Neither the dry matter content of the ileum digesta nor the apparent ileal digestibility of fat and starch were affected by the yeast cell wall product. In contrast, the apparent ileal digestibility of protein tended to be higher in the supplemented groups. To conclude, the results illustrate that the addition of the yeast cell wall product had a dose-dependent impact on the performance parameters, the composition and acitivity of the intestinal microbiota, the adaptive immune system and the apparent ileal digestibility ofprotein in healthy broiler chickens. The results indicate that the yeast cell wall product could be used to improve the immune response, the composition and activity of the intestinal microbiota and the performance parameters in the first three weeks of age of the chickens. It should be clarified, how far the addition of the yeast cell wall product can be used in broiler chickens under less favourable housing conditions in order to improve the health and performance of the animals.