Wie Hefezellwände die Zukunft der Geflügelproduktion unterstützen.

Die Weltbevölkerung wächst weiter und wird im Jahr 2050 voraussichtlich 9,6 Milliarden Menschen umfassen. Um den Nahrungsmittelbedarf dieser wachsenden Bevölkerung zu decken, hat die Geflügelproduktion stark zugenommen. Die weltweite Geflügelfleischproduktion stieg im Jahr 2023 auf fast 140 Millionen Tonnen an und übertraf damit die Schweinefleischproduktion deutlich. Geflügel ist zu einem der größten und wichtigsten landwirtschaftlichen Sektoren geworden und stellt eine wichtige Proteinquelle dar. Der Markt für Geflügelfleisch wächst schnell und der Verbrauch wird voraussichtlich weiter um 65 % steigen.

Das Wachstum der Geflügelindustrie wurde durch bemerkenswerte Fortschritte in den Bereichen Fütterung, Haltung, Management und Genetik ermöglicht. Die Geflügelproduktion hat sich in den letzten 30 Jahren enorm entwickelt. Dank dieser Verbesserungen, die sich unter anderem auf Wachstumsrate, Futtereffizienz, Skelett- und Organgesundheit sowie Eierproduktion und -qualität konzentrieren, konnte zum einen die Produktionsdauer von modernen Legehennen auf bis zu 100 Wochen verlängert und weiter die Mastdauer von Hähnchen auf bis zu 35 Tage reduziert werden. Genetische Zuchtprogramme konzentrieren sich nicht nur auf die Produktivität, sondern auch auf die Gesundheit und das Wohlbefinden der Tiere.

Diese Produktivitätssteigerungen bedeuten jedoch auch, dass sich die Tiere näher an ihren biologischen Grenzen befinden. Daher sind Faktoren wie Fütterung, Umwelt und Management noch wichtiger geworden. Der Verzicht auf antibiotische Wachstumsförderer im Futter hat die Anforderungen zur Unterstützung von Darmgesundheit und Tierleistung ansteigen lassen.

Der Darmtrakt stellt 70 % des Immunsystems dar. Er produziert und speichert Immunzellen und unterstützt die Immunität durch die Freisetzung von zellulären Signalproteinen (Zytokinen). Beim Schlupf haben Küken ein unvollständiges Immunsystem, das sich erst im Alter von einigen Wochen entwickelt. Daher ist eine Förderung der immunologischen Abwehrkraft von großer Bedeutung.

Die Darmgesundheit gilt heute als eine der wichtigsten Anforderungen in der Geflügelindustrie, da sie die Verdauung und Aufnahme von Nährstoffen und letztlich die Gesamtleistung beeinflusst. Probleme wie die Aufrechterhaltung der Darmgesundheit bei Rationsumstellungen, steigende Futterkosten und der zunehmende Druck durch Pathogene, wie Salmonellen und E. coli, stellen grundlegende Probleme dar.

Die Antibiotikaresistenz pathogener Bakterien ist zu einer der größten Herausforderungen des 21. Jahrhunderts geworden und hat Auswirkungen auf die Gesundheit von Menschen und Tieren. Ein wichtiger Faktor stellt die Tierhaltung und somit die Produktion von Lebensmitteln tierischen Ursprungs dar. Sie ist zum Reservoir für resistente Krankheitserreger geworden und ermöglicht deren Übertragung auf den Menschen. Infektionen mit Salmonellen und E. coli stellen weltweit ein großes Problem dar.

Salmonellen gelten weltweit als eine der Hauptursachen lebensmittelbedingter Erkrankungen und sind in der EU der bedenklichste lebensmittelbedingte Krankheitserreger. Dieser Erreger verursacht jährlich Millionen von Infektionen, die zu einer Vielzahl von Symptomen führen und eine erhebliche wirtschaftliche Belastung darstellen, die allein in der EU auf mehrere Milliarden Euro pro Jahr geschätzt wird. Die schleichende Art der Übertragung von Salmonellen, die bei Geflügel oft ohne erkennbare Anzeichen erfolgt, unterstreicht die dringende Notwendigkeit wirksamer Strategien zur Reduzierung der Prävalenz dieses Erregers in landwirtschaftlichen Betrieben zum Schutz der Lebensmittelkette.

E. coli ist eine der weltweit häufigsten und wirtschaftlich verheerendsten bakteriellen Infektionen bei Geflügel, die jährlich Verluste in Millionenhöhe verursacht und die Entwicklung der Geflügelindustrie beeinträchtigt. E. coli kommt zwar natürlicherweise im Darmtrakt von Geflügel vor, ist aber auch in der Lage schwere Infektionen mit hoher Morbidität und Mortalität zu verursachen, wenn die Besiedlung zu stark wird. Während Salmonelleninfektionen als lebensmittelbedingte Krankheiten in erster Linie die menschliche Bevölkerung betreffen, haben E. coli größere Auswirkungen auf die Tiere und verursachen verheerende Krankheiten und Verluste.

Hefen sind aufgrund ihres hohen Nährstoffgehalts und ihrer Fähigkeit, die Darmgesundheit zu verbessern, ein wichtiger Bestandteil der Tierernährung. Im Geflügelbereich werden überwiegend inaktive, prebiotische Hefeprodukte eingesetzt. Hefezellwandprodukte stellen eine Art inaktiver Hefeprodukte dar. Die Hefezellwand ist eine komplexe Struktur, die für Form und Festigkeit sorgt und verschiedene Komponenten wie β-Glucane, Mannan-Oligosaccharide (MOS), Proteine, Lipide und Chitin enthält.

Darunter sind β-Glucane und MOS die wichtigsten aktiven Komponenten, die für die positiven Eigenschaften der Hefezellwand verantwortlich sind. MOS befinden sich in der äußeren Schicht, während β-Glucane in der inneren Schicht zu finden sind. Diese beiden Bestandteile der Hefezellwand wirken unter anderem prebiotisch und fördern gesunde Bakterien wie Laktobazillen und Bifidobakterien.

Die Verwendung von Hefezellwänden zielt darauf ab, Pathogene durch hohe MOS-Gehalte zu reduzieren und das Immunsystem durch den passenden Gehalt an β-Glucanen zu stimulieren. Diese beiden Bestandteile der Hefezellwand sind durch ihre spezifische äußere Struktur in der Lage, entweder gramnegative Erreger zu binden und damit unschädlich zu machen oder Immunzellen für eine verstärkte Immunabwehr zu aktivieren.

Mannan-Oligosaccharide reduzieren nachweislich das Vorkommen von gramnegativen Pathogenen wie Salmonellen und E. coli, indem sie diese binden und so deren schädliche Wirkung abschwächen. Darüber hinaus unterstützen MOS ein positives Darmmikrobiom (Eubiose), das zu einem erhöhten Schutz vor schädlichen Bakterien beiträgt und sowohl die Infektion als auch die Übertragung reduziert.

Die Adhäsion am Darmepithel ist ein kritischer Prozess in der Pathogenese gramnegativer Bakterien, wobei Typ-1-Fimbrien als die häufigsten adhäsiven Strukturen bedeutende Virulenzfaktoren darstellen. Bakterien mit diesen Fimbrien können sich an Rezeptoren der Darmwand anheften, was den ersten Schritt einer bakteriellen Infektion darstellt.

Aufgrund ihrer spezifischen Struktur sind MOS in der Lage, an die Typ-1-Fimbrien von gramnegativen Bakterien wie E. coli und Salmonellen zu binden. Dadurch wird die Anheftung des Erregers an das Darmepithel verhindert und seine Virulenz reduziert (Abbildung 1). Der Komplex aus MOS und Bakterien wird dann mit dem Kot ausgeschieden. Für eine hocheffiziente Bindung ist eine große Menge an MOS in kleiner Partikelgröße erforderlich.

Abbildung 1: MOS kann sich an die Typ-1-Fimbrien gramnegativer Bakterien binden, wodurch die Adhäsion im Darm verringert, die Vermehrung gehemmt und die Entfernung der Bakterien erleichtert wird (schematische Darstellung).

Die Forschung zeigt, dass β-Glucane aus Hefezellwänden sowohl die angeborene Immunität, die erste Verteidigungslinie gegen Pathogene, als auch die erworbene Immunität stimulieren können. β-Glucane sind bekannte Aktivatoren von Makrophagen, eine Gruppe der weißen Blutkörperchen, die Pathogene aufnehmen und verdauen. Weiter können β-Glucane durch die Aktivierung von T-Zellen auch die erworbene Immunität verbessern. Darüber hinaus können β-Glucane B-Zellen u.a. zur Produktion von IgG-Immunglobulinen anregen und die Produktion und Freisetzung von Zytokinen stimulieren (Abbildung 2).

 Abbildung 2: Aktivierung des Immunsystems durch β-1,3/1,6-Glucane (schematische Darstellung).

TechnoMos® ist ein hochwertiges Hefezellwandprodukt, das aus der Primärhefe Saccharomyces cerevisiae gewonnen und unter kontrollierten Bedingungen fermentiert wird. Der Herstellungsprozess ist darauf ausgerichtet, ein einzigartiges Produkt von gleichbleibender Qualität zu erzeugen. Die Qualität von TechnoMos® steht in direktem Zusammenhang mit dem Gehalt an aktiven Inhaltsstoffen wie MOS und β-Glucanen.

TechnoMos® zeichnet sich durch einen hohen Gehalt an MOS und einen adäquaten Anteil an β-1,3/1,6-Glucanen aus. Zusammen mit einer besonders kleinen Partikelgröße erreicht TechnoMos® so eine optimale Wirksamkeit. Das bedeutet, TechnoMos® zeichnet sich dadurch aus, gramnegative Bakterien wie Salmonellen und E. coli effektiv zu binden, eine angemessene Immunstimulation zu fördern und ein gesundes Milieu für das Wachstum positiver Darmmikroben zu schaffen (Abbildung 3). Dies führt zu positiven Effekten auf Produktionsparameter wie z.B. zu erhöhten Tageszunahmen und einer besseren Futterverwertung (Abbildung 4).

Abbildung 3: Die TechnoMos®-Supplementierung in verschiedenen Dosierungen reduziert die Anzahl von Salmonella spp. und erhöht die Anzahl der nützlichen Lactobacillus spp. im Darm von 70 Tage alten Legehennen unter E. coli belastenden Bedingungen; unterschiedliche Buchstaben zeigen signifikante Unterschiede ^ab P<0,05

Abbildung 4: Lebendmassezunahme und Futterverwertung nach 42 Tagen Wachstum bei Masthähnchen, die in der Starter- (0,1 %), Aufzucht- (0,1 %) und Ausmastphase (0,05 %) mit TechnoMos® supplementiert wurden, im Vergleich zu einer unbehandelten Kontrolle unter herausfordernden Haltungsbedingungen (keine Reinigung, keine Desinfektion, keine Kokzidiostatika); unterschiedliche Buchstaben zeigen signifikante Unterschiede an; ^ab P<0,05, ^AB P<0,1

Im Vergleich zu Nebenprodukthefen weist TechnoMos® als Primärhefe eine hervorragende Qualitätsstabilität sowie den typischen Hefegeruch und -geschmack auf. Darüber hinaus kann ein niedriger Stärkegehalt und adäquater Proteingehalt in TechnoMos® als Indikator für ein reines Hefezellwandprodukt angesehen werden. In Geflügelbeständen, die mit Salmonellen oder E. coli infiziert sind, kann der Einsatz von TechnoMos® zu einer Verringerung der Ausscheidungsrate von Pathogenen beitragen. Dadurch wird die Verbreitung dieser Krankheitserreger in der Umwelt minimiert. TechnoMos® ist Teil eines vielschichtigen Ansatzes, der zur Aufrechterhaltung eines positiven Darmmikrobioms beiträgt und damit die allgemeine Gesundheit, Krankheitsresistenz und Leistungsfähigkeit fördert.