Futterwert
Silierung von Lupinen im Schlauchsilo (© Antje Priepke, LFA MV)
In der Fütterung stehen die Süßlupinen in direkter Konkurrenz zum Sojaextraktionsschrot (SES), das als Goldstandard der Proteinfuttermittel gilt. Dessen Rohproteingehalt von ca. 44 % (bei 88 % TS) wird von keiner heimischen Körnerleguminose erreicht. Jedoch wird SES derzeitig noch nahezu vollständig importiert und ist zu einem Großteil gentechnisch verändert. Soll darauf verzichtet werden, z. B. im Biobereich oder im Marktsektor „ohne Gentechnik“ oder verstärkt auf regional produziertes Futter gesetzt werden, führt kein Weg an den heimischen Körnerleguminosen vorbei.
Dabei zeigen sich die Vorteile der Süßlupine gegenüber den anderen Körnerleguminosen: sie weisen die höchsten Proteingehalte vor Ackerbohne und Erbse auf.
Nährstoff- und Energiegehalt von Eiweißfuttermitteln im Vergleich
Die Schmalblättrige (Blaue) Lupine hat einen durchschnittlichen Proteingehalt von 29 % (in 88 % TS). Noch höhere Gehalte weisen die Weiße Lupine mit durchschnittlich 34 %. bzw. die Gelbe Lupine mit durchschnittlich 38 % auf (Weber 2000, DLG 2014). Damit wird der Rohproteingehalt des Rapsextraktionsschrotes (34 %), das in Deutschland seit 2016 die Nummer eins der verwendeten Ölschrote ist (OVID 2023), erreicht bzw. überschritten. Die Gelbe Lupine ist jedoch aufgrund der Anthraknoseproblematik nur sehr begrenzt im Anbau. Der Proteingehalt der Lupinen kann jedoch in Abhängigkeit von der Sorte, dem Standort und dem Erntejahr erheblich variieren. So weist die Schmalblättrige Lupine eine Variation von 18–33 % im Rohproteingehalt auf (bezogen auf 88 % TS; Weber et al. 2020). Eine ähnlich große Spannbreite wird für die Weiße Lupine mit 20–35 % angegeben. Für eine bedarfsgerechte Proteinversorgung sind also unbedingt aktuelle Analysenergebnisse bei der Rationsplanung heranzuziehen. Im Gegensatz zur Ackerbohne und Erbse enthalten Lupinen wenig Stärke (DLG 2014, polarimetrische Bestimmung entsprechend der Methodenvorschriften der VDLUFA), wodurch gerade bei maisbetonten Milchkuhrationen der Gesamtstärkegehalt entlastet wird. Jansen et al. (2006) konnten mit Hilfe der enzymatischen Analyse nachweisen, dass die Lupinen an sich stärkefrei sind und die klassischerweise ausgewiesene Stärke vorrangig der Nicht-Stärke-Polysaccharide-(NSP)-Fraktion zugehörig ist.
Im Vergleich zu den anderen Körnerleguminosen weist die Lupine einen deutlich höheren Gehalt an Rohfaser sowie Neutral- und Säure-Detergenzien-Faser (aNDFom und ADFom) auf. Dennoch ist die Rohfaser wegen der geringen Lignifizierung für Wiederkäuer hoch verdaulich.
Beim Monogaster wird häufig der hohe Gehalt der Nicht-Stärke-Polysaccharide (bei der Schmalblättrigen Lupine durchschnittlich 390 g/kg bei 88 % TS) als einsatzbeschränkend beschrieben, da diese Kohlenhydrate enzymatisch unverdaulich sind und nur im Dickdarm unter Entstehung von Gasen abgebaut werden können. Gleichzeitig besitzen sie die Fähigkeit, Nährstoffe zu umhüllen, die Verdaulichkeit und damit den Energiegehalt zu reduzieren sowie die Viskosität des Verdauungsbreies zu erhöhen. Dabei unterscheidet sich die NSP-Zusammensetzung der Lupine deutlich von der des Getreides. Während die antinutritive Wirkung der weniger verzweigten Polysaccharide von Getreide hinsichtlich der Viskositätssteigerung bekannt ist, gibt es für die höher verzweigten Lupinen-NSP weniger wissenschaftliche Belege auf die Auswirkungen beim Tier. Vorrangig wurden hier beim Geflügel negative Effekte auf die Futteraufnahme, die Nährstoffverdaulichkeit und das Energielieferungsvermögen nachgewiesen. Hingegen wird die Faserversorgung beim Schwein im Hinblick auf die Darmgesundheit und das Wohlbefinden heute anders bewertet als noch vor einigen Jahren. Ein gewisser Anteil an dickdarmfermentierbaren Faserstoffen kann eine gesunde Darmflora unterstützen. Zudem ist bekannt, dass Lupinenfasern ein hohes Wasserbinde- und Quellvermögen besitzen, was die Lupine auch in der Humanernährung oder industriellen Nutzung interessant macht. In der Schweinefütterung führt diese Eigenschaft zu einem höheren Volumen des Verdauungsbreies und zu einer längeren Sättigung, was in gewissen Anteilen zum Wohlbefinden des Tieres beiträgt. Unter den üblichen Rationsanteilen ist von keinen negativen Auswirkungen der NSP auszugehen. Charakteristisch für die Lupinen ist zudem ihr hoher Fettgehalt, der sich einerseits positiv auf den Energiegehalt auswirkt, andererseits aber bei der Lämmer- und Milchkuhfütterung einkalkuliert werden muss. Der hohe Anteil an ungesättigten Fettsäuren (PUFA) ist ernährungsphysiologisch vorteilhaft und kann auch das Fettsäuremuster der Milch positiv beeinflussen. Im Hinblick auf die Fleischqualität muss er jedoch in der Schweinefütterung berücksichtigt werden, wenn weitere Komponenten mit hohen PUFA-Anteilen verfüttert werden.
Aus den Nährstoffgehalten und -verdaulichkeiten resultieren für die Süßlupinen hohe Energiewerte für Schweine. Beim Wiederkäuer übersteigt der Energiewert sogar den des Sojaextraktionsschrotes (SES; siehe Tabelle). Der Energiewert für Geflügel ist dagegen vorwiegend aufgrund des hohen NSP-Anteils relativ gering.
Tabelle: Nährstoff- und Energiegehalt von Eiweißfuttermitteln im Vergleich (in kg mit 88% TS)
1) Stärke, gemessen mit der polarimetrischen Methode, hierbei werden auch Nicht-Stärke-Bestandteile
miterfasst, 2) NSP im SES (Simon und Vahjen (2004),3) Jansen et al. 2006, 4)Mittelwert aus Blauer und Weißer Lupine, 5)Pansenpassagerate von 5 %/h, 6) Werte aus Sammlung Verdaulichkeitsuntersuchungen bundesweit (Losand mdl. Mitteilung), Nährstoffgehalte Erbse, Ackerbohne, Schmalblättrige und Weiße Lupine: Losand et al. (2020), Weber et al. (2020), Bellof et al. (2020) Nährstoffgehalte SES und RES: DLG (2014), aNDFom und ADFom SES und RES: Futterwerttabelle Rinderfütterung LWK NRW (2011), ME/NEL Rind: DLG (1997), ME Rind GfE2023:(GfE 2023)
Die Bewertung von Futtermitteln für Wiederkäuer wird künftig auf Basis der Empfehlungen der GfE (2023) erfolgen, weshalb diese Werte ergänzend in die Tabelle aufgenommen werden. Basis für die Energiebewertung wird ausschließlich die Umsetzbare Energie (ME) sein, die dreistufig unter Verwendung der Verdaulichkeit der organischen Masse (OMD %) berechnet wird. In der zukünftigen Rationsberechnung wird eine vom Niveau der Futteraufnahme (FAN) abhängige Passagerate im Hinblick auf die mit der FAN zunehmenden „Verluste“ an Kot- und abnehmenden Verluste an Methanenergie sowie eine verringerte Abbaubarkeit des Proteins (EDG = Effective Degradation) berücksichtigt. Dies führt bei höherer Futteraufnahme (Futteraufnahmeniveau (FAN) 3; ca. 20 kg Milch) gegenüber 1 (Erhaltungsbedarf) insgesamt zu einer geringeren Energieausnutzung. Auch die Proteinbewertung wird künftig geändert. Bisher wurde der Proteinwert beim Wiederkäuer durch das nutzbare Rohprotein (nXP), d. h. der Summe aus mikrobiellem Protein und des im Pansen unabgebauten Futterprotein (UDP = im Pansen nicht abbaubares Protein), definiert. Aufgrund des hohen Energiegehaltes der Lupinen liegt der Gehalt an nXP über dem der anderen heimischen Körnerleguminosen, aber unter dem des SES und RES. Künftig wird die Proteinlieferung mit dem Futter auf Basis des dünndarmverdaulichen Proteins (sidP) bzw. der dünndarmverdaulichen Aminosäuren bewertet, welches sich aus dem verdaulichen Mikrobenprotein (siMP) und dem verdaulichen UDP (sidUDP) zusammensetzt. Im Vergleich zur bisherigen Bewertung der UDP-Verdaulichkeit im Dünndarm, die pauschal mit 85 % angesetzt war, verlieren die Lupinen in der neuen futtermittelspezifischen Bewertung durch die geringer angesetzte Verdaulichkeit von 65 % gegenüber anderen Proteinfuttermitteln relativ im Proteinwert.
Die Mineralstoffgehalte der Körnerleguminosen sind im Vergleich zu den Extraktionsschroten durch geringere Calcium- und Phosphorgehalte charakterisiert. In Verfahren der P-reduzierten Fütterung ist dies ein Vorteil. Im Vergleich zu Tabellenwerten weist das UFOP-Körnerleguminosenmonitoring (2015) für die Schmalblättrige Lupine jedoch höhere Ca- und P-Werte aus.
Proteinqualität und praecaecale Aminosäureverdaulichkeit
Auch in der Schweine- und Geflügelfütterung wird die Proteinqualität durch die Aminosäurezusammensetzung und -verdaulichkeit charakterisiert. Das Lupinenprotein weist wie alle heimischen Körnerleguminosen einen geringen Gehalt an schwefelhaltigen Aminosäuren auf, weshalb eine Kombination z. B. mit Rapsprodukten, sinnvoll ist.
Berücksichtigt man den vergleichsweise hohen Proteingehalt sowie die hohe praecaecale (pc) Aminosäureverdaulichkeit der Lupinen, ergeben sich im Vergleich zu den anderen heimischen Körnerleguminosen Vorteile im Gehalt an pc verdaulichem Methionin, Cystin, Threonin und Tryptophan je kg, sowohl beim Schwein als auch beim Geflügel (bei 88 % TS) (Abb. 1 und Abb. 2).
Die Gelbe Lupine weist hierbei aufgrund des deutlich höheren Proteingehaltes auch Vorteile beim Gehalt an pc verdaulichen Aminosäuren auf. Um 1 kg SES zu ersetzen, benötigt man für den äquivalenten Austausch des Lysins und der schwefelhaltigen Aminosäuren etwa die doppelte Menge an Schmalblättrigen Lupinen. Bei der Gelben Lupine wären es bezüglich der Lysinversorgung nur 1,4 kg, die Versorgung mit schwefelhaltigen Aminosäuren ist hier als gleichwertig anzusehen. Die Mineralstoffgehalte der Körnerleguminosen sind im Vergleich zu den Extraktionsschroten durch geringere Calcium- und Phosphorgehalte charakterisiert. Im Verfahren der stark N-/P-reduzierten Fütterung, die gemäß TA Luft als neuer Standard in der Schweinefütterung definiert wird, ist dies ein Vorteil. Dabei weist das UFOP-Körnerleguminosenmonitoring (2015 und 2016) für die Schmalblättrige Lupine höhere Ca- und P-Werte sowie geringere Na-Werte als tabelliert aus. Dies gilt es weiterzuverfolgen. Bei der Beurteilung des Futterwertes und der Festlegung von maximalen Einsatzgrenzen ist neben dem Nährstoff- und Aminosäurengehalt der Gehalt an spezifischen antinutritiven Substanzen (NSP und Alkaloide) zu beachten.
Abb.1: Gehalte an praecaecalen verdaulichen Aminosäuren (Schwein) von Körnerleguminosen (g/kg mit 88% TM)
Abb.2: Gehalte an praecaecalen verdaulichen Aminosäuren (Geflügel) von Körnerleguminosen (g/kg mit 88% TM)
Konservierungsverfahren
Die uneinheitliche Abreife ist ein häufiges Problem bei Lupinen. Bei Restfeuchtegehalten von > 12–14 % kann es schnell zu einer Schimmelbildung kommen, weshalb zum Erhalt der Lagerfähigkeit eine Konservierung erforderlich ist.
Die einfachste, aber häufig auch eine der kostenintensivsten Varianten, ist die Trocknung, die sowohl in klassischen Trockenwerken als auch mit Hilfe von Biogasabwärme erfolgen kann.
Zudem können Körnerleguminosen mit Hilfe von Säuren konserviert werden, wozu in der Regel propionsäurehaltige Mittel, z. T. in Mischung mit anderen Säuren genutzt werden. Die Dosierempfehlungen liegen in der Regel nur für Getreide vor. Eine vorsichtige Einschätzung lautet, dass die Dosierempfehlung
für Körnermais angesetzt werden kann, plus ein Zuschlag von 20–30 %. Auch die Konservierung mit Natronlauge und Futterharnstoff ist möglich, benötigt aber wie die Säurebehandlung Fingerspitzengefühl und
ein HACCP-Konzept. Im Rahmen der hofeigenen Verwertung ist zudem die milchsaure Silierung interessant. Hierzu sind Feuchtegehalte von ca. 35 % zu empfehlen, um eine ausreichende Bildung stabilitätswirksamer Milch- und Gärsäuren sicher zu stellen. Bei Ernte am Ende der Teigreife ist nicht mit Qualitätsverlusten des Futterwertes zu rechnen. Zudem besteht die Möglichkeit, trockenes Erntegut zum Silieren später rückzubefeuchten (Gefrom 2012). Für die Silierung erntefeuchter Lupinenkörner wird das Verfahren der Schlauchsilierung favorisiert. Vor- und Nachteile der jeweiligen Verfahren wurden durch Thaysen (2014) zusammengefasst.
Behandlungsverfahren
Neben den reinen Konservierungsverfahren gibt es eine Vielzahl von Behandlungsverfahren, die auf eine Erhöhung der Lagerstabilität und Verbesserung des Hygienestatus setzen. Gleichzeitig wird eine Verbesserung des Futterwertes durch einen verringerten Proteinabbau im Pansen, eine erhöhte Nährstoffverdaulichkeit sowie den Abbau von antinutritiven Substanzen angestrebt. Neben chemischen sind physikalische Behandlungsverfahren wie Toasten, Rösten, Extrudieren, Expandieren, Mikronisieren (Strahlungswärme) oder auch Mikrowellenverfahren verfügbar. Die umfangreichsten Untersuchungen liegen zum Toasten und Expandieren vor. Dabei konnten eine Verschiebung der Proteinfraktionen, eine reduzierte Proteinlöslichkeit und infolgedessen ein erhöhter UDP-Anteil am Rohprotein nachgewiesen werden. Auch die Verringerung der antinutritiven Substanzen ist bei Körnerleguminosen mit Hilfe der thermischen Verfahren möglich, da beim Toasten Trypsininhibitoren und Lektine nahezu vollständig, Tannine teilweise reduziert werden, ohne dass dabei eine Proteinschädigung erfolgt (Abraham 2015). Die Alkaloide der Lupine sind dagegen hitzestabil und lassen sich durch Hitzeverfahren kaum reduzieren (Kempkens et al. 2015). Die Wirkung der Behandlungsverfahren auf die Nährstoffverdaulichkeit und Leistung ist nicht einheitlich. Eine Verbesserung der Nährstoffverdaulichkeit sowie des Energiegehaltes für Wiederkäuer konnte beim Toastungsverfahren nicht festgestellt werden (Pries et al. 2007, Priepke et al. 2014). Dennoch führte der Einsatz von getoasteten/expandierten Lupinen im Vergleich zu unbehandeltem Material teilweise zu einer Erhöhung der Milchleistung. Beim Schwein führte das Toasten eines Körnerleguminosengemisches zu einer Erhöhung der verdaulichen organischen Masse und des Energiegehaltes. Eine Verbesserung der Aufzucht- bzw. Mastleistungen konnte unter Verwendung einer thermisch behandelten Lupine (Hagemann 2004) bzw. eines Leguminosengemisches (Kempkens et al. 2015) jedoch nicht nachgewiesen werden. Etwas anders sehen Untersuchungen beim Geflügel aus. Bei Verdaulichkeitsuntersuchungen mit Legehennen konnte mit der thermischen Behandlung eines Leguminosengemisches (LEGUMI-therm®) keine signifikante Verbesserung des Futterwertes (Gehalt an umsetzbarer Energie und pc verdaulichen Aminosäuren) erzielt werden (Nülken et al. 2013). Frühere Untersuchungen zum Einsatz thermisch behandelter Lupinen ergaben jedoch höhere
Masttagszunahmen bei Broilern (Neumann 2002). Eine Verbesserung der Kotkonsistenz konnte hingegen nicht festgestellt werden. Das Verfahren des Schälens führte in Untersuchungen von Kluth et al. (2022) bei der Lupine, anders als bei der Erbse, zu einem Anstieg des Protein und Aminosäuregehaltes. Auch die praecaecale Aminosäureverdaulichkeit wurde beim Broiler verbessert. Eine Kombination von Toasten und anschließendem Schälen führte zu keiner weiteren Verbesserung. Eine weitere Behandlungsmöglichkeit ist das Fermentieren von Futtermitteln. Die Fermentation von Gelben oder Schmalblättrigen Lupinen führte in Untersuchungen von Kasprowicz-Potocka et al. (2021) zu einer signifikanten Verbesserung der praecaecalen Aminosäureverdaulichkeit beim Schwein.
Autoren:
Antje Priepke und Harald Sievers (LFA Mecklenburg-Vorpommern)
Gesellschaft zur Förderung der Lupine e. V. (2025): Lupinen – Anbau und Verwertung.
Die vollständige Literaturliste ist in der Broschüre enthalten.