Energie im Futter bringt Eiweiß in die Milch

Der Eiweißgehalt der Milch von Wiederkäuern unterliegt dem Einfluss der Fütterung. Mit steigender Futterenergieversorgung steigt der Milcheiweißgehalt an, da die Stoffwechselaktivität der Pansenmikroben zunimmt. Die Propionsäure aus dem Pansen und das Hormon Insulin spielen im Energiestoffwechsel des Tieres eine entscheidende Rolle.

Pansenmikroben haben das Ziel, im Pansen zu wachsen und sich zu vermehren. Da Pansenmikroben zu etwa 60 % aus Eiweiß bestehen, versuchen wir über die Fütterung und Haltung der Tiere möglichst ideale Wachstumsbedingungen für Mikroben zu schaffen. Schließlich liefern sie dem Wiederkäuer ca. 80 % der benötigten Aminosäuren für die Eiweißproduktion im Körper. Nur wenn Futterenergie und Futtereiweiß im Pansen zur selben Zeit und im richtigen Verhältnis zueinander zur Verfügung stehen, ist optimales Mikrobenwachstum möglich. Ablesbar ist dieses Verhältnis beispielsweise am 9-Felder-Diagramm des LKV-Tagesberichts. Beim Futterabbau (Gärung) durch die Pansenmikroben entstehen die sogenannten Gärsäuren. Dies sind hauptsächlich Propion-, Essig-, Butter- und Milchsäure. Eine Milchsäuregärung im Pansen ist unerwünscht, weil diese zur Pansenübersäuerung führt. Während Essig- und Buttersäure wichtig für die Milchfettsynthese sind, ist Propionsäure ein bedeutender Energielieferant der Milchkuh.

Aus Propionsäure stellt der Wiederkäuer im Prozess der Gluconeogenese in der Leber Glucose, umgangssprachlich auch Traubenzucker genannt, her. Diese Glucose dient der Energieversorgung des gesamten Körpers und während der Laktation der Herstellung von Lactose (Milchzucker).

Da die Bildung von Milcheiweiß ein energieaufwändiger Prozess ist, fördert eine hohe Propionsäureproduktion im Pansen den Milcheiweißgehalt, da mehr Energie zur Verfügung steht. In Phasen eines hohen Energiebedarfs können auch Aminosäuren statt Propionsäure für die Gluconeogenese genutzt werden. Eine Erhöhung der Propionsäureproduktion reduziert den Einsatz von Aminosäuren für die Gluconeogenese, womit mehr Aminosäuren für die Milcheiweißproduktion zur Verfügung stehen. Eine besondere Bedeutung hat die Energiezufuhr auf die Freisetzung des Hormons Insulin – mit steigender Propionsäureproduktion im Pansen und Verdauung von pansenstabiler Stärke im Dünndarm wird mehr Insulin ausgeschüttet.

Das Hormon Insulin wird in der Bauchspeicheldrüse von Wirbeltieren gebildet. Obwohl es den Abbau von Glucose fördert, steigert es die Protein- und Fettsynthese sowie die Aufnahme von Glucose in Muskel- und Fettgewebe. Eine hohe Insulinbildung ist also das Ergebnis der verstärkten Bereitstellung von Energie und Baustoffen für Aufbauvorgänge im Körper. Bei laktierenden Wiederkäuern verbessert Insulin zudem die Durchblutung des Euters und fördert die Aufnahme von Aminosäuren in die Alveolarzellen. Zusätzlich wird durch Insulin auch die Proteinsynthese in den Alveolen gefördert. In Summe fördert das Hormon Insulin also die Milcheiweißproduktion.

Im Gegensatz zum Insulin fördern die Hormone Adrenalin, Noradrenalin, Cortison und Glucagon den Abbau von Eiweiß im Körper. Hunger, Stress, entzündliche Reaktionen und Stoffwechselkrankheiten sind immer mit hohen Proteinabbauraten verbunden. Ein hoher Milcheiweißgehalt wird in solchen Situationen unmöglich. 

Wie oben beschrieben, fördert die hohe Insulinbildung den Milcheiweißgehalt. Insulin verlagert jedoch die Fettsäuresynthese teilweise vom Euter in das Fettgewebe – der Milchfettgehalt sinkt und das Tier setzt Fett an. Die Förderung der Milcheiweißproduktion geht daher immer zulasten der Milchfettproduktion und umgekehrt.

Milcheiweiß besteht wie jedes andere Eiweiß aus verschiedenen Aminosäuren. Diese werden über die Dünndarmwand ins Blut aufgenommen und stammen zum größten Teil aus im Dünndarm verdauten Pansenmikroben und zu einem kleineren Teil aus pansenbeständigem Futtereiweiß. Bei der Milchkuh werden die mit dem Blut transportierten Aminosäuren in den Alveolarzellen des Euters zu Milcheiweiß zusammengebaut.

Bei sehr hohen täglichen Milchmengen kommt auch der Verdünnungseffekt verstärkt zum Tragen. Milchkühe sind genetisch darauf programmiert, ihr Kalb in der Frühlaktation unabhängig von der aktuellen Nährstoffzufuhr mit einer hohen Milchmenge zu versorgen. So ist in der Frühlaktation die Glucoseaufnahme des Euters unabhängig von Insulin.

Je mehr Glucose zur Verfügung steht, umso mehr Lactose wird gebildet, auch wenn dafür andere Körpergewebe Reserven mobilisieren müssen. Lactose und die einwertigen Ionen von Natrium, Kalium und Chlor beeinflussen maßgeblich die Menge an Wasser, die die Alveolarzellen ins Euter abgeben. Für die Praxis bedeutet dies, dass in der Frühlaktation bei einer hohen Energieversorgung immer mehr Lactose gebildet wird und die Milchmenge steigt. Kann die Bildung von Milchfett und Milcheiweiß damit nicht Schritt halten, wird die Milch verdünnt und der Milcheiweiß- und Milchfettgehalt sinkt.

Die wichtigsten Maßnahmen zur Förderung des Milcheiweißgehaltes sind die Steigerung der Grundfutterqualität und der Futteraufnahme. Beispielsweise soll Grundfutter des ersten Aufwuchses einen Energiegehalt von über 6 MJ NEL
aufweisen, jener der Folgeaufwüchse über 5,8 MJ NEL. Zudem muss dieses hochwertige Grundfutter rund um die Uhr zur Aufnahme am Futtertisch zur Verfügung stehen. Je mehr hochqualitatives Grundfutter ein Wiederkäuer frisst, umso mehr Energie und Nährstoffe stehen den Pansenmikroben und dem Tier zur Verfügung – die Milchleistung und der Milcheiweißgehalt steigen. 

Kraftfutter ist in den heutigen Milchkuhrationen beinahe zu einem unverzichtbaren Bestandteil geworden. Die Züchtungserfolge der letzten Jahrzehnte haben zu einem enormen Leistungspotenzial der Milchkühe geführt, das jedoch einen hohen Energie- und Nährstoffbedarf auslöst. Nur mit  Kraftfutter können wir diesen hohen Bedarf abdecken. Der hohe Stärkegehalt von Kraftfuttermitteln wie Getreide, Mais, Ackerbohnen oder Erbsen bietet die Möglichkeit, die Propionsäureproduktion im Pansen und somit den Milcheiweißgehalt zu steigern. Förderlich ist auch die pansenstabile Stärke von Körnermais, weshalb dieser in Kraftfuttermischungen von Milchkühen nicht fehlen sollte.

Bei sehr hohen täglichen Milchleistungen mit ca. 40 kg
schaffen es die Pansenmikroben nicht mehr ausreichend zu wachsen, um einen hohen Milcheiweißgehalt zu ermöglichen – es fehlt also an Aminosäuren für die Milcheiweißproduktion. Futtermittel mit einem höheren Anteil an pansenbeständigem Eiweiß (UDP) wie Biertreber, Trockenschlempe, Soja-,  Raps-, Leinextraktionsschrot oder Grünmehle ermöglichen es uns, das Tier besser mit Aminosäuren zu versorgen und einen höheren Milcheiweißgehalt zu erzielen.

Bei Rationen mit einem geringen Gehalt an dünndarmverdaulichem Protein kann die Ergänzung von pansengeschützten Aminosäuren zu einer Steigerung der Milcheiweißproduktion und einem geringfügig höheren Milcheiweißgehalt führen. Vor allem die Aminosäuren Lysin und Methionin werden über Spezialfuttermittel ergänzt. Aber auch die Aminosäuren Histidin und Leucin sind für die Proteinsynthese von Bedeutung. Der Einsatz pansengeschützter Aminosäuren ist im biologischen Landbau nicht erlaubt.

Ein hoher Milcheiweißgehalt lässt sich mit einer hohen Energieversorgung und damit verbundenem Kraftfuttereinsatz relativ einfach erreichen. Mehr als 40 bis
50 % Kraftfutter in der Futterration von Milchkühen sind jedoch ohne gesundheitliche Beeinträchtigungen der Tiere nicht möglich. Auch das Kosten-Nutzen-Verhältnis spielt bei steigendem Kraftfuttereinsatz eine zunehmende Rolle. Eine hohe Energieversorgung in der ersten Laktationshälfte ermöglicht eine hohe Milchleistung mit einem entsprechenden Milcheiweißgehalt. In der zweiten Laktationshälfte kann eine zu hohe Energieversorgung neben einem hohen Milcheiweißgehalt jedoch zur Verfettung der Kühe führen. Diese ist mit hohen Futterkosten und Stoffwechselproblemen am Beginn der nächsten Laktation verbunden.

Die Entwicklung der Körperkondition ist besonders in der zweiten Laktationshälfte im Auge zu behalten. Ein weiteres gutes Werkzeug, um die Nährstoffversorgung einzuschätzen, ist beispielsweise das 9-Felder-Diagramm am LKV-Tagesbericht (siehe Abbildung). Eine optimale Energieversorgung wird im Bereich zwischen 3,2 % und 3,8 % Milcheiweiß angezeigt.