Fütterungsmaßnahmen bei Problemen mit Salmonellen im Schweinebestand - C. Ratert Institut für Tierernährung Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover
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Fütterungsmaßnahmen bei Problemen mit
Salmonellen im Schweinebestand
C. Ratert
Institut für Tierernährung
Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover
Übersicht
• Wie ist die Situation zur Zeit in Deutschland?
• Wie wird kontrolliert/erfasst bzgl. Salmonellen?
• Welche Eintragswege sind von Bedeutung?
Welche Rolle spielt die Fütterung?
• Welche Bekämpfungsmöglichkeiten gibt es?
Welche Fütterungsansätze gibt es?
• Zusammenfassung
Übersicht
• Wie ist die Situation zur Zeit in Deutschland?
• Wie wird kontrolliert/erfasst bzgl. Salmonellen?
• Welche Eintragswege sind von Bedeutung?
Welche Rolle spielt die Fütterung?
• Welche Bekämpfungsmöglichkeiten gibt es?
Welche Fütterungsansätze gibt es?
• Zusammenfassung
09.01.2018
die Situation…
Folie: Visscher (2017)
Quelle:
4
https://www.rki.de/DE/Content/Infekt/EpidBull/Archiv/2016/Ausgaben/52_2
016_wotab49.pdf?__blob=publicationFile; Download: 10.05.2017
die Situation…
RKI 2017: 13.753 Fälle von Salmonellose beim Menschen im Jahr 2015;
12.881 Fälle von Salmonellose beim Menschen im Jahr 2016
→ Tendenz fallend,
DENNOCH: Salmonellose beim Menschen: Zweithäufigste bakterielle Zoonose
(nach Campylobacter-Infektionen mit 73.520 Fällen im Jahr 2016; RKI 2017)
• 38,6 % der Fälle S. Typhimurium
• 35,4 % S. Enteritidis
• 2,3 % S. Infantis
• 2,3 % monophasische S. Typhimurium
• 2,2 % S. Derby
• 1,8 % S. München
Quelle: Epidemiologisches Bulletin 03/2017
09.01.2018 Folie: Visscher 2017, mod.5
die Situation…
Lebensmittel
09.01.2018 6
die Situation…
Quelle: http://www.bfr.bund.de/cm/343/salmonellen-in-nutztieren-lebens-und-futtermitteln-in-deutschland.pdf, Download: 10.05.2017
09.01.2018 7
Übersicht
• Wie ist die Situation zur Zeit in Deutschland?
• Wie wird kontrolliert/erfasst bzgl. Salmonellen?
• Welche Eintragswege sind von Bedeutung?
Welche Rolle spielt die Fütterung?
• Welche Bekämpfungsmöglichkeiten gibt es?
Welche Fütterungsansätze gibt es?
• Zusammenfassung
Wie wird kontrolliert/erfasst?
㤠2 Untersuchung
(1) Der Inhaber eines Endmastbetriebs (Untersuchungspflichtiger) hat Blutproben von Mastschweinen
seines Betriebs oder, soweit Betriebsabteilungen vorhanden sind, für jede Betriebsabteilung gesondert,
nach dem Stichprobenschlüssel der Anlage 1 entnehmen und in einer Einrichtung, die die Anforderungen
der DIN-Norm 17025/2005 *) erfüllt (Untersuchungsstelle), auf Antikörper gegen Salmonellen untersuchen
zu lassen. Die Probenahme ist auf alle Schweine eines Endmastbetriebs oder, soweit Betriebsabteilungen
vorhanden sind, getrennt nach Betriebsabteilungen auf alle Schweine der jeweiligen Betriebsabteilung,
gleichmäßig über das Jahr, jedoch frühestens 14 Tage vor deren Abgabe zur Schlachtung, zu verteilen.
(2) Die Probenahme im Endmastbetrieb ist entbehrlich, soweit der Untersuchungspflichtige sicherstellt,
dass die Schlachtkörper der von ihm zur Schlachtung abgegebenen Mastschweine anhand von in der
Schlachtstätte entnommenen Proben nach dem Stichprobenschlüssel der Anlage 1 serologisch auf
Antikörper gegen Salmonellen in einer Untersuchungsstelle untersucht werden. Absatz 1 Satz 2 gilt
entsprechend.[…]“
Zitat: Schweine-Salmonellen-Verordnung, 2007Salmonellenmonitoring Thomas May, QS Qualität und Sicherheit GmbH, Bonn Stand: Januar 2017; zitiert in http://www.desintec.de/de/desintec_de/news_detailseiten/index~2.html; Download am 10.05.2017 09.01.2018 10
die Situation…
Thomas May, QS Qualität und Sicherheit GmbH, Bonn Stand: Januar 2017;
zitiert in http://www.desintec.de/de/desintec_de/news_detailseiten/index~2.html;
Download am 10.05.2017
09.01.2018 11Übersicht
• Wie ist die Situation zur Zeit in Deutschland?
• Wie wird kontrolliert/erfasst bzgl. Salmonellen?
• Welche Eintragswege sind von Bedeutung?
Welche Rolle spielt die Fütterung?
• Welche Bekämpfungsmöglichkeiten gibt es?
Welche Fütterungsansätze gibt es?
• ZusammenfassungEintragsmöglichkeiten
„Eine Übertragung über belebte und unbelebte Vektoren spielt eine zentrale Rolle (siehe
Abbildung 1). Auf Grund der hohen Tenazität können als unbelebte Vektoren sowohl
Stallstaub, Kot/Gülle, Wasser, Weiden, Abwässer/Klärschlamm und Erdboden als auch
Futtermittel dienen. […]
Bei den belebten Vektoren kann der direkte Kontakt zwischen Menschen,
landwirtschaftlichen Nutztieren, Nagern, Insekten, Wildtieren, Heimtieren und Vögeln als
Ursache einer Infektion in Frage kommen“
Zitat: Dissertation Offenberg (2007)
09.01.2018 13Eintragsquelle Futtermittel?
Salmonellen-kontaminierte Futtermittel: „nicht sicher“e Futtermittel
(VO (EG) 178/2002)
„Während für die nicht speziesadaptierten, nur sporadisch vorkommenden Salmonella-
Serovare (S. Agona, S. London, S. Manhatten, S. Thompson etc.) der Eintrag über
Futtermittel als vorherrschend angesehen wird, misst man den Futtermitteln im
Hinblick auf S. Typhimurium und S. Enteritidis keine oder nur geringe Bedeutung zu
(BISPING 1993).
Wenn Salmonellen in Futtermitteln nachgewiesen werden konnten, war dies häufig
eine Folge von Kontamination bzw. Rekontamination, da in der Regel die Keime
während der industriellen Bearbeitung der Futterkomponenten durch
Dekontaminationsmaßnahmen abgetötet werden. Eine Rekontamination kann während
des Transportes, der Lagerung oder der Herstellung von Mischfuttermitteln durch
Staub, Nager, Insekten oder auch Menschen erfolgen (DAVIES et al. 2004). “
Zitat: Dissertation Offenberg (2007)
09.01.2018 14Salmonellen im Futter? Hartung 2013/2016
8,65
9
8
7
6
4,76
5
3,95
4
2,57 2,49
3
1,81
2
0,94
1 0,07
0
0
% Anteil Salmonella positiv
Folie: Visscher (2017)Salmonellenprävalenz in FM
Zum Nachweis von Salmonellen in Futter- und Wasserproben
von Schweine haltenden Betrieben
Mischfutter Tränkwasser
Betriebsart gesamt positiv gesamt positiv Autoren
(n) (n) (n) (n)
Offenberg
- Ferkelerzeugung 1001)2) 0 46 0
(2007)
Visscher
- Schweinemast 1072)3) 0 97 0
(2006)
Meyer
unterschiedlich 136 1 95 1
(2004)
Battenberg
unterschiedlich 226 1 59 0
(2003)
1) 72Mischfutter auf dem Betrieb entnommen, zusätzlich 28 Proben im Mischfutter-Herstellerbetrieb
2) Nachweis kulturell
3) Nachweis zusätzlich mittels PCR
Quelle: KamphuesSalmonellenprävalenz in FM
▪ Status Rohwaren ist heute bekannt, Präventionsmaßnahmen
sind etabliert, die Nachweisraten von Salmonellen im
Mischfutter sind sehr gering
▪ Meistens findet man im Futter (z.B. S. Mbandaka im Futter
2014, Quelle: Hartung 2016) andere Salmonellentypen als im
Schwein
▪ Im Jahr 2014 handelte es sich bei positiven Proben (n=3; Quelle:
Hartung 2016) im Futter für Schweine ausschließlich um den
Typ S. Mbandaka
Folie: Visscher 2017, mod.Salmonellenprävalenz in FM
Risikobewertung realistisch…
https://www.schulbilder.org/malvorlage-waagschale-dl28359.jpg
▪ alleiniger Nachweis einer Salmonelle im Futter sagt nicht viel über
das Ausmaß der Kontamination
▪ wenn Nachweis, dann vermutlich eher geringer Keimgehalte im
Futter (z.B. 100 Keime pro kg Futter)
▪ infizierte Schweine hingegen können ohne Probleme auch mal
100 Millionen Salmonellen mit nur einem Gramm Kot ausscheiden
▪ rein rechnerisch: 1 g von derart mit Salmonellen belastetem
Schweinekot enthält genauso viele Salmonellen
wie 1000 Tonnen Futter
Folie: Visscher (2017), mod.Übersicht
• Wie ist die Situation zur Zeit in Deutschland?
• Wie wird kontrolliert/erfasst bzgl. Salmonellen?
• Welche Eintragswege sind von Bedeutung?
Welche Rolle spielt die Fütterung?
• Welche Bekämpfungsmöglichkeiten gibt es?
Welche Fütterungsansätze gibt es?
• ZusammenfassungMögliche Mechanismen
Folie: Visscher 2017Ansätze zur Bekämpfung
Welche Bekämpfungsmöglichkeiten gibt es?
• Eintrag verhindern/vermindern
• Aufnahme reduzieren (Stallhygiene, Reinigung, Desinfektion)
• Haftung/Vermehrung im Tier reduzieren
• Ausscheidung reduzieren
→ Fütterungsansätze?Ansätze zur Bekämpfung
Futterstruktur/-konfektionierung
Quelle: Kamphues et al. 2007, Übersichten zur Tierernährung 35Ansätze zur Bekämpfung
Futterstruktur/-konfektionierung
Einflussfaktoren seitens der Fütterung mit besonderer Bedeutung für
die Salmonellen-Seroprävalenz in Mastschweinebeständen
(LO FO WONG et al. 2004)
Einflussgrößen odds ratio1) p
- Konfektionierung, pelletiert, trocken angeboten 1 -
nicht-pelletiert, trocken angeboten 0,572) 0,0007
nicht-pelletiert, feucht angeboten 0,422) -
- Futtermittel, ohne Molkezusatz 1,00 -
mit Molkezusatz 0,39 0,02
1) Maß zur Charakterisierung des Risikos für eine Seropositivität eines Bestandes;
2) Ergebnisse nicht signifikant unterschiedlich
Quelle: KamphuesAnsätze zur Bekämpfung
Futterstruktur/-konfektionierung
Wintermann (2011): Effekte der Futterstruktur und des TS-Gehalts des Futters auf die
Beschaffenheit des Mageninhalts
Folie Visscher (2017), mod.Ansätze zur Bekämpfung
Futterstruktur/-konfektionierung
pH pH
a
a b
5,5 5,2 a a
5,5 5,2 5,5 5,2 ab
4,8
4,9
4,8
4,9
4,9 ab4,8 4,9
5,0
4,9
4,7
5,0
4,9
4,9
4,7
5,0
4,9
4,7
4,9
5,0 5,0
4,7 5,0
4,7
4,7 4,7
4,7 4,7
4,7 4,7 4,7
4,5 4,5 a 4,5
4,5 4,5 4,5 4,1
4,1 4,1 4,1 4,1 4,1
4,1 4,1 4,1
4,0 4,0 4,0
3,5 3,5 3,5
3,0 2,9 3,0 2,9 3,0 2,9
3,0 3,0 3,0
2,5 2,5 2,5
pH pH pH pH
2,0 2,0 2,0
5,5 1
a 12 5,5 213 5,2
b 324 43 4
5,5 5,2 5,5 5,2 5,2
5,0
a 5,0 5,0 b 5,0
4,9 4,9
4,9 4,9
4,9 4,9
4,9 4,9
4,9 4,9
4,9 4,9
5,0 4,8 4,75,0 4,8 5,0
4,7
4,7 4,8 4,7
4,7
4,7 4,7
5,0
4,7
4,7 4,8 4,7
4,7
4,7 4,7
4,7 4,7 4,7
4,5 4,5 4,5 4,5
4,5 4,5 4,5 a a 4,5
4,1 4,1 4,1
4,1
4,1
4,1 4,1 4,1 4,1 4,1 4,1 4,1
4,0 4,0 4,0 4,0
3,5 3,5 3,5 3,5 a a grobes Schrot Trockenfütterung
3,0 2,9 3,0 2,9 3,0 2,9 3,0 2,9
3,0 3,0 3,0 3,0 grobes Schrot Flüssigfütterung
2,5 2,5 2,5 2,5 fein-pelletiert Trockenfütterung
2,0 2,0 2,0 2,0 fein-pelletiert Flüssigfütterung
1 21 312 423 134 24 3 4
Wintermann (2011): Effekte von Futterstruktur und TS-Gehalt des Futters
auf den Mageninhalt – pH-Werte
09.01.2018 Folie Visscher (2017), mod. 25Ansätze zur Bekämpfung Futterstruktur/-konfektionierung Koop (2013)
Ansätze zur Bekämpfung
Futterstruktur/-konfektionierung
Mögliche Mechanismen im Magen
schrotförmiges, grobes Futter führt zu:
▪ höheren TS-Gehalten im Mageninhalt
▪ tieferen pH-Werten im Fundus
▪ langsameren Passageraten
▪ höheren Fermentationsraten im Mageninhalt
→ Magenbarriere ↑
→ Salmonellen, die den weiteren Verdauungstrakt errreichen ↓
u.a. Maxwell et al. (1970), Mikkelsen et al. (2004), Köttendorf (2009), Wintermann (2011), Bullermann (2012)Ansätze zur Bekämpfung
Futterstruktur/-konfektionierung
Additive Anteil von Partikeln (%)
Betrieb Gruppe
D1 D2 >1,0 mmAnsätze zur Bekämpfung
Futterstruktur/-konfektionierung
Stärkegehalte im Blinddarminhalt von Schlachtschweinen
240
200
Stärkegehalte in g/kg TS
160
120
80
40
0
BI B II B III
Kontrolle (übliche Vermahlung) Versuch (grobe Vermahlung)
Visscher (2006)
09.01.2018 29Ansätze zur Bekämpfung
Futterstruktur/-konfektionierung
Mögliche Mechanismen im Dickdarm
schrotförmiges, grobes Futter führt zu:
▪ vermehrter Stärkeanflutung im Dickdarm
▪ höherer Produktion flüchtiger Fettsäuren (u.a. Butyrat)
▪ Butyrat vermag Invasionsgene (v.a. auf SPI-1) von
Salmonellen herab zu regulieren
▪ Hemmung der Invasion der Salmonellen
→ Invasion ↓
→ Haftung im „Refugium“?
u.a. Papenbrock (2004), Visscher (2006), Gantois et al. (2006)Ansätze zur Bekämpfung
Säurezusatz
Futtermitteldekontamination durch Säurezusatz?
Quelle: Kamphues et al. 2007, Übersichten zur Tierernährung 35Ansätze zur Bekämpfung
Säurezusatz
(Koyuncu 2013)Ansätze zur Bekämpfung
Zusatz von Säuren
▪ Hygienisierung: Untersuchungen haben gezeigt, dass z. B.
Produkte, die Ameisensäure, Propionsäure, Natriumformiat bzw.
Kombinationen davon enthalten, in Konzentrationen von 0,9 bis
1,5 % wirksam sind (cave: proteinreiche Einzelfuttermittel)
▪ Bei Einsatz im Alleinfutter etc. sind in der Praxis die Grenzen z.B.
auch schon mal bei 0,8 % Ameisensäure erreicht (berechnet auf
das Trockenfutter)
▪ einzelne Säuren wurden in Studien allerdings auch in höheren
Konzentrationen eingesetzt; z.B. 2,8 % Milchsäure waren wirksam
zur Senkung der Salmonellenbelastung von Ferkeln
Folie: Visscher (2017), mod.Ansätze zur Bekämpfung
Zusatz von Säuren
kind of acid dosage observed effects/results/remarks author
in epidemiological studies without NOLLET et al. 2004
organic acids
n. a. significant effects regarding LO FO WONG et al.
in general
Salmonella prevalence 2004
mash diets including 1.2 % K-
potassium- diformate resulted in significantly PAPENBROCK et al.
1.2 %
diformate reduced rate of positive samples 2005
(feces: duration of shedding a.s.o.)
after experimental infection in this
formic/propionic HASSAN 2007
0.9 % group reduced rate of positive
acid NEU 2007
feces/duration of shedding
lactic acid 0.6 % significant effects regarding
formic acid 0.6 % percentage of seropositive pigs at
CREUS et al. 2007
formic acid 0.8 % slaughter but also on Salmonella
lactic/formic acid 0.4/0.4 % shedding in feces
Quelle: Kamphues
09.01.2018 34Ansätze zur Bekämpfung
Zusatz von Probiotika
die bulgarische Landbevölkerung…
▪ Elie Metchnikoff beobachtete
(Nobelpreis Medizin 1908), dass der
regelmäßige Konsum von
Milchsäurebakterien (wie z.B. in Joghurt)
positiv mit dem Gesundheitszustand und
der Lebenserwartung der bulgarischen
Landbevölkerung assoziiert war
„Aufnahme bestimmter Bakterien über
die Nahrung beeinflusst die Mikroflora im
Darmtrakt positiv, indem gesundheits-
schädliche Bakterien durch nützliche
Bakterien verdrängt werden“
(Metchnikoff, 1907)
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d4/Elie_Metchnikoff_-
_Between_ca._1910_and_ca._1915_-_LOC.jpg
09.01.2018 Folie: Visscher (2017) 35Ansätze zur Bekämpfung
Zusatz von Probiotika
das „neue“ Konzept…
26 Küken bekamen im Alter von 1-2 Tagen 0,5 ml Ingesta von adulten
Hähnen in den Kropf appliziert
▪ Nurmi u. Rantala (1973) waren die ersten,
die der Etablierung einer stabilen Darmflora
die Fähigkeit zuschrieben,
z.B. Salmonelleninfektionen beim Geflügel
zu verhindern:
Competitive-Exclusion-Konzept - frühe
Etablierung einer Normalflora, wie sie für
adulte Tiere üblich ist/Erhaltung/
Wiederherstellung derselben (z.B. nach
antibiotischen Behandlungen), so dass bei
möglicher, späterer Exposition eine
Infektion im Tier keine/eine geringere
Möglichkeit zur Etablierung erhält
09.01.2018 Folie: Visscher (2017) 36Ansätze zur Bekämpfung
Zusatz von Probiotika
tiermedizinische Indikationen…
▪ früh im Leben des Ferkels zum Aufbau einer
stabilen Darmflora; ggf. bereits mit der Sau Prävention
beginnen
▪ begleitend, wenn dysbiotische Zusände zu
erwarten sind
• Futterumstellungen Begleitend
• hohe Erregerkonzentration in Umgebung
• infolge antibiotischer Behandlungen
• geschwächtes Immunsystem
▪ nach einer antibiotischen Behandlung bis zur Rekonvaleszenz
erwarteten Stabilisierung der Darmflora
09.01.2018 Folie: Visscher (2017) 37Ansätze zur Bekämpfung
Zusatz von Probiotika
Einsatz in der Praxis…einige Beispiele aus der Literatur
wenn dysbiotische Zustände zu erwarten sind / vorliegen…
▪ Taras et al. 2006: signifikant geringere Prävalenz von
Durchfall (21 vs. 38 %) bei abgesetzten Ferkeln bei
unveränderter KM-Zunahme, Futteraufnahme und
Futteraufwand (E. faecium – Einsatz)
▪ Casey et al. 2007: probiotische Kombination aus
Begleitend
5 Stämmen verbesserte den klinischen und Verlauf
einer Salmonelleninfektion bei reduziertem Nachweis
▪ Szabó et al. 2009: signifikant höhere
Salmonellenausscheidung in der E. faecium-
supplementierten Ferkelgruppe Rekonvaleszenz
▪ Hempel et al. 2012: begleitende Gabe von Probiotika
reduziert das Risiko einer Antibitika-assoziierten
Diarrhoe beim Menschen (RR:0,58; Meta-Analyse)
09.01.2018 Folie: Visscher (2017) 38Ansätze zur Bekämpfung
Weitere neuere Ansätze
1. Effekte von Roggen?
2. besondere FM: Tobinambur, Inulin…?
3. Butyrat-haltige Additive?
4. rohe Kartoffelstärke?
5. kontrollierte Fermentation von Flüssigfutter?
09.01.2018 39Ansätze zur Bekämpfung
Einsatz von Roggen? Topinambur? Inulin?
▪ Roggen weist höheren Anteil an „Ballaststoffen“ u.a. auch Fructane auf
Getreideart Stärke Rfa NDF NSP „Ballaststoffe“ Fructane
g g g g g g
Weizen 652 30 185 107 169 13 - 14
Roggen 635 26 270 142 264 41 - 44
Faktor1) 0,97 0,87 1,46 1,33 1,56 4,15
1)
Roggen : Weizen;
Quellen: JEROCH et al. (1999); HANSEN et al. (2003); RAKHA (2011); VON FELDE et al. (2014)
▪ Topinambur enthält Inulin (auch ein Fructan)
▪ Polyfructane enzymatisch nicht abbaubar (bakt. Fermentation im Dickdarm)
▪ Butyrat-Konzentration im Dickdarm↑
09.01.2018 Folie: Kamphues (2017), mod.
40Ansätze zur Bekämpfung
Weitere neuere Ansätze
1. Effekte von Roggen?
2. besondere FM: Tobinambur, Inulin…?
3. Butyrat-haltige Additive?
4. rohe Kartoffelstärke?
5. kontrollierte Fermentation von Flüssigfutter?
09.01.2018 41Der Verdauungstrakt des Schweines - schematisch
Magen Dünndarm Dickdarm
Mikroorganismen
fermentieren,
bauen Nährstoffe
ab und bilden
daraus
pcv C2 = Essigsäure
C3 = Propionsäure
C4 = Buttersäure
1. Vermahlung ↑↓ des Futters/Getreides, Proteinträgers
2. Masse, insgesamt vom Dünndarm Dickdarm
3. Nährstoff-Art, die den Dickdarm erreicht
Rfa, Pectine Essigsäure (C2) ↑
Stärke (z.B. rohe Kartoffelstärke) Propionsäure (C3) + Butters. ↑
Inulin, Polyfructane, Arabinoxylane Buttersäure (C4) ↑↑
09.01.2018 Folie: Kamphues (2017), mod. 42Ansätze zur Bekämpfung kontollierte Fermentation von Flüssigfutter 24-48 stündige Inkubation der (Vor-) Mischung unter „kontrollierten Bedingungen“ – Beimpfung mit Milchsäurebakterien ➢Keimzahl an Laktobazillen↑ ➢Milchsäure-Gehalt↑ (etwa 120 mmol/kg nach 24 h) 09.01.2018 43
Zusammenfassung
Kein Konzept bringt eine absolute Salmonellen-Freiheit
Es muss an mehreren Stellschrauben gedreht werden
• Eintragsquellen erkennen und eliminieren
Angelieferte Schweine kontrollieren?! (s. Diss. Offenberg)
• Risiken für Haftung/Vermehrung/Ausscheidung minimieren
(z.B. antibiotische Behandlungen)
Langfristige Bekämpfung über verschiedene Wege notwendig
Die Optimierung der Fütterung ist dabei nur ein Aspekt!Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
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