Honderd jaar celwand onderzoek : de waarde van de celwand analyses

-De waarde van de celwand

Introduktie.

De hier opgenomen tekst i.s een inleiding gehouden in het kader van de "onderzoekhesprekïngen" op 24-4'-]978.

Vele analytische methoden zijn in het algemeen na ui.tgeb.reid onderzoek op het I.V.V.O. of gelijksoortige, instituten geïntro^ duceerd. Vaak verliep de acceptatie uiterst -moeizaam. "Maar eenmaal in gebruik bleek het weer afschaffen van deze methoden, hoe slecht ook een bijna onmogelijke zaak.

Het inzicht in vele methoden is: door de imposante hoeyeelheid lit-teratuur over deel aspekten sterk toegenomen. Tegelijk- komt de vraag naar voren waar we eigenlijk- mee bezig zijn. De methoden

geven ni:et de bestanddelen welke we wensen, -moeten we dan wel

deze uitkomsten korreleren met de veel komplexere processen welke in de dieren gebeuren?

2De waarde van de celwandanalyses

-I -Inleiding

aanpak voor de toekomst

pag-r

II Koolhydraten A Bindingstypen B Morphologie C Analyse D Ruwe Celstof

oplosbaarheid

bakteriële werking

overzicht

keuzegroep i.v.m. doel

E Verteerbaarheid

9 12

oplosbaarheid strukturele koolhydraten

hydrolyse, oxidatie, reduktie

NEN3327-Scharrer-Küschner

NEN3327-NEN3326

ADJN-Maillard, Tannin, Hydroxy-Proline

N-verdeling

NDF-; vergelijking met re

ADF-j vergelijking met re

opgroei weidegras i.v.m. samenstelling en

verteerbaarheid

berekening van de verteerbaarheid wCt de

chemische analyses.

26

39

III Opmerkingen

43

IV Samenvatting V Summary VI Literatuur 44 45 46

'De waarde van de celwand analyses. 3 -apt ft*"~ t^ V, v ^ V1^

a

-ï: 1 ^

i

•• V l i j ! . ' I ? ». J ;

I •••.;7.^$ ^ C f J

.. ' I ^ \ • ' • " J J T '

-w

Sx

; _:>;?' $*#' ^ • - ,- v-.- •'- • * V ; * •-•"•' -s\ • ; ••> r-:. v - * . >•:-" '••»"•m '~. ''•l£"<^'^"V^'*£"'V/^ri':7*:?t^w^:'"? f£U .'*'• -:-> . • 4 " . . . " - ii

,:-ï:'

1-•••' ' | i ••••'• ( :-. (

I - - E Ä

. • \ . ' . . : ' ï . i , r . ' ' .

-H^m

_{> " - Vv} • ; . • : : ! • • • < • • . - • • - • * • • . ! v" • • - » ."V A su

I Inleiding

STELLING:

Wat 100 jaar celwand onderzoek niet heeft hunnen D.ere%ken zal

poopt^-gaande op dezelfde weg ook voor ons onmogelijk h.lijken.

De problemen rond het gebruik van de uitkomsten van de bepalingen van celwandbestanddelen worden vaak afgeschoven op de slechte uit-voering van de analyses. Het is waar dat de uitkomst van de ruwe

celstofbepaling varieert met de keuze van de behandeling. Bijvoor-beeld werd op 1100 m hoogte in Kenia als gevolg van kookpuntsverlaging een toename in het ruwe celstof gehalte gevonden van 1% relatief per graad celsius daling van het kookpunt t.o.v. zeeniveau. (1)_

Dit lijkt een verklaring voor de verschillen welke worden gevonden bij koken op de vlam, kookplaat of in een verhittingshlok, met hun

verschillende temperatuur overdracht., resulterend in verschillende verhittingsgraden van de vloeistof.

Ondanks de beperkingen van de analytische methoden moeten de pror-blemen rond het gebruik worden teruggevoerd tot het oneigenlijk ge-bruik, b.v. ten behoeve van de schatting van de voederwaarde.

Wat ontbreekt is vaak een reële korrelatie tussen wat in het dier met koolhydraten gebeurt en wat er in de analyse wordt gemeten. Het relatief goed funktioneren van de "in yitro" verteringsmethode steunt deze bewering, ondanks het feit dat de variatie in de uit— komsten gevonden voor de "in vitro" verteerbaarheid binnen en tussen instituten eigenlijk kleiner zou moeten zijn. Die variatie en die verschillen kunnen door gebruik van standaarden binnen de perken worden gehouden,

Aanpak voor de toekomst

Om pp de ruwe. celstof bepaling terug te komen; wat is de reden dat die methode nog steeds niet oyeral is afgeschaft?

Nieuwe methoden worden altijd wat scheef bekeken. De resultaten van die methode zullen getoetst moeten worden op hun bruikbaarheid. Daartoe kun-nen de monsters van oude verteerbaarheidsproeven geanalyseerd worden en met deze resultaten kunnen dan nieuwe regressie vergelijkingen worden opgesteld. De verbetering is evenwel vaak gering of levert meer werk op, reden waarom men geneigd is hij het oude te blijven. Dit geeft aanleiding

-5-tot de bewering dat het zoeken naar een super ruwe celstof bepaling een zinloze zaak is. (2)..

Er zijn twee mogelijke wegen om wel tot resultaten te komen:

1) De direkte schatting van de voederwaarde met fysische

methoden. De meest suksesvolle ontwikkeling op dit m o ^

ment is de Infrarood reflectie analyse. (Ook met NMR en ESR zijn suksesvolle komponentbepalingen u i t g e v o e r d ) . In het algemeen zijn dit zgn. finger print methoden, waar-bij een signaal spectrum wordt verkregen waaruit m.b.v. een grote computer en eventueel hogere wiskunde zoals Fourier analyse de uitkomsten uit meer dimensionale ijkingen kunnen worden verkregen.

Het voordeel is dat de methoden weinig bewerkelijk en zeer snel zij n (f ig. 1) .

2) De lange weg van leren begrijpen, het zgn. fundament e et

ondevzoek3 om dan vervolgens die analyse methoden te

ont-wikkelen, welke delen van die processen nauwkeurig beschrijven Het nadeel hieraan verbonden is dat daarbij meestal blijkt, dat er meerdere soorten analyses nodig zijn, m.a.w. de ana-lyse methodiek wordt nogal bewerkelijk.

De uitwerking van genoemde mogelijkheden tot een voor onderzoek en praktijk hruikbaar systeem is bijna niet meer realiseerbaar, zeker niet binnen één enkel instituut . Op zo'n moment zullen een wiskundige, een analyticus en een

veevoedingskundige moeten samenwerken. Te veel onderzoekers hebben naar oplossingen gestreefd en daarbij te weinig a a n -dacht gegeven aan kennis,welke bij anderen disciplines aan-wez ig was.

Uit gesprekken met de voedingsdeskundigen heb ik begrepen dat van de celwand onderzoekers tenminste tijdelijke

oplos-singen worden verwacht. Daarom lijkt het mij zinnig de v o o r ^ en nadelen van de verschillende methoden welke nu gebruik-t worden te beschrijven.

HIGH MOISTURE, O I L AND P R O T E I N LENS I , INFRARED SOURCE •—c I N F R A R E D F I L T E R (6 USED) «ARROW BAND INFRARED

RADIATION-WIDE BAND ENERGY VISIBLE LIGHT AND INFRARED RADIATION P H O T O C E L L " GROUND _ SOLID SAMPLE

^ J

vWV-• A P E R T U R E MOTION O F F I L T E R R E F L E C T E D NARROW BAND INFRARED RADIATION IMPINGING ON P H O T O C E L L

Figure! aOPTI CAL DESIGN OF THE INFRAALYZER UNIT

HIGH P R O T E I N , LOW MOISTURE, MID-RANGE O I L F i g . là LOW MOISTURE, O I L AND P R O T E I N

Figure] c THREE-DIMENSIONAL COMPOSITION

MATRIX FOR THE CALIBRATION SAMPLES

& - i

. -.?

TYPICAL DISC SCAN: SOYBEAN " F i n g e r p r i n t " JB _ O A

a

_

i 1 4 i 1.5 I 1.6 1.7 l IS — P -1J9 2.0 2.1 — I — 22 23 —T— 2A —1 2 5 F i g . 1 M I C R O N S

7 -I -I K o o l h y d r a t e n De a a n t a s t i n g v a n k o o l h y d r a t e n i n h e t d i e r i s v e r s c h i l l e n d v o o r één- en m e e r m a g i g e n . De h e r k a u w e r s b e s c h i k k e n o v e r e e n enorm g i s t v a t , de p e n s , w e l k e h e n i n s t a a t s t e l t g r o t e h o e v e e l h e d e n p l a n t e c e l w a n d i n a n a ë r o o b medium t e v e r t e r e n , b e t e r g e z e g d t e l a t e n v e r -t e r e n d o o r de m i c r o o r g a n i s m e n waarmee ze i n s y m b i o s e l e v e n . De ê ê n m a g i g e n k u n n e n de c e l w a n d b e s t a n d d e l e n v o o r s l e c h t s een k l e i n deel benutten, voornamelijk door v e r t e r i n g in hun naverbrander, de dikke darm. Alleen b i j het paard i s deze v e r t e r i n g nog van belang.

A Bindingstypen.

De voedingskoolydraten zijn in verschillende soorten te onderscheiden, op grond van hun glycoside bindingen en hun OPLOSBAARHEID.

De niet strukturele koolydraten zijn vooral de oplosbare suikers, zet-meel en de fructosanen;

de strukturele, cellulose, hemicellulose en pectine.

De waarde van komponenten in de voeding wordt bepaald door hun afbreek-baarheid, dus niet hun oplosbaarheid. (Tabel 1).

o:-glycoside bindingen zijn oplosbaar en kunnen door enzymen in het maagdarmkanaal van zowel ëën als meermagigen worden omgezet. De be-nutting hangt sterk af van de vertakkingsgraad en de passagesnelheid. Generaliserend kun je zeggen dat zetmeel voor 20% uit h_et oplosbare amylose en voor 80% (4) uit het onoplosbare amylopectin bestaat.

Intakt zijn zetmeelgranules onoplosbaar in water en nauwelijks door-dr ingbaar voor enzymen.

Zwellen en zure hydrolyse breekt het zetmeel af tot dextrine en ver^ volgens via het disaccharide maltose naar glucose.

Tabel 1.

Bindingstypen.

Structurele koolhydraten ß (a)

hemicellulose - onoplosbaar - (3 J-4, g 1-6 <- benutb, herkauwer cellulose - onoplosbaar - " , " - " "

pectine - oplosbaar - a 1^4, — algemeen benutb. Niet structurele koolydraten a (E )

fructosanen - oplosbaar - 3 2-1, ß 2-6 — benutb. herkauwer zetmeel - deels

oplos-baar - a 1-4, a 1-6 - algemeen benutb. oligo, di-, en

o

^a-bOH

_H

M

xJ4m

o / ^ ^ i r \ j-tj .. ^ o

(cbllieoW

.

a

,

amylopec

,, HOV^SV^

0

•4, 1-6) amylose

1:1,

( c h a i r c o n f . a l - ^ )

fcftofcUo

H

HO- J? -

_{QHJ. Jfe'22Hr-,0}

O

1/2 n

c e l l u l o s e ( b o a t c o n f . ß 1-4) F i g . 2,

-9-De fructosanen zijn oplosbare $ ~ glucoside gebonden koolhydraten en hoewel oplosbaar, dus schijnbaar verteerbaar, kunnen éénmagigen er weinig of niets mee aanvangen.

Van hemicellulose zijn kleine beetjes oplosbaar, dus schijnbaar ver-teerbaar maar voor de éénmagigen, m.u.v. het paard, onverver-teerbaar. Dit geld ook voor cellulose.

BACTERIELE WEEKING;

De a-glycoside bindingen kunnen worden gehydrolyseerd door enzymen welke in het maagdarm-kanaal voorkomen van alle landbouwhuisdieren en ook de mens.

Voornamelijk bacteriën en protozoën in de herkauwerpens en in de dikke darm hebben enzymen welke ß-glycoside bindingen kunnen hydrolyseren. Toch zijn ze ook in de wortels van mais-planten aangetroffen.

Door de geringe reikwijdte van die enzymen moet de bacterie in het algemeen via een slijmlaag zich aan de vezel hechten terwijl proto-zoën kleine partikels door zich heen laten stromen en verteren.

B. Morphologie (6,7)

Om over hemicellulose te spreken als homogene groepen verbindingen ook voor wat betreft de aantastbaarheid door bacteriën is een over^ simplificatie.

De groepsnaam hemicellulose staat voor zeer veel verschillende ver-bindingen met voor iedere plant-soort of groeïstadium een andere bruto samenstelling. fig.3A.

Cellulose verschilt sterk in kristalstruktuur waarmee zijn karak-ter t.a.v. de afbreekbaarheid skarak-terk wordt bepaald. Niet zijn po-tentiële verteerbaarheid verandert, maar de verteringssnelheid, zodat de snelheid van passage door de voormagen bepalend wordt voor de graad van vertering. Een blokkerende faktor in de

ver-tering van cellulose is lignine, een polyphenylpropyl, maar lignine beïnvloedt de vertering van geblokkeerde celwand niet (fig. 3B).. Dit gedrag van lignine,dat in kinetische ver ter ing smet ing en werd gevonden, is moeilijk te verifiëeren door toevoegen van lignine omdat deze een gewijzigde chemische structuur heeft. Wel werd in

1 0

-A Tentative Structure of the Walls of Suspcn- ' Summary of Structural Units of a Llgnin Mole-sion Cultured Sycamore Cells , cule

From K. Keegstra, K. W. Talmadge, W. D. Bauer From E. Adler, Das Papier 15 (1961) 604. and P. Albersheim, PI. Physiol. 51 (1973) 188. • ' '.

pH O . Ç H J O C H J O -HC.OtCHjOH] Hé Rbamno Galac o_ Galactjan UJld JLÜJÜJL O — C K A HC-OH

n r " O ^ T * ' r T r ^ - p A r ab ino

1 8 Arabino « ^ - ^ O C H alaetan O _CH HÇ y °CH3 CH20H CH,—-O CH HC—O C H O H [ 0 0 ] 1 » * J- ^ HC-O-CH, KC'0 vCHj Ht CH CH-O H | t ^0, i H HOHjC CHjO HC O HC-OH OCH3 H3 CHjOH O CH ^f^CCH3 HC O H, Xylo

Glucan jusJuajLEL!!!

tv~s r * * r P *

« • • H O

—I—<—l i—! 1—l_j—! /—Li—

- Simplified Structure of the Cell Wall of a Hardwood Fiber.

J< -? r 0 t e i nF r o m A. B. Wardrop and D. E Bland in K. Kratzl

KT e t r a a n^ G- Mick (Ed): Biochemistry of wood,

Perga-a r â b i - mon Press (London) 1959.

n o s i d e B

-.'I! 1'! I!' !l! »! L'l !'! !H [If,

-A-secondary wall p'r imàf y/wall

iddle lamella

H L - poly galacturans + lignine PW - cellulose fibrils network *SW _ " - ' L — ^ J' parallel

- with lignin infiltrated

-11-"brown-midreb-maize" een hoog gehalte aan lignine bestanddelen gevonden maar slechts een geringe invloed van lignine op de verteerbaarheid van de cellulose.

In de morphologische structuur in de celwand is aan te wijzen waar lig-nine zit, zodat de verteerbaarheid varieert met de ontwikkelingvan de plant, en de plantdelen. (fig. 3C, D ) .

We zien dat een deel van het cellulose in een deel van de wand met

lig-nine is vastgelegd. Tussen deze fibrillen zijn de hemicellulosen (fig. 3) in een soort tandrad gekoppeld. Hiermee zijn eiwitten verbonden waarin nogal wat hydroxyproline zit.

Ruwweg kan de relatie tussen plantstructuur en de verdeling in celwand en celinhoud-opbouw weergegeven worden door fig. 4.

epidermis.

cwc

celwandgehalte CC celinhoud Fig. 4.

Voor de beoordeling van analytische methoden moeten we. dus de morphplogie van de plant kennen en begrijpen afhankelijk van zijn type, groeiomstan^ digheden en stadium.

Daarbij moeten we de chemische samenstelling en struktuur zoeken en als we dan ook nog de interakties begrijpen kunnen we met voeren beginnen en dan leren hoe het dier ermee omspringt. (J3-15).

C Analyse methoden.

Overzicht

De analysemethoden in de veevoeding en de humane voeding beogen bepaalde bestanddelen te bepalen en dat doen ze ook in meer of mindere mate. De waarde van de methoden hangt echter sterk af van de zekerheid een bepaalde komponent geheel te meten. En het is hier waar de proble-men verrijzen. Slechts zelden is de gebruikte methode eenduidig en dit betekent dat de interpretatie van de resultaten moeilijker wordt. Hieronder volgt een globaal overzicht van bekende methoden zoals die in

tabel 2 zijn gegeven.

De koolhydraat analyses: er zijn zeer veel suiker bepalingen beschreven

in de literatuur maar in de praktijk is dit terug te brengen tot enkele bepalingen welke in algemeen gebruik zijn. De oplosbare suikers worden geëxtraheerd met 80% of 40% ethanol of koud water. Vervolgens wordt de oplossing geklaard en de suikers gedetekteerd. De internationaal gestan-daardiseerde methoden reduceren een koperzout met het suiker en bepalen dan het gevormde koper met atomarie absorptie, electrochemisch, met thio-sulfaat of KMnO, dan wel gravimetrisch.

Andere manieren om suiker te bepalen zijn: de draaiing van gepolariseerd licht te meten, het suiker met anthrone te kleuren of enzymatisch om te zetten. De nieuwste en snel in belangrijkheid toenemende methode is de gaschromatografie waar ook tussen verschillende suikers kan worden onder-scheiden. Zetmeel wordt bepaald als de met de autoclaaf hydrolyseerbare suikers of met a-amylose te produceren suikers, dus de rest na de suiker-ekstraktie. Na de omzetting in monosacchariden volgt zetmeel de zelfde weg als de suikers. Op de ruwe celstofbepalingen wordt apart teruggekomen. Wat nieuw is, is de Fibertec (fa. Pleuger) een halfautomaat voor de ruwe celstofbepaling.

Een laboratorium met enige ervaring heeft ten minste een zelfde capaciteit, Lignine de binder van de cellulose vezels is moeilijk te bepalen en de be-staande methoden zijn slecht reproduceerbaar.

Ieder van de genoemde bepalingen heeft een ander niveau en bepaalt een ander deel van de aanwezige lignine plus verschillende bijprodukten. De methode volgens v. Soest bepaalt de rest in de ADF na hydrolyse van de cellulose de zgn. Klason lignine (44,45). Deze methode geeft een te

lage uitkomst. Een verbetering is door de lignine in de ADF te oxideren met KMnO; . Dan blijft de cellulose achter, maar nu worden N-verbindingen meebepaalt en tevens een andere lignine pool aangesproken.

-13-Tabel 2. Analyse methoden: 1) Oplosbare suikers (16-29) 2) Zetmeel (30-34) 3) Ruwe celstof (35-411 4) Lignine (43-48) 5) Analyse schema's (49-59) 6) In Vitro verteerbaarheid Polarimetrisch Gravimetrisch Amper ometrisch Oxidimetrisch Color imetrisch. Enzymatisch Gaschromatografie na zure hydrolyse: 1) na enzym. " : 1) NEN 3327 NEN 3326 10 min peer Oxidatie Scharrer-Küschner " v.d. Kamer Klason 72% l^SO, KMnO ^ "v4 Trigol Acetyl Bromide GLC/HPLC. 1936-McCance 1945-Williams 1958-Gaillard 1959-Waite 1961-Deriaz 1963-v. Soest 1975-Hellendoorn 1975-Southgate 1977-Englyst - Tilley & Ferry - v. Soest - enzymmethoden. (58) (58) (51) (52) (53) (49) (55) (56) (59) (50) (57) (60) (61) (45) (54) (58)

De modernere methode van Morrison (46) verlaat het principe van de gravimétrie waarop zoveel landbouwkundige methoden zijn gebaseerd. Deze kolorimetrische methode wordt echter gestoord door aromatische aminozuren en gebruikt het agressieve acetyl bromide als reagens De trigol methode van Edwards (43) is wat moeilijker te doorzien maar deze berust op de hydrolyse van de lignine bindingen.

Ook hier zullen de fysisch chemische methoden zoals IR, HPLC en GLC in de toekomst de oplossing moeten brengen.

Nu reeds bepaalt Hartley de brokstukken van lignine na hydrolyse met behulp van de gaschromatograaf en verkrijgt zo al vast informatie over de soort groepen. De hogedruk vloeistof chromatografie is in staat om polymeren te scheiden zodat behalve gehalte en samenstelling ook iets over de struktuur bekend wordt.

Met Infrarood kan desnoods non-destructief aan de structuur en gehalte van lignine gemeten worden.

Er is veel energie gestopt in schema's Van analyses voor de fraktionering van de celwand (58). Dat is prachtig voor research, doeleinden, maar de laboratorium bezetting zou alleen hiervoor al sterk uitgebreid moeten worden wanneer dit soort fraktioneringen routine matig zouden moeten worden uitgevoerd. Fig. 5 geeft een hypothetisch schema voor de frak-tionering. Het liefst zou je dit alles in éën stap willen uitvoeren, en die mogelijkheid geeft b.v. Infraroodreflectie. Zo lang die techniek nog niet buiten de USA uitvoerbaar ia zal waarschijnlijk alleen gaschro-matografisch iets te doen zijn, zoals verderop wordt getoond. Tot in welke gedetailleerdheid gescheiden moet worden hangt af van de

vraag-stelling. Voor voederwaardering zou kunnen worden volstaan met de ana-lyscheketen voor koolhydraten: voedselmonster-^oplosbare suikers -*• water oplosbare komponenten -*- water onoplosbare komponenten (cellulose, niet cellulose, lignine), eventueel uitgebreid met geblokkeerde en vrije cellulose en niet cellulose.

Reeds in de scheiding van oplosbare suikers/zetmeel beginnen de moeilijk-heden (23).

Zolang er niet al te belangrijke konklusies. aan de analyse uitkomst worden verbonden kan wat in kokende 40% ethanol oplost suiker worden ge-noemd en wat in kokend water oplost, zetmeel. Maar de zetmeel moet

w

Û> *d • H

u

d SX o o d

w

>> * r H O P4 i H r H «4-. ' M

o

ö o • H - P d G O • H

+>

_O e i 5^ pq ü) - P 0) r H P. g O ü

u

o

<H (!) S 0) .3 O GO r H c l O • H

+*

_<3> Xi • P O Q, >» W • O) rH P E d CO T3 O O p4 W • r-< O d - P . faû 0) 3 03 W .+» . • H G O <D

e

~ G fcJO — _{O - H} • H P , P o w d x> U-H - P P« X - H fH r H T 1 5 -. <D r H $ r H • O GO ! fc O P d W P = - P G «H <D O G — o -Ö D , O S • H O • P ^ O o d M - P « W G O • H • P d G O • H P Ü d U P4 -• • W P c G O P E O O — r H d f-t P ' 3 <D ^ W G d W G d p ü cd rH H >> d W X G 1 d O J ^ Ü G O 3 - H

nan

s

ther

s

G o d • hß g fl) O 1 O W - P 0 O <D O P r H •H M rH £J J3 d ü d P u O 0 d r H d t~{ r H >H d fl) W a K K Ü Ü .*

w

• p G (1) c o a E o L - O o • H •o • H _O < W 0 • P G - . d • H Ö P - H . ' O hi) ' O r H O <D r H Ö ^ > O 3 • H r-l W P O - P d W G G G <D O M Ö • H ! O _ P ÎH P i ü 0) g d P O M d ü P H ; 5 • J 4 " • Ö • H i — G b 0 >4 ^- -<D w o r H 3 r H r H o -Q O • H O rH 3 r H r H 1— m o i G o G W G d • P [ - O d r H d O '. W G d G ' G d w G d r~i — >> X * • • i o o

r^

r H

o

1 O - p o d r H d O - ï 1 O G SH 3 O 3 r H O i 1 O ö • H L-d <U ' " Ö ^l o O - H

+»

0) d (ü-rH fH >» fcfl^J (ü - p • ß >» G TJ d o • H G rH - H 0)^3 • P O • O G W d d ' - P h U G d p Q> Ä Ö O - O G O, Ö O S O - H O • H - P O • P d O W O d - H - H ^ M + i <H © O E Q> £1 >» P t O r H d O * H M P. O " . m fco •H PM

In 1936 werd door McCance (fig.7) een scheiding aangebracht tussen oplos-bare en niet oplosoplos-bare koolhydraten, een benadering welke wel -voldoet voor éënmagigen. In 1942 kwam Williams: (fig.8) met een schema waaraan door Hellendoorn en Southgate niets belangrijks werd toegevoegd. Van Soest sloeg met de detergenten een werkelijk nieuwe weg in. Maar ook hier wordt nog niet eenduidig de komponenten bepaald.

Het jongste fraktioneringsschema van Englyst heeft kansen.

Ook hij onderscheidt een aantal scheidingsstappen, maar iedere fraktie wordt met de zelfde gaschromatografische methode bepaald. Hier wordt dus naar uniformering van handelen gestreefd, verder is de GC-hepaling relatief vlug. Nu nog een goede aanpak van de fraktiescheiding en er ligt een

redelijk, alternatief voor de koolhydraat bepaling.

De ontwikkelingen in denken wordt in vogelvlucht getoond in de volgende figuren:

fig. 6 1936 Unavailable carbohydrates voor éënmagigen met name de mens. fig. 7 1942 Volledig schema dat daarna niet meer wezenlijk is veranderd.

In 1958 heeft Gaillard de methode in zo verre verfijnd dat de

gravimetrisehe methode werd omgewerkt naar een spectrofotome-trische bepaling.

fig. 8 Van Soest kwam met iets nieuws; de detergenten.

Hiermee werd een nieuwe conceptie gegeven van de celwand.

Gaillard heeft ook deze methode verfijnd met spectrofotometrische bepalingen.

Om aan te tonen hoe verschrikkelijk veel werk die zgn. moderne fig. 9 filosofie kost de methode volgens Southgate. Deze ontwikkeling

is heilloos.

Handig voor research doeleinden maar onmogelijk voor praktische doeleinden. Mijn voorkeur gaat uit naar de methode van Englyst. fig. 10 Deze is nog niet praktisch genoeg maar ik geloof dat de

tussen-oplossing voor onze analyseproblemen hier gezocht moeten worden. Een zo eenvoudig mogelijke scheiding, zo gelijkvormig mogelijke hydrolyse en vervolgens ëén soort gaschromatografische analyse. Deze gedachte verdient tenminste een verdere uitwerking.

-17- •

Fig.6 Stages in the measurement of unavailable

carbohydrate

(McCance, Widdowson and Shackleton, 19 36)

Food sample

Extract with 90%

v/v ethanol

(overnight 16 h)

1

St rch measured in

residue

by takadiastase

hydrolysis

Residue dried and weighed

1

1

Total nitrogen measured

in redidue

Unavailable carbohydrate •= residue i n s o l u b l e in alcohol - ( s t a r c h +

-18- ..•*•,

Fig.7. Stages in the measurement of indigestible

residue

(Williams and Olmsted, as modified

by Macy 1942)

Sample

(Dried and ground to pass 20-raesh sieve)

Extract with diethyl ether

8 h

Incubated with pancreatin/bile

•• salt mixture

This stage is

omitted when

measuring total

hemicelluloses

Filter through filter cloth,

•wash with hot water, then with

ethanol, benzene and diethyl ether

Treat with cold 21.4 N H2SO4

24 h

Dilute rapidly to around 3 N and boil

under reflux for 3 h

Residue, wash with

water, ethanol and

benzene.

Dry and weigh

Filter .

Filtrate, neturalize.

Measure ^reducing sugars

Ferment with yeast.

Measure reducing sugars

Ignite at 750°C

1 h

Cool and reweigh

Loss in weightHlignin

Fermentable sugars as gluco

x 0.90=cellulose

Non ferment ab l e sugars as pento:

x 0.88=pentosans

-19-Fig. 8 »Summary of the Stages in the

Acid-Detergent Fibre Method

Air-dry or Fresh Sample

Boil under reflux in 0.5M Ho

S0

4

containing 20g CTAB/litre

(lg sample/lOOml)

.60min

'.Filter, wash with hot water,

then acetone

Dry and weight residue

ADG E residue

-Summary of the Stages in the

Neutral-Detergent Fibre Method

Air-dry or Fresh Sample

Treat with amylase

Boil under reflux in buffered

SLS solution (30g/litre)

(0.5-lg sample/lOOml)

60min

Filter, wash with hot water,

then acetone

Dry and weigh (Treat with amylase)

Ash and re-weigh Modified NDF

»

*~\ *ö O CD H M p: CO

s

pr M

e

M O co CD

w

0) CO H-& (D « •CD

3

F -O © H" F» F» O

o

p /"N'es O M O H- 0 M p. 3 •< CO W F- p CD t» O M O H - C PT O- 4 P p: o ^ CD pi F-CO F- p . *—' O CD CO

s

p c+ *-i y-> X P P » *Ö »d s; H » » CD i-J O CD O O p . p: CD M p: r+ O *< rt pr p ^ H- w H

o

p. p *d P p H C i M H- O H H- H- c+ O . c+ N p pr 3 H- p r+ p p O ' c+ CD *i ri-ps H- p . F- H O P- F-O P$ F-O* CD X H, «< CO »C» CD O c+ F-O (0

g.

D* CO c+ P t« O CD CO co r O f - F" s J M 3 y. 3 et p: o 4 «+ a p H- H- O O 0 f + Ö 3

H-o —

O P X ^ M £ p F-c+ F-c+ CD p r S C f CD 3 F-O 'CD H P PS O pr (_i H -M *-» !» 4 3 *d F- P H \~> P. <+ CD O CD t-J O £ W H-

F-x *o

p . ^ F-CD 3 *Ö r+ p w n P O P M O co CD > — \—' 4 F- l-» r t CD PS *< H-CD M CO O «< p PS

o _ o

H, < O O F-PT H, «+ p pr 1 W C T p ^ 3 »d O *-i H- fo >-i & P pr p, c+ CD H- pi H- CD ^ O O O CT5 W H-CD pr pr x "d H» H- ^ N H« H ö ü S y r t p: era CD p o P j_j v ^ 0q H- h-> c+ O H PS «< H -co CD M co o CD CD * < p p) o W o 3 o o H j F- PT H> f + p ET 1 CD t > r + P. cr a p F-£ r+ O H-M O pl O H> H* C - J PS • P- Ol CD ^ 3 4 ^ 3 « • -CO < Î25 P O

w

o

o

W X r t H P O M c+ P. H-O p» 5: F-r+ pr PS CO

o

M p:

c

H CD H CD CO F-P. 0 CD

*3

F -CO O M p : cr F» CD

a

CD p: c+ H P H" F-N P e t F-O P» W >tf O CD . ' * - » : > o *< O r+ CO F-P C O O H-O H-O co pr c p 3 cr H p CO F- c+ c+ O- 4 P CD H - PS W X O CD CO CO

o

(-" d

cr

M CD H tf rt-M P O t + H-O P« ' 3 F-c+ pr tf». ï £ 3 - ">—, < « P O « F-P« O O H P. «# P: P« p. CD 4 S5 to • Ö CD H F-cq P» F-H> F-O P c+ F-O p« ^ F-r+ pr

o

pr M

o

»-; F-P< .CD " P P» P. pr O c+ CD c+ pr p

o

F ' O . CD W M t + 4 P O c+ F-O PS 3 F-r+ pr

o

4 TO P — p •— F-O CO

o

F* < CD P c+ M

«+

O • i ' CD 3 O < CD F" F-»d F-P. CO • .' > F> 4 P . 4 «< r f F-CO CO p: CD • F3 pr CD »^ ^ P O e t F-O P* P c+ F-O P» O H> t+ pr CD W FJ P PS H-O CD M M ^ P M M /'"N CO

o

_p: c+ pr oq p t +

a>

*» F» «> • ^ Ü 1 *» • P H> t + CD CO F -' C D era CD M F« t o CO 0 2

- -/.I-co 0 • d • H ÏH d Xi O O d CO >> r H O P. O • H (0 O r H 3 r H H 0) O 1 fi

o

PS • d •

a

d X Î

o

_M ci H ^ w • « t co M d bO 3 CO Q> 0) U «H «H O CO • H CO >> M tf fi Ci M O «H O U PJ •d (1) O

o

M P i • P CO >> r H bO fi W 0 r H

a

g 3 co • •ö

o

o

pH f . •d 0) • H *H • d 1 0 N <1) • 0 rH <H bO H o o t - l *^s .

u

© «H <H 3 X> 0 - P ai - P 0 O ci i H S o o* x! • p • H £ - P O e i h H-> K P H . * O

o

o

en • p d Xi

m

• - N O • l O

w

_p« • 4« S ca • o y^y • P O 0 O« • H i H Ci r H E T H

w

M ci to 3 CO

o

o

_M «H 0 h 3 CO ci 0

s

• Ü « KH* •

a

>> X I (D

cl

•d • H W O O 3 r-J lu O r H >> S Ci r H S r H • O •d •d <3 0 • H < H 3 X> 0 • P ci • P 0 O c i fi • H r H fi * - « ^ to fi r H v-^ O

o

_CO ^ 1 ITî M< • P ci XJ CO r H CD • P Ci X)

a

O fi r - t •P fi d •P ci fi rH 0 P , CO H fi r H 0 ^ Ci H W U ci hû P« CO 0 0 h «H 0 JH d

w

_d 0 S Ü • •J « Ü 0 W

o

Ü 3 r H bû fi • H 0 W d 0 M ü fi w W Ü CS <3 E H CO m t H i*ß •<a< r H O fi d X i • P 0 Xi - P •rH £ © • p d • p •H CA • H Ü 0 M CY r H fi m X i • p • H £ • P P, P. 0 W >> r H O U xi >>

w

Ü ^ N O o d riflß tfO • P . a d fH d Xi Ü lO <—' • Cî co • d • ^ - H O O co d eg W ü • H S fi

m o

• u

o i=> co Q r H Ü < O M Î 3 O P4 p

o

M

e

< cd PH W • J cq p HH

o

co tu

w

£ H <î » M • H PH X» • H W 0 0 bO 3 « H • H U - P fi 0 O r~i fi O CSJ Ö • H - P Ö d +J d Ö fH 0

a

0 w <H O r H S 00 r H T3 Ö d TJ r i d TJ G d p co 0 Xi 0 G 0 p. w 3 0 > O

e n

0 X ! • Mi 0 bD 3 « H • H r ) - P « 0 O r H O Ö d Xi - P Q> r H fi CD r H rH TJ fi -d M< <J r H O fi d XJ • p 0 > l > 6 5 O Ci Xi • p • H ^ • • P P i P< X ! (0 d £ 1 O rH P> H SH • H r i E-«

s

CM r H S r H •d • d d 0 pj

n

•rH co 0 fH >> >H « f - + d Ö rH 0 • P Ö • H X ! • P • H £ , v_^ XJ •rH O d O • H • P 0 Ü d /--N TS r i d T ! C! d P CO -CJ

o

_{r H} CQ r H - P d Xi r H 0 CO >» r H O r i T3 >> W • O • »J • Ü CO SM d bû PJ co 0 0 U « H C

u

3 co d 0 S . c C K t^-)— Ê

c

₁ ^

c

îz; W t-q CQ Ö vl O CO 1 Ctî M E~< <îj • d •H

o

d O •rH Ü •P O 0 rH o cq d rH O U

o

rH ' M • H U E-< •P d xî r H 0 W >. Ü Ü co Î3 r i O d S bO co Ü M co

o

3

w co

ü w

i co o w P» 0 0 r* •d fi d « CO « < r H X5 fi t » CQ K l O "H CO CO

s w

M CO

o

w w

H W <3

Keuzegroep in verband met doel.

In figuur 11 wordt een poging gedaan het analysepakket af te stemmen op het gewenst doel (62).

Het in vivo verteerbaarheids onderzoek steunt geheel op de Weende analyse,

(het onderste deel van de figuur). De onzekerheid in de uitkomsten van de analyses wordt gesommeerd teruggevonden in de waarde voor NFE. De belang-rijkste bron voor die onzekerheid is de ruwe celstof.

Voor de berekening van de verteerbaarheid uit de chemische analyses kan b.v. gebruik worden gemaakt van de detergent methoden van Van Soest,

(midden in de figuur).

Wat we eigenlijk wensen gebeurt enigszins met de "in vitro" verteerbaar-heidsmethode. Zo als aangegeven (bovenste deel van de figuur) wordt in ëën meting de grens bepaald tussen verteerbaar en onverteerbaar. Jammer genoeg is die lijn erg dik en methoden om die onzekerheid terug te brengen zijn nog niet bekend. Wel zijn nu enzymatische methoden ontwikkeld maar die zijn nog lang niet zo goed als. de "in vitro".

Oplosbaarheid structurele koolhydraten.

De oplosbaarheid van de verschillende voedingsbestanddelen i:s. steeds pH-afhankelijk (42,62) (Fig. 12).

De ruwe celstof (39,40) wordt verkregen door hydrolyse met achtereen-^ volgens verdund zuur (pH Q,4) en verdund loog (pK J3,5)_ zodat eerst een deel van het eiwit en hemicellulose oplost en vervolgens de rest van het eiwit, de hemicellulose en een variabel deel van de lignine. Ook de van Soest methoden (45) maken gebruik van deze oplosbaarheden. Neutraal detergent, dodecylhydrogensulfaat, lost bij pH 7 alles op behalve de celwand bestanddelen.

De zure detergent, cetyl tetraammoniumhromide in Q,5N ELSO«, lost bij pH 0,7 alles op behalve cellulose en lignine.

Dan blijft nog over om te scheiden cellulose + lignine, waarvan cellu-lose in 72% H„S0,, pH-1, wordt gehydrolyseerd.

Bij verwijdering van lignine i.p.y. cellulose wordt KMnO, als oxidator gebruikt.

Hydrolyse^ Oxidatie

3

Reduktie.

In de plantencelwand zijn zeer vele verschillende bindingsyormen te onderscheiden welk ieder op eigen wijze verbroken moeten worden (IJ).. De tabel 3 geeft een overzicht van de vele soorten "Cleavages" welke toegepast kunnen worden op aan lignine gekoppelde koolhydraten. De keuze van de kraak methode bepaalt de aard van de produkten welke worden gevonden.

T 2 3 -_ C U T J N E . . , . ., , — S X L I C I U M — rt W <C t o < O cq ^ S P

«; u

W H S3 W O ffi w co

S

P h ^ O L I G N I N E •'";' Pi ä

1 i

H w

VERT

:

HEMI C EH

S

S

o

o

Î 4

§

^ PQ co O A fr O ; -w to = O = (-3 w E H H & H

w

L , Ä

s

EH CO W «

w

ffi P i in Pi j W 1

I

• C4

VS

E j . s

•J"

_U

V Pi ) H / >

f

1 O

/ «

1

w

_{H 1} O > j \ i § P w 0 1 • ^ " >£

f

" * /

X

_\

n ' V

^ \ O I - I • J w 0

.-V

M • CQ

3

P t-3 W U L I G N I N E ' W co 0 t-3 O H Di

S

à a

P-4 O O Q &

a

- e S

Pi P O N RUW VET co < H H 5 H tó W sp m CN S p OS m vp _os VO CN NP OS CT> sp _ps O H O S " C*J sp CO

ï&

_{i n} H fa O EH

Î3

u

M s tó ' •••-••'•

S

-EH CO W 'i-i

U

>, 1 £3 -RUW V E T co

*c

EH H

£ &

P H « W w co to p EH H

o

H fr

2 4

-3

-a-o en (N Opl. 100% 90 -80 70 60 50 • 40 •• 30 20

Dellulose

aplosbaar

10

3

^_> pq O H U •» 'o1 tó P. cd • M co (D » - 1 v ^ -tf O C/> O" cN O en W csa « i n u"l m CN O o i \ t v »->»-u <u AS • H D c o , <U 4 J « •U cu o CO S CN «\ O , ^ - N Pu P S3 X - ^ • P ca cd m i-H 3 co r-l >~. CJ (D T J O T3 o tó p< l d • p co (U CN K ' O cd S3 » CO f H C l • V O tri O n) S3 S3 CM

l i g n i n e

/ .' - andere.

\ \

/ >y

/ .s'

c e l l u l o s e

oplosbaar

\ \

y

_ i i i i <_

-1

s

o

F i g . J 2 8 9 JQ 11 12 13 14 pH

-25-Tabel 3.

Solvolysis by acids and basis.

A.F.A. Wallis chapt. 9 Lignines Willy Interscience.

ACID SOLVOLYSES

A.

Mild acid hydrolysis

1) Introduktion alkoxy group 8

2) Mercaptolyse

3) H„0 elimination

C.

Solvolytic ether cleavages

1) a-ether cleavage

2) ß-ether cleavage

D.

Solvolytic C-C cleavages

1 )f3-Y

-

cleavage

2)a-p-cleavage

E.

Side chain rearrangements

BASIC SOLVOLYSES.

A.

Solvolytic ether cleavages

1) a-ether cleavage

2) ß-ether cleavage

3) diaryl ether cleavage

4) methoxyl group cleavage

B.

Solvolytic C-C cleavages

1) 3-Y- cle a v age

2) a-ß-cleavage

3) a-J-cleavage

D Ruwe Celstof

Er zijn nogal wat verschillende ruwe celstof bepalingen ontwikkeld en zij geven ieder een ander resultaat. De belangrijkste redenen voor bun ontwik-keling zijn vereenvoudiging, versnelling en eenduidiger resultaten. Ruwe celstof omvat ca 90% van de cellulose, ca 60% van de lignine en ca

10% van de hemicellulose van de planten celwand. De preciese verhoudingen hangen in belangrijke mate af van de aard van het plantaardige materiaal en de gekozen methode.

NEN 3327 - SCHARRER KUSCHNER. (69}.

In de Crude fibre werkgroep van de International Organisation for

Standardisation f ISO) werd de gravimetrische RC bepaling volgens Weende

(1S0/TC34/N697 ongeveer gelijk aan NEN 3327) vergeleken met de methode volgens Scharrer-Küschner (37).

In de NEN methode wordt achtereenvolgens met zwavelzuur en loog gekookt, terwijl volgens de Scharrer methode met een mengsel van azijnzuur, sal-peter zuur en trichloorazijnzuur wordt gekookt.

De NEN methode is voor ruwvoeders ontwikkeld, Scharrer voor graanprodukten met in de regel een laag ruwe celstofgehalte.

In figuur 13 zijn de resultaten van 5 nederlandse laboratoria weergegeven. De geanalyseerde grondstoffen zijn; cornglutenmeel, rijstemeel, gerste meel, tapioca meel en soyabonen meel, waarvan de laatste een grote bron 'van variantie is. In de figuur wordt gelijkheid van de resultaten met

beide methoden gesuggereerd maar de korrelatie vergelijking zonder soja-bonenmeel, is:

2

NEN = 1,15 * Scha.Kü - 0,43 r F,0,83 N=2Q ruwe celstof : 1-5% in ds Voor een viertal voeders met een ruwe celstofgehalte van ongeveer 5% vonden de engelsen: ^ = 1 > ] 5 ^ Scha#K{i _ 0,43 r2= 0,97 N=4

In tabel 4 (69) staan de resultaten van Czechoslovakia voor een groot aantal produkten.

Granen : NEN = 1,06 * Scha.Kü - 0,16 r2=0,98 N = 30 ruwe celstof: 2-10% in ds.

Stro : NEN = 1,03 * Scha.Kü - 0,70 r2=0,94 N = 4 " " 45% in ds.

Hooi : NEN = 1,02 * Scha.Kü + 0,62 r2=0,98 N = 7 " " 22-32% in ds.

Grassen: NEN = 1,08 * Scha.Kü - 0,63 r2=0,96 N = 48 " " 17-38% in ds.

Silages: NEN = 1,15 * Scha.Kü - 1,63 r2=0,96 N = 10 " " 10-38% in ds.

Het zal duidelijk zijn dat voor geen enkel niveau deze waarden aan elkaar gelijk zijn, evenals dat er voor verschillende produkten verschillende relaties bestaan.

-27-Fig.13. Report No.75 Inst, for Cereals Flour and Bread T.N.O. ~~>... -T" .

A comparison of the Weende and the Scharrer-Kürschner procedures for the determination of crude fibre in animal feeding stuffs.

Weende

12

10

8

' 4

+

3

+ Individual laboratories

© p r o d u c t means +

5

/ /

+

/ / / / • / / % / *

2

-/ / /

+ ¥ •

/è

- / ^

' / ++

A

@ /

+ +

/ +

_ /

. 1 . 1 1 ! ....

/ T

.„ 1

". •

1

'. •

1

1

i

1 ...

0

0 2

.

4 6 8

Schar rer-kürschner

ISO TC34/SC10 61E J a n . 1976

2 8

-ISO/TC 34/WG 3 N 61

ISO/TC34/SC10 NI 00 ( C z e c h o s l o v a k i a ) .

TABLE (4) : Comparison of crude fibre content values obtained by two different

methods. (Results of the Weende procedure were used as a reference values).

Abbreviations : Sch-Kü = Scharrer-Kürschner procedure

Plant material

crude fibre content in differences •

% • between contents

Weende Sch-Kli % abs. % r e l .

I. STRAWS

wheat "straw

A ye straw

oats straw

barlex straw

II. Meadow hays of different

quality and botanical

composi-tion

III.- GRASSES or FORAGE PLANTS

Timothy g r a s s (Phleum pratense)

Orchard g r a s s (Dactylis glom. )

48.02

44.55

45.98

47.54

46. 97

43.63

45.78

46.98

1.05

0.92

0.20

0.56

2.18

2.06

Û. 43

1.18

32.64

30.28

29.34

28.51

27.42

26.59

22.24

38.10

29.15

27.39

25.81

23.15

32.37

28.20

23.13

31.62

29.38

27.32

27.56

26.64

25.16 •

21.35

37.14

27.99

26.45 '

24.97

22.42

31.39

27.43

22.28

1.02 .

0,90

2.02

0.95

0.78

1.43

0.89

0.96

1.16

0.94

0.84

0.73

0.98

0.77

0.85

3.12

2.97

6.88

3.33

2.84

5.38

4.00

2.52

3.98

3.43

3.25

3.15

3.03

2.73

3.67

-29-Plant material Weende Sch-KU % abs. % r e l .

Meadow fecsue (Festuca pratensis) 31.25

Red fescue (Festuca rubra)

Italian ryegrass (Lolium

roulti-florum ssp. italicum). .

Lucerne (Medicago sativa)

Red clover (Trifolium pratense)

maize-bread bean mixture

lucerne-clover mixture

31.25

25.39

23.42

30.65

28.18

26,18

24.18

22.96

27.86

23.95

22.36

17.64

30.38

28.19

26.39

23.35

22.45

21.44

21.35

26.11

25.51

24.64

23.62

22.44

22.30

21.66

20.30

27.39

26.27

30.27

24.57

22.54

29.85

27-43

' 25.36

23.21

21.98

27.04

23.00

21.35

17.04

27.52

25.78

23.67

22.47

21.53

20.61

21.14

24.26

24.49

23.58

. 22.92

21.46

21.68

20.61

19.41

26.09

25.96

0.88

0.82

0.88

0.80

0.70

0.82

0.97

0.98

0.82

0.95

1.01

0.60

2.86

2.41

2.72

0.88

0.92

0.83

0.21

1.85

•1.02

1.06

0.70

0.98

0.62

1.05

0.89

1.30

0.31

2.82

3.23

3.76

2.61

2.49

3.13

4.01

4.27

2.94

3.97

4.52

3.40

9.41

8.55

10.31

3.77

4.09

3 . 8 7

0.98

7.08

4.00

4.30

2.96

4.37

2.78

4.85

4.38

4.75

1.18

3 0

-Plant material

lucerne-oats mixture

mixture of various g r a s s e s •

L u c e r n e - g r a s s

mixture-lucerne-oats mixture

sudan g r a s s '

•wheat plants

rape plants • •

broad bean plants

H . H »i _ it it H it ii it

IV. HAYLAGES

*• •' . • . • • " , •

V. SILAGES

maize

maize

maize - ,

maize

maize • • <

sugar beet tops .and leaves

n « « » it ii ' it it tt tt ii i t it H II

'.. Weende

26.76'

25.77

24.10

22.51

29.63

29.54

28. 92

' 3 1 . 6 7

30.25

25.67

20.72

27.10 "

26.22

20.21

*. '

34.82

. 32.23

31.72

24.41

20.49

23.53

. 18.22 .

. 11.12

10.68

Sch-Kü

26.19

25.05

23.10

21.18

28.85

27.34 .

26.28

28.68

• 2 8 . 9 5

23.98

20.33

26:20 .

25.20 .

18.51

30.84 •

31.33

31.36

23.69

20.35

19.27

17.04

10.52

10. 56

% a b s .

0.57

' 0. 72

1.00

1.33

0.78

2.20

2 . 6 4 ' .

2.99

1.30

1.69

. 0 . 3 9

0 . 9 0 .

1.02

1.70

• • ' • -:

3.98

0. 90

0.36

0. 72

o:i4

. 4.26

1.18

0.60

. • 0.12

% r e l .

' 2 . 1 3

2.79 ".

4.15

5.91

2.63

7.45

9.13 '

9.44

. . 4 . 3 0

' 6.58

1.88

3.32

3.89

8.41

11.43

2.79

.1.13

2.95

0.68

18.10

6.48

5.39

1.12

maize + sunflower + mustard +

- 3 1 - - .

Plant material • Weende Sch-Kü % abs. % rel.

VI. CEREALS

wheat

rye

barley

oats

. 2.25 2.64 2,21 1. 93 2.03 1.89 1.96 .1,79 2.06 1.93 •-••'. 1.86.'

2.14

1. 97 ; :, 1 . 9 6 4.47 3.88 •-•'.' 4.41 • 4.32^ 4.01 ' " 3.92 4. 56 4.40 "'. 3.60 . . 3.71 . 1Ö.31 10.06 9.59 9.19 9.28 9.54 2.59 . 2.10 2.19 2.21 1;95 1.64 1.70 1.49 2.3 9 1.90

1.75

•2.09

1. 82 1.91 4.21 4.05 4.32 4.21 3.96 3.89.. 4.64 4.38 3.97'. 4.90 ' 9.93 9.85 9.41 • 7.98 8.88 . 9.06 0.34 0.54 0.02 • 0.28 0.08 0.25 0.26 0.30 0.13 , 0 . 0 3 ' 0.11 0.05 0.15 0.05 . 0.26 0.19 . 0.09 0.11 ' 0.05 . 0.03 0.08 . 0.02 0.37 1.19 0.38 0.21 0.18 1.21 0.40 ' 0.48 13.12 20.45 0..90 12.67 3.94 13.23 13.26 • 16.76 5.94 1.55 5.91 2.34 7.61 2.55 5.82 . • 4.69 2.04 ' 2.54 1.25 0.76 1.72 0.45 9.32 24.28 "3.68 2.09 1.88 13.17 4.3! 5.03

NEN 3327 - NEN 3326

NEN 3327 wordt beschouwd als de referentie methode, terwijl NEN 3326 als routine methode geschikter is. Het verschil tussen deze methoden i dat hij 3327 tussen het koken met zuur en loog gefiltreerd wordt, en bij de verkorte methode na het koken met zuur een overmaat loog wordt toegevoegd en vervolgens het koken wordt voortgezet. Van deze zgn. "verkorte methode" (3326) zijn nogal wat modificaties in gebruik, met als gevolg onderlinge verschillen. Voor een zestal laboratoria

in Nederland werden de volgende resultaten gevonden:

- de 10 onderzochte monsters zijn 2x gras, pulp, 3x krachtvoer, stro, hooi, snijmais en A -brok.

- de ruwe celstofgehalten lagen tussen de 8 en de 46%.

Regressievergelijkingen: NEN3327 =• a * NEN3326. + b.

Laboratorium 1 2 3 4 5 6 Gem. Regr.coeff.a= 1 .027 1.053 Constante b= -0.856 -2.282 2 Corr. : r = 0.999 0.994 R.st.afw. = 1.232 3.709 •Aantal:N = 100 30

De verschillen komen voort uit de yerwarmingsmethoden en de verwarmings-tijden. Ook blijken deze methoden persoonsgebonden te zijn, dat wil zeggen dat reeds kleine verschillen in de behandeling tot verschillen aanleiding kan geven.

ÂDIN- MAILLARD -TANNIN - HYDROXY PROLINE.

Onder invloed van verhoogde temperaturen blijken er bij ruwyoeders Maillard

(63, 66) reaktieyrodukten} verbindingen van suikers met eiwitten, te worden

gevormd. Dus de monsterbehandeling, d.w^.z. de droogtemperatuur, speelt een rol, maar deze reaktie produkten kunnen in geringere mate ook al aanwezig zijn in het oorspronkelijke materiaal.

Enkele reaktie produkten zijn in fig. 14 weergegeven.

In fig. 15 a en b wordt de invloed van de droogtemperatuur op de vorming

van " acid detergent -insoluble nitrogen" gegeyen, waarbij het vochtgehalte zeer van invloed lijkt te zijn.

1.020 2.148 0.995 6.052 1Q0 1.003 0.319 0.998 1.847 100 1.007 - 0 . 3 1 2 0.998 2.177 80 1.038 0.665 0.998 1.722 80 1.013 0.320 0.987 .93.180 490

Xyloso _GIUC080 3 3

-H

Lo

CH,

Maillard reaktie produkten van Tryptofaan

OoT'

+ Xylose H 1+2 + •OH !<HA H C,H,0, F i g . 14 7001 600 500 400 S 300 S 200 WO -100 ADIN-151 - 5.33 C*.04 C2 r2«.75 50 J I L 70 90 110 Temperature (0 J — i . 130 150 170 J

FIGJ 5 a Relationship between temperature and quantitative changes of acid-detergent insoluble nitro-gen (ADIN) in heated dry samples (N--27, 9 samples/ forage). (*) Alfalfa leaves, (o) Alfalfa hay. (•) Alfalfa stems. 700r 600 500 400 300 ÎS 200 100 ADHH6.8-5.33C+.078C" r2-.31 Temperature (C)

FIGj 5 b Relationship between temperature and quantitative changes of acid-detergent insoluble nitro-gen (ADIN) in heated wet samples <N=24, 6 samples/ forage), (a) Presh grass. (•) l:resh alfalfa, (o) Fresh

Tannine (Cy^ H „ ^hf,) > e e n macro molecuul, vormt onoplosbare komplexen

met eiwit. In kleine hoeveelheden komt het voor in de meeste veevoeder grondstoffen maar ook in eikebladen komt het in vrij grote hoeveelheden voor. Ook is de binding van de aan de structurele koolhydraten gehechte

eiwitten, hoog in hydroxyproline, vaak zo sterk dat zij bij de ruwe cel-stofbepalingen in de onoplosbare fraktie achter blijven. Een redelijke korrektie ervoor is een aftrek, van 9x het N-gehalte van het eindprodukt van de analyse.

N-VERDELING

Figuur 16 geeft een beeld van de. verdeling yan N oyer de frakties. in een voeder. Van de niet beschikbare N zoals Maillard produkten wordt een groot deel in de celwandfrakties teruggevonden. Het probleem van die celwand analyses is. dat niet alle -niet beschikbare N- in die fraktie terechtkomt, maar een gedeelte. Verder is dit ook. nog verschillend voor verschillende analyses.Nieuwe methoden worden vaak. aangeprezen door

ver-schillende analyse uitkomsten te sommeren en te vergelijken b.v. met NDF of ADF, maar de onzekerheid ten gevolge van die niet beschikbare N wordt vergeten.

NDF

sol. carboh, ?" acids. hemicellulose

nitrogen free extract

nitrogen free^extract OQ cellulose

ADF

Weende crude fibre Scha.Ku. crude fibre

V-"-\ £ jc r u d e. ash (-•.protein «*& *

4

rt W crude protein; a s h

-¥

1

3

COI I - g l t-j°|cr ude

tu "protein

^ a j t»

ash

3

rt»

Fig. 1:6, Comparison of chemical composition, according to the proximate analyses and according to the procedure of v.Soest

-35-NDF; VERGELIJKING MET RC

De NDF methode bepaalt duidelijk iets anders dan de ruwe celstofbepaling. Overeenkomst en verschil hangt in sterke mate af van het plantenmateriaal, De NDF bepaalt in ieder geval de hemicellulose, cellulose, lignine en N-resten. De pectinen worden echter voor het grootste deel verwijderd. De ruwe celstof vezelfraktie omvat echter steeds een deel van de NDF, in ieder geval is het grootste deel van de hemicellulose verwijderd. Dus materiaal met een hoog cellulose gehalte zal meer overeenkomst vertonen dan een materiaal hoog in hemicellulose,

In figuur 17 zien we als een voorbeeld van celluloserijk. materiaal de dicotyle. groenten (x) . De getrokken lijn geeft de overeenkomst aan tussen ruwe celstof en neutraal detergent vezel. De dicotyle groenten geven een lijn welke sys-ternatisch van de equivalentie lijn verschilt. De grassen daarentegen welke een hoog hemicellulosegehalte hebben (o) wijken sterk af van de equivalentie lijn. Voor de vünderbloemigen (o) is de lignine vermoedelijk de oorzaak voor het toenemende verschil. In tabel 5, van Mevr. Gaillard (71). komt sterk naar voren hoe slech-t men over de celwand geïnformeerd is: met alleen ruwe celstof, zelfs met

alleen NDF.;

- nr. 16 en 17 grashooi en lucernehooi; yoor grashooi is de NDF tweemaal de re en in lucerne is de NDF gelijk aan de re,

- nr. 7 en 8 rode klaver: re is gelijk, maar een 15Z verschil in de NDF, - dat zelfde treedt ook op voor grashooi nr. 14 en 15, waar, bij gelijk

re, de NDF 30 % verschilt.

- ook het omgekeerde komt voor; nr. 17 en 19 lucernehooi en hopklaver, hun NDF is praktisch gelijk maar hun ruwe celstof verschilt wel 50%. - ook voor grashooi nr 16 en nr 26 is de NDF bijna gelijk maar ook. hun

ruwe celstof verschilt nog zo'n 15%.

Een waarschuwing voor over-simplificatie bij het trekken van konklusies uit de analyses is duidelijk op z'n plaats.

o o

10 20 3p*>

40 50 60 70 NDF

O Legumes * laag HC, hoge L. X Dicotyledonous non legume vegetables - hoog C, lage L.

0 Graminae . — hoog HC, middelmatig L.