Bedeutung, Vorkommen und Nachweis von biogenen Aminen in ...

Bedeutung, Vorkommen und Nachweis von 

biogenen Aminen in Grassilagen – Auswirkungen 

auf Tiergesundheit und Futteraufnahme 

W. Richardt und R. Wein 

30. November 2011, 12. Dummerstorfer Seminar Futter 

und Fütterung

Konserviererfolg/Gärnote 

Gärschlüssel (Gärnote 1-5) 

Bestimmung der Buttersäure, 

Essigsäure und pH 

Lagerstabilität unter 

Luftabschluss 

Beurteilung des Gärprozesses 

(Verluste) 

Anreicherung schädlicher 

Stoffwechselprodukte 

Konserviererfolg 

aerobe Stabilität (ASTA) 

Fähigkeit unter Lufteinfluss nicht 

warm zu werden 

gefährdet sind: 

energiereiche Silagen 

hoher Gehalt an Hefen und 

Bakterien 

schlechte Verdichtung 

zu spätes Schließen des Silos 

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Veränderung der Eiweißqualität 

Proteolyse und Desmolyse 

umfangreiche Umbau- und Abbauprozesse des Reineiweißes 

Proteolyse : Abbau des Reinweißes durch pflanzeneigene und 

bakterielle Proteasen 

Futterwert: Reduzierung des UDP und des nutzbaren 

Rohproteins 

Abbau der Aminosäuren durch Clostridien: 

Decarboxylierung: Abspaltung einer Carboxylgruppe (Aminosäure 

⇒Amin + CO 2) 

Desaminierung: Abspaltung einer NH 2-Gruppe 

(Aminosäure ⇒Buttersäure + NH 3) 


in % 

80,0 

70,0 

60,0 

50,0 

40,0 

30,0 

20,0 

10,0 

0,0 

Einfluss der Silierung auf den UDP Gehalt 

(Richardt u. Steinhöfel, 2000, 2007) 

A B1 B2 B3 C UDP5 

Kleegras 27,6 4,2 37,8 24,1 6,3 32,7 

Kleegrassilage 63,1 3,0 20,7 6,1 7,0 18,3 

Parameter Einheit ohne Siliermittel mit Siliermittel Signifikanz 

n = 25 n = 25 

Fraktion A % des XP 52 (19,0) 50 (18,3) p

Veränderung der Eiweißqualität 

Proteolyse und Desmolyse 

umfangreiche Umbau- und Abbauprozesse des Reineiweißes 

Proteolyse : Abbau des Reinweißes durch pflanzeneigene und 

bakterielle Proteasen 

Futterwert: Reduzierung des UDP und des nutzbaren 

Rohproteins 

Abbau der Aminosäuren durch (proteolytische) Clostridien: 

Decarboxylierung: Abspaltung einer Carboxylgruppe (Aminosäure 

⇒Amin + CO 2) 

Desaminierung: Abspaltung einer NH 2-Gruppe 

(Aminosäure ⇒Buttersäure + NH 3) 


Decarboxylierung 

Arginin ⇒Putrescin + CO 2 

Lysin ⇒Cadaverin + CO 2 

Methionin ⇒Spermidin + CO 2 

Histidin ⇒Histamin + CO 2 

Phenylalanin ⇒PEA + CO 2 

Tryptophan ⇒Tryptamin + CO 2 

Tyrosin ⇒Tyramin + CO 2 

Glutaminsäure ⇒γ Amino-Buttersäure + CO 2 


Bedeutung und Herkunft 

Proteolytische 

Gruppe 

Saccharolytische Gruppe 

C. butyricum 

Gruppe 

Substrat 

C. tyrobutyricum C. Perfringens 

Kohlenhydrate + + + + 

Proteine + - - + 

Milchsäure (+ ) - + + 

Fermentationsprodukte 

Buttersäure + + + + 

Essigsäure + + + + 

Ethanol + - - + 

NH 3 + - - + 

Biogene Amine + - - + 

Proteolytische Gruppe : C. sporogenes, C. sphenoides, C. bifermentans 

C. butyricum Gruppe : C. butyricum, C. beijerinckii, C. acetobutyricum 



Biogene Amine haben wichtige Funktionen im Körper 

sind pharmakologisch wirksame Substanzen 

Herkunft: 

im Körper/vom Tier selbst gebildet 

über Futter/Nahrung 

Fehlgärung im Pansen – Azidose – (Bildung und erhöhte 

Resorption) 

Adaption in Maßen möglich (Pansen, Van Os et al. 1997) 


Histamingehalt im Pansensaft (ng/ml) 

450 

400 

350 

300 

250 

200 

150 

100 

50 

0 

Auswirkungen einer latent ungenügenden 

Strukturwirksamkeit / Azidosen 

Hofirek et al. (2001) 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 

Stunden nach Fütterung 

Grundration + 2,5 kg Saccharose + 4,0 kg Weizen 



Vasoaktive Wirkungen (Tyramin, Tryptamin und Phenylethylamin) ⇒ 

Durchblutungsstörungen der feinen Kapillaren ⇒ 

Beteiligung an Klauenerkrankungen 

Schädigung der Schleimhäute 

Senkung der Futteraufnahme und Milchleistung (Phuntsok a. Froetschel 

1998, Lingaas et al. 1992, Van Os et al. 1995, Krizsan et al. 2007) 

26% ⇓ bei etwa 16 g BA ges/kg TS 

8% ⇓ ab etwa 100 g Putrescin/Tier und Tag ≈ ab 8-10 g/kg TS 

7% ⇓ bei 7,2 g BA ges/kg TS im Vgl. zu 1,2 g/kg TS 

3% ⇓ bei 4,8 g BA ges/kg TS 

Beeinträchtigung des Immunsystems (Histamin) 



Silagen mit hohem pH-Wert, Ammoniak- und Buttersäuregehalt 

durch (proteolytische) Clostridien 

Silagen mit niedrigem pH-Wert und Buttersäuregehalt aber erhöhtem 

Ammoniak 

Enterobacterien und Milchsäurebakterien 

es fehlen aber Daten zur Variation der biogenen Amine in Silagen 

Beinflussbarkeit durch Siliermittel (Hoedtke et al. 2011) 

keine Orientierungswerte 


Entwicklung einer GC-MS-MS Methode (R. Wein, 2010) 


Ergebnisse – Rohproteinfraktionen 

(Richardt W., Wein R., Steinhöfel O. und Pries M., 2011) 

XP A B1 B2 B3 C BA Ges GABA 

g/kg TM % d. XP % d. XP % d. XP % d. XP % d. XP g/kg TM g/kg TM 

n 99 99 99 99 99 99 99 9 

Mittelwert 155 59,3 2,8 22,8 11,0 4,1 2,86 7,5 

SD 34 9,7 1,2 3,7 5,8 1,8 3,24 5,5 

Min 115 32,1 0,7 16,2 3,1 1,4 0,00 1,46 

Max 238 73,7 5,5 32,1 27,2 10,7 20,7 19,1 

Rohproteinfraktionen (A, B1, B2, B3, C) nach Licitra et al. (1996) 

BAges: Putrescin, Cadaverin, Histamin, PEA, Tryptamin, Tyramin; GABA: Gamma-Amino-Buttersäure 


Zusammenhang zwischen Gärnote und Gesamtgehalt 

an Biogenen Aminen in Grassilagen (Richardt et al. 2011) 

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Korrelation zwischen Gehalt an Biogenen Aminen [g/kg 

TM] und Rohnährstoffen (Richardt et al. 2011) 

TM XA XP TP UDP5 B2 B3 C 

g/kg TM g/kg TM g/kg TM % d. XP % d. XP % d. XP % d. XP % d. XP 

Anzahl 99 99 99 99 99 99 99 99 

BA Ges 

-0,64* 0,11 n.s. 

-0,03 n.s. 0,32* 0,37* 0,33* 0,20 n.s. 0,49* 

UDP 5 kalkuliert nach Kirchhof et al. (2006), Rohproteinfraktionen (TP, B2, B3, C) nach Licitra et al. (1996) 

BAGes [g/kg TM]: Putrescin, Cadaverin, Histamin, PEA, Tryptamin, Tyramin 

* = signifikant (p

Zusammenhang zwischen Konserviererfolg und 

Rohproteinfraktionen (Richardt u. Steinhöfel, 2007) 

Parameter Einheit Konserviererfolg 

Signifikanz 

1 und 2 4 und 5 

n 246 33 

A % des XP 52,4 (11) 47,3 (12) p < 0,01 

C % des XP 6,7 (2,8) 9,4 (3,3) p < 0,0001 

UDP5 % des XP 25,3 (10,1) 35,5 (13,0) p < 0,0001 

NH 3 % des Gesamt-N 6,8 (2,1) 16 (8,1) p

Korrelation zwischen Gehalt an Biogenen Aminen und 

Gärparametern (Richardt et al. 2011) 

MS ES BS Ethanol NH 3 

% d. TM % d. TM % d. TM % d. TM 

% des 

Gesamt-N 

1,2 

Propandiol 

% d. TM 

pH KE 

Anzahl 76 99 99 73 99 73 99 99 

BA Ges -0,02 n.s. 0,61* 0,80* 0,30* 0,67* 0,10 n.s. 0,41* 0,80* 

MS = Milchsäure, ES = Essigsäure, BS = Buttersäure, KE = Gärschlüssel DLG 2006 

BAGes [g/kg TM]: Putrescin, Cadaverin, Histamin, PEA, Tryptamin, Tyramin 

* = signifikant (p

Beziehung zwischen Gehalt an Biogenen Aminen und 

Essigsäure (Richardt et al. 2011) 


Schlussfolgerungen 

der Gehalt an biogenen Aminen in Grassilagen lag im Mittel bei 2,86 

g/kg TM (SD 3,24) 

der Gehalt an Buttersäure, Ammoniak und die Gärnote zeigen die 

höchste Korrelation (~0,8) zum Gehalt an biogenen Aminen 

bis 3% Essigsäure/kg TS ergeben sich keine erhöhten Gehalte an 

biogenen Aminen 

je schlechter die Gärnote, desto höher der Gehalt an biogenen 

Aminen, aber mit hoher Standardabweichung 

der Anstieg des Gesamtgehaltes an biogenen Aminen wird durch 

den Anstieg aller biogener Amine verursacht 


Schlussfolgerungen 

Parameter der Rohproteinfraktionierung, insbesondere das 

Reineiweiß, sind nicht geeignet die Anwesenheit von biogenen 

Aminen anzuzeigen 

hohe NH 3- und/oder Buttersäuregehalte gute Indikatoren für biogene 

Amine 


5 g/kg TS 

Bewertung von biogenen Aminen 

Hinweistext: Der Gehalt an biogenen Aminen ist nicht erhöht. 

5 - 15 g/kg TS 

Hinweistext: Der Gehalt an biogenen Aminen ist erhöht und weist auf 

einen Abbau von Aminosäuren hin. Einflüsse auf Futteraufnahme, 

Milchleistung und Tiergesundheit sind nicht auszuschließen. 

>15 g/kg TS 

Hinweistext: Der Gehalt an biogenen Aminen ist stark erhöht und weist 

auf einen deutlichen Abbau von Aminosäuren hin. Der Gehalt beeinflusst 

die Futteraufnahme, Milchleistung und Tiergesundheit negativ. Die 

Silage sollte nicht mehr verfüttert werden.

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