Harnstoff

Bedeutung

Der Harnstoffgehalt der Milch wird zur Überwachung der Ernährungssituation der Milchkühe genutzt. Er lässt als „Abfallprodukt“ des Eiweißstoffwechsels Rückschlüsse auf die Eiweiß- und Energieversorgung der Tiere zu. Fütterungsbedingt wird der Harnstoffgehalt vor allem durch die Rohproteinmenge je Tier und Tag, den Gehalt an Durchflussprotein (USD) und die im Pansen fermentierbaren Kohlenhydrate (Zucker, Stärke) bestimmt und dient somit als Maß für die Verwertung des Futterrohproteins.

Milchharnstoff

Unter dem Harnstoffgehalt der Milch versteht man den Gehalt an Harnstoff in mg pro Liter.Harnstoff ist der größte und variabelste Teil der NPN-Fraktion der Milch (Nicht-Protein-Stickstoff), wobei die NPN-Fraktion etwa 5 Prozent des Gesamt-N der Milch ausmacht.

Bildung des Milchharnstoffes beim Rohproteinstoffwechsel:

Das Rohprotein wird im Pansen in Form von Ammoniak freigesetzt, welches den Pansenmikroben als Nahrung dient. Da Ammoniak als Zellgift die Körperzellen zerstören würde, gelangt der überschüssige Ammoniak übers Blut in die Leber und wird dort in Harnstoff umgewandelt. Der größte Teil des Harnstoffs wird mit dem Harn ausgeschieden. Ein geringerer Teil geht in die Milch über und kann als Milchharnstoff bestimmt werden.

Einflussfaktoren auf den Harnstoffgehalt

Rohproteinmenge

Je mehr Rohprotein die Kuh mit dem Futter aufnimmt, desto höher wird in der Regel der Harnstoffgehalt der Milch sein.

Abbaubarkeit des Rohproteins

Je höher die Abbaubarkeit des Rohproteins, umso höher ist auch die im Pansen freigesetzte Stickstoffmenge. Wenn jedoch zuviel Ammoniak in kurzer Zeit im Pansen entsteht, so sind die Pansenmikroben nicht in der Lage, dieses so schnell zu verarbeiten. Es geht mehr Ammoniak ins Blut und wird in Harnstoff umgewandelt.

Energieversorgung

Je mehr Rohprotein eine Ration im Verhältnis zur verfügbaren Energiemenge hat, desto höher ist der Milchharnstoffgehalt.

Hohe und tiefe Harnstoffwerte

Zu hoher Harnstoffgehalt (mehr als 300 mg pro Liter)

Ein hoher Harnstoffgehalt signalisiert einen Überschuss an abgebautem Futterprotein im Verhältnis zur Energie. Die Pansenmikroben können nicht alles Rohprotein bzw. Ammoniak zur Bildung von mikrobiellem Eiweiß umsetzen. Der nicht verwertete Ammoniak wird in der Leber zu Harnstoff umgewandelt. In Verbindung mit sehr hohen Eiweißgehalten deutet er auf einen Protein- und Energieüberschuss hin.

Zu niedriger Harnstoffgehalt (weniger als 150 mg pro Liter)

Niedrige Harnstoffwerte weisen auf eine unzureichende Proteinversorgung hin. Die Pansenmikroben können trotz Energieüberschuss schlecht wachsen und sich vermehren. Deshalb wird in der Leber wenig Ammoniak zu Harnstoff umgewandelt. Bei mittleren und hohen Eiweißgehalten wird ein Proteinmangel und Energieüberschuss angezeigt.

Je besser die mikrobielle Proteinsynthese und der Stickstoffabbau im Pansen aufeinander abgestimmt sind, desto niedriger sind die Stickstoffverluste in Form von ausgeschiedenem Harnstoff (über die Milch). Einen genauen, für eine bestimmte Milchleistung anzustrebenden Harnstoffgehalt gibt es aus physiologischen Gründen nicht. Als normal gelten Harnstoffgehalte zwischen 150 und 300 mg pro Liter Milch, wobei Werte zwischen 200 und 250 mg pro Liter anzustreben sind.

Fütterungskontrollbericht

Zur Fütterungskontrolle bieten die Landeskontrollverbände den Milchviehbetrieben die Erstellung von Fütterungskontrollberichten an. Dazu werden die untersuchten Parameter Fett, Eiweiß, Laktose, Zellzahl und Harnstoff aus der Anlieferungsmilch der letzten 2 Monate genutzt. Die Daten werden durch entsprechende Verlaufskurven dargestellt und Hinweise zur Eiweiß- und Energieversorgung gegeben. Sie ermöglichen dem Landwirt ein schnelles Erkennen von Fütterungsfehlern und somit den Einsatz gezielter Korrekturmaßnahmen zur optimalen Gestaltung des Kraftfuttereinsatzes und zur Verringerung der Milchverluste.

Analytik

Die Bestimmung von Milchharnstoff erfolgt mit Hilfe von Analysatoren im kontinuierlichen Durchflussverfahren mit luftsegmentierter Probentrennung. Dabei wird die Milchprobe nach Verdünnung in einer Natriumchloridlösung gegen ein Farbreagenz dialysiert und anschließend mit einem Säurekatalysator versetzt. Der Reagenzienstrom wird auf  90 ⁰C aufgeheizt, wobei aus dem Harnstoff und dem Farbreagenz  in Gegenwart von Thiosemicarbazid ein Farbkomplex entsteht, dessen Absorption photometrisch gemessen wird. Der Harnstoffgehalt der Probe wird dann über eine entsprechende Software unter Mitführung von Harnstoffstandards in mg pro Liter ausgewiesen.