Impact of bioactive substances on the gastrointestinal tract and performance of weaned piglets: a review

The EU ban on in-feed antibiotics has stimulated research on weaning diets as a way of reducing post-weaning gut disorders and growth check in pigs. Many bioactive components have been investigated but only few have shown to be effective. Amongst these, organic acids (OA) have been shown to exert a bactericidal action mediated by non-dissociated OA, by lowering gastric pH, increasing gut and pancreas enzyme secretion and improving gut wall morphology. It has been postulated that they may also enhance non-specific immune responses and improve disease resistance. In contrast, relatively little attention has been paid to the impact of OA on the stomach but recent data show they can differently affect gastric histology, acid secretion and gastric emptying. Butyrate and precursors of butyric acid have received special attention and although promising results have been obtained, their effects are dependent upon the dose, treatment duration, initial age of piglets, gastrointestinal site and other factors. The amino acids (AA) like glutamine, tryptophan and arginine are supportive in improving digestion, absorption and retention of nutrients by affecting tissue anabolism, stress and (or) immunity. Glutamine, cysteine and threonine are important for maintaining mucin and permeability of intestinal barrier function. Spray-dried plasma (SDP) positively affects gut morphology, inflammation and reduces acquired specific immune responses via specific and a-specific influences of immunoglobulins and other bioactive components. Effects are more pronounced in early-weaned piglets and under poorer health conditions. Little interaction between plasma protein and antibiotics has been found, suggesting distinct modes of action and additive effects. Bovine colostrum may act more or less similarly to SDP The composition of essential oils is highly variable, depending on environmental and climatic conditions and distillation methods. These oils differ widely in their antimicrobial activity in vitro and some components of weaning diets may decrease their activity Results in young pigs are highly variable depending upon the product and doses used. These studies suggest that relatively high concentrations of essential oils are needed for beneficial effects to be observed and it has been assumed that these plant extracts mimic most of the effects of antibiotics active on gut physiology, microbiology and immunology. Often, bioactive substances protective to the gut also stimulate feed intake and growth performance. New insights on the effects of selected OA and AA, protein sources (especially SDP bovine colostrum) and plant extracts with anti-bacterial activities on the gut are reported in this review

Morphology of the transverse ligament of the atlas and the alar ligaments in the silver fox (Vulpes vulpes var)

Background Recent new anatomical and histological features of craniocervical junction in dogs and cats were described providing evidence of differences between the carnivore species. No information on these structures in foxes exists. Results Two parts of the alar ligaments were found. A longer one aroused from dens of axis to the internal (medial) surface of the occipital condyles and was called apical part. A shorter part originated from the entire length of the lateral edge of the dens of axis and terminated on the internal wall of the vertebral foramen of atlas and thus was called the lateral part. The transverse ligament of the atlas was widened in the mid region, above the dens of axis, and thickened at enthesis. Periosteal fibrocartilage was detected in the transverse ligament of the atlas at the enthesis, and sesamoid fibrocartilage was present on periphery in the middle of the ligament. Conclusions The craniocervical junction in foxes differs in part from other carnivores such as dogs and cats but resembles that of mesaticephalic dogs. The sesamoid and periosteal fibrocartilage supports the transverse ligament of the atlas whereas the alar ligaments have no cartilage

Alternatives to in-feed antibiotics and their effects on development and stability of intestinal microbial community in weaning piglets

Der Magen-Darm-Trakt von Schweinen ist durch ein vielfältiges und dynamisches Mikrobiota bewohnt, das eine wichtige Rolle für die Gesundheit des Wirtes spielt. Die Thesis liefert Daten zu der Zusammensetzung und zu Veränderungen der intestinalen porcinen Mikrobiota vor und nach dem Absetzen. Im Hinblick auf die Suche nach vielversprechenden Alternativen zu Antibiotika in Futtermitteln, Präbiotika (Inulin und Natriumalginat), potenziell probiotischwirkendes Lactobacillus plantarum und aktive Pflanzenprodukte wie ätherische Öle und ihre Auswirkungen auf die mikrobielle Vielfalt werden dargestellt

Untersuchungen zur Verwertung und zur Wirkung von grünen Mikroalgen Chlorella vulgaris bei Ratten und Mäusen

Deckblatt-Impressum Table of content Abbreviations Introduction Literature overview Materials and Methods Results Discussion Summary Zusammenfassung Reference list Appendix Acknowledgement Danksagung Publication list SelbständigkeitserklärungGreen micro-algae have been used as nutritional supplement or food source in Asiatic countries for hundreds of years. Use of the green micro-algae in human and animal nutrition has been studied intensively since the mid-50s of last century. Since then many groups have investigated different micro-algae cultivated under different conditions. Beneficial immunomodulatory properties of the green micro-algae (mainly Chlorella vulgaris) were discovered and its potential for use in human medicine was reported. In my dissertation five experiments are described, in which we investigated the nutritional value of micro-algal protein as well as assessing the safety of feeding the micro-algae on animal health. We also investigated if feeding micro-algae can influence the reproductive efficiency and growth parameters of laboratory animals. In order to make the constituents of micro-algae accessible to mammals the cell wall must be destroyed. Several processes for making micro-algae more digestible have been developed but their efficacy and economic utility were poor. New efficient and cheap cell-opening methods are needed if the micro- algae are to fulfill their potential as novel, widely-available, natural, modern feed supplements. Treatment of algal cells with electrical field (electroporation) or ultrasound (ultrasonication) prior to spray-drying have shown promise as ways of releasing algal nutrients. We aimed to investigate if these new methods are indeed efficient at enhancing the bioavailability of algal protein, using rodents as models. This experiment was part of project Entwicklung und Produktionseinführung von speziellem Kraftfutter mit Zusatz von aufgewerteten Mikroalgen ( Development and introduction into production of special concentrate with supplement of valuated micro-algae ) of the Frankerförder Forschungsgeselschaft Ltd. Three processed products derived from the green micro-algae Chlorella vulgaris (C1) were therefore investigated:spray dried only,; electroporated and spray dried and, finally, ultrasonicated and spray dried. A nitrogen-balance study was undertaken. Male Wistar rats with a mean weight of 135-145 grams were housed separately in metabolism cages and were fed the three algal products as the sole protein source at 150 mg N per 100 g of body weight. A control group of rats was fed with casein at the same amount as mentioned above. Apparent crude protein digestibility for spray dried C. vulgaris was 46.9 12.7% (mean SD), for electroporated Ch. vulgaris 44.3 7.5%, for ultrasonicated micro-algae 56.7 13.7%. The protein efficiency ratio was 1.4 0.3; 1.0 0.5; 2.1 0.3, respectively. N-balance was 41.86 32.8 mg; 31.3 17.3 mg; and 66.7 30.1 mg, respectively. The biological value was 93 9.5 %; 93.6 10 %; and 101 5%, respectively. The differences between nutritional parameters (except for biological value) for ultrasonized and electroporated C. vulgaris were statistically significant (p<0.05 in HSD-Tukey test). The digestibility and biological value of C. vulgaris was enhanced by ultrasonic treatment and reduced by electroporation, thus ultrasonication may be a helpful technological process in processing of the green micro-algae in food industry. Micro-algae contain high amounts of nucleic acids, which are source of purine bases that after absorption are transformed to uric acid (in humans) and allantoin (most animals). Thus feeding microalgae could lead to an increase of uric acid formation with subsequent development or enhancement of pathological conditions associated with this metabolite(i.e. gout, kideny stones). To investigate this and general algal influence on animal, we fed adult and growing rats with a diet containing 20% of micro-algae (supplemental or as sole protein source) for one month. Uric acid and allantoin were measured periodically in serum and urine. Urine production was also recorded. Multiple serum biochemistry and haematological parameters were measured. Internal organs were weighed and histological examinations were performed for intestines, liver and kidneys. No negative influence of micro-algal feeding could be observed. Uric acid level did not change after algal feeding. Allantoin excretion increased in the first two weeks of algal feeding and thereafter returned to the initial level. Serum biochemistry and haematology showed a decrease of full name (ALP) activity in algal group, no other changes were observed. Intestines were heavier and longer in rats fed micro-algae. No histological abnormalities were observed in organ slices. Feeding rats with micro-algae at 20% in feed led to no adverse effects and this amount can be considered as safe. The effect of feed supplementation with 1.0 % spray-dried green alga Chlorella vulgaris powder on mouse reproduction and growth was investigated. The study was continued over three generations of mice, strain Fzt:DU. Females (F0) were fed the control diet (commercial chow) or the algae- supplemented diet starting from 21st day of life (weaning). They were mated randomly on the 63rd day of life and all gave birth to pups. Litters were weighed, counted and then standardized (4 males and 5 females per litter). Pups were weighed and counted on day 10 and 21. After weaning 2 females and 2 males (F1) from each litter were kept further. Females were mated on 63rd day of life. On the 18th day of pregnancy 57 and 59 (control and algae group) were sacrificed, 51 and 53 (respectively) gave birth to pups. Live and dead pups, absorbed fetuses and corpora lutei were counted, live fetuses were weighed. Live-born pups were counted and weighed and kept by dams without standardization, their number and weight were recorded on days 10 and 21. 2 females and 2 males (F2) were weaned and kept further, the procedure as above was repeated. No difference in number of fetuses, corpora lutei or live-born pups was noted between groups or between generations. Litters from the algae group were slightly heavier at the weaning, the females and males from algae group also developed slightly better than the ones from control group, and this tendency was seen in all generations. Technological processing of microalgae by ultrasonication can be efficiently used in practice, but still the industry must find a way to reduce the processing costs. There are still more experiments needed to establish the amount of micro-algae in feed that will be efficient and beneficial for farm animals without increasing animal production costs.Grüne Mikroalgen werden in Asien seit Jahrhunderten als Nahrungsmittel oder Nahrungsergänzung genutzt. Das Interesse am Einsatz grüner Mikroalgen in der Human- und Tierernährung wurde in den 50er Jahren des vergangenen Jahrhunderts geweckt. Seitdem untersuchten Forscher diverse Mikroalgen, die unter den verschiedensten Bedingungen kultiviert wurden. Es wurden positive immun- modulatorische Eigenschaften der grünen Mikroalgen (vor allem von Chlorella vulgaris) entdeckt und ein möglicher Einsatz in der Humanmedizin abgeleitet. In dieser Dissertation werden fünf Experimente beschrieben, in denen sowohl der Nährwert des Mikroalgenproteins als auch die Gewährleistung der Tiergesundheit bei der Verfütterung von Mikroalgen untersucht wurden. Des Weiteren wurde untersucht, ob die Reproduktion und das Wachstum von Labortieren durch die Verfütterung von Mikroalgen beeinflusst werden. Um die Inhaltstoffe der Mikroalgen im Verdauungstrakt zugänglich zu machen, muss deren Zellwand zerstört werden. Verschiedene Verfahren, die zu diesem Zweck entwickelt wurden, waren bisher nicht effizient und unökonomisch. Neue, effiziente und billige Zellaufschlussverfahren werden jedoch benötigt, um die Mikroalgen zu einem neuen, leicht verfügbaren, natürlichen und modernen Futtermittel zu machen. Daher wurden Behandlungsverfahren im elektrischen Feld (Elektroporation) oder mittels Ultraschall entwickelt. Ziel unserer Untersuchungen war, zu prüfen, ob diese neuen Methoden positiv zu bewerten sind. Der Versuch war Teil des Projektes Entwicklung und Produktionseinführung von speziellem Kraftfutter mit Zusatz von aufgewerteten Mikroalgen der Frankerförder Forschungsgesellschaft mbH. Es wurden drei behandelte Produkte der Grünalge Chlorella vulgaris (C1) untersucht nur sprühgetrocknet; elektroporiert und sprühgetrocknet; Ultraschall-behandelt und sprühgetrocknet. Dazu wurde ein N-Bilanz-Versuch mit männlichen Wistar-Ratten mit einem mittleren Gewicht von 135-145 g durchgeführt. Diese wurden einzeln in Stoffwechselkäfigen gehalten und erhielten die drei Algenprodukte als alleinige Proteinquelle in Höhe von 150 mg N je 100 g Körpergewicht. Eine interne Kontrollgruppe erhielt Kasein in gleicher Dosierung. Die scheinbare Verdaulichkeit der sprühgetrockneten Chlorella vulgaris betrug 46.9 ± 12.7 % (Mittelwert ± SD), die der elektroporierten Chlorella vulgaris 44.3 ± 7.5 % und die der Ultraschall-behandelten Mikroalge 56.7 ± 13.7 %. Die Protein efficiency ratio (PER) betrug jeweils 1.4 ± 0.3; 1.0 ± 0.5 und 2.1 ± 0.3. Die N-Bilanz betrug 41.86 ± 32.8 mg; 31.3 ± 17.3 mg und 66.7 ± 30.1 mg und die biologische Wertigkeit jeweils 93 ± 9.5 %; 93.6 ± 10 % und 101 ± 5 %. Die Unterschiede zwischen den Parametern waren mit Ausnahme der biologischen Wertigkeit für elektroporierte und Ultraschall-behandelte Chlorella vulgaris statistisch signifikant (p<0.05; HSD-Tukey-Test). Die Verdaulichkeit und die biologische Wertigkeit von Chlorella vulgaris wurden durch die Ultraschallbehandlung erhöht und durch die Elektroporation verringert, was zeigt, dass die Ultraschallbehandlung ein hilfreicher technologischer Prozess in der praktischen Verarbeitung von grünen Mikroalgen in der Nahrungsmittelindustrie sein könnte. Mikroalgen haben einen hohen Gehalt an Nukleinsäuren, deren Purinbasen nach ihrer Absorption in Harnsäure (beim Menschen) und Allantoin (bei den meisten Tieren) umgewandelt werden. Dies kann zu einer erhöhten Harnsäurebildung und somit zu einem erhöhten Risiko von Krankheiten führen, die mit diesem Stoffwechselprodukt assoziiert sind (beispielsweise Gicht, Nierensteine). Um diese und die allgemeine Wirkung von Algen auf Tiere zu prüfen, wurden wachsende und ausgewachsene Ratten über einen Zeitraum von drei Monaten mit Rationen gefüttert, die 20 % Mikroalgen als alleinige oder zusätzliche Proteinquelle enthielten. Im Serum und Harn wurden regelmäßig Harnsäure und Allantoin bestimmt. Auch die Harnmenge wurde erfasst. Es wurde das biochemisches Profil vom Serum und das Blutbild erstellt. Die inneren Organe wurden gewogen und histologische Untersuchungen des Darmes, der Leber und der Nieren vorgenommen. Es konnte kein negativer Effekt der Verfütterung von Mikroalgen festgestellt werden. Der Harnsäuregehalt änderte sich durch die Verfütterung der Algen nicht. Die Allantoinausscheidung erhöhte sich in den ersten zwei Wochen nach Beginn der Algenfütterung und erreichte danach wieder den Ausgangswert. Das biochemische Profil und das Blutbild zeigten lediglich eine Senkung der ALP-Aktivität in der Algengruppe, während die anderen erfassten Parameter unbeeinflusst blieben. Der Darm war schwerer und länger bei Ratten, die die Mikroalgen erhielten. In den Zellen der untersuchten Organe wurden keine histologischen Abnormalitäten festgestellt. Die Fütterung von Ratten mit 20 % Mikroalgen in der Ration führte zu keinen nachteiligen Effekten und kann daher auch in dieser Höhe - als unbedenklich angesehen werden. Es wurde der Einfluss einer Gabe von 1 % sprühgetrocknetem Pulver der Grünalge Chlorella vulgaris auf die Reproduktion und das Wachstum von Mäusen untersucht. Die Studie wurde an Mäusen der Linie Fzt:DU über drei Generationen vorgenommen. Die weiblichen Tiere der F0-Generation erhielten ab dem 21. Lebenstag (Absetztag) entweder eine Kontrollration oder eine Algenration. Sie wurden am 63. Lebenstag angepaart und alle Tiere wurden tragend. Die Würfe wurden gewogen, gezählt und standardisiert (4 männliche und 5 weibliche je Wurf). Die Jungen wurden am 10. und 21. Lebenstag gezählt und gewogen. Nach dem Absetzen verblieben je Wurf 2 männliche und 2 weibliche Tiere (F1) für weitere Untersuchungen. Die weiblichen Nachkommen wurden erneut am 63. Tag angepaart. Am 18. Tag der Trächtigkeit wurden 57 und 59 Tiere (Kontroll- und Algengruppe) getötet, wobei die lebenden, toten und absorbierten Föten sowie die corpora lutei gezählt wurden. Auch wurden die lebenden Föten gewogen. Die von den verbliebenen angepaarten weiblichen Nachkommen (51 bzw. 53 Muttertiere) geborenen Jungen wurden gezählt und gewogen und blieben bei der Mutter, ohne dass eine Standardisierung der Würfe vorgenommen wurde. Sie wurden erneut am 10. und 21 Lebenstag gewogen und gezählt. Je 2 männliche und 2 weiblich Tiere (F2) wurden abgesetzt und verblieben für weitere Untersuchungen, die nach dem bereits beschriebenen Schema wiederholt wurden. Es konnten keine Unterschiede in der Zahl der Föten, corpora lutei und geborenen Jungtieren zwischen den Gruppen oder den Generationen festgestellt werden. Die Würfe der Algengruppe waren am Absetztag etwas schwerer und entwickelten sich nach dem Absetzen etwas besser als die der Kontrollgruppe. Diese Effekt wurde über alle Generationen beobachtet. Der technologische Prozess der Ultraschallbehandlung kann effektiv in der Praxis eingesetzt werden, wobei Möglichkeiten gefunden werden müssen, um die Kosten der Herstellung von Mikroalgen zu verringern. Es sind weitere experimentelle Untersuchungen nötig, um die Algenmenge in Rationen zu ermitteln, die positive Effekte bei landwirtschaftlichen Nutztieren bewirkt, ohne die Produktionskosten in den Betrieben zusätzlich zu erhöhen

Proceedings of the 5th bwHPC Symposium

In modern science, the demand for more powerful and integrated research infrastructures is growing constantly to address computational challenges in data analysis, modeling and simulation. The bwHPC initiative, founded by the Ministry of Science, Research and the Arts and the universities in Baden-Württemberg, is a state-wide federated approach aimed at assisting scientists with mastering these challenges. At the 5th bwHPC Symposium in September 2018, scientific users, technical operators and government representatives came together for two days at the University of Freiburg. The symposium provided an opportunity to present scientific results that were obtained with the help of bwHPC resources. Additionally, the symposium served as a platform for discussing and exchanging ideas concerning the use of these large scientific infrastructures as well as its further development

Virtualized Research Environments on the bwForCluster NEMO

The bwForCluster NEMO offers high performance computing resources to three quite different scientific communities (Elementary Particle Physics, Neuroscience and Microsystems Engineering) encompassing more than 200 individual researchers. To provide a broad range of software packages and deal with the individual requirements, the NEMO operators seek novel approaches to cluster operation [1]. Virtualized Research Environments (VREs) can help to both separate different software environments as well as the responsibilities for maintaining the software stack. Research groups become more independent from the base software environment defined by the cluster operators. Operating VREs brings advantages like scientific reproducibility, but may introduce caveats like lost cycles or the need for layered job scheduling. VREs might open advanced possibilities as e.g. job migration or checkpointing

Motifs et manifestations de l’amour de l’homme pour Dieu et l’amour du prochain selon Saint Basile le Grand

This article addresses the issue of the motivation of the fundamental order of love for God and the neighbour which Saint Basil the Great used in his doctrine.Based on an analysis of the texts of Saint Basil, this article demonstrates the intimate relationship that should exist between the love for God and the love for man. The ideal of this relationship is represented, according to the analysis, by Jesus Christ, the only Saviour of the world

Untersuchungen zur Verwertung und zur Wirkung von grünen Mikroalgen Chlorella vulgaris bei Ratten und Mäusen

Deckblatt-Impressum Table of content Abbreviations Introduction Literature overview Materials and Methods Results Discussion Summary Zusammenfassung Reference list Appendix Acknowledgement Danksagung Publication list SelbständigkeitserklärungGreen micro-algae have been used as nutritional supplement or food source in Asiatic countries for hundreds of years. Use of the green micro-algae in human and animal nutrition has been studied intensively since the mid-50s of last century. Since then many groups have investigated different micro-algae cultivated under different conditions. Beneficial immunomodulatory properties of the green micro-algae (mainly Chlorella vulgaris) were discovered and its potential for use in human medicine was reported. In my dissertation five experiments are described, in which we investigated the nutritional value of micro-algal protein as well as assessing the safety of feeding the micro-algae on animal health. We also investigated if feeding micro-algae can influence the reproductive efficiency and growth parameters of laboratory animals. In order to make the constituents of micro-algae accessible to mammals the cell wall must be destroyed. Several processes for making micro-algae more digestible have been developed but their efficacy and economic utility were poor. New efficient and cheap cell-opening methods are needed if the micro- algae are to fulfill their potential as novel, widely-available, natural, modern feed supplements. Treatment of algal cells with electrical field (electroporation) or ultrasound (ultrasonication) prior to spray-drying have shown promise as ways of releasing algal nutrients. We aimed to investigate if these new methods are indeed efficient at enhancing the bioavailability of algal protein, using rodents as models. This experiment was part of project Entwicklung und Produktionseinführung von speziellem Kraftfutter mit Zusatz von aufgewerteten Mikroalgen ( Development and introduction into production of special concentrate with supplement of valuated micro-algae ) of the Frankerförder Forschungsgeselschaft Ltd. Three processed products derived from the green micro-algae Chlorella vulgaris (C1) were therefore investigated:spray dried only,; electroporated and spray dried and, finally, ultrasonicated and spray dried. A nitrogen-balance study was undertaken. Male Wistar rats with a mean weight of 135-145 grams were housed separately in metabolism cages and were fed the three algal products as the sole protein source at 150 mg N per 100 g of body weight. A control group of rats was fed with casein at the same amount as mentioned above. Apparent crude protein digestibility for spray dried C. vulgaris was 46.9  12.7% (mean  SD), for electroporated Ch. vulgaris 44.3  7.5%, for ultrasonicated micro-algae 56.7  13.7%. The protein efficiency ratio was 1.4  0.3; 1.0  0.5; 2.1  0.3, respectively. N-balance was 41.86  32.8 mg; 31.3  17.3 mg; and 66.7  30.1 mg, respectively. The biological value was 93  9.5 %; 93.6  10 %; and 101  5%, respectively. The differences between nutritional parameters (except for biological value) for ultrasonized and electroporated C. vulgaris were statistically significant (p<0.05 in HSD-Tukey test). The digestibility and biological value of C. vulgaris was enhanced by ultrasonic treatment and reduced by electroporation, thus ultrasonication may be a helpful technological process in processing of the green micro-algae in food industry. Micro-algae contain high amounts of nucleic acids, which are source of purine bases that after absorption are transformed to uric acid (in humans) and allantoin (most animals). Thus feeding microalgae could lead to an increase of uric acid formation with subsequent development or enhancement of pathological conditions associated with this metabolite(i.e. gout, kideny stones). To investigate this and general algal influence on animal, we fed adult and growing rats with a diet containing 20% of micro-algae (supplemental or as sole protein source) for one month. Uric acid and allantoin were measured periodically in serum and urine. Urine production was also recorded. Multiple serum biochemistry and haematological parameters were measured. Internal organs were weighed and histological examinations were performed for intestines, liver and kidneys. No negative influence of micro-algal feeding could be observed. Uric acid level did not change after algal feeding. Allantoin excretion increased in the first two weeks of algal feeding and thereafter returned to the initial level. Serum biochemistry and haematology showed a decrease of full name (ALP) activity in algal group, no other changes were observed. Intestines were heavier and longer in rats fed micro-algae. No histological abnormalities were observed in organ slices. Feeding rats with micro-algae at 20% in feed led to no adverse effects and this amount can be considered as safe. The effect of feed supplementation with 1.0 % spray-dried green alga Chlorella vulgaris powder on mouse reproduction and growth was investigated. The study was continued over three generations of mice, strain Fzt:DU. Females (F0) were fed the control diet (commercial chow) or the algae- supplemented diet starting from 21st day of life (weaning). They were mated randomly on the 63rd day of life and all gave birth to pups. Litters were weighed, counted and then standardized (4 males and 5 females per litter). Pups were weighed and counted on day 10 and 21. After weaning 2 females and 2 males (F1) from each litter were kept further. Females were mated on 63rd day of life. On the 18th day of pregnancy 57 and 59 (control and algae group) were sacrificed, 51 and 53 (respectively) gave birth to pups. Live and dead pups, absorbed fetuses and corpora lutei were counted, live fetuses were weighed. Live-born pups were counted and weighed and kept by dams without standardization, their number and weight were recorded on days 10 and 21. 2 females and 2 males (F2) were weaned and kept further, the procedure as above was repeated. No difference in number of fetuses, corpora lutei or live-born pups was noted between groups or between generations. Litters from the algae group were slightly heavier at the weaning, the females and males from algae group also developed slightly better than the ones from control group, and this tendency was seen in all generations. Technological processing of microalgae by ultrasonication can be efficiently used in practice, but still the industry must find a way to reduce the processing costs. There are still more experiments needed to establish the amount of micro-algae in feed that will be efficient and beneficial for farm animals without increasing animal production costs.Grüne Mikroalgen werden in Asien seit Jahrhunderten als Nahrungsmittel oder Nahrungsergänzung genutzt. Das Interesse am Einsatz grüner Mikroalgen in der Human- und Tierernährung wurde in den 50er Jahren des vergangenen Jahrhunderts geweckt. Seitdem untersuchten Forscher diverse Mikroalgen, die unter den verschiedensten Bedingungen kultiviert wurden. Es wurden positive immun- modulatorische Eigenschaften der grünen Mikroalgen (vor allem von Chlorella vulgaris) entdeckt und ein möglicher Einsatz in der Humanmedizin abgeleitet. In dieser Dissertation werden fünf Experimente beschrieben, in denen sowohl der Nährwert des Mikroalgenproteins als auch die Gewährleistung der Tiergesundheit bei der Verfütterung von Mikroalgen untersucht wurden. Des Weiteren wurde untersucht, ob die Reproduktion und das Wachstum von Labortieren durch die Verfütterung von Mikroalgen beeinflusst werden. Um die Inhaltstoffe der Mikroalgen im Verdauungstrakt zugänglich zu machen, muss deren Zellwand zerstört werden. Verschiedene Verfahren, die zu diesem Zweck entwickelt wurden, waren bisher nicht effizient und unökonomisch. Neue, effiziente und billige Zellaufschlussverfahren werden jedoch benötigt, um die Mikroalgen zu einem neuen, leicht verfügbaren, natürlichen und modernen Futtermittel zu machen. Daher wurden Behandlungsverfahren im elektrischen Feld (Elektroporation) oder mittels Ultraschall entwickelt. Ziel unserer Untersuchungen war, zu prüfen, ob diese neuen Methoden positiv zu bewerten sind. Der Versuch war Teil des Projektes Entwicklung und Produktionseinführung von speziellem Kraftfutter mit Zusatz von aufgewerteten Mikroalgen der Frankerförder Forschungsgesellschaft mbH. Es wurden drei behandelte Produkte der Grünalge Chlorella vulgaris (C1) untersucht nur sprühgetrocknet; elektroporiert und sprühgetrocknet; Ultraschall-behandelt und sprühgetrocknet. Dazu wurde ein N-Bilanz-Versuch mit männlichen Wistar-Ratten mit einem mittleren Gewicht von 135-145 g durchgeführt. Diese wurden einzeln in Stoffwechselkäfigen gehalten und erhielten die drei Algenprodukte als alleinige Proteinquelle in Höhe von 150 mg N je 100 g Körpergewicht. Eine interne Kontrollgruppe erhielt Kasein in gleicher Dosierung. Die scheinbare Verdaulichkeit der sprühgetrockneten Chlorella vulgaris betrug 46.9 ± 12.7 % (Mittelwert ± SD), die der elektroporierten Chlorella vulgaris 44.3 ± 7.5 % und die der Ultraschall-behandelten Mikroalge 56.7 ± 13.7 %. Die Protein efficiency ratio (PER) betrug jeweils 1.4 ± 0.3; 1.0 ± 0.5 und 2.1 ± 0.3. Die N-Bilanz betrug 41.86 ± 32.8 mg; 31.3 ± 17.3 mg und 66.7 ± 30.1 mg und die biologische Wertigkeit jeweils 93 ± 9.5 %; 93.6 ± 10 % und 101 ± 5 %. Die Unterschiede zwischen den Parametern waren mit Ausnahme der biologischen Wertigkeit für elektroporierte und Ultraschall-behandelte Chlorella vulgaris statistisch signifikant (p<0.05; HSD-Tukey-Test). Die Verdaulichkeit und die biologische Wertigkeit von Chlorella vulgaris wurden durch die Ultraschallbehandlung erhöht und durch die Elektroporation verringert, was zeigt, dass die Ultraschallbehandlung ein hilfreicher technologischer Prozess in der praktischen Verarbeitung von grünen Mikroalgen in der Nahrungsmittelindustrie sein könnte. Mikroalgen haben einen hohen Gehalt an Nukleinsäuren, deren Purinbasen nach ihrer Absorption in Harnsäure (beim Menschen) und Allantoin (bei den meisten Tieren) umgewandelt werden. Dies kann zu einer erhöhten Harnsäurebildung und somit zu einem erhöhten Risiko von Krankheiten führen, die mit diesem Stoffwechselprodukt assoziiert sind (beispielsweise Gicht, Nierensteine). Um diese und die allgemeine Wirkung von Algen auf Tiere zu prüfen, wurden wachsende und ausgewachsene Ratten über einen Zeitraum von drei Monaten mit Rationen gefüttert, die 20 % Mikroalgen als alleinige oder zusätzliche Proteinquelle enthielten. Im Serum und Harn wurden regelmäßig Harnsäure und Allantoin bestimmt. Auch die Harnmenge wurde erfasst. Es wurde das biochemisches Profil vom Serum und das Blutbild erstellt. Die inneren Organe wurden gewogen und histologische Untersuchungen des Darmes, der Leber und der Nieren vorgenommen. Es konnte kein negativer Effekt der Verfütterung von Mikroalgen festgestellt werden. Der Harnsäuregehalt änderte sich durch die Verfütterung der Algen nicht. Die Allantoinausscheidung erhöhte sich in den ersten zwei Wochen nach Beginn der Algenfütterung und erreichte danach wieder den Ausgangswert. Das biochemische Profil und das Blutbild zeigten lediglich eine Senkung der ALP-Aktivität in der Algengruppe, während die anderen erfassten Parameter unbeeinflusst blieben. Der Darm war schwerer und länger bei Ratten, die die Mikroalgen erhielten. In den Zellen der untersuchten Organe wurden keine histologischen Abnormalitäten festgestellt. Die Fütterung von Ratten mit 20 % Mikroalgen in der Ration führte zu keinen nachteiligen Effekten und kann daher auch in dieser Höhe - als unbedenklich angesehen werden. Es wurde der Einfluss einer Gabe von 1 % sprühgetrocknetem Pulver der Grünalge Chlorella vulgaris auf die Reproduktion und das Wachstum von Mäusen untersucht. Die Studie wurde an Mäusen der Linie Fzt:DU über drei Generationen vorgenommen. Die weiblichen Tiere der F0-Generation erhielten ab dem 21. Lebenstag (Absetztag) entweder eine Kontrollration oder eine Algenration. Sie wurden am 63. Lebenstag angepaart und alle Tiere wurden tragend. Die Würfe wurden gewogen, gezählt und standardisiert (4 männliche und 5 weibliche je Wurf). Die Jungen wurden am 10. und 21. Lebenstag gezählt und gewogen. Nach dem Absetzen verblieben je Wurf 2 männliche und 2 weibliche Tiere (F1) für weitere Untersuchungen. Die weiblichen Nachkommen wurden erneut am 63. Tag angepaart. Am 18. Tag der Trächtigkeit wurden 57 und 59 Tiere (Kontroll- und Algengruppe) getötet, wobei die lebenden, toten und absorbierten Föten sowie die corpora lutei gezählt wurden. Auch wurden die lebenden Föten gewogen. Die von den verbliebenen angepaarten weiblichen Nachkommen (51 bzw. 53 Muttertiere) geborenen Jungen wurden gezählt und gewogen und blieben bei der Mutter, ohne dass eine Standardisierung der Würfe vorgenommen wurde. Sie wurden erneut am 10. und 21 Lebenstag gewogen und gezählt. Je 2 männliche und 2 weiblich Tiere (F2) wurden abgesetzt und verblieben für weitere Untersuchungen, die nach dem bereits beschriebenen Schema wiederholt wurden. Es konnten keine Unterschiede in der Zahl der Föten, corpora lutei und geborenen Jungtieren zwischen den Gruppen oder den Generationen festgestellt werden. Die Würfe der Algengruppe waren am Absetztag etwas schwerer und entwickelten sich nach dem Absetzen etwas besser als die der Kontrollgruppe. Diese Effekt wurde über alle Generationen beobachtet. Der technologische Prozess der Ultraschallbehandlung kann effektiv in der Praxis eingesetzt werden, wobei Möglichkeiten gefunden werden müssen, um die Kosten der Herstellung von Mikroalgen zu verringern. Es sind weitere experimentelle Untersuchungen nötig, um die Algenmenge in Rationen zu ermitteln, die positive Effekte bei landwirtschaftlichen Nutztieren bewirkt, ohne die Produktionskosten in den Betrieben zusätzlich zu erhöhen