Im Kontext des „Dual Carbon“-Ziels und der ökologischen Transformation der globalen Tierhaltungsindustrie hat sich die Spurenelementtechnologie mit kleinen Peptiden dank ihrer effizienten Absorptions- und Emissionsreduktionseigenschaften zum zentralen Instrument entwickelt, um die beiden Widersprüche zwischen „Qualitäts- und Effizienzsteigerung“ und „Umweltschutz“ in der Branche zu lösen. Mit der Umsetzung der EU-Verordnung über Co-Additive (2024/EG) und der zunehmenden Verbreitung der Blockchain-Technologie durchläuft der Bereich der organischen Mikromineralien einen tiefgreifenden Wandel: von empirischen Ansätzen hin zu wissenschaftlichen Modellen und von einem umfassenden Management hin zu vollständiger Rückverfolgbarkeit. Dieser Artikel analysiert systematisch den Anwendungswert der Spurenelementtechnologie mit kleinen Peptiden, verknüpft die politischen Vorgaben der Tierhaltung, Veränderungen der Marktnachfrage, technologische Fortschritte bei kleinen Peptiden, Qualitätsanforderungen und weitere zukunftsweisende Trends und schlägt einen Pfad für die ökologische Transformation der Tierhaltung bis 2025 vor.
1. Politische Trends
1) Die EU hat im Januar 2025 offiziell das Gesetz zur Reduzierung von Emissionen aus der Tierhaltung (Livestock Emission Reduction Act) in Kraft gesetzt. Dieses sieht eine Reduzierung der Schwermetallrückstände im Futter um 30 % vor und beschleunigt den Übergang der Branche zu organischen Spurenelementen. Das Gesetz zur Förderung von grünem Futter (Green Feed Act 2025) schreibt ausdrücklich vor, dass der Einsatz anorganischer Spurenelemente (wie Zinksulfat und Kupfersulfat) im Futter bis 2030 um 50 % reduziert und organische Chelatprodukte vorrangig gefördert werden sollen.
2) Das chinesische Ministerium für Landwirtschaft und ländliche Angelegenheiten veröffentlichte den „Katalog für den grünen Zugang zu Futtermittelzusatzstoffen“, in dem erstmals kleine Peptidchelatprodukte als „empfohlene Alternativen“ aufgeführt wurden.
3) Südostasien: Viele Länder haben gemeinsam den „Zero Antibiotic Farming Plan“ ins Leben gerufen, um Spurenelemente von der „Nahrungsergänzung“ hin zur „funktionellen Regulierung“ (wie z. B. Stressabbau und Stärkung des Immunsystems) zu fördern.
2. Veränderungen der Marktnachfrage
Die stark gestiegene Verbrauchernachfrage nach „Fleisch ohne Antibiotikarückstände“ hat die Nachfrage nach umweltfreundlichen Spurenelementen mit hoher Bioverfügbarkeit in der Landwirtschaft angekurbelt. Laut Branchenstatistik wuchs der globale Markt für chelatierte Spurenelemente in Form kleiner Peptide im ersten Quartal 2025 im Vergleich zum Vorjahr um 42 %.
Aufgrund der häufigen extremen Wetterereignisse in Nordamerika und Südostasien legen landwirtschaftliche Betriebe zunehmend Wert auf die Rolle von Spurenelementen bei der Stressbewältigung und der Stärkung der Tierimmunität.
3. Technologischer Durchbruch: die Kernwettbewerbsfähigkeit von Spurenprodukten mit kleinen Peptidchelaten
1) Effiziente Bioverfügbarkeit, die den Engpass der traditionellen Absorption überwindet.
Kleine Peptide chelatieren Spurenelemente, indem sie Metallionen durch Peptidketten umhüllen und so stabile Komplexe bilden, die aktiv über das intestinale Peptidtransportsystem (wie z. B. PepT1) absorbiert werden, wodurch Schäden durch Magensäure und Ionenantagonismus vermieden werden. Ihre Bioverfügbarkeit ist 2-3 Mal höher als die von anorganischen Salzen.
2) Funktionale Synergien zur Verbesserung der Produktionsleistung in mehreren Dimensionen
Kleine Peptid-Spurenelemente regulieren die Darmflora (Milchsäurebakterien vermehren sich um das 20- bis 40-fache), fördern die Entwicklung der Immunorgane (der Antikörpertiter steigt um das 1,5-fache) und optimieren die Nährstoffaufnahme (das Futter-Fleisch-Verhältnis erreicht 2,35:1), wodurch die Produktionsleistung in mehreren Dimensionen verbessert wird, einschließlich der Eiproduktionsrate (+4 %) und der täglichen Gewichtszunahme (+8 %).
3) Hohe Stabilität, wirksamer Schutz der Futterqualität
Kleine Peptide bilden über Amino-, Carboxyl- und andere funktionelle Gruppen mehrzähnige Koordinationsbindungen mit Metallionen und formen so eine fünf- oder sechsgliedrige Chelatstruktur. Die Ringkoordination reduziert die Systemenergie, die sterische Hinderung schirmt äußere Einflüsse ab und die Ladungsneutralisierung verringert die elektrostatische Abstoßung, was insgesamt die Stabilität des Chelats erhöht.
| Stabilitätskonstanten verschiedener Liganden, die unter gleichen physiologischen Bedingungen an Kupferionen binden. | |
| Ligandenstabilitätskonstante 1,2 | Ligandenstabilitätskonstante 1,2 |
| Log10K[ML] | Log10K[ML] |
| Aminosäuren | Tripeptid |
| Glycin 8,20 | Glycin-Glycin-Glycin 5,13 |
| Lysin 7,65 | Glycin-Glycin-Histidin 7,55 |
| Methionin 7,85 | Glycin Histidin Glycin 9,25 |
| Histidin 10,6 | Glycin Histidin Lysin 16,44 |
| Asparaginsäure 8,57 | Gly-Gly-Tyr 10,01 |
| Dipeptid | Tetrapeptid |
| Glycin-Glycin 5,62 | Phenylalanin-Alanin-Alanin-Lysin 9,55 |
| Glycin-Lysin 11,6 | Alanin-Glycin-Glycin-Histidin 8,43 |
| Tyrosin-Lysin 13,42 | Zitat: 1. Stabilitätskonstanten: Bestimmung und Anwendung, Peter Gans. 2. Kritisch ausgewählte Stabilitätskonstanten von Metallkomplexen, NIST-Datenbank 46. |
| Histidin-Methionin 8,55 | |
| Alanin-Lysin 12,13 | |
| Histidin-Serin 8,54 | |
Abb. 1 Stabilitätskonstanten verschiedener Liganden, die an Cu binden2+
Schwach gebundene Spurenelementquellen neigen eher zu Redoxreaktionen mit Vitaminen, Ölen, Enzymen und Antioxidantien, was den effektiven Nährwert der Futtermittel beeinträchtigt. Dieser Effekt lässt sich jedoch durch die sorgfältige Auswahl eines Spurenelements mit hoher Stabilität und geringer Reaktivität gegenüber Vitaminen reduzieren.
Am Beispiel von Vitaminen untersuchten Concarr et al. (2021a) die Stabilität von Vitamin E nach kurzfristiger Lagerung von anorganischem Sulfat oder verschiedenen organischen Mineralvormischungen. Die Autoren stellten fest, dass die Spurenelementquelle die Stabilität von Vitamin E signifikant beeinflusste. Die Vormischung mit organischem Glycinat wies mit 31,9 % den höchsten Vitaminverlust auf, gefolgt von der Vormischung mit Aminosäurekomplexen mit 25,7 %. Im Vergleich zur Kontrollgruppe zeigte die Vormischung mit Proteinsalzen keinen signifikanten Unterschied im Stabilitätsverlust von Vitamin E.
Ebenso ist die Retentionsrate von Vitaminen in organischen Spurenelementchelaten in Form kleiner Peptide (sogenannte x-Peptid-Multimineralien) deutlich höher als bei anderen Mineralstoffquellen (Abbildung 2). (Anmerkung: Bei den organischen Multimineralien in Abbildung 2 handelt es sich um Multimineralien der Glycinreihe.)
Abb. 2 Einfluss von Vormischungen unterschiedlicher Herkunft auf die Vitaminretentionsrate
1) Reduzierung von Umweltverschmutzung und Emissionen zur Lösung von Umweltmanagementproblemen
4. Qualitätsanforderungen: Standardisierung und Konformität: Die Führungsposition im internationalen Wettbewerb sichern
1) Anpassung an neue EU-Vorschriften: Erfüllung der Anforderungen der Verordnung 2024/EG und Bereitstellung von Stoffwechselwegkarten
2) Obligatorische Indikatoren formulieren und Chelatisierungsrate, Dissoziationskonstante und Parameter der intestinalen Stabilität kennzeichnen.
3) Förderung der Blockchain-basierten Beweisspeicherungstechnologie, Upload von Prozessparametern und Testberichten während des gesamten Prozesses
Die Technologie mit kleinen Peptid-Spurenelementen revolutioniert nicht nur Futtermittelzusätze, sondern ist auch der Motor für die grüne Transformation der Tierhaltung. Mit der zunehmenden Digitalisierung, Skalierung und Internationalisierung wird diese Technologie bis 2025 die Wettbewerbsfähigkeit der Branche durch die drei Säulen „Effizienzsteigerung, Umweltschutz und Emissionsreduzierung sowie Wertschöpfung“ grundlegend verändern. Zukünftig gilt es, die Zusammenarbeit zwischen Industrie, Wissenschaft und Forschung weiter zu stärken, die Internationalisierung technischer Standards voranzutreiben und die chinesische Lösung zum Maßstab für die nachhaltige Entwicklung der globalen Tierhaltung zu machen.
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Elaine Xu
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Veröffentlichungsdatum: 30. April 2025
