Nährstoffanalyse von Lupinen mittels Nah-Infrarot-Reflexions-Spektroskopie (NIRS)

• Christiane Jatsch
• A. Sundrum
• P. Tillmann

Die Förderung des Vorhabens erfolgte aus Mitteln des Bundesministerium für Verbraucherschutz, Ernährung und Landwirtschaft über die Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE).

Durch das Fütterungsverbot von Tiermehl hat die Lupine als Eiweißergänzungsfuttermittel eine größere Bedeutung erhalten. Um einen gezielten Einsatz in der Rationsgestaltung zu erreichen sind fundierte Kenntnisse über die Nährstoffzusammensetzung erforderlich.
In den letzten Jahren hat sich die Nah-Infrarot-Reflexions-Spektroskopie (NIRS) als ein zuverlässiges Analysenverfahren etabliert. Dieses Verfahren hat seine Vorteile in der stark verkürzten Analysendauer, der gleichzeitigen Untersuchung mehrerer Rohnährstoffe, der Vermeidung von Umweltbe-lastungen durch Chemikalien und der damit verbundenen niedrigeren Betriebskosten.
Ziel des Projektvorhaben war es eine Kalibrierung für die einzelnen Rohnährstoffe der verschiedenen botanischen Arten der Lupine zu entwickeln.

Für die Entwicklung der NIRS-Kalibration ist eine breite Probenbasis erforderlich. Nach intensiven Bemühungen bei Saatzuchtfirmen, Landwirtschaftskammern, Biolandverbänden und Agrar-Instituten konnte die anvisierte Probenzahl von je 50 Blauen (Abb.1), Gelben und Weißen Lupinen für die Referenzanalytik erreicht werden. Die Lupinenproben, die analysiert sind, stammten aus den Anbaujahren 2000 - 2003 von 29 verschiedenen Standorten und decken 24 verschiedene Sorten ab.
Die zum Einsatz gekommenen Lupinenproben wurden mit den entsprechenden Methoden der Weender-Rohnährstoff-Analyse (VDLUFA, 1997) auf Trockenmasse (TM), Rohasche (XA), Rohprotein (XP), Rohfett (XL) und Rohfaser (XF) untersucht. Die Stärke wurde polarimetrisch nach der Methode von Ewers bestimmt. Nach der Inversion-Reduktions-Methode nach Luff-Schoorl wurde der Gesamtzucker analysiert.
Zur Aufnahme der Spektren wurde ein NIRS-Gerät (FOSS 6500) und Rechteckzellen (Fenster 56*47 mm) verwand. Um eine Kalibrationsgleichung zu erstellen diente die WinISI, Version 1.04 Software.
Es wurde für die Kalibrierung der Wellenbereich 1108-2500 nm, für die Spektrentransformation die Option “SNV and detrend” aus der ISI-Software und für die mathematische Datentransformation die gebräuchliche Variante 2,4,4,1 gewählt.
Je 40 Lupinenproben der 3 botanischen Arten wurden für den Kalibrierungssatz und jeweils 10 Proben in den Validierungssatz eingebracht. Die Entwicklung der Kalibrierung erfolgte, indem die Proben aus der Referenzanalytik über die multiple lineare Regression mit den NIRS-Spektren in Beziehung gesetzt wurden. Aus den Berechnugen resultierte eine Regressionsgleichung, mit der eine Kreuzvalidierung vorgenommen wurde.

• FOSS (1999): ISI Windows Near-Infrared Softwae. The Complete Software Solution for Routine-Analysis, Robust Calibrations and Networking. animals.
• VDLUFA (1997): Methodenbuch III. Die chemische Unter-suchung von Futtermitteln. VDLUFA-Verlag, Darmstadt

Die Förderung des Vorhabens erfolgte aus Mitteln des Bundesministerium für Verbraucherschutz, Ernährung und Landwirtschaft über die Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE).

• Christiane Jatsch
• A. Sundrum
• P. Tillmann