Optimierter Einsatz von Kartoffelprotein in der Ernährung von Regenbogenforellen nach ökologischen Kriterien (Zwischenbericht)

In der ökologischen Fischproduktion ist die Futtermittelherstellung streng reglementiert. Die für die Ernährung von carnivoren Fischarten wie der Regenbogenforelle (Oncorhynchus mykiss) hochwertigen Fischmehle dürfen gemäß den Produktionskriterien von NATURLAND lediglich aus nachhaltig zertifizierter Fischerei (z.B. MSC-Standard), aus Beifängen der Speisefischerei oder aus Überresten der Verarbeitung von ökologisch produzierten Fischen derselben geographischen Region bezogen werden. Aufgrund der begrenzten Verfügbarkeit soll die Fischmehlverwendung durch Nutzung alternativer Proteinquellen auf ein Minimum reduziert werden. Der Einsatz nativer pflanzlicher Mehle ist wegen der geringen Proteingehalte, möglicher limitierender Aminosäuren und antinutritiver Inhaltsstoffe begrenzt. Pflanzliche Proteinkonzentrate mit hohen Proteingehalten von 70-90 % dürfen in der ökologischen Fischproduktion nur bei lösungsmittelfreier Aufbereitung eingesetzt werden, was den Einsatz von Proteinisolaten aus Soja, Raps oder Lupine ausschließt. Zudem ist der zur Aufwertung der biologischen Wertigkeit der pflanzlichen Proteine notwendige Einsatz synthetischer Aminosäuren untersagt, so dass alternative Proteinquellen in der ökologischen Fischproduktion nur begrenzt einsetzbar sind. Kartoffeleiweiß weist im Vergleich zu Eiweißen anderer Pflanzen wie Soja oder Raps eine hochwertigere Proteinzusammensetzung ohne limitierende Aminosäuren auf und wird aufgrund der lösungsmittelfreien Herstellung und dem regionalen Anbau als Proteinträger in der Tierernährung nach ökologischen Kriterien anerkannt

Approximating class approach for empirical processes of dependent sequences indexed by functions

We study weak convergence of empirical processes of dependent data $(X_i)_{i\geq0}$, indexed by classes of functions. Our results are especially suitable for data arising from dynamical systems and Markov chains, where the central limit theorem for partial sums of observables is commonly derived via the spectral gap technique. We are specifically interested in situations where the index class ${\mathcal{F}}$ is different from the class of functions $f$ for which we have good properties of the observables $(f(X_i))_{i\geq0}$. We introduce a new bracketing number to measure the size of the index class ${\mathcal{F}}$ which fits this setting. Our results apply to the empirical process of data $(X_i)_{i\geq0}$ satisfying a multiple mixing condition. This includes dynamical systems and Markov chains, if the Perron-Frobenius operator or the Markov operator has a spectral gap, but also extends beyond this class, for example, to ergodic torus automorphisms.Comment: Published in at http://dx.doi.org/10.3150/13-BEJ525 the Bernoulli (http://isi.cbs.nl/bernoulli/) by the International Statistical Institute/Bernoulli Society (http://isi.cbs.nl/BS/bshome.htm

Optimierter Einsatz von Kartoffelprotein in der Ernährung von Regenbogenforellen nach ökologischen Kriterien

Im ersten Versuch wurde aufgezeigt, dass der Einsatz von Kartoffelproteinen als Fischmehlersatz in der ökologischen Ernährung von Regenbogenforellen im höchsten Maße von der Qualität des Rohstoffs abhängig ist. Vor allem der Gehalt an Glykoalkaloiden und anderen möglichen antinutritiven Inhaltstoffen spielt eine Rolle, was wiederum durch die Substitutionshöhe beeinflusst werden kann. Der Geschmack, die Verdauung und Verwertung werden durch hohe Substitutionsraten stark (negativ) beeinflusst. Als Abschlussempfehlung für diesen ersten Versuch werden als maximale Proteinaustauschhöhe 50% mit einem LG-PPC angegeben, wobei das Futter weiterhin einen hohen nutritiven Wert aufweist. Gerade die Akzeptanz der Futterpartikel sollte in zukünftigen Forschungsvorhaben verbessert werden, um zu gewährleisten, dass Nährstoff dieses neuen Einsatzstoffes in ausreichenden Mengen in den Organismus gelangen. Dies könnte über den Einsatz von Geschmackstoffen erfolgen. Generell haben gereinigte Kartoffelproteine das Potential als alternative Proteinquelle in ökologischen Fischfuttermitteln verwendet zu werden. Es lässt sich nach den Vorgaben der EU Gesetzgebung verwenden und bietet aus ernährungsphysiologischer Sicht alle benötigten Aminosäuren, ohne das eine Supplementierung mit freien AS erfolgen müsste. Dennoch müssen weitere Erkenntnisse für eine bessere Verwendung und Ausnutzung in der Ernährung von Forellen gefunden werden. Für den Einsatz von geschmacksverstärkenden Futtereinsatzstoffen lässt sich zusammenfassend festhalten, dass alle Kartoffelproteingruppen eine reduzierte Futteraufnahme und Wachstum aufwiesen, wenn sie mit den Fischmehl-Futtergruppen verglichen werden. Weiterhin muss festgehalten werden, dass alle PPC Gruppen auch, oder gerade im Vergleich mit der GFM Gruppe ebenfalls geringere Wachstumsleistungen aufwies. Dies könnte zum einen darauf hindeuten, dass über die Glykoalkaloide hinaus weitere antinutritive Effekte von den PPC ausgehen, welche aber an dieser Stelle nicht erfasst wurden und zum anderen könnte die Wirkung von Solanin und Chaconin durch die hohe Attraktivität von Fischmehl kompensiert worden sein. Dennoch lag das PER in allen Fütterungsgruppen über 2, was auf eine gute Proteinverwertung hindeutet. Unterstützt wird diese Aussage durch die guten Futterquotienten zwischen 0,91 – 1,15. Die höchsten täglichen Fütterungsraten wurden in den Fischmehlgruppen (FM und GFM) ermittelt. Der Effekt von Fischmehl auf den Geschmack war deutlich intensiver als jeglicher verwendeter Geschmacksverstärker im Versuch. Unter diesen geschmacksverstärkenden Substanzen wies Blutmehl die höchsten Futteraufnahmen auf. Neben diesem Effekt zeigte sich zusätzlich ein positiver Einfluss auf die Bindeeigenschaften im Futterpartikel. Dies ist für die Zukunft ein weiterer wichtiger Punkt für den Einsatz von Kartoffelproteinen in biologisch-organischen Fischfuttermitteln. Neben der hohen biologischen Wertigkeit des Proteins, verhindert die Feinkörnigkeit des Rohstoffs PPC eine stabile Verarbeitung. Als abschließende Beurteilung lässt sich festhalten, dass alle verwendeten Kombinationen von Weizenkleber und konzentrierten Kartoffelproteinen in der Lage waren 56% des eingesetzten Fischmehls (auf der Proteinebene) in Futtermitteln für Regenbogenforellen problemlos zu ersetzen. Dabei wurde keinerlei negativer Einfluss auf die Futteraufnahme, Verwertung, Wachstum und die Tiergesundheit festgestellt. Darüber hinaus zeigte auch die Ganzkörperzusammensetzung und Blutparameteranalyse, dass alle angebotenen Futtermittel eine ausreichende Versorgung sicherstellen können. Beide verwendeten Rohstoffe können nicht nur aus zertifizierungs-rechtlicher Sicht, sondern auch aus ernährungsphysiologischer Sicht für den Einsatz in organisch-biologischen Fischfuttermitteln empfohlen werden. Die Einsatzmengen eines jeden Rohstoffs werden gerade bei Weizenkleber durch den ernährungsphysiologischen Bedarf der jeweiligen Art bestimmt und liegen nach aktuellen Erkenntnissen bei ca. 190 g kg-1 Futtermittel. Bei höheren Konzentrationen treten beim Weizenkleber Mangelsituationen (v.a. Lysin) und beim Kartoffelprotein (>300 g kg-1 Futtermittel) Geschmacksprobleme auf. Die Kombination beider Rohstoffe nutzt die Vorteile des günstigen jedoch zum Teil minderwertigen Weizenkleberproteins, welches durch lediglich geringe Mengen eines hochgereinigten Kartoffelproteinkonzentrates aufgewertet werden kann. Dadurch entsteht ein nachhaltiges und zertifizierungsfähiges Fischfuttermittel mit einem hohen nutritiven Wert und hoher Stabilität im Wasser

Empirical processes of Markov chains and dynamical systems indexed by classes of functions

We study weak convergence of empirical processes of dependent data, indexed by classes of functions. We obtain results that are especially suitable for data arising from dynamical systems and Markov chains, where the Central Limit Theorem for partial sums is commonly derived via the spectral gap technique. Our results apply, e.g. to the empirical process of ergodic torus automorphisms

Cross-modal representations of first-hand and vicarious pain, disgust and fairness in insular and cingulate cortex

The anterior insula (AI) and mid-anterior cingulate cortex (mACC) have repeatedly been implicated in first-hand and vicarious experiences of pain, disgust and unfairness. However, it is debated whether these regions process different aversive events through a common modality-independent code, reflecting the shared unpleasantness of the experiences or through independent modality-specific representations. Using functional magnetic resonance imaging, we subjected 19 participants (and 19 confederates) to equally unpleasant painful and disgusting stimulations, as well as unfair monetary treatments. Multivoxel pattern analysis identified modality-independent activation maps in the left AI and mACC, pointing to common coding of affective unpleasantness, but also response patterns specific for the events’ sensory properties and the person to whom it was addressed, particularly in the right AI. Our results provide evidence of both functional specialization and integration within AI and mACC, and support a comprehensive role of this network in processing aversive experiences for self and others

An Empirical Process Central Limit Theorem for Multidimensional Dependent Data

Let $(U_n(t))_{t\in\R^d}$ be the empirical process associated to an $\R^d$-valued stationary process $(X_i)_{i\ge 0}$. We give general conditions, which only involve processes $(f(X_i))_{i\ge 0}$ for a restricted class of functions $f$, under which weak convergence of $(U_n(t))_{t\in\R^d}$ can be proved. This is particularly useful when dealing with data arising from dynamical systems or functional of Markov chains. This result improves those of [DDV09] and [DD11], where the technique was first introduced, and provides new applications.Comment: to appear in Journal of Theoretical Probabilit

Instability of the topological surface state in Bi2_2Se3_3 upon deposition of gold

Momentum resolved photoemission spectroscopy indicates the instability of the Dirac surface state upon deposition of gold on the (0001) surface of the topological insulator Bi$_2$Se$_3$. Based on the structure model derived from extended x-ray absorption fine structure experiments showing that gold atoms substitute bismuth atoms, first principles calculations provide evidence that a gap appears due to hybridization of the surface state with gold d-states near the Fermi level. Our findings provide new insights into the mechanisms affecting the stability of the surface state.Comment: 6 pages, 4 figure

Kink far below the Fermi level reveals new electron-magnon scattering channel in Fe

Many properties of real materials can be modeled using ab initio methods within a single-particle picture. However, for an accurate theoretical treatment of excited states, it is necessary to describe electron-electron correlations including interactions with bosons: phonons, plasmons, or magnons. In this work, by comparing spin- and momentum-resolved photoemission spectroscopy measurements to many-body calculations carried out with a newly developed first-principles method, we show that a kink in the electronic band dispersion of a ferromagnetic material can occur at much deeper binding energies than expected (E_b=1.5 eV). We demonstrate that the observed spectral signature reflects the formation of a many-body state that includes a photohole bound to a coherent superposition of renormalized spin-flip excitations. The existence of such a many-body state sheds new light on the physics of the electron-magnon interaction which is essential in fields such as spintronics and Fe-based superconductivity.Comment: 6 pages, 2 figure