XXV. Das Gesetz der Ernährung der Thiere.Auszug aus dem Lehrbuch der chemischen Technologie von Dr. Fr. Knapp, Bd. II, außerord. Professor der Technologie und Chemie an der Universität zu Gießen, Bd. II, mit Benutzung eines darnach bearbeiteten Artikels im Philosophical Magazine, Juniheft 1848 Begriff von Nahrungsmittel. Das Gesetz der Ernährung der Thiere. Der Kohlenstoff, der Wasser-, Stick- und Sauerstoff, der Phosphor, Schwefel, der Kalk bilden vornehmlich die Masse des thierischen Leibes, sowie auch des Körpers der Pflanzen. Die Wissenschaft von den Gesetzen und Erscheinungen des thierischen Lebens, die Physiologie, hat die gemeine Lebenserfahrung dahin bestätigt, daß diejenigen Elemente, welche der thierische Leib zu einem bestimmten Zeitpunkte enthält, keineswegs die Masse seiner Organe bleibend constituiren. Nach einem im Verhältniß zur Lebensdauer sehr kurzen Zeitpunkte hört der bis dahin verwendete Stoff gänzlich auf, für die Zwecke der Lebensthätigkeit brauchbar zu seyn und wird ausgeschieden — um gleichzeitig durch von außen aufgenommenen Stoff wieder ersetzt zu werden. Das Aufgenommene muß, dem chemischen Bestande nach, das Abgeschiedene in allen einzelnen Elementen ersetzen und von dem Organismus selber nachher für seine Zwecke zubereitet werden, wenn das Leben nicht unterbrochen oder in einzelnen Verrichtungen gestört werden soll. Im weiteren wissenschaftlichen Sinne gehören sämmtliche von einem Organismus aufgenommene Stoffe unter die Nahrungsmittel; sie sind sowohl nach Ursprung als nach Beschaffenheit und Bestimmung verschieden, nämlich Luft, Wasser, pflanzliche und thierische Nahrungsmittel. Obgleich die Körpermasse organisirter Wesen aus den bereits genannten Elementen besteht, so darf man sich doch der Vorstellung nicht hingeben, als ob die einzelnen Theile derselben: Blut, Muskelfaser, Membrane ohne weiteres durch Zusammentreten dieser Elemente entstanden seyen. Im Gegentheile, die Lebensthätigkeit schafft durch Befruchtung der chemischen Kraft aus diesen Elementen zuerst eigenthümliche, sehr zusammengesetzte Verbindungen (die sogenannten näheren Bestandtheile), welche nun erst das eigentliche Baumaterial bilden, woraus sie die verschiedenen Organe des Körpers aufbaut. Daß einige dieser näheren Bestandtheile der Organismen als ein wesentliches Element Stickstoff enthalten, andere ganz davon frei sind, ist die erste Wahrnehmung, die sich gleichsam von selber aufdringt. Stickstofffreie Nahrungsmittel. Die letzte Gattung der stickstofffreien Bestandtheile ist immer aus drei Elementen: Kohlen-, Wasser-, Sauerstoff zusammengesetzt und trennt sich in drei Abtheilungen. In der einen sind die beiden letzten Elemente in demselben Verhältnisse, wie im Wasser (d. h. 1 Aeq. Wasserstoff auf 1 Aeq. Sauerstoff) zugegen. Dahin gehören beispielsweise: Textabbildung Bd. 110, S. 134 Stoffe.; Aequivalente:; Kohlenstoff.; Wasserstoff.; Sauerstoff.; Stärke; Rohrzucker; (Trauben-) Stärkezucker; Milchzucker; Gummi In der zweiten Abtheilung ist der Sauerstoffgehalt, d. h. die Anzahl seiner Aequivalente, größer als die des Wasserstoffs; so bei vielen Säuren organischer Abstammung, z. B. Weinsteinsäure, Aepfelsäure etc. Bei der dritten Abtheilung endlich tritt der Sauerstoff ganz in den Hintergrund, oder, was dasselbe besagt, Wasser- und Kohlenstoff überwiegen. Alle Fette, die Harze, das Wachs, sind hierunter begriffen; z. B.: Kohlenstoff. Wasserstoff. Sauerstoff. Schweineschmalz 79,10 11,15 9,75 Hammeltalg 79,00 11,70 9,30 Neben dem Wasser ist keine andere stickstofffreie Substanz, als Fett, im thierischen Körper. Stickstoffhaltige Nahrungsmittel. Solche sind bei den Pflanzen besonders: Pflanzeneiweiß, Pflanzenfaserstoff, Legumin und Pflanzenleim; sie enthalten bei sehr verschiedenen Eigenschaften Kohlen-, Wasser-, Stick- und Sauerstoff in gleichem Verhältniß und zeigen nur hinsichtlich ihres Gehalts an Schwefel und Phosphor Verschiedenheiten. Ganz dasselbe hat sich aus den entsprechenden näheren Bestandtheilen des thierischen Körpers, soweit sie stickstoffhaltig sind, nämlich: thierisches Eiweiß (aus Blut, Eiern), Thierfaserstoff (aus Blut, Muskeln), Käsestoff (aus Milch) ergeben, wie aus der folgenden Uebersicht hervorgeht: Textabbildung Bd. 110, S. 135 Kohlenst.; Wasserst.; Stickstoff.; Schwefel.; Phosphor; Sauerst.; Pflanzeneiweiß; Pflanzenfibrin; Legumin; Pflanzenleim; Thiereiweiß; Thierfibrin; Käsestoff In der Pflanzennahrung sind folglich Substanzen, enthalten, welche ihrer chemischen Natur nach den entsprechenden der Fleischnahrung, und ebenso denen des lebendigen Organismus selbst; auffallend nahe stehen, so daß sie durch die Lebensthätigkeit unmittelbar zu Theilen des Organismus verwendet werden können. — Bei andern stickstoffhaltigen Bestandtheilen sind die Beziehungen verschieden und theilweise noch nicht so anschaulich entwickelt. So ist die Substanz, welche den Haaren, der Oberhaut, den Nägeln, dem Horn etc. zu Grunde liegt, ferner die Substanz, woraus die leimgebenden und chondringebenden Gebilde (Membranen, Sehnen, Knorpel, Knochengallerte etc.) gebildet sind, von anderer Zusammensetzung, als die in der obigen Tafel. Eben so wenig ist bekannt, in welcher Beziehung die wirkenden stickstoffhaltigen Substanzen im Kaffee, Thee, in den Gewürzen zur Ernährung stehen. Begriff der Nahrhaftigkeit. Bei Substanzen von so verschiedenartigem chemischen Charakter, wie sie in den Nahrungsmitteln vorkommen, Stoffen, die so sehr in den Verhältnissen ihrer Zusammensetzung, als in der Art ihrer Elemente abweichen — die bald Stickstoff, bald keinen, bald Schwefel, bald keinen, bald überwiegend Kohlenstoff enthalten, bald nicht — muß man voraussetzen, daß sie dem Leben zu verschiedenen Zwecken dienen. Welches sind diese Zwecke? Ueber diese so naheliegende Frage hat die Beobachtung merkwürdige Aufschlüsse gegeben. Durch Versuche hat man nämlich ermittelt, daß irgend ein Nahrungsbestandtheil für sich, z. B. bloßer Zucker, oder bloße Stärke, zur Erhaltung des Körpers ungeeignet ist. Auf der andern Seite weiß man, daß die Natur, wo sie die Nahrung selbst zubereitet, wie die Milch der Mutter für das Junge, diese Nahrung stets eine gemischte ist, d. h. Nahrungsbestandtheile der verschiedensten Gattungen umfaßt. In der Milch also ist eine stickstoffhaltige Substanz, der Käsestoff, welcher zugleich Schwefel enthält; unter den stickstofffreien eine sehr kohlenstoffreiche, die Butter, eine daran weniger reiche, der Milchzucker, nebst Salzen welche Phosphorsäure, Kalk, Chlornatrium enthalten. Alles, was man bis jetzt weiß, deutet darauf hin, daß einige der Mischungsbestandteile der Nahrung von der Lebensthätigkeit zur Neubildung der Körpermasse in ihren verschiedenen Theilen verwendet werden, also ganz besonders dem Stoffwechsel dienen. Man hat solche „plastische Mittel“ genannt. Diese müssen stickstoffhaltig seyn, wie Eiweiß, Fibrin, Käsestoff etc., um Muskel etc., und phosphor- und kalkhaltig, um die Knochen zu bilden. — Andere dagegen nehmen keinen Antheil an dem Baue des Körpers, gehen nicht in seine Substanz ein, sondern werden zur Wärmeerzeugung verwendet. Die Wärmeerzeugung beruht aber darauf, daß diese Stoffe, nachdem sie ins Blut übergegangen, der eingeathmeten Luft entgegengeführt werden. Es entspinnt sich eine allmähliche chemische Einwirkung ihres Sauerstoffs auf dieselben, eine Zersetzung, während welcher sich Wärme entbindet, ähnlich wie bei bei der Verbrennung, aber verhältnißmäßig sehr langsam. Solche zu dem Athmungsproceß dienende, oder „Wärme erzeugende“ Stoffe werden nur unter Bedingungen zum Baue des Körpers verwendet und zurückgehalten, welche mit dem Athmen zusammenhängen, und dienen alsdann zur Bildung von Fett. Es geht daraus entschieden hervor, daß der Begriff von „nahrhaft“ im praktischen Leben stets einseitig aufgefaßt wird. Nahrhaft kann nur diejenige Speise genannt werden, welche dem Körper Stoff für alle seine Functionen und nicht bloß für einzelne bietet. Die Milch als Typus aller Nahrung. Die Milch, welche in besonderen Organen des weiblichen Säugethiers für die Ernährung des Jungen zubereitet und abgesondert wird, ist das einzig wahre Vorbild aller Nahrung, und jede Speise sollte wenigstens Repräsentanten aller einzelnen Nahrungsbestandtheile der Milch enthalten. Das große Interesse, welches die Milch — als eine von der Natur selbst gegebene Vorschrift für die Ernährung — darbietet, wird noch durch ihre praktische Bedeutung in der Landwirthschaft sehr gesteigert. Bedingungen des Milchertrags der Kühe. Auf dem Landgute Boussingault's zu Bechelbronn sind 7 Kühe in Bezug auf den Milchertrag ein Jahr lang einer genauen Controle unterworfen worden. Sie erhielten jede 30 Pfd. Heu, oder eine dem entsprechende Fütterung von Wurzeln, und lieferten zusammen 8788 Maaß (3~37 Quart), wobei sie 302½ Tag milchgebend waren. Dieß macht im Mittel 4,1 Maaß (= l,8 Quart) auf die Kuh täglich, aber der Ertrag ist so ungleich, daß auf die Monate Juli, August über 6 Maaß, auf die Monate Februar und März dagegen nur 2½ Maaß täglich kommen. Aus Beobachtungen gleicher Art, aber an einer einzelnen Kuh, ergab sich der tägliche Milchertrag für die Zeit, die sie milchgebend war, also die Zeit des Trockenstehens abgerechnet = 3,7 Maaß. Nimmt man 2½ als einen höchst niedrigen und 7 Maaß als einen sehr hohen Ertrag, so gibt eine Kuh täglich: 10,3 Pfd. Bis 29 Pfd. Milch, worin: 10,0 Loth bis 27,8 Loth Butter, 15,1 Loth bis 42,7 Loth Milchzucker und lösliche Salze, 16,8 Loth bis 47,3 Loth Käse und unlösliche Salze, –––––––––––––––––––––––––––––– zusammen 1 Pfd. 10 Loth bis 3Pfd. 22 Loth feste Bestandtheile. Was den Einfluß des Futters anbelangt, so ist jedem Landmanne bekannt, daß die Kühe am meisten Milch geben bei grünem Futter und umgekehrt. Im Uebrigen ist der Einfluß des Futters, so lange die Thiere nur keinen Mangel leiden, nicht so groß, als man vielleicht erwarten sollte. Zu diesem Schluß waren Boussingault und Le Bel gelangt, wenigstens was die Menge der Milch anbelangt. Dr. R. Thomson dagegen zog aus ähnlichen und ebenfalls umfassenden Beobachtungen die Folgerung, daß der Ertrag an Milch und der Buttergehalt mit dem Stickstoffgehalt (Gehalt an plastischen Stoffen) der Nahrung wachse. Er hat dieses Ergebniß für eine fünftägige Periode und in Durchschnittszahlen für zwei Kühe in der folgenden Tafel veranschaulicht, worin nur das Gras als einzige Ausnahme dasteht. Art des Futters. Milch. Butter. Stickstoffgehalt des Futters. Pfunde. Pfunde. Procent. Gras 114 3,50 2,32 Gerste mit Heu 107 3,43 3,89 Malz mit Heu 102 3,20 3,34 Gerste, Syrup und Heu 107 3,44 3,82 Gerste, Leinsamen und Heu 108 3,48 4,14 Bohnen mit Heu 108 3,72 5,27 Eine andere Tabelle gibt in ähnlicher Weise Rechenschaft über den Gehalt der Milch an festen Theilen (Rückstand nach dem Eintrocknen) für eine andere fünftägige Periode:Die Ziffern der Tabelle sind ursprünglich jedesmal das Mittel aus den 5- bis 14tägigen Beobachtungen an zwei verschiedenen Kühen, der Vergleichbarkeit halber auf 5 Tage berechnet. Textabbildung Bd. 110, S. 139 Futterart.; Gras.; Gerste ungeschroten.; Malz ungeschroten.; Geschrotene Gerste. Geschrotenes Malz.; Gerste mit Melaffe.; Gerste mit Leinsamen. Bohnen.; Trockene Milch (das Wasser abgerechn.); Pfd; Butter Die Milch bestand in 100 Theilen aus Wasser 87,19; Butter 3,70; Zucker 4,35; Käsestoff 4,16; lösliche Salze 0,15; unlösliche Salze 0,44. Die Bestandtheile der Butter waren: Fett 86,3; Käsestoff 0,9; Wasser 12,8. Die Thatsache, daß nicht bloß der Milchertrag, sondern auch der Buttergehalt durchweg mit dem Stickstoffgehalt des Futters (d. h. mit seinem Gehalt an plastischem Nahrungsstoff) steigt, ist um so bemerkenswerther, als man bei der Abwesenheit des Stickstoffs in der Butter gleichsam berechtigt gewesen, das Gegentheil zu erwarten. — Playfair ist zwar durch seine Versuche darauf geführt worden, daß stickstofffreies Futter (wie Kartoffeln etc.) viel und butterreiche Milch geben und daß Ruhe (Stallfütterung) ebenso wirkt, während das Vieh im Freien auf armer Weide, wo es viel umhergehen muß, käsestoffreichere Milch liefert — allein seine Beobachtungen sind für zu kurze Perioden und viel zu vorübergehend gemacht, um einigermaßen auf Sicherheit Anspruch machen zu können. Aus Thomson's Beobachtungen läßt sich außerdem noch entnehmen, daß der Milchertrag einer Kuh bei gleichförmiger Diät, also z. B. bloßer Gerstenfütterung, nach einiger Zeit abnimmt und mit dem Wechsel derselben wieder steigt. Eine häufige Veränderung der Fütterung ist also Vortheil bringend. Auch hat sich als eine allgemeingültige Regel herausgestellt, daß die Morgenmilch reichlicher ist als die Abendmilch. So bei Heu- und Gerstenfütterung wie folgt: 1. August. 2. August. 3. August. 4.August. Morgen 11½ Pfd. 11½ Pfd. 11 10/16 Pfd. 10 14/16 Pfd. Abend 10 1/5 9 11/16 Pfd. 9 11/16 Pfd. 9 11/16 Pfd. Wahrer Werth der Nahrungsmittel und Verhältniß ihrer Mischung. Aus den oben angeführten Thatsachen geht hervor, daß der Werth der landwirthschaftlichen Erzeugnisse als Nahrungsmittel zunächst von der Menge fester Materie, oder was dasselbe ist, vom Wassergehalt abhängen und in der trockenen Materie nach dem Verhältniß bestimmt werden muß, in welchem sich der wärmeerzeugende darin zum blutbildenden (stickstoffhaltigen oder nahrhaften) befindet. Die Ziffern in folgender Tabelle hat Dr. Thomson nach seinen eigenen Versuchen berechnet. Verhältniß des blutbildenden Theils zum wärmeerzeugenden Theil. Kuhmilch 1 zu 2 Frauenmilch 1 zu 6 Saubohnen   1 zu 2½ Hafermehl 1 zu 5 Gerste 1 zu 7 Weizenmehl (englisches) 1 zu 8 Kartoffeln 1 zu 9 Reis 1 zu 10 Rüben (Brassica rapa) 1 zu 11 Arrow-rootTapiocaSago 1 zu 26 Stärke 1 zu 40. Um daraus ein Urtheil über den Werth der Nahrungsmittel für das praktische Leben zu fällen, müßte zuvor ermittelt werden, in welchem Verhältniß der blutbildende Bestandtheil zu dem wärmeerzeugenden in derjenigen Nahrung steht, von der mit Bestimmtheit bekannt ist, daß sie das Leben und die Thätigkeiten des Organismus vollständig zu unterhalten vermag, also in der normalen Nahrung. Es müßte ferner dieses Verhältniß — da es nothwendig je nach Alter, Art der Thätigkeit und Lebensweise, und nach Klima etc. verschieben seyn muß — für die Hauptkategorien des Lebens festgestellt seyn. Mit der höchsten Wahrscheinlichkeit kann man z. B. voraussagen, daß ein Mensch bei einem Beruf, der ihm geistige Thätigkeit, neben verhältnißmäßiger körperlicher Ruhe auferlegt, ein anderes Mischungsverhältniß seiner Nahrung bedarf, als derjenige, den sein Beruf zum Umgekehrten zwingt. Thomson hat einen einfachen und sinnreichen Weg vorgezeichnet, um zu der so wünschenswerthen Ergänzung dieser Lücken unseres Wissens zu kommen, in dem er das Gewicht und die elementare Zusammensetzung der in einer gegebenen Zeit (von einer Kuh) genommenen Nahrung und ausgeworfenen Ercremente bestimmte. Aus beiden Factoren läßt sich berechnen, wie viel Nahrung wirklich von dem Körper aufgenommen (assimilirt) worden und in welchem Verhältniß dieses Quantum gemischt war. Er fand, daß eine Kuh bei Stallfütterung täglich 15,28 Pfd. Ryegras assimilirte, worin 1,56 Pfd. blutbildende und 13,00 Pfd. wärmeerzeugende Bestandtheile sind. Beide stehen also im Verhältniß von 1 : 8⅓, ein Verhältniß, welches beim Menschen höchst wahrscheinlich dem Gleichgewicht viel näher steht, und zwar dem Mischungsverhältniß der Mehlfrüchte 1 : 5 oder 1 : 6 nahe kommen wird. Das kann man mit voller Gewißheit sagen, daß für den Säugling das Verhältniß das der Milch, nämlich 1 : 2,5, seyn müsse. Aus einer (von Liebig mitgetheilten) Menage-Tabelle einer Compagnie Soldaten, welche mit Fleisch, Brod, Gemüse, Hülsenfrüchten, Bier, Schnaps, Fett ernährt wurde, läßt sich das Verhältniß des blutbildenden Bestandtheils zum wärmeerzeugenden in der assimilirten Nahrung, mit großer Annäherung zur Wahrheit bestimmen, wenn man in Abzug bringt, was mit den Excrementen in derselben Zeit wieder aus dem Körper geführt wird; es ergibt sich daraus: daß 855 Mann verzehrt haben: Wasser. trockener Substanz. Verhältniß des blutbildenden zum wärmeerzeugenden Bestandtheile in letzterer. Pfd. Nahrungsmittel Zusammen 4001 mit 1655 2346 Pfd. 298 : 1357 Pfd. Excremente zusammen 294 mit 220½ 73½ Pfd.  13 :   51 Verhältniß des blutbildenden zu wärmeerzeugenden Theil der assimilirten Nahrung 285 : 1306 = 1 : 4,7. Die Quantität 4,7, welche aus der Lebensweise von Personen entnommen ist, welche viel körperliche Bewegung haben, würde sich jedenfalls für Personen mit sitzender Lebensweise vergrößern. Obgleich diese Zahlen, um ganz sichere Anhaltspunkte zu gewähren, aus umfassender statistischer Aufnahme in großem Maßstabe hervorgehen müßten, so sind sie doch der Wahrheit nicht so fern, um nicht einige wichtige Schlußfolgerungen zu gestatten. Zuvörderst springt in die Augen, daß das Mischungsverhältniß von 1 : 4,7 (welches Personen entspricht, die mäßiger körperlicher Bewegung unterworfen sind) gerade dasjenige ist, welches den vornehmsten Getreidearten, dem Weizen, Korn, der Gerste und dem Hafer von Natur innewohnt. Diejenigen, die ausschließlich von Fleisch leben, wie viele wilde Nationen und Jäger, oder von Hülsenfrüchten, empfangen einen namhaften Ueberschuß an blutbildenden Bestandtheilen, der entweder durch solche Zusätze ausgeglichen werden kann, die reich an wärmeerzeugendem Stoff sind, oder durch vermehrte Bewegung. Im Gegensatz dazu befinden sich die unbemittelten Classen der Bevölkerung bei uns; sie sind in Folge der bestehenden socialen Zustände auf das wohlfeilste Nahrungsmittel, auf die Kartoffeln, beschränkt; je größer die Verarmung, umsomehr sieht man die bessere, aber kostspielige Nahrung von der Kartoffel verdrängt. Die Kartoffeln sind nämlich um die Hälfte ärmer an blutbildendem Bestandtheil als die Getreidearten; es hat mithin die Natur, die bei dem Wilden sich nur eines Ueberschusses zu entledigen hat, in diesem Falle den ungleich schwereren Kampf mit einem Mangel zu bestehen, worin sie nur den Instinct zum Bundesgenossen hat, der den Armen immer antreibt, nach Möglichkeit des Verdienstes mit Brod, Milch, Käse, Kaffee zu Hülfe zu kommen. Jedenfalls muß man gestehen, daß die Lebensweise der Aermeren durch die Armseligkeit ihres ganzen Zustandes mit Gewalt auf einen unnatürlichen Standpunkt geschoben ist; diese Verrückung der naturgemäßen Lebensweise kann ihre Nachtheile möglicherweise in drei Richtungen offenbaren: sie kann zu mangelhafter Körperkraft und Gesundheit führen, dieß ist nicht das Vorstechendste; oder zu vermehrter Sterblichkeit und kürzerer Lebensdauer, worüber die Statistik zur Auskunft verpflichtet ist; oder endlich zu Mangel an geistiger Energie, zu einer Art stupider Schlaffheit und Theilnahmlosigkeit für Alles, was die nächsten thierischen Interessen übersteigt, wohl die gewöhnlichste Folge. — Mit der vorwiegenden Kartoffelnahrung sind die betreffenden Classen schon gleichsam auf das letzte Hülfsmittel hingewiesen, stehen gewissermaßen auf dem äußersten Rande und haben keinen Boden mehr vor sich. Daher kommt es denn, daß schon ein theilweises Mißrathen der Kartoffelernte die Massen an allen Enden zur Empörung aufwiegelt, eine um so bedeutsamere Erscheinung, weil der deutsche Arbeiter und arme Bauer ganz gewiß die Aufgabe gelöst hat, mit dem Minimum von Nahrung, noch dazu von mangelhafter Qualität, das größte Maaß von Arbeit zu leisten. Die Verwendung der Kartoffel in der Landwirthschaft zum Branntweinbrennen erscheint von obigem Gesichtspunkt aus als eine Scheidung des überschüssigen wärmeerzeugenden Theiles, also des Stärkemehls, von dem Rest desselben mit dem blutbildenden Stoff oder Eiweiß, welcher Rest mit dem Kleber des Malzes vermengt, eine richtiger gemischte halbgelöste Nahrung bildet, deßhalb aber auch, um sie der Natur des Wiederkäuermagens besser anzupassen, einen Zusatz von Stroh oder sonst geringerem Futter verträgt. Da die Kartoffel das 10fache des Eiweißes an Stärkemehl enthält, so kann davon beiläufig die Hälfte in Branntwein verarbeitet werden, bis ein Rest bleibt, der im Verhältniß der Getreidearten (1 : 5) gemischt ist.