Calcium und Phosphor sind für die Entwicklung und Erhaltung der Skelettstruktur, die Ablagerung von magerem Gewebe, die Muskelkontraktion und viele andere physiologische Funktionen unerlässlich. Kalzium und Phosphor sind die im Schwein am häufigsten vorkommenden Mineralien, und etwa 99 % des Kalziums und 80 % des Phosphors im Körper befinden sich im Skelett. Folglich führt ein Mangel an Kalzium und Phosphor zu einer Beeinträchtigung der Knochenmineralisierung, einer verminderten Knochenfestigkeit und einem geringeren Wachstum. Zu den klinischen Anzeichen eines Mangels gehören Rachitis bei Schweinen im Wachstum und Osteoporose bei Sauen, die sich in Lahmheit und Knochenbrüchen äußert. Der Mangel wird während der Laktation verschärft, da die Sauen Kalzium aus den Knochenreserven mobilisieren, um den Bedarf für die Milchproduktion zu decken, was in der späten Laktation und nach dem Absetzen zu „Wüstensauen“ führen kann.

Um einem Mangel vorzubeugen, muss die Schweinefütterung nicht nur den individuellen Bedarf an Kalzium und Phosphor decken, sondern auch ein angemessenes Verhältnis zwischen dem einen und dem anderen Mineral gewährleisten. Das Kalzium-Phosphor-Verhältnis hat großen Einfluss auf die Aufnahme und Speicherung beider Mineralien. Im Allgemeinen beeinträchtigen weite Calcium:Phosphor-Verhältnisse oder übermäßige Calcium- und mangelhafte Phosphorkonzentrationen die Phosphorabsorption (Reinhardt und Mahan, 1986).

Getreide und Ölsaaten, die in der Schweinefütterung verwendet werden, sind in der Regel kalziumarm und haben den größten Teil des Phosphors, der für das Schwein nicht verfügbar ist. Phytat ist die Speicherform von Phosphor in Futtermitteln pflanzlichen Ursprungs, und das Enzym Phytase ist erforderlich, um Phosphor aus Phytat für die Aufnahme freizusetzen (Cowieson et al., 2016). Da die endogene Phytaseaktivität bei Schweinen vernachlässigbar ist, wird in der Schweinefütterung üblicherweise exogene mikrobielle Phytase eingesetzt, um die Phosphorfreisetzung aus Phytat zu verbessern. Phytase setzt auch Kalzium frei, das an Phytat gebunden werden kann. Darüber hinaus werden sowohl Kalzium als auch Phosphor in der Ernährung durch anorganische Quellen ergänzt. Wichtig ist, dass viele anorganische Quellen sowohl Kalzium als auch Phosphor liefern, was eine gleichzeitige Anpassung der Menge jeder Quelle in der Ernährung erfordert.

Verdaulichkeit von Kalzium und Phosphor

Die Verfügbarkeit von Kalzium und Phosphor bezieht sich auf die Menge der Mineralien, die verdaut und absorbiert werden und in geeigneter Form zur Verfügung stehen. Die Verfügbarkeit von Kalzium und Phosphor wird traditionell mit der Slope-Ratio-Methode geschätzt, bei der eine Standardquelle für Kalzium oder Phosphor einen Wert von 100 % erhält und die Verfügbarkeit von Kalzium oder Phosphor in einer Zutat als relativer Prozentsatz zur Standardquelle geschätzt wird. Obwohl die Slope-Ratio-Methode für die Schätzung der Verfügbarkeit von Kalzium und Phosphor genauer zu sein scheint, ist die Annahme einer 100 %igen Verfügbarkeit in der Standardquelle bedenklich. Alternativ wird die Verfügbarkeit von Kalzium und Phosphor anhand der Verdaulichkeit geschätzt, da sie eine faire Schätzung der Menge an Mineralien liefert, die vom Schwein aufgenommen werden und ihm zur Verfügung stehen.

Die Verdaulichkeit von Kalzium und Phosphor wird als Verdaulichkeit im gesamten Verdauungstrakt oder im Ileus ausgedrückt:

• Verdaulichkeit im gesamten Verdauungstrakt: gemessen an der Differenz zwischen der aufgenommenen Kalzium- oder Phosphormenge und der im Kot wiedergefundenen Menge.
• Ileale Verdaulichkeit: gemessen an der Differenz zwischen der aufgenommenen Kalzium- oder Phosphormenge und der aus den Digesta im Ileum wiedergewonnenen Menge.

Die Verdaulichkeit des Gesamttrakts ist die am häufigsten verwendete Methode, da im Dickdarm keine Nettoabsorption oder -sekretion von Kalzium oder Phosphor stattfindet. Die Gesamtverdaulichkeit wird als scheinbare (ATTD), standardisierte (STTD) oder echte (TTTD) Gesamtverdaulichkeit ausgedrückt, je nachdem, wie die endogenen Verluste bei der Messung der Verdaulichkeit berücksichtigt werden:

Endogene Verluste: stellen Kalzium und Phosphor dar, die vom Schwein für Stoffwechselfunktionen synthetisiert werden, wie z. B. Verdauungssekrete und abgestoßene Zellen, die im Verdauungstrakt nicht absorbiert wurden und verloren gehen. Die endogenen Verluste werden in basale und spezifische Verluste unterteilt. Die Basalverluste stellen die Menge an Mineralien dar, die zwangsläufig verloren geht, während die spezifischen Verluste die über die Basalverluste hinausgehenden Verluste an Mineralien darstellen, die durch die spezifische Futterzusammensetzung beeinflusst werden. Durch die endogenen Verluste wird die Verdaulichkeit von Kalzium und Phosphor unterschätzt, da die endogenen Mineralien im Kot als unverdaute Mineralien aus der Nahrung berücksichtigt werden.

• Apparent total tract digestibility (ATTD): gemessen an der Differenz zwischen der aufgenommenen Kalzium- oder Phosphormenge und der aus dem Kot wiedergewonnenen Menge ohne Berücksichtigung der endogenen Aminosäureverluste.
• Standardisierte Gesamtverdaulichkeit (STTD): gemessen an der Differenz zwischen der aufgenommenen Kalzium- oder Phosphormenge, der aus dem Kot wiedergewonnenen Menge und den basalen endogenen Verlusten.
• Echte totale Verdaulichkeit (TTTD): gemessen an der Differenz zwischen der aufgenommenen Kalzium- oder Phosphormenge, der mit den Fäkalien wiedergefundenen Menge und den basalen und spezifischen endogenen Verlusten.

Die Werte für die STTD von Inhaltsstoffen sind eher additiv in der Ernährung und einige der Nachteile und Einschränkungen von ATTD und TTTD werden überwunden: während die ATTD keine endogenen Verluste berücksichtigt, gibt es nur unzureichende Informationen über die TTTD und die zutatenspezifischen Auswirkungen auf die endogenen Verluste.

Die am häufigsten verwendete Methode zur Formulierung von Futtermitteln und zur Schätzung der Phosphorverdaulichkeit ist die STTD. Kalzium wird am häufigsten als Gesamtkalzium ausgedrückt, aber es wurden Anstrengungen unternommen, um die STTD-Kalziumwerte der Zutaten und die basalen endogenen Kalziumverluste zu bestimmen.