Zum Einfluss mikrobieller Phytase auf die Verwertung von Zink und weiteren Mineralstoffen bei der Ratte:
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| Main Author: | |
|---|---|
| Format: | Thesis Book |
| Language: | German |
| Published: |
Aachen
Shaker
1993
|
| Edition: | Als Ms. gedr. |
| Series: | Reihe Ernährungswissenschaft
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| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | VII, 100 S. graph. Darst. 21 cm |
| ISBN: | 3861116081 |
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|---|---|
| adam_text | 1 EINLEITUNG 1
2 LITERATURÜBERSICHT 2
2.1 Zum Zink-Stoffwechsel der Ratte 2
2.1.1 Absorption des Zinks 2
2.1.2 Homöostatische Regulationsmechanismen 4
2.1.3 Zink-Bedarf und Empfehlungen zur Zink-Zufuhr 6
2.1.4 Diagnose des Zink-Status 7
2.1.4.1 Plasma-Zink-Konzerrtration 7
2.1.4.2 Freie Zink-Bindungskapazität 8
2.1.4.3 Zink-Metalloenzyme 9
2.1.4.4 Zinkverteilung im Organismus und Dynamik des 11
Körper-Zinks
2.2 PhytJnsäure als antinutritiver Faktor 13
2.3 Bedeutung körpereigener, pflanzlicher und mikrobieHer 17
Phytasen für die Phytathydrolyse beim Monogaster
3 EXPERIMENTELLER TEIL 22
3.1 Fragestellung 22
3.2 Material und Methoden 23
3.2.1 Herkunft, Haltung der Versuchstiere und 23
Durchführung der Stoffwechsetversuche
3.2.2 Beschreibung der Diäten und Versuchsplan 23
3.2.3 Erstellung der Versuchsdiäten 27
3.3 Gewinnung und Aufbereitung des 28
Analysenmaterials
3.3.1 Kot-und Hamproben 28
3.3.2 Organ- und Gewebeproben 28
3.3.3 Blut 28
3.4 Analytische Methoden 29
3.4.1 Bestimmung der Rohnährstoffe und der 29
Bruttoenergie
3.4.2 Bestimmung des Phytinsäuregehaltes 29
3.4.3 Bestimmung der Phytaseaktiviät 30
II
3.4.4 Herstellung der Aschelösungen und Bestimmung der 31
Mengen- und Spurenelemente
3.4.5 Diagnose des Zink-Status 31
3.4.5.1 Bestimmung der Plasma-Zink-Konzentration 31
3.4.5.2 Bestimmung der freien Zink-Bindungskapazität 32
3.4.5.3 Bestimmung der Aktivität der Alkalischen Phosphatase 32
3.4.5.4 Bestimmung der Aktivität der 5 -Nucleotidase 33
3.5 Statistische Auswertung 34
4 ERGEBNISSE 35
4.1 Versuch 1 35
4.1.1 Rohnährstoffgehalte und Bruttoenergie der Versuchsdiäten 35
4.1.2 Mineralstoff-, Phytinsäurekonzentrationen und Phytase- 35
aktivitaten der Versuchsdiäten
4.1.3 Versuchsverlauf 36
4.1.4 Futteraufnahme, Lebendmasseentwicklung und Futterverwertung 36
4.1.5 Plasma-Zink-Konzentration, freie Zink-Bindungskapazität, 39
Aktivität der Alkalischen Phosphatase und der 5 -Nucteotidase
4.1.6 Zink-Konzentrationen in Femur, Testes, Leber und Gesamtleber- 40
Zink-Gehalte
4.1.7 Scheinbare Absorption und Retention der Mengenelemente 41
Calcium, Phosphor und Magnesium
4.1.8 Scheinbare Absorption und Retention der Spurenelemente 42
Zink, Eisen, Kupfer und Mangan
4.1.9 Phytinsäurekonzentration im Caecumchymus 45
4.2 Versuch 2 46
4.2.1 Rohnährstoffgehalte und Bruttoenergie der Versuchsdiäten 46
4.2.2 Mineralstoff-, Phytinsäurekonzentrationen und Phytase- 46
aktivitaten der Versuchsdiäten
4.2.3 Versuchsverlauf 47
4.2.4 Futteraufnahme, Lebendmasseentwicklung und Futterverwertung 47
4.2.5 Plasma-Zink-Konzentration, freie Zink-Bindungskapazität, 49
Aktivität der Alkalischen Phosphatase und 5 -Nucteotidase
4.2.6 Zink-Konzentrationen in Femur, Testes, Leber und Gesamtleber- 49
Zink-Gehalte
4.2.7 Scheinbare Absorption und Retention der Mengenelemente 50
Calcium, Phosphor und Magnesium
4.2.8 Scheinbare Absorption und Retention der Spurenelemente 52
Zink, Eisen, Kupfer und Mangan
III
5 DISKUSSION 54
5.1 Einfluß von Phytat und mikrobieller Phytase auf Futteraufnahme, 54
Futterverwertung und Lebendmasseentwicklung
5.2 BnfluB von Phytat und mikrobieller Phytase auf Zink-Status- 56
Parameter des Blutplasmas
5.3 Einfluß von Phytat und mikrobieller Phytase auf Zink-Konzentration 58
und Gesamt-Zinkgehalt verschiedener Organe und Gewebe
5.4 Einfluß von Phytat und mikrobieller Phytase auf die scheinbare 60
Absorption und Retention des Zinks sowie anderer Mengen-
und Spurenelemente
6 SCHLUSSFOLGERUNG 66
7 ZUSAMMENFASSUNG 67
8 LITERATURVERZEICHNIS 69
9 ANHANG 80
Verzeichnis der Übersichten
Übersicht 1: Zusammensetzung der Basisdiät, Versuch 1 24
Übersicht 2: Versuchsplan, Versuch 1 25
Übersicht 3: Analytisch ermittelter Mineralstoff- und Phyönsäuregehalt sowie Pbytaseaktiviät des Sojaproteinisoiates in Versuch 2, Angaben bezogen auf die AM (TM = 96,1 %) 25
Übersicht 4: Zusammensetzung der Basisdiät, Versuch 2 26
Übersicht 5: Versuchsplan, Versuch 2 27
Übersicht 6: Spezifikation von Aspergillus niger var. van Hghem 27
Übersicht 7: HPLC-Bedingungen 30
Übersicht 8: Analytisch ermittelte Gehalte an Rohnährstoffen (% der AM) 35
und Bruttoenergie (kJ/g AM) der Diäten (Versuch 1)
Übersicht 9: Analytisch ermittelte Mineralstoffgehalte der Diäten, 35
Angaben bezogen auf die AM (Versuch 1}
Übersicht 10: Analytisch ermittelte Gehalte an Zink, Phytinsäure und 36
Phytaseaktivitäten sowie molare PA: Zn-Quotienten der
Diäten (Versuch 1)
Übersicht 11: Wöchentliche Futteraufnahme (g) und Ritterverwertung 37
(g Futter je g Zunahme) über den Gesamtversuch von Ratten
bei Zulagen von NaPA bzw. mikrobieller Phytase (Versuch 1)
Übersicht 12: Plasma-Zink-Konzentration, freie Zink-Bindungskapazität, 40
Aktivität der Alkalischen Phosphatase und 5 -Nucteotidase
bei Zulagen von NaPA bzw. mikrobiefler Phytase (Versuch 1)
Übersicht 13: Femur-, Testes-, Leber-Zink-Konzentratkjnen und Zink- 41
Gehalte der Gesamtleber bei Zulagen von NaPA bzw.
mikrobieller Phytase (Versuch 1)
Übersicht 14: ScheiribareAbsorptkyiufXi Retentton Qewefc in % der 43
Aufnahme) sowie prozentuale fäkate Exkrefon der
Mengenelemente Ca, P und Mg bei Zulagen von NaPA
bzw. mikrobieHer Phytase (Versuch 1)
VI
Übersicht 15: Scheinbare Absorption und Retention (jeweils in % der 44
Aufnahme) sowie prozentuale fäkale Exkreöon der
Spurenelemente Zn, Fe, Cu und Mn bei Zulagen von
NaPA bzw. mikrobieller Phytase (Versuch 1)
Übersicht 16: Analytisch ermittelte Gehatte an Rohnährstoffen 46
(%der AM) und Bruttoenergie (kJ/g AM) der Diäten
(Versuch 2)
Übersicht 17: Analytisch ermittelte Mineralstoffgehalte der Diäten, 46
Angaben bezogen auf die AM (Versuch 2)
Übersicht 18: Analytisch ermittelte Gehalte an Znk, Phytinsäure 47
und Phytaseaktivitäten sowie molare PA: Zn-Quotienten
der Diäten (Versuch 2)
Übersichtig: Plasma-Zink-Konzentration, freie Zink-Binclungskapazität, 49
Aktivität der Alkalischen Phosphatase und 5 -Nucteotidase
bei Verabreichung phytathaJtiger Diäten sowie Zulagen
an mikrobieller Phytase (Versuch 2)
Übersicht 20: Femur-, Testes-, Leber-Zink-Konzentrationen und Zink- 50
Gehalte der Gesamtleber bei Verabreichung phytathaltiger
Diäten sowie Zulagen an mikrobieller Phytase (Versuch 2)
Übersicht 21: Scheinbare Absorption und Retention (jeweils in % der 51
Aufnahme) sowie prozentuale fäkale Exkretion der
Mengenelemente Ca, P und Mg bei Verabreichung
phytathatöger Diäten sowie Zulagen an mikrobieller
Phytase (Versuch 2)
Übersicht 22: Scheinbare Absorption und Retention (jeweils in % der 53
Aufnahme) sowie prozentuale fäkale Exkretion der
Spurenelemente Zn, Fe, Cu und Mn bei Verabreichung
phytathaltiger Diäten sowie Zulagen an mikrobieller
Phytase (Versuch 2)
VII
Verzeichnis der Abbildungen
Abb. 1: Hypothetisches Modell der Zink-Absorption 4
(HEMPE und COUSINS 1992)
Abb. 2: Scheinbare und wahre Absorption sowie Gesamtverwertung 5
des Zinks junger Ratten bei variierender alimentärer
Zink-Versorgung (WEIGAND und KIRCHGESSNER 1980)
Abb. 3: Regression des Gesamtkörper-Zink-Gehaltes repletierter Ratten 7
bei variierender alimentärer Zink-Zufuhr
(PALLAUF und KIRCHGESSNER 1972)
Abb. 4: Struktur eines PA-Chelates bei neutralem pH-Wert 13
(ERDMAN 1979)
Abb. 5: Aktivitätsprofil mikrobieder Phytase C 4sperg/7/us ffct/umj in 18
Abhängigkeit vom pH-Wert (SIMONS et al. 1990)
Abb. 6: Zyklisches Futteraufnahmeverhalten eines Tieres aus Gruppe III 38
(1,0 % PA) über den 21 tägigen Versuchszeitraum (Versuch 1)
Abb. 7: Lebendmasseentwicklung von Ratten bei Zulagen von NaPA 39
und mikrobieller Phytase (Versuch 2)
Abb. 8: Lebendmasseentwicklung von Ratten bei Verabreichung einer 48
Diät mit 0,40 % nath/em Phytat aus Sojaproteinisolat sowie
Zulagen von 1000 U mikrobieller Phytase je kg Diät (Versuch 2)
Abb. 9: Regression zwischen der Plasma-Zink-Konzentration und 57
und der freien Zink-Bindungskapazität des Blutplasmas wachsender
Ratten nach 3wöchiger Versuchsdauer (Versuch 1 und 2)
Abb. 10: Einfluß von Zulagen an NaPA und mikrobieller Phytase auf 58
Relativwerte verschiedener Zink-Statusparameter des Blutplasmas
(Plasma-Zn, fr. ZBK, AP, 5 -ND) wachsender Ratten nach 3wöchiger
Versuchsdauer
Abb. 11: Bnfluß von Zulagen an NaPA und mikrobieller Phytase 59
auf Relativwerte verschiedener Zink-Statusparameter (Femur-Zn-,
Testes-Zn-, Leber-Zn-Konzentration und Gesamtteber-Zn-Gehalt)
wachsender Ratten nach Swöchiger Versuchsdauer
Abb. 12: EinfluS von Phytinsäure und mikrobieMer Phytase auf die 61
scheinbare Zn-Abscwptkxi urol Reterition wachsender Ratten
in Versuch 1 und Versuch 2
Abb. 13: BrrfluB von Zulagen an NaPA auf die scheinbare Zn- und 65
Cu-Absorption wachsender Ratten in Versuch 1
|
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1 EINLEITUNG 1
2 LITERATURÜBERSICHT 2
2.1 Zum Zink-Stoffwechsel der Ratte 2
2.1.1 Absorption des Zinks 2
2.1.2 Homöostatische Regulationsmechanismen 4
2.1.3 Zink-Bedarf und Empfehlungen zur Zink-Zufuhr 6
2.1.4 Diagnose des Zink-Status 7
2.1.4.1 Plasma-Zink-Konzerrtration 7
2.1.4.2 Freie Zink-Bindungskapazität 8
2.1.4.3 Zink-Metalloenzyme 9
2.1.4.4 Zinkverteilung im Organismus und Dynamik des 11
Körper-Zinks
2.2 PhytJnsäure als antinutritiver Faktor 13
2.3 Bedeutung körpereigener, pflanzlicher und mikrobieHer 17
Phytasen für die Phytathydrolyse beim Monogaster
3 EXPERIMENTELLER TEIL 22
3.1 Fragestellung 22
3.2 Material und Methoden 23
3.2.1 Herkunft, Haltung der Versuchstiere und 23
Durchführung der Stoffwechsetversuche
3.2.2 Beschreibung der Diäten und Versuchsplan 23
3.2.3 Erstellung der Versuchsdiäten 27
3.3 Gewinnung und Aufbereitung des 28
Analysenmaterials
3.3.1 Kot-und Hamproben 28
3.3.2 Organ- und Gewebeproben 28
3.3.3 Blut 28
3.4 Analytische Methoden 29
3.4.1 Bestimmung der Rohnährstoffe und der 29
Bruttoenergie
3.4.2 Bestimmung des Phytinsäuregehaltes 29
3.4.3 Bestimmung der Phytaseaktiviät 30
II
3.4.4 Herstellung der Aschelösungen und Bestimmung der 31
Mengen- und Spurenelemente
3.4.5 Diagnose des Zink-Status 31
3.4.5.1 Bestimmung der Plasma-Zink-Konzentration 31
3.4.5.2 Bestimmung der freien Zink-Bindungskapazität 32
3.4.5.3 Bestimmung der Aktivität der Alkalischen Phosphatase 32
3.4.5.4 Bestimmung der Aktivität der 5'-Nucleotidase 33
3.5 Statistische Auswertung 34
4 ERGEBNISSE 35
4.1 Versuch 1 35
4.1.1 Rohnährstoffgehalte und Bruttoenergie der Versuchsdiäten 35
4.1.2 Mineralstoff-, Phytinsäurekonzentrationen und Phytase- 35
aktivitaten der Versuchsdiäten
4.1.3 Versuchsverlauf 36
4.1.4 Futteraufnahme, Lebendmasseentwicklung und Futterverwertung 36
4.1.5 Plasma-Zink-Konzentration, freie Zink-Bindungskapazität, 39
Aktivität der Alkalischen Phosphatase und der 5'-Nucteotidase
4.1.6 Zink-Konzentrationen in Femur, Testes, Leber und Gesamtleber- 40
Zink-Gehalte
4.1.7 Scheinbare Absorption und Retention der Mengenelemente 41
Calcium, Phosphor und Magnesium
4.1.8 Scheinbare Absorption und Retention der Spurenelemente 42
Zink, Eisen, Kupfer und Mangan
4.1.9 Phytinsäurekonzentration im Caecumchymus 45
4.2 Versuch 2 46
4.2.1 Rohnährstoffgehalte und Bruttoenergie der Versuchsdiäten 46
4.2.2 Mineralstoff-, Phytinsäurekonzentrationen und Phytase- 46
aktivitaten der Versuchsdiäten
4.2.3 Versuchsverlauf 47
4.2.4 Futteraufnahme, Lebendmasseentwicklung und Futterverwertung 47
4.2.5 Plasma-Zink-Konzentration, freie Zink-Bindungskapazität, 49
Aktivität der Alkalischen Phosphatase und 5'-Nucteotidase
4.2.6 Zink-Konzentrationen in Femur, Testes, Leber und Gesamtleber- 49
Zink-Gehalte
4.2.7 Scheinbare Absorption und Retention der Mengenelemente 50
Calcium, Phosphor und Magnesium
4.2.8 Scheinbare Absorption und Retention der Spurenelemente 52
Zink, Eisen, Kupfer und Mangan
III
5 DISKUSSION 54
5.1 Einfluß von Phytat und mikrobieller Phytase auf Futteraufnahme, 54
Futterverwertung und Lebendmasseentwicklung
5.2 BnfluB von Phytat und mikrobieller Phytase auf Zink-Status- 56
Parameter des Blutplasmas
5.3 Einfluß von Phytat und mikrobieller Phytase auf Zink-Konzentration 58
und Gesamt-Zinkgehalt verschiedener Organe und Gewebe
5.4 Einfluß von Phytat und mikrobieller Phytase auf die scheinbare 60
Absorption und Retention des Zinks sowie anderer Mengen-
und Spurenelemente
6 SCHLUSSFOLGERUNG 66
7 ZUSAMMENFASSUNG 67
8 LITERATURVERZEICHNIS 69
9 ANHANG 80
Verzeichnis der Übersichten
Übersicht 1: Zusammensetzung der Basisdiät, Versuch 1 24
Übersicht 2: Versuchsplan, Versuch 1 25
Übersicht 3: Analytisch ermittelter Mineralstoff- und Phyönsäuregehalt sowie Pbytaseaktiviät des Sojaproteinisoiates in Versuch 2, Angaben bezogen auf die AM (TM = 96,1 %) 25
Übersicht 4: Zusammensetzung der Basisdiät, Versuch 2 26
Übersicht 5: Versuchsplan, Versuch 2 27
Übersicht 6: Spezifikation von Aspergillus niger var. van Hghem 27
Übersicht 7: HPLC-Bedingungen 30
Übersicht 8: Analytisch ermittelte Gehalte an Rohnährstoffen (% der AM) 35
und Bruttoenergie (kJ/g AM) der Diäten (Versuch 1)
Übersicht 9: Analytisch ermittelte Mineralstoffgehalte der Diäten, 35
Angaben bezogen auf die AM (Versuch 1}
Übersicht 10: Analytisch ermittelte Gehalte an Zink, Phytinsäure und 36
Phytaseaktivitäten sowie molare PA: Zn-Quotienten der
Diäten (Versuch 1)
Übersicht 11: Wöchentliche Futteraufnahme (g) und Ritterverwertung 37
(g Futter je g Zunahme) über den Gesamtversuch von Ratten
bei Zulagen von NaPA bzw. mikrobieller Phytase (Versuch 1)
Übersicht 12: Plasma-Zink-Konzentration, freie Zink-Bindungskapazität, 40
Aktivität der Alkalischen Phosphatase und 5'-Nucteotidase
bei Zulagen von NaPA bzw. mikrobiefler Phytase (Versuch 1)
Übersicht 13: Femur-, Testes-, Leber-Zink-Konzentratkjnen und Zink- 41
Gehalte der Gesamtleber bei Zulagen von NaPA bzw.
mikrobieller Phytase (Versuch 1)
Übersicht 14: ScheiribareAbsorptkyiufXi Retentton Qewefc in % der 43
Aufnahme) sowie prozentuale fäkate Exkrefon der
Mengenelemente Ca, P und Mg bei Zulagen von NaPA
bzw. mikrobieHer Phytase (Versuch 1)
VI
Übersicht 15: Scheinbare Absorption und Retention (jeweils in % der 44
Aufnahme) sowie prozentuale fäkale Exkreöon der
Spurenelemente Zn, Fe, Cu und Mn bei Zulagen von
NaPA bzw. mikrobieller Phytase (Versuch 1)
Übersicht 16: Analytisch ermittelte Gehatte an Rohnährstoffen 46
(%der AM) und Bruttoenergie (kJ/g AM) der Diäten
(Versuch 2)
Übersicht 17: Analytisch ermittelte Mineralstoffgehalte der Diäten, 46
Angaben bezogen auf die AM (Versuch 2)
Übersicht 18: Analytisch ermittelte Gehalte an Znk, Phytinsäure 47
und Phytaseaktivitäten sowie molare PA: Zn-Quotienten
der Diäten (Versuch 2)
Übersichtig: Plasma-Zink-Konzentration, freie Zink-Binclungskapazität, 49
Aktivität der Alkalischen Phosphatase und 5'-Nucteotidase
bei Verabreichung phytathaJtiger Diäten sowie Zulagen
an mikrobieller Phytase (Versuch 2)
Übersicht 20: Femur-, Testes-, Leber-Zink-Konzentrationen und Zink- 50
Gehalte der Gesamtleber bei Verabreichung phytathaltiger
Diäten sowie Zulagen an mikrobieller Phytase (Versuch 2)
Übersicht 21: Scheinbare Absorption und Retention (jeweils in % der 51
Aufnahme) sowie prozentuale fäkale Exkretion der
Mengenelemente Ca, P und Mg bei Verabreichung
phytathatöger Diäten sowie Zulagen an mikrobieller
Phytase (Versuch 2)
Übersicht 22: Scheinbare Absorption und Retention (jeweils in % der 53
Aufnahme) sowie prozentuale fäkale Exkretion der
Spurenelemente Zn, Fe, Cu und Mn bei Verabreichung
phytathaltiger Diäten sowie Zulagen an mikrobieller
Phytase (Versuch 2)
VII
Verzeichnis der Abbildungen
Abb. 1: Hypothetisches Modell der Zink-Absorption 4
(HEMPE und COUSINS 1992)
Abb. 2: Scheinbare und wahre Absorption sowie Gesamtverwertung 5
des Zinks junger Ratten bei variierender alimentärer
Zink-Versorgung (WEIGAND und KIRCHGESSNER 1980)
Abb. 3: Regression des Gesamtkörper-Zink-Gehaltes repletierter Ratten 7
bei variierender alimentärer Zink-Zufuhr
(PALLAUF und KIRCHGESSNER 1972)
Abb. 4: Struktur eines PA-Chelates bei neutralem pH-Wert 13
(ERDMAN 1979)
Abb. 5: Aktivitätsprofil mikrobieder Phytase C 4sperg/7/us ffct/umj in 18
Abhängigkeit vom pH-Wert (SIMONS et al. 1990)
Abb. 6: Zyklisches Futteraufnahmeverhalten eines Tieres aus Gruppe III 38
(1,0 % PA) über den 21 tägigen Versuchszeitraum (Versuch 1)
Abb. 7: Lebendmasseentwicklung von Ratten bei Zulagen von NaPA 39
und mikrobieller Phytase (Versuch 2)
Abb. 8: Lebendmasseentwicklung von Ratten bei Verabreichung einer 48
Diät mit 0,40 % nath/em Phytat aus Sojaproteinisolat sowie
Zulagen von 1000 U mikrobieller Phytase je kg Diät (Versuch 2)
Abb. 9: Regression zwischen der Plasma-Zink-Konzentration und 57
und der freien Zink-Bindungskapazität des Blutplasmas wachsender
Ratten nach 3wöchiger Versuchsdauer (Versuch 1 und 2)
Abb. 10: Einfluß von Zulagen an NaPA und mikrobieller Phytase auf 58
Relativwerte verschiedener Zink-Statusparameter des Blutplasmas
(Plasma-Zn, fr. ZBK, AP, 5'-ND) wachsender Ratten nach 3wöchiger
Versuchsdauer
Abb. 11: Bnfluß von Zulagen an NaPA und mikrobieller Phytase 59
auf Relativwerte verschiedener Zink-Statusparameter (Femur-Zn-,
Testes-Zn-, Leber-Zn-Konzentration und Gesamtteber-Zn-Gehalt)
wachsender Ratten nach Swöchiger Versuchsdauer
Abb. 12: EinfluS von Phytinsäure und mikrobieMer Phytase auf die 61
scheinbare Zn-Abscwptkxi urol Reterition wachsender Ratten
in Versuch 1 und Versuch 2
Abb. 13: BrrfluB von Zulagen an NaPA auf die scheinbare Zn- und 65
Cu-Absorption wachsender Ratten in Versuch 1 |
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