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In situ and in vitro techniques for studying rumen fermentations: methodology and applications
Full text linkLo scopo generale del presente lavoro di tesi è stato quello di studiare le fermentazioni ruminali mediante la tecnica in situ, e le più moderne tecniche in vitro che valutano la digeribilità e la produzione di gas degli alimenti zootecnici. La tesi comprende i risultati di 5 diverse prove sperimentali. L’obiettivo della prima prova è stato quello di valutare la possibilità di ridurre la quantità di campione alimentare incubato all’interno dei filter bags previsti dal sistema DaisyII (da 0,50 a 0,25 g di alimento/filter bag). La suddetta ipotesi è stata verificata analizzando i risultati ottenuti in due differenti prove sperimentali, condotte rispettivamente su 4 e 7 alimenti, il cui comune obiettivo era il confronto dei valori di digeribilità forniti dal DaisyII e da un sistema in vitro tradizionale. I risultati ottenuti hanno dimostrato che, con l’incubazione di 0,25 g di alimento/filter bag, i valori di digeribilità forniti dal DaisyII risultavano complessivamente meno variabili, meglio correlati e comparabili con quelli forniti dal sistema in vitro tradizionale.
La seconda prova sperimentale è stata condotta su 11 alimenti e si poneva l’obiettivo di confrontare i valori di digeribilità ottenuti: i) in situ, attraverso l’impiego di due diversi tipi di sacchetto (nylon e filter bags) caratterizzati da una differente porosità (40 e 25 μm); in situ, incubando i campioni alimentari direttamente nel rumine dell’animale, ed in vitro, incubando i campioni alimentari con liquido ruminale prelevato mediante sonda esofagea da bovine non fistolate. I risultati della prova hanno evidenziato che l’utilizzo dei filter bags, in sostituzione dei nylon bags, induceva una sottostima sistematica, ma comunque stimabile, dei valori di digeribilità degli alimenti. I campioni alimentari incubati in vitro con liquido ruminale prelevato da bovine non fistolate hanno fornito valori di digeribilità direttamente proporzionali a quelli incubati in situ. Un tale risultato è sicuramente soddisfacente: la possibilità di utilizzare liquido ruminale prelevato da bovine non fistolate può rappresentare infatti un’importante opportunità per molti centri di ricerca, consentendo di superare le problematiche di natura etica legate all’impiego di bovine sottoposte ad operazione chirurgica per l’applicazione di fistole ruminali permanenti.
La terza prova sperimentale è stata condotta sugli stessi alimenti impiegati nel secondo contributo e si poneva l’obiettivo di determinare il valore energetico degli alimenti applicando tre differenti equazioni: i) un’equazione basata sulla composizione chimica dell’alimento e sul valore di digeribilità della fibra misurato in situ dopo 48 h di incubazione (MENRC); ii e iii) due equazioni basate sulla composizione chimica dell’alimento e sulla produzione di gas misurata in vitro dopo 24 h di incubazione (MEMenke e MEUCD). Un secondo scopo era quello di valutare la possibilità di ridurre il tempo di incubazione in situ da 48 a 24 h. I risultati della prova hanno dimostrato che, prendendo come riferimento le stime di valore energetico ottenute applicando l’equazione MENRC, l’equazione MEUCD forniva stime più accurate e precise rispetto all’equazione MEMenke. Tuttavia, il livello di accuratezza e di precisione dell’equazione MEMenke è migliorato notevolmente escludendo i quattro alimenti proteici (PG > 16% SS) dall’analisi. Poiché i valori di digeribilità ottenuti in situ a 24 e a 48 h sono risultati fortemente correlati e hanno evidenziato una riproducibilità comparabile, la riduzione del tempo di incubazione in situ da 48 a 24 h può rappresentare una valida soluzione al fine di contenere i costi di analisi.
La quarta prova sperimentale ha valutato gli effetti di due diverse modalità di rilascio del gas (a tempi fissi oppure a pressione fissa) sulle cinetiche di produzione di gas fornite da due alimenti caratterizzati da un differente livello di degradabilità ruminale (un fieno di graminacee e una farina di mais). Ai fini della prova è stato utilizzato un sistema innovativo per la misurazione del gas prodotto dalla fermentazione di matrici alimentari. I risultati della prova hanno evidenziato che la modalità di rilascio del gas ha condizionato significativamente le produzioni di gas fornite dai due alimenti. Tali effetti sono risultati particolarmente rilevanti nel caso della farina di mais e nel caso del rilascio a tempi fissi. Alla luce di questi risultati, quando si adotta la modalità di rilascio a tempi fissi, lo spazio di testa del sistema, la frequenza di rilascio del gas e la quantità di campione alimentare incubato dovrebbero essere opportunamente bilanciati per evitare lo sviluppo di pressioni molto elevate all’interno del sistema, le quali potrebbero alterare le normali cinetiche di produzione del gas. Comunque, al fine di ridurre tali rischi, l’impiego di sistemi che rilasciano il gas a pressione fissa è da ritenersi preferibile.
La quinta prova sperimentale ha valutato gli effetti di due sostanze antiossidanti (il BHT ed un estratto di radicchio) dosate a due livelli differenti ed incubate con farina di mais e fieno di graminacee, sui principali parametri ruminali. I risultati della prova hanno evidenziato che i due antiossidanti hanno esercitato effetti poco rilevanti sulla degradabilità ruminale, sulle produzioni di gas e sui profili acidici forniti dai due alimenti. Al dosaggio più elevato, l’estratto di radicchio ha tuttavia migliorato il bilancio azotato ruminale, favorendo un aumento significativo della quota di azoto impiegato dai microorganismi ruminali per la sintesi di proteina batterica
Influence of dietary CP and rumen protected conjugated linoleic acid on rumination activity, feed intake and rumen fluid parameters in lactating cows
No full textImpact of animal feeding on the nutritional value and safety of food of animal origin
No full textThe quality, traceability and safety of food of animal origin are affected
by several factors, but animal feeding plays one of the most important
roles. The basis of the relationship between animal feeding and food
quality is the carry-over of some nutrients, tracers and/or contaminants
from feed to tissues and, consequently, to food (meat, milk and eggs).
As regard the nutrients, an increasing number of papers report the
possibility of improving the proportion of some beneficial components
in products of animal origin through different dietary strategies. An
enrichment of food with omega 3 fatty acids, conjugated linoleic acids,
vitamin A and E and selenium could be obtained including feeds with
a high concentration of these nutrients in the animal diet. In addition,
some specific tracers (i.e. terpenes or volatile compounds) can be
identified and quantified in products of animal origin to establish their
geographic origin. Finally, as the demand for safer products is growing
not only in EU, but worldwide, all actions to prevent and control the
contaminants along the food chain must be implemented. The mycotoxin
contamination of seeds and forages represents an emergent problem that
can be worsened by the globalisation of trades and global warming. The
carry-over of mycotoxins from feed to food of animal origin must be
monitored to maintain the content of mycotoxins under the maximum
levels established by regulation. In conclusion, animal feeding can exert
a great impact on the quality, traceability and safety of food products, in
order to satisfy the growing requirements of consumer
Relationships between end products of fermentation using the gas production technique
No full textBook of abstract, 19th Congress of Animal Science and Production Associatio
Comparison between two gas sampling techniques for measuring methane production from in vitro fermentation of ruminant feeds
No full textSynthetic and natural polyphenols with antioxidant properties stimulate rumen microbial growth in vitro
No full textThis trial compared the effects of two antioxidant phenols, butyl-hydroxyl-toluene (BHT) and a blend of polyphenols extracted from red chicory, on in vitro degradability, gas production (GP), volatile fatty acids, and microbial nitrogen production, using meadow hay and corn grain as fermentation substrates. A batch culture system with automated gas pressure detectors was used. Four replicates of each feed were incubated for 72 h without additive (Control, CTL) or with the addition of low (0.15 mg/g feed) or high (1.5 mg/g feed) dosages of BHT or red chicory. GP curves were fitted to estimate the time at which half of total GP (t1/2) was achieved. The t1/2 values for meadow hay and corn grain were ~16 and 9 h, respectively. A second incubation, conducted using the same experimental design, was stopped at t1/2. Compared with CTL, degradability and GP kinetics were not affected by the two dosages of BHT, except for GP, which increased after 48 h of incubation (P < 0.01). In the second incubation, BHT increased acetate at the expense of butyrate proportion (P < 0.01). Red chicory extract did not influence GP, feed degradability, or volatile fatty acids production in either incubation. Both BHT and red chicory induced a dosage-dependent increase in microbial nitrogen production at t1/2 (P < 0.05), on average from 7.0 to 13.9 mg/g DM. Collectively, our data suggest that increasing dosages of the two additives with antioxidant properties could have induced a shift in the partition of energy, with a higher proportion of nutrients channelled towards microbial protein synthesis
In vitro degradability, gas production, and energy value of different hybrids of sorghum after storage in mini-silos
Full text linkIn vitro rumen fermentation: Effect of head space pressure on the gas production kinetics of corn meal and meadow hay
No full textAn automated batch system, consisting in 20 bottles equipped with gas pressure sensors and venting valves, was used to test the effects of headspace pressure on the kinetics of gas production (GP). Two venting procedures were compared: with FT (fixed times) the gas accumulated in the headspace of bottles was released after 2, 4, 6, 8, 12, 24, 48, 72 and 144 h of incubation, whereas with FP (fixed pressure) the valves were opened at a threshold of 3.4 kPa. For each procedure, samples of corn meal and meadow hay (0.50 g) were incubated in 4 replications in 310 ml bottles with 25 ml of rumen fluid and 50 ml of medium for 144 h at 39 degrees C. Both with FT and FP, gas pressures at the times of venting, converted in terms of volumes, were adjusted or not for the amount of dissolved gas according to the Henry's law. Data were cumulated and they were best fitted by a first order model the which parameters are the asymptotic GP (A), the time at which half of A is produced (T1/2) and the sharpness (c) of the curve. The effects of the 2 procedures were evaluated using a Wilcoxon two-sample test. The headspace pressure obtained with FT peaked 18.0 +/- 2.84 kPa at 12 h on corn, while peaked 7.5 +/- 0.81 kPa at 48 h on hay. For corn, the un-adjusted GP achieved between 12 and 48 h of incubation were 21 and 8% lower with FT compared to FP (P=0.01), and FT also had greater standard deviations. A similar trend, less accentuated, was observed for hay. The T1/2 values were greater with FT compared to FP (+1.3 and +2.3 h, for corn and hay, respectively; P<0.05), suggesting that FT delayed the release of gas dissolved in the medium. After adjustment, the GP values provided by the 2 procedures continued to be different for corn: compared to FP, FT reduced GP at 12,24 and 48 h (P=0.01). Adjustments removed all the differences for hay due to the venting procedure. Using the FT procedure, headspace volume, venting frequency and amount of fermentable matter must be carefully balanced to avoid high headspace pressures, lowered gas release and, hence, altered GP kinetics. (C) 2010 Elsevier By. All rights reserved
Influence of main dietary chemical constituents on the in vitro gas and methane production in diets for dairy cows
Full text linkIn vitro degradability and energy value of rapeseed cake produced on farm by cold extraction press
No full text- …
