Az őrölt kukorica részleges cseréje glicerinnel a marhahús-szarvasmarha-étrendben: bevitel, emészthetőség, teljesítmény és hasított test jellemzői

Állattudományi Tanszék, Viçosa Szövetségi Egyetem, Viçosa, Minas Gerais, Brazília

Tagság Cargill Animal Nutrition/Nutron, Campinas, São Paulo, Brazília

Állattudományi Tanszék, Viçosa Szövetségi Egyetem, Viçosa, Minas Gerais, Brazília

Tagság Mezőgazdasági, Táplálkozási és Állatorvos-tudományi Tanszék, Nevada Egyetem, Reno, Nevada, Amerikai Egyesült Államok

Pedro Del Bianco Benedeti,
Pedro Veiga Rodrigues Paulino,
Marcos Inácio Marcondes,
Ivan França Smith Maciel,
Matheus Custódio da Silva,
Antonio Pinheiro Faciola

Ábrák

Absztrakt

Idézet: Del Bianco Benedeti P, Paulino PVR, Marcondes MI, Maciel IFS, da Silva MC, Faciola AP (2016) Az őrölt kukorica részleges cseréje glicerinnel a marhahús-szarvasmarha-étrendben: bevitel, emészthetőség, teljesítmény és hasított test jellemzői. PLoS ONE 11 (1): e0148224. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0148224

Szerkesztő: Marinus F.W. te Pas, Wageningen UR állattenyésztési kutatás, HOLLANDIA

Fogadott: 2015. május 19 .; Elfogadott: 2016. január 14 .; Közzétett: 2016. január 28

Adatok elérhetősége: Minden releváns adat megtalálható a dokumentumban és a kiegészítő információkat tartalmazó fájlokban.

Finanszírozás: Az Országos Tudományos és Technológiai Fejlesztési Tanács (CNPq) posztgraduális ösztöndíjat biztosított Pedro Del Bianco Benedeti számára. A Granol Indústria Comércio e Exportação S.A. pénzügyi támogatást nyújtott az állatokkal, a takarmánnyal és a gazdálkodással kapcsolatos kiadások fedezésére. Ezek a finanszírozó szervezetek nem játszottak szerepet a tanulmány tervezésében, adatgyűjtésében és elemzésében, a közzétételre vonatkozó döntésben vagy a kéziratok előkészítésében. E tanulmány idején Dr. Pedro Veiga Rodrigues Paulino kari beosztást töltött be a Viçosai Szövetségi Egyetemen, jelenleg a Cargill Animal Nutrition/Nutron alkalmazásában áll. A Cargill Animal Nutrition/Nutron nem játszott szerepet a vizsgálat megtervezésében, adatgyűjtésben és elemzésben, a közzétételre vonatkozó döntésben vagy a kézirat előkészítésében.

Versenyző érdeklődési körök: A szerzők a következő érdekeltségekkel rendelkeznek: A Granol Indústria Comércio e Exportação S.A. pénzügyi támogatást nyújtott az állatokkal, takarmánnyal és gazdálkodással kapcsolatos kiadások fedezésére. Dr. Pedro Veiga Rodrigues Paulino kapcsolatban áll a Cargill Animal Nutrition/Nutron céggel. Nincsenek szabadalmak, fejlesztés alatt álló termékek vagy forgalmazott termékek. Ez nem változtatja meg a szerzőknek az adatok és anyagok megosztására vonatkozó PLOS ONE irányelvek betartását.

Rövidítések: ADG, átlagos napi gyarapodás; BW, testtömeg; BFT, hátsó zsírvastagság; CG, nyers glicerin; CP, nyersfehérje; DGC, száraz őrölt kukorica; DM, szárazanyag; EE, éter kivonat; G: F, erősítés/előtolás arány; LMA, Longissimus thoracis izomterülete; NDF, semleges detergens szál; NFC, nem rostos szénhidrát; OM, szerves anyag; RFT, farfaggy vastagsága; TDN, összes emészthető tápanyag

Bevezetés

A kukorica jellemzően a takarmány fő összetevője, amelyet a szarvasmarhák takarmányozásához használnak az etetési helyeken. Az alternatív energiaforrások azonban magas költségei miatt javíthatják az állatállomány jövedelmezőségét. A biodízelipar világméretű növekedése megnövelte az alacsony költségű nyers glicerin (CG), csak Brazíliában a becslések szerint 2014-ben az ország 3,42 milliárd liter biodízelt termelt, amely 341 millió liter CG-t eredményezett [2]. Ez a CG-t életképes alternatív takarmányforrássá teheti a szarvasmarhák befejezéséhez. A CG elsődleges komponense a glicerin, amelynek becsült metabolikus energiája 4,03 Mcal/kg [3], magasabb érték, mint a kukoricakeményítő [4]. A bendőben a glicerint propionátokká fermentálják [5,6], a kérődző állatok fő glükoneogén prekurzorává [7]. Ezenkívül a bendőfermentációból kikerülő glicerin a májban glükózzá alakulhat [7]. Ezért gazdasági és energetikai szempontból a CG potenciálisan helyettesítheti a kukoricát, mint alternatív energiaforrást a húsmarhák befejező étrendjében.

Néhány kutatást végeztek a kérődzők által alkalmazott CG-vel kapcsolatban [8,9]; a CG hatása azonban ellentmondásos, és a befejező szarvasmarhák étrendjében a CG maximális szintjét nem határozták meg. A kísérletek közötti eltérések oka lehet az egyéb szempontok mellett alkalmazott korlátozott számú kísérleti egység; ezért releváns a CG hatásainak értékelése nagyszámú állat felhasználásával.

Ennek a vizsgálatnak az volt a célja, hogy értékelje a kukorica CG-vel történő helyettesítésének hatásait a takarmányban befejezett 3640 Nellore bika étrendjében. Feltételeztük, hogy a CG részben helyettesítheti a száraz őrölt kukoricát (DGC) étrendi energiaforrásként a szarvasmarha-étrend befejező étrendjében, és legfeljebb 15% -os [szárazanyag-tartalom (DM) alap] a bevitel, a látszólagos emészthetőség, a teljesítmény és a hasított test tulajdonságainak veszélyeztetése nélkül.

Anyagok és metódusok

Etikai nyilatkozat

Az összes kísérleti állat gondozását és kezelését a Viçosai Szövetségi Egyetem Állattudományi Tanszékének intézményi állatgondozási és felhasználási bizottsága által jóváhagyott protokollok szerint, a 84/2013.

Állatok, kísérleti tervezés és étrend-összetétel

Összesen 3 640 Nellore bika átlagosan [testtömeg (BW) = 367,0 ± 36,8 kg és 18 ± 3 hónap] 20 tollhoz (182 állat/toll; 16,3 m 2/állat) kiosztottunk egy kereskedelmi takarmányban, Ribas do Rio Pardo, MS, Brazília (21 ° 9'16,15 "). S, 53 ° 16'46,85 "W, magasság 348 m); az összes tollat vízzel és etetővályúval látták el. A kísérlet megkezdése előtt az összes bikát megmérték, beoltották, féregtelenítették, és egyedi számozott címkéket kaptak. A szarvasmarhákat 25 napig az étrendhez, a létesítményekhez és a gazdálkodáshoz igazították. Ezután 20 bikát (tollanként egyet) véletlenszerűen kiválasztottak és levágtak, hogy referenciaként szolgáljanak a kezdeti üres BW-hez és a kezdeti hasított testhez. Az adaptációs periódus után az állatok további 100 napig maradtak a kísérletben.

A bikákat BW blokkolta négy, 905, hasonló BW-vel rendelkező állatból álló blokkba, majd mindegyik blokkban a bikákat véletlenszerűen a négy kísérleti kezelés egyikébe osztották be teljesen randomizált blokk-elrendezésben, így kezelésenként 905 állatot kapott. Az állatokat 20 karámba osztották (181 állat per toll és öt toll a kezelésenként).

A kísérleti kezelések négy diétás CG-szintből álltak; 0, 5, 10 és 15% (DM alapján) a DGC helyettesítőjeként. A kísérleti étrendek 15,3% kukoricaszilázsból és 84,6% koncentrátumból álltak (DM alapon), és a húsmarhák táplálkozási szükségleteinek kielégítésére készültek [10]. A kísérleti étrendek összetevőit és kémiai összetételét az 1. táblázat mutatja be. A CG kémiai elemzéseket növényi olajok észterezési eljárásával végeztük, majd ezt követően tisztítottuk a Földművelésügyi, Állattenyésztési és Élelmiszeripari Minisztérium [11], CG szabványai szerint. 82,8% glicerin, 8,4% víz, 6,3% hamu, 1,4% zsírsav, 1,1% nyersfehérje (CP) és 0,01% metanolt tartalmaz.

Kísérleti eljárások és mintagyűjtemények

A bikákat naponta négyszer etették 0700, 1000, 1300 és 1600 órakor. A diétákat két keverő-adagoló kocsiban keverték (3142 Reel Auggie, Kuhn, Passo Fundo, RS, Brazília). A keresztkontamináció elkerülése érdekében az egyes étrendi keverékek között megvizsgáltuk a kocsik maradék takarmányát. A takarmánybunkereket minden nap 0530 órakor értékeltük, hogy meghatározzuk a ereklyéket és beállítsuk a napi takarmánymennyiséget legfeljebb 5% -ig. Az egyes tollakból naponta gyűjtöttünk takarmány- és rovarmintákat, majd 14 naponta összeállítottuk. A mintákat további laboratóriumi elemzésig -18 ° C-on fagyasztottuk.

A bikákat naponta legalább egyszer megfigyelték a kísérleti időszak alatt, hogy rögzítsék minden olyan rendellenes tényező jelenlétét (a címkék elvesztése, puffadás vagy sérülés), amely veszélyeztetheti a vizsgálatot, és az ilyen körülményeket mutató bikákat (n = 61) eltávolították a kísérletből. Az egyéni DM-bevitelt a kínált étrend mennyiségének és a tollak közötti ércek és a tollakban lévő bikák számának aránya alapján számítottuk ki. A bikákat egyenként mérlegeltük egy 16 órás szilárd takarmányos böjt után, a kísérlet elején, kétharmadánál és végén. Az átlagos napi nyereség (ADG) a BW regressziójának meredekségeként határoztuk meg. Ugyanezen a napon a Longissimus thoracis izomterületének mérése (LMA), a hátsó zsír vastagsága (BFT) és a far zsírvastagsága (RFT) ultrahanggal (Aloka Echo Camera Model SSD-500, Campinas, SP, Brazília) nyertük. Az LMA-t a 12. borda keresztmetszetén, a BFT-t a 12. borda hosszanti szakaszán, az RFT-t pedig a far hátsó részén mértük [13]. Az ultrahangos képeket az Aval Serviços Tecnológicos S/S, Goiania, GO, Brazília tanúsított technikusa (Ultrahangos Irányelv Tanács) elemezte.

A tápanyagok látszólagos emészthetőségét három egymást követő nap két periódusában határoztuk meg, a mintavétel során (d 43–45 és d 87–89). Mivel a 3620 bika székletmintájának összegyűjtése kivitelezhetetlen volt, minden mintavételi napon a székletürítés után azonnal az állomány padlójáról 50 állattól vettünk székletmintát a tartály padlójáról, és a szennyeződés elkerülése érdekében a szennyeződéseket gondosan eltávolítottuk. A minta reprezentációjának és homogenitásának biztosítása érdekében mind az 50 mintát az első gyűjtési nap reggelén, a második nap délutánján és a harmadik nap éjszakáján gyűjtöttük össze. Ezt a folyamatot kétszer hajtottuk végre (összesen 6 d); ezért tollanként 300 székletmintát gyűjtöttek, ami 6000 mintának felel meg. A mintákat tollal összeállítottuk, homogenizáltuk, és 300 g-ot (nedves alapon) lemértünk, műanyag zacskókban tároltunk és –18 ° C-on fagyasztottunk. A széklet ürülését emészthetetlen semleges detergensrost (NDF), mint belső marker, amelyet 12-d in situ inkubálás után kaptunk Huhtanen és mtsai. [14]. Az emészthető DM bevitelt a következőképpen számítottuk ki: [DM bevitel (kg) x DM emészthetőség (%)]/100.

A kísérleti időszak után az állatokat levágásra egy kereskedelmi célú vágóhídra (JBS – Friboi, Campo Grande, MS, Brazília) szállították. A betakarítás előtti kezelést a helyes állatjóléti gyakorlatnak megfelelően végezték, és a vágási eljárások szigorú irányelveket követtek, amelyeket az állati eredetű termékek egészségügyi és ipari ellenőrzési rendelete [15] állapított meg és szabályozott. A vágóhídon a meleg tetemeket egyedileg lemérték, és a szarvasmarha tetemek osztályozására szolgáló brazil rendszer szerinti zsírlerakódás tanúsított technikusa kapott pontszámot [16], röviden a tetem zsírosságát öt zsírkategóriába sorolták: vékony (10 mm) . Ezeket az adatokat összehasonlítottuk az ultrahangvizsgálattal, hogy meghatározzuk a zsírosság besorolását (a vágóhídi technikustól) és az ultrahang méréseket. A hasított testet a koplalás utáni végső hasított súly és BW arány alapján számoltuk ki. A hasított test kezdeti tömegét az élő testtömeg 54,3% -ának értékével számítottuk ki, amelyet a kísérlet elején a referencia vágás során kaptunk. A tetem ADG-t a végső és a kezdeti hasított súly közötti különbség figyelembevételével határoztuk meg.

Kémiai elemzés

A takarmányokat, a szarvasokat és a székletmintákat felolvasztjuk, kemencében szárítjuk 55 ° C-on 48 órán át, majd 1 mm-es szitán át Wiley-malomban (Arthur H. Thomas, Philadelphia, PA) őröljük. Ezt követően a mintákat DM [17], hamu (942.05 módszer; AOAC, 2005), CP (984.13. Módszer; AOAC, 2005) és éter kivonat (EE; 920,39 módszer; AOAC, 2005). A szerves anyagok (OM) a DM és a hamutartalom közötti különbségként számoltuk. Az NDF elemzéséhez a mintákat alfa-termo-stabil amilázzal kezeltük nátrium-szulfit nélkül, Van Soest és mtsai. [18] és az Ankom 200 szálelemzőhöz (Ankom Technology, Macedon, NY) adaptálva. Összes emészthető tápanyag (TDN) a következő egyenlettel számoltuk: TDN (%) = DCP + DNDF + DNFC + (2,25 × EE), ahol DCP = látszólag emészthető CP, DNDF = látszólag emészthető NDF, DNFC = látszólag emészthető nem rostos szénhidrát (NFC), és DEE = látszólag emészthető EE. Az NFC-t az NFC = 100 - [(CP - CP-karbamid + karbamid) + NDF + EE + hamu] alapján számítottuk ki [12].

Statisztikai analízis

A legkisebb egységként definiált kísérleti egységeket Robinson és mtsai. [19]. Az állatok szintjén mért paraméterek (teljesítmény és tetemjellemzők) esetében kísérleti egységként állatot használtak, és a tollat véletlenszerű hatásként vették be a modellbe. A toll szintjén mért paraméterek (bevitel, emészthetőség és G: F) esetében tollat használtunk kísérleti egységként, és véletlenszerű hatást nem adtunk hozzá a modellhez. Valamennyi paramétert a következő modell segítségével elemeztük: ahol:

Yij az étrendben a CG beépítésének I. szintjének és a j kísérleti egységnek a megfigyelt mérése; i = 1, 2, 3, 4 (a CG beépítésének szintje a DGC helyett), B0, B1 = a modell regressziós paraméterei; Xj = a fix kvantitatív tényező i h szintjének hatása (CG helyettesítése DGC-vel); eij = maradvány hiba, feltételezve az eij-t

N (0, s 2). Valamennyi statisztikai eljárást az SAS 9.2 (SAS Institute Inc., Cary, NC) vegyes eljárásával hajtottuk végre, és a szignifikanciát α = 0,05 értéken állapítottuk meg.

Eredmények

Bevitel és emészthetőség

A CG felvétele lineárisan csökkentette (P 0,05) a CP, NFC és TDN bevitelét, amelyek átlagosan 1,54 ± 0,09, 4,80 ± 0,40 és 7,04 ± 0,46 kg/d voltak. A székletgyűjtési periódus alatti DM beviteli változást az 1. ábra mutatja.

Másodfokú hatást figyeltünk meg (P 0,05) az emészthető DM bevitelében (3. ábra), amely átlagosan 6,48 ± 0,48 kg/nap.

* Másodfokú hatás (P 3. ábra. A nyers glicerin felvételének hatása az emészthető DM bevitelére a húsmarhák befejezésében.

Teljesítmény és hasított test jellemzői

Nem figyeltünk meg különbségeket (P> 0,05) a kezdeti testtömeg (367,0 ± 36,8 kg), a végső testtömeg (502,3 ± 38,5 kg), az ADG (1,37 ± 0,29 kg/d), a hasított test ADG (0,85 ± 0,23 kg/d), a nyereség tekintetében -takarmány arány (G: F; 0,136 ± 0,014 kg/kg) és a G hasított test: F (0,857 ± 0,076 kg/kg) (3. táblázat).

A hasított test jellemzőit a 4. táblázat mutatja be. A hasított test kezdeti tömege (199,2 ± 19,9 kg), a kezdeti LMA (53,9 ± 6,17 cm 2), a kezdeti BFT (1,45 ± 0,29 mm) és a kezdeti RFT (1,56 ± 0,61 mm) nem különbözött kezelések (P> 0,05). A CG felvétele nem befolyásolta (P> 0,05) a hasított test végső tömegét (284,5 ± 24,7 kg), a hasított testet (56,7 ± 3,23%), a végső LMA-t (81,9 ± 7,99 cm 2), az LMA növekedést (27,9 ± 8,04 cm 2), végső BFT (4,48 ± 1,53 mm), BFT erősítés (3,02 ± 1,51 mm), végső RFT (6,44 ± 1,90 mm) és RFT erősítés (4,90 ± 1,76 mm).

A hasított testek két típusának összehasonlítása: Vágóhíd vs ultrahang

A hasított testek két típusának (vágóhíd vs. ultrahang) összehasonlítását a 4. ábra mutatja be. A vágóhíd pontszámai a hasított testek 0,8% -át vékonynak, 42,3% -át ritkának és 56,9% -át közepes zsírnak minősítették. Az ultrahanganalízis szerint a tetemek 15% -át ritkának, 68,7% -át közepes zsírnak, 15,8% -át egyenletes zsírnak és 0,5% -át túlzott zsírnak minősítették. A tetemek értékelésének két módszerét összehasonlítva azt találták, hogy az ultrahanganalízis túlbecsülte a zsírlerakódást a vágóhídi osztályozáshoz képest, a vágóhíd által szűkös zsírnak minősített tetemek 65% -át közepes zsírnak minősítették az ultrahanganalízis során is. mivel a vágóhíd által közepesen zsírosnak minősített tetemek 28% -át egyenletes zsírnak minősítették az ultrahanganalízis során.

Zsírtakaró: vékony (1 mm-nél kisebb), szűk (1–3 mm), közepes (3–6 mm), egyenletes (6–10 mm) és túlzott (10 mm felett).

Vita

Bevitel és emészthetőség

Feltételeztük, hogy a DGC részleges helyettesítése CG-vel nem veszélyezteti a DM bevitelét és a látszólagos emészthetőséget. A DGC-hez képest azonban a CG csökkentette a DM, OM és NDF bevitelét a húsmarha-étrend befejezésében. Ennek ellenére a CP, az NFC és a TDN bevitelét nem befolyásolta a CG felvétele. A TDN bevitelére megfigyelt hatás hiánya a diéták energia sűrűségének növekedését jelzi, mivel a CG felváltotta a DGC-t. Mach és mtsai. [3] a glicerin metabolikus energia becsült értéke 4,03 Mcal/kg. Ebben a tanulmányban a becsült CG (a glicerin 90,38% -a, DM alapon) metabolikus energia 3,64 Mcal/kg volt, ami 12% -kal nagyobb, mint a 3,25 Mcal/kg kukorica [10]. Monnerat és mtsai. [4] a CG esetében a kukoricához képest magasabb energiaszinteket is megfigyelt, ami arra utal, hogy a CG több energiával járul hozzá DM egységre, mint a kukorica. Ez megmagyarázná, hogy ebben a tanulmányban miért csökkent a DM bevitele a CG befogadásával. Ezenkívül a CG felvétele nem befolyásolta (P> 0,05) a TDN és az emészthető DM bevitelét ebben a vizsgálatban, ami azt mutatja, hogy az energia bevitelét nem befolyásolta a CG felvétele. A magasabb CG-szinttel rendelkező étrendeknek alacsonyabb volt az NDF-szintje, és ez magyarázhatja az NDF-bevitel csökkenését a CG-befogadással.