A fibrolitikus enzimek hatása a kérődzők eltűnésére és fermentációjára rövid és hosszú részecskehosszú takarmányú étrendben

Rövid kommunikáció

Teljes cikk
Ábrák és adatok
Hivatkozások
Idézetek
Metrikák
Engedélyezés
Újranyomtatások és engedélyek
PDF

Absztrakt

Egy exogén fibrolitikus enzimkeverék hatása a sacco-ban értékeljük a növekvő (380 kg testtömeg) és a befejező (440 kg testsúly) táplálékkal táplált, rövid (10 mm) és hosszú (50 mm) részecskehosszig (PL) táplált koronák kérgeinek eltűnését és fermentációját. A kérődző kanüllel ellátott négy Holstein-őst véletlenszerűen osztották be: (1) rövid PL-takarmányú étrendbe; (2) étrend rövid PL takarmánnyal + enzimmel; (3) diéta hosszú PL takarmánnyal; (4) diéta hosszú PL takarmánnyal + enzimmel.

A fibrolitikus enzimek nem befolyásolták a szárazanyag bevitelét. A növekvő őzeknél az enzimek fokozták a DM, a keményítő, az NDF és az ADF potenciálisan eltűnési frakcióját és teljes eltűnését. A befejező kormányoknál az enzimek megnövelik a DM, a keményítő, az NDF és az ADF potenciálisan eltűnő frakcióit és teljes eltűnését. Az enzimek mind a növekvő, mind a befejező kormányzókban megnövelték a kérődző ammónia koncentrációját.

Enzimek fokozták az őzek étrendjének eltűnését az étrendben, de ez kevéssé hatott a kérődzők fermentációjára és bevitelére.

Bevezetés

Anyagok és metódusok

A vizsgálatot a mexikói Campus Montecillo Colegio de Postgraduados-ban végezték. Az eljárásokat a Colegio de Postgraduados Állattudományi Tanszékének Akadémiai Bizottsága hagyta jóvá és felügyelte a Mexikó állam által elfogadott állatvédelmi törvény által előírt előírásoknak megfelelően.

A kérődző kanüllel ellátott négy Holstein-őst véletlenszerűen a négy étrend (kezelés) egyikéhez rendelték: (1) étrend rövid PL takarmánnyal; (2) étrend rövid PL takarmány + enzim; (3) diéta hosszú PL takarmánnyal; (4) étrend hosszú PL takarmány + enzim mellett. A kísérleti étrendet a mexikói állam kistermelő szarvasmarha-tenyésztői alkalmazták. A kukoricaállót és a lucernaszénát egy kalapácsmalomon (Azteca, Guadalajara, Jalisco, Mexikó) végeztük el, amely 10 mm-es szitával volt felszerelve a rövid PL-hez vagy 50 mm-es szitával a hosszú PL-hez.

Egy kilogramm őrölt takarmányt (500 g kukoricahús + 500 g lucerna széna keveréke) 3 g enzimpor-készítménnyel permetezünk. Ezt a három gramm enzimpor-készítményt feloldottuk 300 ml desztillált vízben, és finom permetben felvittük a lucerna-kukorica stover keverékre 24 órával a napi táplálkozási idő előtt. Naponta ugyanannyi vizet permeteztek a kontroll étrendre. A takarmánykeverékeket hozzáadjuk az összes kevert adaghoz.

Giraldo szerint et al. (2008) pH-ján 6,5 és 39 ° C-on a fibrolitikus enzimpor-készítmény Aspergillus niger és Trichoderma viride (Fibrozyme, Alltech Inc., Nicholasville, KY, USA) percenként 148 µmol glükózt szabadított fel karboxi-metil-cellulózból és 791 μmol xilózt zab-tönköly xilánból, és nem észleltek exoglukanázt és amilázt.

A diétákat és a vizet 7: 30-kor és 19: 30-kor kínálták. A kormányzók szabadon választhattak étrendet (1. táblázat). A vizsgálatnak két kísérleti fázisa volt, az alábbiak szerint: 1. fázis, amelyet „növesztési próbának” definiáltak, és amelynek során a kormányfők 380 ± 20 kg testtömegűek voltak a fázis elején; 2. fázis, amelyet „befejező fázisként” definiálnak, amelyben az őzek a fázis elején 440 ± 19 kg tömegűek voltak. Mindegyik fázis négy 20 d periódusból állt, mindegyik 15 d-t számított az adaptációhoz és 5 d-t a kérődző folyadékok mintavételéhez, sacco-ban eltűnések, a bevitel és a BW változás.

A DM-t kemencében szárítással határoztuk meg 65 ° C-on, állandó tömegre. A mintákat 10 mm-es szitán kémiai elemzés céljából vagy 50 mm-es szitán átengedtük in situ bendő eltűnésének meghatározása. Az alminták közül 100 g/kg-ot -4 ° C-on fagyasztottunk, és az AOAC (1997) eljárásainak megfelelően elemeztük DM, CP (N × 6,25) értékeket. A semleges detergens szálat (NDF) hőstabil amiláz nélkül vizsgáltuk, és a maradék hamu bevonásával expresszáltuk (Van Soest et al., 1991). A savas detergens szálat (ADF) AOAC (1997) szerint határoztuk meg. A keményítőt a Herrera segítségével határoztuk meg et al. (1990) eljárásai.

Online közzététel:

**1. táblázat A kísérleti étrend összetevői és kémiai összetétele * .**

Minden mintavételi periódus d-jén 15–18, sacco-ban az eltűnéseket 12 zsák (10 × 15 cm; pórusok 52 ± 10 μm; 5 g diéta mint DM bázis) alkalmazásával számoltuk. A zsákokat 07:30 órakor tették a bendőbe, majd 0, 6, 12, 24, 48, 72 és 96 órakor eltávolították őket. A bendőbe történő behelyezés előtt az összes zsákot vízzel (39 ° C) mossuk 5 percig. A 19. napon a kérődző folyadékmintákat (250 ml) 0, 3, 6, 9 és 12 órával a reggeli etetés után gyűjtöttük, és a pH-t közvetlenül a minták fagyasztása előtt megmértük. Illékony zsírsav (VFA; Erwin et al., Később meghatározták az ammónia N-t (McCullough, 1967).

Az étrend rominalis DM, CP, keményítő, NDF és ADF kinetikáját a Susmel által használt Gompertz modell alkalmazásával becsültük meg et al. (1999): dis (t) = (a b) exp [(−C) exp (−Dt)], ahol: dis az anyag (g/kg) eltűnése a táskából a t időpontban; a a tőben oldható frakció (g/kg) t = időpontban (h); b az oldhatatlan, de potenciálisan eltűnő frakció (g/kg); C a b törtrészének eltűnési aránya; és D az eltűnési sebesség mérésére szolgáló paraméter. Ebben a Gompertz-modellben az eltűnés frakcionális aránya az idő függvényében változik, és az átlagos értéket (vagyis az eltűnés exponenciális sebességével összehasonlítható állandót) a következőképpen vezetjük le: c = D/C. Az egyes inkubációs időpontokban megmaradó DM, CP, NDF és ADF-et egy nemlineáris regressziós modell illesztésére használtuk fel az SAS (1999) „NLIN” opciójának felhasználásával. .

Az erjedés hatékonyságát Chalupa (1979) szerint a következőképpen számoltuk: fermentáció hatékonysága = (0,62 acetát + 1,09 propionát + 0,78 butirát)/(acetát + propionát + butirát) × 100.

A növekedési és a befejezési fázis adatait 4 × 4 latin négyzet alakzatként elemeztük a kezelések 2 × 2 faktoriális elrendezésében (azaz enzim, 0 és 3 g/kg DM; rövid és hosszú PL) Y-ként.ijkl = μ + Pén + Aj + Bk + Ajk + Dl + εjkl, ahol Yijkl a válasz; μ a teljes átlag; Pén az időszak hatása (én= 4); Aj az enzim hatása (j= 0 vagy 3); Bk a részecskehossz hatása (k= kicsi vagy nagy); ABjk a kölcsönhatás enzim × részecskehossz; Dl kormányzás hatása (l= 4); εjkl a kísérleti errorijkl. A bendő adatait (a kérő pH-ját, az illékony zsírsavakat, az ammónia-N-t) és a szárazanyag-bevitelt Proc MIXED (SAS, 1999) alkalmazásával elemeztük a korábban leírt modellel, azzal az eltéréssel, hogy az ismételt mérésként az időt és a kezeléssel való kölcsönhatás szerinti időt a modell. A heterogén összetett szimmetria kovariancia struktúráját ismételt mérésekkel választottuk elemzésre Akaike információs kritériuma alapján (Littell et al., 1998). A különbségeket akkor elfogadtuk, amikor P≤0,05.

Eredmények

A növekedési fázisban a takarmány részecske hossza (PL) növelte a DM és a keményítő potenciálisan eltűnő frakcióját, anélkül, hogy az NDF és ADF frakcióra bármilyen hatást gyakorolt volna (2. táblázat). A DM, a keményítő, az NDF és az ADF oldható frakcióit és eltűnési sebességét PL vagy enzim nem befolyásolta. A DM, a keményítő, az NDF és az ADF potenciálisan eltűnési hányadát és teljes eltűnését az enzimek fokozták (P A fibrolitikus enzimek hatása a kérődzők eltűnésére és fermentációjára rövid és hosszú részecskehosszú takarmányú étrendben táplált kormányosoknál

Online közzététel:

2. táblázat: A fibrolitikus enzimek és a részecskehossz hatása a kérődzők eltűnésére és az étrend fermentációjára növekvő kormányzásokban ° .

Rövid vagy hosszú PL étrenddel táplált növekvő kormányok hasonló bevitelűek voltak. A szárazanyag bevitelét az enzimek nem befolyásolták. A lábszár pH-ját, az illékony zsírsav moláris arányát és koncentrációját, valamint az erjedés hatékonyságát a PL és az enzim nem befolyásolta. Az enzimek egyetlen hatását a kérődző ammónia koncentrációjára figyelték meg, amely fokozódott (P A fibrolitikus enzimek hatása a kérődzők eltűnésére és fermentációjára rövid és hosszú részecskehosszú takarmányú étrendben

Online közzététel:

3. táblázat: A fibrolitikus enzimek és a részecskehossz hatása a kérődzők eltűnésére és az étrend fermentációjára a befejező kormányzásban ° .

Az enzimek nem befolyásolták a befejező kormányok napi bevitelét (3. táblázat). A rövid vagy hosszú PL étrenddel táplált kormányok hasonló kérőskeresztési jellemzőkkel és növekedési teljesítménnyel rendelkeztek (3. táblázat). Az enzimek magasabb mértékben indukálódtak (P Beauchemin és Yang (2005), valamint Zebeli et al. (2008), akik hasonló beviteli és erjedési szokásokról számoltak be a kukoricaszilázs csökkenő PL-jével a tejelő tehenek összes vegyes adagjában. Eredményeink szerint az NDF és az ADF eltűnési frakcióinak némi csökkenése a PL csökkenésével jár. Valójában a takarmány csökkenő PL-je csökkentette a rostok emésztését (Yang et al., 2002), bár a talajtakarmány DM-jére jutó nagyobb felületnek lehetővé kell tennie a kérődző mikrobák gyorsabb kolonizációját, és ezt követően a rövid vs. hosszú PL (Firkins et al., 1986).

A diéták kémiai összetétele viszonylag hasonló volt. Kivételt képeztek az NDF és ADF tartalmak, amelyeket az enzimek nyilvánvalóan csökkentettek. Vannak bizonyítékok arra, hogy az exogén fibrolitikus enzimek (Krause et al., 1998; Pinos- Rodriguez et al., Az etetés előtt alkalmazott takarmányok befolyásolják annak összetételét, elsősorban a DM és az NDF oldhatóságának növelésével, esetleg több tápanyag felszabadításával, amelyek azután rendelkezésre állnak a takarmányrészecskék mikrobiális kolonizációjának fokozására (Yang et al., 1999).

Eredményeink azt mutatták, hogy a fibrolitikus enzimek pozitív hatásainak többsége a DM, a keményítő, az NDF és az ADF potenciálisan eltűnő frakcióira hatott, anélkül, hogy befolyásolta volna az oldható frakciókat és a lebomlási sebességet. Ezek az eredmények kissé eltérnek korábbi kutatásaink eredményeitől (Pinos-Rodriguez et al., 2008), ahol ugyanaz az enzimtermék növekedett sacco-ban A tejelő tehenek teljes étrendjének DM és NDF eltűnési aránya bárányokban értékelve, az NDF potenciálisan eltűnési hányadára gyakorolt hatás nélkül. Az a tény, hogy az enzimek a jelenlegi eredményeinkhez képest nem növelték az NDF lebomlási sebességét a jelenlegi vizsgálatban (Pinos-Rodriguez et al., 2008) oka lehet a kísérleti étrend különböző takarmány-összetevőinek, amelyek befolyásolhatják az enzimmechanizmusokat.

A növekmény sacco-ban A keményítő eltűnése az enzimek által ebben a vizsgálatban váratlan hatás volt. A fibrolitikus enzimkeverékek nem korlátozódnak arra az étrendi komponensre, amelyre az enzimeket alkalmazzák, ami megmagyarázza, hogy a fibrolitikus enzimek hatékonyak lehetnek-e a nem rostos szénhidrátfrakciók emészthetőségének javításában, emellett növelhetik a diéták rostkomponenseinek emészthetőségét (Beauchemin et al., 2003; Pinos-Rodriguez et al., 2008). Valóban, Pinos-Rodríguez et al. (2002) azt javasolta, hogy ugyanaz az enzimpor készítmény, amely gazdag xilanolitikus aktivitásban (Giraldo et al., 2008), a lucerna széna NDF látszólagos emészthetősége mellett a CP emésztésének fokozása. Ez a laboratóriumunkban talált korábbi eredmény részben megmagyarázhatja, hogy a jelenlegi kísérletek során az enzimek miért növelték a kérődző ammónia koncentrációját. Egy másik jó példa arra, hogy az exogén enzimek nem korlátozódnak egy adott szubsztrátumra, bizonyította Colombatto és Beauchemin (2009), akik azt találták, hogy a proteáz enzimek megnövekedtek in vitro a DM és az ADF lebomlása, valamint a lucerna hemicellulózainak eltűnése. Azokat az okokat azonban, amelyek miatt a fibrolitikus enzimek fokozták a keményítő eltűnését, nehéz megmagyarázni, még inkább, hogy Giraldo et al. (2008) nem mutatott ki exoglükán és amiláz aktivitást ugyanabban a fibrolitikus enzimpor készítményben.

Eredményeink kevés kölcsönhatást mutattak ki a PL és az enzim között, de magasabb a keményítő sacco-ban az enzimek általi eltűnést a rövidebb PL-vel találták. Talán ezeknek az exogén enzimeknek nagyobb volt a bendő digesta aktivitása a takarmány csökkenő PL-jével, mint amilyen a natív lebontó enzimeknél volt (Zebeli et al., 2008). Ezen túlmenően ezek az eredmények arra utalnak, hogy a takarmányok PL-értékének csökkentése előnyös lehet a bendőben a keményítő fokozódó bomlása miatt, különösen az exogén enzimek aktivitásának fokozása révén. Valójában az enzimekkel kezelt takarmányok esetében a bendőből a részecskék gyorsabb kiáramlásának tendenciájáról is beszámolt a Beauchemin et al. (1999) és Yang et al. (1999). Beauchemin érvelt et al. (1999) szerint a fokozott bendő-részecske kiáramlás magyarázatot ad a rost emésztésének helyén a bendőből a hátsó bélbe történő elmozdulás tendenciáira enzimek jelenlétében (Sutton et al., 2003). További kutatások szükségesek a takarmány részecskehosszának és az exogén fibrolitikus enzimeknek az átjutásra és az egész emésztésre gyakorolt hatásainak felderítéséhez.

Az exogén enzimek alkalmazásának potenciális előnyei ellenére az enzim-technológiát a marhahús-ipar lassan alkalmazza, mivel az enzimtermékek viszonylag magasak az ionoforokhoz, antibiotikumokhoz és implantátumokhoz képest (Beauchemin et al., 2003).

Következtetések

A fibrolitikus enzim hozzáadásával javulhat a takarmányok eltűnése mind rövid, mind hosszú PL takarmánnyal. Ezek a hatások kedvezően növelték az NDF és ADF étrendek potenciális eltűnését a kormányzó tenyésztéshez és befejezéshez. Az enzimeknek azonban kevés hatása volt a szárazanyag-bevitelre és a kérődzők fermentációjára. További vizsgálatok szükségesek a kérődzők és a tápanyagok teljes áramlásával annak érdekében, hogy jobban megértsük a takarmány részecskehosszának a kérődzők exogén fibrolitikus enzimekre gyakorolt hatását.