بررسی گوارش‌پذیری و تولید پروتئین میکروبی جیره‌های دارای چند شکل دانه کتان به‌همراه دو سطح پروتئین غیرقابل تجزیه شکمبه‌ای در شرایط برون‌تنی در نشخوارکنندگان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری تغذیه دام بخش مهندسی علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان.

2 استاد ، بخش مهندسی علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان. کرمان. ایران

3 بخش ، مهندسی علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان. کرمان. ایران

4 استاد، گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

چکیده

سابقه و هدف: بررسی فراسنجه‌های تخمیر به‌روش تولید گاز یکی از روش‌های رایج برای ارزیابی خوراک‌ها می‌باشد و می‌تواند بازتابی از الگوی تخمیر در شکمبه باشد. روش تولید گاز در زمانی نسبتا کوتاه می‌تواند روند تخمیر خوراک‌ها و تعداد زیادی نمونه را مورد بررسی قرار داده و همچنین جهت تعیین کمی‌و‌کیفی نرخ و میزان هضم یک ماده خوراکی بکار رود. در سال‌های اخیر، دانه و روغن کتان به‌واسطه غلظت بالای اسید آلفالینولنیک موجود در آن، به‌طور وسیعی به‌عنوان یک مکمل چربی در جیره‌های نشخوارکنندگان مورد توجه قرار گرفته و استفاده شده‌است. اما یکی از نگرانی‌های بسیار مهم در تغذیه دانه‌های روغنی، اثر منفی اسیدهای چرب غیراشباع آن‌ها بر تخمیر شکمبه‌ای می‌باشد. هدف از انجام این مطالعه بررسی گوارش‌پذیری، تولید گاز و پروتئین میکروبی جیره‌های دارای چند شکل دانه کتان (کتان سالم، کتان آسیاب‌شده و یا کتان اکسترود‌شده) در سطح 10 درصد ماده خشک جیره و دو سطح بالا (40 درصد از کل پروتئین خام) و پایین (20 درصد از کل پروتئین خام) پروتئین غیرقابل تجزیه شکمبه‌ای بود.
مواد و روش‌ها: دویست میلی‌گرم نمونه با مایع شکمبه به‌همراه بافر انکوباسیون گردید و تولید گاز در ساعات 2، 4، 6، 8، 10، 12، 24، 36، 48، 72، 96 و 120 اندازه‌گیری شد. جیره‌های آزمایشی 1: جیره شاهد بدون کتان با 20 درصد پروتئین غیرقابل تجزیه شکمبه‌ای ، 2: جیره شاهد بدون کتان با 40 درصد پروتئین غیرقابل تجزیه شکمبه‌ای، 3: جیره دارای 10 درصد کتان سالم با 20 درصد پروتئین غیرقابل تجزیه شکمبه‌ای، 4: جیرهدارای 10 درصد کتان سالم با 40 درصد پروتئین غیرقابل تجزیه شکمبه‌ای، 5: جیره دارای 10 درصد کتان آسیاب‌شده با 20 درصد پروتئین غیرقابل تجزیه شکمبه‌ای، 6: جیره دارای 10 درصد کتان آسیاب‌شده با 40 درصد پروتئین غیرقابل تجزیه شکمبه‌ای، 7: جیره دارای 10 درصد کتان اکسترودشده با 20 درصد پروتئین غیرقابل تجزیه شکمبه‌ای و 8: جیره دارای10 درصد کتان اکسترودشده با 40 درصد پروتئین غیرقابل تجزیه شکمبه‌ای بود.
یافته‌ها: میزان گاز تولیدی در 96 ساعت با جیره‌های شاهد نسبت به سایر جیره‌ها (8/255 در مقابل 8/217، 1/198 و 4/200 میلی‌لیتر در گرم ماده خشک، 001/0=P) و همچنین با 20 درصد پروتئین غیرقابل تجزیه شکمبه‌ای (5/255 در مقابل 1/210 میلی‌لیتر در گرم ماده خشک، 049/0=P) بالاتر بود. گوارش‌پذیری حقیقی جیره‌های بدون کتان (684 در مقابل 568، 619 و 538 میلی‌گرم در گرم ماده خشک) و نیتروژن آمونیاکی تولیدی با جیره‌های حاوی کتان آسیاب‌شده نسبت به سایر جیره‌ها (12/1 در مقابل 41/0، 49/0 و 21/0 میلی‌گرم) بالاتر بود (01/0>P) اما نیتروژن میکروبی تولیدی با جیره‌های حاوی کتان آسیاب‌شده نسبت به سایر جیره‌ها پایین‌تر بود (72/2 در مقابل 29/3، 36/3 و 45/3 میلی‌گرم، 01/0>P). ماده خشک ناپدیدشده (6/161 در مقابل 9/149 میلی‌گرم)، نیتروژن متصل به الیاف نامحلول در شوینده‌خنثی (63/1 در مقابل 35/1 میلی‌گرم) و نیتروژن آمونیاکی (76/0 در مقابل 35/0 میلی‌گرم) با 40 درصد پروتئین غیرقابل تجزیه شکمبه‌ای و تولید نیتروژن میکروبی (48/3 در مقابل 93/2 میلی‌گرم) با 20 درصد پروتئین غیرقابل تجزیه شکمبه‌ای بالاتر بود (05/0>P).
نتیجه گیری: جیره‌های حاوی کتان سالم و اکسترودشده علی‌رغم پایین بودن میزان گوارش‌پذیری آن‌ها، اما تولید پروتئین میکروبی بالاتری را نشان دادند. از طرفی سطح 20 درصد پروتئین غیرقابل تجزیه شکمبه‌ای نیز بالاترین مقدار تولید گاز و پروتئین میکروبی را نشان داد. بنابراین به‌نظر می‌رسد از نقطه نظر اقتصادی و همچنین عملکرد جیره‌ها، استفاده از جیره حاوی 10 درصد کتان اکسترودشده به‌همراه 20 درصد پروتئین غیرقابل تجزیه شکمبه‌ای می‌تواند مفید و موثر باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of digestibility and microbial protein production of diets containing different forms of flaxseed with two levels of rumen undegradable protein in vitro condition in ruminants

نویسندگان [English]

  • Rahmat Ababakri 1
  • Omid Dayani 2
  • Amin Khezri 3
  • Abbas-Ali Naserian 4
1 Department of Animal Science, College of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
2 Professor, Department of Animal Science, College of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran.
3 Department of Animal Science, College of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran.
4 Professor, Department of Animal Science, College of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, 513-8795620, Mashhad, Iran.
چکیده [English]

Background and objectives: Investigation of fermentation parameters by gas production method is one of the common methods for evaluating feeds and can be a reflection of the fermentation pattern in the rumen. The gas production method in a relatively short time can evaluate the fermentation process of feeds and a large number of samples, and also used to determine the quantity and quality of value and digestion rate of a feed. In recent years, the flaxseed and its oil, due to high concentration of α-linolenic acid extremely considered and used as a fat supplementation in diets of ruminant, but one of the most important concerns in the nutrition of oilseeds is the negative effects of their unsaturated fatty acids on ruminal fermentation. The aim of this study was to evaluate the digestibility, gas and microbial protein production of diets with different forms of flaxseed (whole, grounded and extruded) and the high (40%) and low (20%) levels of rumen undegradable protein (RUP).

Materials and methods: Two hundred mg of each feed sample was incubated with ruminal fluid with buffer and gas production was measured at 2, 4, 6, 8, 10, 12, 24, 36, 48, 72, 96 and 120 h. The experimental diets were: 1) diet no flaxseed + 20% RUP; 2) diet no flaxseed + 40% RUP; 3) diet containing 10% whole flaxseed + 20% RUP; 4)diet containing 10% whole flaxseed + 40% RUP; 5) diet containing10% grounded flaxseed + 20% RUP; 6) diet containing10% grounded flaxseed + 40% RUP; 7) diet containing10% extruded flaxseed + 20% RUP, and 8)diet containing 10% extruded flaxseed + 40% RUP.

Results: The results showed that the amount of gas production during 96 hours incubation was higher with control diets compared to other diets (255.8 vs 217.8, 198.1 and 200.4 ml/g DM, P=0.001) and also at 20% RUP level (255.5 vs 210.1 ml/g DM, P=0.049). True digestibility of control diets (684 vs 568, 619 and 538 mg/g DM) and NH3-Nof diets containing grounded flaxseed compared to other diets (1.12 vs 0.41, 0.49 and 0.21 mg), was higher (P>0.05), but microbial nitrogen production by diets containing grounded flaxseed compared to other diets (2.72 vs 3.29, 3.36 and 3.45 mg), was lower (P>0.01). The disappeared DM (161.6 vs 149.9 mg), neutral detergent insoluble nitrogen (1.63 vs 1.35 mg) and NH3-N (0.76 vs 0.35 mg) with 40% RUP, and microbial nitrogen production (3.48 vs 2.93 mg) in 20%RUP (P>0.05), was higher.

Conclusion: Since one of the main objectives of the present experiment was to examine the production of microbial protein in experimental diets, diets containing whole and extruded flaxseed despite their low digestibility, but showed higher microbial protein production. On the other hand, 20% RUP level also showed the highest amount of gas and microbial protein production. So, it seems from an economic point of view as well as the performance of the diets, using a diet containing 10% extruded flaxseed along with 20% RUP can be beneficial and effective.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Flaxseed
  • gas production
  • in vitro
  • ruminally. rumen undegradable protein
  1. 1.Bach, A., Yoon, I.K., Stern, M.D., Jung, H.G. and Chester-jones, H. 1999. Effects of type of carbohydrate supplementation to lush pasture on microbial fermentation in continuous culture. Journal of Dairy Science, 82:153-160.

    2.Beauchemin, K.A., McGinn, S.M., Benchaar, C. and Holtshausen, L. 2009. Crushed sunflower, flax, or canola seeds in lactating dairy cow diets: Effects on methane production, rumen fermentation, and milk production. Journal of Dairy Science, 92:2118–2127.

    3.Besharati, M., Niazifar, M., Nemati, Z., Karimi, A. and Sheikhlou, M. 2020. The Effect of Adding Different Levels of Flaxseed Essential Oil to Alfalfa Silage on Chemical Composition and in vitro Fermentation Characteristics. Research on Animal Production, 29:48-55. (In Persian).

    4.Blummel, M. and Lebzien, P. 2001. Predicting ruminal microbial efficiencies of dairy ration by in vitro techniques. Livestock Production Science, 68:107-117.

    5.Blummel, M. and Ørskov, E.R. 1993. Comparison of gas production and nylon bag degradability of roughages in predicting feed intake in cattle. Animal Feed Science and Technology, 40:109-119.

    6.Czerkawski, J.W. 1973. Effect of linseed oil fatty acids and linseed oil on rumen fermentation in sheep. The Journal of Agricultural Science, 81:517-525.

    7.Czerkawski, I.W. and Breckenridge, G. 1977. Design and development of a long–term rumen simulation technique (Rusitec). British Journal Nutrition, 38:371-380.

    8.Getachew, G., Crovetto, G.M., Fondevila, M., Krishna moorthy, U., Singh, B., Spanghero, M., Steingass, H., Robinson, P.H. and Kailas, M.M. 2002. Laboratory variation of 24 h in vitro gas production and estimated metabolizable energy values of ruminant feeds. Animal Feed Science and Technology, 102:169-180.

    9.Getachew, G., Robinson, P.H., DePeters, E.J. and Taylor, S.J.  2004. Relationships between chemical composition, dry matter degradation and in vitro gas production of several ruminant feeds. Animal Feed Science and Technology, 111:57-71.

    10.Goering, H.K. and Van Soest, P.J. 1970. Forage fiber analysis (apparatus, reagents, procedures, and some applications). In: Agricultural Handbook No. 379. USDA-ARS, Washington, DC, USA.

    11.Grings, E.E. and Blummel , M. 2005. Methodological consideration in using gas production techniques for estimating ruminal microbial efficiencies for silage-based diets. Animal Feed Science and Technology,123-124: 527-545.

    1. Ivan, M., Mir, P.S., Mir, Z., Entz, T., He, M.L. and McAllister, T.A. 2004. Effects of dietary sunflower seeds on rumen protozoa and growth of lambs. British Journal of Nutrition, 92: 303–310.

    13.Jenkins, T.C. 1993. Lipid metabolism in the rumen. Journal of Dairy Science. 76:3851-3863.

    14.Kholif, A.E., Morsy, T.A. and Abdo, M.M. 2018. Crushed flaxseed versus flaxseed oil in the diets of Nubian goats: Effect on feed intake, digestion, ruminal fermentation, blood chemistry, milk production, milk composition and milk fatty acid Profile. Animal Feed Science and Technology, 244:66-75.

    15.Kordi, M. 2015. Production of extruded linseed resistant to oxidation and its effect on performance, fatty acid composition of rumen fluid and milk of dairy cows fed pistachio by-product. PhD Thesis, Ferdowsi University of Mashhad, 106 pages. (In Persian).

    16.Menke, K.H. and Steingass, H. 1988. Estimation of energetic feed value obtained from chemical analysis and in vitro gas production using rumen fluid. Animal Research and Development, 28:7-55.

    17.Mills, J.A.N., France, J. and Dijkstra, J. 1999. A review of starch digestion in the lactating dairy cow and proposals for a mechanistic model: 1 dietary starch characterization and ruminal starch digestion. Animal Feed Science and Technology, 8:291-300.

    18.Mustafa, A.F., Gonthier, C. and Ouellet, D.R. 2003. Effects of extrusion of flaxseed on ruminal and post-ruminal nutrient digestibilities. Archives of Animal Nutrition.57:455-463.

    19.Offner, A., Bach, A. and Sauvant, D. 2003. Quantitative review of in situ starch degradation in the rumen. Animal Feed Science and Technology, 106:81-93.

    20.Oldick, B.S. and Firkins, J.L. 2000. Effects of degree of fat saturation on fiber digestion and microbial protein synthesis when diets are fed twelve times daily. Journal of Animal Science, 78: 2412–2420.

    21.Ørskov, E.R. and McDonald, I. 1979. The estimation of protein degradability in the rumen from incubation measurements weighted according to rate of passage. Journal of Agriculture Science, 92:499-503.

    22.Petit, H.V. 2010. Review: Feed intake, milk production and milk composition of dairy cows flaxseed. Canadian Journal of Animal Science, 90:115-127.

    23.Petit, H.V. and Côrtes, C. 2010. Milk production and composition, milk fatty acid profile, and blood composition of dairy cows fed whole or ground flaxseed in the first half of lactation.  Animal Feed Science and Technology, 158:36–43.

    24.Quinn, M.J., Loe, E.R., Depenbusch, B.E., Higgins, J.J. and Drouillard, J.S. 2008. The effects of flaxseed oil and derivatives on in vitro gas production, performance, carcass characteristics, and meat quality of finishing steers. The Professional Animal Scientist, 24: 161–168.

    25.SAS. 2003. Institute Inc. SAS Users Guide. SAS Institute Inc., Cary, NC.

    26.Silva, A.L., Detmann, E., Renno, L.N., Pedroso, A.M., Fontes, M.M.S., Morais, V.C., Sguizzato, A.L.L., Abreu, M.B., Rotta, P.P. and Marcondes, M.I. 2018. Effects of rumen un-degradable protein on intake, digestibility and rumen kinetics and fermentation characteristics of dairy heifers. Journal of Animal Feed Science and Technology, 244:1–10.

    27.Theodorou, M.K., Williams, B.A., Dhanoa, M.S., McAllan, A.B. and France, J. A. 1994. Simple gas production method using a pressure transducer to determine the fermentation kinetics of ruminant feeds. Animal Feed Science and Technology, 48:185-197.

    28.Tufarelli, V., Dario, M. and Laudadio, V. 2009. Influence of dietary nitrogen sources with different ruminal degradability on growth performance of Comisana ewe lambs. Small Ruminant Research, 81:132–136.

    1. Wang, C., Liu, Q., Guo, G., Huo, W.J., Ma, L., Zhang, Y.L., Pei, C.X., Zhang, S.L. and Wang, H. 2018. Effects of dietary soybean oil and coated folic acid on ruminal digestion kinetics, fermentation, microbial enzyme activity and bacterial abundance in Jinnan beef steers. Livestock Science, 217: 92–98.

    30.Weatherburn, M.W. 1967. Phenol-Hypochlorite reaction for determination of ammonia. Analytical Chemistry, 39(8):971-974.