Отделение за наука за животните, Федерален университет във Висоса, Висоса, Минас Жерайс, Бразилия

глицерол

Принадлежност Cargill Animal Nutrition/Nutron, Campinas, Сао Пауло, Бразилия

Отделение за наука за животните, Федерален университет във Висоса, Висоса, Минас Жерайс, Бразилия

Отделение за наука за животните, Федерален университет във Висоса, Висоса, Минас Жерайс, Бразилия

Отделение за наука за животните, Федерален университет във Висоса, Висоса, Минас Жерайс, Бразилия

Отдел за земеделие, хранене и ветеринарни науки, Университет на Невада, Рино, Невада, Съединени американски щати

  • Педро Дел Бианко Бенедети,
  • Педро Вейга Родригес Паулино,
  • Маркос Инасио Марконд,
  • Иван Франса Смит Масиел,
  • Матей Кустодио да Силва,
  • Антонио Пинейро Фачиола

Фигури

Резюме

Цитат: Del Bianco Benedeti P, Paulino PVR, Marcondes MI, Maciel IFS, da Silva MC, Faciola AP (2016) Частично заместване на смляна царевица с глицерол при диети от говеждо месо: Прием, смилаемост, производителност и характеристики на трупа. PLoS ONE 11 (1): e0148224. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0148224

Редактор: Marinus F.W. te Pas, Wageningen UR Животновъдни изследвания, ХОЛАНДИЯ

Получено: 19 май 2015 г .; Прието: 14 януари 2016 г .; Публикувано: 28 януари 2016 г.

Наличност на данни: Всички релевантни данни се намират в хартията и нейните поддържащи информационни файлове.

Финансиране: Националният съвет за научно и технологично развитие (CNPq) предостави стипендия за дипломиране на Педро Дел Бианко Бенедети. Granol Indústria Comércio e Exportação S.A. предостави финансова подкрепа за покриване на разходи, свързани с животни, фуражи и управление. Тези финансиращи организации не играят роля в дизайна на проучването, събирането и анализа на данни, решението за публикуване или подготовката на ръкописа. По време на това проучване д-р Педро Вейга Родригес Паулино е заемал факултетска позиция във Федералния университет във Висоса, в момента той е нает от Cargill Animal Nutrition/Nutron. Cargill Animal Nutrition/Nutron не играе роля в дизайна на проучването, събирането и анализа на данни, решението за публикуване или подготовката на ръкописа.

Конкуриращи се интереси: Авторите имат следните интереси: Granol Indústria Comércio e Exportação S.A. предостави финансова подкрепа за покриване на разходи, свързани с животни, фураж и управление. Д-р Педро Вейга Родригес Паулино е свързан с Cargill Animal Nutrition/Nutron. Няма патенти, продукти в разработка или предлагани на пазара продукти, които да бъдат декларирани. Това не променя придържането на авторите към всички политики PLOS ONE за споделяне на данни и материали.

Съкращения: ADG, среднодневна печалба; BW, телесно тегло; BFT, дебелина на задната мазнина; CG, суров глицерол; CP, суров протеин; DGC, суха смляна царевица; DM, сухо вещество; ЕЕ, етерен екстракт; G: F, съотношение печалба/подаване; LMA, мускулна област Longissimus thoracis; NDF, неутрални детергентни влакна; NFC, невлакнести въглехидрати; ОМ, органични вещества; RFT, дебелина на мазнините в кръста; TDN, общо смилаеми хранителни вещества

Въведение

Царевицата обикновено е основната фуражна съставка, използвана за довършване на говедата във фуражните места [1]. Поради високата си цена обаче алтернативните енергийни източници могат да имат потенциал да подобрят рентабилността на добитъка. Растежът на производството на биодизел в световен мащаб е увеличил наличието на евтин суров глицерол (CG), само в Бразилия се изчислява, че през 2014 г. страната е произвела 3,42 милиарда литра биодизел, давайки 341 милиона литра CG [2]. Това може да позиционира CG като жизнеспособен алтернативен източник на фураж за довършителни говеда. Основният компонент на CG е глицеролът, който има приблизителна метаболитна енергия от 4,03 Mcal/kg [3], по-висока стойност от царевичното нишесте [4]. В търбуха глицеролът се ферментира до пропионат [5,6], основен глюконеогенен предшественик за преживни животни [7]. Освен това, глицеролът, който избягва ферментацията на търбуха, може да се превърне в глюкоза в черния дроб [7]. Следователно, както от икономическа, така и от енергийна гледна точка, CG има потенциала да замени частично царевицата като алтернативен източник на енергия за диети за довършване на говедата.

Направени са някои изследвания за използването на CG от преживни животни [8,9]; обаче ефектите на CG са противоречиви и максималните нива на CG в диетата на довършителните говеда не са установени. Разминаванията между експериментите може да се дължат на ограничения брой експериментални единици, използвани наред с други аспекти; следователно е уместно да се оценят ефектите на CG, като се използват голям брой животни.

Целта на това проучване е да се оценят ефектите от заместването на царевицата с CG в диетите на 3 640 бика Nellore, приготвени на фураж. Предположихме, че CG може частично да замени суха смляна царевица (DGC) като диетичен енергиен източник в диетата на довършителните диети за говеда и може да бъде включен в концентрации до 15% [сухо вещество (DM) основа] без да се нарушава приема, видимата смилаемост, производителността и характеристиките на трупа.

Материали и методи

Декларация за етика

Грижите и манипулациите с всички експериментални животни са проведени по протоколи, одобрени от Институционалния комитет по грижа и употреба на животните към Отдела за наука за животните към Федералния университет във Висоса, номер на протокол 84/2013.

Животни, експериментален дизайн и диетичен състав

Общо 3 640 бика Nellore средно [телесно тегло (BW) = 367,0 ± 36,8 kg и 18 ± 3 mo] са разпределени на 20 кошари (182 животни/кошара; 16,3 m 2/животно) в търговско хранилище, намиращо се в Ribas do Rio Pardo, MS, Бразилия (21 ° 9'16,15 " S, 53 ° 16'46.85 "W, надморска височина 348 m); всички кошари бяха оборудвани с корита за вода и фуражи. Преди началото на експеримента всички бикове бяха претеглени, ваксинирани, обезпаразитени и получиха индивидуални номерирани маркери. Говедата бяха адаптирани към диетата, съоръженията и управлението за 25 дни. След това бяха избрани на случаен принцип 20 бика (по един на писалка) и заклани, за да служат като ориентир за първоначално празно BW и първоначална превръзка на трупа. След периода на адаптация животните останаха още 100 дни в проучването.

Биковете бяха блокирани от BW в четири блока от 905 животни с подобна BW и след това във всеки блок, биковете бяха разпределени на случаен принцип в едно от четирите експериментални лечения в напълно рандомизиран дизайн на блока, което доведе до 905 животни на лечение. Животните бяха разпределени на 20 кошари (181 животни на кошара и пет кошари на лечение).

Експерименталните лечения се състоят от четири диетични нива на CG; 0, 5, 10 и 15% (база DM) като заместител на DGC. Експерименталните диети се състоят от 15,3% царевичен силаж и 84,6% концентрат (DM основа) и са формулирани така, че да отговарят на хранителните нужди на месодайните говеда [10]. Съставът и химичният състав на експерименталните диети са представени в Таблица 1. Химичните анализи на CG са проведени с помощта на процеса на естерификация на растителни масла с последващо пречистване съгласно стандартите, установени от Министерството на земеделието, животновъдството и хранителното снабдяване [11], CG е съставен от 82,8% глицерол, 8,4% вода, 6,3% пепел, 1,4% мастни киселини, 1,1% суров протеин (CP) и 0,01% метанол.

Експериментални процедури и събиране на проби

Биковете са били хранени четири пъти дневно в 0700, 1000, 1300 и 1600 часа. Диетите бяха смесени в два вагона-смесители (3142 Reel Auggie, Kuhn, Passo Fundo, RS, Бразилия). Вагоните бяха проверени за остатъчен фураж между всяка диетична смес, за да се избегне кръстосано замърсяване. Фуражните бункери се оценяват в 0530h всеки ден, за да се определят количествено ортовете и да се коригира дневната доза фураж до максимум 5% орти. Проби от фураж и орти се събират ежедневно от всяка писалка и след това се композират на всеки 14 дни. Пробите бяха замразени при -18 ° C до по-нататъшен лабораторен анализ.

Биковете са наблюдавани поне веднъж дневно по време на експерименталния период, за да се регистрира наличието на нещо ненормално (загуба на етикети, подуване или нараняване), което може да компрометира проучването и бикове, които са представили тези условия (n = 61) са били отстранени от експеримента. Индивидуалният прием на DM се изчислява чрез съотношението между количеството предлагана диета минус ортовете на писалка и броя бикове на писалка. Биковете се претеглят индивидуално след 16-часово гладно с твърдо хранене в началото, при две трети и в края на експеримента. Средната дневна печалба (ADG) беше определен като наклон на регресията на BW. На същия ден са направени измервания на мускулната област Longissimus thoracis (LMA), дебелина на задната мазнина (BFT) и дебелината на мазнините в кръста (RFT) са получени чрез ултразвук (Aloka Echo Camera Model SSD-500, Campinas, SP, Бразилия). LMA беше измерен на напречен разрез на 12-то ребро, BFT беше измерен на надлъжен разрез на 12-то ребро, а RFT беше измерен на надлъжен разрез на крупата [13]. Ултразвуковите изображения бяха събрани и анализирани от сертифициран техник (Ултразвукови насоки) от Aval Serviços Tecnológicos S/S, Goiania, GO, Бразилия.

Привидната смилаемост на хранителните вещества се определя в два периода от три последователни дни, по време на събирането на проби (d 43–45 и d 87–89). Тъй като събирането на фекални проби от всички 3 620 бика би било невъзможно, на всеки ден за вземане на проби се вземат фекални проби от 50 животни на кошара, от пода на кошарата веднага след дефекацията и всякакви замърсявания се отстраняват внимателно, за да се избегне замърсяване. За да се осигури представяне на пробите и хомогенност, всички 50 проби бяха събрани сутринта на първия ден на събиране, следобед на втория ден и през нощта на третия ден. Този процес беше извършен два пъти (общо 6 d); следователно, 300 фекални проби бяха събрани на писалка, съответстващи на 6000 проби. Пробите се композират с химикал, хомогенизират се и се претеглят 300 g (мокра основа) и се съхраняват в найлонови торбички и се замразяват при -18 ° C. Екскрецията на фекалиите се оценява с помощта на неусвоими неутрални детергентни влакна (NDF) като вътрешен маркер, който е получен след 12-d инкубация in situ, според Huhtanen et al. [14]. Приемът на смилаем DM се изчислява, както следва: [DM прием (kg) x DM смилаемост (%)]/100.

След експерименталния период животните бяха транспортирани до търговска кланица (JBS – Friboi, Campo Grande, MS, Бразилия) за клане. Обработката преди прибиране на реколтата се провежда в съответствие с добрите практики за хуманно отношение към животните, а процедурите за клане следват строги насоки, установени и регламентирани от Регламента за санитарната и промишлената инспекция на продуктите от животински произход [15]. В кланицата горещите кланични трупове се претеглят индивидуално и получават десетки от сертифициран техник за отлагане на мазнини съгласно бразилската система за класификация на кланичните трупове на говеда [16], накрая тлъстината на кланичните трупове е класифицирана в пет категории мазнини: тънки (10 mm) . Тези данни бяха сравнени с ултразвукова оценка, за да се определи точността между класификацията на тлъстината (от техник за кланици) и ултразвуковите измервания. Превръзката на кланичните трупове се изчислява въз основа на крайното тегло на трупа и съотношението BW след пости Първоначалното тегло на кланичния труп е изчислено, като се използва стойността от 54,3% от живата телесна маса, получена при референтното клане в началото на опита. ADG на трупа е определен, като се има предвид разликата между крайното и първоначалното тегло на трупа.

Химичен анализ

Пробите от фуражи, орти и фекалии се размразяват, сушат се в сушилня при 55 ° С в продължение на 48 часа и след това се смилат през 1-милиметров екран в мелница Wiley (Arthur H. Thomas, Philadelphia, PA). След това пробите бяха анализирани за DM [17], пепел (метод 942.05; AOAC, 2005), CP (метод 984.13; AOAC, 2005) и етерен екстракт (EE; метод 920.39; AOAC, 2005). Органичната материя (ОМ) се изчислява като разлика между съдържанието на DM и пепелта. За анализ на NDF, пробите са третирани с алфа термостабилна амилаза без натриев сулфит съгласно Van Soest et al. [18] и адаптиран за анализатора на влакна Ankom 200 (Ankom Technology, Macedon, NY). Общо смилаеми хранителни вещества (TDN) бяха изчислени по следното уравнение: TDN (%) = DCP + DNDF + DNFC + (2,25 × EE), където DCP = привидна смилаема CP, DNDF = привидна смилаема NDF, DNFC = привидна смилаема невлакнеста въглехидрати (NFC), и DEE = очевидна смилаема ЕЕ. NFC са изчислени като NFC = 100 - [(CP - CPот карбамид + карбамид) + NDF + EE + пепел] [12].

Статистически анализ

Експериментални единици, определени като най-малката единица, върху която е направена мярка, са избрани според Robinson et al. [19]. За параметри, измерени на ниво животно (производителност и характеристики на трупа), животното беше използвано като експериментална единица и писалката беше включена като случаен ефект в модела. За параметри, измерени на нивото на писалката (прием, смилаемост и G: F), перото е използвано като експериментална единица и в модела не е добавен случаен ефект. Всички параметри бяха анализирани, използвайки следния модел: където:

Yij е наблюдаваното измерване на i-то ниво на включване на CG в диетата и на j-то експериментално звено; i = 1, 2, 3, 4 (нива на включване на CG като заместител на DGC), B0, B1 = параметри на регресия на модела; Xj = ефект на i h ниво на фиксиран количествен фактор (заместване на CG с DGC); eij = остатъчна грешка, приемайки eij

N (0, s 2). Всички статистически процедури бяха проведени, използвайки смесената процедура от SAS 9.2 (SAS Institute Inc., Cary, NC) и значимостта беше установена при α = 0,05.

Резултати

Прием и смилаемост

Включването на CG линейно намалява (P 0,05) приема на CP, NFC и TDN, които са средно съответно 1,54 ± 0,09, 4,80 ± 0,40 и 7,04 ± 0,46 kg/d. Вариацията на приема на DM по време на периода на събиране на фекалиите е представена на фигура 1.

Наблюдава се квадратичен ефект (P 0,05) приемът на смилаем DM (Фиг. 3), който е средно 6,48 ± 0,48 kg/d.

* Квадратичен ефект (P Фиг. 3. Ефект от включването на суров глицерол върху приема на смилаем DM при довършване на говедата.

Характеристики на производителността и каркаса

Не са наблюдавани разлики (P> 0,05) за начална BW (367,0 ± 36,8 kg), крайна BW (502,3 ± 38,5 kg), ADG (1,37 ± 0,29 kg/d), труп ADG (0,85 ± 0,23 kg/d), печалба -съотношение на захранване (G: F; 0,136 ± 0,014 kg/kg) и труп G: F (0,857 ± 0,076 kg/kg) (Таблица 3).

Характеристиките на кланичните трупове са представени в таблица 4. Първоначалното тегло на трупа (199,2 ± 19,9 kg), първоначалното LMA (53,9 ± 6,17 cm 2), първоначалното BFT (1,45 ± 0,29 mm) и първоначалното RFT (1,56 ± 0,61 mm) не се различават сред лечения (P> 0,05). Включването на CG не е повлияло (P> 0,05) крайното тегло на трупа (284,5 ± 24,7 kg), превръзката на трупа (56,7 ± 3,23%), окончателното LMA (81,9 ± 7,99 cm 2), LMA печалбата (27,9 ± 8,04 cm 2), крайно BFT (4,48 ± 1,53 mm), BFT усилване (3,02 ± 1,51 mm), крайно RFT (6,44 ± 1,90 mm) и RFT усилване (4,90 ± 1,76 mm).

Сравнение между двата вида класификация на кланичните трупове: кланица срещу ултразвук

Сравнението между двата типа класификация на кланичните трупове (кланица срещу ултразвук) е представено на фигура 4. Резултатите от клане класифицират 0,8% от кланичните трупове като тънки, 42,3% оскъдни и 56,9% средни мазнини. Ултразвуковият анализ класифицира 15% от труповете като оскъдни, 68,7% средни мазнини, 15,8% еднородни мазнини и 0,5% излишни мазнини. Сравнявайки двата метода за оценка на кланичните трупове, беше установено, че като цяло, ултразвуковият анализ надценява отлагането на мазнини в сравнение с класификацията на кланицата, 65% от кланичните трупове, класифицирани като оскъдни мазнини от кланицата, също са класифицирани като средни мазнини при ултразвуковия анализ. тъй като 28% от кланичните трупове, класифицирани като средно мазнини от кланицата, са класифицирани като еднородни мазнини при ултразвуковия анализ.

Мастната обвивка, класифицирана като тънка (под 1 mm), оскъдна (1–3 mm), средна (3–6 mm), еднородна (6–10 mm) и прекомерна (над 10 mm).

Дискусия

Прием и смилаемост

Ние предположихме, че частичното заместване на DGC с CG няма да компрометира приема на DM и очевидната смилаемост. Въпреки това, в сравнение с DGC, CG намалява приема на DM, OM и NDF при довършване на диети от говеждо месо. Независимо от това, приемането на CP, NFC и TDN не бяха засегнати от включването на CG. Липсата на ефект, наблюдаван върху приема на TDN, показва увеличаване на енергийната плътност на диетите, тъй като CG замества DGC. Mach et al. [3] изчислена метаболитна енергия на глицерол на 4,03 Mcal/kg. В това проучване изчислената метаболитна енергия на CG (90,38% глицерол, DM основа) е 3,64 Mcal/kg, което е с 12% по-голямо от 3,25 Mcal/kg царевица [10]. Monnerat et al. [4] също така наблюдава по-високи енергийни нива за CG в сравнение с царевицата, което предполага, че CG допринася с повече енергия на единица DM от царевицата. Това би обяснило защо в това проучване приемът на DM намалява с включването на CG. Също така, включването на CG не повлиява (P> 0,05) приема на TDN и смилаем DM в това проучване, показвайки, че енергийният прием не се влияе от включването на CG. Диетите с по-високи нива на CG имат по-ниски нива на NDF и това може да обясни намаляването на приема на NDF с включване на CG.