The effects of feed additives, essential oils or guanidinoacetic acid, on cattle rumen microbial fermentation in in vitro studies

Abstract

Per millorar l’eficiència de la fermentació del rumen, es van avaluar dos additius alimentaris diferents, olis essencials (EO) i àcid guanidinoacètic (GAA) en tres estudis in vitro. A l’estudi 1, 12 EO: anís estrellat, cassia, geraniol, llimona (LEM), limonè, farigola, arbre del te, coriandre (COR), pebrot, pebre negre, cúrcuma i gingebre (GIN), a Exp. 1 a tres dosis, i combinacions d’olis LEM, COR i GIN en Exp. 2, es va afegir un farratge 50:50: dieta concentrada. A l’Exp.1, el LEM va tendir a augmentar la proporció de propionat i va tendir a disminuir la proporció d’acetat a propionat. L’estrella d’anís, el COR i la farigola van tendir a augmentar la proporció de butirat. El pebrot, el COR i la farigola van disminuir la concentració d’amoníac-N. En Exp. A la figura 2, es va observar una sinergia entre LEM i COR que augmenta la proporció total de VFA i propionat, i un Disminució de la relació entre acetat i propionat. Tanmateix, l’addició de dosis elevades de GIN a la barreja LEM + COR va tenir un efecte antagònic sobre el perfil de fermentació del rumen. A l’estudi 2, es va provar una barreja d’olis d’estrella d’anís i cassia (BAC) i LEM amb quatre transportadors diferents: sílice-gira-sol (SIL), oli de colza (RAP), terra de diatomeas (DIAT) i panotxa de blat de moro (CCO). vitro. En Exp. 1, els tractaments van ser: control negatiu, monensina (MON) com a control positiu, BAC, LEM, SIL, RAP, DIAT, CCO, LEM+SIL, LEM+RAP, LEM+DIAT i LEM+CCO. En Exp. 2, BAC i LEM es van utilitzar per estimar la producció total de gas i metà. A tots els tractaments se’ls va afegir un farratge 50:50: dieta concentrada. En Exp. 1, BAC i LEM van augmentar els àcids grassos volàtils totals, i SIL, RAP i CCO van tendir a augmentar els àcids grassos volàtils totals. Entre les combinacions de EO+portadors, només la combinació LEM-RAP va tenir un efecte, disminuint la concentració d’amoníac-N. En Exp. 2, BAC va disminuir la producció total de gas i metà, i la relació metà/gas total. En canvi, el LEM va augmentar el metà total i la proporció metà/gas total. A l’estudi 3, es van utilitzar 8 fermentadors de cultiu continu de doble flux en 2 períodes (7 dies d’adaptació i 3 dies de mostreig). Els tractaments es van organitzar en un factorial 2 × 2, amb factors com el tipus de condicions de fermentació: vedella (pH entre 5,5 i 6,5; dieta 10:90 farratge: concentrat, 16,3% CP i 17,6% NDF) o lactis (pH entre 5,8 i 6,8; dieta 50:50 farratge: concentrat, 17,1% CP i 30,0% NDF); i GAA: 0 vs. 2 g/d. Es van mantenir constants les velocitats de dilució de temperatura (38,5 ºC), líquid (0,10/h) i sòlid (0,05/h). Dietes (90 g/d MS) es van alimentar en 3 porcions/d. No es van observar diferències en la veritable degradació de l’OM. La degradació de l’NDF, les proporcions d’acetat i butirat, la proporció d’acetat a propionat, la concentració de NH 3 -N, el flux de N total i N d’amoníac, l’eficiència de la síntesi de proteïnes microbianes i la diversitat alfa i beta de la població microbiana eren més altes en lactis que en la vedella. El VFA total i la proporció de propionat eren més alts a la carn de boví que als lactis. El GAA va augmentar la concentració de NH 3 -N i el flux de N total i d’amoníac. La degradació microbiana del GAA va ser més elevada en les condicions de fermentació dels lactis (69,8%) que en la carn de boví (6,30%).

Para mejorar la eficiencia de la fermentación ruminal, se evaluaron dos aditivos alimenticios, aceites esenciales (EO) y ácido guanidinoacético (GAA) en tres estudios in vitro. En el estudio 1, 12 EO: anís estrellado, casia, geraniol, limoncillo (LEM), limoneno, tomillo, árbol de té, cilantro (COR), pimiento, pimienta negra, cúrcuma y jengibre (GIN), en Exp. 1 en tres dosis, y combinaciones de aceites LEM, COR y GIN en Exp. 2, se agregó una dieta 50:50 de forraje: concentrado. En Exp.1, LEM tendió a aumentar la proporción de propionato y tendió a disminuir la proporción de acetato a propionato. El anís estrellado, el COR y el tomillo tendieron a aumentar la proporción de butirato. Capsicum, COR y tomillo redujeron la concentración de amoníaco-N. En Exp. 2, se observó una sinergia entre LEM y COR que aumenta la proporción de AGV totales y propionato, y una disminución de la relación acetato/propionato. Sin embargo, la adición de altas dosis de GIN a la mezcla LEM + COR tuvo un efecto antagónico en el perfil de fermentación ruminal. En el estudio 2, se probó una mezcla de aceites de estrella de anís y casia (BAC) y LEM con cuatro vehículos diferentes: sílice-girasol (SIL), aceite de colza (RAP), tierra de diatomeas (DIAT) y mazorca de maíz (CCO). vitro. En Exp. 1, los tratamientos fueron: control negativo, monensina (MON) como control positivo, BAC, LEM, SIL, RAP, DIAT, CCO, LEM+SIL, LEM+RAP, LEM+DIAT y LEM+CCO. En Exp. 2, BAC y LEM se utilizaron para estimar la producción total de gas y metano. A todos los tratamientos se les adicionó una dieta 50:50 de forraje: concentrado. En Exp. 1, BAC y LEM aumentaron los ácidos grasos volátiles totales, y SIL, RAP y CCO tendieron a aumentar los ácidos grasos volátiles totales. Entre las combinaciones de EO+portadores, sólo la combinación LEM-RAP tuvo efecto, disminuyendo la concentración de amoníaco-N. En Exp. 2, BAC disminuyó la producción total de gas y metano, y la relación metano/gas total. En contraste, LEM aumentó el metano total y la relación metano/gas total. En el estudio 3, se utilizaron 8 fermentadores de cultivo continuo de doble flujo en 2 períodos (7 días de adaptación y 3 días de muestreo). Los tratamientos se dispusieron en un factorial 2 × 2, siendo los factores el tipo de condiciones de fermentación: bovino (pH entre 5,5 y 6,5; dieta 10:90 forraje:concentrado, 16,3% PB y 17,6% FDN) o lechero (pH entre 5,8 y 6.8;dieta 50:50 forraje:concentrado, 17.1% PB y 30.0% FDN); y GAA: 0 frente a 2 g/d. Se mantuvieron constantes la temperatura (38,5 ºC), las tasas de dilución líquida (0,10/h) y sólida (0,05/h). dietas (90 g/d MS) se alimentaron en 3 porciones/d. No se observaron diferencias en la verdadera degradación de MO. La degradación de NDF, las proporciones de acetato y butirato, la proporción de acetato a propionato, la concentración de NH 3 -N, el flujo de N total y N amoniacal, la eficiencia de la síntesis de proteínas microbianas y la diversidad alfa y beta de la población microbiana fueron mayores en lácteos que en la carne de res. Los AGV totales y la proporción de propionato fueron mayores en la carne de res que en los lácteos. El GAA aumentó la concentración de NH 3 -N y el flujo de N total y amoniacal. La degradación microbiana de GAA fue mayor en las condiciones de fermentación de lácteos (69,8%) que en carne de res (6,30%).

To improve rumen fermentation efficiency, two feed additives, essential oils (EO) and guanidinoacetic acid (GAA) were evaluated in three in vitro studies. In study 1, 12 EO: anise star, cassia, geraniol, lemongrass (LEM), limonene, thyme, tea tree, coriander (COR), capsicum, black pepper, turmeric and ginger (GIN), in Exp. 1 at three doses, and combinations of LEM, COR and GIN oils in Exp. 2, were added a 50:50 forage: concentrate diet. In Exp.1, LEM tended to increase the propionate proportion and tended to decrease the acetate to propionate ratio. Anise star, COR, and thyme tended to increase butyrate proportion. Capsicum, COR, and thyme decreased ammonia-N concentration. In Exp. 2, a synergy was observed between LEM and COR that increase total VFA and propionate proportion, and a decrease in the acetate to propionate ratio. However, the addition of high doses of GIN to the LEM + COR mix had an antagonistic effect on the rumen fermentation profile. In study 2, a blend of anise star and cassia oils (BAC) and LEM with four different carriers: silica-sunflower (SIL), rapeseed oil (RAP), diatomaceous earth (DIAT) and corn cob (CCO), were tested in vitro. In Exp. 1, treatments were: negative control, monensin (MON) as positive control, BAC, LEM, SIL, RAP, DIAT, CCO, LEM+SIL, LEM+RAP, LEM+DIAT and LEM+CCO. In Exp. 2, BAC and LEM were used to estimate total gas and methane production. All treatments were added a 50:50 forage: concentrate diet. In Exp. 1, BAC and LEM increased total volatile fatty acids, and SIL, RAP and CCO tended to increase total volatile fatty acids. Among the combinations of EO+carriers, only the combination LEM- RAP had an effect, decreasing ammonia-N concentration. In Exp. 2, BAC decreased total gas and methane production, and the ratio methane/total gas. In contrast, LEM increased total methane and the ratio methane/total gas. In study 3, 8 dual flow continuous culture fermenters were used in 2 periods (7 days adaptation and 3 days sampling). Treatments were arranged in a 2 × 2 factorial, with factors being the type of fermentation conditions: beef (pH between 5.5 and 6.5; diet 10:90 forage:concentrate, 16.3% CP and 17.6% NDF) or dairy (pH between 5.8 and 6.8; diet 50:50 forage:concentrate, 17.1% CP and 30.0% NDF); and GAA: 0 vs. 2 g/d. Temperature (38.5 ºC), liquid (0.10/h) and solid (0.05/h) dilution rates were kept constant. Diets (90 g/d DM) were fed in 3 portions/d. No differences were observed on true OM degradation. Degradation of NDF, the proportions of acetate and butyrate, the acetate to propionate ratio, NH 3 -N concentration, the flow of total N and ammonia N, the efficiency of microbial protein synthesis, and alpha and beta diversity of microbial population were higher in dairy than in beef. Total VFA and the propionate proportion were higher in beef than in dairy. The GAA increased NH 3 -N concentration and the flow of total and ammonia N. The microbial degradation of GAA was higher in dairy (69.8%) than in beef (6.30%) fermentation conditions.