Relationship between forage neutral detergent fiber and non-fibrous carbohydrates on ruminal fermentation products and neutral detergent fiber digestibility in goats

Abstract

Background: There is a comprehensive understanding of the role of dietary fiber as a nutrient and its function during digestion in cattle. On the other hand, the role of fiber digestion in goats has not received similar attention. Objective: To evaluate the effects of different ratios of forage neutral detergent fiber (fNDF) and non-fibrous carbohydrates (NFC) on ruminal fermentation products, and in vitro neutral detergent fiber (NDF) digestibility in goats. Methods: A 3 × 5 factorial arrangement in a completely randomized design with three fNDF levels (100, 190, and 290 g/kg) and five NFC levels (350, 400, 450, 500, and 550 g/kg) was used. The experiment was performed in vitro. Two ruminally fistulated goats were used as rumen liquid donors. Results: The ratios between fNDF and NFC affected all ruminal parameters (p<0.05). Increasing NFC levels in diets containing 100 and 290 g/kgfNDF resulted in linear increase (p<0.05) in ammonia concentration after 48 h fermentation. There was no adjustment of linear models (p>0.05) for pH values. Total volatile fatty acids (VFA) and their individual molar proportions were affected (p<0.05) at all fNDF and NFC levels. The NDF digestibility was not affected (p>0.05) by fNDF or NFC levels, except for diets containing 290 g/kg fNDF, which were fit to a quadratic model (p<0.05). Conclusion: The relationship between fNDF and NFC concentrations affect the fermentation end products and in vitro NDF digestibility. NFC plays a more consistent role than fNDF in the ruminal microbial ecosystem of goats during in vitro fermentation.Keywords: digestion, energy, microbial protein, physically effective fiber, rumen. Resumen Antecedentes: Aunque hay una amplia comprensión del papel que juega la fibra dietética como nutriente y su función durante la digestión en el ganado vacuno, el papel de la digestión de la fibra en las cabras no ha recibido una atención similar. Objetivo: Evaluar los efectos de diferentes proporciones de fibra detergente neutra proveniente del forraje (fNDF) y carbohidratos no fibrosos (NFC) sobre los productos de la fermentación ruminal y la digestibilidad in vitro de la fibra detergente neutra (NDF) en cabras. Métodos: Se utilizó un arreglo factorial de 3 × 5, distribuidos en un diseño completamente aleatorizado con tres niveles de fNDF (100, 190 y 290 g/kg) y cinco niveles de NFC (350, 400, 450, 500 y 550 g/kg). El experimento se realizó in vitro. Se utilizaron dos cabras fistuladas en rumen como donantes de líquido ruminal. Resultados: La relacion entre fNDF y NFC afectó todos los parámetros ruminales estudiados (p<0,05). El aumento de los niveles de NFC en dietas con 100 y 290 g/kg de fNDF resultó en aumento lineal (p<0,05) de la concentración de amoníaco después de 48 h de fermentación. No hubo ajuste de modelos lineales (p>0,05) para valores de pH. Los ácidos grasos volátiles totales y sus proporciones molares individuales se afectaron (p<0,05) en todos los niveles de fNDF y NFC. La digestibilidad de NDF no fue afectada (p>0,05) por los niveles de fNDF ni NFC, con excepción de las dietas con 290 g/kg fNDF, que se ajustaron a un modelo cuadrático (p<0,05). Conclusión: La relación entre las concentraciones de fNDF y NFC afecta los productos finales de fermentación y la digestibilidad in vitro de NDF. Los niveles de NFC juegan un papel más consistente que fNDF en el ecosistema microbiano ruminal de la cabra durante la fermentación in vitro.Palabras clave: digestión, energía, fibra físicamente efectiva, proteína microbiana, rumen. ResumoAntecedentes: Embora exista um compreensível entendimento do papel que a fibra dietética desempenha como nutriente e sua função durante a digestão em bovinos, o papel da digestão das fibras em caprinos não recebeu atenção semelhante. Objetivo: Avaliar os efeitos de diferentes relações da fibra em detergente neutro advindo de forragem (fNDF) e carboidratos não-fibrosos (NFC) sobre produtos da fermentação ruminal e digestibilidade in vitro da fibra em detergente neutro (NDF) em caprinos. Métodos: Utilizou-se um esquema fatorial de 3 × 5 distribuídos em um delineamento inteiramente casualizado com três níveis de fNDF (100, 190 e 290 g/kg) e cinco níveis de NFC (350, 400, 450, 500 e 550 g/kg). O experimento foi realizado in vitro. Duas cabras fistuladas no rúmen foram utilizadas como doadoras de líquido ruminal. Resultados: As relações entre fNDF e NFC impactaram todos os parâmetros ruminais estudados (p<0,05). O aumento dos níveis de NFC em dietas contendo 100 e 290 g/kg de fNDF resultou em um aumento linear (p<0,05) na concentração de amônia após 48 h de fermentação. Não houve ajuste de modelos lineares (p>0,05) para valores de pH. Os ácidos graxos voláteis totais e suas proporções molares individuais foram afetados (p<0,05) em todos os níveis de fNDF e NFC. A digestibilidade NDF não foi afetada (p>0,05) pelos níveis de fNDF e NFC, com exceção de dietas experimentais contendo 290 g/kg fNDF, que foram ajustadas a um modelo quadrático (p<0,05). Conclusão: A relação entre as concentrações de fNDF e NFC afeta os produtos finais de fermentação e a digestibilidade in vitro de NDF de dietas experimentais. Os níveis de NFC desempenham um papel mais consistente do que o fNDF no ecossistema microbiano ruminal de cabras durante a fermentação in vitro.Palavras-chave: digestão, energia, fibra fisicamente efetiva, proteína microbiana, rúmen.

Nutritional value, bioactivity, and application potential of Jerusalem artichoke (Helianthus tuberosus L.) as a neotype feed resource

“…The NDF content of JA silage (43.9% DM) is lower compared with other silages, such as yellow corn silage (45.0% DM), barley silage (56.3% DM), and oats silage (60.6% DM) ( Table 3 ). High levels of NDF in diets can decrease the consumption of the nonfibrous carbohydrates and the synchronization of energy and nitrogen ( Pinho et al., 2019 ). As shown in Table 4 , the digestible energy and metabolizable energy of JA silage for lactating cows (11.9 and 9.20 MJ/kg DM, respectively) are comparable to those of corn silage (12.5 and 9.75 MJ/kg DM, respectively).…”

Sugarcane bagasse or elephant grass hay in diets for goats: Performance, feeding behavior and carcass characteristics

“…Moreover, the moisture content of diets, which contained 25 and 30% of spineless cactus, also contributed to the low DMI. Goats prefer less moist and more nutrient-rich feedstuffs, such as grasses, shrub and tree plants, due to their intrinsic selective capacity (Costa et al, 2015;Pinho et al, 2019). The literature reports that in ruminant animals the DMI could also have been physically limited by rumen filling, which is regulated by the proportion of total dietary NDF (Mertens, 1997, Alves et al, 2016.…”

“…According to Pessoa et al (2013), the carbohydrates present in the spineless cactus have high degradation rates, which may favor diet digestibility. The increase in NFC concentration in the diet causes changes in microbial standard in goats gastrointestinal tract, creating an environment favorable for bacterial growth and increased the amount of energy vailable to the rumen microoganisms for multiplication (Ma et al, 2014;Ma et al, 2015;Pinho et al, 2019). This behavior can advantage the digestibility of nutrients.…”

Nutrición animal: Texto de formación universitaria

“…La calidad de un forraje está en relación inversa con el contenido de FDN. Un alto nivel de FDN es un indicador negativo de la calidad del forraje (Pinho et al, 2019). La determinación del contenido de fibra en detergente neutro (FDN) en pastos y forrajes involucra el uso de un detergente neutro, lauril sulfato de sodio, que solubiliza pectinas, proteínas, azúcares y lípidos, dejando como residuo las partes fibrosas conformadas por celulosa, hemicelulosas y lignina.…”