Резюме

Заден план

Несмилаемите маркери обикновено се използват при проучвания за храносмилането, но пълното изчезване или максималната поява на маркер в изпражненията може да бъде повлияно от състава на диетата, приема на фураж или BW на животно. Целите на това проучване бяха да се определи въздействието на предишния (фаза 1, P1) и настоящия (фаза 2, P2) състав на диетата върху изчезването на маркера (Cr) и външния вид (Ti) при прасета, хранени с 3 диети, различни по съдържание на NDF.

несмилаем

Резултати

Когато прасетата се поддържат на диети 25,1, 72,5 и 125,0 g/kg NDF, са необходими съответно 5,1, 4,1 и 2,5 d, за да намалят нивата на Cr под границата на количествено определяне; или съответно 4.6, 3.7 или 2.8 d, за да се увеличи максимумът на Ti. Тези ефекти обаче не са независими от предишната диета, както се показва от взаимодействието между диетите P1 и P2 върху концентрациите на фекални маркери (P

Заден план

Несмилаемите маркери са често използвани в проучванията за хранене на животните за изчисляване на коефициентите на смилаемост, като хромовият оксид, титаниевият диоксид и неразтворимата в киселина пепел са най-често срещаните в изследванията на свинете [1]. Физиологичните аспекти, свързани с изпразването на стомаха или скоростта на преминаване, са сложни и се влияят от различни фактори [2, 3]. Скоростта на преминаване може да бъде повлияна от BW [4], нивото на приема на фураж [5], вида и нивото на диетичните фибри [6–8], размера на частиците [9] и генетиката [10]. В допълнение, скоростта на преминаване в стомашно-чревния тракт не е постоянна, тъй като пулсира с течение на времето [11, 12]. Появата на първия маркерен пик е относително постоянна в крайния илеум на прасета, настъпва приблизително 6 часа след хранене, като спада до минимални нива 24 часа след хранене [13]. За разлика от това, дегестационният поток през задните черва е по-дълъг и по-променлив, където се съобщава, че средните транзитни времена през целия храносмилателен тракт са по-малко от 50 часа [7] до над 100 часа [6]. Imbeath et al. [13] съобщават, че са необходими 4 d, преди концентрациите на маркера да са близо нула след отнемане на маркера, докато други [14, 15] съобщават, че появата им във фекалиите се стабилизира 4 до 5 d след хранене.

Понастоящем няма стандартно време за прасета да бъдат адаптирани към диета, определен брой дни, от които животното трябва да бъде взето проба, или броят на дните между периодите на събиране при свинете, използващи инертни маркери. В резултат на това целите на това проучване бяха: 1) да се определи въздействието на предишния (P1) и подхранван (P2) състав на диетата върху пълното изчезване P2 маркер (Cr) и 2) да се определи въздействието на предишен и понастоящем хранителен състав за пълния външен вид на P2 маркер (Ti) при отглеждани прасета, хранени с диети, различни по съдържание на фибри.

Методи

Експериментът е проведен по протоколи, одобрени от институционалния комитет по грижа и употреба на животните в Университета в Кентъки.

Управление на храненето

Диетите (Таблица 1) са формулирани така, че да съдържат различни нива на NDF чрез използване на обелена, обезмаслена царевица (DDC), царевица (C), соево брашно (S) и дестилатори на сушени зърна с разтворими (DDGS). Диетите бяха формулирани, за да отговорят на изискванията, свързани с препоръките на NRC (1998). Същият диетичен състав беше използван във всяка от 2 фази, като диети Фаза-1 (Р1) използваха хромен оксид, а диети Фаза-2 (Р2) използваха титанов диоксид, всяка добавена с 5,0 g/kg към пълната диета по време на смесване за определяне на концентрациите на фекални маркери. Два различни инертни маркера бяха използвани за разграничаване на изпражненията, произхождащи от диетите, консумирани по време на P1, до изпражненията, произхождащи от диетата, консумирана в P2. Това дава възможност за сравняване на изчезването на маркера, използван в P1, и външния вид на маркера, използван в P2. Това също така предотвратява всяко потенциално замърсяване на маркера в храносмилателния тракт в P1 с този на P2, което би предотвратило предварително планираните сравнения на изчезването и появата на маркера по време на периода P2 по отношение на промяна в диетата. По време на експеримента на свинете е осигурен свободен достъп до храна и вода.

Управление на свине и колекции

Седемдесет и две кръстосани купчини [(Йоркшир × Ландрас × Дюрок) × Честър Уайт] бяха индивидуално написани и произволно назначени за 1 от 3 диетични лечения. Първоначално прасетата бяха разделени в 3 групи за третиране на 24 прасета (d-0; 59,2 kg телесно тегло, 4,81 kg SD) и хранени с диета ad libitum P1 в продължение на 14 дни (d-14; 75,4 kg телесно тегло, 5,71 kg SD) и след това бяха разпределени произволно в рамките на P1 диетично лечение в 1 от 3 P2 диетични лечения и хранени ad libitum допълнителни 14 дни (d-28; 88,6 kg BW, 5,46 kg SD), което води до 9 групи за лечение от по 8 прасета (фиг. 1). За всяко прасе и всеки ден по време на P2 (d-14 до d-28), прясно екскретирани фекални проби (проби или от ануса, или след просто падане на пода, но не замърсени с фураж или съществуващи изпражнения) се събират в пластмасови контейнери и се поставя във фризер -20 ° C, докато се анализира. Пробите бяха събрани от 0700 до 1200 часа на всеки ден за събиране, за да бъдат последователни при вземането на проби през 14-те дни и да осигурят адекватен размер на пробата за последващ анализ.

Разпределение на 72 кръстосани купчини във фаза-1 (d 0 до 14) и фаза-2 (d 14 до 28) диети. DDC = обелена, обезмаслена царевица; CSBM = царевица, соево брашно; и DDGS = дестилатори изсушени зърна с разтворими. Числата в скоби представляват първоначалния брой прасета на лечение

Химичен анализ

Преди анализ, фекалните проби се сушат в сушилня с принуден въздух при 70 ° С в продължение на 48 часа преди смилането. Фуражните и фекалните проби се смилат през 1 mm сито преди да се определи съставът. Хромният оксид във фекалиите се анализира за Cr в търговска лаборатория (SDK Labs, Hutchinson, KS) чрез индуктивно куплирана плазмена спектроскопия (Ultima 2; Horiba Jobin-Yvon Inc., Edison, NJ) по стандартен метод (3120B; Американско обществено здраве Association, 1992) с ограничение на количественото определяне (LOQ) от 0,3 mg Cr/kg проба. Титаниевият диоксид във фекалиите се анализира за Ti чрез смилане на пробите в сярна киселина и водороден пероксид и последващата абсорбция се измерва с помощта на UV спектрофотометър (Метод 988.05; [16]), с LOQ от 6 mg Ti/kg проба (USDA-ARS, Ames, IA). Тъй като отчитането на нула (0) за данни под LOQ изкуствено изкривява аналитичните стойности до 0, всяка стойност, анализирана под LOQ, но над границата на откриване (стойности над празната стойност, използвана в стандартните криви анализи), се приема, че е 50% на LOQ, което е често срещано в индустрията за химически анализи.

Изчисления и статистически анализ

Резултати

Възстановяване с двоен маркер

Критичен фактор за настоящото проучване беше, че анализът на Cr и Ti в една и съща диета няма да повлияе на анализа на нито един от елементите. За да се оцени това, 3 отделни диети от царевично-соево брашно бяха смесени, които съдържаха или 5 g хромен оксид/кг диета (Диета 1), 5 g титанов диоксид/kg диета (Диета 2), или и двете 5 g хромен оксид и 5 g титан диоксид/кг диета (Диета 3). Въпреки че анализът на Cr е по-нисък от очакваното, средно 2 600 mg Cr/kg диета в сравнение с очакваното ниво от 3 395 mg Cr/kg диета (5000 mg Cr2O3 добавени × 99,3% чистота × 684 g/kg Cr), той не се различава независимо дали се добавя самостоятелно (Диета 1) или с титанов диоксид (Диета 3), Таблица 2. Титанът в диети 2 и 3 е средно 2 502 mg/kg диета след изваждане на видимия фон Ti ниво, отбелязано в диета 1. Това също е по-ниско от очакваната стойност на 2.970 mg Ti/kg диета (добавени 5000 mg TiO2 × 99.0% чистота × 600 g/kg Ti). Имаше леки разлики в нивата на Ti между Диета 2 (диета 2 530 mg Ti/kg) с добавен само TiO2 и Диета 3 (Диета 2,884 mg Ti/kg), когато и Cr2O3 и TiO2.

Фекално изчезване на Cr

Настъпиха взаимодействия между диетите P1 и P2 при изчезване на Cr във фекалиите (P Таблица 3 Фекален хром (mg/g фекален DM) на растящи свине по време на фаза 2, когато се хранят с различни диети по време на фаза 1 и фаза 2

а Концентрация на Cr в изпражненията по време на фаза 2, повлияна от комбинацията от диети фаза 1 и фаза 2. Съкращения: CS, диета на основата на царевично-соево брашно; DDGS, диетилен дестилатор на царевично-соево брашно, сушени зърнени храни; DDC, обезлюдена, обезмаслена царевично-соева диета. Първото съкращение в легендата представлява диетата Фаза-1, а второто съкращение в легендата представлява диетата Фаза-2. Ден за събиране след промяна от фаза-1 към фаза-2 диета с d-0 е денят на промяна на диетата. б Концентрация на Cr в изпражненията по време на фаза 2, повлияна от фаза 1 диета. Легенда съкращения: CS, диета на основата на царевично-соево брашно; DDGS, диетилен дестилатор на царевично-соево брашно, сушени зърнени храни; DDC, обезлюдена, обезмаслена царевично-соева диета. Ден за събиране след промяна от фаза-1 към фаза-2 диета с d-0 е денят на промяна на диетата. ° С Концентрация на Cr в растящите свине по време на Фаза 2, повлияна от Фаза 2 диета. Легенда съкращения: CS, диета на основата на царевично-соево брашно; DDGS, диетилен дестилатор на царевично-соево брашно, сушени зърнени храни; DDC, обезлюдена, обезмаслена царевично-соева диета. Ден за събиране след промяна от фаза-1 към фаза-2 диета с d-0 е денят на промяна на диетата

Основният ефект на диетата P1 върху концентрацията на P2 във фекалиите на Cr се отчита в таблица 3 и графично е изобразен на фиг. 2b. За d-14 и следващите 2 d, прасетата, хранени с диетата DDC в P1, са имали по-голяма концентрация на P2 във фекални Cr от, отколкото при прасета, хранени с CS или DDGS диета, като прасетата, хранени с CS диета, имат по-висока P2 фекална Cr от прасетата хранени с DDGS диета за d-14 и d-15, но равни на d-16. След това не се забелязват хранителни разлики. Основният ефект на P2 диетата върху концентрацията на P2 във фекалните Cr е допълнително докладван в таблица 3 и графично изобразен на фиг. 2в. Диета от фаза 2 не е оказала влияние върху концентрацията на P2 във фекални Cr сред прасета, хранени с диетите за d-14 до d-16, като прасетата, хранени с диетата DDC, имат по-висока концентрация на P2 във фекални Cr, отколкото прасетата, хранени с CS или DDGS диети на d- 17 и d-18, без разлики в концентрацията на P2 във фекални Cr между прасета, хранени с диети CS или DDGS. След d-18, P2 фекална Cr пада под LOQ за прасета, хранени с CS или диетата DDGS, но не намалява под LOQ при прасета, хранени с DDC диета до d-21.

Външен вид на фекалиите

Подобно на това, наблюдавано за изчезване на фекални Cr, са наблюдавани взаимодействия между диетите P1 и P2 при появата на фекален Ti по време на P2, със специфични стойности и нива на значимост, изброени в таблица 4 и графично изобразени на фиг. 3а. Средно по промените в диетата, когато диетичният NDF се увеличава в диетите, хранени на прасета от P1 на P2 (т.е. прасетата, хранени с диета CS, преминават на диета DDGS, а прасетата, хранени с диета DDC, преминават на диета CS или DDGS), отне 2.4 d за всеки 5 процентни единици увеличение на NDF за P2 фекален Ti, за да достигне максималното си ниво. За разлика от това, когато диетичният NDF беше намален в диетите, хранени на прасета от P1 на P2 (т.е. прасетата, хранени с CS диета, преминаха на диета DDC, а прасетата, хранени с диета DDGS, преминаха на CS или DDC диета), отне 3.2 d за всеки 5 процентни единици намаление на NDF за P2 фекален Ti, за да достигне максималното си ниво (Таблици 4 и 5). Когато прасетата остават на същите диети от P1 до P2, прасетата непрекъснато се хранят с диетата DDC, съдържаща 25,1 g/kg NDF, отнема 4,6 d за P2 фекален Ti, за да достигне 95% от максималното ниво, докато прасетата се хранят с CS диета, съдържаща 72,5 g/kg NDF и диетата DDGS, съдържаща 125,0 g/kg NDF, отнемаха съответно 3,7 d и 2,8 d, за да P2 фекален Ti достигне 95% от максималното си ниво (Таблици 4 и 5).

а Концентрация на фекален Ti по време на фаза 2, повлияна от комбинацията от диети фаза 1 и фаза 2. Съкращения: CS, диета на основата на царевично-соево брашно; DDGS, диетилен дестилатор на царевично-соево брашно, сушени зърнени храни; DDC, обезлюдена, обезмаслена царевично-соева диета. Първото съкращение в легендата представлява диетата Фаза-1, а второто съкращение в легендата представлява диетата Фаза-2. Ден за събиране след промяна от фаза-1 към фаза-2 диета с d-0 е денят на промяна на диетата. б Концентрация на фекален Ti по време на фаза 2, повлияна от фаза 1 диета. Легенда съкращения: CS, диета на основата на царевично-соево брашно; DDGS, диетилен дестилатор на царевично-соево брашно, сушени зърнени храни; DDC, обезлюдена, обезмаслена царевично-соева диета. Ден за събиране след промяна от фаза-1 към фаза-2 диета с d-0 е денят на промяна на диетата. ° С Концентрация на фекален Ti по време на Фаза 2, повлияна от Фаза 2 диета. Легенда съкращения: CS, диета на основата на царевично-соево брашно; DDGS, диетилен дестилатор на царевично-соево брашно, сушени зърнени храни; DDC, обезлюдена, обезмаслена царевично-соева диета. Ден за събиране след промяна от фаза-1 към фаза-2 диета с d-0 е денят на промяна на диетата

Основният ефект от диетата P1 върху концентрацията на Ti фекален Ti се отчита в таблица 4 и графично е изобразен на фиг. 3b. Преди d-16, фекалният Ti е под лабораторния LOQ от 6 mg/kg фекален DM. На d-16 P2 фекален Ti за прасета, хранени с диета DDC в P1 е по-голям, отколкото за прасета, хранени с диети CS или DDGS, без разлика, наблюдавана в P2 фекален Ti между прасета, хранени с диети CS и DDGS. След d-16 диетите, хранени по време на P1, не оказват влияние върху концентрациите на P2 във фекалиите. Основният ефект от диетата P2 върху концентрацията на Ti фекален Ti се отчита в таблица 4 и графично е изобразен на фиг. 3в. Не са наблюдавани разлики между концентрациите на P2 във фекалиите на Ti при прасета, хранени с диети за d-14 до d-16. От d-17 до d-21, прасетата, хранени с диетата DDC по време на P2, са имали по-висока концентрация на P2 във фекалиите Ti, отколкото прасетата, хранени или с диети CS или DDGS, а прасетата, хранени с диета CS, имат по-висока концентрация на P2 фекал Ti в сравнение с прасетата хранени с диетите DDGS.

Дискусия

Проведени са многобройни експерименти за описване на времето на появата на първия или 5% маркер [4, 5, 11, 28], средната скорост на преминаване [6, 8, 28–31] или 25, 50, 80 или 95% от отделен маркер [4, 5, 7]; стойности, които са полезни при математическо моделиране на храносмилането [3]. Това не беше фокусът на нашия експеримент, тъй като избрахме само да определим кога P2 фекален Cr достигне своя минимум LOQ и кога P2 фекален Ti достигне 95% от своя максимум, защото ни интересуваше дали предишната или настоящата диета влияе, когато има диетичен маркер напълно екскретирани (Cr, таблица 3) или стабилизирани (Ti, таблица 4).