Published January 23, 2021 | Version v1
Publication Open

Reducing enteric methane production from buffalo (Bubalus bubalis) by garlic oil supplementation in in vitro rumen fermentation system

Creators

  • 1. Central Institute for Research on Buffaloes

Description

Abstract Enteric methane production contributes significantly to the greenhouse gas emission globally. Although, buffaloes are integral part of livestock production in Asian countries, contributing milk, meat and draft power, the contribution of enteric methane to environmental pollution attracts attention. The present study investigated the efficacy of garlic ( Allium sativum ) oil in reducing enteric methane production from buffaloes ( Bubalus bubalis ) by in vitro rumen fermentation. Garlic oil (GOL) was tested at four concentrations [0 (Control), 33.33 µl (GOL-1), 83.33 µl (GOL-2) and 166.66 µl (GOL-3) per litre of buffered rumen fluid] in 100-ml graduated glass syringes and incubated at 39℃ for 24 h for in vitro rumen fermentation study. Supplementation of GOL-1 increased ( p < 0.05) total gas production in comparison with GOL-3; however, it remained comparable ( p > 0.05) with control and GOL-2. Graded doses of garlic oil inclusions reduced ( p < 0.001) methane concentration (%) in total gas and total methane production (ml/g DM), irrespective of concentrations. The feed degradability, volatile fatty acids and microbial biomass production (MBP) were not affected ( p > 0.05) by GOL-1, but these tended to decrease in GOL-2 with marked reduction ( p < 0.01) in GOL-3. The decrease ( p < 0.01) in NH 3 –N concentration in fermentation fluid in the presence of garlic oil, irrespective of concentration, suggests reduced deamination by inhibiting rumen proteolytic bacterial population. The activities of ruminal fibrolytic enzymes (CMCase, xylanase, β-glucosidase, acetyl esterase) were not affected by lower dose (GOL-1) of garlic oil; however, reduction ( p < 0.05) of these enzymes activity in rumen liquor was evident at higher doses (GOL-2 and GOL-3) of supplementation. This study shows positive impact of garlic oil supplementation at low dose (33.33 µl/l of rumen fluid) in reducing enteric methane production, thereby, abatement of environmental pollution without affecting feed digestibility.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يساهم إنتاج الميثان المعوي بشكل كبير في انبعاثات غازات الدفيئة على مستوى العالم. على الرغم من أن الجاموس جزء لا يتجزأ من الإنتاج الحيواني في البلدان الآسيوية، حيث يساهم بالحليب واللحوم وطاقة السحب، إلا أن مساهمة الميثان المعوي في التلوث البيئي تجذب الانتباه. بحثت الدراسة الحالية في فعالية زيت الثوم ( Allium sativum ) في تقليل إنتاج الميثان المعوي من الجاموس ( Bubalus bubalis ) عن طريق التخمير في المختبر. تم اختبار زيت الثوم (GOL) عند أربعة تركيزات [0 (التحكم)، 33.33 ميكرولتر (GOL -1)، 83.33 ميكرولتر (GOL -2) و 166.66 ميكرولتر (GOL -3) لكل لتر من سائل الكرش المخزن] في محاقن زجاجية متدرجة سعة 100 مل وحضنت عند 39درجة مئوية لمدة 24 ساعة لدراسة تخمير الكرش في المختبر. زادت مكملات GOL -1 من إجمالي إنتاج الغاز ( p < 0.05) مقارنة بـ GOL -3 ؛ ومع ذلك، ظلت قابلة للمقارنة ( p > 0.05) مع التحكم و GOL -2. خفضت الجرعات المتدرجة من مشتملات زيت الثوم ( p < 0.001) تركيز الميثان (٪) في إجمالي الغاز وإجمالي إنتاج الميثان (مل/جم DM)، بغض النظر عن التركيزات. لم تتأثر قابلية تحلل العلف والأحماض الدهنية المتطايرة وإنتاج الكتلة الحيوية الميكروبية (MBP) ( p > 0.05) بواسطة GOL -1، لكن هذه تميل إلى الانخفاض في GOL -2 مع انخفاض ملحوظ ( p < 0.01) في GOL -3. يشير الانخفاض ( p < 0.01) في تركيز NH 3 - N في سائل التخمير في وجود زيت الثوم، بغض النظر عن التركيز، إلى انخفاض إزالة الأمين عن طريق تثبيط مجموعة البكتيريا المحللة للبروتين. لم تتأثر أنشطة الإنزيمات الليفية الكشمية (CMCase، xylanase، β - glucosidase، acetyl esterase) بجرعة أقل (GOL -1) من زيت الثوم ؛ ومع ذلك، كان الانخفاض ( p < 0.05) من نشاط هذه الإنزيمات في سائل الكشافة واضحًا عند جرعات أعلى (GOL -2 و GOL -3) من المكملات الغذائية. تُظهر هذه الدراسة تأثيرًا إيجابيًا لمكملات زيت الثوم بجرعة منخفضة (33.33 ميكرولتر/لتر من سائل الكرش) في تقليل إنتاج الميثان المعوي، وبالتالي الحد من التلوث البيئي دون التأثير على قابلية هضم الأعلاف.

Translated Description (French)

Résumé La production de méthane entérique contribue de manière significative aux émissions de gaz à effet de serre à l'échelle mondiale. Bien que les buffles fassent partie intégrante de la production animale dans les pays asiatiques, apportant du lait, de la viande et de la puissance de trait, la contribution du méthane entérique à la pollution de l'environnement attire l'attention. La présente étude a examiné l'efficacité de l'huile d'ail ( Allium sativum ) dans la réduction de la production de méthane entérique à partir de buffles ( Bubalus bubalis ) par fermentation in vitro du rumen. L'huile d'ail (GOL) a été testée à quatre concentrations [0 (Témoin), 33,33 µl (GOL-1), 83,33 µl (GOL-2) et 166,66 µl (GOL-3) par litre de liquide de rumen tamponné] dans des seringues en verre gradué de 100 ml et incubée à 39℃ pendant 24 h pour une étude de fermentation du rumen in vitro. La supplémentation en GOL-1 a augmenté ( p < 0,05) la production totale de gaz par rapport à GOL-3 ; cependant, elle est restée comparable ( p > 0,05) avec le contrôle et GOL-2. Des doses graduées d'inclusions d'huile d'ail ont réduit ( p < 0,001) la concentration de méthane (%) dans le gaz total et la production totale de méthane (ml/g MS), quelles que soient les concentrations. La dégradabilité des aliments, les acides gras volatils et la production de biomasse microbienne (MBP) n'ont pas été affectés ( p > 0,05) par GOL-1, mais ceux-ci avaient tendance à diminuer dans GOL-2 avec une réduction marquée ( p < 0,01) dans GOL-3. La diminution ( p < 0,01) de la concentration de NH 3 –N dans le liquide de fermentation en présence d'huile d'ail, quelle que soit la concentration, suggère une réduction de la désamination en inhibant la population bactérienne protéolytique du rumen. Les activités des enzymes fibrolytiques du rumen (CMCase, xylanase, β-glucosidase, acétylestérase) n'ont pas été affectées par une dose plus faible (GOL-1) d'huile d'ail ; cependant, une réduction ( p < 0,05) de l'activité de ces enzymes dans la liqueur de rumen était évidente à des doses plus élevées (GOL-2 et GOL-3) de supplémentation. Cette étude montre l'impact positif de la supplémentation en huile d'ail à faible dose (33,33 µl/l de liquide de rumen) sur la réduction de la production de méthane entérique, réduisant ainsi la pollution environnementale sans affecter la digestibilité des aliments.

Translated Description (Spanish)

Resumen La producción de metano entérico contribuye significativamente a la emisión de gases de efecto invernadero a nivel mundial. Aunque los búfalos son parte integral de la producción ganadera en los países asiáticos, aportando leche, carne y energía de tiro, la contribución del metano entérico a la contaminación ambiental llama la atención. El presente estudio investigó la eficacia del aceite de ajo ( Allium sativum ) para reducir la producción de metano entérico de búfalos ( Bubalus bubalis ) mediante fermentación ruminal in vitro. El aceite de ajo (gol) se probó a cuatro concentraciones [0 (Control), 33.33 µl (GOL-1), 83.33 µl (GOL-2) y 166.66 µl (GOL-3) por litro de fluido ruminal tamponado] en jeringas de vidrio graduadas de 100 ml y se incubó a 39℃ durante 24 h para el estudio de fermentación ruminal in vitro. La suplementación de GOL-1 aumentó ( p < 0.05) la producción total de gas en comparación con GOL-3; sin embargo, se mantuvo comparable ( p > 0.05) con el control y GOL-2. Las dosis graduadas de inclusiones de aceite de ajo redujeron ( p < 0.001) la concentración de metano (%) en el gas total y la producción total de metano (ml/g DM), independientemente de las concentraciones. La degradabilidad del alimento, los ácidos grasos volátiles y la producción de biomasa microbiana (MBP) no se vieron afectados ( p > 0.05) por GOL-1, pero estos tendieron a disminuir en GOL-2 con una marcada reducción ( p < 0.01) en GOL-3. La disminución ( p < 0.01) en la concentración de NH 3 –N en el fluido de fermentación en presencia de aceite de ajo, independientemente de la concentración, sugiere una reducción de la desaminación al inhibir la población bacteriana proteolítica del rumen. Las actividades de las enzimas fibrolíticas ruminales (CMCasa, xilanasa, β-glucosidasa, acetil esterasa) no se vieron afectadas por una dosis más baja (GOL-1) de aceite de ajo; sin embargo, la reducción ( p < 0.05) de la actividad de estas enzimas en el licor ruminal fue evidente a dosis más altas (GOL-2 y GOL-3) de suplementación. Este estudio muestra el impacto positivo de la suplementación con aceite de ajo a dosis bajas (33,33 µl/l de líquido ruminal) en la reducción de la producción de metano entérico, lo que reduce la contaminación ambiental sin afectar la digestibilidad del alimento.

Files

s42452-021-04264-6.pdf.pdf

Files (950.4 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:da0e9f990e5ee449880ef0be69343544
950.4 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الحد من إنتاج الميثان المعوي من الجاموس (بوبالوس بوباليس) عن طريق مكملات زيت الثوم في نظام تخمير الكرش في المختبر
Translated title (French)
Réduction de la production de méthane entérique à partir du buffle (Bubalus bubalis) par supplémentation en huile d'ail dans un système de fermentation du rumen in vitro
Translated title (Spanish)
Reducción de la producción entérica de metano de búfalo (Bubalus bubalis) mediante la suplementación con aceite de ajo en el sistema de fermentación ruminal in vitro

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3123831751
DOI
10.1007/s42452-021-04264-6

Is supplement to
https://openalex.org/W2988482743 (Other)
https://openalex.org/W2883641151 (Other)
https://openalex.org/W2585472891 (Other)
https://openalex.org/W2432168251 (Other)
https://openalex.org/W2367464516 (Other)
https://openalex.org/W2363177264 (Other)
https://openalex.org/W2341925341 (Other)
https://openalex.org/W2008695868 (Other)
https://openalex.org/W1989748238 (Other)
https://openalex.org/W1510966969 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
India

References

  • https://openalex.org/W138122578
  • https://openalex.org/W1543920612
  • https://openalex.org/W1567608062
  • https://openalex.org/W1608626119
  • https://openalex.org/W1837026033
  • https://openalex.org/W1986811146
  • https://openalex.org/W1997087247
  • https://openalex.org/W2009674410
  • https://openalex.org/W2026191758
  • https://openalex.org/W2032755053
  • https://openalex.org/W2033536410
  • https://openalex.org/W2041574945
  • https://openalex.org/W2046855662
  • https://openalex.org/W2047591722
  • https://openalex.org/W2076608735
  • https://openalex.org/W2079836120
  • https://openalex.org/W2081991646
  • https://openalex.org/W2084114849
  • https://openalex.org/W2104354524
  • https://openalex.org/W2125020329
  • https://openalex.org/W2161059150
  • https://openalex.org/W2172120066
  • https://openalex.org/W2186663830
  • https://openalex.org/W2188672152
  • https://openalex.org/W2604213216
  • https://openalex.org/W2787232603
  • https://openalex.org/W2946145900
  • https://openalex.org/W4321794881
  • https://openalex.org/W563412920