Published January 1, 2020 | Version v1
Publication Open

Enhanced conjugated linoleic acid and biogas production after ruminal fermentation with Piper betle L. supplementation

Creators

  • 1. Suranaree University of Technology
  • 2. Rajamangala University of Technology Isan

Description

ABSTRACT: Piper betle L. is edible plant richer in polyphenols that might improve feed utilization in rumen diet. The objective of the present study was to investigate the effect of various Piper betle L. powder (PL) doses on in vitro rumen microorganisms, ruminal biogas and fermentation end-product production, and biohydrogenation including lipolysis-isomerization. The completely randomized design used five levels of PL supplementation (0, 25, 50, 75 and 100 mg DM) incubated with 400 mg of a basal substrate of Pangola hay and concentrate (50:50). The matrix compounds (g/kg DM) of 0.27 catechin, 0.11 rutin, 3.48 quercetin, 0.41 apigenin, 0.04 myricetin, 0.27 kaempferol, 0.76 eugenol and 0.22 caryophyllene derived from PL altered the fermentation pattern, with an increase in degradable nutrients and total volatile fatty acids and acetogenesis without shifting pH during fermentation. These values promoted in vitro gas production, with higher carbon dioxide and lower methane production. Although, hydrogen recovery from lipolysis-isomerization in biohydrogenation was limited, PL successfully promoted stearic acid (C18:0) accumulation by changing the biohydrogenation pathway of fatty acids, causing more C18:1 trans-11 rather than C18:2 trans-11, cis-15. Consequently, this resulted in more conjugated linoleic acid (CLA) cis-9, trans-11, CLA trans-10, cis-12 and CLA trans-11, cis-13. Enhanced PL supply increased total bacteria and fungal zoospores due to a reduction in rumen protozoa. In conclusion, our results demonstrated that PL is a feed additive with potential for ruminants, promising improved ruminal fermentation and biohydrogenation, while reducing methane production.

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

Translated Description (Arabic)

الخلاصة: Piper betle L. هو نبات صالح للأكل أكثر ثراءً بالبوليفينول الذي قد يحسن استخدام الأعلاف في نظام الكرش الغذائي. كان الهدف من هذه الدراسة هو التحقيق في تأثير جرعات مختلفة من مسحوق Piper betle L. (PL) على الكائنات الحية الدقيقة في المختبر، والغاز الحيوي المجتر وإنتاج المنتج النهائي للتخمير، والهيدروجين الحيوي بما في ذلك تحلل الدهون والأيزومرات. استخدم التصميم العشوائي بالكامل خمسة مستويات من مكملات PL (0 و 25 و 50 و 75 و 100 ملغ DM) المحتضنة مع 400 ملغ من الركيزة القاعدية من قش Pangola والتركيز (50:50). مركبات المصفوفة (جم/كجم DM) من 0.27 كاتشين، 0.11 روتين، 3.48 كيرسيتين، 0.41 أبيجينين، 0.04 ميريسيتين، 0.27 كيمبفيرول، 0.76 يوجينول و 0.22 كاريوفيلين مشتقة من PL غيرت نمط التخمير، مع زيادة في العناصر الغذائية القابلة للتحلل ومجموع الأحماض الدهنية المتطايرة وتكوين الأسيتات دون تغيير الرقم الهيدروجيني أثناء التخمير. عززت هذه القيم إنتاج الغاز في المختبر، مع ارتفاع ثاني أكسيد الكربون وانخفاض إنتاج الميثان. على الرغم من أن استرداد الهيدروجين من تحلل الدهون - الأيزومرة في الهيدروجين الحيوي كان محدودًا، إلا أن PL عزز بنجاح تراكم حمض الاستياريك (C18:0) عن طريق تغيير مسار الهيدروجين الحيوي للأحماض الدهنية، مما تسبب في المزيد من C18:1 trans -11 بدلاً من C18:2 trans -11، cis -15. ونتيجة لذلك، أدى ذلك إلى المزيد من حمض اللينوليك المترافق (CLA) cis -9، trans -11، CLA trans -10، cis -12 و CLA trans -11، cis -13. أدى تعزيز إمداد PL إلى زيادة إجمالي البكتيريا والأبواغ الحيوانية الفطرية بسبب انخفاض بروتوزوا الكرش. في الختام، أظهرت نتائجنا أن PL هي مادة مضافة للأعلاف مع إمكانات للحيوانات المجترة، واعدة بتحسين تخمير الكرش والهيدروجين الحيوي، مع تقليل إنتاج الميثان.

Translated Description (French)

RÉSUMÉ : Piper betle L. est une plante comestible plus riche en polyphénols qui pourrait améliorer l'utilisation des aliments dans l'alimentation du rumen. L'objectif de la présente étude était d'étudier l'effet de diverses doses de poudre de Piper betle L. (PL) sur les micro-organismes in vitro du rumen, la production de biogaz ruminal et de produits finaux de fermentation, et la biohydrogénation, y compris l'isomérisation par lipolyse. La conception complètement randomisée a utilisé cinq niveaux de supplémentation en PL (0, 25, 50, 75 et 100 mg DM) incubés avec 400 mg d'un substrat basal de foin de Pangola et de concentré (50:50). Les composés matriciels (g/kg MS) de 0,27 catéchine, 0,11 rutine, 3,48 quercétine, 0,41 apigénine, 0,04 myricétine, 0,27 kaempférol, 0,76 eugénol et 0,22 caryophyllène dérivés de PL ont modifié le schéma de fermentation, avec une augmentation des nutriments dégradables et des acides gras volatils totaux et de l'acétogenèse sans modifier le pH pendant la fermentation. Ces valeurs ont favorisé la production de gaz in vitro, avec une augmentation du dioxyde de carbone et une diminution de la production de méthane. Bien que la récupération de l'hydrogène par lipolyse-isomérisation dans la biohydrogénation ait été limitée, la PL a favorisé avec succès l'accumulation d'acide stéarique (C18:0) en modifiant la voie de biohydrogénation des acides gras, provoquant plus de C18:1 trans-11 que de C18:2 trans-11, cis-15. Par conséquent, cela a entraîné une augmentation de l'acide linoléique conjugué (CLA) cis-9, trans-11, CLA trans-10, cis-12 et CLA trans-11, cis-13. L'augmentation de l'approvisionnement en PL a augmenté le nombre total de bactéries et de zoospores fongiques en raison d'une réduction des protozoaires du rumen. En conclusion, nos résultats ont démontré que la PL est un additif alimentaire avec un potentiel pour les ruminants, promettant une amélioration de la fermentation ruminale et de la biohydrogénation, tout en réduisant la production de méthane.

Translated Description (Spanish)

RESUMEN: Piper betle L. es una planta comestible más rica en polifenoles que podría mejorar la utilización del alimento en la dieta del rumen. El objetivo del presente estudio fue investigar el efecto de varias dosis de polvo (PL) de Piper betle L. en microorganismos del rumen in vitro, producción de biogás ruminal y producto final de fermentación, y biohidrogenación, incluida la lipólisis-isomerización. El diseño completamente aleatorizado utilizó cinco niveles de suplementación de PL (0, 25, 50, 75 y 100 mg de DM) incubados con 400 mg de un sustrato basal de heno y concentrado de Pangola (50:50). Los compuestos de la matriz (g/kg DM) de 0.27 catequina, 0.11 rutina, 3.48 quercetina, 0.41 apigenina, 0.04 miricetina, 0.27 kaempferol, 0.76 eugenol y 0.22 cariofileno derivados de PL alteraron el patrón de fermentación, con un aumento de nutrientes degradables y ácidos grasos volátiles totales y acetogénesis sin cambiar el pH durante la fermentación. Estos valores promovieron la producción de gas in vitro, con mayor dióxido de carbono y menor producción de metano. Aunque la recuperación de hidrógeno de la lipólisis-isomerización en la biohidrogenación fue limitada, PL promovió con éxito la acumulación de ácido esteárico (C18:0) al cambiar la vía de biohidrogenación de los ácidos grasos, causando más C18:1 trans-11 en lugar de C18:2 trans-11, cis-15. En consecuencia, esto dio como resultado más ácido linoleico conjugado (CLA) cis-9, trans-11, CLA trans-10, cis-12 y CLA trans-11, cis-13. El suministro mejorado de PL aumentó el total de bacterias y zoosporas fúngicas debido a una reducción en los protozoos del rumen. En conclusión, nuestros resultados demostraron que el PL es un aditivo para piensos con potencial para rumiantes, que promete mejorar la fermentación ruminal y la biohidrogenación, al tiempo que reduce la producción de metano.

Files

1678-4596-cr-50-07-e20191001.pdf.pdf

Files (893.7 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
md5:38291c70a0146715f011bfad8f6213a8
893.7 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
حمض اللينوليك المترافق المعزز وإنتاج الغاز الحيوي بعد تخمير الكرش مع مكملات بيبر بيتل L.
Translated title (French)
Amélioration de la production d'acide linoléique conjugué et de biogaz après fermentation ruminale avec supplémentation en Piper betle L.
Translated title (Spanish)
Producción mejorada de ácido linoleico conjugado y biogás después de la fermentación ruminal con suplementos de Piper betle L.

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3034428897
DOI
10.1590/0103-8478cr20191001

Is supplement to
https://openalex.org/W2947163954 (Other)
https://openalex.org/W2889314870 (Other)
https://openalex.org/W2368979211 (Other)
https://openalex.org/W2363177264 (Other)
https://openalex.org/W2356581907 (Other)
https://openalex.org/W2113756910 (Other)
https://openalex.org/W2106410109 (Other)
https://openalex.org/W2090112364 (Other)
https://openalex.org/W2070700513 (Other)
https://openalex.org/W1984418069 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W1984240643
  • https://openalex.org/W1993856596
  • https://openalex.org/W1997087247
  • https://openalex.org/W2001573440
  • https://openalex.org/W2009919541
  • https://openalex.org/W2012408879
  • https://openalex.org/W2016867494
  • https://openalex.org/W2066394966
  • https://openalex.org/W2083105349
  • https://openalex.org/W2084300006
  • https://openalex.org/W2084736077
  • https://openalex.org/W2089293474
  • https://openalex.org/W2093287581
  • https://openalex.org/W2093683438
  • https://openalex.org/W2095656682
  • https://openalex.org/W2097912578
  • https://openalex.org/W2100509290
  • https://openalex.org/W2101690076
  • https://openalex.org/W2123369684
  • https://openalex.org/W2123373906
  • https://openalex.org/W2138569756
  • https://openalex.org/W2149717306
  • https://openalex.org/W2150356537
  • https://openalex.org/W2155563024
  • https://openalex.org/W2164366449
  • https://openalex.org/W2168526937
  • https://openalex.org/W2177858583
  • https://openalex.org/W2284147649
  • https://openalex.org/W2300936203
  • https://openalex.org/W2729191089
  • https://openalex.org/W2756327882
  • https://openalex.org/W2885603337
  • https://openalex.org/W2906339958
  • https://openalex.org/W2931941010
  • https://openalex.org/W2953941130
  • https://openalex.org/W3010689972
  • https://openalex.org/W3038635291
  • https://openalex.org/W4291751970