Investigation of the effect of different additives on the qualities, <i>in vitro</i> degradation, and rumen fermentation profile of indigo waste silage
- 1. Udon Thani Rajabhat University
- 2. Sakon Nakhon Rajabhat University
- 3. Rajamangala University of Technology Isan
Description
Natural indigo dye production produces indigo waste as a by-product. Our purpose of this study was to examine the effects of calcium hydroxide (Ca(OH)2), cellulase (CE), molasses (MO), and their combinations on the silage quality, in vitro degradability, and rumen fermentation parameters of indigo waste silage. A completely randomized design (CRD) was used for the experiment. Indigo waste was chopped and ensiled in a small-scale silo with no additive (control), Ca(OH)2, MO, CE, Ca(OH)2:MO, Ca(OH)2:CE, MO:CE, and MO:CE:Ca(OH)2. After 30 days of storage, the silages were tested for quality and chemical composition, as well as an in vitro fermentation. The ruminal fluid inoculum was collected from two beef cattle with a body weight (BW) of 200±10 kg, and the inoculum had been pre-heated before being transported to the laboratory. Silage with MO, CE, or their combination increased the amount of lactic acid (p < 0.01). The silage pH was lowest in MO:CE (4.5) and was highest in Ca(OH)2:CE (10.6) in indigo waste (p < 0.01). In comparison to the control (19.5% CP), the CP content of all additives increased by 20.7% to 21.5% (p = 0.02). The addition of Ca(OH)2:MO and Ca(OH)2:CE resulted in a reduction of NDF content by 60.7% and 59.4%, respectively, in comparison to the control group (72.4%) (p < 0.01). Silage with additives had no effect on the cumulative gas production or gas kinetics, except that the constant rate of gas production for the insoluble fraction (c) was higher in MO (p = 0.03). In vitro dry matter degradability (IVDMD) was higher in CE and MO and highest in MO:CE-treated silage (p < 0.01). The in vitro organic matter degradability (IVOMD) increased in Ca(OH)2:MO compared with the control (p = 0.03). The additives alone or in their two combinations in silage reduced the ruminal ammonia-nitrogen (NH3-N) concentration (28.0 to 31.5 mg/dL) when compared to the control (32.7 mg/dL) (p < 0.01). In addition, the highest total volatile fatty acid (VFA) level was found in the silage of the MO (92.9 mmol/L) compared with the control (71.3 mmol/l) (p < 0.01). The proportion of propionic acid and butyric acid increased (p < 0.01) whereas acetic acid decreased (p < 0.01) in the rumen of silage with MO and CE. In summary, the addition of MO and CE has the potential to be used in the silage of indigo waste.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
ينتج عن إنتاج صبغة النيلة الطبيعية نفايات نيلية كمنتج ثانوي. كان هدفنا من هذه الدراسة هو فحص تأثيرات هيدروكسيد الكالسيوم (Ca(OH)2)، السليلوز (CE)، دبس السكر (MO)، ومجموعاتها على جودة السيلاج، <مائل>في المختبر</ مائل> التحلل، ومعلمات تخمير الكرش لسيلاج نفايات النيلي. تم استخدام تصميم عشوائي تمامًا (CRD) للتجربة. تم تقطيع نفايات النيلي ووضعها في صومعة صغيرة الحجم بدون مادة مضافة (تحكم)، Ca(OH)2، MO، CE، Ca(OH) :MO، Ca(OH): CE، MO:CE، و MO:CE:Ca(OH). بعد 30 يومًا من التخزين، تم اختبار السيلاج للتأكد من جودته وتركيبته الكيميائية، بالإضافة إلى تخمير <مائل>في المختبر</ مائل>. تم جمع لقاح سائل الكرش من اثنين من الأبقار بوزن جسم 200±10 كجم، وتم تسخين اللقاح مسبقًا قبل نقله إلى المختبر. زاد السيلاج مع MO أو CE أو مزيجهما من كمية حمض اللاكتيك (p</ italic> < 0.01). كان الرقم الهيدروجيني للسيلاج أقل في MO:CE (4.5) وكان أعلى في Ca(OH)2:CE (10.6) في النفايات النيلية (p</ italic> < 0.01). بالمقارنة مع عنصر التحكم (19.5 ٪ CP)، زاد محتوى CP لجميع المواد المضافة بنسبة 20.7 ٪ إلى 21.5 ٪ (<مائل>p</ مائل> = 0.02). أدت إضافة Ca(OH)2:MO و Ca(OH)2:CE إلى انخفاض محتوى NDF بنسبة 60.7 ٪ و 59.4 ٪ على التوالي، مقارنة بالمجموعة الضابطة (72.4 ٪) (<مائل>p</ مائل> < 0.01). لم يكن للسيلاج مع المواد المضافة أي تأثير على إنتاج الغاز التراكمي أو حركية الغاز، باستثناء أن المعدل الثابت لإنتاج الغاز للجزء غير القابل للذوبان (c) كان أعلى في MO (p</ italic >= 0.03). في المختبر</ italic> كان تحلل المادة الجافة (IVDMD) أعلى في CE و MO وأعلى في MO: السيلاج المعالج بـ CE (p</ italic> < 0.01). زاد في المختبر</ italic> تحلل المواد العضوية (IVOMD) في Ca(OH)2:MO مقارنة مع عنصر التحكم (p</ italic> = 0.03). المواد المضافة وحدها أو في مجموعتين في السيلاج خفضت تركيز الأمونيا والنيتروجين الكرش (NH3-N) (28.0 إلى 31.5 ملغ/ديسيلتر) بالمقارنة مع عنصر التحكم (32.7 ملغ/ديسيلتر) (<مائل>p</ مائل> < 0.01). بالإضافة إلى ذلك، تم العثور على أعلى مستوى إجمالي للحمض الدهني المتطاير (VFA) في السيلاج من MO (92.9 ملي مول/لتر) مقارنة مع عنصر التحكم (71.3 ملي مول/لتر) (<مائل>p</ مائل> < 0.01). زادت نسبة حمض البروبيونيك وحمض البيوتيريك (p</ italic> < 0.01) بينما انخفض حمض الخليك (p</ italic> < 0.01) في كرش السيلاج مع MO و CE. باختصار، إضافة MO و CE لديها القدرة على استخدامها في السيلاج من نفايات النيلي.</ abstract>
Translated Description (French)
La production naturelle de colorants indigo produit des déchets d'indigo en tant que sous-produit. Notre objectif de cette étude était d'examiner les effets de l'hydroxyde de calcium (Ca(OH)2), de la cellulase (CE), de la mélasse (MO) et de leurs combinaisons sur la qualité de l'ensilage, la dégradabilité in vitro et les paramètres de fermentation du rumen des déchets d'ensilage d'indigo. Un plan complètement randomisé (CRD) a été utilisé pour l'expérience. Les déchets d'indigo ont été hachés et ensilés dans un silo à petite échelle sans additif (contrôle), Ca(OH)2, MO, CE, Ca(OH)2 :MO, Ca(OH)2 :CE, MO :CE et MO :CE :Ca(OH)2. Après 30 jours de stockage, les ensilages ont été testés pour la qualité et la composition chimique, ainsi qu'une fermentation in vitro. L'inoculum de liquide ruminal a été prélevé sur deux bovins de boucherie d'un poids corporel (PC) de 200±10 kg, et l'inoculum avait été préchauffé avant d'être transporté au laboratoire. L'ensilage avec MO, CE ou leur combinaison a augmenté la quantité d'acide lactique (p < 0,01). Le pH de l'ensilage était le plus bas dans MO :CE (4,5) et le plus élevé dans Ca(OH)2 :CE (10,6) dans les déchets d'indigo (p < 0,01). Par rapport au témoin (19,5% CP), la teneur en CP de tous les additifs a augmenté de 20,7% à 21,5% (p = 0,02). L'ajout de Ca(OH)2 :MO et Ca(OH)2 :CE a entraîné une réduction de la teneur en NDF de 60,7 % et 59,4 %, respectivement, par rapport au groupe témoin (72,4 %) (p < 0,01). L'ensilage avec additifs n'a eu aucun effet sur la production cumulée de gaz ou la cinétique des gaz, sauf que le taux constant de production de gaz pour la fraction insoluble (c) était plus élevé dans l'OM (p = 0,03). La dégradabilité de la matière sèche in vitro (IVDMD) était plus élevée dans l'EC et l'OM et la plus élevée dans l'ensilage traité avec l'OM : EC (p < 0,01). La dégradabilité in vitro de la matière organique (IVOMD) a augmenté en Ca(OH)2 :MO par rapport au témoin (p = 0,03). Les additifs seuls ou dans leurs deux combinaisons dans l'ensilage ont réduit la concentration ruminale d'ammoniac-azote (NH3-N) (28,0 à 31,5 mg/dL) par rapport au témoin (32,7 mg/dL) (p < 0,01). De plus, le taux d'acides gras volatils totaux (AGV) le plus élevé a été trouvé dans l'ensilage de l'OM (92,9 mmol/L) par rapport au témoin (71,3 mmol/L) (p < 0,01). La proportion d'acide propionique et d'acide butyrique a augmenté (p < 0,01) tandis que l'acide acétique a diminué (p < 0,01) dans le rumen de l'ensilage avec MO et CE. En résumé, l'ajout de MO et de CE a le potentiel d'être utilisé dans l'ensilage des déchets d'indigo.
Translated Description (Spanish)
La producción natural de tinte índigo produce residuos de índigo como subproducto. Nuestro propósito de este estudio fue examinar los efectos del hidróxido de calcio (Ca(OH)2), la celulasa (CE), la melaza (MO) y sus combinaciones sobre la calidad del ensilaje, la degradabilidad in vitro y los parámetros de fermentación del rumen del ensilaje residual de índigo. Se utilizó un diseño completamente aleatorizado (CRD) para el experimento. Los residuos de índigo se cortaron y ensilaron en un silo a pequeña escala sin aditivo (control), Ca(OH)2, MO, CE, Ca(OH)2:MO, Ca(OH)2:CE, MO:CE y MO:CE:Ca(OH)2. Después de 30 días de almacenamiento, los ensilajes se probaron para determinar su calidad y composición química, así como una fermentación in vitro. El inóculo de líquido ruminal se recolectó de dos bovinos de carne con un peso corporal (BW) de 200±10 kg, y el inóculo se había precalentado antes de ser transportado al laboratorio. El ensilado con MO, CE o su combinación aumentó la cantidad de ácido láctico (p < 0.01). El pH del ensilado fue más bajo en MO:CE (4.5) y más alto en Ca(OH)2:CE (10.6) en residuos de índigo (p < 0.01). En comparación con el control (19.5% CP), el contenido de CP de todos los aditivos aumentó en un 20.7% a 21.5% (p = 0.02). La adición de Ca(OH)2:MO y Ca(OH)2:CE resultó en una reducción del contenido de NDF en un 60.7% y 59.4%, respectivamente, en comparación con el grupo de control (72.4%) (p < 0.01). El ensilaje con aditivos no tuvo ningún efecto sobre la producción acumulativa de gas o la cinética del gas, excepto que la tasa constante de producción de gas para la fracción insoluble (c) fue mayor en MO (p = 0.03). La degradabilidad de la materia seca in vitro (IVDMD) fue mayor en CE y MO y la más alta en MO: ensilaje tratado con CE (p < 0.01). La degradabilidad de la materia orgánica (IVOMD) in vitro aumentó en Ca(OH)2:MO en comparación con el control (p = 0.03). Los aditivos solos o en sus dos combinaciones en ensilaje redujeron la concentración de amoníaco-nitrógeno ruminal (NH3-N) (28.0 a 31.5 mg/dL) en comparación con el control (32.7 mg/dL) (p < 0.01). Además, el nivel más alto de ácidos grasos volátiles totales (AGV) se encontró en el ensilaje del MO (92.9 mmol/L) en comparación con el control (71.3 mmol/l) (p < 0.01). La proporción de ácido propiónico y ácido butírico aumentó (p < 0.01) mientras que el ácido acético disminuyó (p < 0.01) en el rumen del ensilaje con MO y CE. En resumen, la adición de MO y CE tiene el potencial de ser utilizada en el ensilaje de residuos de índigo.
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التحقيق في تأثير الإضافات المختلفة على الصفات، <i>في المختبر</ i> التحلل، وملف تخمير الكرش لسيلاج نفايات النيلي
- Translated title (French)
- Étude de l'effet de différents additifs sur les qualités, la dégradation <i>in vitro</i> et le profil de fermentation du rumen des déchets d'ensilage d'indigo
- Translated title (Spanish)
- Investigación del efecto de los diferentes aditivos sobre las cualidades, la degradación <i>in vitro</i> y el perfil de fermentación en el rumen del ensilaje residual de índigo
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4391105659
- DOI
- 10.3934/agrfood.2024010
References
- https://openalex.org/W1551978918
- https://openalex.org/W1997087247
- https://openalex.org/W2017792687
- https://openalex.org/W2045570264
- https://openalex.org/W2047532881
- https://openalex.org/W2066394966
- https://openalex.org/W2116361846
- https://openalex.org/W2148636894
- https://openalex.org/W2152483471
- https://openalex.org/W2153951383
- https://openalex.org/W2163444364
- https://openalex.org/W2164366449
- https://openalex.org/W2346240381
- https://openalex.org/W2346685447
- https://openalex.org/W2565640431
- https://openalex.org/W2606648280
- https://openalex.org/W2765533713
- https://openalex.org/W2766259109
- https://openalex.org/W2800889597
- https://openalex.org/W2901539925
- https://openalex.org/W2902660410
- https://openalex.org/W2946925292
- https://openalex.org/W2989662631
- https://openalex.org/W3001272526
- https://openalex.org/W3017330954
- https://openalex.org/W3035880307
- https://openalex.org/W3039453561
- https://openalex.org/W3042721648
- https://openalex.org/W3081877698
- https://openalex.org/W3092652597
- https://openalex.org/W3121876655
- https://openalex.org/W3125872503
- https://openalex.org/W3130891308
- https://openalex.org/W4210832501
- https://openalex.org/W4214713727
- https://openalex.org/W4221124647
- https://openalex.org/W4301430878
- https://openalex.org/W4312205549
- https://openalex.org/W4319795353
- https://openalex.org/W4364321218
- https://openalex.org/W4378473238
- https://openalex.org/W4380989431
- https://openalex.org/W63546069