Determination of Anti-Methanogenic and Anti-Proteolytic Effects of Mulberry Leaves Used in Lamb Rations

Abstract

Reducing methane emissions in the livestock sector is of great importance not only for ensuring environmental sustainability but also for preventing energy losses originating from feed. This study aims to determine the anti-methanogenic and anti-proteolytic effects of mulberry (Morus alba) leaves used in lamb rations. The effects of mulberry leaves included in the ration at different levels (0%, 5%, 10%, 15%, 20%) on in vitro digestion parameters were evaluated. The chemical composition, in vitro gas production, methane emission, digestibility, and fermentation parameters of rations containing different proportions of mulberry leaves were examined. Findings obtained under in vitro conditions showed that CH₄ (ml) production ranged between 14.81 and 15.22, and NH₃-N production ranged between 47.88 and 49.30, with no statistically significant differences. These results indicate that mulberry leaves used at different inclusion levels do not exhibit anti-methanogenic or anti-proteolytic effects. Since the inclusion of mulberry leaves in the ration did not have a negative effect on fermentation parameters and due to their high nutritional value especially protein content it is considered that mulberry leaves could contribute to closing the forage gap as a cheap and alternative feed resource in regions and seasons where sufficient roughage for ruminant feeding is not produced.

Keywords

• Mulberry leaf
• Lamb ration
• Methane emission
• Anti-methanogenic effect
• Anti-proteolytic effect

Kuzu Rasyonlarında Kullanılan Dut Yapraklarının Anti-Metanojenik ve Anti-Proteolitik Etkilerinin Belirlenmesi

Abstract

Hayvancılık sektöründe metan emisyonlarının azaltılması çevresel sürdürülebilirliği sağlamanın yanında yemden kaynaklı enerji kayıplarını önlemek açısından büyük önem taşımaktadır. Bu çalışma, kuzu rasyonlarında kullanılan dut (Morus alba) yapraklarının anti-metanojenik ve anti-proteolitik etkilerini belirlemeyi amaçlamaktadır. Çalışmada, farklı oranlarda (%0, %5, %10, %15, %20) rasyona dahil edilen dut yapraklarının in vitro sindirim parametreleri üzerindeki etkileri değerlendirilmiştir. Çalışmada, farklı oranlardaki dut yapraklarından oluşturulan rasyonların kimyasal bileşimi, in vitro gaz üretimi, metan emisyonu, sindirim derecesi ve fermantasyon parametreleri incelenmiştir. İn vitro koşullarda yapılan çalışmada elde edilen bulgular dut yaprağının CH4 (ml) üretiminin 14.81-15.22, NH3-N üretiminin ise 47.88 49.30 arasında değiştiğini göstermiş ve istatiksel olarak önemli bulunmamıştır. Bu bulgular farklı oranlarda kullanılan dut yaprağının anti-metanojenik ve anti-proteolitik etkisinin olmadığını göstermiştir. Rasyona dut yaprağının ilave edilmesinin fermantasyon parametreleri üzerinde olumsuz bir etkisinin olmaması ve dut yaprağının besin değerleri özellikle protein içeriğinin yüksek olmasından dolayı, ruminant hayvanların beslenmesinde kullanılan kaba yemlerin yeterince üretilmediği bölge ve mevsimlerde ucuz ve alternatif yem kaynağı olarak dut yapraklarının kullanılmasının kaba yem açığının giderilmesine katkıda bulunacağı düşünülmektedir.

Keywords

• Dut yaprağı
• Kuzu rasyonu
• Metan emisyonu
• Anti-metanojenik etki
• Anti-proteolitik etki

References

1. Akçil E, Denek N. 2013. Farklı seviyelerde okaliptus (Eucalyptus camaldulensis) yaprağının bazı kaba yemlerin in vitro metan gazı üretimi üzerine etkisinin araştırılması. Harran Univ Vet Fak Derg, 2(2): 75-81.
2. Akın G. 2006. Küresel Isınma, Nedenleri ve Sonuçları. Ankara Univ Dil Tarih Cog Fak Derg, 46(2): 29-43.
3. Aksay CS, Ketenoğlu O, Kurt L. 2005. Küresel Isınma ve İklim Değişikliği. Selçuk Univ Fen Fak Fen Derg, 1(25): 29-42.
4. AOAC. 1990. Official method of analysis. 15th ed., Association of Official Analytical Chemists, Washington, DC, USA, pp: 15.
5. Bilal Y, Kamalak A. 2022. Kuzu rasyonlarına meşe palamudu ilavesinin sindirim derecesine, metabolik enerjisine ve metan üretimine etkisinin in vitro gaz üretim tekniği ile belirlenmesi. KSÜ Tarım Doğa Derg, 25(Ek Sayı 2): 583-590.
6. Blümmel M, Lebzien P. 2001. Predicting ruminal microbial efficiencies of dairy rations by in vitro techniques. Livest Prod Sci, 68: 107-117.
7. Blümmel M, Orskov ER. 1993. Comparison of in vitro gas production and nylon bag degradability of roughages in predicting feed intake in cattle. Anim Feed Sci Tech, 40: 109-119.
8. Blümmel M, Makkar HPS, Chisanga G, Mtimuni J, Becker K. 1997. The prediction of dry matter intake of temperate and tropical roughages from in vitro digestibility/gas-production data. Anim Feed Sci Tech, 69(1-3): 131-141.

9. Cengiz T, Kamalak A. 2020. Farklı bölgelerde yetişen söğüt yapraklarının potansiyel besleme değerlerinin ve anti-metanojenik özelliklerinin belirlenmesi. KSÜ Tarım Doğa Derg, 23(5): 1351-1358.
10. Chen D, Chen X, Tu Y, Wang B, Lou C, Ma T, Diao Q. 2015. Effects of mulberry leaf flavonoid and resveratrol on methane emission and nutrient digestion in sheep. Anim Nutr, 1(4): 362-367.
11. de Morais JPG, Campana M, Gregorini P, Garcia TM, Minussi JFDA, Pereira SN, Del Valle TA. 2023. In vitro evaluation of potentially edible Brazilian trees and shrubs in ruminant nutrition. Animals, 13(23): 3703.
12. Duncan DB. 1955. Multiple range and multiple F tests. Biometrics, 11(1): 1-42.
13. Goel G, Makkar HP, Becker K. 2008. Effects of Sesbania sesban and Carduus pycnocephalus leaves and Fenugreek seeds and their extracts on partitioning of nutrients to methane. Anim Feed Sci Tech, 147(1-3): 72-89.
14. Guven I. 2012. Effect of species on nutritive value of mulberry leaves. Kafkas Univ Vet Fak Derg, 18(5).
15. Habib G, Khan NA, Sultan A, Ali M. 2016. Nutritive value of common tree leaves for livestock in the semiarid and arid rangelands of Northern Pakistan. Livest Sci, 184: 64-70.
16. Hassan FU, Arshad MA, Li M, Rehman MSu, Loor JJ, Huang J. 2020. Potential of mulberry leaf biomass and its flavonoids to improve production and health in ruminants. Animals, 10(1): 2076.
17. Jafari S, Ebrahimi M, Goh YM, Rajion MA, Jahromi MF, Al-Jumaili WS. 2019. Manipulation of rumen fermentation and methane gas production by plant secondary metabolites. Ann Anim Sci, 19(1): 3-29.
18. Johnson KA, Johnson DE. 1995. Methane emissions from cattle. J Anim Sci, 73(8): 2483-2492.
19. Kamalak A, Ozkan CO. 2021. Potential nutritive value and anti-methanogenic potential of some fallen tree leaves in Türkiye. Livest Res Rural Dev, 33(11): 132.
20. Kandylis K, Hadjigeorgiou I, Harizanis P. 2009. The nutritive value of mulberry leaves (Morus alba) as a feed supplement for sheep. Trop Anim Health Prod, 41: 17-24.
21. Kutlu R, Görgülü M, Çelik LB. 2005. ZM-208 Genel Hayvan Besleme Ders Notu. URL: https://www.ruminantbesleme.com/wp-content/uploads/2018/09/GENEL-HAYVAN-BESLEME.pdf (accessed date: March 3, 2022).
22. Makkar HP, Blümmel M, Becker K. 1995. In vitro effects of and interactions between tannins and saponins and fate of tannins in the rumen. J Sci Food Agric, 69(4): 481-493.
23. Menke KH, Steingass H. 1988. Estimation of the energetic feed value from chemical analysis and in vitro gas production using rumen fluid. Anim Res Dev, 28: 7-55.
24. Olfaz M, Kilic U, Boga M, Abdi AM. 2018. Determination of in vitro gas production and potential feed value of olive, mulberry and sour orange tree leaves. Open Life Sci, 13(1): 269-278.
25. Özdemir Ö, Kaya A. 2020. Bazı ağaç yapraklarının in vitro gaz üretim tekniğiyle yem değerlerinin belirlenmesi. YYÜ J Agric Sci, 30(3): 454-461.
26. Selçuk B, Kamalak A. 2022. Biberiye yaprağı ekstraktının yonca otunun rumen fermentasyonu, metan ve mikrobiyal protein üretimine etkisi. KSÜ Tarım Doğa Derg, 25(3): 623-628.
27. SPSS. 2011. IBM SPSS statistics for Windows, version 20.0. New York: IBM Corp.
28. Tavendale MH, Meagher LP, Pacheco D, Walker N, Attwood GT, Sivakumaran S. 2005. Methane production from in vitro rumen incubation and effects of condensed tannin fractions. Anim Feed Sci Tech, 123-124: 403-419.
29. TÜİK. 2023. URL: https://data.tuik.gov.tr/Bulten/Index?p=Sera-Gazi-Emisyon-Istatistikleri-1990-2021-49672 (accessed date: June 24, 2025).
30. Ulger I, Kamalak A, Kurt O, Kaya E, Guven I. 2017. Comparison of chemical composition and anti-methanogenic potential of tree leaves using in vitro gas production technique. Cienc Investig Agrar, 44(1): 75-82.
31. Van Nevel CJ, Demeyer DI. 1996. Control of rumen methanogenesis. Environ Monit Assess, 42: 73-97.