The Accuracy of Pepsin-Cellulase Technique for Estimating the In Vivo Metabolizable Energy Values of Maize Silage and Dry Forages

Öz

Objective: The aim of this study was to examine the validity of chemical composition and pepsin-cellulose solubility in predicting in vivo metabolizable energy (ME) values of maize silages and dry forages to develop prediction equations for routine use.

Materials and Methods: Forty samples of maize silage and dry forages of known in vivo ME were used to compare an in vitro method with pepsin followed by cellulase technique. Dry forages were alfalfa hay, grass hay and wheat straw (n=30). For this reason, simple or multiple linear regression analysis with pepsin-cellulase solubility (ELOS) or insolubility (EULOS) and the chemical composition was used to establish equations for the prediction of ME.  

Results: The pearson correlation coefficients (r) were found significantly important between in vitro and in vivo ME for maize silages (r = 77.6, % and p= 0.008) and dry forages (r = 81.8, % and p= 0.000). While the highest determination coefficient (R²) value (72.3, %) using single chemical composition with EULOS were obtained with crude fiber, the combination ash and ether extract gave best R² value (88.3,%) with EULOS for maize silages. Adding more than four chemical compositions with ELOS did not improve the R² values (80.4, %) for dry forages.

Conclusion: In conclusion, a reasonably acceptable prediction equation of ME values of maize silage could be made by using ash, crude protein, ether extract and crude fiber or nitrogen free extract with EULOS. Adding more than four chemical compositions with ELOS did not improve the R² of ME values of dry forages. Further work is needed to found the causes of variability in predictive equations and significance of environmental and other factors. 

Mısır Silajı ve Kuru Kaba Yemlerin in vivo Metabolik Enerji Değerlerinin Tahminlenmesinde Pepsin-Sellülaz Tekniğinin Kullanımı

Öz

Amaç: Bu çalışmanın amacı, mısır silajı ve kuru kaba yemlerin in vivo metabolik enerji (ME) değerlerini tahminleme de rutin kullanılacak tahminleme eşitliği geliştirmek için kimyasal kompozisyon ve pepsin-selülaz çözünürlüğü tekniğinin kullanımını incelemektir. 

Materyal ve Metot: In vivo ME değeri bilinen toplam kırk adet mısır silajı (n=10) ve kuru kaba yem (n=30),  pepsin takiben selülaz tekniği olan in vitro bir metodu karşılaştırmak için kullanıldı. Kuru kaba yemler yonca kuruotu, çayır kuruotu ve buğday samanıdır. Bu amaçla, ME değerini tahminleme eşitliği geliştirmek için, pepsin-selülaz çözünebilirliği (ELOS) veya çözünmeyen kısmı (EULOS) ve kimyasal kompozisyonlarla birlikte tekli ve çoklu linear regresyon analizleri yapıldı.

Bulgular: In vitro ve in vivo ME değerleri arasındaki pearson korelasyon katsayısı mısır silajında (r = 77.6, % ve p= 0.008) ve kuru kaba yemlerde  (r = 81.8, % ve p= 0.000) önemli bulundu (p<0.01). Mısır silajında en yüksek belirleme katsayısı (R2 %, 72.3) EULOS ve tekli kimyasal kompozisyon kullanıldığında ham selüloz ile, ikili kombinasyonlarda da ham kül ve ham yağ ile en iyi R2 ( % 88) değerini verdi. Kuru kaba yemlerde R2 değerleri ( % 80.4)  ELOS’la dörtten fazla kimyasal kompozisyon kullanıldığında geliştirilemedi.

Sonuç: Sonuç olarak, mısır silajının ME değerlerini tahminleyici kabul edilebilir eşitlik EULOS ile kül, ham protein, ham yağ ve ham selüloz veya nitrojensiz öz maddeler kullanıldığında oluşturuldu. Kuru kaba yemlerin ME değerlerinin belirleme katsayısı ELOS ile dörtten fazla kimyasal kompozisyon kullanıldığında geliştirilemedi. Bundan sonraki çalışmalarda tahminleyici eşitlikleri etkileyen varyasyonların nedenleri, çevresel ve farklı kaba yem kaynakları kullanımı gibi diğer önemli faktörler incelenmelidir.

Anahtar Kelimeler

• forages,in vivo metabolizable energy,enzymatic technique

Kaynakça

1. Adesogan T. 2002. What are feeds worth?: A critical evaluation of selected nutritive value methods Proceedings 13th Annual Florida Ruminant Nutrition Symposium, pp 33-47.
2. Barber GD, Givens DI, Kridis MS, Offer NW, Murray I. 1990. Prediction of the organic matter digestibility of grass silage. Anim. Feed Sci. and Tech. 28: 115-128
3. Coello M, Hembry FG, Barton FE, Saxton AM. 1988. A comparison of microbial, enzymatic, chemical and near-infrared reflectance spectroscopy methods in forage evaluation. Anim. Feed Sci. and Tech., 20:3, 219-231.
4. De Boever JL, Cottoyn BG, Andries JI, Buysse FX, Vanacker JM. 1988. The use of a cellulase technique to predict digestibility, metabolizable and net energy of forages. Anim. Feed Sci. and Tech. 19 (3):247-260
5. De Boever JL, Cottoyn BG, De Brabander DL, Vanacker JM, Boucque ChV. 1996. Prediction of the feeding value grass silages by chemical parameters, in vitro digestibility and NIRS. Anim. Feed Sci. and Tech., 60: 103-115.
6. Gesellschaft für Ernährungsphysiologie (GfE). 1998. Ausschuss für Bedarfsnormen der Gesellschaft für Ernährungsphysiologie. Proc. Soc. Nutr. Physiol., 7:141-149.
7. Givens DI, Cottyn BG, Dewey PJS, Steg A. 1995. A comparison of the neutral detergent-cellulase method with other laboratory methods for predicting the digestibility in vivo of maize silages from three European countries. Anim. Feed Sci. and Tech. 54:55-64.
8. Iantcheva N, Steingass H, Todorov N, Pavlov, D. 1999. A comparison of in vitro rumen fluid and enzymatic methods to predict digestibility and energy value of grass and alfalfa hay. Anim. Feed Sci. and Tech. 81: 333-344.

9. Jones DIH, MV Hayward. 1973. A cellulase digestion technique for predicting the dry matter digestibility of grasses. Journal of the Sci. of Food and Agric. 24(11):1419-1426.
10. Jones DIH, Theodorou MK. 2000. Enzyme Technique for estimating digestibility. Chapter 8. Forage Evaluation in Ruminants (book chapter). Edited by D.I. Givens ADAS Nutritional Sciences Research Unit Alcester Road Stratford-upon-Avon, UK E. Owen Department of Agriculture University of Reading Reading, UK R.F.E. Axford School of Agricultural and Forest Sciences University of Wales Bangor, UK and H.M. Omed School of Agricultural and Forest Sciences University of Wales Bangor, UK CABI Publishing. 258p
11. Keleş G, Çıbık, M. 2014. Mısır silajının besin ve besleme değerini etkileyen faktörler. Hayvansal Üretim 55: 27-37.
12. Kılıç Ü, Gülboy Ö. 2015. Evaluation of Some Equations Developed for Determining Metabolizable Energy Values in İn Vitro Gas Production Technique (İn Vitro Gaz Üretim Tekniği Çalışmalarında Metabolize Edilebilir Enerji Değerinin Belirlenmesi İçin Geliştirilen Bazı Eşitliklerin Değerlendirilmesi) Anim. Prod. (Hayvansal Üretim) 56 (2): 35-37.
13. Kowalski ZM, Ludwin J, Goka P, Rinne M, Weisbjerg MR, Jagusiak W. 2014. The use of cellulase and filter bag technique to predict digestibility of forages. Anim. Feed Sci. and Tech. 198: 49-56.
14. McLoed MN, Minson MJ. 1978. The accuracy of the Pepsin cellulase technique for estimating the dry matter digestibility in vivo of grasses and legumes. Anim. Feed Sci. and Tech. 3(4):277–287.
15. SPSS for Windows. 2006. Released 150 version SPPS IncChicago IL.
16. Sayan Y, Ozkul H, Alcicek A, Coskuntuna L, Onenc S, Polat M. 2004. Comparison of the parameters using for determination of metabolizable energy value of the roughages. J. Agric. Fac. Ege Univ., 41 (2): 167-175.
17. Tilley JMA, Terry RA. 1963. A two-stage technique for the in vitro digestion of forage crops. J. Brit. Grassl. Soc., 18: 104-111