Anim. Res. 55 (2006) 165-175
DOI: 10.1051/animres:2006014

Malic acid combined with heat treatment to protect protein from soybean meal against rumen degradation

Mahfoud Ouarti, Javier González, Luis Filipe Jorge Fernandes, Maria Remedios Alvir and Carlos Alberto Rodríguez

Departamento de Producción Animal, Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos, Universidad Politécnica de Madrid, Ciudad Universitaria, 28040 Madrid, Spain

(Received 27 January 2005 - Accepted 2 February 2006 ; published online 18 May 2006)

Abstract - The protection of proteins from soybean meal (SBM) by treatments with solutions of malic acid (at two crescent doses) and heat was studied in a Latin-square design using three diets and three wethers cannulated in the rumen and in the duodenum. Solutions 2.25 and 4.50 N of malic acid were pulverised (400 mLkg^-1) on SBM under continuous mixing. Then, the treated meals were dried in an oven at 117 C for 6 hours. The diets were isoproteic and included 55% lucerne hay and 45% concentrate, with untreated (UT) and treated SBM (T2.25N and T4.50N). The diets were distributed, at 50 gkg^-1 BW^0.75, in six equal meals (every 4 h). The estimates of ruminal effective degradability (ED) of dry matter (DM) and crude protein (CP) of SBM samples were obtained using in situ and rumen outflow methods, whereas the intestinal digestibility (ID) was determined by the mobile nylon bag technique on residues incubated in the rumen for 8 h. The effects of the addition of malic acid in the diet on rumen fermentation patterns and fibrolitic activity (measured by the in situ degradation of the lucerne hay) were also determined. The treatments did not alter the digestive transit kinetics of SBM particles, which showed rumen outflow rates in the interval from 5.5 to 6.1%h^-1. Degradation of CP showed a sigmoidal shape in all samples and was described well with a simple exponential model, based on a constant fractional degradation rate (k_d), or using a logistic model in which the fractional degradation rate increases with time from an initial ( to a final ( value. According to the first model, the k_d value corresponding to the protective treatments showed a tendency (P=0.054) to decrease with the treatments (from 4.71 to 3.32 and 3.35%h^-1 for UT, T2.25N and T4.50N, respectively). In the second model, this deceleration of CP degradation only affected (P=0.039), whereas, no effect was observed on . These changes reduced moderately the ED of CP of the treated samples (15-16%) in relation to the untreated SBM, although differences were not significant (46.2, 39.3 and 38.5%, respectively, as mean of both models). No effect was observed for the ID of CP with values shown between 99.0 and 99.4%. Including malic acid in the diet did not have an important effect on the degradation of DM and fibre fractions of lucerne hay or on the parameters of ruminal fermentation, except for a decrease (P=0.050) of the acetic acid:propionic acid ratio (4.44, 3.53, and 3.78 for UT, T2.25N and T4.50N, respectively).

Résumé - L'acide malique associé au traitement thermique pour protéger les protéines issues du tourteau de soja des dégradations ruminales. La protection des protéines du tourteau de soja par des traitements combinant des solutions d'acide malique (à deux doses croissantes) et la chaleur a été étudiée selon un dispositif en carré latin 3 3 avec trois régimes et trois moutons castrés porteurs de canules du rumen et du duodénum. Des solutions de 2,25 et 4,50 N d'acide malique ont été pulvérisées (400 mL.kg^-1) sur le tourteau de soja sous malaxage continu. Puis, les tourteaux traités ont été séchés dans un four à 117 °C pendant 6 heures. Les rations étaient isoprotéiques et ont inclus 55 % de foin de luzerne et 45 % de concentré, avec du tourteau de soja non traité (UT) ou traité (T2.25N et T4.50N). Les rations ont été distribuées, à 50 gkg BW^-0,75, en six repas égaux (toutes les quatre heures). L'estimation de la dégradabilité théorique (DT) ruminale de la matière sèche et des matières azotées totales (MAT) des échantillons du tourteau de soja a été obtenue en utilisant la technique in situ et de passage des particules hors du rumen, tandis que la digestibilité intestinale (DI) a été déterminée par la méthode des sachets de nylon sur les résidus incubés dans le rumen pendant 8 heures. Les effets de l'addition de l'acide malique dans la ration sur les voies de fermentation dans le rumen et l'activité fibrolytique (mesurée par dégradation in situ du foin de luzerne) ont également été évalués. Les traitements n'ont pas altéré la cinétique de transit digestif des particules du tourteau de soja, pour lesquelles le taux de sortie du rumen a été compris entre 5,5 et 6,1 %h^-1. La courbe de dégradation des MAT a eu une forme sigmoïde pour tous les échantillons et a bien été décrite avec un modèle exponentiel simple, basé sur une vitesse de dégradation partielle constante (k_d) ; ou en utilisant un modèle logistique dans lequel la vitesse de dégradation partielle augmente avec le temps d'une valeur initiale ( à une valeur finale ( . Selon le premier modèle, la valeur k_d correspondant aux traitements protecteurs tend à diminuer (P = 0,054) avec les traitements (de 4,41 à 3,32 et 3,35 %h^-1 pour, respectivement, UT, T2.25N et T4.50N). Dans le second modèle, cette réduction de la vitesse de la dégradation des MAT a seulement affecté (P = 0,039), tandis qu'aucun effet n'a été observé pour . Ces changements ont modérément réduit la dégradabilité théorique des MAT des échantillons traités (15-16 %) par rapport aux échantillons non traités, bien que les différences n'aient pas été significatives (46,2, 39,3 et 38,5, respectivement, comme moyennes des deux modèles). Aucun effet n'a été observé pour la digestibilité intestinale des MAT, qui a eu des valeurs comprises entre 99,0 et 99,4 %. L'incorporation d'acide malique dans la ration n'a pas eu d'effet considérable sur la dégradation de la MS et les fractions ligno-cellulosique ou sur les paramètres des fermentations ruminales, excepté une diminution (P = 0,050) du rapport acide acétique/acide propionique (4,44, 3,53, et 3,78, respectivement, pour UT, T2.25N et T4.50N).

Key words: protein protection / soybean meal / malic acid / heat / effective degradability / intestinal digestibility

Mots clés : protection des protéines / tourteau de soja / acide malique / chaleur / dégradabilité théorique  / digestibilité intestinale


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