Anim. Res. 55 (2006) 563-578
DOI: 10.1051/animres:2006039

Use of carbohydrases in corn-soybean meal based grower-finisher pig diets

Sung Woo Kim^{a, b}, Jin H. Zhang^c, Kevin T. Soltwedel^c and Darrell A. Knabe<sup>b

a</sup>  Department of Animal and Food Sciences, Texas Tech University, USA
^b  Department of Animal Science, Texas A&M University, USA
^c  Department of Animal Sciences, University of Illinois, USA

(Received 2 August 2005 - Accepted 8 September 2006 - Published online 1 February 2007)

Abstract - Four experiments were conducted to determine the effects of carbohydrase (CS) supplements in pig diets on ileal digestibility and ammonia emission. The CS used in this study is composed of the enzymes obtained from Aspergillus niger and Aspergillus oryzae during their fermentation process. The major active enzymes were -1,6-galactosidase, -1,4-mannanase, and -1,4-mannosidase that target flatulence producing compounds in soybean meals. In experience 1 (Exp. 1), 8 cannulated barrows (93.92.0 kg) were fed diets with CS supplementation (0.00, 0.05 and 0.10%) in order to measure ileal nutrient digestibility. Ileal digestibilities of lysine, threonine, and tryptophan were improved (P < 0.05) with CS supplements at 0.05% and 0.10%, whereas digestibility of methionine and branched-chain amino acids did not improve. Supplementing 0.05% CS increased (P < 0.05) apparent ileal energy digestibility. In experience 2 (Exp. 2), 100 pigs (24.10.6 kg) were fed either a control diet (3 278 Mcal ME per kg diet) or a low-energy diet (3 109 Mcal ME per kg diet) with 0.05% CS for 4-wk. No differences (P > 0.05) were observed for ADG, feed intake, and gain:feed between the pigs fed a low-energy diet with CS and the control during the entire 4-wk. In experience 3 (Exp. 3), 100 pigs (64.11.7 kg) were fed either a control diet (3 277 Mcal ME per kg diet) or a low-energy diet (3 168 Mcal ME per kg diet) with 0.05% CS for 4-wk. Barrows fed the diet with CS grew faster and had an increased gain:feed (P < 0.05) than the control, whereas growth rate and gain:feed of the gilts was not improved by CS. In experience 4 (Exp. 4), 60 pigs (23.11.7 kg) were fed either a control diet or a 0.05% CS supplemented diet (3 replicates per treatment with 10 pigs per pen). The pigs in each pen were moved to an environmental chamber and aerial ammonia levels were measured for 66 h at 5 min intervals but the first 18-h was regarded as an acclimation period and the last 48-h was regarded as the data collection period. There was no difference (P=0.436) in the average ammonia concentration between the treatments. However, the increase in ammonia concentration was slower (P < 0.05) from pigs fed 0.05% CS than from pigs fed the control diet. These experiments indicate that the CS supplementation improves nutrient digestibility and could reduce at least 3% of ME in swine diets without adverse effects on growth performance.

Résumé - Utilisation des carbohydrases dans les régimes à base de farine de maïs-soja chez le porc en croissance-finition. Quatre expériences ont été conduites pour déterminer les effets de l'addition de carbohydrases (CS) dans l'alimentation des porcs sur la digestibilité iléale des nutriments et l'émission d'ammoniac. Les carbohydrases utilisées dans cette étude ont été des enzymes obtenues à partir d'Aspergillus niger et Aspergillus oryzae durant le processus de fermentation. Les principales enzymes actives étaient l'-1,6-galactosidase, la -1,4-mannanase, et la -1,4-mannosidase qui visent les composés à l'origine de flatulences et présents dans les farines de soja. Dans l'expérience 1 (Exp. 1), 8 porcs castrés cannulés (93,92.0 kg) ont été alimentés avec des rations supplémentés en CS (0,00, 0,05 et 0,10 %) pour mesurer la digestibilité iléale des nutriments. Les digestibilités iléales de la lysine, de la thréonine, et du tryptophane ont été améliorées (P<0,05) avec le supplément de CS à 0,05 % et 0,10 %, tandis que la digestibilité de la méthionine et des acides aminés à chaînes ramifiées ne s'est pas améliorée. La supplémentation à 0,05 % a augmenté (P<0,05) la digestibilité iléale apparente de l'énergie. Dans l'expérience 2 (Exp. 2), 100 porcs (24,10.6 kg) ont reçu une ration témoin (3 278 Mcal ME/kg) ou une ration à énergie réduite (3 109 Mcal ME/kg) avec 0,05 % de CS durant 4 semaines. Aucune différence (P>0,05) n'a été observée pour les gains moyens quotidiens, l'ingestion, et l'efficacité alimentaire (gain/ingéré) entre les porcs nourris avec la ration à énergie réduite additionnée de CS et la ration témoin durant toute la durée de l'expérience. Dans l'expérience 3 (Exp. 3), 100 porcs (64,11.7 kg) ont été alimentés avec une ration témoin (3 277 Mcal ME/kg) ou avec une ration à énergie réduite (3 168 Mcal ME/kg) supplémentée avec 0,05 % de CS durant 4 semaines. Les porcs castrés alimentés avec la ration additionnée de CS se sont développés plus rapidement et ont eu une efficacité alimentaire (gain/ingéré) accrue (P<0,05) par rapport à ceux recevant la ration témoin, tandis que la vitesse de croissance et l'efficacité alimentaire des jeunes truies n'ont pas été améliorées avec CS. Dans l'expérience 4 (Exp. 4), 60 porcs (23,11.7 kg) ont été alimentés avec une ration témoin ou une ration additionnée de 0,05 % de CS (3 répétitions par traitement avec 10 porcs par enclos). Les porcs de chaque enclos ont été transférés dans une chambre sous atmosphère contrôlée et les niveaux d'ammoniac dans l'air ont été mesurés pendant 66 h à intervalles réguliers de 5 minutes. Les premières 18 heures ont été considérées comme une période d'adaptation et les dernières 48 heures comme une période de collecte des données. Il n'y a eu aucune différence (P=0,436) dans la concentration moyenne en ammoniac entre les traitements. Cependant, l'augmentation de la concentration en ammoniac était plus lente (P<0,05) chez les porcs supplémentés avec 0,05 % de CS que chez les porcs alimentés avec le régime témoin. Ces expériences montrent que la supplémentation en CS a amélioré la digestibilité des nutriments et pourrait réduire d'au moins 3 % l'énergie métabolisable dans les rations de porcs sans effets néfastes sur les performances de croissance.

Key words: ammonia / carbohydrase / ileal digestibility / pigs / soybean meal

Mots clés : ammoniac / carbohydrase / digestibilité iléale / porcs / farine de soja

Corresponding author: sungwoo.kim@ttu.edu

© INRA, EDP Sciences 2006