Evaluation of models utilized in in vitro gas production from tropical feedstuffs / Avaliação de modelos utilizados na produção de gás in vitro de alimentos tropicais

This study aimed to evaluate the adequacy of seven non-linear models (France, Orskov and McDonald, Gompertz, exponential, logistic, two-pool exponential and two-pool logistic) in the adjustment of the curve and in the generation of parameters of cumulative gas production from five tropical feedstuffs (rice hulls, sugarcane, cassava chips, turnip by-product, and peach-palm by-product) used in ruminant nutrition. To this end, the feedstuffs were incubated in vitro in graduated glass syringes together with a buffer inoculum solution, in triplicate. Gas production was read at 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 24, 26, 28, 30, 32, 36, 48, 52, 54, 56, 60 and 72 h of incubation. The data were used to generate the parameters of each model using the SAS statistical package. After the parameters were generated, the gas volume values were obtained at the aforementioned times, for each model, and these were compared with the values observed at incubation by using Model Evaluation System (MES) software. For the comparison, regression parameters were tested using Mayers test, in addition to the evaluation of the mean bias (MS), concordance correlation coefficient (CCC), and mean squared prediction error (MSPE). The France, Logistic, and Gompertz models, for rice hulls, and the Orskov and McDonald model, for cassava chips, were significant (P<0.1) according to Mayer's test, indicating lack of fit of the model. Besides presenting the lowest MSPE, the models that showed fit according to Mayers test were the two-pool logistic for rice hulls and cassava chips, and the two-pool exponential for sugarcane, turnip, and peach palm. Thus, the non-linear two-pool models are the most efficient in adjusting to the curve and in the generation of parameters of cumulative production of gases from the tested feedstuffs.(AU)

Objetivou-se avaliar a adequação de sete modelos não lineares (France, Orskov & McDonald, Gompertz, exponenciais simples e bicompartimental e logísticos simples e bicompartimental) no ajuste da curva e na geração de parâmetros de produção cumulativa de gases de cinco alimentos tropicais (casca de arroz, cana-de-açucar, raspa de mandioca, resíduo de nabo e resíduo da pupunha) utilizados na nutrição de ruminantes. Para tal, realizou-se a incubação in vitro, em triplicata, dos alimentos em seringas de vidro graduadas junto com solução tamponada de inoculante. A leitura da produção de gás foi realizada nos tempos 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 24, 26, 28, 30, 32, 36, 48, 52, 54, 56, 60 e 72 horas. Os dados gerados foram utilizados para geração dos parâmetros de cada modelo testado com auxílio do pacote estatístico SAS. Após a geração dos parâmetros foram obtidos valores de volume de gás nos tempos supracitados, para cada modelo, e estes foram comparados aos valores observados na incubação através do programa Model Evaluation System (MES). Para comparação, testou-se os parâmetros de regressão pelo teste de Mayer, além da avaliação dos valores de viés médio (VM), coeficiente de concordância da correlação (CCC) e quadrado médio do erro de predição (QMEP). Os modelos de France, Logístico e Gompertz, para casca de arroz, além do modelo de Orskov & McDonald, para raspa de mandioca, foram significativos (P<0,1) ao teste de Mayer, indicando falta de ajuste do modelo. Os modelos que apresentaram ajuste segundo o teste de Mayer, além de apresentarem os menores QMEP, foram o Logístico Bicompartimental para a casca de arroz e raspa de mandioca e o Exponencial Bicompartimental para cana-de-açucar, nabo e pupunha. Sendo assim, os modelos não lineares bicompartimentais são os mais eficientes no ajuste da curva e na geração de parâmetros de produção cumulativa de gases dos alimentos testados.(AU)

Evaluation of models utilized in in vitro gas production from tropical feedstuffs / Avaliação de modelos utilizados na produção de gás in vitro de alimentos tropicais

This study aimed to evaluate the adequacy of seven non-linear models (France, Orskov and McDonald, Gompertz, exponential, logistic, two-pool exponential and two-pool logistic) in the adjustment of the curve and in the generation of parameters of cumulative gas production from five tropical feedstuffs (rice hulls, sugarcane, cassava chips, turnip by-product, and peach-palm by-product) used in ruminant nutrition. To this end, the feedstuffs were incubated in vitro in graduated glass syringes together with a buffer inoculum solution, in triplicate. Gas production was read at 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 24, 26, 28, 30, 32, 36, 48, 52, 54, 56, 60 and 72 h of incubation. The data were used to generate the parameters of each model using the SAS statistical package. After the parameters were generated, the gas volume values were obtained at the aforementioned times, for each model, and these were compared with the values observed at incubation by using Model Evaluation System (MES) software. For the comparison, regression parameters were tested using Mayers test, in addition to the evaluation of the mean bias (MS), concordance correlation coefficient (CCC), and mean squared prediction error (MSPE). The France, Logistic, and Gompertz models, for rice hulls, and the Orskov and McDonald model, for cassava chips, were significant (P<0.1) according to Mayer's test, indicating lack of fit of the model. Besides presenting the lowest MSPE, the models that showed fit according to Mayer’s test were the two-pool logistic for rice hulls and cassava chips, and the two-pool exponential for sugarcane, turnip, and peach palm. Thus, the non-linear two-pool models are the most efficient in adjusting to the curve and in the generation of parameters of cumulative production of gases from the tested feedstuffs.

Objetivou-se avaliar a adequação de sete modelos não lineares (France, Orskov & McDonald, Gompertz, exponenciais simples e bicompartimental e logísticos simples e bicompartimental) no ajuste da curva e na geração de parâmetros de produção cumulativa de gases de cinco alimentos tropicais (casca de arroz, cana-de-açucar, raspa de mandioca, resíduo de nabo e resíduo da pupunha) utilizados na nutrição de ruminantes. Para tal, realizou-se a incubação in vitro, em triplicata, dos alimentos em seringas de vidro graduadas junto com solução tamponada de inoculante. A leitura da produção de gás foi realizada nos tempos 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 24, 26, 28, 30, 32, 36, 48, 52, 54, 56, 60 e 72 horas. Os dados gerados foram utilizados para geração dos parâmetros de cada modelo testado com auxílio do pacote estatístico SAS. Após a geração dos parâmetros foram obtidos valores de volume de gás nos tempos supracitados, para cada modelo, e estes foram comparados aos valores observados na incubação através do programa Model Evaluation System (MES). Para comparação, testou-se os parâmetros de regressão pelo teste de Mayer, além da avaliação dos valores de viés médio (VM), coeficiente de concordância da correlação (CCC) e quadrado médio do erro de predição (QMEP). Os modelos de France, Logístico e Gompertz, para casca de arroz, além do modelo de Orskov & McDonald, para raspa de mandioca, foram significativos (P<0,1) ao teste de Mayer, indicando falta de ajuste do modelo. Os modelos que apresentaram ajuste segundo o teste de Mayer, além de apresentarem os menores QMEP, foram o Logístico Bicompartimental para a casca de arroz e raspa de mandioca e o Exponencial Bicompartimental para cana-de-açucar, nabo e pupunha. Sendo assim, os modelos não lineares bicompartimentais são os mais eficientes no ajuste da curva e na geração de parâmetros de produção cumulativa de gases dos alimentos testados.

Evaluation of internal markers as determinants of fecal dry matter output and digestibility in feedlot sheep / Avaliação de marcadores internos como determinantes da excreção fecal de matéria seca e da digestibilidade em ovinos confinados

This study aimed to evaluate the fecal recovery of the internal markers indigestible dry matter (iDM), indigestible neutral detergent fiber (iNDF), and indigestible acid detergent fiber (iADF) and to compare them as estimators of the fecal dry matter output (FDMO) and digestibility of the dry matter (DM) with values observed in total feces collection in trials with feedlot sheep. For this, 82 sampling units from two experiments were evaluated. Internal markers were quantified in the feed supplied, orts, and feces. The recovery of the markers was determined by the comparison of the amount of marker consumed and excreted. Fecal dry matter output and digestibility were determined based on the amount of marker consumed and on its concentration in the feces through individual collections directly from the rectum of the animals, with values compared with those observed in the total feces collection from orthogonal contrasts. The mean bias, the concordance correlation coefficient, and the mean squared prediction error were also evaluated. For all statistical procedures, the critical level of probability for type-I error was fixed at 0.05. The marker iDM showed complete fecal recovery (100.03%) and was efficient in estimating FDMO (482.9 g day-1) and DM digestibility (542 g kg-1) as compared with the values observed in the total feces collection (454.7 g day-1 and 561 g kg-1 for FDMO and DM digestibility,respectively). The iNDF and iADF markers did not show complete recovery in the feces and were noteffective in the estimate of FDMO and DM digestibility.(AU)

O objetivo deste trabalho foi avaliar a recuperação fecal dos marcadores internos matéria seca indigestível (MSi), fibra em detergente neutro indigestível (FDNi) e fibra em detergente ácido indigestível (FDAi) e compará-los como estimadores da excreção fecal de matéria seca (EFMS) e digestibilidade da matéria seca com os valores observados na coleta total de fezes em ensaios com ovinos confinados. Para isso, foram avaliadas 82 unidades amostrais de dois experimentos. Os indicadores internos foram quantificados no alimento fornecido, sobras e fezes. A recuperação dos marcadores foi determinada pela comparação da quantidade de marcador consumido e excretado. A EFMS e a digestibilidade da matéria seca foram determinadas com base na quantidade de marcador consumido e na sua concentração nas fezes. Os valores preditos com a utilização dos marcadores foram comparados aos observados na coleta total de fezes a partir de contrastes ortogonais. Também foram avaliados o viés médio, o coeficiente de concordância da correlação e o quadrado médio do erro de predição. Para todos os procedimentos estatísticos, o nível crítico de probabilidade para o erro de tipo I foi fixado em 0,05. O marcador MSi mostrou recuperação fecal completa (100,03%) e foi eficiente na estimativa da EFMS (482,9 g dia-1) e digestibilidade da MS (542 g kg-1) em comparação aos valores observados na coleta total de fezes (454,7g dia-1 e 561 g kg-1, respectivamente). Os marcadores FDNi e FDAi não demonstraram recuperaçãocompleta nas fezes e não foram eficazes na estimativa da EFMS e digestibilidade da MS.(AU)

Evaluation of internal markers as determinants of fecal dry matter output and digestibility in feedlot sheep / Avaliação de marcadores internos como determinantes da excreção fecal de matéria seca e da digestibilidade em ovinos confinados

This study aimed to evaluate the fecal recovery of the internal markers indigestible dry matter (iDM), indigestible neutral detergent fiber (iNDF), and indigestible acid detergent fiber (iADF) and to compare them as estimators of the fecal dry matter output (FDMO) and digestibility of the dry matter (DM) with values observed in total feces collection in trials with feedlot sheep. For this, 82 sampling units from two experiments were evaluated. Internal markers were quantified in the feed supplied, orts, and feces. The recovery of the markers was determined by the comparison of the amount of marker consumed and excreted. Fecal dry matter output and digestibility were determined based on the amount of marker consumed and on its concentration in the feces through individual collections directly from the rectum of the animals, with values compared with those observed in the total feces collection from orthogonal contrasts. The mean bias, the concordance correlation coefficient, and the mean squared prediction error were also evaluated. For all statistical procedures, the critical level of probability for type-I error was fixed at 0.05. The marker iDM showed complete fecal recovery (100.03%) and was efficient in estimating FDMO (482.9 g day-1) and DM digestibility (542 g kg-1) as compared with the values observed in the total feces collection (454.7 g day-1 and 561 g kg-1 for FDMO and DM digestibility,respectively). The iNDF and iADF markers did not show complete recovery in the feces and were noteffective in the estimate of FDMO and DM digestibility.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a recuperação fecal dos marcadores internos matéria seca indigestível (MSi), fibra em detergente neutro indigestível (FDNi) e fibra em detergente ácido indigestível (FDAi) e compará-los como estimadores da excreção fecal de matéria seca (EFMS) e digestibilidade da matéria seca com os valores observados na coleta total de fezes em ensaios com ovinos confinados. Para isso, foram avaliadas 82 unidades amostrais de dois experimentos. Os indicadores internos foram quantificados no alimento fornecido, sobras e fezes. A recuperação dos marcadores foi determinada pela comparação da quantidade de marcador consumido e excretado. A EFMS e a digestibilidade da matéria seca foram determinadas com base na quantidade de marcador consumido e na sua concentração nas fezes. Os valores preditos com a utilização dos marcadores foram comparados aos observados na coleta total de fezes a partir de contrastes ortogonais. Também foram avaliados o viés médio, o coeficiente de concordância da correlação e o quadrado médio do erro de predição. Para todos os procedimentos estatísticos, o nível crítico de probabilidade para o erro de tipo I foi fixado em 0,05. O marcador MSi mostrou recuperação fecal completa (100,03%) e foi eficiente na estimativa da EFMS (482,9 g dia-1) e digestibilidade da MS (542 g kg-1) em comparação aos valores observados na coleta total de fezes (454,7g dia-1 e 561 g kg-1, respectivamente). Os marcadores FDNi e FDAi não demonstraram recuperaçãocompleta nas fezes e não foram eficazes na estimativa da EFMS e digestibilidade da MS.

Kinetics in vitro of ruminal fermentation of cocoa husks subjected to alkali and heat treatment / Cinética de fermentação ruminal in vitro da casca de cacau submetida a tratamento alcalino e térmico

The objective was to evaluate the parameters of kinetics of ruminal fermentation of cocoa husks (CH) treated with alkali and thermal agents, using the semi-automated in vitro gas production technique. Cocoa husks samples were subjected to alkali and thermal methods (effect of time of exposure) treatment, as follows: control; alkaline treatment with calcium hydroxide ((Ca(OH)2 ) and calcium oxide (CaO), both doses of 15.0; 30.0 and 45.0 g kg-1 of CH; heat treatment in an autoclave at a pressure of 1.23 kg cm-2 (15 psi) and a temperature of 123°C for 30, 60 and 90 minutes. For statistical analysis, orthogonal contrasts and regression. The degradation rate and the final volume of gases of non-fiber carbohydrates decreased with the addition of Ca(OH)2 and CaO, however, for fibrous carbohydrates effects were positive. For each percentage of Ca(OH)2 and CaO included, it is estimated an increase of 5.74 and 2.9% in the final volume of the fiber, respectively. When the heat treatment, a decrease in all parameters was estimated. For each minute of exposure to heat, there was a decrease of 0.4% in total final volume of gases. The alkali treatment can be an efficient alternative for improving the digestibility of fibrous fractions of CH.(AU)

Objetivou-se avaliar os parâmetros da cinética de fermentação ruminal da casca de cacau (CC) tratada com agentes alcalinos e térmicos, utilizando a técnica in vitro semi-automática de produção de gases. Amostras da CC foram submetidas aos métodos de tratamento alcalino e térmico (efeito do tempo de exposição), assim distribuídos: controle; tratamento alcalino com hidróxido de cálcio (Ca(OH)2 ) e óxido de cálcio (CaO) ambos nas doses de 15,0; 30,0 e 45,0 g kg-1 da CC; tratamento térmico em autoclave com pressão de 1,23 kg cm-2 (15 psi) e temperatura de 123º C durante 30, 60 e 90 minutos. Para análise estatística, foram utilizados contrastes ortogonais e regressão. A taxa de degradação e o volume final dos gases dos carboidratos não fibrosos decresceram com a inclusão de Ca(OH)2 e CaO, entretanto, para os carboidratos fibrosos os efeitos foram positivos. Para cada percentual de Ca(OH)2 e CaO incluídos, estima-se um acréscimo de 5,74 e 2,9 % no volume final dos carboidratos fibrosos respectivamente. Quanto ao tratamento térmico, houve decréscimo em todos os parâmetros estimados. Para cada minuto de exposição ao calor, houve diminuição de 0,4% no volume final total dos gases. O tratamento alcalino pode ser uma alternativa eficaz para a melhoria da digestibilidade das frações fibrosas da CC.(AU)

Kinetics in vitro of ruminal fermentation of cocoa husks subjected to alkali and heat treatment / Cinética de fermentação ruminal in vitro da casca de cacau submetida a tratamento alcalino e térmico

The objective was to evaluate the parameters of kinetics of ruminal fermentation of cocoa husks (CH) treated with alkali and thermal agents, using the semi-automated in vitro gas production technique. Cocoa husks samples were subjected to alkali and thermal methods (effect of time of exposure) treatment, as follows: control; alkaline treatment with calcium hydroxide ((Ca(OH)2 ) and calcium oxide (CaO), both doses of 15.0; 30.0 and 45.0 g kg-1 of CH; heat treatment in an autoclave at a pressure of 1.23 kg cm-2 (15 psi) and a temperature of 123°C for 30, 60 and 90 minutes. For statistical analysis, orthogonal contrasts and regression. The degradation rate and the final volume of gases of non-fiber carbohydrates decreased with the addition of Ca(OH)2 and CaO, however, for fibrous carbohydrates effects were positive. For each percentage of Ca(OH)2 and CaO included, it is estimated an increase of 5.74 and 2.9% in the final volume of the fiber, respectively. When the heat treatment, a decrease in all parameters was estimated. For each minute of exposure to heat, there was a decrease of 0.4% in total final volume of gases. The alkali treatment can be an efficient alternative for improving the digestibility of fibrous fractions of CH.

Objetivou-se avaliar os parâmetros da cinética de fermentação ruminal da casca de cacau (CC) tratada com agentes alcalinos e térmicos, utilizando a técnica in vitro semi-automática de produção de gases. Amostras da CC foram submetidas aos métodos de tratamento alcalino e térmico (efeito do tempo de exposição), assim distribuídos: controle; tratamento alcalino com hidróxido de cálcio (Ca(OH)2 ) e óxido de cálcio (CaO) ambos nas doses de 15,0; 30,0 e 45,0 g kg-1 da CC; tratamento térmico em autoclave com pressão de 1,23 kg cm-2 (15 psi) e temperatura de 123º C durante 30, 60 e 90 minutos. Para análise estatística, foram utilizados contrastes ortogonais e regressão. A taxa de degradação e o volume final dos gases dos carboidratos não fibrosos decresceram com a inclusão de Ca(OH)2 e CaO, entretanto, para os carboidratos fibrosos os efeitos foram positivos. Para cada percentual de Ca(OH)2 e CaO incluídos, estima-se um acréscimo de 5,74 e 2,9 % no volume final dos carboidratos fibrosos respectivamente. Quanto ao tratamento térmico, houve decréscimo em todos os parâmetros estimados. Para cada minuto de exposição ao calor, houve diminuição de 0,4% no volume final total dos gases. O tratamento alcalino pode ser uma alternativa eficaz para a melhoria da digestibilidade das frações fibrosas da CC.