The net energy value of diets for growth in pigs in relation to the fermentative processes in the digestive tract and the site of absorption of the nutrientsValeur énergétique nette de régimes pour la croissance des porcs en relation avec les processus de fermentation dans le tube digestif et le site d'absorption des nutrimentsNettoenergiewert von Rationen für wachsende Schweine in Bezug auf die Fermentationsprozesse im Verdauungstrakt und den Ort der Absorption der Nährstoffe

https://doi.org/10.1016/0301-6226(83)90033-7Get rights and content

Abstract

The relationship between diet composition, site of absorption of energy yielding substances, and utilization of metabolizable energy in pigs was studied using six semi-synthetic diets. The diets were formulated to fulfil the requirements of the pigs for essential nutrients and to ensure a large range in the proportion of energy yielding substances which disappear from the caecum-colon.

The amount of dietary energy absorbed from the small intestine and the caecum-colon, respectively, was determined on basis of 36 digestibility experiments with ileal cannulated female pigs weighing 50–90 kg. The proportion of digested energy disappearing in the caecum-colon increased from 18 to 33% as the content of potato starch plus organic cellulose in the diets increased from 2 to 32%.

The digestibility of the nutrients and the utilization of metabolizable energy was studied in a balance/slaughter experiment including 36 pigs during the growth period from 20 to 90 kg. The pigs (3 litters of females and 3 litters of male castrates) were allotted to the six dietary treatments on a within litter basis taking into account the live weight of the pigs. The daily intake of the different diets was regulated in such a way that the daily gain in the different treatment groups was almost identical through the entire experimental period. Three digestibility and nitrogen balance experiments were performed with each pig. At approximately 90 kg live weight, the pigs were killed, dissected, ground, mixed and chemically analysed.

The digestibility of gross energy and the efficiency of utilization of metabolizable energy decreased with increasing content of potato starch and organic cellulose in the diets. An increase in dietary content of crude fibre from organic cellulose by 1% depressed the digestibility of gross energy by 1.3% (1.1% units) and depressed the utilization of metabolizable energy by 0.9% (0.5% units).

The efficiency of utilization of metabolizable energy decreased with decreasing energy concentration (ME/kg DM), which accounted for 91% of the variation in the net energy value. As energy concentration decreased, more of the dietary nutrients were transferred to caecum-colon, the formation of volatile fatty acids was increased and a larger part of digested energy disappeared in the caecum-colon. A 1% increase in the proportion of digested energy disappearing in the caecum-colon decreased the utilization of metabolizable energy by 0.8% (0.5% units). This indicates that energy concentration (ME/kg DM or ME/GE, % crude fibre, % crude fat) acts as an indicator of the amount of diet dry matter, site of absorption and chemical composition of the absorbed nutrients, which in turn depends on the chemical composition, technical treatment, volume, etc., of the feedstuffs used in the diets.

Résumé

La relation entre la composition du régime, le site d'absorption des substances énergétiques et l'utilisation de l'énergie métabolisable par le porc a étéétudiée avec six régimes semi-synthétiques. Ceux-ci étaient formulés de façon à satisfaire les besoins des porcs en nutriments essentiels et à couvrir une large gamme de variation de la proportion de substances énergétiques disparaissant dans le caecum-colon.

Les quantités d'énergié alimentaire absorbées, respectivement, dans l'intestin grêle et dans le caecum-colon étaient déterminées au cours de 36 expériences de digestibilité sur des porcs femelles pesant de 50 à 90 kg, porteurs de canules iléales. La proportion de l'energie digeree qui disparaissait du caecumcolon s'accroissait de 18 a 33% lorsque la teneur des régimes en amidon de pommes de terre plus cellulose organique s'élevait de 2 à 32%.

La digestibilité des nutriments et l'utilisation de l'énergie métabolisable étaient étudées dans une expérience faisant appel à des bilans et des abattages, et portant sur la période de croissance comprise entre 20 et 90 kg de 36 porcs. Les animaux (3 portées de femelles et 3 portées de mâles castrés) étaient répartis entre les 6 traitements en fonction de leur origine de portée et de leur poids vif. La consommation journalière des différents régimes était telle que le gain moyen quotidien des porcs dans les divers traitements reste pratiquement identique pendant toute la période expérimentale. Trois expériences de digestibilité et de bilan azoté ont été réalisées sur chaque animal. A environ 90 kg de poids vif, les porcs étaient abattus, disséqués, broyés, homogénéisés, et on déterminait leur composition chimique.

La digestibilité de l'énergie brute et l'efficacité de l'utilisation de l'énergie métabolisable diminuent lorsque la teneur en amidon de pomme de terre plus cellulose organique du régime s'accroit. Une augmentation de 1% dans l'aliment du taux de cellulose brute apportée par la cellulose organique abaisse de 1,3% (1,1 points) la digestibilité de l'énergie brute et de 0,9% (0,5 points) l'utilisation de l'énergie métabolisable.

L'efficacité de l'utilisation de l'énergie métabolisable décroft lorsque la concentration en énergie (EM/kg MS) diminue, celle-ci expliquant 91% de la variation de la valeur énergétique nette. La réduction de la concentration en énergie s'accompagne d'un transfert plus important de nutriments vers le caecum-colon, d'une augmentation de la synthèse d'acides gras volatils et d'un accroissement de la proportion d'énergie digérée disparaissant dans le caecum-colon. L'élévation de 1% de la fraction de l'énergie digérée disparaissant dans le caecum-colon diminue de 0,8% (0,5 points) l'utilisation de l'énergie métabolisable. Ceci indique que la concentration énergétique du régime (EM/kg MS, ou EM/EB, % de cellulose brute, % de lipides) joue le rôle d'indicateur de la quantité de matière sèche du régime, du site d'absorption et de la composition chimique des nutriments absorbés, qui elle-même dépend de la composition chimique, des traitements technologiques, du volume, etc., … des matières alimentaires utilisées dans les régimes.

Zusammenfassung

Die Beziehung zwischen Rationszusammensetzung, Ort der Absorption energiehaltiger Substanzen und der Ausnutzung der umsetzbaren Energie wurde bei Schweinen unter Einsatz von sechs halb-synthetischen Rationen untersucht. Die Rationen wurden so gestaltet, dass sie den Bedarf der Schweine an essentiellen Nährstoffen deckten und ein breiter Speilraum in der Verteilung der energiehaltigen Substanzen gewährleistet war, die aus dem Blind- und Dickdarm verschwinden.

Der Anteil an Rationsenergie, der jeweils aus dem Dünndarm und dem Blind- und Dickdarm absorbiert wurde, wurde auf der Basis von 36 Verdaulichkeitsversuchen mit weiblichen Schweinen, die mit einer Ileum-Fistel versehen waren, im Gewichtsabschnitt 50–90 kg bestimmt. Der Anteil an verdauter Energie, die im Blind- und Dickdarm verschwand, erhöhte sich von 18% auf 33%, während sich der Gehalt an Kartoffelstärke zuzüglich organischer Zellulose in den Rationen von 2% auf 32% erhöhte.

In einem Ausschlachtungsversuch mit 36 Schweinen im Wachstumsabschnitt von 20–90 kg wurde die Verdaulichkeit der Nährstoffe und die Ausnutzung der umsetzbaren Energie untersucht. Die Schweine (aus drei Würfen die weiblichen und aus drei Würfen die männlichen kastrierten Tiere) wurden auf sechs Fütterungsbehandlungen auf der Basis innerhalb Wurf aufgeteilt unter Berücksichtigung des Lebendgewichtes der Schweine. Die tägliche Aufnahme der verschiedenen Rationen wurde so reguliert, dass die tägliche Zunahme in den verschiedenen Behandlungsgruppen während der gesamten Versuchsdauer nahezu identisch war.

Mit jedem Tier wurden drei Verdaulichkeits- und Stickstoff- Bilanz-Versuche durchgeführt. Mit etwa 90 kg Lebendgewicht wurden die Schweine geschlachtet, zerlegt, homogenisiert und chemisch analysiert.

Die Verdaulichkeit der Bruttoenergie und die effektive Nutzung der umsetzbaren Energie verringerte sich mit steigendem Gehalt an Kartoffelstärke und organischer Zellulose in den Rationen. Ein Anstieg des Gehaltes an Rohfaser aus der organischen Zellulose um ein Prozent verringerte die Verdaulichkeit der Bruttoenergie um 1,3%(1,1%-Einheiten) und die Ausnutzung der umsetzbaren Energie um 0,9% (0,5%-Einheiten).

Die effektive Nutzung der umsetzbaren Energie verringerte sich mit abnehmender Energiekonzentration (ME/kg DM), worauf sich 91% der Variation im Nettoenergiewert begründen. Mit abnehmender Energiekonzentration wurden mehr Nährstoffe der Ration zum Blind- und Dickdarm transportiert, wurde die Bildung flüchtiger Fettsäuren gesteigert und ein grösserer Anteil an verdauter Energie verschwand im Blind- und Dickdarm. Stieg dieser Anteil an verdauter Energie um ein Prozent, so verringerte sich die Ausnutzung der umsetzbaren Energie um 0,8% (0,5%-Einheiten). Dies deutet darauf hin, dass die Energiekonzentration (ME/kg DM oder ME/GE, % Rfr, % Rft) wie ein Indikator wirkt für die Höhe der Trockenmasse in der Ration, den Ort der Absorption und die chemische Zusammensetzung der absorbierten Nährstoffe, was wiederum abhängig ist von der chemischen Konzentration, der technischen Behandlung, dem Volumen etc. der Futtermittel, die in der Ration eingesetzt werden.

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      Citation Excerpt :

      The supplemental ingredients group included cereal co-products: malt sprouts, maize germ, maize bran, maize gluten feed, wheat middlings, wheat bran, wheat protein, rye bran, rye middlings, oat hulls, rice middlings, rice bran, barley protein, barley hulls, and barley groats; protein concentrates: soybean meal, linseed meal, peas, faba beans, cottonseed meal, cottonseed cake, coconut cake, palm cake, lupin, potato protein, sunflower seed, rapeseed meal, and rapeseed cake; and miscellaneous: tapioca, apple pomace, brewer’s yeast, brewers spent grain, maize silage, lucerne, guarmel, and grass meal. The feed mixtures group included many formulations of pig diets including commercial diets and balanced diets formulated for use in different experiments (Just, 1982a; Just et al., 1983a, 1983d, 1985; Fernandez et al., 1986). Each group was randomly divided into a calibration and validation set with an 80:20 split.

    • Prediction of protein and amino acid composition and digestibility in individual feedstuffs and mixed diets for pigs using near-infrared spectroscopy

      2021, Animal Nutrition
      Citation Excerpt :

      All samples in the supplemental ingredient group were imports except co-products from barley and wheat, peas, faba beans, lucerne and grass meals which originated in Denmark. The feed mixtures group included many formulations of pig diets including commercial diets and balanced diets formulated for use in different experiments (Just, 1982; Just et al., 1983a, 1983b, 1985; Fernandez et al., 1986). Sample spectra were assessed with principal component analysis (PCA) plots to determine the spectral outliers and assess the diversity of spectra within sample groups.

    • Year rather than farming system influences protein utilization and energy value of vegetables when measured in a rat model

      2008, Nutrition Research
      Citation Excerpt :

      The main nongenetic factors affecting chemical composition of plant products are level and type of fertilizer [1,3-6], location or soil type [7,8], and weather (year of harvest) [9-13]. Apart from chemical composition (ie, protein, lipid, starch, sugars, dietary fiber [14]), the nutritive value is determined by the bioavailability of the given nutrient component [15,16]. However, there is a lack of information regarding the bioavailability of protein and energy according to farming systems.

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