Relationship between forage neutral detergent fiber and non-fibrous carbohydrates on ruminal fermentation products and neutral detergent fiber digestibility in goats

Abstract

Background: There is a comprehensive understanding of the role of dietary fiber as a nutrient and its function during digestion in cattle. On the other hand, the role of fiber digestion in goats has not received similar attention. Objective: To evaluate the effects of different ratios of forage neutral detergent fiber (fNDF) and non-fibrous carbohydrates (NFC) on ruminal fermentation products, and in vitro neutral detergent fiber (NDF) digestibility in goats. Methods: A 3 × 5 factorial arrangement in a completely randomized design with three fNDF levels (100, 190, and 290 g/kg) and five NFC levels (350, 400, 450, 500, and 550 g/kg) was used. The experiment was performed in vitro. Two ruminally fistulated goats were used as rumen liquid donors. Results: The ratios between fNDF and NFC affected all ruminal parameters (p<0.05). Increasing NFC levels in diets containing 100 and 290 g/kgfNDF resulted in linear increase (p<0.05) in ammonia concentration after 48 h fermentation. There was no adjustment of linear models (p>0.05) for pH values. Total volatile fatty acids (VFA) and their individual molar proportions were affected (p<0.05) at all fNDF and NFC levels. The NDF digestibility was not affected (p>0.05) by fNDF or NFC levels, except for diets containing 290 g/kg fNDF, which were fit to a quadratic model (p<0.05). Conclusion: The relationship between fNDF and NFC concentrations affect the fermentation end products and in vitro NDF digestibility. NFC plays a more consistent role than fNDF in the ruminal microbial ecosystem of goats during in vitro fermentation.Keywords: digestion, energy, microbial protein, physically effective fiber, rumen. Resumen Antecedentes: Aunque hay una amplia comprensión del papel que juega la fibra dietética como nutriente y su función durante la digestión en el ganado vacuno, el papel de la digestión de la fibra en las cabras no ha recibido una atención similar. Objetivo: Evaluar los efectos de diferentes proporciones de fibra detergente neutra proveniente del forraje (fNDF) y carbohidratos no fibrosos (NFC) sobre los productos de la fermentación ruminal y la digestibilidad in vitro de la fibra detergente neutra (NDF) en cabras. Métodos: Se utilizó un arreglo factorial de 3 × 5, distribuidos en un diseño completamente aleatorizado con tres niveles de fNDF (100, 190 y 290 g/kg) y cinco niveles de NFC (350, 400, 450, 500 y 550 g/kg). El experimento se realizó in vitro. Se utilizaron dos cabras fistuladas en rumen como donantes de líquido ruminal. Resultados: La relacion entre fNDF y NFC afectó todos los parámetros ruminales estudiados (p<0,05). El aumento de los niveles de NFC en dietas con 100 y 290 g/kg de fNDF resultó en aumento lineal (p<0,05) de la concentración de amoníaco después de 48 h de fermentación. No hubo ajuste de modelos lineales (p>0,05) para valores de pH. Los ácidos grasos volátiles totales y sus proporciones molares individuales se afectaron (p<0,05) en todos los niveles de fNDF y NFC. La digestibilidad de NDF no fue afectada (p>0,05) por los niveles de fNDF ni NFC, con excepción de las dietas con 290 g/kg fNDF, que se ajustaron a un modelo cuadrático (p<0,05). Conclusión: La relación entre las concentraciones de fNDF y NFC afecta los productos finales de fermentación y la digestibilidad in vitro de NDF. Los niveles de NFC juegan un papel más consistente que fNDF en el ecosistema microbiano ruminal de la cabra durante la fermentación in vitro.Palabras clave: digestión, energía, fibra físicamente efectiva, proteína microbiana, rumen. ResumoAntecedentes: Embora exista um compreensível entendimento do papel que a fibra dietética desempenha como nutriente e sua função durante a digestão em bovinos, o papel da digestão das fibras em caprinos não recebeu atenção semelhante. Objetivo: Avaliar os efeitos de diferentes relações da fibra em detergente neutro advindo de forragem (fNDF) e carboidratos não-fibrosos (NFC) sobre produtos da fermentação ruminal e digestibilidade in vitro da fibra em detergente neutro (NDF) em caprinos. Métodos: Utilizou-se um esquema fatorial de 3 × 5 distribuídos em um delineamento inteiramente casualizado com três níveis de fNDF (100, 190 e 290 g/kg) e cinco níveis de NFC (350, 400, 450, 500 e 550 g/kg). O experimento foi realizado in vitro. Duas cabras fistuladas no rúmen foram utilizadas como doadoras de líquido ruminal. Resultados: As relações entre fNDF e NFC impactaram todos os parâmetros ruminais estudados (p<0,05). O aumento dos níveis de NFC em dietas contendo 100 e 290 g/kg de fNDF resultou em um aumento linear (p<0,05) na concentração de amônia após 48 h de fermentação. Não houve ajuste de modelos lineares (p>0,05) para valores de pH. Os ácidos graxos voláteis totais e suas proporções molares individuais foram afetados (p<0,05) em todos os níveis de fNDF e NFC. A digestibilidade NDF não foi afetada (p>0,05) pelos níveis de fNDF e NFC, com exceção de dietas experimentais contendo 290 g/kg fNDF, que foram ajustadas a um modelo quadrático (p<0,05). Conclusão: A relação entre as concentrações de fNDF e NFC afeta os produtos finais de fermentação e a digestibilidade in vitro de NDF de dietas experimentais. Os níveis de NFC desempenham um papel mais consistente do que o fNDF no ecossistema microbiano ruminal de cabras durante a fermentação in vitro.Palavras-chave: digestão, energia, fibra fisicamente efetiva, proteína microbiana, rúmen.