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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.11.2020.tde-22062020-140109
Document
Author
Full name
Késia da Silva Oliveira
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2020
Supervisor
Committee
Nussio, Luiz Gustavo (President)
Daniel, João Luiz Pratti
Greco, Leandro Ferreira
Title in English
Effect of length of storage and chemical additives on the nutritive value and starch degradability of reconstituted corn grain silage
Keywords in English
Chemical additive
Length of storage
Polysorbate 80
Reconstituted corn grain silage
Abstract in English
The rehydration and ensiling of dry corn grain are processing methods capable to improve the starch digestibility by breakdown of the protein matrix that surrounds starch granules, allowing the access by the ruminal bacteria. This processing method can result in greater feed efficiency of dairy cows by decreasing dry matter intake without altering milk production. Chemical additives can control ethanol production by inhibiting yeasts development, improve aerobic stability and decreasing the dry matter losses in grain silage. Synthetic surfactants, such as polyoxyethylene (20) sorbitan monooleate, have lipophilic (hydrocarbon chain) and hydrophilic (polar head) properties in the same molecule, and are widely applied in the food industry to stabilize immiscible substances, as water-oil interfaces, interacting with food matrices and modifying its structure through physical mechanisms. The objective of this study was to evaluate the effect of treatment with propionic acid, polysorbate 80 or propionic acid and polysorbate 80 mixture on reconstituted corn grain silage stored for 15, 30, or 60 d on the chemical composition, ruminal in situ degradability, and silage conservation. Dry ground corn was mixed with distilled water manually to achieve a moisture content of 35%. A total of 177.2 kg of dry ground corn, were rehydrated and then ensiled in 5-L plastic buckets sealed with plastic lids. Four piles (44.3 kg of dry grain per pile) were treated with polysorbate 80 (2 L/t) (POL), propionic acid 28% (2 L/t) (PRO), MycoflakeTM (2 L/t) (MYC) or nothing (CON). The effect of length of storage (15, 30, or 60 d), was also evaluated and combined in a factorial arrangement with the additives effect. Four replicates were used per treatment. Data were analyzed using the MIXED procedure of SAS. We evaluated the chemical composition, pH, lactic acid content, volatile fatty acids, ethanol, ammonia nitrogen, soluble protein, dry matter losses, aerobic stability, kernel fraction particle size distribution, geometric mean particle size (GMPS) and surface area of the corn grain, and ruminal in situ starch and dry matter degradability. The DM content was higher at 15 and 30 d than at 60 d of ensiling. The crude protein (CP) content decreased over time and was lower in silages treated with Mycoflake compared to the other treatments. There was an interaction between additive and storage length for soluble protein content, where at 15 d of ensiling, POL had lower soluble protein content than CON and MYC, after 30 d it had lower soluble protein content than MYC, and no differences were observed among treatments after 60 d. Ammonia nitrogen content was higher for 30 and 60 d of storage than 15 d, 53.2 and 59.4%, respectively. The length of storage and treatment changed the kernel particle size distribution. There was a decreased amount of material retained on the bottom pan at 60 d of storage compared with 15 and 30 d. The MYC had lower percentage of grain held at 1.7 and 1.18-mm sieves compared to the other treatments. At 0.6-mm sieve, the PRO and MYC decreased the amount of particles kept regarding CON and POL. However, the percentage of material held at pan was higher for MYC than other treatments. It was observed an increase in GMPS at silages stored for 60 d and with the MYC there was a reduction compared with CON and POL. A decreased in surface area occurred in silages stored for 60 d and the MYC presented a higher surface area. There was an interaction between additive and storage length for pH. After 30 d of ensiling only PRO had lower pH than CON, but after 60 d all silages treated with additives had lower pH than CON. The lactic acid concentration was higher at 30 d in comparison with 15 d of storage. At 30 d, the POL and PRO had lower ethanol concentration than CON, and at 60 d all treatments except CON controlled ethanol concentration. The propionic acid concentration was higher in silages treated with additives that contained propionic acid (PRO and MYC) than for CON and POL at all lengths of storage analyzed. All silages stored for 15 d had low and similar butyric acid concentration, but at 30 and 60 d of storage, the untreated silages had higher butyric acid concentration than treated silages. Aerobic stability increased from 15 to 30 d, but was the same at 30 and 60 d. At 15 d of storage, the treatments PRO and MYC were efficient to decrease the DM losses. At 60 d all treated silages presented lower DM loss than CON. The length of storage increased the ruminal in situ degradability of starch and DM. The MYC increased the DM degradability at 12 h of incubation compared to POL. In conclusion, increasing the storage time of reconstituted corn grain silages improved the ruminal degradability of starch and DM. The Mycoflake increased the availability of nutrients and Polysorbate 80 can be a potential antimicrobial agent in corn grain silages. Further studies are needed to better determine the effect of a combination of chemical additive and polysorbates in corn grain silages.
Title in Portuguese
Efeito do tempo de estocagem e aditivos químicos no valor nutritivo e degradabilidade do amido em silagem de grãos de milho reconstituído
Keywords in Portuguese
Aditivo químico
Polissorbato 80
Silagem de grão de milho reconstituído
Tempo de estocagem
Abstract in Portuguese
A reidratação e ensilagem do grão de milho seco é um método de processamento capaz de melhorar a digestibilidade do amido pela quebra da matriz proteica que envolve os grânulos de amido permitindo o acesso pelas bactérias ruminais. Esse tipo de processamento do grão pode resultar em maior eficiência alimentar de vacas leiteiras, diminuindo a ingestão de matéria seca sem alterar a produção de leite. O uso de aditivos químicos pode controlar a produção de etanol, por inibir o desenvolvimento de leveduras, melhora a estabilidade aeróbica e diminui as perdas de matéria. Surfactantes sintéticos, tal como polissorbato 80, possuem diversas propriedades funcionais na indústria alimentícia, pois são eficientes em estabilizar substâncias imiscíveis, como interfaces entre água-óleo, interagem com matrizes alimentares e podem modificar sua estrutura através de mecanismos físicos. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do tratamento com ácido propiônico, polissorbato 80 ou uma mistura de ácido propiônico e polissorbato 80 na silagem reconstituída de grãos de milho armazenados com diferentes tempos de estocagem (15, 30 ou 60 dias) na composição química, degradabilidade ruminal in situ e na conservação da silagem. Os grãos de milho foram moídos antes da ensilagem (peneira de 5-mm). O milho moído seco foi misturado manualmente com água destilada para atingir um teor de umidade de 35%. Cento e setenta e sete quilos e duzentos gramas de milho moído seco foram reidratados e posteriormente ensilados em baldes de plástico com capacidade de 5 litros, equipados com tampas de plástico (mini-silo). Quatro pilhas (44,3 kg de grão seco por pilha) foi tratada com polissorbato 80 (2 L / t) (POL), ácido propiônico 28% (2 L / t) (PRO), MycoflakeTM (2 L / t) (MYC) ou sem aditivo (CON). O efeito de tempo de estocagem (15, 30 ou 60 d), também foi avaliado e combinado em um arranjo fatorial com o efeito de aditivos. Quatro repetições foram usadas por tratamento. Os dados foram analisados usando o procedimento MIXED do SAS. Foram avaliadas composição química, pH, teor de ácido láctico, ácidos graxos voláteis, etanol, nitrogênio amoniacal, proteína solúvel, perdas de matéria seca, estabilidade aeróbica, distribuição de tamanho de partícula do grão, tamanho geométrico médio de partículas (TMP), área superficial do grão de milho e degradabilidade ruminal in situ do amido e da matéria seca (MS). O teor de MS foi maior aos 15 e 30 dias do que aos 60 dias de ensilagem. O teor de proteína bruta (PB) diminuiu com o tempo e foi menor nas silagens tratadas com Mycoflake em comparação com os outros tratamentos. Houve interação entre aditivo e tempo de estocagem para o teor de proteína solúvel, onde, aos 15 dias de ensilagem o POL apresentou menor teor de proteínas solúveis que CON e MYC e após 30 dias apresentou menor teor que MYC, e não foram observadas diferenças entre tratamentos após 60 dias de estocagem. O teor de nitrogênio amoniacal foi maior aos 30 e 60 dias de armazenamento que aos 15 dias, 53,2 e 59,4%, respectivamente. O tempo de armazenamento e o tratamento alteraram a distribuição do tamanho de partículas do grão. Houve diminuição do material retido no fundo da peneira aos 60 dias de armazenamento, comparado aos 15 e 30 dias. O MYC apresentou menor porcentagem de grãos retidos nas peneiras de 1,7 e 1,18 mm em comparação aos outros tratamentos. Na peneira de 0,6 mm, o PRO e MYC diminuíram a quantidade de partículas mantidas em relação ao CON e POL. No entanto, a porcentagem de material retido no fundo foi maior para MYC em relação aos outros tratamentos. Observou-se um aumento no TMP nas silagens armazenadas por 60 dias e o MYC reduziu o TMP em relação ao CON e POL. Ocorreu diminuição da área superficial nas silagens armazenadas por 60 dias e o MYC apresentou maior área superficial. Houve interação entre aditivo tempo de estocagem para pH. Após 30 dias de ensilagem, somente o PRO apresentou pH inferior ao CON, mas após 60 dias todas as silagens tratadas com aditivo apresentaram pH inferior ao CON. A concentração de ácido lático foi maior aos 30 dias em comparação aos 15 dias de armazenamento. Aos 30 d, o POL e o PRO apresentaram menor concentração de etanol que o CON, e aos 60 d todos os tratamentos exceto CON, foram eficientes em diminuir o etanol da silagem. A concentração de ácido propiônico foi maior nas silagens que continham ácido propiônico (PRO e MYC) do que no CON e POL em todos os períodos de armazenamento. Todas as silagens armazenadas por 15 dias apresentaram baixa e semelhante concentração de ácido butírico, mas aos 30 e 60 dias de armazenamento, as silagens não tratadas apresentaram maior concentração de ácido butírico do que as silagens tratadas. A estabilidade aeróbica foi maior aos 30 e 60 dias. Aos 15 dias de armazenamento, os tratamentos PRO e MYC foram eficientes em reduzir as perdas de MS e aos 60 dias todas as silagens tratadas apresentaram menor perda de MS que o CON. O tempo de estocagem aumentou a degradabilidade ruminal in situ do amido e da MS. O MYC aumentou a degradabilidade do MS em 12 h de incubação em comparação com o POL. Em conclusão, aumentar o tempo de armazenamento de silagens de grãos de milho reconstituídos melhora a degradabilidade ruminal do amido e da MS. O Mycoflake pode aumentar a disponibilidade de nutrientes e o Polissorbato 80 pode ser um potencial agente antimicrobiano em silagens de grãos de milho. Mais estudos são necessários para determinar melhor o efeito de uma combinação de aditivo químico e polissorbatos em silagens de grãos de milho.
 
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Publishing Date
2020-06-24
 
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