Effect of fibrolytic enzymes and incubation pH on in vitro degradation of NDF extracts of alfalfa and orchardgrass

Abstract

Two in vitro assays (one with alfalfa and the other with orchardgrass) were conducted to evaluate the effects of a fibrolytic enzyme preparation (enzyme) and initial incubation pH (5.6, 6.2 and 6.8) on the degradation of NDF extracts.

The enzyme increased (P≤0.05) degradation of alfalfa NDF: 1) at 6 h with pH 6.2 and 6.8; 2) at 9 and 12h with pH 5.6 and 6.2; 3) at 24h with all pH values; 4) at 48h with pH 5.6 and 6.8; 5) at 72h with pH 6.2 and 6.8. Alfalfa NDF degradation was changed (P≤0.05) by the enzyme with increasing pH, as follows: 1) a linear increase at 3h; 2) a linear decrease at 6 and 12h; 3) a quadratic effect at 24, 48, and 72h, and the highest value was observed with pH 6.2. Further effects (P≤0.05) of the enzyme on the alfalfa cell wall were the following: 1) with pH 5.6, the undegradable NDF fraction was reduced and the degradation rate was increased; 2) with pH 6.2, the lag phase was decreased; 3) as pH increased there was a quadratic effect on the lag phase, and the lowest value was found at pH 6.2. For orchardgrass the effects (P≤0.05) of the enzyme were as follows: 1) an increased NDF degradation at 24 and 48h; 2) a decreased linear degradation of NDF as pH increased, at 3, 6, and 9h. Scanning electron micrographs of the alfalfa cell wall showed that parenchyma cells appeared broken and the vascular bundles exposed after incubation with the enzyme mixture at pH 6.2

It may be concluded that a fibrolytic enzyme preparation at pH 6.2 enhanced in vitro degradation of alfalfa NDF.

Riassunto

Sono state condotte due analisi in vitro (la prima con erba medica, la seconda con erba mazzolina) al fine di valutare gli effetti di una preparazione enzimatica fibrolitica sulla degradabilità dell’estratto NDF attraverso incubazione a diverso pH iniziale (5,6; 6,2 e 6,8).

La degradabilità della frazione NDF di erba medica è aumentata con la presenza della preparazione enzimatica (P≤0,05): 1) a 6h con pH 6,2 e 6,8; 2) a 9 e 12h con pH 5,6 e 6,2; 3) a 24h con tutti i valori di pH considerati; 4) a 48h con pH 5,6 e 6,8; 5) a 72h con pH, 2 e 6,8. La degradabilità della frazione NDF di erba medica è stata così modificata dal preparato enzimatico (P≤0,05) all’aumentare dei valori di pH: 1) incremento lineare a 3h; 2) diminuzione lineare a 6 e a 12h; 3) effetto quadratico a 24, 48 e 72h; il valore più alto si è rilevato a pH 6,2. Sono stati osservati ulteriori effetti dell’enzima (P≤0,05) sulla parete cellulare di erba medica: 1) a pH 5,6 la frazione non degradabile dell’NDF è diminuita e la velocità di degradazione è risultata maggiore; 2) a pH 6,2 la lag-phase è diminuita; 3) all’aumentare del pH è stato osservato un aumento quadratico della lag-phase e il valore più basso è stato osservato a pH 6,2. Per quanto concerne l’erba mazzolina gli effetti della preparazione enzimatica (P≤0,05) sono stati i seguenti: 1) incremento della degradabilità della frazione NDF a 24 e 48h, 2) diminuzione lineare della degradabilità di NDF, con l’aumentare del pH, a 3, 6 e 9h. La scansione elettronica della parete cellulare di erba medica ha evidenziato la rottura del tessuto parenchimale e dei fasci vascolari dopo incubazione con il preparato enzimatico a pH 6,2.

Si può concludere che la preparazione enzimatica fibrolitica ha intensificato, a pH 6,2, la degradabilità in vitro della frazione NDF dell’erba medica.

Key words:

• Fibrolytic enzyme
• Forages
• NDF
• Degradation

Parole chiave::

• Enzimi fibrolitici
• Foraggio
• NDF
• Degradabilità