The nutritive value of seed meal from <i>Camelina sativa, Lunaria biennis, Pisum sativum, Lupinus albus</i> and <i>Lupinus luteus</i> was assessed with and without the addition of exogenous enzymes for growing broiler chickens. The nutritive value of seed meal from camelina and lunaria was found to be low with apparent metabolisable energy (AME) values of approximately 8 MJ kg^-1, which is lower than would be expected for other oilseeds such as rapeseed meal. The nutritive value of camelina meal was improved by the addition of phytase and protease but the improvements were not of sufficient magnitude to compete with soyabean meal or rapeseed meal. A poorer weight gain, feed conversion and nutrient digestibility was found when camelina meal was included in the diets of growing broiler chicks compared to birds fed a diet based on soyabean meal. The inclusion of camelina meal detrimentally altered the microbial flora in the caeca and increased the secretion of endogenous material compared to birds fed a wheat/soyabean meal ration. The poor metabolisability of camelina and lunaria is thought to be due to a relatively high concentration of glucosinolates, phytate and toxic fatty acids in the seed meals which impair nutrient retention and increase endogenous losses. The nutritional value of seed meal from <i>Lupinus albus</i> and <i>Lupinus luteus</i> was found to be higher than for camelina and lunaria but poorer than would be expected for soyabean meal. AME values for both lupins were around 10 MJ kg^-1 with seed meal from <i>Lupinus luteus</i> proving to have a marginally higher nutritional value than <i>Lupinus albus</i> for broilers. The addition of a cocktail of carbohydrase and protease enzymes did not improve the nutritive value of the seed meal for poultry, both in a precision feeding study and in a growth study where lupin seed meal was included in the diets of broilers at 300g kg^-1.

This study was conducted with the aim to investigate the efficacy of exogenous enzyme supplementation in releasing metabolisable energy in broiler feeds. Two performance trials were conducted during this study. Effects were measured in terms of the body weight gain, feed intake, feed conversion ratio, mortality and production efficiency factor in broilers. Correct interpretation and practical application of the positive effects of exogenous enzyme supplementation to commercial broiler feeds can aid nutritionists to develop nutritionally balanced broiler feeds at lower costs. The negative effects of anti-nutritional factors in broilers feeds can be greatly reduced with the strategic use of exogenous enzyme addition to the feed. In the first performance trial, four treatment feeds were fed to broilers. The Positive control feed was a balanced diet, formulated according to standard nutrient specifications used by Daybreak Farms, with only the metabolisable energy marginally lower than the standard to ensure that energy was the first limiting nutrient. Nutrient specification met or exceeded recommendations by the NRC (1994). A Negative control feed, similar to the Positive control, was formulated with 0.35 MJ ME / kg feed less than the Positive control. An Avizyme treatment and a Hemicell treatment were formulated similar to the Negative control, with the addition of 0.05% Avizyme and 0.0125% Hemicell to the respective treatments. The addition of Avizyme and Hemicell to the respective treatments was hypothesised to release an additional 0.35 MJ ME / kg feed. Four thousand three hundred and twenty day-old Ross 788 chicks were randomly divided into four treatment groups, each with eight replicates and 135 birds per replicate for the first seven days. After seven days birds were reduced to 126 birds per replicate. In the second performance trial, five treatment feeds were fed to broilers. The Positive control feed was a balanced diet, formulated according to standard nutrient specifications used by Daybreak Farms, with only the metabolisable energy marginally lower than the standard to ensure that energy was the first limiting nutrient. Nutrient specification met or exceeded recommendations by the NRC (1994). Results of the first performance trial indicated that more than the hypothesised 0.35 MJ ME / kg feed was being released from the feed with exogenous enzyme addition. Subsequently, the difference in metabolisable energy between the Negative control and Positive control treatments were increased for the second trial. A Negative control feed, similar to the Positive control, was formulated with 0.45 MJ ME / kg feed less than the Positive control. An Avizyme treatment and a Hemicell treatment were formulated similar to the Negative control, with the addition of 0.05% Avizyme and 0.0125% Hemicell to the respective treatments. A Combination treatment was formulated similar to the Negative control, with the addition of both 0.05% Avizyme and 0.0125% Hemicell to the feed. Seven thousand five hundred and sixty day-old Ross 788 chicks were randomly divided into five treatment groups, each with 12 replicates and 126 birds per replicate. For both trials, birds were housed in environmentally controlled houses with a similar lighting schedule and ad libitum access to feed and water. Body weights, feed intake and mortality were recorded weekly for the duration of the five week performance trials. The data was statistically analysed, using the general linear model function in SAS (Statistical Analysis Systems, 1989; Statistical Analysis Systems, 1994). Fischer’s protected test was used for the post hoc multiple comparison test. Repeated tests were included in the model. The confidence interval was set at 95%. Initial body weight was tested as a covariate in all the analyses. Incorrect dosing of the trial feeds during the first performance trial prevented the evaluation of the treatments for the entire 35 day period. The difference between the Positive control and the Negative control treatments were not large enough to enable the exact determination of the amount of metabolisable energy that the Avizyme released in the feed. It could, however, be concluded that Avizyme addition to a broiler feed increased broiler production efficacy. The Avizyme treatment was contributed at least 0.35 MJ ME / kg feed during the trial released more than 0.35 MJ ME / kg feed during the extended starter phase of the trial. The above mentioned conclusions served as a motivation to increase the metabolisable energy difference between the Positive control and the Negative control treatments for the next performance trial. Addition of Hemicell to the feed contributed 0.35 MJ ME / kg feed over a five week growing period. With the second performance trial, the Avizyme and Hemicell treatments released an additional 0.45 MJ ME / kg feed, supported by broiler production variables similar to the Positive treatment. The Combination treatment was shown to release more than 0.45 MJ ME / kg feed and significantly increased broiler performance. It was concluded that the combination of Hemicell and Avizyme in a broiler ration had a positive synergistic effect on each other in the young broiler, indicating that exogenous enzymes could be more effective in younger broilers. Although exogenous enzymes resulted in the release of a significant amount of additional metabolisable energy in the feed, the addition of these enzymes should undergo economical evaluation to ensure that the addition of these enzymes is viable under commercial circumstances. Addition of Avizyme with a calculated energy contribution of 0.35 MJ ME / kg and 0.45 MJ ME / kg to the feed realised an income over feed cost (IOFC) of 25 c / kg live weight and 4 c / kg live weight, respectively, during the five week period. The Hemicell treatment showed a negative IOFC (suggesting that Hemicell inclusion will decrease profit) of 24 c / kg live weight during the first four weeks of the first production trial and an IOFC of 2 c / kg live weight during the five week period of the second trial. The combination of both enzymes in the feed returned an IOFC of 16 c / kg live weight. In general the income over feed cost was the highest during the starter phase because of a higher efficacy of exogenous enzyme addition in younger broilers. / Dissertation (MSc(Agric))--University of Pretoria, 2012. / Animal and Wildlife Sciences / unrestricted

Le système INRA d’alimentation des Ruminants prédit les réponses de l’animal à des variations d’apports d’aliments ingérés. Toutefois, il évalue mal l’influence de l’alimentation sur la qualité des productions, et en particulier la qualité de la carcasse de bovins dont dépend le paiement des animaux aux producteurs. Pour un type d’animal donné, les poids et composition de la carcasse en lipides et protéines sont prédits par le modèle MECSIC (Hoch et Agabriel, 2004) à partir de l’énergie métabolisable ingérée calculée selon le système INRA de valeur énergétique des aliments et des rations. Or une étude bibliographique suggère que la composition des dépôts dépend aussi pour partie de la composition des rations qui détermine la nature des produits terminaux issus de la digestion des rations et le devenir métabolique des nutriments. Pour tester cette hypothèse, l’objectif fut d’étudier l’effet de la nature de la ration à même quantité énergie métabolisable (EM) ingérée sur la composition des dépôts et de la carcasse. Cet objectif est ciblé sur les bovins mâles en croissance. Les étapes principales de la thèse ont consisté à i) construire une base des données à partir des publications internationales traitant des effets de la variation des rations ingérées sur la composition de la carcasse chez les jeunes bovins, ii) explorer les relations entre la composition de la carcasse et la composition de la ration et sa métabolisabilité. La constitution de la base de données a montré que la composition de la carcasse n’est mesurée que dans 20% des publications, les 80% restantes l’ayant évalué par des mesures indirectes (index USA de rendement de viande, épaisseur de gras sous cutané, persillé, surface de muscle…) qui ne sont pas reliées entre elles. Une étape de recherche préliminaire a été mise en place pour quantifier par méta-analyse les relations entre mesures directes et indirectes de la composition de la carcasse dans le but d’utiliser le maximum de publications pour la suite de la thèse. Nous avons montré que seuls deux indicateurs (index USA de rendement de viande et épaisseur de gras sous-cutané) reflètent correctement la composition de la carcasse et peuvent être utilisés pour établir les lois de variation de sa qualité selon les conditions d’alimentation. Une autre méta-analyse a permis d’explorer à niveaux d’ingestion d’EM similaires, les réponses marginales des dépôts de lipides et protéines dans la carcasse, à des variations strictes de teneurs de la ration en EE, PDI, NDF ou du rapport Amidon/NDF, tout en considérant sa métabolisabilité (q=EM/EB). L’accroissement du rapport Amidon/NDF augmente la teneur en lipides des carcasses mais en deçà d’un seuil de métabolisabilité de la ration de 0,65, i.e. si les rations ont plus de 36% de fourrages. Au-delà de ce seuil, qui correspond à un rapport Amidon/ NDF minimal voisin de 2, il n’y a plus d’effet. Ainsi à même EMI, la composition du gain (et donc l’énergie nette déposée) ne varierait pas linéairement avec la métabolisabilité q de la ration. De plus la teneur en PDI augmente significativement la proportion de lipides de la carcasse (et réduit celle des protéines), surtout si le niveau global d’apports de PDI est limité et ne dépasse pas 2,5 fois les besoins d’entretien en PDI. La teneur en EE a peu d’effets. Ces caractéristiques de ration conduisent à des profils de nutriments (rapport entre nutriments glucogéniques et cétogéniques, azote-alpha-aminé) qui sont aussi discriminants pour la composition de la carcasse. Nos résultats suggèrent qu’il faut considérer les effets de la nature de la ration dans la modélisation de la composition de la carcasse des bovins selon l’EM ingérée. Cela pourra faire l’objet d’une modification significative du modèle de croissance (MECSIC) pour améliorer son pouvoir prédictif. / The INRA feeding system for Ruminants predicts the animal's responses to changes in feed intake. However, it poorly evaluates the influence of feed intake on the quality of productions, and in particular the quality of bovine carcass, on which the payment of animals to the producers depends. For a given type of animal, the carcass weight and its composition in lipids and proteins are predicted by the MECSIC model (Hoch and Agabriel, 2004) from the intake of metabolizable energy calculated from the INRA energy system. However, a literature review suggests that the composition of the depots also partly depends on the composition of the rations, which determines the nature of the digestion end products, and the metabolic fate of the nutrients. To test this hypothesis, the objective was to study the effects of the nature of the ration at similar metabolizable energy intake (MEI) on the composition of the carcass. This study is targeted to growing male cattle. The main steps of the thesis consisted of (i) building a database based on international publications on the effects of dietary intake on carcass composition in young cattle, (ii) exploring the relationships between carcass composition and the composition and metabolisability of the ration. The database showed that the composition of the carcass was measured in only 20% of the publications; the remaining 80% evaluated it by indirect measurements (USA yield grade, fat thickness, marbling, ribeye area ...). A preliminary research step was developed to quantify by meta-analysis the relationships between direct and indirect measurements of carcass composition in order to use the maximum number of publications for the rest of the thesis. We have shown that only two indicators (USA yield grade and fat thickness) correctly reflect the composition of the carcass and can be used to establish the response equations of carcass quality to dietary conditions. Another meta-analysis explored the marginal responses of lipid and protein depots in the carcass to strict variations in the dietary concentrations of EE, PDI, NDF or of the starch / NDF ratio, while considering its metabolisability (q = EM / EB). An increase in the starch / NDF ratio increases the lipid content of the carcasses but below a metabolizability threshold of 0.65, i.e. when rations contain more than 36% fodder. Beyond this threshold, which corresponds to a minimum starch / NDF ratio close to 2, there is no longer any effect. Thus, at similar MEI, the composition of the gain (and therefore the net energy deposited) does not vary linearly with the metabolisability q of the diet. Furthermore, the PDI content significantly increases the proportion of carcass lipids (and reduces that of proteins), especially if the overall level of PDI intake is limited and does not exceed 2.5 fold the maintenance requirements in PDI. The dietary EE content has little effect. These diet characteristics result in nutrient profiles (glucogenic / ketogenic ration, alpha-amino-N) which also discriminate carcass composition. Our results suggest that the effects of the nature of the ration should be considered when modeling the carcass composition of bovine animals from MEI. This should lead to significant changes in the MECSIC growth model to improve its predictive power.

Die exakte Bestimmung des energetischen Futterwertes von Grünland ist für die Praxis von großer Bedeutung. Das am häufigsten angewendete Schätzverfahren auf Basis der chemischen Analyse ist für Grünlandbestände mit geringer Nutzungsintensität nicht anwendbar. Ziel der Arbeit war es zu prüfen, ob andere ausgewählte Zellwandparameter (Xylose, Arabinose, pCA, FA, säurelösliches Lignin, ADL:Gesamtlignin) über ein breites Nutzungsspektrum eine engere Korrelation zur Verdaulichkeit der OS haben als die Rohfasergehalte, auf deren Korrelation zur in vivo Verdaulichkeit die Schätzgleichungen auf Basis der chemischen Analyse beruhen. Weitere Ziele waren ein Methodenvergleich verschiedener Schätzverfahren und die Bestimmung des Einflusses der Zusammensetzung der bestandsbestimmenden Einzelpflanzen auf den Energiegehalt der Bestände. Als Probenbasis dienten Pflanzenbestände, die in den Jahren 1996-1998 auf drei unterschiedlichen Versuchsflächen (5, 6 und 7) mit verschiedenen Gräserzusammensetzungen und drei unterschiedlichen Nutzungsformen (intensiv, 3-4 Schnitte, mit (A) bzw. ohne (B) N-Düngung und extensiv (C), 2 Schnitte, später erster Schnitt) im ersten und zweiten Aufwuchs gewonnen worden waren. Alle Bestandsproben (insgesamt 50) und Einzelpflanzen (109) wurden nach der Weender-Analytik analysiert, die Faserbestandteile NDF, ADF und ADL bestimmt, ausgewählte Zellwandparameter analysiert und der HFT-Gastest durchgeführt. Zum Methodenvergleich wurden die von der Gesellschaft für Ernährungsphysiologie (GfE, 1998) empfohlenen Gleichungen auf der Basis des Rohnährstoffgehaltes und der Gasbildung (Gb) sowie die Gleichungen von WEISSBACH et al. (1996, 1999) auf der Basis der enzymunlösbaren organischen Substanz (EuLOS) verwendet. Als Ergebnis dieser umfangreichen Untersuchungen zeigte sich, dass durch den starken Einfluss von Weißklee auf die Gehalte an Hemicellulosemonomeren (der Xylosegehalt von Klee beträgt 22% des Gehaltes in Gräsern) und phenolischen Säuren (pCA-Gehalt im Klee 10% des Gehaltes in Gräsern) in den Proben die Arbeitshypothese einer engen Korrelation dieser Parameter zur Verdaulichkeit nicht bestätigt werden konnte. Das ADL:Gesamtlignin Verhältnis erbrachte die engste Korrelation zur in vivo Verdaulichkeit. Aus diesem Grund wird dieser Parameter als Prüffaktor am geeignetsten betrachtet. Die Einzelpflanzen zeigten in Abhängigkeit zur Nutzung größere Abweichungen als zwischen den Gräserspezies. Der Methodenvergleich erbrachte, dass mit dem untersuchten Probenmaterial die HFT- und EuLOS96-Gleichungen eine sehr gute Übereinstimmung mit den gemessenen Energiewerten aufwiesen. Die erfassten unlöslichen Reste sowohl aus HFT als auch aus der Cellulasemethode (EuLOS) zeigen eine wesentlich engere Korrelation zur Verdaulichkeit als die Gasbildung und ELOS-Werte. / In practice, the accurate estimation of the feed value of grassland is important. The most common method, the calculation of feed value using the chemical analysis of nutrients, is not suitable for grasslands with a low levels of utilisation. Therefor the objective of this study was to test some selected parameters of cell wall for their better suitability of calculating the feed value than the conventional crude fibre content. These parameters were: Xylose, Arabinose, para coumaric acid (pCA), ferula acid (FA), acid soluble Lignin, and the ratio ADL to whole lignin. Further objectives were to compare different in vitro feed value estimation methods and to estimate the influence of the single grass species on the energy content of the grassland. The study samples were different grassland populations harvested during 1996 and 1998, from three different floor spaces (5,6,7) with different grass populations and with three intensities of management 3 to 4 cuts per year, with (A) and without (B) N-fertilizer and 2 cuts (C) with the first cut after the 1st July. The nutrient content, detergent fibre, cell wall parameter analysis, and HFT gas test were analysed for all grass samples (50) and single plant species (109). The recommended formulas based on the nutrienet content and HFT values (GfE, 1998) and based on the enzymatically insoluble organic matter (WEISSBACH et al., 1996, 1999) were used for the comparison of the feed value calculation methods. Based on the results of this extensive analytical work the chosen cell wall parameters xylose, arabinose, xylose: arabinose, pCA and ferula acid were not better suitable for the estimation of energy content. The possible reason for this is that the big differences in xylose and pCA contents between the white clover and grasses on the grassland. The concentration of xylose and pCA in clover is only 22% and 10% of the grasses, respectively. The ratio ADL: whole lignin gave a close correlation to the in vivo digestibility and seems to be the best suitable for estimating the energy content. The management intensity affected the nutrient contents more than the single grass species. The HFT and EuLOS96 - methods provided the lowest deviation to the in vivo values and are best suitable also for the extensively produced samples. The measured insoluble residues of the HFT and cellulase-methods gave closer correlation coefficients than the ml Gb and the cellulase soluble matter.

In mehrfaktoriellen 2 x 2 x 4 Untersuchungen im Zeitraum vom 7. - 28. Lebenstag und in Bilanzversuchen vom 15. - 20. Lebenstag mit männlichen Broilerküken (Cobb 500) wurden die Effekte der Versuchsfaktoren Zerkleinerung (Hammermühle vs. Walzenstuhl), thermische Behandlung (Konditionierung bei 70°C vs. Konditionierung/Expandierung 100°C) und Zusätze von Zink-Bacitracin bzw. Roxazym G2 (ohne Zusatz, mit Zink-Bacitracin 50 mg, mit Roxayzm G2 150 ppm und deren Zusatzkombination A+E) sowie die Interaktionen untersucht. Als Kriterien dienten die Parameter Futterverzehr, Lebendmassezunahme, Futteraufwand, Nährstoffansatz und -verwertung, ileale Verdaulichkeit von ausgewählten Aminosäuren, Proteinverwertung/Proteinqualität und Umsetzbarkeit der Energie. Die Versuchstiere erhielten ab dem 7. Lebenstag die entsprechenden Versuchsmischungen. Der Gehalt an XP und MEn aller Versuchsmischungen war einheitlich (XP 21,7% und MEn 12,3 MJ/kg Futter). Die Lysinversorgung wurde auf 90 % unter der optimalen Bedarfsdeckung in allen Futtermischungen limitiert. Die Auswirkungen der Versuchsfaktoren lassen sich wie folgt zusammenfassen: - Zerkleinerung : Die Zerkleinerungstechnologie mit dem Walzenstuhl übte einen signifikanten Einfluss auf den Futterverzehr (-3,5 %) und Futteraufwand (-2,8 %) gegenüber der Zerkleinerung mit der Hammermühle aus. Die Nährstoffverwertung (XP und Energie) zeigten durch Walzenstuhl-Zerkleinerung tendenzielle Verbesserungen. Die ileale Lysinverdaulichkeit blieb unverändert, die ileale Verdaulichkeit von Threonin und Met+Cys wurde signifikant erhöht. Die Walzenstuhl-Zerkleinerung führte zu einer besseren Futterstruktur und zu einer höheren Nährstoffdichte in den Pellets. Das wird deutlich durch die höhere N-Aufnahme bzw. N-Bilanz sowie durch gesteigerte N-Verwertungsparameter und einen erhöhten Gehalt an N-korrigierter umsetzbarer Energie (MEn). - Thermische Behandlung : Durch erhöhte Hitzeapplikation mit dem Expander konnten in der vorliegenden Arbeit hinsichtlich der Leistungsparameter, Nährstoffansatz und -verwertung keine Unterschiede gegenüber der Konditionierung festgestellt werden. Die Expandierung führte zu einer signifikant erhöhten ilealen Lysinverdaulichkeit, die durch die gemessene Lysinwirksamkeit im Bilanzversuch jedoch nicht widergespiegelt wurde. Auch signifikant niedrigere N-Bilanz und physiologische Proteinnutzwerte (PNu) sowie die tendenzielle Verringerung der N-Verdaulichkeit und des Gehaltes an umsetzbarer Energie deuten auf eine negative Wirkung der intensiveren thermischen Behandlung durch Expandieren hin. Hierzu sind weitere klärende Untersuchungen notwendig. - Futterzusätze: Durch die alleinige Supplementierung mit dem Antibiotikum Zink-Bacitracin oder NSP-spaltenden Enzym Roxazym G2 bzw. deren Kombination reagierten Mastleistung und Futterverwertung signifikant positiv. Während der Effekt der Enzymzulagen bei Nährstoffverwertung und ilealer Verdaulichkeit ausgewählter Aminosäure signifikant höher gegenüber der unsupplementierten Gruppe war, blieb ein Effekt von Zink-Bacitracin hinsichtlich dieser Parameter aus. Der Effekt der Zusatzkombination war bei Mastleistung, Nährstoffansatz und -verwertung und bei der ilealen Verdaulichkeit der ausgewählten Aminosäuren gegenüber der Kontrolle oder dem alleinigen Zusatz signifikant höher. Das deutet auf einen synergistischen Effekt der gleichzeitigen Applikation der beiden Additive hin. Die N-Verwertung einschließlich des Gehalts an N-korrigierter scheinbar umsetzbarer Energie lag nach alleiniger Applikation von Zink-Bacitracin unerwartet signifikant niedriger gegenüber den anderen Zusätzen bzw. tendenziell gegenüber der Kontrolle. Die Gehalte an scheinbar umsetzbarer Energie (AMEn) waren deutlich durch den Enzymzusatz allein oder in Kombination mit Zink-Bacitracin erhöht. -Interaktionen: Die Abhängigkeit der Versuchsfaktoren voneinander im Mastversuch war nicht stark ausgeprägt. Die Zerkleinerung in Verbindung mit anschließender thermischer Behandlung führte zur Beeinflussung der Futterverzehrsdaten. Danach verbesserten die Verfahrenskombinationen Hammermühle x Konditionierung oder Walzenstuhl x Expandierung bedingt durch einen erhöhten Futterverzehr die Lebendmassezunahme und den Nährstoffansatz signifikant. Hinsichtlich der ilealen Aminosäurenverdaulichkeit zeigten die Futterzusätze eine Abhängigkeit von der Behandlung bzw. Zerkleinerung und Behandlung. Die Enzymzulage allein oder in Kombination mit Zink-Bacitracin zeigte stärkere Effektivität in Verbindung mit der thermischen Behandlung durch Expandieren.