Effects of some organic acids and salts on microbial fermentation in the digestive tract of piglets estimated using an in vitro gas production technique

Abstract

In vitro -kaasuntuotantomenetelmalla selvitettiin erilaisten orgaanisten happojen (muurahais-, propioni-. maito-, sitruuna ja fumaarihappo) ja suolojen (kalsiumformiaatti, kaliumsorbaatti ja natriumbentsoaatti) seka epaorgaanisen fosforihapon mahdollisuutta muokata mikrobifermentaatiota porsaan ruoansulatuskanavassa. Lasipulloihin laitettiin inkubaatiota varten 40 ml seosta, jossa oli 53 % puskuria, 45 % ohutsuolen ruokasulaa ja 2 % sontaa, seka 5 ml puskuria, 0,5 g rehua ja 20 Êl nestemaisia tai 20 mg kiinteita happoja ja suoloja. Kaasuntuotanto mitattiin automaattisesti 15 minuutin valein seuraavan 24 h ajan. Muurahaishappo oli ainoa, joka hidasti maksimaalista kaasun muodostumisnopeutta kontrolliin verrattua. Muurahaishappoa sisaltaneissa pulloissa kaasua muodostui hitaammin kuin kalsiumformiaattia, sitruunahappoa ja kaliumsorbaattia sisaltaneissa pulloissa. Kalsiumformiaatti nopeutti kaasun muodostumista kontrolliin verrattuna. Muodostuneen kaasun kokonaismäärässä ei ollut merkitseviä eroja happojen ja suolojen välillä. Kun tutkimme muurahaishappopohjaisia seoksia, joissa oli 1 5 % natriumbentsoaattia ja/tai kaliumsorbaatia, kaasun muodostumista kuvaavat parametrit eivät eronneet puhtaan muurahaishapon vaikutuksesta. Kaikki muurahaishappopohjaiset seokset pienensivät haihtuvien rasvahappojen, etikkahapon, propionihapon ja n-voihapon pitoisuutta fermentaationesteessä, mutta ei pelkkä muurahaishappo. Johtopäätöksenä on, että orgaanisilla hapoilla ja niiden suoloilla on erilainen kyky muokata mikrobifermentaatiota porsaan ruuansulatuskanavassa. Lisäämällä natriumbentsoaattia tai kaliumsorbaattia muurahaishappoon voidaan muuttaa fermentaation tyyppiä.

An in vitro gas production technique was used to screen different organic acids (formic, propionic, lactic, citric, and fumaric acid), organic salts (calcium formate, potassium sorbate, and sodium benzoate), and inorganic phosphoric acid for their ability to modulate microbial fermentation in the digestive tract of piglets. For the incubation, 40 ml of culture medium (53% buffer, 45% frozen ileal digesta, and 2% fresh faeces) was dispensed in vessels containing 5 ml of buffer, 0.5 g of feed, and 20 ìl of liquid or 20 mg of solid acidifiers. Gas production was measured every 15 min during the 24 h incubation at 39°C, and a Gompertz bacterial growth model was applied to the gas production data. Formic acid was the only acid that reduced the maximum rate of gas production (ìm) compared to that in the control treatment (P < 0.05). The ìm was slower in vessels with formic acid than in those with calcium formate, citric acid, and potassium sorbate (P < 0.05) Calcium formate increased the ìm compared to the control treatment (P < 0.05). The maximum volume of gas produced and the lag time did not differ between different acidifiers (P > 0.05). When investigating formic-acid-based mixtures that contained 1 5% of potassium sorbate and/or sodium benzoate, the estimated parameters for the Gompertz growth model did not differ from those for treatments with plain formic acid (P > 0.05). However, concentrations of total volatile fatty acids, acetic acid, propionic acid, and n-butyric acid were reduced by all the mixtures (P < 0.05), but not by plain formic acid (P > 0.05). In conclusion, organic acids and salts were found to differ in their ability to modulate microbial fermentation in the digestive tract of piglets. Mixing formic acid with potassium sorbate or sodium benzoate changed fermentation patterns, and the possibility to use them to enhance the antimicrobial effect of formic acid should be investigated further in vivo.