DOI: https://doi.org/10.5713/ab.251021
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41856097
تاريخ النشر: 2026-03-18
المؤلف: Hee Eun Oh وآخرون
الموضوع الرئيسي: تغذية الحيوان وعلم وظائف الأعضاء
نظرة عامة
كان الهدف من هذه الدراسة هو تقييم الهضم القياسي للأحماض الأمينية (AA) والطاقة القابلة للهضم (DE) في أربعة أنواع من المنتجات الثانوية المخبزية عند تغذيتها لصغار الخنازير، وإنشاء معادلات تنبؤية لتقدير هذه القيم. شمل التصميم التجريبي خمسة خنازير مزودة بقنيات T، باستخدام تصميم مربع لاتيني 5×5 عبر خمسة معالجات وفترات. احتوت المنتجات الثانوية المخبزية المختبرة على مستويات متغيرة من الألياف المنظفة المحايدة (NDF)، وتم صياغة الحميات لتشمل هذه المنتجات كمصدر رئيسي للنيتروجين والطاقة. أظهرت النتائج اختلافات كبيرة (p<0.05) في SID لمعظم الأحماض الأمينية وDE بين المنتجات الثانوية المخبزية، مع ارتباط سالب لتركيز NDF مع SID لمعظم الأحماض الأمينية الأساسية وDE. طورت الدراسة معادلات تنبؤية لتقدير SID لأحماض أمينية معينة وDE بناءً على محتوى NDF: SID لمثيونين (%) = 86.7 - 0.54×NDF (r² = 0.74، p<0.001)، SID لثريونين (%) = 73.4 - 1.00×NDF (r² = 0.57، p<0.001)، وDE (كيلو كالوري/كجم كما هو) = 4,819 - 81.96×NDF (r² = 0.93، p<0.001). تشير النتائج إلى أن هضم الأحماض الأمينية وDE يختلف بين المنتجات الثانوية المخبزية، وأن NDF يمكن أن يكون مؤشراً موثوقاً لهذه المقاييس الهضمية في حميات صغار الخنازير. ومع ذلك، يوصي المؤلفون بمزيد من التحقق من نماذج التنبؤ باستخدام مجموعات بيانات مستقلة واستكشاف تأثير المنتجات الثانوية المخبزية على أداء نمو صغار الخنازير.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على المنافسة المتزايدة على الحبوب، مثل الذرة والقمح، التي تعتبر مصادر الطاقة الرئيسية في حميات الخنازير، بسبب الطلب المتزايد من السكان البشريين المتزايدين. قد تؤدي هذه المنافسة إلى ارتفاع أسعار الحبوب وزيادة تكاليف إنتاج لحم الخنزير. كبديل مستدام، يتم النظر في نفايات الطعام، وخاصة المنتجات الثانوية المخبزية – التي تشمل عناصر مثل الخبز، الكعك، والوجبات الخفيفة – لتضمينها في حميات الخنازير بسبب محتواها العالي من السكر والنشا. بينما تبدو قيم الطاقة وهضم الأحماض الأمينية (AA) لهذه المنتجات ثابتة عبر مصادر مختلفة في الولايات المتحدة، إلا أن هناك تبايناً كبيراً في تركيبة المغذيات، يتأثر بالمواد الخام المستخدمة وإضافة المواد الليفية.
تهدف الدراسة إلى التحقيق في الهضم القياسي للأحماض الأمينية (SID) و الهضم الظاهر لإجمالي الطاقة (ATTD) في مصادر مختلفة من المنتجات الثانوية المخبزية عند تغذيتها لصغار الخنازير. بالإضافة إلى ذلك، تسعى إلى تطوير نماذج تنبؤية لتقدير SID للأحماض الأمينية و الطاقة القابلة للهضم (DE) في هذه المنتجات. تفترض الفرضية الأساسية أن هضم الأحماض الأمينية والطاقة سيتفاوت بناءً على تركيبة المغذيات، وخاصة تركيز الألياف الموجود في المنتجات الثانوية المخبزية.
طرق
في هذه الدراسة، تم استخدام خمسة خنازير (Landrace×Yorkshire) بوزن جسم أولي قدره 16.6 كجم (SD = 1.7) للتحقيق في تأثيرات مختلف المنتجات الثانوية المخبزية على امتصاص المغذيات. تم تجهيز كل خنزير بقنية في اللفائفي البعيد وتم إيواؤه بشكل فردي في أقفاص مزودة بمغذيات ومشروبات حلمة. بعد إجراء عملية قنية جراحية تم تعديلها من Stein وآخرون، تلقى الخنازير علاجاً بالمضادات الحيوية للتعافي. استخدم التصميم التجريبي ترتيب مربع لاتيني 5×5، مما يسمح بخمسة ملاحظات لكل معالجة عبر خمسة فترات.
شملت الدراسة أربعة مصادر من المنتجات الثانوية المخبزية مع تركيزات متغيرة من الألياف المنظفة المحايدة المعالجة بالأميلاز (NDF) (9.1% إلى 38.4%)، تم الحصول عليها من مصانع الأعلاف التجارية في كوريا. تم صياغة ثلاث حميات تجريبية لتشمل المنتجات الثانوية المخبزية (A، B، أو C) كمصدر رئيسي للنيتروجين والطاقة بنسبة 96.6%. تم تضمين حمية رابعة، تستخدم منتجاً ثانوياً مخبزياً (D) مع 38.4% NDF، بمعدل إدراج 70.0% بناءً على اختبارات القابلية للأكل. بالإضافة إلى ذلك، تم إعداد حمية خالية من النيتروجين لتقييم الخسائر الذاتية الأساسية (BEL) للأحماض الأمينية (AA). تم تصميم الحميات للمنتج الثانوي المخبزي-D والحمية الخالية من النيتروجين للحفاظ على نسب ثابتة من نشا الذرة، السكروز، زيت الصويا، والسليلوز، مما يسهل حساب قيم الطاقة من خلال إجراء الفرق. تم تضمين الفيتامينات والمعادن لتلبية أو تجاوز المتطلبات الغذائية، وتم إضافة أكسيد الكروم بنسبة 0.5% كمؤشر غير قابل للهضم.
نتائج
تشير النتائج إلى وجود اختلافات كبيرة في الهضم الظاهر لللفائفي (AID) للبروتين الخام (CP) وجميع الأحماض الأمينية (AA) بين مختلف المنتجات الثانوية المخبزية، حيث أظهر المنتج الثانوي المخبزي-D أدنى قيم AID (p<0.05). وبالمثل، اختلف الهضم القياسي لللفائفي (SID) للبروتين الخام ومعظم الأحماض الأمينية، باستثناء التربتوفان (Trp) والبروتين (Pro)، بشكل كبير، مرة أخرى مع إظهار المنتج الثانوي المخبزي-D أدنى SID لمعظم الأحماض الأمينية (p<0.05). علاوة على ذلك، كان الهضم الظاهر لإجمالي الطاقة (ATTD) أعلى في المنتجات الثانوية المخبزية A وB مقارنةً بـ C وD (p<0.05)، وكانت كل من الطاقة القابلة للهضم (DE) والطاقة القابلة للاستقلاب (ME) أكبر في A وB مقارنةً بـ C وD. تمت ملاحظة ارتباطات سلبية بين تركيز الألياف المنظفة المحايدة (NDF) وSID للبروتين الخام (r = -0.718)، الميثيونين (Met) (r = -0.859)، الثريونين (Thr) (r = -0.758)، وTrp (r = -0.516)، فضلاً عن ATTD لـ GE (r = -0.944) وDE (r = -0.965) في المنتجات الثانوية المخبزية (p<0.001). تم إنشاء معادلات تنبؤية لتقدير SID للبروتين الخام والأحماض الأمينية، مع الأشكال التالية: SID للبروتين الخام (%) = 86.6 - 0.78 × NDF (r² = 0.52، p = 0.001)، SID لمثيونين (%) = 86.7 - 0.54 × NDF (r² = 0.74، p<0.001)، وSID لثريونين (%) = 73.4 - 1.00 × NDF (r² = 0.57، p<0.001). بالإضافة إلى ذلك، كانت المعادلة لتقدير DE هي DE (كيلو كالوري/كجم كما هو) = 4,819 - 81.96 × NDF (r² = 0.93، p<0.001).
مناقشة
في هذه الدراسة، تم تقييم هضم الأحماض الأمينية (AA) والهضم الظاهر لإجمالي الطاقة (ATTD) في مختلف المنتجات الثانوية المخبزية في صغار الخنازير. تشير النتائج إلى أن المنتجات الثانوية المخبزية يمكن أن تكون بدائل قابلة للتطبيق للحبوب في حميات الخنازير، حيث تقدم قيم طاقة قابلة للمقارنة أو متفوقة وقابلية للأكل. ومع ذلك، يختلف تركيب المغذيات لهذه المنتجات بشكل كبير، خاصة في محتوى الألياف، مما يؤثر سلباً على الهضم. على وجه الخصوص، كانت تركيزات الألياف المنظفة المحايدة (NDF) الأعلى مرتبطة بانخفاض هضم كل من AA وGE، مما يؤكد الأبحاث السابقة التي سلطت الضوء على الآثار الضارة للألياف الغذائية على امتصاص المغذيات.
طورت الدراسة معادلات تنبؤية لتقدير الهضم القياسي للأحماض الأمينية (SID) و الطاقة القابلة للهضم (DE) بناءً على تركيزات NDF، التي تراوحت من 9.1% إلى 38.4% عبر المنتجات الثانوية المخبزية التي تم تحليلها. بينما توفر هذه النماذج أداة مفيدة لصياغة حميات الخنازير، يُنصح بالحذر عند تطبيقها على المنتجات الثانوية المخبزية ذات مستويات NDF خارج النطاق المدروس. تؤكد النتائج على الحاجة إلى مزيد من البحث للتحقق من صحة نماذج التنبؤ هذه باستخدام مجموعات بيانات مستقلة واستكشاف تأثير المنتجات الثانوية المخبزية عالية الألياف على أداء نمو صغار الخنازير.
DOI: https://doi.org/10.5713/ab.251021
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41856097
Publication Date: 2026-03-18
Author(s): Hee Eun Oh et al.
Primary Topic: Animal Nutrition and Physiology
Overview
The objective of this study was to assess the standardized ileal digestibility (SID) of amino acids (AA) and digestible energy (DE) in four types of bakery byproducts when fed to nursery piglets, and to create predictive equations for estimating these values. The experimental design involved five barrows fitted with T-cannulas, utilizing a 5×5 Latin square design across five treatments and periods. The bakery byproducts tested contained varying levels of neutral detergent fiber (NDF), and the diets were formulated to include these byproducts as the primary source of nitrogen and energy. Results indicated significant differences (p<0.05) in the SID of most AAs and DE among the bakery byproducts, with NDF concentration negatively correlating with the SID of most indispensable AAs and DE. The study developed predictive equations for estimating SID of specific AAs and DE based on NDF content: SID of Met (%) = 86.7 - 0.54×NDF (r² = 0.74, p<0.001), SID of Thr (%) = 73.4 - 1.00×NDF (r² = 0.57, p<0.001), and DE (kcal/kg as-is) = 4,819 - 81.96×NDF (r² = 0.93, p<0.001). The findings suggest that the digestibility of AAs and DE varies among bakery byproducts, and that NDF can serve as a reliable predictor for these digestibility metrics in nursery pig diets. However, the authors recommend further validation of the prediction models with independent datasets and additional investigations into the impact of bakery byproducts on the growth performance of nursery pigs.
Introduction
The introduction highlights the increasing competition for grains, such as corn and wheat, which are primary energy sources in swine diets, due to rising demand from a growing human population. This competition may lead to higher grain prices and increased pork production costs. As a sustainable alternative, food wastes, particularly bakery byproducts—comprising items like breads, cakes, and snacks—are being considered for inclusion in swine diets due to their high sugar and starch content. While the energy values and amino acid (AA) digestibility of these byproducts appear consistent across various sources in the U.S., significant variability in nutrient composition exists, influenced by the raw materials used and the addition of fibrous materials.
The study aims to investigate the standardized ileal digestibility (SID) of AAs and the apparent total tract digestibility (ATTD) of gross energy (GE) in different bakery byproduct sources when fed to nursery pigs. Additionally, it seeks to develop prediction models for estimating SID of AAs and digestible energy (DE) in these byproducts. The underlying hypothesis posits that the digestibility of AAs and energy will vary based on the nutrient composition, particularly the fiber concentration present in the bakery byproducts.
Methods
In this study, five barrows (Landrace×Yorkshire) with an initial body weight of 16.6 kg (SD = 1.7) were utilized to investigate the effects of various bakery byproducts on nutrient absorption. Each pig was fitted with a Tcannula at the distal ileum and housed individually in pens equipped with feeders and nipple drinkers. Following a surgical cannulation procedure adapted from Stein et al., the pigs received antibiotic treatment for recovery. The experimental design employed a 5×5 Latin square arrangement, allowing for five observations per treatment across five periods.
The research involved four sources of bakery byproducts with varying amylase-treated neutral detergent fiber (NDF) concentrations (9.1% to 38.4%), sourced from commercial feed mills in Korea. Three experimental diets were formulated to include bakery byproducts (A, B, or C) as the primary source of nitrogen and energy at 96.6%. A fourth diet, utilizing bakery byproduct (D) with 38.4% NDF, was included at a 70.0% inclusion rate based on palatability tests. Additionally, a nitrogen-free diet was prepared to assess basal endogenous losses (BEL) of amino acids (AA). The diets for bakery byproduct-D and the nitrogen-free diet were designed to maintain consistent proportions of cornstarch, sucrose, soybean oil, and cellulose, facilitating the calculation of energy values through a difference procedure. Vitamins and minerals were incorporated to meet or exceed nutritional requirements, and chromic oxide was added at 0.5% as an indigestible index.
Results
The results indicate significant differences in the apparent ileal digestibility (AID) of crude protein (CP) and all amino acids (AA) among various bakery byproducts, with bakery byproduct-D exhibiting the lowest AID values (p<0.05). Similarly, the standardized ileal digestibility (SID) of CP and most AAs, excluding tryptophan (Trp) and proline (Pro), also varied significantly, again with bakery byproduct-D showing the lowest SID for most AAs (p<0.05). Furthermore, the apparent total tract digestibility (ATTD) of gross energy (GE) was higher in bakery byproducts A and B compared to C and D (p<0.05), and both digestible energy (DE) and metabolizable energy (ME) were greater in A and B than in C and D. Negative correlations were observed between neutral detergent fiber (NDF) concentration and the SID of CP (r = -0.718), methionine (Met) (r = -0.859), threonine (Thr) (r = -0.758), and Trp (r = -0.516), as well as with the ATTD of GE (r = -0.944) and DE (r = -0.965) in the bakery byproducts (p<0.001). Prediction equations for estimating the SID of CP and AAs were established, with the following forms: SID of CP (%) = 86.6 - 0.78 × NDF (r² = 0.52, p = 0.001), SID of Met (%) = 86.7 - 0.54 × NDF (r² = 0.74, p<0.001), and SID of Thr (%) = 73.4 - 1.00 × NDF (r² = 0.57, p<0.001). Additionally, the equation for estimating DE was DE (kcal/kg as-is) = 4,819 - 81.96 × NDF (r² = 0.93, p<0.001).
Discussion
In this study, the digestibility of amino acids (AA) and the apparent total tract digestibility (ATTD) of gross energy (GE) in various bakery byproducts were evaluated in nursery pigs. The findings indicate that bakery byproducts can serve as viable alternatives to grains in swine diets, offering comparable or superior energy values and palatability. However, the nutrient composition of these byproducts varies significantly, particularly in fiber content, which negatively impacts digestibility. Specifically, higher neutral detergent fiber (NDF) concentrations were associated with lower digestibility of both AA and GE, corroborating previous research that highlighted the detrimental effects of dietary fiber on nutrient absorption.
The study developed prediction equations for estimating the standardized ileal digestibility (SID) of AA and digestible energy (DE) based on NDF concentrations, which ranged from 9.1% to 38.4% across the bakery byproducts analyzed. While these models provide a useful tool for formulating swine diets, caution is advised when applying them to bakery byproducts with NDF levels outside the studied range. The results underscore the need for further research to validate these prediction models with independent datasets and to explore the impact of high-fiber bakery byproducts on the growth performance of nursery pigs.