Impact of ensiling conditions on formation of biogenic amines in grass and legume silages and feed intake behaviour of goats

Abstract

Silage produced from small-grained legumes can contribute to the protein supply of ruminants. However, the susceptibility to protein degradation during harvest and the entire conservation process impedes to achieve high feed quality. The changes in the composition of crude protein fractions from protein nitrogen to non-protein nitrogen, which encompasses amongst others biogenic amines, are assessed negatively for several reasons, as they may result in a reduction of feed intake.<br /> The aim was to determine the effect of ensiling conditions on formation of fermentation products with focus on biogenic amines and the resulting feed intake behaviour and the short-term dry matter intake (DMI) of silages by goats. Moreover it was examined whether the preference for one of two forages on offer develops immediately at the beginning of feeding based on the emanating odors or whether the feed has to be ingested in order to activate the postingestive feedback. Six silages with different treatments were produced each from lucerne (<em>Medicago sativa</em> L.), red clover (<em>Trifolium pratense</em> L.) and ryegrass <em>Lolium multiflorum</em> LAM.). After ensiling of at least 90 days, preference trials with Saanen-type goats (n = 8 for lucerne and red clover silages and n = 6 for grass silages) and a comprehensive chemical characterisation were carried out. During the experimental phase, each possible two-way combination of the six silages and lucerne hay, which served for comparison of different runs, was offered as free choice for 3 h. The first three minutes of feeding were filmed to analyse the behaviour towards the two offered forages.<br /> The results revealed that intense proteolysis did not result in high contents of biogenic amines. Within the determined concentration range (1.2–4.1 g/kg DM) no influence on feed intake behavior was found. In addition, the crude protein fractions and the fermentation products could not clearly be attributed to influence the DMI. The DMI of the treatments differed significantly within the plant species. However, the DMI rankings of the three plant species were very similar. The preference of goats for one of the two freely selectable silages was already shown during the first few minutes of feeding. The behavioural observation by means of video recordings over a very short period of time thus seems to be suitable for assessing the development of preference when presenting two silages.

<strong>Einfluss der Silierbedingungen auf die Bildung biogener Amine in Leguminosen- und Grassilagen und das Futteraufnahmeverhalten von Ziegen</strong><br /> Aus kleinkörnigen Leguminosen hergestellte Silage kann zur Proteinversorgung von Wiederkäuern beitragen. Unter anderem die Anfälligkeit für Proteinabbau bereits während der Ernte und während des gesamten Konservierungsprozesses erschwert jedoch das Erreichen einer hohen Futterqualität. Die mit der Proteolyse einhergehenden Veränderungen in der Zusammensetzung der Rohproteinfraktionen vom Proteinstickstoff zum Nichtproteinstickstoff sind aus verschiedenen Gründen negativ zu beurteilen, da sie unter anderem in einer Reduzierung der Futteraufnahme resultieren können.<br /> Ziel dieser Arbeit war es, die Auswirkungen unterschiedlicher Silierbedingungen auf die Bildung verschiedener Fermentationsprodukte mit Fokus auf biogene Amine und das Präferenzverhalten sowie die kurzzeitige Trockenmasseaufnahme von Ziegen zu untersuchen. Außerdem wurde die Hypothese überprüft, ob sich die Präferenz für ein Futter unmittelbar zu Beginn der Fütterung basierend auf den von den Silagen ausgehenden Gerüchen entwickelt und das Futter nicht erst gefressen werden muss, um das postingestive Feedback zu aktivieren. Dazu wurden jeweils sechs Silagen aus Luzerne (<em>Medicago sativa</em> L.), Rotklee (<em>Trifolium pratense</em> L.) und Welschem Weidelgras (<em>Lolium multiflorum</em> LAM.) hergestellt. Nach einer mindestens 90-tägigen Silierdauer wurde mit den Luzerne-, Rotklee- und Grassilagen jeweils ein Präferenzversuch mit Ziegen (Weiße Deutsche Edelziege, n = 8 bei den Luzerne- und Rotkleesilagen bzw. n = 6 bei den Grassilagen) sowie eine umfassende chemische Charakterisierung durchgeführt. Das Design der Versuchsphase sah vor, jeder Ziege jede mögliche Kombination zweier Silagen und eines Luzerneheus, welches als Standardfutter zur Vergleichbarkeit der drei Durchgänge diente, für 3 h zur freien Wahl anzubieten. Die ersten drei Minuten der Futteraufnahme wurden gefilmt, um die Futteraufnahme beobachten und analysieren zu können.<br /> Die Ergebnisse zeigen, dass während der Silierung eine intensive Proteolyse stattfand, die jedoch nicht zu einem hohen Gehalt an biogenen Aminen führte. Innerhalb des ermittelten Konzentrationsbereiches (1,2–4,1 g/kg TM) wurde kein Einfluss auf das Futteraufnahmeverhalten festgestellt. Zwar unterschieden sich die Trockenmasseaufnahmen der einzelnen Behandlungen innerhalb der einzelnen Spezies teilweise signifikant, jedoch konnte den einzelnen Rohproteinfraktionen sowie den Fermentationsprodukten keine eindeutige Bedeutung für die Beeinflussung der Trockenmasseaufnahme zugeschrieben werden. Es zeigte sich, dass sich die Präferenz für eine der zwei frei wählbaren Futtermittel bereits während der ersten Minuten der Fütterung entwickelt. Die Verhaltensbeobachtung mittels Videoaufzeichnungen über einen sehr kurzen Zeitraum scheint demnach geeignet, die Entwicklung der Präferenz bei Vorlage zweier Silagen zu beurteilen.