Behandeling van rundveevoer met ammoniak
Ammoniak kan worden gebruikt om vezelrijk rundveevoer te behandelen. De ammoniakbehandeling breekt specifieke mycotoxines af (Norred (1982),Martinez, Weng, and Park (1994),Peng, Marchal, and Poel (2018)).
Verder doodt ammoniak schadelijke bacteriën en schimmels (Tajkarimi et al. (2008)), waardoor de bewaarbaarheid van het product toeneemt. Ook breekt ammoniak bepaalde lignineverbindingen af waardoor de ruwecelstof verteerbaarheid van product toeneemt (Ibrahim, Wijeratne, and Costa (1985),Moss, Givens, and Garnsworthy (1994),Goto and Yokoe (1996),Ahmed et al. (1999),Khan, Scaife, and Hovell (1999),Krueger et al (2008)). Waar inzet van ammoniak in gasvorm gevaarlijk is kan ammoniak ook uit ureum worden geproduceerd door ureum en urease toe te voegen aan het voer (Khan, Scaife, and Hovell (1999),Kraidees (1999)). Dit is de achtergrond van commercieel beschikbare producten als Home ‘n Dry (zie https://www.fivefalka.com/home-n-dry) en Maxammon (zie https://www.harbro.co.uk/nutrition/innovative-products/maxammon/).
Ammoniak beïnvloedt de verteerbaarheid van de NDF fractie omdat een deel van de lignine afbreekt en zijn structuur verandert waardoor de oppervlakte toeneemt en het wateropnemende vermogen toeneemt (Rémond et al. (2010), Goto and Yokoe (1996)). Gemiddeld gezien kan worden gesteld dat de verteerbaarheid van stro met ongeveer 10 procentpunten toeneeemt (Moss, Givens, and Garnsworthy (1994),Goto and Yokoe (1996),Kraidees (1999),Yoo, Lee, and Kim (2014)). Uit eigen resultaten bleek dat VEM-waarde van behandeld stro naar ongeveer 600 toenam. Omdat ammoniak de verteerbaarheid van het NDF-aandeel verandert verbetert de verteerbaarheid van het product meer naarmate het aandeel NDF hoger is.
Behandeling met ureum of ammoniak verhoogt de pH van het product van 6.5 tot ongeveer 9. Het hoge aandeel ammoniak, in combinatie met de hoge pH, doodt microben in het product, waardoor de houdbaarheidvan het product toeneemt (Muthaiyan, Limayem, and Ricke (2011)). Ammoniak breekt de mycotoxines aflatoxine en DON af (Martinez, Weng, and Park (1994), Tajkarimi et al. (2008), Muthaiyan, Limayem, and Ricke (2011), Peng, Marchal, and Poel (2018)). Daarnaast is er overtuigend bewijs dat microbiële verontreiniging van voedermiddelen schadelijk is voor de gezondheid van dieren (Baines et al. (2011), Baines et al. (2013)). Omdat microbiologie van het voer ook invloed heeft op de voedselveiligheid in de hele voedselketen (Beauvais et al. (2018)), zal de aandacht voor voerhygiëne waarschijnlijk toenemen.
De verhoging van de pH door ammoniak heeft een positieve invloed op de penswerking als vorming vanvluchtige vetzuren tot pensverzuring kan leiden. Dit is het belangrijkste argument van bedrijven als FiveF en Harbro voor het voeren van gealkaliseerd graan. Op dit moment ken ik geen onderzoek dat een invloed van gealkaliseerd graan op de pens-pH aantoont. Wel is aangetoond dat inzet van sodagrain (graan ontsloten met natronloog) tot hogere opname en hogere productie leidt vergeleken met gewoon geplet graan (De Campeneere, De Boever, and De Brabander (2006)). In dit onderzoek is de opname echter ook hoger met aangezuurd graan, dit leidt echter niet tot hogere productie (De Campeneere, De Boever, and De Brabander (2006)). Helaas zijn in dit onderzoek geen pensmetingen uitgevoerd. In een overzicht stellen Dehghan-banadaky, Corbett, and Oba (2007) dat met ammoniak-behandeld graan trager verteert in de pens en dat de NDF-fractie van dit graan beter verteert in de pens.
In het verleden werden grondstoffen met ammoniak behandeld door vloeibare of vluchtige ammoniakin het (goed afgedekte) product te spuiten/blazen. Omdat ammoniak een gevaarlijke stof is is dit een gevaarlijke procedure, waarbij flinke veiligheidsmaatregelen moeten worden genomen. Zie bijvoorbeeld:
Daarnaast is deze procedure op dit moment in de EU niet toegestaand. Om deze reden zijn we aangewezen op inzet ureum. Meestal wordt ureum ingezet in combinatie met een bron van urease zoals de commerciële producten Home ’n Dry, Maxammon en Powergrain. Omdat de urease uit deze producten echter hoofdzakelijk uit soja komt zouden we ook gebruik kunnen maken van onverhitte sojabonen (Muñoz et al. (1998),Morais et al. (2017)).
De omzetting van ureum naar ammoniak is een onzekere factor in het hele proces. Recent hebben we bedachtdat de werking van een product met urease voor de behandeling kan worden getest door de ureaseactiviteit van het product te testen. Dit kan door de standaardprocedure uit de voerindustrie te volgen (Caprita et al. (2010)). Het bekend dat de ureaseactiveit van bijvoorbeeld sojabonen verschilt tussen partijen en zelfs afhankelijk is van bemesting (Mateer and Marschall (1916),Smith, Belter, and Anderson (1956),Lavres et al. (2016)).
Referenties
Ahmed, S, M J Khan, M Shahjalal, and K M S Islam. 1999. “Effects of Feeding Urea and Soybean Meal-Treated Rice Straw on Digestibility of Feed Nutrients and Growth Performance of Bull Calves,” 522–27.
Baines, Danica, Stephanie Erb, Ross Lowe, Kelly Turkington, Emil Sabau, Gretchen Kuldau, Jean Juba, Luke Masson, Alberto Mazza, and Ray Roberts. 2011. “A prebiotic, Celmanax, decreases Escherichia coli O157:H7 colonization of bovine cells and feed-associated cytotoxicity in vitro.” BMC Research Notes 4:1–13. https://doi.org/10.1186/1756-0500-4-110.
Baines, Danica, Mark Sumarah, Gretchen Kuldau, Jean Juba, Alberto Mazza, and Luke Masson. 2013. “Aflatoxin, fumonisin and Shiga toxin-producing Escherichia coli infections in calves and the effectiveness of celmanax/dairyman’s choice™ applications to eliminate morbidity and mortality losses.” Toxins 5 (10):1872–95. https://doi.org/10.3390/toxins5101872.
Beauvais, Wendy, Elena V Gart, Melissa Bean, Anthony Blanco, Jennifer Wilsey, Kallie Mcwhinney, Laura Bryan, et al. 2018. “The prevalence of Escherichia coli O157 : H7 fecal shedding in feedlot pens is affected by the water-to-cattle ratio : A randomized controlled trial.” Plos One 13 (2):1–21. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0192149.
Caprita, Rodica, Adrian Caprita, Gheorghe Ilia, Iuliana Cretescu, and Vasile Octavian Simulescu. 2010. “Laboratory Procedures for Assessing Quality of Soybean Meal.” In Proceedings of the World Congress on Engineering and Computer Science 2010 Vol Ii. San Francisco.
De Campeneere, S., J. L. De Boever, and D. L. De Brabander. 2006. “Comparison of rolled, NaOH treated and ensiled wheat grain in dairy cattle diets.” Livestock Science 99 (2-3):267–76. https://doi.org/10.1016/j.livprodsci.2005.08.003.
Dehghan-banadaky, M., R. Corbett, and M. Oba. 2007. “Effects of barley grain processing on productivity of cattle.” Animal Feed Science and Technology 137 (1-2):1–24. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2006.11.021.
Goto, Masakazu, and Yasuhiko Yokoe. 1996. “Ammoniation of barley straw. Effect on cellulose crystallinity and water-holding capacity.” Animal Feed Science and Technology 58 (3-4):239–47. https://doi.org/10.1016/0377-8401(95)00903-5.
Ibrahim, M N M, A M U Wijeratne, and M J I Costa. 1985. “Effect of Different Sources of Urease on the Treatment Time and Digestibility of Urea-Ammonia Treated Rice Straw” 13:197–205.
Khan, M. J., J. R. Scaife, and F. D. Hovell. 1999. “The effect of different sources of urease enzyme on the nutritive value of wheat straw treated with urea as a source of ammonia.”
Kraidees, M S. 1999. “Influence of Urea Treatment and Soybean Meal ( Urease ) Addition on the Utilization of Wheat Straw by Sheep,” no. 1997.
Krueger, N. A., A. T. Adesogan, C. R. Staples, W. K. Krueger, S. C. Kim, R. C. Littell, and L. E. Sollenberger. 2008. “Effect of method of applying fibrolytic enzymes or ammonia to Bermudagrass hay on feed intake, digestion, and growth of beef steers.” Journal of Animal Science 86 (4):882–89. https://doi.org/10.2527/jas.2006-717.
Lavres, José, Guilherme Castro Franco, Gil M. C, de Sousa Cámara, and Gil M De Sousa Câmara. 2016. “Soybean Seed Treatment with Nichel Improves Biological Nitrogen Fixation and Urease Activity.” Frontiers in Environmental Science 4 (May):1–11. https://doi.org/10.3389/fenvs.2016.00037 Soybean.
Martinez, Amaury J., Cong Ying Weng, and Douglas L. Park. 1994. “Distribution of ammonia/aflatoxin reaction products in corn following exposure to ammonia decontamination procedure.” Food Additives and Contaminants 11 (6):659–67. https://doi.org/10.1080/02652039409374267.
Mateer, J.G., and E.K. Marschall. 1916. “The urease content of certtain beans, with special reference to the Jack Bean.” Journal of Biological Chemistry 25:297–305. http://www.jbc.org/content/25/2/297.citation.
Morais, Leonardo Fiusa de, João Carlos de Carvalho Almeida, Delci de Deus Nepomuceno, Mirton José Frota Morenz, Bárbara Maria Gomes de Melo, and Rafaela Scalise Xavier de Freitas. 2017. “Milled legume grain as urease source for the ammonization of elephant grass hay.” Pesquisa Agropecuaria Brasileira 52 (12):1268–75. https://doi.org/10.1590/S0100-204X2017001200016.
Moss, Angela R., D. I. Givens, and P. C. Garnsworthy. 1994. “The effect of alkali treatment of cereal straws on digestibility and methane production by sheep.” Animal Feed Science and Technology 49 (3-4):245–59. https://doi.org/10.1016/0377-8401(94)90050-7.
Muñoz, F, M Joy, J D Andueza, and X Alibés. 1998. “Chemical treatment o f maize stover with urea” 38(i):33–38.
Muthaiyan, Arunachalam, Alya Limayem, and Steven C. Ricke. 2011. “Antimicrobial strategies for limiting bacterial contaminants in fuel bioethanol fermentations.” Progress in Energy and Combustion Science 37 (3). Elsevier Ltd:351–70. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2010.06.005.
Norred, W.P. 1982. “Ammonia treatment to destroy aflatoxins in corn.” Journal of Food Protection 45(10):972–76.
Peng, W. X., J. L. M. Marchal, and A. F. B. van der Poel. 2018. “Strategies to prevent and reduce mycotoxins for compound feed manufacturing.” Animal Feed Science and Technology 237 (November 2017). Elsevier:129–53. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2018.01.017.
Rémond, C., N. Aubry, D. Crônier, S. Noël, F. Martel, B. Roge, H. Rakotoarivonina, P. Debeire, and B. Chabbert. 2010. “Combination of ammonia and xylanase pretreatments: Impact on enzymatic xylan and cellulose recovery from wheat straw.” Bioresource Technology 101 (17). Elsevier Ltd:6712–7. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2010.03.115.
Smith, Allan K., Paul A. Belter, and Robert L. Anderson. 1956. “Urease activity in soybean meal products.” Journal of the American Oil Chemists’ Society 33 (8):360–63. https://doi.org/10.1007/BF02665111.
Tajkarimi, Mehrdad, Hans P. Riemann, Maha N. Hajmeer, Edward L. Gomez, Vadood Razavilar, and Dean
O. Cliver. 2008. “Ammonia disinfection of animal feeds – Laboratory study.” International Journal of Food Microbiology 122 (1-2):23–28. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2007.11.040.
Yoo, Chang Geun, Chi Woo Lee, and Tae Hyun Kim. 2014. “Effect of Low-Moisture Anhydrous Ammonia (LMAA) Pretreatment on Biomass Quality and Enzymatic Hydrolysis for Long-Term Storage.” Applied Biochemistry and Biotechnology 174 (7):2639–51. https://doi.org/10.1007/s12010-014-1215-5.
Recent Comments