RESUMO: Piper betle L. é uma planta comestível rica em polifenois que podem melhorar a utilização de alimentos na dieta de ruminantes. O objetivo do presente estudo foi investigar o efeito de várias doses de Piper betle L em . pó (PL) sobre microrganismos do rúmen in vitro, biogás ruminal e produção de produtos finais de fermentação e bio-hidrogenação, incluindo lipólise e isomerização. O delineamento inteiramente casualizado utilizou cinco níveis de suplementação de PL (0, 25, 50, 75 e 100 mg de MS) incubados com 400 mg de um substrato basal do feno de Pangola e concentrado (50:50). Os compostos da matriz (g / kg MS) de 0,27 catequina, 0,11 rutina, 3,48 quercetina, 0,41 apigenina, 0,04 miricetina, 0,27 kaempferol, 0,76 eugenol e 0,22 cariofileno derivado de PL, alteraram o padrão de fermentação com o aumento de nutrientes degradáveis e voláteis totais, ácidos graxos e acetogênese sem alterar o pH durante a fermentação. Esses valores promoveram a produção de gás in vitro, com maior dióxido de carbono e menor produção de metano. Embora a recuperação de hidrogênio da lipólise-isomerização na bio-hidrogenação tenha sido limitada, o PL promoveu com sucesso o acúmulo de ácido esteárico (C18: 0) alterando a via de bio-hidrogenação dos ácidos graxos, causando mais C18: 1 trans-11 do que C18: 2 trans-11, cis -15. Consequentemente, isso resultou em mais ácido linoléico conjugado (CLA) cis-9, trans-11, CLA trans-10, cis-12 e CLA trans-11, cis-13. O suprimento aprimorado de PL aumentou o total de bactérias e zoósporos de fungos devido a uma redução no número de protozoários do rúmen. Em conclusão, nossos resultados demonstram que o PL é um aditivo alimentar com potencial para ruminantes, prometendo fermentação ruminal e bio-hidrogenação aprimoradas, enquanto reduz a produção de metano.

ABSTRACT: Piper betle L. is edible plant richer in polyphenols that might improve feed utilization in rumen diet. The objective of the present study was to investigate the effect of various Piper betle L. powder (PL) doses on in vitro rumen microorganisms, ruminal biogas and fermentation end-product production, and biohydrogenation including lipolysis-isomerization. The completely randomized design used five levels of PL supplementation (0, 25, 50, 75 and 100 mg DM) incubated with 400 mg of a basal substrate of Pangola hay and concentrate (50:50). The matrix compounds (g/kg DM) of 0.27 catechin, 0.11 rutin, 3.48 quercetin, 0.41 apigenin, 0.04 myricetin, 0.27 kaempferol, 0.76 eugenol and 0.22 caryophyllene derived from PL altered the fermentation pattern, with an increase in degradable nutrients and total volatile fatty acids and acetogenesis without shifting pH during fermentation. These values promoted in vitro gas production, with higher carbon dioxide and lower methane production. Although, hydrogen recovery from lipolysis-isomerization in biohydrogenation was limited, PL successfully promoted stearic acid (C18:0) accumulation by changing the biohydrogenation pathway of fatty acids, causing more C18:1 trans-11 rather than C18:2 trans-11, cis-15. Consequently, this resulted in more conjugated linoleic acid (CLA) cis-9, trans-11, CLA trans-10, cis-12 and CLA trans-11, cis-13. Enhanced PL supply increased total bacteria and fungal zoospores due to a reduction in rumen protozoa. In conclusion, our results demonstrated that PL is a feed additive with potential for ruminants, promising improved ruminal fermentation and biohydrogenation, while reducing methane production.

RESUMO Atualmente, há pouca informação sobre se a suplementação com Piper betle em pó (PBP) e óleo de girassol (SFO) tem um efeito sinérgico na redução das emissões de metano sem impacto negativo na fermentação ruminal. Este estudo investigou os efeitos da PBP, complementada com ou sem SFO, na liberação de biogás, produtos finais de fermentação e microrganismos do rúmen de cabras lactantes. Os tratamentos foram realizados em um arranjo fatorial completamente randomizado de 3 × 5, em que 0, 15 e 30 mg de SFO foram combinados com 0, 15, 30, 45 e 60 mg de PBP em base de matéria seca. Os resultados foram avaliados in vitro. PBP foi obtida da planta perene Piper betle L., que é uma fonte abundante de flavonóides e seus derivados aromáticos. SFO, que reduz as emissões de metano na dieta, foi complementado para confirmar se interagia com outros nutritivos na dieta ruminante. A SFO × PBP diminuiu significativamente (p < 0,05) a produção de metano, aumentou as concentrações totais voláteis de ácidos graxos e diminuiu o número de protozoários de rúmen. Observou-se que 15-30 mg, e não 45-60 mg, PBP combinado com 0, 15, e 30 mg SFO aumentou (p < 0,05) a produção total de gás (incluindo CO2) a partir da fermentação. Contudo, os nossos resultados sugeriram que pelo menos 45 mg de PBP, isoladamente ou em combinação com SFO, é necessário para reduzir a amonia-N (p < 0,05). Nem todos os tratamentos afetaram o pH do rúmen. Em conclusão, complementar PBP (< 30 mg), sozinho ou combinado com SFO, tem um efeito de supressão na produção de metano, preservando ao mesmo tempo uma taxa ótima de fermentação do rúmen.

ABSTRACT At present, there is little information regarding whether supplementation with Piper betle powder (PBP) and sunflower oil (SFO) has a synergistic effect on lowering methane emissions without negatively impacting ruminal fermentation. This study investigated the effects of PBP, supplemented either with or without SFO, on biogas release, fermentation end-products, and microorganisms in the rumen of lactating goats. The treatments were run in a completely randomized 3 × 5 factorial arrangement, whereby 0, 15, and 30 mg SFO were combined with 0, 15, 30, 45, and 60 mg PBP on a dry matter basis. The outcomes were assessed in vitro. PBP was obtained from the perennial plant Piper betle L., which is an abundant source of flavonoids and their aromatic derivatives. SFO, which reduces dietary methane emissions, was supplemented to confirm whether it interacted with other nutrients in the ruminant diet. SFO × PBP significantly (p < 0.05) decreased methane production, enhanced total volatile fatty acid concentrations, and decreased the number of rumen protozoa. We found that 15-30 mg, but not 45-60 mg, PBP combined with 0, 15, and 30 mg SFO increased (p < 0.05) total gas production (including CO2) from fermentation. However, our results suggested that at least 45 mg PBP, either alone or combined with SFO, was required to reduce ammonia-N (p < 0.05). Not all treatments affected rumen pH. In conclusion, supplementing PBP (< 30 mg), either alone or combined with SFO, has a suppressing effect on methane production while preserving an optimum rate of rumen fermentation.