Paçuli (Pogostemon cablin) eterik yağının rumen mikrobiyal fermantasyonu üzerine etkilerinin Rumen Simülasyon Tekniği (RUSITEC) ile araştırılması
Effects of patchouli (Pogostemon cablin) essential oil on rumen microbial fermantation using Rumen Simulation Technique (RUSITEC)
Yazar: ZEYNEP TUĞÇE SERTKAYA
Danışman: PROF. DR. HAKAN ÖZTÜRK
Ankara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji (Veterinerlik) Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Fizyoloji = Physiology

Özet:
Bu çalışmanın amacı, paçuli eterik yağının in vitro rumen fermantasyon özellikleri, besin sindirilebilirliği ve metan gazı üretimi üzerindeki etkilerinin yarı sürekli kapalı bir inkübasyon yöntemi olan Rumen Simülasyon Tekniği (RUSITEC) kullanarak belirlenmesidir. Bu amaçla, ruminal pH, asetik, propiyonik, izobütirik, bütirik, izovalerik, valerik ve toplam uçucu yağ asitleri (UYA) üretimleri, asetat propiyonat oranı (A:P), stokiyometrik metan gazı üretimi, kuru madde sindirilebilirliği (KMS) ve amonyak azotu (NH3-N) konsantrasyonu belirlendi. Rusitec sistemde inokulum olarak kullanılan rumen içeriği iki adet besi sığırından elde edildi. Araştırma 7 gün adaptasyon ve 7 gün deneme dönemlerinden oluştu ve 3 uygulama ile her bir uygulamanın 3 tekrarı şeklinde tasarlandı. Deneme döneminde paçuli eterik yağının ruminal fermantasyon üzerine etkilerinin belirlenmesi için 9 fermenter 3'erli gruplara ayrıldı. Üç fermenter kontrol grubu olarak hizmet etti ve bunlara paçuli eterik yağı ilave edilmedi. Diğer üç fermentere günlük 187,5 mg/L dozunda paçuli eterik yağı, son üç fermentere ise günlük 562,5 mg/L dozunda paçuli eterik yağı ilave edildi. Araştırmada donör hayvanların da beslemesinde kullanılan yem maddeleri %20 kaba yem ve %80 konsantre yem olacak şekilde (2 g arpa samanı, 8 g konsantre yem) kullanıldı. Araştırmadan elde edilen bulgular, paçuli eterik yağının ruminal pH ve protozoon sayısını istatistiki olarak etkilemediğini göstermiştir. Ancak, toplam ve bireysel (asetik, propiyonik, bütirik, izobütirik asit, izovalerik asit ve valerak asit) uçucu yağ asidi üretimleri paçuli eterik yağının her iki dozunda da yükselmiş (p<0,05), asetatın propiyonata oranı ise düşmüştür (p<0,05). Metan gazı üretimi dozdan bağımsız şekilde paçuli eterik yağı ilavesi sonrasında istatistiksel olarak artmıştır (p<0,05). Diğer deneme gruplarına kıyasla, Rusitec fermenterlerine 562,5 mg/L dozunda paçuli eterik yağı ilavesi NH3-N konsantrasyonunda istatistiksel olarak azalmaya (p<0,05) yol açmıştır. Yem kuru madde sindirilebilirliği paçuli eterik yağı ilavesi sonrasında sayısal artışlar sergilese de istatistiksel olarak anlamlı bir farklılık belirlenmemiştir (p>0,05). Sonuç olarak, paçuli eterik yağı test edilen dozlarda rumen fermantasyonunu stimüle etmiştir. Yüksek doz paçuli eterik yağı, NH3N miktarını azaltıcı etkisi dolayısıyla azot verimliliğini olumlu yönde etkilemiştir. Ancak metan üretimini de artırması nedeniyle paçuli eterik yağı rumen enerji verimliliğini olumlu yönde değiştirmemiştir.

Anahtar Sözcükler: Fermantasyon, Metan, Paçuli Eterik Yağı, Pogostemon cablin, Rumen

Abstract:
The objective of this investigation was to assess the influence of patchouli essential oil on in vitro rumen fermentation characteristics, nutrient digestibility, and methane gas production using the semi-continuous closed incubation technique, Rumen Simulation Technique (RUSITEC). The study determined ruminal pH, acetic, propionic, isobutyric, isovaleric, valeric, and total volatile fatty acid (VFA) production, as well as acetate propionate ratio (A:P), stoichiometric methane gas production, dry matter digestibility (DMD), and ammonia nitrogen (NH3-N) concentration. Technical abbreviations are explained upon first use. The language maintains objectivity, precision, and formality, adhering to conventional academic structure and grammatical correctness while avoiding biased and ornamental language. Consistent citation and footnote style are observed. Two beef cattle provided the rumen contents utilized as inoculum in the Rusitec system. The study comprised a 7-day adaptation period followed by a 7-day experimental period, consisting of 3 treatments each repeated 3 times. During the experimentation, 9 fermenters were segregated into groups of 3 to examine the impact of patchouli essential oil on ruminal fermentation. Three fermenters were allocated as control groups where patchouli essential oil was not administered. Patchouli essential oil was added to three of the fermenters at a daily dose of 187.5 mg/L, while the remaining three fermenters received a higher dose of 562.5 mg/L. The study employed feed materials consisting of 20% roughage and 80% concentrate feed, composed of 2 g barley straw and 8 g concentrate feed, respectively, when feeding donor animals. The findings reveal that the administration of patchouli essential oil did not exhibit any significant impact on ruminal pH and protozoan count. Total and individual volatile fatty acid production, including acetic, propionic, butyric, isobutyric, isobutyric acid, isovaleric acid, and valeric acid, increased significantly at both doses of patchouli essential oil (p<0.05). Additionally, the ratio of acetate to propionate decreased significantly (p<0.05). Methane gas production also increased significantly after the addition of patchouli essential oil, regardless of the dose used (p<0.05). Compared to the other experimental groups, the inclusion of patchouli essential oil at a concentration of 562.5 mg/L in Rusitec fermenters led to a significant reduction (p<0.05) in NH3-N concentration. Although dry matter digestibility of the feed demonstrated numerical enhancement following patchouli essential oil addition, no significant difference was observed (p>0.05). In summary, the addition of patchouli essential oil stimulated rumen fermentation at the tested doses. High doses of patchouli essential oil had a positive effect on nitrogen efficiency due to its reducing effect on NH3N content. However, patchouli essential oil did not positively change rumen energy efficiency because it also increased methane production.

Keywords: Fermentation, Methane, Patchouli Essential Oil, Pogostemon cablin, Rumen