Research Article

Differential effects of rapeseed, sunflower and linseed oils on rumen microbial functions in dual effluent fermenters on maize silage-based diet^☆

Effets différentiels des huiles de colza, de tournesol et de lin sur les fonctions microbiennes ruminales dans des fermenteurs à double effluent sur un régime à base d’ensilage de maïs

¹ UMR MoSAR, AgroParisTech Inrae, F-91400 Baclay, France
² Terres Inovia, F-33318 Pessac, France
³ Terres Univia, F-75008 Paris, France

^* Correspondence: laurent.broudiscou@inrae.fr
^a Present address: UMR NuMeA Aquapôle Inrae, 173 RD 918, F-64310 Saint-Pée-sur-Nivelle, France.

Received: 8 July 2022
Accepted: 6 February 2023

Abstract

Quantitative information on the concurrent changes in major rumen microbial functions induced by dietary lipids in relation with the degree of unsaturation of fatty acids is scarce. During a three-period essay (9 days per period), rapeseed (Brassica napus L., RO), sunflower (Helianthus annuus L., SO) and linseed (Linum usitatissimum L., LO) oils at the high level of 80 g/kg dry matter input (DMI) and a control without oil were compared in four 1-L dual outflow fermenters inoculated with bovine rumen microbiota and maintained on a maize silage-based diet. Neither the fermentation medium pH and redox potential nor starch and protein degradabilities were significantly altered. Oil supply significantly decreased butyrate and methane specific productions of to the benefit of propionate and hydrogen specific productions and decreased the microbial protein outflow and synthesis efficiency while increasing the outflows of ammonia and isovalerate, these effects being amplified by the fatty acids’ unsaturation degree. Besides, with no impact of the degree of unsaturation, oil supply increased the amount of fermented hexose, the productions of all SCFAs except butyrate and the specific production of acetate. The rumen variables apparently sensitive to oil unsaturation degree were thus related either to metabolic hydrogen removal pathways or to protein metabolism.

Résumé

Les informations quantitatives sur les diverses actions simultanées des lipides alimentaires sur les principales fonctions microbiennes du rumen et leur lien avec le degré d’insaturation des acides gras sont rares. Au cours d’un essai de trois périodes (9 jours par période), des huiles de colza (Brassica napus L., RO), de tournesol (Helianthus annuus L., SO) et de lin (Linum usitatissimum L., LO) au taux élevé de 80 g/kg de matière sèche apportée (DMI) et un contrôle sans huile ont été comparés dans quatre fermenteurs à double flux inoculés avec un microbiote de rumen bovin et maintenus sur un régime à base d’ensilage de maïs. Ni le pH et le potentiel redox du milieu de fermentation, ni la dégradation de l’amidon et des protéines n’ont été significativement modifiés. L’apport d’huile a significativement diminué les productions spécifiques de butyrate et de méthane au profit des productions spécifiques de propionate et d’hydrogène et a diminué le flux de protéines microbiennes et l’efficacité de synthèse tout en augmentant les flux d’ammoniac et d’isovalérate, ces effets étant amplifiés par le degré d’insaturation des acides gras. Par ailleurs, sans impact du degré d’insaturation, l’apport d’huile a augmenté la quantité d’hexose fermenté, les productions de tous les AGCS sauf le butyrate et la production spécifique d’acétate. Les variables apparemment sensibles au degré d’insaturation de l’huile étaient donc liées soit aux voies d’élimination de l’hydrogène métabolique, soit au métabolisme des protéines.