Postruminal digestion of abomasally infused corn starch with or without exogenous amylase administration in cattle

Robbers, geb. Hansen, Kristina ORCID

Aim of the present thesis was to investigate the capacity for starch digestion in the small intestine of cattle and demonstrate a limitation due to an insufficient activity of pancreatic amylase. For this purpose, corn starch was infused into the abomasum of four rumen-cannulated heifers with or without exogenous amylase. In the first experiment, corn starch was infused in moderate amounts of 0.9 kg/d. Higher fecal excretion of microbial crude protein and volatile fatty acids with than without starch infusion indicated an enhanced fermentation of starch in the hindgut, which indicates an incomplete digestion of the infused starch in the small intestine. However, the efficiency of starch digestion in the small intestine was quite high as 85% of the infused starch were estimated to disappear from the small intestine. In line with this, exogenous amylase did not improve starch digestion, which was suggested to be based on a sufficient secretion of pancreatic amylase at this level of starch infusion. In a second experiment, corn starch was abomasally infused at 5 infusion levels, which stepwise increased from 1.0 to 2.0 kg/d, with or without exogenous amylase. Results demonstrated a decreasing efficiency of starch digestion in the small intestine of cattle. Starch disappearance decreased from 78 to 68% with intestinal starch supplies of 1.0 and 2.0 kg/d, respectively. Furthermore, the results demonstrated a limited ability of the hindgut to compensate the decreasing efficiency of starch digestion in the small intestine, leading to an increasing excretion of starch with feces with increasing intestinal flow of starch. Amylase administration did not improve starch digestion in the small intestine, indicating other factors rather than pancreatic amylase activity being the primarily factor limiting starch digestion in the small intestine of cattle.

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Kapazität der Stärkeverdauung im Dünndarm beim Rind zu bestimmen und eine Limitierung der selbigen durch die Aktivität der Pankreas-Amylase zu zeigen. Zu diesem Zweck wurde Maisstärke mit oder ohne gleichzeitige Infusion einer exogenen Amylase in den Labmangen vierer pansenfistulierter Färsen infundiert. In einem ersten Versuch wurde eine moderate Menge an Maisstärke von 0.9 kg pro Tier und Tag infundiert. Die mit Stärkeinfusion erhöhte Ausscheidung an mikrobiellem Rohprotein und flüchtigen Fettsäuren über den Kot deutete auf eine Fermentation von Stärke im Dickdarm und somit eine unvollständige Verdauung und Absorption der infundierten Stärke im Dünndarm hin. Dennoch kann von einer recht hohen Effizienz der Stärkeverdauung ausgegangen werden, da schätzungsweise 85% der infundierten Stärke im Dünndarm verschwanden. In Übereinstimmung hiermit bewirkte die exogene Amylase keine Verbesserung der Stärkeverdaulichkeit im Dünndarm, was vermutlich in einer ausreichenden endogenen Sekretion der Pankreas-Amylase begründet war. In einem zweiten Versuch wurden Stärkemengen in 5 Stufen ansteigend von 1 auf 2 kg pro Tier und Tag mit oder ohne zusätzliche Infusion einer exogenen Amylase infundiert. Die Ergebnisse zeigten eine abnehmende Effizienz der Stärkeverdauung im Dünndarm mit zunehmender Stärkeanflutung. Die Verdaulichkeit der Stärke sank von 78% bei einer Stärkeanflutung von 1 kg pro Tag auf 68% bei 2 kg pro Tag. Darüber hinaus zeigten die Ergebnisse ein begrenztes Potenzial des Dickdarms, die abnehmende Effizienz der Stärkeverdauung im Dünndarm zu kompensieren, sodass ein zunehmender Anteil der infundierten Stärke über den Kot ausgeschieden wurde. Die Zulage der exogenen Amylase bewirkte keine Verbesserung der Stärkeverdauung im Dünndarm, sodass andere Faktoren als die Aktivität der Pankreas-Amylase die Stärkeverdauung im Dünndarm von Rindern zu begrenzen scheinen.

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Robbers, geb.: Postruminal digestion of abomasally infused corn starch with or without exogenous amylase administration in cattle. 2019.

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