Potential near infrared reflectance spectroscopy (NIRS) analysis in predicting feed digestibility in swine

HAL Id: hal-02796102

https://hal.inrae.fr/hal-02796102

Submitted on 5 Jun 2020

HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.

Potential near infrared reflectance spectroscopy (NIRS) analysis in predicting feed digestibility in swine

Jose Alberto Conde Aguilera

To cite this version:

Jose Alberto Conde Aguilera. Potential near infrared reflectance spectroscopy (NIRS) analysis in predicting feed digestibility in swine. 3. Fatty Pig Conference, Nov 2015, Herceghalom, Hungary.

�hal-02796102�

Potential near infrared  reflectance spectroscopy  (NIRS)  analysis in  predicting  feed  digestibility  in  swine 

J. Alberto Conde‐Aguilera

1

 UMR1348 PEGASE, INRA, Saint‐Gilles, France ; 

 Agrocampus‐Ouest, UMR1348 PEGASE, Rennes, 

France. 

Today,  the  increasing  cost  and  scarcity  of  raw  materials,  and  the  by‐product  introduction  require  managing feeding as closely as possible to the requirements of animals. It is, therefore, essential to  know  precisely  the  nutritional  value  of  resources  and  its  bioavailability  to  better  adapt  the  formulation  matrices  to  the  actual  value  of  these  resources  to  the  animal  requirement.  Feed  characterization is most often performed by chemical analysis of samples and by the application of  prediction  equations  that  relate  the  composition  vector  to  nutritional  properties  for  a  category  of  animals

. Conversely, the digestibility coefficient of a nutrient is estimated as the relative difference  between the analyzed nutrient content ingested and excreted by the animal over a period of time. 

However, this approach is not suitable for practical characterization of a large number of individuals  at  farm  scales,  especially  in  large‐sized  animals  such  as  in  pig.  The  near  infrared  reflectance  spectroscopy (NIRS)  is based on the  absorption  of  infrared  light  by the  chemical bonds of samples. 

The  advantage  of  this  new  technology  relies  on  the  ability  to  measure  the  chemical  and  physical  structures  of  samples  from  a  simple  analysis  of  the  spectrometer.  Also,  spectral  acquisition  and  processing of spectra take only a few seconds, which allows high‐speed phenotyping analysis. These  spectra  can  be  related  to  more  complex  parameters  (e.g.  nutritional  and  digestibility  values)  according  to  the  relationships  that  can  exist  between  the  chemico‐physical  parameters  and  the  structural properties of the samples. Faeces represent the end‐product of the digestive process, and  thus  contain  information  on  both  the  feed  itself  and  the  history  of  its  transit  through  the  animal  digestive  tract.  In  poultry,  it  has  been  shown  that  valuable  information  on  digestibility  can  be  retrieved by analyzing excreta

. These studies performed on broilers have been done by NIRS, based  on  the  fact  that  the  spectra  contained  mixed  chemical  and  physical  (color,  particle  size,  etc.)  information  on  the  samples,  thus  maximizing  the  quantity  of  information  related  to  digestive  processes.  In  ruminants,  NIRS has been evidenced as a highly accurate  methodology for estimating  the  pasture  digestibility  and  intake  of  cattles

,  goats

,  and  sheep

  from  fecal  samples.  To  date,  there  is  no  existing  reference  on  faecal  NIRS  prediction  of  nutritional  value  in  the  pig,  except  for  studies  carried  out  by  Bastianelli  et  al.

.  The  results  obtained  in  the  latter  study  indicated  that  digestibility of dry matter, energy, and N contents in pigs can be predicted by NIRS from faeces with  an acceptable accuracy. However, appropriate calibration based on a wide range of feed types needs  to  be  further  developed.  In  conclusion,  NIRS  appears  to  be  a  promising  tool  for  large‐scale  evaluations of digestibility in swine. 

1. Le Goff G, Noblet J (2001) Comparative total tract digestibility of dietary energy and nutrients in growing pigs and adult  sows. J Anim Sci 79, 2418‐2427. 

2. Bastianelli  D,  Bonnal L,  Juin  H  et al. (2010) Prediction  of the chemical composition of poultry excreta  by near  infrared  spectroscopy. J Near Infrared Spec 18, 69‐77. 

3. Coates DB, Dixon RM (2011) Developing robust faecal near infrared spectroscopy calibrations to predict diet dry matter  digestibility in cattle consuming tropical forages. J Near Infrared Spectrosc 19, 507‐519. 

4. Landau S, Friedman S, Devash L et al. (2002) Polyethylene glycol, determined by near‐infrared reflectance spectroscopy,  as a marker of fecal output in goats. J Agr Food Chem 50, 1374‐1378. 

5. Andueza D, Picard F, Aufrere J et al. (2013) Polyethylene glycol determined by near‐infrared reflectance spectroscopy to  estimate faecal output in sheep fed fresh permanent grassland forage. Livest Sci 155, 38‐43. 

6.  Bastianelli  D,  Bonnal  L,  Jaguelin‐Peyraud  Y  et  al.  (2015)  Predicting  feed  digestibility  from  NIRS  analysis  of  pig  faeces. 

Animal 9, 781‐786.