Accuracy of the estimates of ammonia concentration in rumen fluid using different analytical methods

Abstract

The accuracy of two different methods in measuring the ammonia nitrogen (N-NH3) concentration in rumen fluid were evaluated: a catalyzed indophenol colorimetric reaction (CICR) and the Kjeldahl distillation (KD). Five buffered standard solutions containing volatile fatty acids, true protein, and known ammonia concentrations (0, 3, 6, 12, and 24 N-NH3 mg/dL) were used to simulate rumen fluid. Different ratios (10:1, 7.5:1, 5:1, 2.5:1, 1:1, 1:2.5, 1:5, 1:7.5, and 1:10) of a potassium hydroxide solution (KOH, 2 mol/L) to standard solutions were evaluated by the KD method. The accuracy of each method was evaluated by adjusting a simple linear regression model of the estimated N-NH3 concentrations on the N-NH3 concentrations in the standard solutions. When the KD method was used, N-NH3 was observed to be released from the deamination of true protein (P<0.05), and an incomplete recovery of N-NH3 was observed (P<0.05), except for 7.5:1 and 5:1 ratios of KOH solution to standard solutions (P>0.05). The estimates of the N-NH3 concentration obtained by the CICR method were found to be accurate (P>0.05). After the accuracy evaluation, ninety-three samples of rumen fluid were evaluated by the CICR and KD methods (using the 5:1 ratio of KOH solution to rumen fluid sample), assuming that the CICR estimates would be accurate. The N-NH3 concentrations obtained by the two methods were observed to be different (P<0.05) but strongly correlated (r = 0.9701). Thus, it was concluded that the estimates obtained by the Kjeldahl distillation using a 5:1 ratio of KOH solution to rumen fluid sample can be adjusted to avoid biases. Furthermore, a model to adjust the N-NH3 concentration is suggested.

Avaliou-se a exatidão de dois métodos para mensuração da concentração de nitrogênio amoniacal (N-NH3) em fluido ruminal: reação colorimétrica catalisada por indofenol (RCCI) e destilação de Kjeldahl (DK). Cinco soluções-tampão contendo ácidos graxos voláteis, proteína verdadeira e concentrações conhecidas de amônia (0, 3, 6, 12 e 24 N-NH3mg/dL) foram utilizadas para simular o fluido ruminal. Diferentes relações (10:1; 7,5:1; 5:1; 2,5:1; 1:1; 1:2,5; 1:5; 1:7,5 e 1:10) entre a solução de hidróxido de potássio (KOH, 2 mol/L) e as soluções-padrão foram avaliadas no método DK. A exatidão de cada método foi avaliada por intermédio do ajustamento de um modelo de regressão linear simples das concentrações estimadas de N-NH3sobre as concentrações reais de N-NH3nas soluções-padrão. Com a utilização da DK observou-se que N-NH3foi liberada a partir da deaminação de proteína verdadeira (P<0,05). Adicionalmente, a utilização da DK promoveu recuperação incompleta da N-NH3(P<0,05), com exceção das razões entre a solução de KOH e as soluções-padrão de de 7,5:1 e de 5:1 (P>0,05). As estimativas de concentração de amônia obtidas por intermédio do método de RCCI foram exatas (P>0,05). Após a avaliação da exatidão, noventa e três amostras de fluido ruminal foram avaliadas por intermédio dos métodos de RCCI e de DK (neste caso usando a razão entre solução de KOH e fluido ruminal de 5:1). Nesta avaliação assumiu-se que as estimativas obtidas com a RCCI seriam exatas. Observou-se que as concentrações de N-NH3obtidas pelos dois métodos foram diferentes (P<0,05), mas fortemente correlacionadas (r = 0,9701). Concluiu-se que as estimativas obtidas com a DK utilizando-se razão entre a solução de KOH e a amostra de fluido ruminal de 5:1 poderiam ser ajustadas para correções de vieses Um modelo para realização desse ajustamento foi sugerido.