Orientador: Flavia Maria Netto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-19T11:45:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vuolo_MilenaMorandi_M.pdf: 1172548 bytes, checksum: 0065404d0770c2d788c07526e0f82ae8 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O leite bovino contém proteínas que são consideradas antigênicas e capazes de induzir algum tipo de resposta imunológica, dentre elas destaca-se a ß-lactoglobulina (ß-Lg). A utilização da enzima transglutaminase (TG), que catalisa reações de ligação e-(?-glutamina)lisil inter ou intramoleculares, incorporação de aminas e desaminação tem demonstrado eficiência em alterar o potencial antigênico de alimentos. O presente trabalho teve como objetivo estudar o efeito da reação de polimerização induzida pela TG na atividade antigênica da ß-Lg e sua digestibilidade, na presença dos agentes redutores glutationa (GSH) e ácido ascórbico (AA). As modificações da ß-Lg com a TG na presença dos agentes redutores foram realizadas através de experimentos fatoriais 22 nos quais as variáveis independentes foram a relação enzima:substrato (E/S) (0 ¿ 51,6 U TG g -1 de proteína) e concentração dos agentes redutores, [GSH] (0 - 0,67 mmol/L) ou [AA] (0- 0,02 mol/L) e as variáveis dependentes foram grau de polimerização e concentração de IgE. A polimerização foi avaliada por eletroforese em gel de poliacrilamida (SDS-PAGE), e grau de polimerização (GP) através da determinação de lisinas livres. A avaliação da antigenicidade foi feita por ELISA, utilizando soro de camundongos BALB/c sensibilizados com ß-Lg na forma nativa. A resistência das amostras à ação da pepsina foi avaliada por eletroforese em gel de poliacrilamida na presença de SDS e tricina (SDSPAGE/Tricina). Os tratamentos realizados com TG e GSH apresentaram polímeros de alta massa molar (MM > 97,4 kDa), exceto para a condição do ensaio 5 (0,34 mmol/L GSH), que não utilizou TG. Os tratamentos com TG e AA também apresentaram polímeros de alta massa molar (MM > 97,4 kDa), exceto para a condição do ensaio 2 (44,1 U de TG g -1 e 0,003 mol/L de AA) e ensaio 5 (0,01 mol/L AA, que não utilizou TG). O GP foi maior para as amostras tratadas com TG na presença de agentes redutores, quando comparadas às amostras tratadas somente com TG ou agente redutor. Os resultados mostraram que a presença dos agentes redutores levou ao aumento da polimerização pela TG ao desnaturar a proteína levando à maior exposição dos aminoácidos lisina e glutamina. Não houve diminuição na antigenicidade da ß-Lg tratada com TG na presença de GSH ou AA, porém houve aumento da antigenicidade de algumas amostras obtidas sob algumas das condições dos ensaios realizados com os agentes redutores quando comparadas à ß-Lg. Os tratamentos realizados com TG na presença dos agentes redutores não aumentaram a digestibilidade da ß-Lg pela pepsina. Os digeridos das amostras obtidas sob as condições relativas aos níveis extremos do planejamento experimental (±1,41) e o ponto central, foram avaliados quanto à sua antigenicidade. Os resultados mostraram que não houve diminuição da antigenicidade da ß-Lg tratada com TG e GSH ou TG e AA., quando comparadas à ß-Lg. A polimerização com TG na presença de agentes redutores GSH e AA não foi capaz de modificar a antigenicidade das amostras digeridas, sugerindo que não houve modificações na proteína capazes de aumentar sua digestibilidade pela pepsina ou modificar regiões de epítopos / Abstract: Cow¿s milk contains proteins which are considered antigenic and able to lead to immune response, among them ß-lactoglobulin (ß-Lg) is the most important. The transglutaminase (TG) is the only enzyme commercially used that catalyses inter or intramolecular cross linking reaction in various proteins and demonstrates efficiency to alter the antigenic potential of food. The current work aimed at studying the effect of the reaction of induced polymerization by TG in presence of the reducing agents glutathione (GSH) as well as ascorbic acid (AA) in the antigenic activity of ß-Lg and its digestibility. The modifications in ß-Lg induced by TG in presence of reducing agents were carried out using factorial experiments 22, in which the independent variables were the enzyme:substrate ratio (E/S) (0 ¿ 51,6 U TG g -1) and concentration of reducing agents, [GSH] (0 - 0,67 mmol/L) or [AA] (0- 0,02 mol/L), and the dependent variables were the polymerization degree and concentration of IgE. Polymerization was assessed by electrophoresis in polyacrylamide gel (SDSPAGE), and the polymerization degree (PD) was determined by the free lysine content. The assessment of antigenicity was by ELISA assay, using serum of BALB/c mice sensitized with native ß-Lg. The resistance of the samples to the action of pepsin was evaluated by electrophoresis in polyacrylamide gel in presence of SDS and tricine (SDSPAGE/Tricine). The treatments using TG and GSH showed high molecular weight polymers (MM > 97,4kDa), except for a test condition 5 (0,34 mmol/L GSH), where TG was not used. The treatments with TG and AA also showed polymers of high molecular weight (MM > 97,4kDa), except for the test condition 2 (44,1 U TG g -1 and 0,003 mol/L of AA) and test 5 (0,01 mol/L AA, without TG). The PD was higher in the samples treated with TG in presence of reducing agents, when compared to samples treated only with TG or reducing agents. The results showed that the presence of reducing agents led to the increase of polymerization by TG since they denature the protein, leading to increased exposure of the amino acids glutamine and lysine, substrate for TG. The results showed that there was no reduction in the antigenicity of ß-Lg treated with TG in presence of GSH or AA, however an increase in the antigenicity of some modified samples was observed when compared to the native ß-Lg. . The treatments carried out with TG and reducing agents did not increase the digestibility of the ß-Lg by pepsin. The antigenicity of the digested from the samples obtained under the conditions of the extreme levels of experimental planning (±1,41) and at the central point were assessed. The results showed that after digestion with pepsin there was no decrease of the antigenicity of ß-Lg treated with TG in the presence of GSH or AA as compared to digested ß-Lg. Polymerization with TG in the presence of reducing agents was not able to alter the antigenicity of the samples, which suggests that there were no modifications in the protein that would be able to increase its digestibility by pepsin as well as the epitopes regions of the ß-Lg / Mestrado / Nutrição Experimental e Aplicada à Tecnologia de Alimentos / Mestre em Alimentos e Nutrição

Orientador: Gláucia Maria Pastore / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-21T02:44:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lemos_AdrianeCristinaGarcia_D.pdf: 1535863 bytes, checksum: be0f41cf63bbd79b46b680df59cba450 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Galacto-oligosacarídeos (GOS) são prebióticos obtidos via transgalactosilação enzimática da lactose. Dentre os vários benefícios associados ao consumo de GOS destaca-se a capacidade de estimular o crescimento e atividade de bactérias benéficas no cólon. O objetivo deste estudo foi avaliar as propriedades prebióticas dos GOS sintetizados, a partir da lactose, por ß-galactosidase de Scopulariopsis sp. A digestibilidade e a fermentabilidade foram avaliadas in vitro, enquanto os efeitos prebióticos foram avaliados in vivo em um conjunto de experimentos com ratos Wistar. Os resultados observados in vitro demonstraram que os GOS produzidos neste estudo são indigeríveis, altamente fermentáveis e convertidos em ácidos graxos de cadeia curta (acetato, propionato e butirato). Estudos in vivo demonstraram que o consumo de diferentes doses de GOS por 42 dias não produziu efeitos tóxicos nos animais, evidenciado a partir de avaliações clínicas, exames hematológicos, bioquímicos, necroscópicos e histológicos. Os ratos suplementados com GOS apresentaram maior (p<0.05) população cecal de bifidobactérias (log10 10,05 ± 0,27 UFC/g) e lactobacilos (log10 8,92 ± 0,16 UFC/g). Para os ratos não suplementados com GOS estas proporções foram de log10 8,22 ± 0,33 e 7,2 ± 0,15 UFC/g, para bifidobacterias e lactobacilos,respectivamente. Por outro lado, a população de Escherichia coli foi significativamente reduzida (p<0.05), sendo 24,75% menor, quando comparada ao grupo controle sem GOS. Além disso, a fermentação dos GOS pelas bactérias intestinais resultou em um aumento na produção de ácidos graxos de cadeia curta de 2,73 vezes, em relação aos animais sem acréscimo de GOS na dieta.Observou-se, ainda, que o grupo suplementado com GOS apresentou maiores valores de espessura total da mucosa, altura dos vilos e profundidade das criptas,evidenciado pela maior relação altura de vilosidades:profundidade de cripta em relação ao grupo controle / Abstract: Galacto-oligosaccharides (GOS) are prebiotics obtained via transgalactosylation enzymatic of lactose. Among the many benefits associated with consumption of GOS stands the ability to stimulate growth and activity of beneficial bacteria in the colon. The objective of this study was to evaluate the properties of prebiotic GOS synthesized from lactose by ß-galactosidase from Scopulariopsis sp. The digestibility and fermentability were evaluated in vitro, while the prebiotic effects were evaluated in vivo in a series of experiments with Wistar rats. The results observed in vitro showed that the GOS produced by this study are indigestible highly fermentable and converted into short-chain fatty acids (acetate,propionate and butyrate). In vivo studies have showed that consumption of different doses of GOS for 42 days produced no toxic effects in animals, as evidenced from clinical, hematological, biochemical, and histological necropsy. The rats supplemented with GOS had higher (p<0.05) cecal populations of bifidobacteria (log10 10.05 ± 0.27 UFC/g) and lactobacillus (log10 8.92 ± 0.16 UFC/g). For rats not supplemented with GOS these proportions were log10 8.22 ± 0.33 and 7.2 ± 0.15 UFC/g, for bifidobacteria and lactobacillus, respectively.Furthermore, the population of Escherichia coli was significantly reduced (p<0.05) and 24.75% less when compared to controls without GOS. Furthermore, the GOS fermentation by intestinal bacteria resulted in an increase in the production of short chain fatty acids from 2.73 times in compared with those without the addition of GOS diet.It was observed also the supplemented group with GOS showed higher values of total mucosal thickness, villous height and crypt depth, evidenced by the higher ratio of villus height: crypt depth in the control group / Doutorado / Ciência de Alimentos / Doutora em Ciência de Alimentos

Abstract: The objective of this dissertation was to evaluate dephytinizated defatted rice bran for feeding broilers under performance parameters, carcass yield, tibiae resistance and apparent digestibility of protein, calcium and phosphorus. We used 576 male Cobb one day old broiler chicks. The experimental design was completely randomized, with four treatments (basal diet - DB; basal diet with addition of 10% defatted rice bran - FAD; basal diet with addition of 10% defatted dephytinizated rice bran - FADD; basal diet with the addition of 10% defatted rice bran treated with phytase - FADFIT) with 6 replicates of 24 birds each. Growth performance of the lot was not significantly different (P>0.05) among different treatments, as well as carcass yield. The tibiae of birds fed diets with added FADD showed less resistance to breakage compared with those fed the DB (P<0.05). Apparent protein digestibility was higher in birds fed FADD (P<0.05) when compared to those receiving FAD. It can be concluded that the addition of 10% of FADD in the diet, does no damage and has benefits in the digestibility of the protein, allowing the incorporation of this ingredient in feed for broilers. / O objetivo desta dissertação foi avaliar o farelo de arroz desengordurado desfitinizado na alimentação de frangos de corte, sob parâmetros zootécnicos, rendimento de carcaça, resistência de tíbias e digestibilidade aparente de proteína, cálcio e fósforo. Foram utilizados 576 pintos de corte machos, de um dia de idade, da linhagem Cobb. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, composto por 4 tratamentos (dieta basal DB; dieta basal com adição de 10% de farelo de arroz desengordurado FAD; dieta basal com adição de 10% de farelo de arroz desengordurado desfitinizado FADD; dieta basal com adição de 10% de farelo de arroz desengordurado tratado com fitase FADFIT) com 6 repetições de 24 aves cada. O desempenho zootécnico do lote não apresentou diferença significativa (P>0,05) entre os diferentes tratamentos, assim como o rendimento de carcaça. As tíbias das aves que receberam dietas com adição de FADD apresentaram menor resistência a quebra quando comparadas as alimentadas com DB (P<0,05). A digestibilidade aparente da proteína foi superior nas aves alimentadas com FADD (P<0,05) quando comparada as que receberam FAD. Podese concluir que a adição de 10% de FADD nas dietas, não causa prejuízos a criação e apresenta benefícios na digestibilidade da proteína, permitindo a incorporação deste ingrediente na alimentação de frangos de corte.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study was conducted to evaluate the addition of 1.5% Acacia mearnsii tannin extract in the total diet of cattle on ruminal fermentation, digestion and retention of N. The experiment was conducted in a 4 x 4 Latin Square design with four steers (263 ± 57 kg of body weight (BW)) housed in metabolism cages. Steers were adapted to diets for 10 d followed by a 5-d collection period. The diet consisted of 70% corn silage and 30% concentrate (dry matter basis (DM)), which included protein source such as soybean meal (SBM) or canola meal (FC) with or without addition of Acacia mearnsii tannin extract. Corn silage and concentrate were mixed offered twice daily (8:00 and 17:00). Feed was offered in an amount restricted to 2,5% of BW. The inclusion of tannin extract had no effect on ruminal concentrations of ammonia N, N α-amino, sugars and ruminal pH. The true and apparent total tract digestibility of OM in the diet were negatively affected by treatments. N retention and urinary excretion was similar between treatments (P <0.05). The rumen digestibility of organic matter decreased with the addition of tannin extract (P <0.05). The synthesis and efficiency of microbial protein were not affected by the inclusion (P <0.05). More studies are conducted in order to determine an appropriate level of Acacia mearnsii tannin extract of in order to increase the supply of metabolizable protein without reducing the digestibility of the diet. / Este estudo foi conduzido com o objetivo de avaliar a adição de 1,5% de extrato tanífero de Acacia mearnsii na MS da dieta total de bovinos sobre a fermentação ruminal, digestão e retenção de N. Utilizou-se quatro bovinos da raça Holandês, machos castrados (263 ± 57 kg de peso corporal), em um delineamento Quadrado Latino 4×4, com quatro períodos experimentais de quinze dias, sendo dez dias para adaptação às dietas e cinco dias para coleta de amostras. A dieta foi constituída de 70% de silagem de milho e 30% de concentrado (base matéria seca (MS)), que incluiu como fonte proteica farelo de soja (FS) ou farelo de canola (FC), com ou sem inclusão de extrato tanífero de Acacia mearnsii. A silagem de milho e o concentrado foram oferecidos misturados, duas vezes ao dia (08:00 e 17:00h). O consumo de MS da dieta foi restrito a 2,5% do peso vivo dos animais. A inclusão do extrato tanífero não teve efeito sobre as concentrações ruminais de N amoniacal, N α-amino, açúcares redutores e pH ruminal. A digestibilidade total aparente e verdadeira da matéria orgânica da dieta foram afetadas negativamente pelos tratamentos. A retenção de N e a excreção urinária de N foi similar entre os tratamentos (P<0,05). A digestibilidade ruminal da matéria orgânica diminuiu com a inclusão de extrato tanífero (P<0,05). A síntese e eficiência de proteína microbiana não foi afetada pela inclusão de extrato tanífero (P<0,05). Mais estudos devem conduzidos com a finalidade de determinar um nível adequado de extrato tanífero de Acacia mearnsii a fim de aumentar a oferta de proteína metabolizável sem reduzir a digestibilidade da dieta.

There is an increasing human interest for foods which have components that can influence the physiological and the metabolic activities. Furthermore, researchers have been interesting in enriched foods with isolated substances proprieties. Taking it into consideration the barleys grains potentiality to human´s consume can be fit in the functional food category because of its high level of dietary fiber with soluble fiber and its β-glucan. Therefore, this work aims to determine the chemical compositions of different barley grains cultivars, covered and hulless types, and it also aims to classify in groups with distintive nutritional characteristics, as well as to relate the effects of hulless barleys grains inclusion as fiber source on diets. This experiment will be applied in growing rats as a biological model. To do this, we have analysed the crude protein, ash, ether extract, total fiber, soluble fiber, insoluble fiber and non-fibrous carbohydrate in 17 barleys cultivars. To evaluate the biological effects, we used male Wistar rats; it was feed with formulated rations. This rations was prepared with barleys grains of two (2), cultivars selected, because it has similar level of total fiber, but with different soluble fiber/insoluble fiber and control ration formulated based on the AIN-93. The animals have been submitted to an adapted period of five (5) days, and we collected samples during twenty tree (23) experimental days to determine the dry matter, body weight, fecal water content, fecal pH, fecal excretion of nitrogen, total fiber and insoluble fiber. The results showed significative differences among integral cultivars to crude protein, ash, ether extract, total fiber and non-fibrous carbohydrates, but there isn´t difference in the soluble and insoluble fiber content, while in the hulless grains, we can find differences in the analysed parameter. The values´average of weight and the feed conversion didn´t difere in treatment and it was attributed to consume´s similarity of rations and due to the digestibility of dry matter in experimental rations. Variations in the bromatological composition measure occurs because of the genetic variability of cultivars and the hulless, thus barley´s grains can be used with different objectives in the human and animal nutrition. The favorable biological effects to barley´grains, as a fiber source, it has increased the water content and nitrogen in feces, with increasing stool volume, with less pH values that can be attributed due to the highest digestibility of dietary fiber and by soluble fiber on diets, with 2.1 and 3.7% values. / Há, em todo o mundo, um crescente interesse e procura por alimentos que contenham componentes que influenciem em atividades fisiológicas e/ou metabólicas, ou que sejam enriquecidos com substâncias isoladas de alimentos que possuam uma destas propriedades. Considerando, a potencialidade do grão de cevada para consumo humano, este, pode ser enquadrado na categoria de alimento funcional, devido ao seu elevado teor de fibra alimentar com participação de fibra solúvel, e nesta das β-glucanas. Sendo assim, a presente pesquisa foi conduzida com os objetivos de determinar a composição bromatológica de grãos de diferentes cultivares de cevada, na forma integral e descascada, e classificá-los em grupos com características nutricionais distintas, bem como relacionar os efeitos da inclusão de grãos de cevada descascados como fonte de fibra na dieta, empregando-se ratos em crescimento como modelo biológico. Para isso foram analisados os teores de proteína bruta, cinzas, extrato etéreo, fibra total (fibra alimentar), fibra insolúvel, fibra solúvel e carboidratos não fibrosos de 17 cultivares de cevada. Para a avaliação dos efeitos biológicos, foram utilizados ratos machos Wistar, alimentados com rações formuladas com grãos de duas (2) cultivares de cevada descascada, por apresentarem níveis semelhantes de fibra total, mas contrastantes para fibra insolúvel e para fibra solúvel, e uma ração controle, formulada de acordo com o AIN-93. Os animais foram submetidos a um período de adaptação de cinco dias e, durante o período experimental (23 dias), foram coletadas amostras para a determinação do consumo de matéria seca, ganho de peso, produção de fezes úmidas e secas, pH das fezes, excreção fecal de nitrogênio, fibra total e fibra insolúvel. Os resultados acusaram diferenças significativas entre as cultivares na forma integral para proteína bruta, cinzas, extrato etéreo, fibra total e de carboidratos não fibrosos, porém não houve diferença significativa para os teores de fibra insolúvel e fibra solúvel, enquanto nos grãos descascados, observou-se diferenças em todos parâmetros analisados. Os valores médios de ganho de peso e conversão alimentar não diferiram entre tratamentos, o que pode ser atribuído à semelhança no consumo de ração e na digestibilidade da matéria seca das rações experimentais. Variações nas medidas de composição bromatológica ocorreram devido à variabilidade genética das cultivares e em função do descascamento, assim grãos de cevada podem ser usados com propósitos distintos na nutrição humana e animal. Os efeitos biológicos favoráveis ao emprego de grãos de cevada, como fonte de fibra alimentar, foram o aumento no teor de umidade e nitrogênio nas fezes, com aumento no volume fecal, com menores valores de pH, que podem ser atribuídos à elevada digestibilidade da fibra alimentar e à presença de fibra solúvel nas dietas, com valores de 2,1 e 3,7%.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Two in vivo digestibility assays with sheep were conducted to evaluate the impact of diet changing on nutritional variables, including voluntary intake, digestibility and ruminal fermentation, as well as to stablish the minimum lenght of feeding period as to obtain reproducible values of these variables. Assay 1 was conducted with 10 Polwarth wethers (34 ± 5 kg body weight (BW)), housed in metabolism cages, throughout three 21 d experimental periods, in a completely randomized 2-way crossover design. The animals were divided in two groups (Group A e B, n=5 per group) which were fed ad libitum with a sequence of the following diets throughout the experimental periods: Group A: hay hay+concentrate hay; Goup B: hay+concentrate hay hay+concentrate. It was used a Cynodon sp. hay and a concentrate composited by grain corn, soybean meal and wheat meal, which was included in a proportion of 50% of total diet dry matter. The intake, fecal excretion and digestibility of the organic matter, neutral detergent fibre and N compounds, as well as the urinary excretion of N and alantoin were daily measured throughout the experiment. The Assay 2 was conducted to evaluate some parameters of ruminal fermentation (i.e. pH, in situ degradation, microbial adherence and microbial enzyme activity on residue of in situ incubation). It was used the same experimental design of Assay 1, excepting that it was conducted with four Santa Inês sheep (65 ± 5 kg de BW, n=2 per group), fitted with ruminal cannula, and included one additional 21 d experimental period (i.e total of four 21 d periods, as a 3-way crossover design). Most nutritional variables were impacted by diet changing, and the time of adaptation varied from 6 to 13 days, depending of the variable and diet type. The results of the present study indicate that the minimum adaptation period for in vivo digestibility assays should be of 14 d long. / Foram conduzidos dois ensaios de digestibilidade in vivo com ovinos para avaliar o impacto da mudança de dieta sobre variáveis nutricionais, incluindo consumo voluntário, digestibilidade e fermentação ruminal, bem como estabelecer qual o tamanho de período de alimentação necessário para se obter valores reproduzíveis destas variáveis. O Ensaio 1 foi conduzido com 10 ovinos da raça Corriedale (34 ± 5 kg de peso corporal (PC)), mantidos em gaiolas de metabolismo, ao longo de três períodos de 21 dias, em um delineamento experimental inteiramente casualizado em um esquema de dupla reversão. Os animais foram divididos em dois grupos (Grupos A e B, n=5 por grupo), alimentados ad libitum com a seguinte sequência de dietas ao longo dos períodos: Grupo A: feno feno+concentrado feno; Grupo B: feno+concentrado feno feno+concentrado. O feno utilizado foi de Cynodon sp. e o concentrado composto por milho, farelo de soja e farelo de trigo, o qual foi incluído na dieta numa proporção de 50% (base matéria seca). O consumo, a excreção fecal e a digestibilidade da matéria orgânica, da fibra em detergente neutro e dos compostos nitrogenados, assim como a excreção urinária de N e alantoína, foram medidos diariamente ao longo dos períodos experimentais. No Ensaio 2 foram avaliados parâmetros da fermentação ruminal (i.e. pH, degradabilidade in situ, aderência bacteriana e atividade enzimática bacteriana no resíduo de incubação) e foi conduzido utilizando o mesmo desenho experimental do Ensaio 1, exceto que foram utilizados somente quatro ovinos da raça Santa Inês (65 ± 5 kg de PC, n=2 por grupo), implantados cirurgicamente com uma cânula ruminal, e incluiu um período adicional de avaliação (i.e. total de quatro períodos de 21 dias, em um esquema de tripla reversão). A maior parte das variáveis nutricionais avaliadas nesse estudo foram impactadas pela mudança da dieta, sendo que o tempo de adaptação à nova dieta variou de 6 a 13 dias, dependendo da variável e do tipo de dieta. Os resultados do presente estudo indicam que o período mínimo de adaptação em ensaios de digestibilidade in vivo deveria ser de 14 dias.

This work aimed to evaluate the digestibility of ingredients and estimate the nutritional requirement of methionine for juvenile catfish (Rhamdia quelen). For this a digestibility trial was carried out by determining the apparent digestibility coefficients (ADC) of dry matter (DM), crude protein (CP) and gross energy (GE) of ingredients: catfishes flour (FJ), commercial fishmeal (FPC) of meat and bone meal (MBM), soybean protein concentrate (SPC), maltodextrin (M), corn starch (AM), gelatin (G) and casein (C) for juvenile catfish (weight 35.45 ± 12.1 g), through a reference diet (RD) and test diets (diet with 70% of DR over 30% of the tested ingredient) containing 0.3% chromic oxide as an inert marker. The digestibility coefficients were adjusted to compensate for the partial loss of nutrients through leaching by water. Ingredients test FPC, FJ, M, C and G showed higher DM, 77.03 to 95.66%, for PB the CPS showed lower digestibility (59.70%) compared to the other ingredients FPC, FCO, FJ, G and C were 87.19 to 99.59%, as well as for EB the CPS showed lower digestibility 71.59% did not differ AM with 73,59%, being the ingredients FCO, FJ, FPC, G and C with higher digestibility, with 82.70 to 85.79%. Subsequently a dose response test was conducted to estimate the methionine requirement of juvenile catfish (initial weight of 3.26 ± 0.3 g and medium length 7.17 ± 0.27 cm), using 35 animals per experimental unit, and four replications. Six isoproteic and isocaloric diets were formulated with six increasing levels of methionine (0.9, 1.6, 2.3, 3.0, 3.7 and 4.4% crude protein) holding constant the level of cystine (0 , 19% in crude protein). Each diet for fish were distributed randomly, provided twice daily (9:30 and 17:00) until apparent satiation, during 15 weeks. The values of relative weight gain (RWG) and specific growth rate (SGR) increased up to 3.0% of methionine (P <0.05) and being kept virtually the same later. The rate of protein retention increased up to 2.3% methionine level, but decreasing in the 4.4% level (P <0.05). The quadratic regression analysis on the RWG and SGR indicated that optimal levels of methionine in the diet recommended for the growth of juvenile catfish, are estimated at 3.59% and 3.46% in crude protein, respectively, and maintaining a constant level of cystine (0.19% in crude protein), thus corresponding to 1.33 and 1.28% in the diet, or total sulfur amino acid to 3.65 and 3.78% in the crude protein, respectively. / Este trabalho teve por objetivo avaliar a digestibilidade de ingredientes e estimar a exigência nutricional em metionina para juvenis de jundiá (Rhamdia quelen). Para isso realizou-se um ensaio de digestibilidade determinando os coeficientes de digestibilidade aparente (CDA) da matéria seca (MS), proteína bruta (PB) e energia bruta (EB), dos ingredientes: farinha de jundiá (FJ), farinha de peixe comercial (FPC), farinha de carne e ossos (FCO), concentrado protéico de soja (CPS), maltodextrina (M), amido de milho (AM), gelatina (G) e caseína (C), para juvenis de jundiá (peso 35,45±12,1 g), através de uma dieta referência (DR) e dietas-teste (dieta com 70% de DR mais 30% do ingrediente testado) contendo 0,3% de óxido de cromo como marcador inerte. Os coeficientes de digestibilidade foram ajustados para compensar as perdas parciais dos nutrientes por lixiviação pela água. Os ingredientes teste FPC, FJ, M, C e G apresentaram maior digestibilidade da MS, de 77,03 a 95,66%, já para PB o CPS apresentou menor digestibilidade (59,70%) comparado aos demais ingredientes FPC, FCO, FJ, G e C que foram de 87,19 a 99,59%, assim como para EB o CPS apresentou menor digestibilidade 71,59% não diferindo do AM com 73,59%, sendo os ingredientes FCO, FJ, FPC, G e C com maior digestibilidade, apresentando 82,70 a 85,79%. Posteriormente realizou-se ensaio de dose resposta para estimar a exigência de metionina de juvenis de jundiás (peso médio inicial de 3,26±0,3 g e comprimento médio 7,17±0,27 cm), utilizando 35 animais por unidade experimental, e quatro repetições. Seis rações isoproteica e isoenergética foram formuladas com seis níveis crescentes de metionina (0,9; 1,6; 2,3; 3,0; 3,7 e 4,4% na proteína bruta) mantendo constante o nível de cistina (0,19% na proteína bruta). Cada dieta foi distribuída aleatoriamente aos peixes, fornecida duas vezes ao dia (09:30 e 17:00 h), até a saciedade aparente, por 15 semanas. Os valores de ganho em peso relativo (GPR) e taxa de crescimento específico (TCE) aumentaram até o nível de metionina 3,0% (P<0,05) e mantendo-se praticamente o mesmo posteriormente. A taxa de retenção proteica aumentou até o nível de metionina 2,3%, mas diminuindo no nível 4,4% (P<0,05). A análise de regressão quadrática sobre o GPR e TCE indicou que os níveis ideais de metionina na dieta, recomendadas para o crescimento de juvenis de jundiá, são estimados em 3,59% e 3,46% na proteína bruta, respectivamente, mantendo o nível de cistina constante (0,19% na proteína bruta), correspondendo assim a 1,33 e 1,28% na dieta, ou um total de aminoácido sulfurado de 3,78 e 3,65% na proteína bruta, respectivamente.

L’ensilage de maïs, fourrage principal dans les rations hivernales des ruminants à haut niveau de production, est composé de deux fractions énergétiques : l’amidon et les parois végétales. Les proportions relatives de ces deux fractions varient selon le stade de maturité de la plante à la récolte, la variété cultivée et les conditions de culture. Proposé dans les années 1990, le système de prévision de la valeur nutritive de l’ensilage de maïs, basé sur l’estimation de la digestibilité de la matière organique (dMO) dans le tube digestif total, nécessite d’être amélioré pour prendre en compte de façon explicite la contribution respective de l’amidon et des parois végétales à la MO digérée, et permettre d’estimer la part de l’amidon dégradée dans le rumen. Par ailleurs, la validité des équations actuellement utilisées doit être vérifiée sur les nouvelles variétés de maïs et pour des pratiques de récolte qui ont sensiblement évolué par rapport aux années 1980. Les objectifs de la thèse étaient 1) d’acquérir de nouvelles données de référence de la dMO et des fractions amidon et parois végétales de l’ensilage de maïs mesurées in vivo, 2) de préciser la partition de la digestion de l’amidon et des parois végétales entre le rumen et les intestins et 3) de rechercher de nouveaux critères de prévision du devenir de l’amidon et des parois végétales dans le tube digestif. La digestibilité in vivo chez le mouton a été mesurée pour 36 ensilages de maïs résultant pour 32 d’entre eux de la culture 2 années consécutives en un même site de 4 variétés récoltées à 4 stades de maturité ; 4 ensilages supplémentaires ont été réalisées sur un second site de culture avec 2 variétés et 2 stades de maturité. La dégradabilité ruminale in sacco de l’amidon et des parois a également été mesurée chez la vache pour ces 36 maïs avec une méthodologie mise au point pour les fourrages riches en amidon. Pour les 4 ensilages de maïs cultivés sur le second site, un bilan digestif complet au niveau du rumen et des intestins a été réalisé sur vaches. Par rapport aux données des Tables INRA 2007 issues des mesures réalisées sur le maïs en vert à la fin des années 1980, les maïs utilisés dans cette thèse se caractérisent par une teneur en amidon plus élevée, une teneur en parois végétales plus faible, une dMO comparable, mais une digestibilité des parois végétales plus faible. La relative stabilité de la dMO avec le stade de maturité à la récolte s’explique par un phénomène de compensation entre l’augmentation de la quantité d’amidon digestible et la diminution de la quantité de parois digestibles. Le type de variété et le stade de maturité à la récolte influencent la partition de la digestion avec une dégradabilité ruminale de l’amidon plus faible pour les stades de récolte tardifs, ce qui induit des profils fermentaires différents. Bien que la composition chimique des maïs ait évolué, l’équation de prévision de la dMO proposée par l’INRA en 1996, à partir de la digestibilité pepsine-cellulase mesurée au laboratoire, a pu être validée sur les données in vivo et reste pertinente pour prévoir la dMO en pratique. Les nouvelles données de référence acquises sur animaux qui ont été mises en relation avec des critères chimiques et enzymatiques mesurés au laboratoire et avec des critères agronomiques seront utilisées pour mieux caractériser la valeur nutritive des maïs fourrage dans SYSTALI, le nouveau système d’alimentation proposé par l’INRA. / Maize silage, commonly used in the diet of high-yielding ruminants, provides two energetic fractions: starch and cell wall (NDF). The proportion of the two energetic fractions in the whole plant varies with the stage ofmaturity at harvest, type of hybrid and climatic conditions. The prediction system of maize silage’s nutritive value developed in the 1990s, is based on the estimation of in vivo total tract organic matter digestibility (Omd). This system needs to be revised to better take into account the respective contribution of starch and cell wall in the digested organic matter and therefore to allow the prediction of the starch degradation in the rumen. Moreover, validity of prediction equations requires to be tested with current hybrids of maize and harvest practices which changed compared to 1980s. The aims of the thesis were to 1) obtain new references on Omd and on in vivo digestibility of starch and cell wall, 2) specify partition of starch and cell wall digestion between rumen and intestines, 3) investigate new prediction criteria of starch and cell wall digestion. In vivo digestibility in sheep was measured on 36 maize silages. Thirty-two maize silages were obtained from 4 hybrids that were cultivated for 2 consecutive years in the same location and harvested at 4 stages of maturity. Four additional silages (2 hybrids and 2 maturity stages) were produced in different location. In sacco starch and cell wall degradability in the rumen was measured in cows for the 36 maize silages with an adapted methodology developed in this thesis for high starch content forages. For the 4 maize silages harvested in the second location, the digestion in the rumen and in the intestines was quantified in vivo on cows. Maize silages of this thesis were characterized by higher starch content, lower cell wall content, similar OMd but lower in vivo digestibility of cell walls compared to INRA 2007 data, obtained from measures on fresh plant in 1980s. The relative stability of OMd with stage of maturity was explained by the compensation between the increase in the content of digestible starch and the decrease in digestible cell wall content. Type of hybrid and maturity stage at harvest affected digestive partition with lower starch degradability in the rumen for late maturity stages involving differences in fermentation profiles in the rumen. Although chemical composition of maize has changed, the INRA equation used to predict OMd from laboratory pepsin-cellulase digestibility has been validated on the in vivo data of the thesis and, therefore remains relevant for OMd prediction. New in vivo datas, in relation to chemical, enzymatic and agronomy parameters, will allow better evaluation of the nutritive value of maize silage in the future feed evaluation systems developed by INRA.

Le but de cette thèse était de comprendre les liens entre deux processus de dégradation de la matière organique : la digestibilité du fourrage par les herbivores domestiques et la décomposabilité de la litière par la microfaune du sol. Nous avons fait les hypothèses suivantes : (i) les pratiques de gestion affectent la digestibilité et la décomposabilité des espèces, et (ii) en accord avec l’hypothèse de dominance, celles des communautés via des changements de leur structure fonctionnelle ; (iii) digestibilité et décomposabilité peuvent être estimées par un même « marqueur fonctionnel » facile à mesurer aux niveaux d’organisation de l’espèce et de la communauté. Ce travail a été réalisé dans des parcours du domaine expérimental de La Fage situés sur le Causse du Larzac (Aveyron). Nos résultats ont montré un effet des pratiques de gestion sur la digestibilité et la décomposabilité des différents organes (feuille, tige, partie reproductrice) : les espèces de parcours pâturés et fertilisés ont présenté une digestibilité et décomposabilité supérieures à celles des espèces de parcours uniquement pâturés. Des mesures effectuées à deux dates de récolte ont permis de mettre en évidence une baisse de digestibilité au cours du printemps dans les différents organes, principalement causée par une augmentation de leur teneur en fibre. Une relation positive entre digestibilité et décomposabilité a été montrée pour les feuilles et les tiges dans les deux types de parcours. Cette relation était fortement dépendante de la teneur en fibres des organes, qui peut être estimée de façon fiable par la teneur en matière sèche de ceux-ci : plus la teneur en fibres était élevée, plus la teneur en matière sèche était forte, induisant une faible digestibilité et une faible décomposabilité. Ces résultats ont également été démontrés à l’échelle des communautés pour la digestibilité et la décomposabilité, confirmant l’hypothèse de dominance : les propriétés des écosystèmes peuvent être prédites à partir de traits des espèces dominantes des différents parcours, et en particulier de leur teneur en matière sèche. La teneur en matière sèche est donc un marqueur puissant et facile à mesurer pour estimer la digestibilité et la décomposabilité de systèmes complexes. L’approche fonctionnelle de la diversité biologique basée sur les traits peut donc être utilisée comme un outil de diagnostic du fonctionnement des prairies permanentes afin d’adapter les pratiques de gestion selon les objectifs des éleveurs. / The aim of this thesis was to understand links between two degradation processes of organic matter: the forage digestibility by domestic herbivores and the decomposability of litter by soil microfauna. We hypothesized that: (i) management regimes influenced species digestibility and decomposability, and (ii) in agreement with the dominance hypothesis, those of communities through changes in their functional structure; (iii) digestibility and decomposability can be estimated by the same “functional marker” both at the species and community levels. This study was conducted in rangelands from the La Fage research station located on the Larzac Causse (Aveyron). Our results showed an effect of management regimes on the digestibility and decomposability of different organs (leaf, stem, reproductive part): species from grazed and fertilized grasslands had higher digestibility and decomposability than those from grasslands solely grazed. Measurements conducted at two harvest dates showed a decrease of digestibility of the different organs during spring, mostly due to an increase in fibre concentration. A positive relationship between digestibility and decomposability was found for leaves and stems in both management regimes. This relationship was strongly dependent on organ fibre content, which could be safely estimated by the dry matter content of these different organs: the higher their concentration in structural tissues, the higher their dry matter content, and the lower their digestibility and decomposability. These results were also found at the community level for both properties, thereby validating the dominance hypothesis: the digestibility and decomposability of communities could be predicted from the traits of dominant species found in each management regime, in particular their dry matter content. Dry matter content therefore appears as a powerful and easy to measure marker to estimate the digestibility and decomposability of complex systems. The trait-based approach to plant functional diversity can be used as a diagnostic tool to assess rangeland functioning, so as to modulate management practices according to farmer’s objectives.

O objetivo desta pesquisa foi estudar a composição químico-bromatológica sobre a variedade de cana-de-açúcar IAC86-2480 submetida a três métodos de colheita. Os tratamentos corresponderam a três métodos de colheita: colheita manual (MAN), colheita mecanizada (MEC) e colheita mecanizada seguido de rebaixamento manual (MEC+MAN). O tratamento relativo ao corte manual foi efetuado na região do colo da planta, rente ao solo, com uso de podão.No caso do corte mecanizado, foi utilizada uma colhedora de forragem regulada para altura de corte de 20 cm. O terceiro tratamento foi aquele em que as plantas foram submetidas ao procedimento de corte mecanizado, e na seqüência, a porção remanescente do colmo (toco) foi cortada rente ao solo com o uso de podão. A área experimental (0,34 ha) foi constituída por seis blocos, com 3 parcelas cada. As parcelas eram formadas por 8 linhas de plantio com 15 m de comprimento em espaçamento entrelinhas de 1,3 m. Os perfilhos eram então separados em 3 frações: colmo, folha e planta inteira. Para a determinação da composição químico-bromatológica (PB, FDN, FDA, DVIVMS e MM) utilizou-se o método de espectroscopia de reflectância de infravermelho proximal (NIRS). O Brix foi determinado em refratômetro digital e a Pol a partir da leitura sacarimétrica do caldo. O Brix, a Pol, o teor de MS, PB, MM, FDN, FDA, DVIVMS, e as relações FDN/Pol e FDN/Brix foram similares (P>0,05) entre os tratamentos. O Brix e a Pol apresentaram comportamento semelhante, revelando os maiores valores na fração colmo, onde também foram encontradas as menores relações FDN/Brix e FDN/Pol. O teor de MM das 3 frações estudadas apresentou oscilações durante o ciclo da cultura, com o maior valor observado na planta inteira aos 90 DAC (8,34%). O teor de PB revelou declínio ao longo do ciclo da cultura, com efeito menos pronunciado observado na fração folha. Do início das avaliações aos 90 DAC, houve decréscimo no teor de MS, atingindo seu menor valor nesta data (16,4%). A partir de então, a cultura apresentou aumento no teor de MS, atingindo 32,3% aos 360 DAC planta inteira. O teor de FDN apresentou queda de 34,8 unidades percentuais, do maior valor (79,7%) para o menor valor encontrado (44,9%) na planta inteira. Dos 90 aos 360 DAC, a DVIVMS aumentou 24,5 unidades percentuais, com média de 2,7 unidades percentuais/mês, atingindo então 66,2% de DVIVMS aos 360 DAC na planta inteira. O método de colheita imposto à variedade de cana-de-açúcar IAC86-2480 não influenciou a composição químico-bromatológica e a planta atingiu valor nutritivo elevado a partir de 270 DAC. O Brix do colmo revelou-se como estimador adequado das relações FDN/Pol e FDN/Brix da planta inteira, que mostraram-se satisfatórias como critério de avaliação nutricional da variedade IAC86- 2480. / The aim of this research was to study the chemical composition of a sugarcane variety (IAC86-2480) under three harvesting methods: manual harvesting (MAN), mechanical harvesting (MEC) and mechanical harvesting followed by manual (MEC + MAN). In manual harvesting (MAN) plants were harvested to ground level, using a cutter. In the case of mechanical harvest, the harvester (adjusted for a cutting height of 20 cm) was pulled by a tractor. For mechanical harvesting followed by manual (MEC+MAN) the same procedures for MEC were followed, however, after cutting, the remaining stalks were cut to ground level with a cutter. The experimental units (0.34 ha) was composed of six blocks, with 3 plots each. The plots were formed by 8 rows with 15 m length spaced by 1.3 m. The tillers were then separated into 3 fractions: stem, leaf and whole plant. To determine the chemical composition (CP, NDF, ADF, IVDDM and Ash) dried samples were scanned through the near infrared reflectance spectroscopy technique (NIRS). The Brix was determined by digital light refractometer and the Pol was determined based on the predicted sacarose from the plant juice. The Brix, the Pol, the content of DM, CP, Ash, NDF, ADF, IVDDM, and the relationships NDF/Pol and NDF/Brix were similar (P>0.05) across all treatments. The Brix and Pol showed similar trends, with the highest value observed in the stem fraction, where the lowest NDF/Pol and NDF/Brix ratios were also observed. The Ash content, of the 3 fractions studied, showed a range of altered values during the crop cycle, reaching the maximum value (8.34%) at 90 DAH (days after harvesting). The mean content of CP declined across the maturity stages studied, with less pronounced effect observed in the leaf fraction. From the beginning of the assessments to the 90 DAH, there was a decrease in the DM content, reaching its lowest (16.4%). Further, the crop tended to increase the DM content, reaching 32.3% for the whole plant at 360 DAH. The content of NDF showed a decrease of 34.8 percentage units, from the highest value (79.7%) to the lowest value found (44.9%) in the whole plant. From d-90 to d-360 DAH, the IVDDM increased 24.5 percentage units, with an average of 2.7 percentage units per month, reaching 66.2% of IVDDM at 360 DAH, in the whole plant. The method of harvesting applied to the variety of sugarcane IAC86-2480 did not affect its chemical composition and the whole plant reached its high standard of nutritive value after 270 DAH. The Brix from the stem was a appropriate predictor of the NDF/Brix and NDF/Pol from the whole plant, which in turn, became reliable criteria for nutritional analysis from the variety IAC86-2480.