A preocupação com a segurança alimentar e o aquecimento global pressiona a cadeia de produção de ruminantes a buscar alternativas para incremento na produtividade e redução nas emissões dos gases de efeito estufa, uma vez que essa atividade é responsável por grande parte das emissões de metano (CH4) entérico. O desenvolvimento de produtos enzimáticos para uso na nutrição de ruminantes torna-se de grande valia para contribuir com a demanda alimentar e reduzir os impactos ambientais. O objetivo do presente estudo foi avaliar o uso de um extrato de enzimas fibrolíticas (EEF), composto por endoglucanases, exoglucanases e xilanases, produzido pelo fungo Trichoderma reesei utilizando como substrato resíduos da indústria canavieira, sobre a digestibilidade, fermentação ruminal e desempenho de ovinos em crescimento, conduzidos através de dois experimentos. No experimento 1, foi avaliado a adição de doses crescentes (0, 10, 100, 1000 e 10000 µL g-1 de substrato) do EEF sobre a produção total de gases e CH4, degradabilidade e fermentação ruminal de três forrageiras tropicais (Cynodon spp., Panicum maximum e Cenchrus ciliares L.) em um ensaio in vitro, com o objetivo de verificar a possibilidade de uso do EEF na dieta de ruminantes sem prejudicar os parâmetros fermentativos. Verificou-se que os resultados foram dependentes da dose e do substrato utilizados. Contudo, foi verificado aumento na produção total de gases e CH4 e na degradabilidade de todas as forrageiras utilizadas com a dose mais alta do EEF. Conclui-se que o EEF pode ser utilizado na dieta de ruminantes como alternativa para incremento na degradabilidade de forrageiras tropicais. O experimento 2 foi dividido em duas fases conduzidas com o objetivo de avaliar o efeito do EEF sobre a digestibilidade aparente dos nutrientes, fermentação ruminal, desempenho animal e produção de CH4 entérico de 19 ovinos em crescimento divididos em dois grupos experimentais, controle (CTL) e enzima (ENZ), recebendo dieta composta de 70% de feno de Tifton-85 e 30% de mistura concentrada. O EEF foi aplicado diretamente no feno 24 horas antes do fornecimento da refeição. Na Fase I, avaliou-se o efeito de doses crescentes (0, 20, 40 e 80 µL) do EEF sobre a hidrólise da fibra e posteriormente a dose com melhor resposta foi utilizada nos estudos de digestibilidade aparente dos nutrientes e fermentação ruminal. A dose de 40 µL foi selecionada para ser utilizada no ensaio in vivo, pois apresentou melhores respostas sobre a redução nas frações fibrosas. Os animais suplementados com o EEF apresentaram maior digestibilidade da fibra em detergente ácido e maior produção de valerato. Na Fase II, foi avaliado o efeito do EEF sobre o desempenho, saúde e produção de CH4 entérico de ovinos em crescimento. Os procedimentos utilizados foram os mesmos descritos na Fase I. A suplementação do EEF proporcionou maior percentual médio de ganho de peso e menor produção de CH4 entérico por kg de matéria seca ingerida. As análises sanguíneas demonstraram que o EEF não prejudicou a saúde dos animais. Conclui-se que o EEF pode ser utilizado na dieta animal sem trazer riscos à saúde, além de ser uma estratégia para aumento na produtividade animal e contribuir com a mitigação de CH4 entérico de ovinos em crescimento / Concern about food security and global warming is pressing the ruminant production chain to seek alternatives to increase productivity and reduce greenhouse gas emissions, as this activity accounts for most of the enteric methane (CH4) emissions. The development of enzyme products for use in ruminant nutrition is of great value in order to contribute to food demand and reduce environmental impacts. The aim of the present study was to evaluate the use of a fibrolytic enzyme extract (FEE), produced by the fungus Trichoderma reesei using as substrate residues from the sugar cane industry, on the digestibility, ruminal fermentation and performance of growing sheep, conducted through two experiments. In the experiment 1, the addition of increasing doses (0, 10, 100, 1000 and 10000 ?L g-1) of the FEE on the total gas and CH4 production, degradability and ruminal fermentation of three tropical forages (Cynodon spp., Panicum maximum and Cenchrus ciliares L.) in an in vitro assay, with the objective of verifying the possibility of use of the FEE in the diet of ruminants without harming the fermentative parameters and, consequently, animal health. The results were found to be dose and substrate dependent. However, there was an increase in total gas and CH4 production and in the degradability of all forages used with the highest dose of FEE. It is concluded that the EPS can be used in the diet of ruminants as an alternative to increase the degradability of tropical forages. The experiment 2 was divided in two phases, with the objective of evaluating the effect of the FEE on the apparent digestibility of nutrients, ruminal fermentation, animal performance and enteric CH4 production of 19 growing sheep divided in two experimental groups, control (CTL) and enzyme (ENZ), receiving a diet composed of 70% of Tifton-85 hay and 30% of concentrated mixture. The FEE was applied directly to the hay 24 hours before the meal. In Phase I, the effect of increasing doses (0, 20, 40 and 80 ?L) of the FEE on fiber hydrolysis was evaluated and the dose with the best response was then used in the studies of apparent digestibility of nutrients and ruminal fermentation. The 40 ?L dose was selected to be used in the in vivo assay because it presented better responses on the reduction in fibrous fractions. The animals supplemented with FEE showed higher acid digestible fiber digestibility and higher valerate production. The other parameters were not influenced by the addition of FEE. In Phase II, the effect of FEE was evaluated on the performance, health and production of Enteric CH4 of growing sheep. The procedures used were the same as described in Phase I. The supplementation of the FEE provided a higher percentage of weight gain and lower enteric CH4 production per kg of ingested dry matter. Blood tests showed that FEE did not affect animal health. It is concluded that FEE can be used in the animal diet without presenting health risks, besides being a strategy to increase animal productivity and contribute to the mitigation of enteric CH4 of growing sheep

A preocupação com a segurança alimentar e o aquecimento global pressiona a cadeia de produção de ruminantes a buscar alternativas para incremento na produtividade e redução nas emissões dos gases de efeito estufa, uma vez que essa atividade é responsável por grande parte das emissões de metano (CH4) entérico. O desenvolvimento de produtos enzimáticos para uso na nutrição de ruminantes torna-se de grande valia para contribuir com a demanda alimentar e reduzir os impactos ambientais. O objetivo do presente estudo foi avaliar o uso de um extrato de enzimas fibrolíticas (EEF), composto por endoglucanases, exoglucanases e xilanases, produzido pelo fungo Trichoderma reesei utilizando como substrato resíduos da indústria canavieira, sobre a digestibilidade, fermentação ruminal e desempenho de ovinos em crescimento, conduzidos através de dois experimentos. No experimento 1, foi avaliado a adição de doses crescentes (0, 10, 100, 1000 e 10000 µL g-1 de substrato) do EEF sobre a produção total de gases e CH4, degradabilidade e fermentação ruminal de três forrageiras tropicais (Cynodon spp., Panicum maximum e Cenchrus ciliares L.) em um ensaio in vitro, com o objetivo de verificar a possibilidade de uso do EEF na dieta de ruminantes sem prejudicar os parâmetros fermentativos. Verificou-se que os resultados foram dependentes da dose e do substrato utilizados. Contudo, foi verificado aumento na produção total de gases e CH4 e na degradabilidade de todas as forrageiras utilizadas com a dose mais alta do EEF. Conclui-se que o EEF pode ser utilizado na dieta de ruminantes como alternativa para incremento na degradabilidade de forrageiras tropicais. O experimento 2 foi dividido em duas fases conduzidas com o objetivo de avaliar o efeito do EEF sobre a digestibilidade aparente dos nutrientes, fermentação ruminal, desempenho animal e produção de CH4 entérico de 19 ovinos em crescimento divididos em dois grupos experimentais, controle (CTL) e enzima (ENZ), recebendo dieta composta de 70% de feno de Tifton-85 e 30% de mistura concentrada. O EEF foi aplicado diretamente no feno 24 horas antes do fornecimento da refeição. Na Fase I, avaliou-se o efeito de doses crescentes (0, 20, 40 e 80 µL) do EEF sobre a hidrólise da fibra e posteriormente a dose com melhor resposta foi utilizada nos estudos de digestibilidade aparente dos nutrientes e fermentação ruminal. A dose de 40 µL foi selecionada para ser utilizada no ensaio in vivo, pois apresentou melhores respostas sobre a redução nas frações fibrosas. Os animais suplementados com o EEF apresentaram maior digestibilidade da fibra em detergente ácido e maior produção de valerato. Na Fase II, foi avaliado o efeito do EEF sobre o desempenho, saúde e produção de CH4 entérico de ovinos em crescimento. Os procedimentos utilizados foram os mesmos descritos na Fase I. A suplementação do EEF proporcionou maior percentual médio de ganho de peso e menor produção de CH4 entérico por kg de matéria seca ingerida. As análises sanguíneas demonstraram que o EEF não prejudicou a saúde dos animais. Conclui-se que o EEF pode ser utilizado na dieta animal sem trazer riscos à saúde, além de ser uma estratégia para aumento na produtividade animal e contribuir com a mitigação de CH4 entérico de ovinos em crescimento / Concern about food security and global warming is pressing the ruminant production chain to seek alternatives to increase productivity and reduce greenhouse gas emissions, as this activity accounts for most of the enteric methane (CH4) emissions. The development of enzyme products for use in ruminant nutrition is of great value in order to contribute to food demand and reduce environmental impacts. The aim of the present study was to evaluate the use of a fibrolytic enzyme extract (FEE), produced by the fungus Trichoderma reesei using as substrate residues from the sugar cane industry, on the digestibility, ruminal fermentation and performance of growing sheep, conducted through two experiments. In the experiment 1, the addition of increasing doses (0, 10, 100, 1000 and 10000 ?L g-1) of the FEE on the total gas and CH4 production, degradability and ruminal fermentation of three tropical forages (Cynodon spp., Panicum maximum and Cenchrus ciliares L.) in an in vitro assay, with the objective of verifying the possibility of use of the FEE in the diet of ruminants without harming the fermentative parameters and, consequently, animal health. The results were found to be dose and substrate dependent. However, there was an increase in total gas and CH4 production and in the degradability of all forages used with the highest dose of FEE. It is concluded that the EPS can be used in the diet of ruminants as an alternative to increase the degradability of tropical forages. The experiment 2 was divided in two phases, with the objective of evaluating the effect of the FEE on the apparent digestibility of nutrients, ruminal fermentation, animal performance and enteric CH4 production of 19 growing sheep divided in two experimental groups, control (CTL) and enzyme (ENZ), receiving a diet composed of 70% of Tifton-85 hay and 30% of concentrated mixture. The FEE was applied directly to the hay 24 hours before the meal. In Phase I, the effect of increasing doses (0, 20, 40 and 80 ?L) of the FEE on fiber hydrolysis was evaluated and the dose with the best response was then used in the studies of apparent digestibility of nutrients and ruminal fermentation. The 40 ?L dose was selected to be used in the in vivo assay because it presented better responses on the reduction in fibrous fractions. The animals supplemented with FEE showed higher acid digestible fiber digestibility and higher valerate production. The other parameters were not influenced by the addition of FEE. In Phase II, the effect of FEE was evaluated on the performance, health and production of Enteric CH4 of growing sheep. The procedures used were the same as described in Phase I. The supplementation of the FEE provided a higher percentage of weight gain and lower enteric CH4 production per kg of ingested dry matter. Blood tests showed that FEE did not affect animal health. It is concluded that FEE can be used in the animal diet without presenting health risks, besides being a strategy to increase animal productivity and contribute to the mitigation of enteric CH4 of growing sheep

Orientador: Pedro de Oliva Neto / Resumo: Desejando ao final do trabalho obter um bioprocesso integrado usando palha de cana-de-açúcar (PC), este trabalho teve início com a utilização desse substrato para produção de enzimas fribrolíticas, xilanases e celulases, em culturas axênicas, incluindo espécies de Trichoderma e Aspergillus. A triagem para o melhor produtor foi realizada em “shaker” em fermentação submersa. A cultura do fungo T. reesei QM9414 alcançou a melhor produção de enzimas, e em tanque agitado, utilizando um biorreator de 3 L, mostrou o mesmo perfil de produção (~90 U/mL, 0.6 FPU/mL para xilanase e celulases, respectivamente). Em relação a este resultado, a produção de enzimas para as misturas binárias e ternárias destes fungos foi menor, sendo que a melhor combinação, T. reesei QM 9414+A. fumigatus M51, alcançou 60 U/mL e 0.08 FPU/mL respectivamente. Com intuito de otimizar a produção de enzimas utilizando um mix de substratos: palha de cana, como principal componente, e o farelo de trigo e a polpa cítrica, como supostos indutores de atividade enzimática, foi realizado um delineamento de misturas do tipo D-optimal. O resultado da otimização da mistura dos substratos mostrou que o trigo e a polpa cítrica não tiveram um efeito indutivo na produção das enzimas tendo a palha de cana como principal substrato. A enzima xilanase foi caracterizada em seu pH e temperatura ótimos (pH 5, e 50 ºC respectivamente), bem como a estabilidade da enzima nestes parâmetros. Alguns íons e EDTA foram aplicados para determin... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In order to obtain an integrated bioprocess using Sugarcane Straw (SS), this work began with the use of this substrate for the fibrolytic enzymes production, xylanases and cellulases, in axenic fungal cultures, including Trichoderma and Aspergillus species. The screening for the best producer was performed in shaker under submerged fermentation. The T. reesei QM9414 culture achieved the best enzyme production, and in a stirred tank using a 3 L bioreactor showed the same production profile (~90 U/mL and 0.6 FPU/mL for xylanase and cellulase, respectively). Regarding this result, the enzyme production by binary and ternary mixtures of these fungi was lower, as example the best combination T. reesei QM 9414+A. fumigatus M51, reached 60 U/mL and 0.08 FPU/mL, respectively. Aiming optimize the enzyme production by a mix of substrates using SS as the main substrate, and wheat bran and citrus pulp as supposed enzyme inductors, a D-optimal mixture design was performed. The mixture substrates optimization showed that wheat bran and citrus pulp did not have an inductive effect on the enzymes production. The enzyme xylanase was characterized by its optimal pH and temperature (pH 5 and 50 ºC, respectively, as well as the stability of the enzyme in these parameters. Some ions and EDTA were applied to determine the xylanase stability under these conditions, and the ion Mn2+ was the best inductor, 49% (10 mM). The extract containing xylanases, produced under previous optimized conditions was... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:55:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 436321 bytes, checksum: 323b66a4d995a23c4570a850ccba61cb (MD5) Previous issue date: 2014-02-27 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The first experiment aimed to evaluate performance and nutritional characteristics of the effect of replacing soybean meal by wheat bran and urea in multiple supplements for beef heifers grazing Brachiaria decumbens Stapf. during the dry season. Forty-five Nelore beef heifers (Age: ±26 months; body weight = 410±2,9) were randomly assigned in five treatments and nine repetitions. The supplements contained approximately 30 % crude protein (CP) altered by replacement of soybean meal to wheat bran and urea in supplements (0, 33, 67 and 100%). The animals of the control treatment were provided only mineral mixture ad libitum and other treatments were provided with 1.0 kg/animal/day of multiple supplement. Supplemented heifers had higher (P<0,10) intakes of dry matter (DM), organic matter (OM), crude protein (CP) and digestible organic matter (DOM) when compared to animals in the control treatment. The replacement of soybean meal for wheat bran and urea influenced in a quadratic manner the intakes of pasture dry matter (PDM), digestible neutral detergent fiber (NDFD), digestible organic matter (DOM) and neutral detergent fiber (NDF) (g/kg BW). The supplementation increased the total tract digestibility of OM and CP, and also increased the levels of DOM (g/kg DM). The level of replacement had negative linear effect on the digestibility of neutral detergent fiber corrected for ash and protein (NDFap), CP and DOM. OM digestibility responded in a quadratic manner the increasing proportions of wheat bran and urea. The different proportions of the ingredients did not affect the microbial efficiency, neither the serum concentration of urea nitrogen, and urinary nitrogen excretion. We conclude that providing multiple supplements improve performance of beef heifers grazing Brachiaria decumbens during the dry season, and that the replacement of soybean meal for wheat bran and urea in the supplement does not compromise the performance of these animals. The second experiment aimed to evaluate nutritional characteristics and productive performance of providing different additives in supplements for Nelore beef heifers grazing Brachiaria decumbens during the dry season. Twenty-four beef heifers (21 months; 383±6 kg) were assigned in a completely randomized design with five treatments and seven repetitions. It was added individually to the supplement three different additives: Exogenous enzymes (Allzyme SSF®), Yeast culture (Yea-Sacc®) and Monensin (Rumensin®). The animals of the control treatment were provided only mineral mixture ad libitum and the other treatments were provided with 1.0 kg/animal/day of multiple supplement (25% CP). The different additives had no effect (P<0.10) on ADG and final body weight (FBW). The animals receiving supplement containing monensin had lower intake of pasture dry matter (PDM, kg) and neutral detergent fiber corrected for ash and protein (NDFap, g/kg BW). There were no positive effects on providing additives in the OM, NDF and CP total tract digestibility when compared to the control group. The microbial efficiency was not influenced by the treatments. We conclude that including exogenous enzymes, yeast culture or monensin individually in multiple supplements does not improve performance of beef heifers grazing brachiaria decumbens during the dry season. / Esta dissertação foi elaborada a partir de dois experimentos com novilhas Nelore submetidas a diferentes estratégias de suplementação em pasto. No primeiro experimento objetivou-se avaliar os efeitos da substituição progressiva do farelo de soja por farelo de trigo e uréia em suplementos múltiplos, sobre o desempenho, o consumo, a digestibilidade, a síntese ruminal de proteína microbiana e o balanço de compostos nitrogenados em novilhas de corte prenhez em pasto de Brachiaria decumbens Stapf no período da seca. Foram utilizadas 45 novilhas Nelore prenhez (5-6 meses de gestação) com idade e peso médio inicial de 26 meses e 410±2,9 kg, respectivamente. O experimento foi conduzido segundo delineamento inteiramente casualizado com cinco tratamentos e nove repetições. Os suplementos continham aproximadamente 30% de proteína bruta (PB) e substituição progressiva do farelo de soja por farelo de trigo e uréia em 33, 67 e 100%. Aos animais do tratamento controle (MM) foi fornecida suplementação mineral ad libitum e aos demais tratamentos foi fornecidos 1,0 kg/animal/dia de suplemento múltiplo. O consumo de matéria seca (MS), matéria orgânica (MO), proteína bruta (PB) e a matéria orgânica digerida (MOD) foram superiores (P<0,10) para os animais que receberam suplementação múltipla em relação aos que receberam suplementação mineral. Observou-se efeito quadrático do nível de substituição de farelo de soja por farelo de trigo e uréia sobre o consumo de MS de pasto (MSP), de FDN digerida (FDNd), de matéria orgânica digerida (MOD) e de FDNcp em g/kg de peso corporal (PC). A suplementação múltipla aumentou os coeficientes de digestibilidade aparente total da MO e da PB e os níveis de matéria orgânica digerida em g/kg de MS (DOM). Houve efeito linear negativo do nível de substituição no suplemento sobre os coeficientes de digestibilidade da FDNcp, da PB e DOM. O nível de substituição influenciou de forma quadrática a digestibilidade da MO. Não foram observados (P<0,10) efeitos dos níveis de substituição no suplemento sobre a síntese microbiana (NMIC), NMIC relativo (NMICR), eficiência de síntese microbiana (EFM) e sobre as concentrações de nitrogênio ureico no soro (NUS) e na urina (NUU). Conclui-se que a suplementação múltipla melhora o desempenho produtivo de novilhas prenhez em pasto de Brachiaria decumbens no período da seca, e que a substituição do farelo de soja por farelo de trigo e uréia em suplementos múltiplos não compromete o desempenho produtivo desses animais. No segundo experimento objetivou-se avaliar o efeito da adição de complexo enzimático (Allzyme SSF®), levedura ativa (Yea-Sacc®) e monensina sódica (Rumensin®) em suplementos múltiplos sobre o desempenho, consumo, digestibilidade, síntese ruminal de proteína microbiana e o balanço de compostos nitrogenados novilhas Nelore em pasto de Brachiaria Decumbens Stapf. no período da seca. Foram utilizadas 35 novilhas de corte Nelore com idade e peso médio inicial de 21 meses e 383±6 kg, respectivamente. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com cinco tratamentos e sete repetições. Os tratamentos foram: suplementação mineral ofertada ad libitum (MM); apenas suplemento múltiplo (S); suplemento mais complexo enzimático (ALLZYME SSF®) (S+E); suplemento mais levedura ativa (Yea-sacc®) (S+L); suplemento mais monensina sódica (Rumensin®) (S+M). Os suplementos múltiplos foram ofertados em 1 kg/animal/ dia e continham aproximadamente 25% de PB. O ganho médio diário (GMD) e também o peso corporal final (PCF) foram superiores (P<0,10) para os animais suplementados, quando comparados aos do tratamento controle (MM). Não houve diferença (P>0,10) para GMD e PCF entre os animais que receberam apenas suplemento (S) e os animais que receberam suplemento aditivado (S+E), (S+L), (S+M). Não foram verificados efeitos positivos da utilização dos aditivos sobre o consumo de nutrientes. A adição de monensina sódica diminuiu o consumo de MSP e de FDNcp em g/kg de peso corporal. Não houve efeito positivo dos aditivos sobre os coeficientes de digestibilidades da MO, da FDN e da PB quando comparados aos animais que receberam suplemento sem aditivo ou apenas mistura mineral. A eficiência microbiana não diferiu entre os tratamentos. Conclui-se que a utilização de complexo enzimático, levedura ativa e monensina sódica adicionados individualmente em suplemento múltiplo, não melhora o desempenho produtivo de novilhas de corte prenhez em pasto de Brachiaria decumbens no período da seca.