A inoculação de forrageiras com fungos lignocelulolíticos é uma alternativa para melhorar a qualidade destas sem adição de substâncias químicas. Este projeto visa melhorar a degradabilidade de seis forrageiras: Brachiaria decumbens cv. Basilisk, Pennisetum purpureum Schum. cv. Napier, Panicum maximum cv. Aruana, Cenchrus ciliares cv. Buffel, bagaço de cana-de-açúcar e cana-de-açúcar picada por meio do cultivo de quatro fungos do gênero Pleurotus. Outrossim, extrato enzimático, nas concentrações de 2, 4 e 6 mL, produzido pelo fungo P. sajor-caju CCB 020 crescido em vinhaça, durante 6º, 12º e 18º dias, foram aplicados às mesmas forrageiras. As avaliações das dietas foram pela técnica de produção de gases, degradabilidade in vitro e análise bromatológica do substrato. As atividades das enzimas Lacase, Peroxidase, Manganês Peroxidase, Endoglucanase, Exoglucanase e Xilanase foram determinadas, por um período de 24 dias. Os resultados foram estatisticamente avaliados, utilizando SAS® (Statistical Analysis System Inst., Cary, North Carolina). Os fungos crescidos nas forrageiras, produziram enzimas hidrolíticas e oxidativas durante o processo de fermentação, que atuaram na transformação das forrageiras. A quantidade de proteínas aumentou significativamente na cana-de-açúcar picada e capim Buffel, inoculados com os fungos P. ostreatus e P. albidus CCB 068. A forrageira Aruana foi a que melhor respondeu ao tratamento com fungo, sendo que com P. sajor-caju, ao 18º dia de incubação, teve a concentração de acetato 1,24 vezes maior, em relação a amostra controle, e as demais concentrações de AGCC, como propionato e butirato, diminuir e a razão C2:C3 aumentou. A cana-de-açúcar incubada com P. albidus CCB 068, ao 18º dia, diminuiu as concentrações de acetato, propionato e butirato e aumentou a razão C2:C3 em 0,86 - 0,58 - 0,71 - 1,48 vezes, respectivamente. O bagaço inoculado ao 24º dia com P. albidus provocou aumento nas concentrações de acetato, propionato e butirato e diminuição na razão C2:C3, em 1,14 - 1,75 - 1,32 - 0,64 vezes, respectivamente, e com P. ostreatus mostrou o mesmo comportamento. Com os demais tratamentos nenhum efeito significativo foi observado, pelo teste de Tukey a 5%, entretanto ocorre tendência de aumentar a razão C2:C3 com o tratamento com os fungos. Na produção de gases e degradabilidade in vitro das forrageiras, utilizando os extratos enzimáticos, ocorreu aumento com a concentração aplicada. Efeitos significativos foram observados para as forrageiras Brachiaria, Napier e Aruana, já as forrageiras Buffel, bagaço de cana-de-açúcar e cana-de-açúcar picada não mostraram diferenças significativas, pelo teste de Tukey a 5%. Diferenças nas análises de AGCC não foram significativas, pelo teste de Tukey a 5%, dentro das concentrações ou período de incubação do fungo, nas seis forrageiras, entretanto há uma interação com as atividades das enzimas e pela razão C2:C3 a maior concentração testada de 6 mL, do extrato com o fungo, incubado durante 12º dias, possam ser recomendadas para obtenção de ganho nutricional das dietas. Conclui-se que tanto os fungos inoculados nas forrageiras, como seus extratos enzimáticos foram capazes de modificar a composição bromatológica original das forrageiras. A degradabilidade, ganho nutricional e sustentabilidade ambiental, podem variar substancialmente para os diferentes tipos de forrageiras, espécie de fungo e tempo de incubação. Os resultados obtidos sugerem que os Pleurotus, é um fungo apropriado para melhorar o valor nutritivo das forragerias como alimento para ruminates, melhorando a composição bromatoligica, mas também aumentando a degradabilidade / The inoculation of forages with lignocellulolytic fungi is an option for improving quality without adding chemical products. This project aims to improve the degradability of six forages: Brachiaria decumbens cv. Basilisk, Pennisetum purpureum Schum. Cv. Napier, Panicum maximum cv. Aruana, Cenchrus ciliares cv. Buffel, sugarcane bagasse and chopped sugarcane by cultivating four fungi of the genus Pleurotus. In addition, enzymatic extract, at concentrations of 2, 4 and 6 mL, produced by P. sajor-caju CCB 020, developed in vinasse, during 6, 12 and 18 days were applied to the same forages. The evaluations of the diets were by in vitro technique of gas production and bromatological analysis of the substrate. The activities of the enzymes Lacase, Peroxidase, Manganese Peroxidase, Endoglucanase, Exoglucanase and Xylanase were determined, for a period of 24 days. The results were statistically evaluated by SAS® analysis (Statistical Analysis System Inst., Cary, North Carolina). The fungi grown in the forages, produced hydrolytic and oxidative enzymes during the fermentation process that worked in forage transformation. The amount of proteins increased significantly in the chopped sugarcane and Buffel, inoculated with P. ostreatus and P. albidus CCB 068 fungi. The Aruana grass was the one that responded better to fungi treatments. With P. sajor-caju at the 18th day of incubation, the concentration of acetate was 1.24 times higher than the control sample, and the concentrations of other short chain fatty acids (SCFA), such as propionate and butyrate, tended to decrease and the C2:C3 ratio increased. Sugarcane incubated with P. albidus CCB068 at day 18 decreased acetate, propionate and butyrate concentrations and increased the C2:C3 ratio in 0.86, 0.58, and 0.71 - 1.48 fold, respectively. The bagasse inoculated at the 24th day with P. albidus caused an increase in acetate, propionate and butyrate concentrations and a decrease in the C2:C3 ratio in 1.14, 1.75, and 1.32 - 0.64 fold, respectively, and with P. ostreatus showed the same behavior. With the other treatments, no significant effect was observed by the Tukey test. However, there is a tendency to increase the C2:C3 ratio with the fungus treatment. In the production of gases and in vitro degradability of forages, using the enzymatic extracts, an increase with the applied concentrations occurred. Significant effects were observed for the Brachiaria forage at 5%, while forage Buffel, sugarcane bagasse and chopped sugarcane did not show significant differences by Tukey\'s test at 5%. Differences in the SCFA analyzes were not significant, by the Tukey\'s test at 5%, within the concentrations or incubation period of the fungus, in the six forages studied. However there is an interaction with the activities of the enzymes and the C2:C3, the highest concentration tested (6 mL) of the fungi extracts, incubated for 12 days, can be recommended to obtain increase in nutritional value of the diets. It is concluded that both the fungi inoculated on the forage and their enzymatic extracts were able to modify the original bromatological composition of the forage. The degradability, increase of nutritional value and environmental sustainability, can vary substantially for different types of forages, species of fungus and incubation time. The results suggest that Pleurotus is an appropriate fungus for improving the nutritive value of forage crops as feed for ruminates, improving the bromatoligic composition, but also enhancing the degradability

Le CO2 est un produit des nombreuses voies métaboliques intervenant lors de l’affinage des fromages. Ce composé gazeux se dissous et diffuse dans les différents constituants du fromage (notamment phase grasse et phase aqueuse) et affecte la qualité finale du produit. La production et le gradient de CO2 sont considérés comme la force motrice de la croissance des « trous » ou « yeux » dans les fromages à pâte pressée non cuite sujet à fermentation propionique. Dans ce cas là, la perte de CO2 du fromage vers l'atmosphère pendant la phase de maturation est limitée par le conditionnement du produit dans un emballage barrière aux gaz. Malgré l’extrême importance de cette molécule lors de l'affinage de ce type de fromages, son taux de production, sa solubilité et sa diffusivité dans la pâte fromagère ont été très peu étudiés et abordés par la communauté scientifique travaillant dans le domaine. L'objectif de ce travail de thèse est donc de caractériser la solubilité, la diffusivité et le taux de production du CO2 dans des fromages modèles à pâte pressée non cuite. L’effet de la composition chimique du produit (teneur en sel, en eau, etc.) et de différentes variables de maturation (la température et le temps d’affinage) a été systématiquement évalué pour ces trois grandeurs. La perméabilité de l’emballage utilisé pour l’affinage a également été mesurée dans des conditions « industrielles » (emballage entier, incluant l’effet du scellage et de la rétraction à chaud, gradient d’humidité et de gaz correspondants à ceux rencontrés lors de l’usage, etc.). Toutes les variables de composition et de maturation de fromage étudiés ont montré un impact significatif mais d’amplitude variable sur la production de CO2 et les coefficients de transfert (diffusivité et solubilité). Par exemple la solubilité du CO2 dans le fromage diminue linéairement avec la température, tandis que la production de CO2 augmente exponentiellement et que la diffusion du CO2 suit une fonction quadratique. Les coefficients évalués ont été utilisés comme paramètres d'entrée d'un modèle mathématique développé dans le cadre de ce travail dans le but de décrire l’évolution des gradients de CO2 en fonction du temps au sein du fromage (fromage aveugle, i.e. sans « trous » mais avec fermentation propionique). Une analyse préalable effectuée sur les paramètres d'entrée du modèle a mis en évidence la très grande importance de la production du CO2 sur les gradients de CO2 formés dans le fromage par rapport aux autres paramètres de transfert. Nous avons développé le premier modèle couplant transfert de CO2 par perméation, transport et production de CO2 dans un produit dense, solide. Ce modèle a été validé expérimentalement sans ajustement d’aucun paramètre sur un fromage aveugle dans différentes conditions. Le modèle s’est révélé très robuste et prédictif des phénomènes de production et de diffusion de CO2 à l'intérieur de la pâte de fromage, ainsi que de la perméation à travers l’emballage. Ce modèle est une première étape vers plus de connaissances des mécanismes mis en jeu lors de l’affinage d’un fromage à pâte pressée non cuite et constitue un premier outil pour une meilleure prise de décision par les industriels dans le domaine de l’affinage fromager. / CO2 is an end product of numerous metabolic pathways of the cheese microflora taking place during ripening. This gaseous compound can affect the final quality of most cheeses, depending on its ability to diffuse and dissolve in both their water and fat phase. For example, CO2 is considered as the driving force for eye growth in cheeses with propionic acid fermentation. In such type of product, the loss of CO2 from the paste to the atmosphere during ripening may be limited by wrapping the cheese in a barrier packaging (foil ripening) to favour eyes growth. Despite the great importance of this molecule during cheese ripening, its production rate, solubility and diffusivity have scarcely been investigated in literature. The objective of this PhD work was to experimentally assess CO2 solubility, diffusivity and production rate in model semi-hard cheeses in relation to the main composition and ripening variables: salt and moisture content, temperature and cheese age, amongst others. The permeability of an industrial ripening foil was also assessed at different temperatures and in conditions of industrial relevance. All studied composition and ripening variables were found to significantly affect the CO2 production and transfer coefficients, but in a different way. For example increasing temperature was found to linearly decrease CO2 solubility in the cheese, while the CO2 production exponentially increased and CO2 diffusion was described with a quadratic function. The assessed coefficients were used as input parameters of a mathematical model with the goal of describing the CO2 gradients occurring in a blind semi-hard cheese during industrial ripening. A simplified sensitivity analysis performed on the model input parameters highlighted the greater importance of CO2 production on the CO2 gradients formed in the cheese compared to the other transfer coefficients. We developed the first experimentally validated model with the attempt of predicting the phenomena of CO2 production and diffusion inside the cheese paste, CO2 transfer at the rind interface and its permeation via an industrial packaging during ripening.

A produção de metano entérico está entre as principais fontes de emissão de gases de efeito estufa dentre as atividades agropecuárias, além de gerar perda energética ao animal de até 12% da energia bruta consumida. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o uso de nitrato de cálcio encapsulado na alimentação de ruminantes como estratégia nutricional a mitigação de metano entérico. O experimento consistiu de duas fases. Fase I: Foram testadas dietas suplementadas com produto comercial de nitrato de cálcio encapsulado utilizando a técnica semiautomática de produção de gases in vitro. Meio grama de substrato com 50 mL de meio de incubação e 25 mL de inóculo ruminal foram incubados em frascos de vidro (160 mL) à 39 ºC por 24 horas para determinação da melhor dieta a ser testada in vivo. O primeiro ensaio testou a associação entre a monensina (dietas com e sem adição de monensina) e doses de nitrato encapsulado (0; 1,5 e 3% da matéria seca (MS)) para mitigação de metano in vitro. Não foi observada interação entre monensina e nitrato para as variáveis testadas. O segundo ensaio in vitro testou a interação do tipo de dieta com duas relações concentrado:volumoso, 20:80 e 80:20, e a inclusão de doses de nitrato encapsulado (0; 1,5; 3 e 4,5% MS). Embora não foi observado efeito associativo entre dieta e nitrato para redução de metano, foi observada mudança nos produtos da fermentação ruminal, com redução de propionato, em decorrência da concorrência de nitrato e propianogênicas por hidrogênio mais escasso em dietas com menor fermentação. Fase II: Conforme os resultados obtidos na Fase I, na segunda fase foi avaliado o efeito associativo da relação de concentrado:volumoso da dieta e a dose de nitrato sobre a emissão de metano, constituintes ruminais e toxicidade do nitrato in vivo. Utilizou-se seis borregos canulados no rúmen, distribuídos em delineamento experimental quadrado latino 6 x 6, em fatorial 2 x 3. Os fatores foram tipo de dieta (relação concentrado:volumoso 20:80 e 80:20) e inclusão de doses de nitrato encapsulado na dieta (0; 1,5 e 3% MS) em substituição gradual ao farelo de soja, totalizando seis tratamentos. Os teores de substituição do farelo de soja pelo nitrato foram em equivalente proteico de maneira a deixar as dietas isonitrogenadas. Os animais foram adaptados gradualmente a oferta de nitrato dietético para evitar problemas com toxidez. A análise de toxicidade foi avaliada pela taxa de metahemoglobina no sangue dos ovinos 3 horas após a alimentação. Nitrato reduziu a produção de metano em ambas as dietas. Os níveis de metahemoglobina no sangue dos animais não foram alterados pela adição de nitrato. Foi observado efeito associativo entre o tipo de dieta e nitrato para os produtos da fermentação ruminal, como acetato, que aumentou linearmente nas dietas com 80% de concentrado quando nitrato foi adicionado. Concluí-se que nitrato, utilizado de forma segura, é uma promissora estratégia para redução de metano entérico independentemente do tipo de dieta com que está sendo suplementado / Production of enteric methane is among the leading sources of greenhouse gas emissions from agricultural activities and generate energy loss to the animal up to 12% of gross energy consumption. The objective of this study was to evaluate the use of calcium nitrate encapsulated in ruminant feed as a nutritional strategy for mitigation of enteric methane. The experiment consisted of two phases. Phase I: tested diets were supplemented with encapsulated calcium nitrate using a semi-automatic in vitro gas production technique Half gram of substrate with 50 mL of incubation medium, and 25 mL of rumen fluid were incubated in glass bottles (160 ml) at 39 °C for 24 hours to determine the best diets to be tested in vivo. The first trial tested the association between monensin (diets with and without monensin) and encapsulated nitrate levels (0, 1.5 and 3% of dry matter (DM)) for in vitro methane mitigation. There was no interaction between monensin and nitrate for the tested variables. The second in vitro assay tested the interaction of diet type with two concentrate:forage ratios, 20:80 and 80:20, and the inclusion of encapsulated nitrate levels (0, 1.5, 3 and 4.5% DM). Although it was not observed associative effect between diet and nitrate for reduction of methane, it was observed change in the ruminal fermentation products. Phase II: According to the results obtained in Phase I, in the second phase we evaluated the associative effect of concentrate: forage ratio of diet and the dose of nitrate on the methane emission, ruminal constituents and nitrate toxicity in vivo. We used six lambs cannulated in the rumen, distributed in Latin square design 6 x 6 in factorial 2 x 3. The factors were type of diet (concentrate:forage ratios 20:80 and 80:20) and inclusion of encapsulated nitrate doses in the diet (0, 1.5 and 3% DM) in the gradual replacement of soybean meal, a total of six treatments. The replacement levels of soybean meal by nitrate were in protein equivalent so as to leave the diets isonitrogenous. The animals were gradually adapted to dietary nitrate supply to avoid problems with toxicity. The analysis of toxicity were evaluated by the rate of methemoglobin in the blood of sheep 3 hours after feeding. Methemoglobin levels in blood of animals were not changed by the addition of nitrate. Associative effect was observed between the type of diet and nitrate for ruminal fermentation products such as acetate, which decreased linearly in the diets with 80% forage when nitrate was added. It can be concluded that nitrate used securely is a promising strategy for reducing enteric methane independently of the type of diet being supplemented

Most mature oil reservoirs or fields tend to perform below expectations, owing to high level of associated gas production. This creates a sub-optimal performance of the oil production surface facilities; increasing oil production specific operating cost. In many scenarios oil companies flare/vent this gas. In addition to oil production constraints, associated gas flaring and venting consists an environmental disasters and economic waste. Significant steps are now being devised to utilise associated gas using different exploitation techniques. Most of the technologies requires large associated gas throughput. However, small-scale associated gas resources and non-associated natural gas reserves (commonly referred to as stranded gas or marginal field) remains largely unexploited. Thus, the objective of this thesis is to evaluate techno- economic of gas turbine engines for onsite electric power generation called gas- to-wire (GTW) using the small-scaled associated gas resources. The range of stranded flared associated gas and non-associated gas reserves considered is around 10 billion to 1 trillion standard cubic feet undergoing production decline. The gas turbine engines considered for power plant in this study are based on simple cycle or combustion turbines. Simple cycle choice of power-plant is conceived to meet certain flexibility in power plant capacity factor and availability during production decline. In addition, it represents the basic power plant module cable of being developed into other power plant types in future to meet different local energy requirements. This study developed a novel gas-to-wire techno-economic and risk analysis framework, with capability for probabilistic uncertainty analysis using Monte Carlo simulation (MCS) method. It comprises an iterative calculation of the probabilistic recoverable reserves with decline module and power plant thermodynamic performance module enabled by Turbomatch (an in-house code) and Gas Turb® software coupled with economic risk modules with @Risk® commercial software. This algorithm is a useful tool for simulating the interaction between disrupted gas production profiles induced by production decline and its effect on power plant techno-economic performance over associated gas utilization economic life. Furthermore, a divestment and make- up fuel protocol is proposed for management of gas turbine engine units to mitigate economical underperformance of power plant regime experienced due to production decline. The results show that utilization of associated gas for onsite power generation is a promising technology for converting waste to energy. Though, associated gas composition can be significant to gas turbine performance but a typical Nigerian associated gas considered is as good as a regular natural gas. The majority of capital investment risk is associated with production decline both natural and manmade. Finally, the rate of capital investment returns decreases with smaller reserves.

Mestre em Ciências Veterinárias / Os efeitos benéficos da adubação com silício (Si) têm sido observados em várias espécies vegetais, especialmente quando estas são submetidas a estresse, seja ele biótico ou abiótico. Aumentos de produtividade e resistência a pragas e doenças estão entre os principais benefícios do Si para as plantas que o absorvem e o acumulam na parte aérea, uma das possíveis razões para maior adaptabilidade e resistência do capim braquiária nas áreas de acidez e baixa fertilidade do solo das regiões do cerrado brasileiro. Objetivou-se avaliar o efeito da adubação superficial com silicato e calcário sobre algumas características químicas do solo; concentração de Si na folha, produção de matéria seca, composição bromatológica, produção de gases e degradabilidade ruminal in vitro da gramínea Brachiaria decumbens. Para tal foi utilizado o delineamento em blocos casualizado, com cinco doses de silicato: 0, 880, 1320, 1760 e 2640 kg.ha-1 e uma dose de 1760 kg.ha-1 de calcário, aplicados superficialmente com leve incorporação em pastagem de Brachiaria decumbens na região do Triângulo Mineiro. Foram realizados cinco cortes na parte aérea da braquiária aos 45, 75, 103, 166 e 382 dias após a instalação do experimento, sendo analisadas as variáveis: matéria seca, concentração de Si foliar e Si acumulado na parte aérea. O material proveniente do terceiro corte foi usado nas avaliações bromatológicas, de produção de gases e degradabilidade ruminal in vitro. Procederam-se também duas amostragens de solo nas profundidades de 0-10, 10-20 e 20-40 cm aos 5 e 12 meses após a implantação do experimento, para avaliar o pH (CaCl2), Ca, Mg e Si no solo. Os resultados demonstraram que o silicato não afetou a produção de matéria seca, porém aumentou as concentrações de Si na parte aérea da planta, comprovando ser a Brachiaria decumbens uma espécie acumuladora de Si. O silicato também elevou os teores de Si e Ca no solo, entretanto o mesmo não se mostrou significativo para os valores de pH e Mg no solo. Com relação à comparação entre o silicato e o calcário este não apresentou diferenças entre as médias estudadas, tanto na análise das variáveis relacionadas ao solo como à parte aérea da braquiária. Não houve efeito da concentração de Si na folha sobre a composição bromatológica, a não ser na fração mineral do material estudado. A presença do Si em altas concentrações na folha da gramínea Brachiaria decumbens (12,7 g.kg-1 na dose testemunha e 16,0 g.kg-1 na dose de 2640 kg.ha-1 de silicato) não afetou a cinética de fermentação na produção de gases ou sua degradabilidade ruminal in vitro.

As leguminosas constituem uma importante fonte de alimentos para os ruminantes e podem ser exploradas para pastejo direto ou, se conservadas, para fornecimento na forma de feno ou silagem. Algumas leguminosas possuem compostos fenólicos em sua composição. A caracterização química dessas as plantas possibilita melhor uso das mesmas na alimentação animal assim como um melhor entendimento dos efeitos positivos e negativos dos compostos fenólicos na nutrição dos animais. Objetivou-se com o presente estudo: (i) avaliar a composição química de cinco leguminosas de interesse para a alimentação de ruminantes; (ii) estudar os efeitos dos taninos de diferentes leguminosas na produção de gases in vitro; e (iii) estudar os efeitos de dietas constituídas com estas leguminosas no consumo voluntário e digestibilidade aparente dos nutrientes em ovinos. O primeiro trabalho (Capítulo 3) refere-se à caracterização in vitro das leguminosas forrageiras (Leucaena leucocephala (Leucena), Arachis pintoi (Amendoim forrageiro), Stylosanthes guianenses cv mineirão (Estilosantes mineirão), Stylosanthes guianenses cv Campo Grande (Estilosantes Campo Grande e Calopogonio sp. (Calopogônio). Foram avaliadas a composição química, a quantificação de taninos, a fermentabilidade ruminal e a síntese microbiana e os resultados obtidos demonstraram valores de proteína bruta compatíveis com a literatura, exceto para o Calopogônio e Estilosantes Campo Grande (< 60 g kg-1 MS). Os teores de taninos variaram significativamente dentre as plantas estudadas, entretanto o teor de tanino condensado pode ser considerado seguro para os animais (entre 30 a 40 eq-g leucocianidina kg-1 MS). As cinco leguminosas apresentaram boa fermentabilidade in vitro, com baixo tempo de colonização (~ 4 h) e T ½ (tempo gasto para atingir metade do valor da Produção Potencial de Gases) inferior a 25 h. A técnica in vitro de incorporação de radiofósforo mostrou efeito significativo da adição de polietileno glicol (PEG) na avaliação da síntese microbiana, demonstrando o efeito dos taninos presentes nas leguminosas estudadas sobra a síntese de proteína no rúmen. O segundo trabalho (Capítulo 4) refere-se à caracterização e avaliação nutricional in vitro de Medicago sativa (Alfafa), Cajanus cajan (Feijão guandu), Mucuna aterrina (Mucuna preta) e Mucuna pluriens (Mucuna cinza). A composição química, a quantificação de taninos e a cinética de fermentação destas leguminosas e dietas experimentais constituídas de fenos de Tifton-85 (Cynodon sp), milho triturado, sal mineralizado na proporção de 30:18:2 com a adição (50%) de cada uma das leguminosas foram estudadas (tratamento ALF, GND, MCZ, MPT respectivamente para Alfafa, Feijão guandu, Mucuna cinza e Mucuna preta). Alfafa apresentou o maior conteúdo de proteína bruta (185 g kg-1 MS) e os teores de taninos variaram significativamente entre as plantas estudadas. Mucuna cinza apresentou maior e Alfafa menor valores de tanino condensado (50 e 0,2 eg. G leucocianidina kg-1 MS respectivamente). Com exceção da Alfafa, todas as outras leguminosas apresentaram incremento de gases quando incubadas in vitro na presença de PEG; o que reflete a atividade biológica dos taninos presente nestas plantas. Em relação às dietas experimentais, apenas as dietas GND e MCZ apresentaram incrementos de gases na presença de PEG. O terceiro trabalho (Capítulo 5) descreve a avaliação nutricional in vivo das dietas experimentais utilizadas no Capítulo 4 (ALF, GND, MCZ, e MPT). Foram utilizados ovinos da raça Santa Inês, machos, castrados com peso vivo médio de 53 ± 5,1 kg. As dietas foram oferecidas de acordo com o peso vivo de cada animal (3%) durante o ensaio de consumo voluntário, enquanto que durante o ensaio de digestibilidade, foi oferecida em cerca de 90% do consumo voluntário determinado anteriormente. Nenhuma dieta apresentou quantidade de taninos condensados considerado prejudicial aos animais. Todas as dietas estudadas apresentaram consumo voluntário e consumo de nutrientes semelhantes. Apenas ALF apresentou maior digestibilidade de PB, enquanto que a MCZ apresentou menor digestibilidade da mesma fração. É concluído com esses trabalhos que as leguminosas estudadas constituem uma importante fonte de nutrientes para os ruminantes, contudo, os teores de taninos condensados devem ser monitorados a fim de que sejam preparadas dietas que não alterem o consumo voluntário nem a fermentação ruminal, e consequentemente disponibilização dos nutrientes aos animais / Leguminous plants constitute an important source of food for the ruminants and they can be explored as direct grazing or, if conserved, for supply in the form of hay or silage. Some of those plants possess phenolic compounds in its composition. The chemical characterization of such plants make possible better use of them in the animal feeding as well as a better understanding of the positive and negative effects of the phenolic compounds in the nutrition of the animals. It was aimed with the present study: (i) to evaluate the chemical composition of five leguminous plants of interest for the feeding of ruminant; (ii) to study the effects of the tannins of different leguminous plants in the in vitro gas production assay; and (iii) to study the effects of diets constituted with these leguminous plants in the voluntary intake and apparent digestibility of the nutrients in sheep. The first work (Chapter 3) refers to the characterization in vitro of the leguminous foragers (Leucaena leucocephala (Leucena), Arachis pintoi (Amendoim forrageiro), Stylosanthes guianenses cv mineirão (Estilosantes mineirão), Stylosanthes guianenses cv Campo Grande (Estilosantes Campo Grande) and Calopogonio sp. (Calopogônio). They were appraised for the chemical composition, the quantification of tannins, the ruminal fermentability and the microbial synthesis. The obtained results demonstrated compatible values for crude protein content, except for Calopogônio and Estilosantes Campo Grande (< 60 g kg-1 DM). The tannin content varied significantly among the studied plants, however the condensed tannin content can be considered safe for the animals (between 30 to 40 eq-g leucocianidin kg-1 DM). The five leguminous plants presented good in vitro fermentability, with low time of colonization (~ 4 h) and T ½ (time spent to reach half of the value of the potential gas production) less than 25 h. The in vitro technique of radio labeled phosphorus incorporation showed significant effect of the addition of polyethylene glycol (PEG) in the evaluation of the microbial synthesis, demonstrating the effect of the presence of tannins in the studied leguminous plants. The second work (Chapter 4) refers to the characterization and in vitro nutritional evaluation of Medicago sativa (Alfalfa), Cajanus cajan (Feijão guandu), Mucuna aterrina (Mucuna preta) and Mucuna pluriens (Mucuna cinza). The chemical composition, the quantification of tannins and the kinetics of fermentation of these leguminous plants and four constituted experimental diets with Tifton-85 hay (Cynodon sp), corn grain, mineralized salt (30:18:2) with the addition (50%) of each one of the leguminous plants were studied (treatment ALF, GND, MCZ, MPT respectively for Alfalfa, Feijão guandu, Mucuna cinza and Mucuna preta). Alfalfa presented the highest content of crude protein (185 g kg-1 DM) and the tannin content varied significantly among the studied plants. Mucuna cinza presented greater and Alfalfa lower values of condensed tannin (50 and 0.2 eg g leucocianidin kg-1 DM respectively). Except for the Alfalfa, all the other leguminous plants presented increment of gases when incubated in vitro in the presence of PEG; what reflects the biological activity of the tannins present in these plants. In relation to the experimental diets, just the diets GND and MCZ presented increments of gases in the presence of PEG. The third work (Chapter 5) describes the in vivo nutritional evaluation of the experimental diets used in the Chapter 4 (ALF, GND, MCZ, and MPT). Santa Inês males, castrated with live weight of 53 ± 5.1 kg sheep were used. The diets were offered in agreement with the liveweight of each animal (3%) during the voluntary intake assay, while during the digestibility trial, it was offered in about 90% of the voluntary intake determined previously. No diet presented amount of condensed tannins considered harmful to the animals. All of the studied diets presented similar voluntary intake and nutrients consumption. Just ALF presented higher crude protein digestibility, while MCZ presented lower digestibility of the same fraction. It is concluded with those works that the studied leguminous plants constitutes an important source of nutrients for the ruminants, however, the condensed tannins content should be monitored so that it can prepare diets to neither alter the voluntary intake nor the ruminal fermentation, and consequently guaranteeing the supply of nutrients to the animals

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-03-30T14:23:12Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Larissa de Assis Lima - 2014.pdf: 502115 bytes, checksum: f3ad66893218685583a1492d7dd88c23 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-03-30T15:32:56Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Larissa de Assis Lima - 2014.pdf: 502115 bytes, checksum: f3ad66893218685583a1492d7dd88c23 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-30T15:32:56Z (GMT). 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Aiming chemical-bromatological determination, pH, gas production, recovery of DM, titratable acidity, ammonia nitrogen, aerobic exposure and in vitro digestibility of sorghum silage added with soybean crop residue, performed a experiment at the Federal University of Goias, Regional Jataí, characterized by 10 mini-silos containing 1 kg of dry fine sand at the bottom, separated by a silage cotton fabric and fitted with Bunsen valve cap with type. After 50 days, the mini-silos were opened and made the analyzes. For evaluation of aerobic exposure, 500 g silage were separated into plastic buckets capacity 2 L in duplicate, one of which consisted of a mercury thermometer inserted into the mass. These buckets remained in an incubator at 25°C, with measurement of temperature (mercury thermometer and digital thermometer) of 12 in 12 hours to observe the increase of 2°C above ambient temperature. All data analyzes were performed using SAS version 9.3 (2010) a 5% probability program. For the effect of the addition of soybean residue on the compositional characteristics of the silage was considering completely randomized with six replications, and the comparison of levels of addition of soybean crop residue was orthogonal contrast. To evaluate the performance of aerobic exposure, used it as a split plot design, considering the effect of the addition of the residue in the plot and sampling day in the sub-plot. Comparisons between means were performed using the Tukey test. To compare the values of rate stability depending on the type of thermometer (mercury or infra red) was used regression equation between the two estimates, Y (Tdigital) = ß0+ ß1X (Tmercury), using the "t" test, to verify if the slope of the line obtained by regression differs from the ideal straight equality between techniques (Y = X). Also, analysis of variance was performed on the evaluation of the level of waste additions separately for each thermometer. / Em consequência da estacionalidade das pastagens no período seco no Brasil, as forrageiras não fornecem quantidades de nutrientes suficientes em todas as épocas do ano para manter os índices produtivos dos animais, sendo recomendável a conservação da forragem de qualidade na forma, por exemplo, de silagem. Visando o baixo custo no processo de ensilagem, alternativas surgem para a conservação de forragens com a adição de resíduos ou co-produtos agroindustriais que possibilitem a melhoria das características químicas da massa ensilada. Objetivando a determinação químico-bromatológica, o pH, a produção de gás, a recuperação da MS, a acidez titulável, o nitrogênio amoniacal, a estabilidade aeróbia e a digestibilidade in vitro da silagem de sorgo com diferentes níveis do resíduo da colheita da soja, foi realizado um experimento na Universidade Federal de Goiás, Regional Jataí, pelo uso de 10 minissilos contendo 1 kg de areia fina seca no fundo, separada da silagem por um tecido de algodão e providos de tampa com válvula tipo Bunsen. Após 50 dias, os minissilos foram abertos para a avaliação da estabilidade aeróbia, 500 g de silagem foram separadas em baldes plásticos de capacidade de 2 L em duplicada, sendo que uma era composta por um termômetro com mercúrio inserido na massa. Estes baldes permaneceram em estufa a 25ºC, com aferição das temperaturas (termômetros de mercúrio e digital) de 12 em 12 horas até observação do aumento de 2ºC acima da temperatura ambiente. Todas as análises dos dados foram realizadas no programa SAS versão 9.3 (2010) a 5% de probabilidade. Para o efeito da substituição do resíduo da colheita da soja nas características de composição da silagem foi considerando o delineamento inteiramente casualizado com seis repetições e a comparação dos tratamentos realizada por contraste ortogonal. Para avaliar o comportamento de exposição aeróbia utilizou-se parcela subdividida, considerando o efeito da substituição do resíduo na parcela e o dia de amostragem na sub-parcela. As comparações das médias foram realizadas utilizando o teste de Tukey. Para comparar os valores da taxa de estabilidade em função do tipo de termômetro (mercúrio ou infra vermelho) foi utilizada equação de regressão entre as duas estimativas, Y(Tdigital) = ß0+ ß1X (Tmercúrio), empregando o teste “t”, para verificar se a inclinação da reta obtida pela regressão difere da reta ideal de igualdade entre as técnicas (Y=X). Também, foi realizada análise de variância na avaliação do nível de substituição do resíduo separadamente para cada termômetro.

Foi realizado no Laboratório de Ciências Agrárias da Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos, um bioensaio de fermentação in vitro para avaliar a inclusão de doses crescentes de ureia de liberação controlada (ULC) em lâminas foliares de Brachiaria brizantha cv. Marandu em duas idades de rebrotação. Amostras colhidas em duas idades de rebrotação (28 e 65 dias, S28 e S65, respectivamente) foram incubadas em frascos com doses crescentes de ureia de liberação controlada (ULC - D0, D5, D10 e D20), em três inóculos distintos. O delineamento experimental foi em blocos casualizados fatorial 2 x 4. Foram realizadas análise de regressão e comparação entre médias pelo teste Tukey 5%. Durante 96 horas de fermentação foram colhidas s informações de leitura da produção de gases (tempos 4, 8, 12, 18, 24, 30, 36, 48, 60, 72, 84 e 96 h), concentração de N-NH3 (tempos 6, 12, 24, 48 e 96 h), e AGCC no fluido ruminal (tempos 24 e 48 h), pH (tempo 0 e 96h) e desaparecimento da FDN e MO (tempos 24, 48 e 96 h). Foram calculadas e analisadas as variáveis matemáticas geradas a partir do modelo exponencial indicando tempo de colonização (L), assíntota da curva de produção de gases (A), taxa de fermentação (&micro;), relação entre os tempos 48 e 96 h (R1), relação entre o tempo 96 h e Assíntota A (R2), t &frac12; da curva de produção de gases, Fatos de Partição MOD e AGCCtot com a produção acumulada de gases. Não foi observado efeito de doses sobre a produção total ou fracionada de AGCC em 24 e 48 horas de fermentação. Houve efeito de substrato para a síntese de AGVCR - valerato, isovalerato e outros, sendo maiores para o substrato S28, em 24 e 48 horas, indicando maior fermentação proteica. Em 24 horas, frascos contendo substrato S28 mantiveram níveis mais baixos de N-NH3 no fluido ruminal que aqueles contendo substrato S65 para doses 0, 5 e 10. Em 48 horas, as concentrações de N-NH3 indicam que a fermentação do substrato S65 foi mais eficiente na utilização de N-NH3, com concentrações significativamente inferiores de N-NH3 no fluido. O pH encontrado ao final da incubação indica adequação do processo fermentativo favorecendo microrganismos celulolíticos no fluido ruminal. Em relação à cinética fermentativa, S28 apresentou menor tempo de colonização, menor potencial de produção de gases e maiores taxas de fermentação (&micro;) em todos os tempos estudados. DIVMO e DIVFDN apresentaram efeito cúbico de doses para o substrato S28 durante as 24 horas de incubação. Embora o substrato S65 tenha apresentado taxa fermentativa mais lenta e apresentado menor degradação de MO e FDN nos períodos de 24, 48 e 96 horas, foi mais eficiente quando avaliado quanto ao Fator de Partição. Em conclusão, o fornecimento de Ureia de Liberação Controlada em lâminas foliares de capim-marandu foi mais eficiente na redução de N-NH3 em substratos com 65 dias de idade de rebrotação entre 24 e 48 horas de fermentação, que pode indicar maior conversão em proteína microbiana. / Was conducted at the Laboratory of Agricultural Sciences, Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos, a in vitro fermentation bioassay to assess the inclusion of increasing doses of urea slow-release ( USR ) in leaf blades of Brachiaria brizantha cv. Marandu in two regrowth ages. Samples collected in two regrowth ages (28 and 65 days, S28 and S65, respectively) were incubated with increasing doses of slow-release urea ( USR - D0, D5, D10 and D20 ), in three different inocula. The experimental design was a randomized block factorial 2 x 4. Regression analysis and comparison of means by Tukey test 5 % were performed. During 96 hours of fermentation were reading information by gas production (4, 8 ,12, 18, 24 ,30, 36, 48, 60, 72, 84 and 96 h), concentration of NH3-N ( 6, 12, 24, 48 and 96 h ), and SCFA in ruminal fluid (24 and 48h ), pH (time 0 and 96 h ) and disappearance of NDF and OM (24, 48 and 96 h ). Were calculated and analyzed the mathematical variables generated from the exponential model indicating colonization time ( L ), asymptote of gas production ( A), fermentation rate (&micro;), relationship between times 48 and 96 h ( R1 ), relationship between time 96 and asymptote A (R2), t&frac12; of the gas production curve, Factors of Partition from MOD, FDNcD and AGCCtot with the total gas production. No dose effect was observed on total production of SCFA and fractionated at 24 and 48 hours of fermentation. An effect of substrate for the synthesis of AGVCR - valerate, isovalerate and others being higher for substrate S28, 24 and 48 hours, indicating higher protein fermentation. In 24 hours, flasks containing substrate S28 maintained lower levels of NH3-N in rúmen fluid than those containing substrate S65 for doses 0, 5 and 10. Within 48 hours, the concentrations of NH3-N indicate that fermentation substrate S65 was in more efficient use of NH3-N, with significantly lower concentrations of NH3-N in the fluid. The pH found at the end of the incubation indicates suitability of the fermentation process favoring cellulolytic microorganisms. Regarding the fermentation kinetics, S28 showed lower colonization time, less potential for gas production and higher fermentation rates ( &micro; ) at all time points. DIVMO DIVFDN and had a cubic effect doses for the substrate S28 at 24 hours of incubation. Although the substrate S65 has shown slower fermentation rate, and showed less degradation of OM and NDF in periods of 24, 48 and 96 hours, was more efficient when assessed for Factor Partition. On 24 and 48 hours of incubation was more efficient in the degradation of OM and NDF. At 96 hours remained greater efficiency for degradation of NDF, however, no significant differences for the degradation of MO. In conclusion, the supply of urea slow-release in leaf blades of Marandu-grass was more effective in reducing NH3-N substrates 65 days old regrowth between 24 and 48 hours of fermentation, which may indicate higher conversion protein microbial.

En France, les matériaux à base de ciment sont utilisés comme matrice de conditionnement des déchets nucléaires de faible et moyenne activité. La radiolyse de l'eau est due aux déchets nucléaires stockés dans les matériaux. La formation de ses produits radiolytiques tels que le gaz H₂ doit être évaluée pour des raisons de sécurité. Les silicates de calcium hydratés (C-S-H) représentent le principal produit (50%) d'hydratation du ciment Portland (CP). L’objectif de cette étude est de comprendre les mécanismes radiolytiques de la production d'hydrogène dans les C-S-H, d'étudier l'effet d'impuretés (telles que des ions alcalins, hydroxydes ou nitrates supplémentaires) sur la production de gaz H₂ dans les C-S-H et d'examiner l'existence d'interactions entre les phases principales (C-S-H et portlandite) du ciment Portland. Après avoir caractérisé les échantillons par diverses techniques, ils ont été soumis à différents types d'irradiation (faisceaux gamma et électrons et ions lourds (HI) pour déterminer leur rendement radiolytique en H₂, G(H₂). Dans les C-S-H, il a été démontré que, sous irradiation gamma, la production d’H₂ est indépendante de la teneur en eau et que les C-S-H produisaient autant d’H₂ que la même masse d’eau. Ainsi, le mécanisme de production d’hydrogène est très efficace dans les C-S-H. La comparaison entre les résultats obtenus sous rayons gamma et ceux obtenus sous HI implique qu’il n'y a pas ou peu d'effet de transfert d’énergie linéique (TEL) dans les C-S-H. Ainsi, les réactions de recombinaison semblent limitées. L’introduction d’ions nitrates dans la structure des C-S-H induit une diminution importante du G(H₂). L’irradiation des hydrates de C2S et C3S constitués majoritairement de C-S-H et de portlandite indique qu’il n’y a pas de phénomènes de transfert d’énergie entre ces phases. Enfin, les expériences de spectroscopie par résonance paramagnétique électronique (RPE) ont permis de proposer des mécanismes radiolytiques dans les C-S-H. L’ensemble de ces résultats nous permettent de mieux comprendre les effets d’irradiation dans les ciments. / In France, cementitious materials are used as conditioning matrix of low level and intermediate level nuclear wastes. Water radiolysis occurs due to the nuclear wastes stored in the materials. The formation of its radiolytic products such as H₂ gas must be evaluated for safety reasons. Calcium silicate hydrate (C-S-H) is the main product (50%) of hydration of Portland Cement (PC). The aim of this study is to understand the radiolytic mechanisms of the hydrogen production in C-S-H, to investigate the effect of impurities (such as alkali ions, additional hydroxides or nitrates ions) on H₂ gas production in C-S-H and to examine if interactions exist between different main phases (C-S-H and portlandite) in cement matrix. After using various characterization techniques, samples were submitted to different types of irradiation (gamma rays and electrons and heavy ions (HI) beams) to determine their H₂ radiolytic yield, G(H₂). In C-S-H system, it has been shown, under gamma irradiation, that G(H₂) does not depend on water content, moreover, C-S-H system itself produce efficiently H₂ gas. The comparison between the results obtained under gamma rays and that obtained under HI implies: there is no/ low LET effect in C-S-H. While with nitrate ions in C-S-H, a large decrease of G(H₂) is observed. Irradiation of C2S and C3S hydrates mainly composed of C-S-H and portlandite shows that here is no energy transfer phenomena between these two phases. Finally, the electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy experiments have enabled proposing radiolytic mechanisms. All these results help us to understand the radiation effects in cements.

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