This study aimed to investigate the effects of commercially available natural (sugar cane molasses, white sugar and brown sugar) and artificial (Canderel™, Equal™, Natreen™, Sweetex™, Splenda™ and Swheet™) sweeteners on various physiological systems. The artificial sweeteners tested in this study may be categorised into their respective groups based on their primary ingredient. The brands Canderel™ and Equal™ contain aspartame, Natreen™ and Sweetex™ consist of saccharin and Splenda™ and Swheet™ are composed of sucralose. The inclusion of artificial or natural sweeteners in the human diet has been continually debated and their implication in the development of certain diseases has raised concern regarding their safe use. Therefore, it is necessary that these food products be subjected to a battery of tests to determine adverse effects on human health.

This study aimed to investigate the effects of commercially available natural (sugar cane molasses, white sugar and brown sugar) and artificial (Canderel™, Equal™, Natreen™, Sweetex™, Splenda™ and Swheet™) sweeteners on various physiological systems. The artificial sweeteners tested in this study may be categorised into their respective groups based on their primary ingredient. The brands Canderel™ and Equal™ contain aspartame, Natreen™ and Sweetex™ consist of saccharin and Splenda™ and Swheet™ are composed of sucralose. The inclusion of artificial or natural sweeteners in the human diet has been continually debated and their implication in the development of certain diseases has raised concern regarding their safe use. Therefore, it is necessary that these food products be subjected to a battery of tests to determine adverse effects on human health.

Philosophiae Doctor - PhD / This study aimed to investigate the effects of commercially available natural (sugar cane molasses, white sugar and brown sugar) and artificial (Canderel, Equal, Natreen, Sweetex, Splenda and Swheet) sweeteners on various physiological systems. The artificial sweeteners tested in this study may be categorised into their respective groups based on their primary ingredient. The brands Canderel and Equal contain aspartame, Natreen and Sweetex consist of saccharin and Splenda and Swheet are composed of sucralose. The inclusion of artificial or natural sweeteners in the human diet has been continually debated and their implication in the development of certain diseases has raised concern regarding their safe use. Therefore, it is necessary that these food products be subjected to a battery of tests to determine adverse effects on human health. / South Africa

Foram conduzidos dois experimentos com objetivo de avaliar o efeito da substituição do milho moído por diferentes co-produtos da indústria sobre o desempenho e metabolismo de bezerros em aleitamento. No primeiro experimento, 24 bezerros da raça Holandês foram distribuídos em três tratamentos, de acordo com o nível de inclusão de polpa cítrica desidratada (PC): (1) concentrado contendo 64% de milho e 0% de PC (0PC); (2) concentrado contendo 32% de milho e 32% de PC (50PC); e (3) concentrado contendo 0% de milho e 64% de PC (100PC). No segundo experimento, 36 bezerros da raça Holandês foram distribuídos em quatro tratamentos, de acordo com o nível de inclusão de melaço de cana líquido (ME) e xarope de glicose (XG): (1) concentrado contendo 65% de milho, 0% de ME e 0% XG (0ME); (2) concentrado contendo 60% de milho e 5% ME (5ME); (3) concentrado contendo 55% de milho e 10% de ME (10ME); e (4) concentrado contendo 60% de milho e 5% de XG (5XG). Os animais de ambos os experimentos receberam diariamente 4 L de sucedâneo lácteo, além de concentrado e água ad libitum. O consumo do concentrado e o escore fecal foram controlados diariamente. Semanalmente os animais foram pesados e tiveram as medidas corporais aferidas. Amostras de sangue foram colhidas semanalmente para determinação de glicose, lactato e ?-hidroxibutirato. Amostras de fluído ruminal foram colhidas nas semanas 4, 6 e 8 para determinação de pH, N-amoniacal e ácidos graxos de cadeia curta (AGCC). Na oitava semana de vida os animais foram abatidos para avaliação do desenvolvimento do trato digestório superior (peso e volume dos compartimentos e tamanho, área e número das papilas ruminais). No primeiro experimento não houve diferença entre tratamentos (P>0,05) para as variáveis de consumo, desempenho, parâmetros sanguíneos e ruminais, exceto para a concentração de butirato, onde os tratamentos 50PC e 100PC apresentaram maior (P<0,05) concentração que 0PC. Este resultado está relacionado ao maior (P<0,05) peso do trato digestório superior total, maior proporção do retículo-rúmen e área das papilas ruminais dos tratamentos com inclusão de PC, uma vez que o butirato é o principal AGCC estimulador do desenvolvimento ruminal. Dessa forma, a substituição parcial ou total do milho por PC no concentrado inicial não altera o desempenho de bezerros leiteiros, podendo ainda apresentar efeitos positivos no metabolismo ruminal e desenvolvimento do trato digestório superior. No segundo experimento não houve efeito de tratamento (P>0,05) para as variáveis de consumo, desempenho e escore fecal. Porém, observou-se aumento (P<0,05) na concentração total de AGCC, acetato e propionato do tratamento 5ME quando comparado à 0ME, sendo que os demais não diferiram de 5ME e 0ME. Essa alteração no metabolismo ruminal não foi acompanhada (P>0,05) por mudanças nos parâmetros sanguíneos ou de desenvolvimento do trato digestório superior. Pode-se concluir que a substituição do milho por 5 e 10% de ME ou 5% de XG no concentrado não prejudica o desenvolvimento corporal de bezerros leiteiros, sendo uma alternativa ao uso do milho na composição de dietas sólidas para esta classe animal. / Two studies were conducted to evaluate the effect of replacing corn grain by co-products, on the performance and changes in the metabolism of dairy calves. In the first study, 24 Holstein calves were divided into three groups, according to level of inclusion of citrus pulp (CP): (1) starter containing 64% corn and 0% CP (0CP), (2) starter containing 32% corn and 32% CP (50CP), and (3) starter containing 0% corn and 64% CP (100CP). In the second study, 36 Holstein calves were allocated four treatments according to level of inclusion of liquid sugar cane molasses (MO) or glucose syrup (GS): (1) starter containing 65% corn, 0% MO and 0% GS (0MO), (2) starter containing 60% corn and 5% MO (5MO), (3) starter containing 55% corn and 10% MO (10MO), and (4) starter containing 60% corn and 5% GS (5GS). The animals of both experiments received 4 L milk replacer daily. Starter and water were provided ad libitum. Starter intake and fecal score were monitored daily. Weekly, the animals were weighed and had their body measurements monitored until eight weeks. Blood samples were taken weekly for glucose, lactate and ?-hydroxybutyrate analysis. Ruminal fluid samples were collected at weeks 4, 6 and 8 of age to pH, ammonia-N and short chain fatty acids (SCFA) determination. In the eighth week of life animals were slaughtered to evaluate the development of the upper digestive tract (weight and volume of the compartments, as well as size, area and number of ruminal papillae). In the first experiment there were no differences among treatments (P>0.05) for starter intake, performance, ruminal and blood parameters, except for the concentration of butyrate, where treatments 50CP and 100CP had higher concentration (P<0.05) than 0CP. This result is related to the higher (P<0.05) weight of total upper digestive tract, proportion of the reticulum-rumen and rumen papillae area of treatments including CP, since butyrate is the main SCFA stimulating rumen development. Thus, the partial or total replacement of corn by citrus pulp in the starter does not change the performance of calves, and may present positive effects on ruminal metabolism and development of the upper digestive tract. In the second study there was no effect of the starter composition (P>0.05) for starter intake, performance or fecal scores. However, there was an increase (P<0.05) in the total SCFA, acetate and propionate concentration for treatment 5MO compared to 0MO, whereas the other treatments did not differ from 5MO and 0MO. This change in ruminal metabolism was not accompanied (P>0.05) by changes in blood parameters and development of the upper digestive tract. It may be concluded that the substitution of corn for 5 and 10% MO or 5% GS in the starter has no detrimental effect on body development of dairy calves, being an alternative to the use of corn in solid feed composition for these animals.

Foram estudados os processos descohtínuo e descontínuo alimentado de fermentação alcoólica, utilizando-se mosto de melaço de cana de açúcar e Saccharomyces cerevisiae na forma de fermento prensado. Foram analisados a influência da vazão de alimentação exponencialmente decrescente, do tempo de enchimento e do nível de inóculo no comportamento do sistema, considerando os seguintes parâmetros: - produtividades em etanol e em células - rendimento em etanol - fator de conversão de substrato em células. Para o processo descontínuo alimentado, o valor máximo atingido para a produtividade em etanol foi de 16,9 g/L.h. Os resultados obtidos de rendimentos e produtividades em etanol foram semelhantes para os processos descontínuo e descontínuo alimentado (com tempo de enchimento de 3 h e constante de tempo de 1,6 h-1). / The batch and fed-batch fermentations of sugar -cane blackstrap molasses by the action of Saccharomyces cerevisiae(pressed yeast) were studied. The influence of exponentially decreasing feeding rates, fermentar filling-up time and levei of inocullum on the behavior was analysed considering the following parameters: - ethanol and cell productivities - ethanol yield - yield yeast. At fed-batch fermentation, the maximum ethanol productivity obtained was 16.9 g/L.h. The results of ethanol productivities and yield achieved for batch and fedbatch (with fermentar filling-up time of 3 h and time constant of 1.6 h-1</SUP).

Foram estudados os processos descohtínuo e descontínuo alimentado de fermentação alcoólica, utilizando-se mosto de melaço de cana de açúcar e Saccharomyces cerevisiae na forma de fermento prensado. Foram analisados a influência da vazão de alimentação exponencialmente decrescente, do tempo de enchimento e do nível de inóculo no comportamento do sistema, considerando os seguintes parâmetros: - produtividades em etanol e em células - rendimento em etanol - fator de conversão de substrato em células. Para o processo descontínuo alimentado, o valor máximo atingido para a produtividade em etanol foi de 16,9 g/L.h. Os resultados obtidos de rendimentos e produtividades em etanol foram semelhantes para os processos descontínuo e descontínuo alimentado (com tempo de enchimento de 3 h e constante de tempo de 1,6 h-1). / The batch and fed-batch fermentations of sugar -cane blackstrap molasses by the action of Saccharomyces cerevisiae(pressed yeast) were studied. The influence of exponentially decreasing feeding rates, fermentar filling-up time and levei of inocullum on the behavior was analysed considering the following parameters: - ethanol and cell productivities - ethanol yield - yield yeast. At fed-batch fermentation, the maximum ethanol productivity obtained was 16.9 g/L.h. The results of ethanol productivities and yield achieved for batch and fedbatch (with fermentar filling-up time of 3 h and time constant of 1.6 h-1</SUP).

Estudou-se o processo descontínuo alimentado de fermentação alcoólica, utilizando-se mosto de melaço de cana-de-açúcar e Saccharomyces cerevisiae na forma de fermento prensado. Foram analisados a influência da vazão de alimentação exponencialmente decrescente e do tempo de enchimento do fermentador no comportamento do sistema, considerando os seguintes parâmetros: 1. produtividade em etanol e em células, 2. rendimento em etanol e 3. razão de crescimento celular. / The fed-batch ethanol fermentation of sugar-cane blackstrap molasses by the action of Saccharomyces cerevisiae (pressed yeast) was studied. The influence of exponencialy decreasing feeding rates and of the fermentor filling up time on the system behavior was analysed considering the following parameters: 1. ethanol and cell productivities, 2. ethanol yield and 3. cell growth ratio.

Foram conduzidos dois experimentos com objetivo de avaliar o efeito da substituição do milho moído por diferentes co-produtos da indústria sobre o desempenho e metabolismo de bezerros em aleitamento. No primeiro experimento, 24 bezerros da raça Holandês foram distribuídos em três tratamentos, de acordo com o nível de inclusão de polpa cítrica desidratada (PC): (1) concentrado contendo 64% de milho e 0% de PC (0PC); (2) concentrado contendo 32% de milho e 32% de PC (50PC); e (3) concentrado contendo 0% de milho e 64% de PC (100PC). No segundo experimento, 36 bezerros da raça Holandês foram distribuídos em quatro tratamentos, de acordo com o nível de inclusão de melaço de cana líquido (ME) e xarope de glicose (XG): (1) concentrado contendo 65% de milho, 0% de ME e 0% XG (0ME); (2) concentrado contendo 60% de milho e 5% ME (5ME); (3) concentrado contendo 55% de milho e 10% de ME (10ME); e (4) concentrado contendo 60% de milho e 5% de XG (5XG). Os animais de ambos os experimentos receberam diariamente 4 L de sucedâneo lácteo, além de concentrado e água ad libitum. O consumo do concentrado e o escore fecal foram controlados diariamente. Semanalmente os animais foram pesados e tiveram as medidas corporais aferidas. Amostras de sangue foram colhidas semanalmente para determinação de glicose, lactato e ?-hidroxibutirato. Amostras de fluído ruminal foram colhidas nas semanas 4, 6 e 8 para determinação de pH, N-amoniacal e ácidos graxos de cadeia curta (AGCC). Na oitava semana de vida os animais foram abatidos para avaliação do desenvolvimento do trato digestório superior (peso e volume dos compartimentos e tamanho, área e número das papilas ruminais). No primeiro experimento não houve diferença entre tratamentos (P>0,05) para as variáveis de consumo, desempenho, parâmetros sanguíneos e ruminais, exceto para a concentração de butirato, onde os tratamentos 50PC e 100PC apresentaram maior (P<0,05) concentração que 0PC. Este resultado está relacionado ao maior (P<0,05) peso do trato digestório superior total, maior proporção do retículo-rúmen e área das papilas ruminais dos tratamentos com inclusão de PC, uma vez que o butirato é o principal AGCC estimulador do desenvolvimento ruminal. Dessa forma, a substituição parcial ou total do milho por PC no concentrado inicial não altera o desempenho de bezerros leiteiros, podendo ainda apresentar efeitos positivos no metabolismo ruminal e desenvolvimento do trato digestório superior. No segundo experimento não houve efeito de tratamento (P>0,05) para as variáveis de consumo, desempenho e escore fecal. Porém, observou-se aumento (P<0,05) na concentração total de AGCC, acetato e propionato do tratamento 5ME quando comparado à 0ME, sendo que os demais não diferiram de 5ME e 0ME. Essa alteração no metabolismo ruminal não foi acompanhada (P>0,05) por mudanças nos parâmetros sanguíneos ou de desenvolvimento do trato digestório superior. Pode-se concluir que a substituição do milho por 5 e 10% de ME ou 5% de XG no concentrado não prejudica o desenvolvimento corporal de bezerros leiteiros, sendo uma alternativa ao uso do milho na composição de dietas sólidas para esta classe animal. / Two studies were conducted to evaluate the effect of replacing corn grain by co-products, on the performance and changes in the metabolism of dairy calves. In the first study, 24 Holstein calves were divided into three groups, according to level of inclusion of citrus pulp (CP): (1) starter containing 64% corn and 0% CP (0CP), (2) starter containing 32% corn and 32% CP (50CP), and (3) starter containing 0% corn and 64% CP (100CP). In the second study, 36 Holstein calves were allocated four treatments according to level of inclusion of liquid sugar cane molasses (MO) or glucose syrup (GS): (1) starter containing 65% corn, 0% MO and 0% GS (0MO), (2) starter containing 60% corn and 5% MO (5MO), (3) starter containing 55% corn and 10% MO (10MO), and (4) starter containing 60% corn and 5% GS (5GS). The animals of both experiments received 4 L milk replacer daily. Starter and water were provided ad libitum. Starter intake and fecal score were monitored daily. Weekly, the animals were weighed and had their body measurements monitored until eight weeks. Blood samples were taken weekly for glucose, lactate and ?-hydroxybutyrate analysis. Ruminal fluid samples were collected at weeks 4, 6 and 8 of age to pH, ammonia-N and short chain fatty acids (SCFA) determination. In the eighth week of life animals were slaughtered to evaluate the development of the upper digestive tract (weight and volume of the compartments, as well as size, area and number of ruminal papillae). In the first experiment there were no differences among treatments (P>0.05) for starter intake, performance, ruminal and blood parameters, except for the concentration of butyrate, where treatments 50CP and 100CP had higher concentration (P<0.05) than 0CP. This result is related to the higher (P<0.05) weight of total upper digestive tract, proportion of the reticulum-rumen and rumen papillae area of treatments including CP, since butyrate is the main SCFA stimulating rumen development. Thus, the partial or total replacement of corn by citrus pulp in the starter does not change the performance of calves, and may present positive effects on ruminal metabolism and development of the upper digestive tract. In the second study there was no effect of the starter composition (P>0.05) for starter intake, performance or fecal scores. However, there was an increase (P<0.05) in the total SCFA, acetate and propionate concentration for treatment 5MO compared to 0MO, whereas the other treatments did not differ from 5MO and 0MO. This change in ruminal metabolism was not accompanied (P>0.05) by changes in blood parameters and development of the upper digestive tract. It may be concluded that the substitution of corn for 5 and 10% MO or 5% GS in the starter has no detrimental effect on body development of dairy calves, being an alternative to the use of corn in solid feed composition for these animals.

Estudou-se o processo descontínuo alimentado de fermentação alcoólica, utilizando-se mosto de melaço de cana-de-açúcar e Saccharomyces cerevisiae na forma de fermento prensado. Foram analisados a influência da vazão de alimentação exponencialmente decrescente e do tempo de enchimento do fermentador no comportamento do sistema, considerando os seguintes parâmetros: 1. produtividade em etanol e em células, 2. rendimento em etanol e 3. razão de crescimento celular. / The fed-batch ethanol fermentation of sugar-cane blackstrap molasses by the action of Saccharomyces cerevisiae (pressed yeast) was studied. The influence of exponencialy decreasing feeding rates and of the fermentor filling up time on the system behavior was analysed considering the following parameters: 1. ethanol and cell productivities, 2. ethanol yield and 3. cell growth ratio.