A vegetação nativa do sertão nordestino é rica em espécies forrageiras nos estratos herbáceo, arbustivo e arbóreo. Estudos têm revelado que acima de 70% das espécies botânicas da caatinga participam significativamente da composição da dieta dos ruminantes domésticos. Estrategicamente, as espécies lenhosas são fundamentais no contexto de produção e disponibilidade de forragem no semiárido Nordestino. Objetivou-se com este trabalho: (1) Quantificar a composição química bromatológica e os compostos fenólicos de leguminosas nativas; (2) Avaliar as características de degradação ruminal e o efeito biológico de plantas taniníferas baseado na técnica de produção de gás in vitro (bioensaio); (3) Estudar os efeitos de dietas constituídas de forrageiras nativas na síntese de nitrogênio microbiano in vitro com marcador 15N e nos parâmetros de fermentação pela técnica de produção gases. Os resultados quanto à composição química e quantificação dos compostos fenólicos das leguminosas taniníferas catingueira (Caesalpinea bracteosa), aroeira (Astronian urundeuva), leucena (Leucaena leucocephala), jureminha (Desmanthus virgatus) e do capim buffel (Cenchrus ciliaris L.) são apresentados. Estas plantas também foram avaliadas por incubação in vitro, juntamente com feno de alfafa (Medicago sativa) como controle, para avaliar o incremento de gás devido à adição de polietilenoglicol (PEG). As leguminosas apresentaram na produção de gases menor atividade biológica dos taninos com adição do PEG, sendo positivos os coeficientes de correlações entre o incremento na produção de gases na presença do PEG e os parâmetros de produção de metano, demonstrando o potencial destas plantas taniníferas para reduzir a produção de metano ruminal, com destaque para leucena e aroeira, com elevado teor proteic e menores teores de fibras. No capitulo 4 são apresentados os resultados do ensaio in vitro para avaliar os efeitos de dietas constituídas de forrageiras nativas da região de Caatinga do NE Brasileiro na síntese de nitrogênio microbiano, utilizando o marcador 15N; e os parâmetros de fermentação pela técnica in vitro de produção gases. As dietas foram constituídas com as espécies catingueira (Caesalpinea bracteosa), aroeira (Astronian urundeuva), leucena (Leucaena leucocephala), jureminha (Desmanthus virgatus) e capim buffel (Cenchrus ciliaris L.), oriundas de três coletas (Agosto de 2008, Março de 2009 e Agosto de 2009). Dois níveis (50% e 30%) de plantas foram usadas em cada dieta simulando sistema CBL (Caatinga, Capim buffel + Leucena). Em geral, as dietas experimentais apresentaram em sua composição química, elevado teor de proteína bruta baixa concentração de compostos fenólicos. Quando estas dietas foram avaliadas através da técnica de produção de gás in vitro, as dietas mostraram redução na emissão de metano, e os parâmetros fermentativos sugeriram que houve mudanças nas rotas de fermentação das dietas. O uso de leguminosas nativas da caatinga pode ser uma alternativa na região semi-árida, principalmente, oferecendo características favoráveis como: valor nutricional, potencial produtivo e rusticidade. No entanto, a viabilidade, no ponto de vista nutricional pode limitar o uso de algumas espécies, devido à alta concentração de compostos fenólicos, principalmente os taninos condensados. / The native vegetation of Northeastern region of Brazil is rich in forage species in the herbaceous, shrubby and arboreal strata. Studies have revealed that over 70% of botanical species from the caatinga participate significantly in the composition of the diet of domestic ruminants. Strategically, the woody species are fundamental in the context of production and availability of forage in such semi-arid area. The objectives of this work were: (1) to quantify the chemical composition and the phenolic compounds of native legumes form the semi-arid region of Pernambuco; (2) to assess the rumen degradation characteristics and biological effect of such tanninferous plants based on in vitro gas production technique (bioassay); (3) to study the effects of diets consist of the native forage on microbial nitrogen synthesis in vitro using 15N as marker and the parameters of fermentation by gas production technique. Chapter 4 presented the results of the in vitro test to assess the effects of diets consist of native forage of Caatinga region of Brazilian NE upon the synthesis of microbial nitrogen using the 15N as tracer, and fermentation parameters. Diets were formed by the species catingueira (Caesalpinea bracteosa), aroeira (Astronian urundeuva), leucena (Leucaena leucocephala), jureminha (Desmanthus virgatus) e capim buffel (Cenchrus ciliaris L.), from three collections (August 2008, March 2009- August 2009). Two levels (50 and 30%) of the plants were used in each diet simulating CBL system (Caatinga + Buffel Grass + Leucena). In general, the experimental diets presented in their chemical composition high crude protein content and low concentration of phenolic compounds. When these diets were evaluated by the in vitro gas production technique, diets showed reduction of methane emission, and the fermentative parameters suggested that there have been changes of fermentation routes of diets. The use of legumes native to caatinga may be an alternative in the semi-arid region, primarily by offering favorable characteristics as: nutritional value, productive potential and homeliness. However, the viability, in nutritional point of view the use of some species can be limiting, because of high concentration of phenolic compounds in particular the condensed tannins.

As espécies nativas do semi-árido nordestino constituem uma importante fonte de proteína para o rebanho da região, especialmente durante a estação seca. Contudo, a composição química dessas plantas, especialmente teores de fibra, proteína bruta e compostos secundários, apresenta variações ao longo do ano, em função do ciclo fenológico. O conteúdo de taninos nas plantas pode variar de acordo com as condições climáticas e geográficas. Objetivou-se com o presente estudo: (i) avaliar a composição química de plantas de três Estados do nordeste brasileiro; (ii) verificar o efeito dos taninos na produção de gases; (iii) testar métodos de detanificação, para melhorar o valor nutritivo dessas plantas. O estudo foi dividido em três capítulos. No primeiro, foram avaliadas espécies nativas do semi-árido de Pernambuco, Bahia e Ceará por meio de análises químicas e técnica de produção de gases: angico - Anadenanthera macrocarpa, aroeira - Astronian urundeuva, catingueira - Caesalpinia bracteosa, jucazeiro - Caesalpinia ferre, jurema preta - Mimosa hostilis, leucena - Leucaena leucocephala, malva branca - Sida cordifolia, maniçoba - Manihot pseudoglaziovii, pau branco - Auxemma oncocalyx e sabiá - Mimosa caesalpinifolia. No segundo e terceiro capítulos, foram testados métodos de secagem e aplicação de soluções alcalinas (cinzas de madeira e hidróxido de cálcio) e de polietileno glicol para redução dos efeitos dos taninos. Os resultados obtidos pela avaliação da composição química nas três regiões demonstraram que as espécies estudadas representam uma importante reserva de forragem para os ruminantes e que o teor de compostos fenólicos deve ser monitorado, uma vez que algumas dessas espécies apresentam altos teores destes compostos. Os métodos de secagem testados não foram eficientes para minimizar a ação dos taninos e os tratamentos com soluções alcalinas e com PEG foram eficazes para reduzir a concentração dos taninos, quando medida pela análise química. O tratamento com PEG resultou uma resposta na diminuição da atividade dos taninos no bioensaio / The typical vegetation of the semi-arid region of northeast Brazil is considered an important source of protein for the animals, mainly during the dry season. However, the chemical composition of the plants, as fiber, protein and secondary compounds change during the year with the different stage of the plants. The tannin concentration varies according to climatic and geographic conditions. The aims of this study were: (i) to evaluate the chemical composition of plants of three regions in the northeast Brazil; (ii) to verify the effect of tannins on gas production; (iii) to use detanification methods to improve the nutritional value of those plants. The study contains three chapters. In the first chapter, the following species of plants from Pernambuco, Bahia and Ceara were evaluated by chemical analysis and gas production: angico - Anadenanthera macrocarpa, aroeira - Astronian urundeuva, catingueira - Caesalpinia bracteosa, jucazeiro - Caesalpinia ferre, jurema preta - Mimosa hostilis, leucena - Leucaena leucocephala, malva branca - Sida cordifolia, manicoba - Manihot pseudoglaziovii, pau branco - Auxemma oncocalyx and sabia - Mimosa caesalpinifolia. In the second and third chapters various detanification methods were tested, as drying processes and application of alkaline solutions (wood ash and calcium hydroxide) and polyethylene glycol application. The chemical analysis showed that all the plants studied could be used as animal feed, but the phenolics contents could be a detrimental factor and should be monitored. The drying methods were not efficient to minimize tannin effects as showed using the gas production. The treatment with wood ash, calcium hydroxide and polyethylene glycol resulted in a decrease of tannins concentration, but only polyethylene glycol treatment decreased tannins activity during the gas production.

As espécies nativas do semi-árido nordestino constituem uma importante fonte de proteína para o rebanho da região, especialmente durante a estação seca. Contudo, a composição química dessas plantas, especialmente teores de fibra, proteína bruta e compostos secundários, apresenta variações ao longo do ano, em função do ciclo fenológico. O conteúdo de taninos nas plantas pode variar de acordo com as condições climáticas e geográficas. Objetivou-se com o presente estudo: (i) avaliar a composição química de plantas de três Estados do nordeste brasileiro; (ii) verificar o efeito dos taninos na produção de gases; (iii) testar métodos de detanificação, para melhorar o valor nutritivo dessas plantas. O estudo foi dividido em três capítulos. No primeiro, foram avaliadas espécies nativas do semi-árido de Pernambuco, Bahia e Ceará por meio de análises químicas e técnica de produção de gases: angico - Anadenanthera macrocarpa, aroeira - Astronian urundeuva, catingueira - Caesalpinia bracteosa, jucazeiro - Caesalpinia ferre, jurema preta - Mimosa hostilis, leucena - Leucaena leucocephala, malva branca - Sida cordifolia, maniçoba - Manihot pseudoglaziovii, pau branco - Auxemma oncocalyx e sabiá - Mimosa caesalpinifolia. No segundo e terceiro capítulos, foram testados métodos de secagem e aplicação de soluções alcalinas (cinzas de madeira e hidróxido de cálcio) e de polietileno glicol para redução dos efeitos dos taninos. Os resultados obtidos pela avaliação da composição química nas três regiões demonstraram que as espécies estudadas representam uma importante reserva de forragem para os ruminantes e que o teor de compostos fenólicos deve ser monitorado, uma vez que algumas dessas espécies apresentam altos teores destes compostos. Os métodos de secagem testados não foram eficientes para minimizar a ação dos taninos e os tratamentos com soluções alcalinas e com PEG foram eficazes para reduzir a concentração dos taninos, quando medida pela análise química. O tratamento com PEG resultou uma resposta na diminuição da atividade dos taninos no bioensaio / The typical vegetation of the semi-arid region of northeast Brazil is considered an important source of protein for the animals, mainly during the dry season. However, the chemical composition of the plants, as fiber, protein and secondary compounds change during the year with the different stage of the plants. The tannin concentration varies according to climatic and geographic conditions. The aims of this study were: (i) to evaluate the chemical composition of plants of three regions in the northeast Brazil; (ii) to verify the effect of tannins on gas production; (iii) to use detanification methods to improve the nutritional value of those plants. The study contains three chapters. In the first chapter, the following species of plants from Pernambuco, Bahia and Ceara were evaluated by chemical analysis and gas production: angico - Anadenanthera macrocarpa, aroeira - Astronian urundeuva, catingueira - Caesalpinia bracteosa, jucazeiro - Caesalpinia ferre, jurema preta - Mimosa hostilis, leucena - Leucaena leucocephala, malva branca - Sida cordifolia, manicoba - Manihot pseudoglaziovii, pau branco - Auxemma oncocalyx and sabia - Mimosa caesalpinifolia. In the second and third chapters various detanification methods were tested, as drying processes and application of alkaline solutions (wood ash and calcium hydroxide) and polyethylene glycol application. The chemical analysis showed that all the plants studied could be used as animal feed, but the phenolics contents could be a detrimental factor and should be monitored. The drying methods were not efficient to minimize tannin effects as showed using the gas production. The treatment with wood ash, calcium hydroxide and polyethylene glycol resulted in a decrease of tannins concentration, but only polyethylene glycol treatment decreased tannins activity during the gas production.

A vegetação nativa do sertão nordestino é rica em espécies forrageiras nos estratos herbáceo, arbustivo e arbóreo. Estudos têm revelado que acima de 70% das espécies botânicas da caatinga participam significativamente da composição da dieta dos ruminantes domésticos. Estrategicamente, as espécies lenhosas são fundamentais no contexto de produção e disponibilidade de forragem no semiárido Nordestino. Objetivou-se com este trabalho: (1) Quantificar a composição química bromatológica e os compostos fenólicos de leguminosas nativas; (2) Avaliar as características de degradação ruminal e o efeito biológico de plantas taniníferas baseado na técnica de produção de gás in vitro (bioensaio); (3) Estudar os efeitos de dietas constituídas de forrageiras nativas na síntese de nitrogênio microbiano in vitro com marcador 15N e nos parâmetros de fermentação pela técnica de produção gases. Os resultados quanto à composição química e quantificação dos compostos fenólicos das leguminosas taniníferas catingueira (Caesalpinea bracteosa), aroeira (Astronian urundeuva), leucena (Leucaena leucocephala), jureminha (Desmanthus virgatus) e do capim buffel (Cenchrus ciliaris L.) são apresentados. Estas plantas também foram avaliadas por incubação in vitro, juntamente com feno de alfafa (Medicago sativa) como controle, para avaliar o incremento de gás devido à adição de polietilenoglicol (PEG). As leguminosas apresentaram na produção de gases menor atividade biológica dos taninos com adição do PEG, sendo positivos os coeficientes de correlações entre o incremento na produção de gases na presença do PEG e os parâmetros de produção de metano, demonstrando o potencial destas plantas taniníferas para reduzir a produção de metano ruminal, com destaque para leucena e aroeira, com elevado teor proteic e menores teores de fibras. No capitulo 4 são apresentados os resultados do ensaio in vitro para avaliar os efeitos de dietas constituídas de forrageiras nativas da região de Caatinga do NE Brasileiro na síntese de nitrogênio microbiano, utilizando o marcador 15N; e os parâmetros de fermentação pela técnica in vitro de produção gases. As dietas foram constituídas com as espécies catingueira (Caesalpinea bracteosa), aroeira (Astronian urundeuva), leucena (Leucaena leucocephala), jureminha (Desmanthus virgatus) e capim buffel (Cenchrus ciliaris L.), oriundas de três coletas (Agosto de 2008, Março de 2009 e Agosto de 2009). Dois níveis (50% e 30%) de plantas foram usadas em cada dieta simulando sistema CBL (Caatinga, Capim buffel + Leucena). Em geral, as dietas experimentais apresentaram em sua composição química, elevado teor de proteína bruta baixa concentração de compostos fenólicos. Quando estas dietas foram avaliadas através da técnica de produção de gás in vitro, as dietas mostraram redução na emissão de metano, e os parâmetros fermentativos sugeriram que houve mudanças nas rotas de fermentação das dietas. O uso de leguminosas nativas da caatinga pode ser uma alternativa na região semi-árida, principalmente, oferecendo características favoráveis como: valor nutricional, potencial produtivo e rusticidade. No entanto, a viabilidade, no ponto de vista nutricional pode limitar o uso de algumas espécies, devido à alta concentração de compostos fenólicos, principalmente os taninos condensados. / The native vegetation of Northeastern region of Brazil is rich in forage species in the herbaceous, shrubby and arboreal strata. Studies have revealed that over 70% of botanical species from the caatinga participate significantly in the composition of the diet of domestic ruminants. Strategically, the woody species are fundamental in the context of production and availability of forage in such semi-arid area. The objectives of this work were: (1) to quantify the chemical composition and the phenolic compounds of native legumes form the semi-arid region of Pernambuco; (2) to assess the rumen degradation characteristics and biological effect of such tanninferous plants based on in vitro gas production technique (bioassay); (3) to study the effects of diets consist of the native forage on microbial nitrogen synthesis in vitro using 15N as marker and the parameters of fermentation by gas production technique. Chapter 4 presented the results of the in vitro test to assess the effects of diets consist of native forage of Caatinga region of Brazilian NE upon the synthesis of microbial nitrogen using the 15N as tracer, and fermentation parameters. Diets were formed by the species catingueira (Caesalpinea bracteosa), aroeira (Astronian urundeuva), leucena (Leucaena leucocephala), jureminha (Desmanthus virgatus) e capim buffel (Cenchrus ciliaris L.), from three collections (August 2008, March 2009- August 2009). Two levels (50 and 30%) of the plants were used in each diet simulating CBL system (Caatinga + Buffel Grass + Leucena). In general, the experimental diets presented in their chemical composition high crude protein content and low concentration of phenolic compounds. When these diets were evaluated by the in vitro gas production technique, diets showed reduction of methane emission, and the fermentative parameters suggested that there have been changes of fermentation routes of diets. The use of legumes native to caatinga may be an alternative in the semi-arid region, primarily by offering favorable characteristics as: nutritional value, productive potential and homeliness. However, the viability, in nutritional point of view the use of some species can be limiting, because of high concentration of phenolic compounds in particular the condensed tannins.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / It were evaluated the gas production from tropical legumes with forage potential, including sun hemp (Crotalaria juncea), indian rattlebox (Crotalaria spectabilis), pigeon pea (Cajanus cajan), perennial horse gram (Macrotyloma axillare), cowage (Mucuna aterrina) wild groundnut (Calopogonium mucunoides) stylosanthes Campo Grande (Stylosantis sp .) and jack-bean (Canavalia ensiformis),with different ages (47, 68, 89 and 110 days) and incubated in vitro (approximately 1 g dried matter sample / bottle) for up to 96 hours. The degree of bacterial adherence on these samples was measured by phosphorus content in the residue after 24 hours in vitro incubation. Assays were also conducted to evaluated the effect of adding polyethyleneglycol (PEG) and tanniferous extract of acacia on in vitro fermentation of legumes and pure substrates (starch, cellulose (Avicel) and calcium caseinate). The volume of gas (between 110ml and 89mL), the rate of fermentation (between 2,92% / h and 3,96% / h) and lag time (between 0.3 hours and 5.09 hours) as well as the degree of bacterial adherence (from 0,14 mg P / g residual DM and 1,07 mg P / g residual DM) varied between legumes and plant age. The degradation rate (R=-0.72, P <0.0001) and degree of bacterial adherence (R = -0,70 and P <0.0001) were negatively affected by the lignin content of tropical legumes. Moreover, the tannin content of legumes, or any tanniferous extract in samples of pure substrates showed no clear effect on in vitro fermentation. The addition of PEG, in turn, affected significantly all parameters of kinetics of gas production, which indicates that the use of this substance as a tannin inhibitor on in vitro assays need to be evaluated. / Foi avaliado a produção de gás de leguminosas tropicais com potencial forrageiro, incluindo crotalárias (Crotalaria juncea e Crotalária spectábilis), feijão guandu (Cajanus cajan), java (Macrotyloma axillare), mucuna preta (Mucuna aterrina), calopogônio (Calopogonium mucunoides.), estilosantes Campo Grande (Stylosantis sp..) e feijão de porco (Canavalia ensiformis) cortadas de plantas com diferentes idades de crescimento (47, 68, 89 e 110 dias) e incubadas in vitro (aproximadamente 1 g de amostra parcialmente seca/frasco) durante até 96 horas. O grau de aderência bacteriana sobre estas amostras foi avaliado pelo teor de fósforo no resíduo após 24 horas de incubação in vitro. Ensaios também foram conduzidos para avaliar o efeito da adição de polietilenoglicol (PEG) e de extrato tanífero de acácia sobre a fermentação in vitro das leguminosas e de substratos puros (amido, celulose (Avicel) e caseinato de cálcio). O volume de gás (entre 89mL e 110mL), a taxa de fermentação (entre 2,92%/h e 3,96%/h) e o lag time (entre 0,3hs e 5,09hs), assim como o grau de aderência bacterina (entre 0,14mg de P/g de MS residual e 1,07mg de P/g de MS residual), variaram entre as leguminosas e com a idade da planta. A taxa de degradação(R=-0,72 e P<0,0001) e o grau de aderência bacteriana (R=-0,70 e P<0,0001) foram negativamente afetados pelo teor de lignina das leguminosas tropicais. Por outro lado, o teor de taninos das leguminosas, ou a adição de extrato tanífero em amostras de substratos puros não apresentaram efeito claro sobre a fermentação in vitro. A adição de PEG, por sua vez, afetou significativamente todos os parâmetros da cinética de produção de gás, o que indica que o uso desta substância como agente inibidor dos taninos em ensaios in vitro necessita ser melhor avaliado.