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Master of Science / Department of Animal Sciences and Industry / Joel M. DeRouchey / Jason C. Woodworth / Two experiments using a total of 720 nursery pigs were used to determine the effects of Elarom SES, in-feed antibiotics, zinc, or copper on nursery pig growth performance and fecal consistency. Two experiments using a total of 1,534 nursery pigs were used to determine the effects of formaldehyde inclusion, lysine level, and synthetic amino acid inclusion on nursery pig performance, amino acid utilization, and gut microbial community. One experiment using a total of 300 nursery pigs were used to determine the effects of chlortetracycline (CTC) or a probiotic inclusion on nursery pig growth performance and antimicrobial susceptibility. Experiment 1 determined the effect of Elarom SES, in-feed antibiotics, or zinc on nursery pig performance and fecal consistency. The addition of Elarom SES or ZnO alone reduced ADG, but G:F was poorest when all three additives were fed in combination. Addition of in-feed antibiotics increased ADG and G:F throughout the study. Experiment 2 determined the effects of Elarom SES or copper inclusion on nursery pig performance and fecal consistency. The addition of Elarom SES or increasing copper did not provide consistent benefits in performance. In both experiments, there were no individual or overall treatment effects or treatment × day interactions observed for fecal consistency. Experiment 3 compared the effects of formaldehyde source and lysine level on nursery pig growth performance. Regardless of source or lys level, the inclusion of formaldehyde in nursery pig diets marginally reduced ADG and resulted in poorer G:F. Experiment 4 compared the effects of formaldehyde and synthetic amino acid inclusion level on nursery pig growth performance, amino acid utilization, and gut microbial community. The inclusion of Sal CURB in diets reduced ADG and ending BW while inclusion decreased ADFI. ADFI response was dependent on synthetic amino acid level in the diet. Sal CURB inclusion in diets reduced total and available lysine, but reduced bacterial microflora in treatment feed. Experiment 5 determined the effects of CTC or a probiotic on nursery pig performance and antimicrobial susceptibility. The addition of CTC to diets improved ADG, ADFI, and ending BW. The addition of Poultry Star improved ADFI and d 14 BW, but benefits did not carry throughout the study.

Given the drawbacks associated with the use of antibiotics as feed additives and the imminent banning of its use in the European Union, the aim of this project was to develop an extract that could be used as an alternative feed additive in poultry production. The desired extract preferably had to be rich in antibacterial activity to control proliferation of undesired microorganisms, and antioxidant activity to boost the immune system of the poultry. A number of trial extraction procedures were employed on dried leaf material samples to identify the best extraction method. In preliminary extraction studies, direct extraction was performed on leaf samples from the Lowveld National Botanical Gardens (LNBG) and from University of Pretoria Botanical Garden (UP). The principle aim of preliminary studies was to identify the solvents that extracted high antibacterial and antioxidant activity while also extracting large quantities of material. The secondary objective was to test for differences in activities between samples collected from LNBG and UP. Five extractants of varying polarities; acetone, ethanol, ethylacetate, dichloromethane and hexane were used. Antibacterial activity of all extracts was quantified by a serial dilution microplate technique while bioautography was used in qualitative analysis of the antibacterial active compounds. ATCC strains of Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli and Enterococcus faecalis were used as test organisms. Qualitative antioxidant activity was determined by using a DPPH assay on TLC plates. Results from preliminary extraction studies showed larger quantities of material were present in extracts from the LNBG sample than in the UP sample. Two major antioxidant compounds (Rf values of 0.85 and 0.35 in EMW solvent system) were seen on DPPH sprayed TLC plates, while bioautography showed the presence of a number antibacterial active compounds in the acetone, ethanol and ethylacetate extracts with Rr values ranging between 0.85 and 0.56 on TLC plates developed in the EMW solvent system. MIC values of the extracts tallied with the results from bioautography. The acetone, ethanol and ethyl acetate extracts had the highest antibacterial activity while the hexane extracts had the lowest activity with average MIC value of 0.55 mg/ml for both the LNBG and UP samples. MIC values as low as 0.04 mg/ml were measured in the acetone and ethylacetate extracts of the LNBG sample against S. aureus and E. faecalis. Based on results from preliminary extraction studies, hexane was identified as a possible pretreatment solvent for application in enrichment procedures, acetone and ethanol were chosen as the main extractants and only the LNBG sample was used for future work. Enrichment procedures were employed along two pathways; the first pathway involved the use of hexane "wash" as a pretreatment procedure prior to extraction with acetone or ethanol. The second pathway involved the use of various mixtures of acetone in water and ethanol in water as extractants. The rationale of using these various ratios was an attempt to identify solvent mixtures that would selectively extract the bioactive components or otherwise selectively remove inactive material. A serial dilution microplate method was used to determine Minimum Inhibitory Concentrations (MICs) and the Trolox Equivalent Antioxidant Capacity (TEAC) assay was used to quantify antioxidant activity of all extracts. The optimal extract was the one developed by pretreatment with a single direct extraction with hexane prior to extraction with acetone. It had a TEAC value of 2.3, an increase in TEAC value of 283% compared to that of the crude acetone extract. The average MIC of the crude acetone extract against ATCC stains of S. aureus, Ps. aeruginosa, E. coli and E. faecalis had dropped from 0.15 mg/ml to 0.08 mg/ml in the optimal extract (an improvement in antibacterial activity of 87.5%). Since the optimal extract is intended for commercial application in poultry production, its antibacterial activity was tested against Campylobacter jejuni, Clostridium perfringens, Salmonella enteritidis, E. coli and multi drug resistant E. coli isolated from chickens. Its in vitro toxicity was ascertained using the brine shrimp assay and the MTT cytotoxicity assay on monkey kidney cells. The optimal extract was effective against Campylobacter jejuni and Clostridium perfringens with MIC values ranging from 40 µ/ml to 80 µ/ml. It was also active against multi-resistant strains of E. coli and Salmonella enteritidis (MIC values of 125 µ/ml for both strains). LC50 results from the brine shrimp assay and the MTT cytotoxicity assay on monkey kidney cells gave values of 863 µ/ml and 226 µ/ml respectively indicating low toxicity. These results meant that though in some cases the MICs of the optimal extract were higher than befitting of typical antibiotics, due to its relatively low toxicity, large quantities of the extract may possibly be feed to achieve the desired activity without causing any toxicity in the poultry. The major antioxidant compound was isolated by silica gel column chromatography. The isolated compound was identified by nuclear magnetic resonance and mass spectroscopy as combretastatin BS (2', 3', 4-trihydroxyl, 3, S, 4'-trimethoxybibenzyl), previously isolated from the seeds of C. kraussii and also from C. woodii leaves. Famakin (2002) showed this compound to be the major antibacterial compound in C. woodii leaves. Combretastatin BS (CBS) demonstrated in vitro cytotoxicity in the MTT assay on monkey kidney cells with an LC50 value of 1 0 µ/ml. In vitro cytotoxicity of CBS could be due to its antimitotic activity. The TEAC value of 7.9 found in this study means that combretastatin BS has about 8 times the antioxidant capacity of vitamin E. This is the first report of the antioxidant activity of any of the combretastatins. Tolerance of broiler chickens to the optimal extract was assessed at clinically inferred doses of 2 mg/kg, Smg/kg and 10 mg/kg . After 21 days of infeed-dosing with the optimal extract, none of the chickens died or showed any behavioral signs of toxicity. There were no statistically significant differences in weight gain between broilers fed the optimal extract and the positive and negative control. There was also no positive correlation between weight gain and amount of the optimal extract incorporated in feed. Although the optimal extract did not result in significant growth promotion relative to the positive and negative control, 2 mg/kg dose regimens showed the best Feed Conversion Ratio (FCR), with a 6.2% improvement compared to the negative control. The positive control was the only other feed regimen to provide a positive FCR with an improvement of 1.73% compared to the negative control. Because purchase of feed could represent up to 80% of costs of broiler production, this is an important finding. If these results can be confirmed, the product may therefore have commercial value. Repetition of the experiment with lower doses of the optimal extract on poultry challenged with bacterial infections is required to confirm the commercial applicability of this product. Copyright / Dissertation (MSc (Paraclinical Science))--University of Pretoria, 2004. / Paraclinical Sciences / unrestricted

A restrição ao uso de antimicrobianos melhoradores de desempenho em dietas animais, em consequência de preocupações relacionadas a qualidade e segurança dos alimentos, estimula a procura por aditivos alternativos naturais. Com o intuito de investigar aditivos alternativos naturais na nutrição de leitões recém-desmamados, o objetivo deste projeto de pesquisa foi estudar os efeitos independentes e da combinação da própolis bruta e do probiótico, adicionados em dietas para leitões recém-desmamados, sobre o desempenho zootécnico, a frequência de diarreia, a digestibilidade dos nutrientes e energia da dieta, a morfometria e peso de órgãos (digestórios e baço), a histologia do epitélio intestinal (altura de vilosidade, profundidade de cripta e relação vilosidade:cripta) e a microbiologia do conteúdo intestinal (plaqueamento em placa de ágar), em comparação ao uso de um antimicrobiano melhorador de desempenho (clorohidroxiquinilina). Foram utilizados 120 leitões recém-desmamados em um experimento em blocos completos casualizados com cinco tratamentos, oito repetições (blocos) por tratamento e três animais por unidade experimental (baia). Os tratamentos foram distribuídos aleatoriamente dentro de cada bloco, obedecendo a um esquema fatorial 2x2+1, sendo: controle (dieta basal sem adição de aditivos); própolis (dieta basal com 0,4% de própolis bruta); probiótico (dieta basal com 0,1% de probiótico); própolis + probiótico (dieta basal com 0,4% de própolis bruta e 0,1% de probiótico) e antimicrobiano (dieta basal com antimicrobiano). As dietas e a água foram fornecidas a vontade durante o período experimental de 35 dias. Os animais foram pesados no 1º, 7º, 21º e 35º dia do experimento. A ocorrência de diarreia foi registrada diariamente. Ao final do período experimental, um animal de cada baia foi abatido para a realização da morfometria e pesagem de órgãos, histologia do epitélio intestinal e microbiologia do conteúdo intestinal. Os dados foram analisados pelo procedimento MIXED do SAS e as medias comparadas pelo teste de Dunnett, comparando o tratamento antimicrobiano com os outros tratamentos. A inclusão de própolis bruta e probiótico, isolados ou em combinação, não afetou o desempenho, a frequência de diarreia e a histologia do epitélio intestinal. A própolis influenciou negativamente na digestibilidade aparente do extrativo não nitrogenado (p<0,05). A própolis e o probiótico, isolados ou em combinação, também influenciaram negativamente na digestibilidade de todos os nutrientes e na energia bruta das dietas em comparação a utilização de antimicrobiano (p<0,05). A combinação de própolis e probiótico promoveu aumento do peso absoluto e relativo do intestino delgado em comparação ao tratamento antimicrobiano (p<0,05). No conteúdo intestinal do jejuno, a inclusão do probiótico aumentou a contagem de bactérias do gênero Enterococcus (p<0,05). Entretanto, a própolis diminuiu a contagem de bactérias do gênero Lactobacillus (p<0.05). No conteúdo do ceco, a própolis bruta isolada promoveu contagem de bactérias do gênero Enterococcus superior em relação ao tratamento antimicrobiano (p<0,05). E o tratamento antimicrobiano diminuiu a contagem de bactérias do gênero Lactobacillus em comparação aos outros tratamentos (p<0,05). A inclusão de própolis bruta e probiótico, isolados ou em combinação, não melhorou o desempenho de leitões recém-desmamados em comparação ao tratamento antimicrobiano neste experimento. / Antimicrobial growth promoter restriction in animal diets due to safety concerns enhanced the research of natural feed additive alternatives. In order to search for natural feed additive alternatives for weanling pigs, this study investigated independent and combined dietary effects of crude propolis and probiotic on weanling pigs\' performance, diarrhea, nutrients and energy digestibility, organ weights (digestive organs and spleen), intestinal epithelium histology (villus height, crypt depth and villus:crypt ratio), and intestinal microbial counts (agar plating assay) in comparison to an antimicrobial growth promoter (chlorohydroxiquinoline). One hundred and twenty 21-d weaned pigs were allotted in a randomized complete block design experiment with five treatments, eight replications and three animals per experimental unit (pen). Treatments, arranged in a 2x2+1 factorial design, were: control treatment consisted in a basal diet without any additive; propolis, basal diet with 0.4% of crude propolis; probiotic, basal diet with 0.1% of probiotic; propolis + probiotic, basal diet with 0.4% of crude propolis and 0.1% of probiotic and antimicrobial treatment, basal diet with antimicrobial growth promoter. Feed and water were given ad libitum during a 35-d nursery feeding experiment. Animals were weighed at d 0, 7, 21 and 35 of experiment. Diarrhea occurrence was registered every day. At the end of experimental period, an animal per pen was slaughtered for analyses of organ weights, intestinal epithelium histology and intestinal microbial counts. Data was analyzed by using the MIXED procedure of SAS. Dunnett test was used to compare antimicrobial treatment with each other treatment. Dietary crude propolis and probiotic inclusion, isolated and combined, did not affected weanling pigs\' growth performance, diarrhea occurrence and intestinal epithelium histology. Dietary propolis reduced nitrogen-free extract digestibility (p<0.05). Dietary propolis and probiotic, isolated and combined, negatively affected nutrients and energy digestibility compared to antimicrobial treatment (p<0.05). Propolis and probiotic combination increased small intestine weight in comparison to antimicrobial treatment (p<0.05). In jejunum content, dietary probiotic increased Enterococcus sp. counts (p<0.05), while dietary propolis decreased Lactobacillus sp. counts (p<0.05). In cecum content, isolated propolis had higher Enterococcus sp. counts compared to antimicrobial (p<0.05). Moreover, antimicrobial treatment lowered Lactobacillus sp. counts compared to all other treatments (p<0.05). Overall, dietary propolis and probiotic, isolated and combined, did not enhanced growth performance compared to antimicrobial treatment in the present study.

O objetivo com o presente trabalho foi avaliar o efeito do preparado de anticorpos policlonais (PAP) contra bactérias ruminais específicas (Streptococcus bovis e Fusobacterium necrophorum) sobre o consumo de matéria seca, digestibilidade aparente total da dieta, parâmetros de fermentação ruminal e contagem ruminal de protozoários, em animais adaptados ou não a dietas com alta proporção de carboidratos fermentescíveis. Foram utilizadas 6 vacas fistuladas no rúmen em dois quadrados latinos 3x3, em arranjo fatorial de tratamentos 3x2 referentes a dois aditivos PAP pó (PAPP) e PAP líquido (PAPP), mais o grupo controle e 2 tipos de manejo de adaptação à dieta. O primeiro quadrado latino recebeu uma adaptação gradual à dieta: do D0 ao D4 100% forragem; D5 ao D9 30% de concentrado e do D10 ao D14 60% de concentrado. O segundo quadrado latino recebeu 100% de forragem do D0 ao D14. Nos dias D15 e D16, todos os animais receberam uma dieta com 80% de concentrado. Para as análises, amostras de líquido ruminal foram coletadas diariamente às 3 h após a alimentação matinal. Os dados foram analisados pelo procedimento MIXED do SAS com nível de significância de 0,05. A variável consumo de matéria seca apresentou efeito de interação entre tempo e adaptação à dieta com alta proporção de carboidratos prontamente fermentescíveis (P<0,0001), onde o grupo adaptado apresentou consumo mais elevado em relação aos não adaptados (12,4 vs 6,6, respectivamente) do D0 ao D17. Para a variável digestibilidade da MS foi observado efeito de adaptação (P<0,0001), sendo que nos animais adaptados, a digestibilidade da MS foi superior (65,9%) à dos não adaptados (55,3%). Foi também observado efeito de aditivo (P=0,0186), onde o tratamento com PAPL apresentou maior digestibilidade da MS (63,6%), quando comparados aos tratamentos PAPP e controle (58,4% e 59,6%, respectivamente). A digestibilidade da PB apresentou efeito de interação entre proporção de carboidratos na dieta e o tipo de adaptação (P<0,0001), onde os animais adaptados apresentaram maior digestibilidade da PB (83,2%) em comparação aos não adaptados (79,3%), ambos recebendo 100% de forragem. Quando os animais adaptados receberam 60% de concentrado na dieta, este grupo apresentou menor digestibilidade da PB (69,4%), quando comparado ao grupo de animais não adaptados (83,6%). Já para a variável digestibilidade da FDN, os animais adaptados apresentaram maior digestibilidade da FDN (40,6%) em relação aos não adaptados (36,3%) (P=0,0332). Quanto ao efeito de aditivo (P=0,0248), os animais tratados com o aditivo PAPL apresentaram maior digestibilidade da FDN (44,0%), quando comparados aos tratados com PAPP (36,2%) e o grupo controle (35,4%). Quanto à digestibilidade do amido, foi observada interação entre dieta e adaptação (P=0,05), onde, na segunda semana, o grupo dos adaptados apresentou maior digestibilidade (92,8%) quando comparado ao grupo dos não adaptados (73,9%). Para a digestibilidade de carboidratos totais, foi observado efeito de adaptação (P<0,0001) e de aditivo (P=0,0312), onde o grupo dos adaptados apresentou maior digestibilidade quando comparados aos não adaptados (66,4% vs. 55,5, respectivamente), e os animais tratados com PAPL, apresentaram maior digestibilidade (63,9%) de carboidratos totais, que os tratados com PAPP (59,0%) e controle (59,9%). Ocorreu interação entre tempo e adaptação para a variável pH (P <0,0001), sendo que o grupo adaptado apresentou menor pH (6,40) quando comparado ao grupo dos não adaptados (6,77) entre o D2 e o D16. Ainda, foi verificado efeito de aditivo sobre a variavel pH ruminal (P=0,0432), onde o grupo PAPL apresentou maiores valores (6,62) quando comparado ao grupo PAPP (6,57) e ao controle (6,56). Ocorreu interação entre tempo e adaptação (P<0,0001) para a concentração AGCCt, onde os animais adaptados apresentaram valores mais elevados que o grupo dos não adaptados (100,3 vs. 77,7, respectivamente). Para a variável relação acetato:propionato (Ac:Pr), houve efeito de interação entre tempo e adaptação (P<0,0001). No D2, 5, 6 e D7, o grupo dos animais adaptados apresentou menor relação Ac:Pr quando comparados aos animais não adaptados (2,29 vs. 1,96, respectivamente). Porém, nos dias 12 a 16, houve inversão desta relação e os animais adaptados passaram a apresentar maior relação Ac:Pr (2,87) quando comparados ao grupo dos não adaptados (2,41). Não foi observado efeito de adaptação (P>0,05) bem como aditivo (P>0,05) para a variável concentração de lactato no líquido ruminal. A concentração de N-NH3 apresentou interação entre tempo e adaptação (P=0,0003), onde o grupo dos adaptados apresentou maiores valores quando comparado ao dos não adaptados (24,68 vs 15,97 mg/dL, respectivamente) entre o D1 e D15. Quanto as populações de protozoários, observou-se interação entre tempo, adaptação e aditivo para as populações de Dasytricha sp (P=0,0305) e Entodinium sp (P=0,0398), sendo observada manutenção das populações de Dasytricha sp (P=0,0188) nos animais não adaptados e decréscimo nos animais adaptados. Conseqüentemente, para a população de Entodinium sp, foi observado aumento nos animais adaptados (80,78%) e manutenção nos não adaptados (45,3%). Nos animais tratados com PAPL, a população de Dasytricha sp foi superior (38,3%) quando comparados às populações dos tratados com PAPP (31,50%) e grupo controle (34,7%), sem diferença entre estes últimos dois grupos. Quanto a população de Entodinium sp, os animais tratados com PAPL apresentaram menor porcentagem deste gênero de protozoários (58,5%) quando comparados ao grupo controle (64,0%) e ao PAPP (66,7%). A partir dos resultados obtidos foi possível concluir que o preparado de anticorpos policlonais tanto na apresentação líquida como em pó não alterou o consumo de matéria seca bem como a concentração AGCCt, proporção molar de acetato, propionato e butirato, assim como a concentração ruminal de lactato e N-NH3. O preparado de anticorpos policlonais na apresentação líquida melhorou a digestibilidade da MS, FDN e carboidratos totais. Quanto ao pH ruminal, o PAP na apresentação líquida, se mostrou mais eficiente, em evitar a sua redução, quando comparado ao preparado na apresentação em pó e que o grupo controle durante o pico de fermentação. A adaptação melhorou a digestibilidade da MS, PB, EE, FDN, FDA e carboidratos totais, assim como aumentou as concentrações de AGCCt, sem que ocorresse aumento nas concentrações de lactato. / The objective with the present work was to evaluate the polyclonal antibody preparation (PAP) against specific rumen bacteria (Streptococcus bovis and Fusobacterium necrophorum) on dry matter intake, total apparent digestibility of diet, ruminal fermentation patterns and ruminal protozoa counting on adapted and non-adapted animals to highly fermentable carbohydrates diets. Six ruminally cannulated cows were used in two Latin squares 3x3, in a factorial arrangement of treatments 3x2 regarding two feed additives (PAP in powder presentation (PAPP) and PAP in liquid presentation (PAPL)) plus control group (CON) and two managements of diets adaptation. The first Latin square received a step-up diet adaptation: from D0 to D4 100% forage; D5 to D9 30% of concentrates and D10 to D14 60% of concentrates. The second Latin square received 100% forage from D0 to D14. On D15 and D16, all animals received a diet with 80% of concentrates. For analysis, rumen fluid samples were daily collected 3h after morning meal. Data were analyzed by MIXED procedure with a significance level of 0.05. The variable dry matter intake presented interaction between time and adaptation to highly fermentable carbohydrate diets (P<0.0001), where the adapted group had greater DMI compared with non-adapted animals (12.4 vs. 6.6, respectively) from D0 to D17. For DM digestibility, it was observed effect of adaptation (P<0.0001), where the adapted group had greater values (65.9%) compared with the non-adapted group (55.3%). It was also observed effect of additive for this variable (P=0.0186), where the treatment PAPL had greater DM digestibility (63.6%) compared with treatments PAPP and control (58.4% and 59.6%, respectively). Crude protein digestibility had effect of interaction between carbohydrate proportion in diet and type of adaptation (P<0.0001), where the adapted animals had greater CP digestibility (83.2%) in relation to non-adapted animals (79.3%), both receiving 100% of forage. When the adapted animals received 60% of concentrates in diet, this group had lower CP digestibility (69.3%) compared with non adapted group (83.6%). For NDF digestibility, adapted animals had greater values (40.6%) in relation to non-adapted animals (36.3%) (P=0.0332). It was also observed an additive effect (P=0.0248), where the animals in PAPL group had greater NDF digestibility (44.0%) compared with PAPP (36.2%) and control (35.4%) groups. For starch digestibility, it was observed interaction between diet and adaptation (P=0.05), where, in the second week, the adapted group had greater digestibility (92.8%) compared with non-adapted group (73.9%). For total carbohydrates digestibility, it was observed effect of adaptation (P<0.0001) and additive (P=0.0312), where the adapted group had greater values compared with non-adapted animals (66.4% vs. 55.5, respectively), and the animals in PAPL group had greater total carbohydrates digestibility (63.9%) than PAPP (59.0%) and control (59.9%) groups. It was observed an interaction between time and adaptation for ruminal pH (P <0.0001), where the adapted group had lower pH (6.40) compared with non-adapted group (6.77) between D2 and D16. Moreover, it was verified additive effect for ruminal pH (P=0.0432), where PAPL group had higher values (6.62) compared with PAPP (6.57) and control (6.56) groups. It was observed an interaction between time and adaptation (P<0.0001) for total concentration of short chain fatty acids (SCFA), where the adapted animals had greater values than non-adapted animals (100.33 vs. 77.72, respectively). For acetate:propionate ratio (Ac:Pr), there was effect of interaction between time and adaptation (P<0.0001). At D2, 5, 6 and D7, the group of adapted animals had lower Ac:Pr ratio than non-adapted group (2,29 vs. 1,96, respectively). However, at D12 to D16, there was an inversion of this relation and the adapted animals had greater Ac:Pr ratio (2.87) when compared with non-adapted animals (2.41). It was not observed effect of adaptation (P>0.05) as well as effect of additive (P>0.05) for ruminal lactate concentration. The concentration of N-NH3 showed interaction between time and adaptation (P=0.0003), where the adapted group had greater values compared with non-adapted group (24.7 vs. 16.0 mg/dL, respectively) between D1 and D15. For rumen protozoa population, it was observed an interaction between time, adaptation and additive for Dasytricha sp (P=0.0305) and Entodinium sp (P=0.0398), where the number of Dasytricha sp (P=0.0188) population was maintained in non-adapted animals and decreased in adapted animals. Consequently, for Entodinium sp population, it was observed increase in its number in adapted animals (80.8%) and maintenance of its number in non-adapted animals (45.3%). In animals treated with PAPL, the population of Dasytricha sp was greater (38.3%) when compared with the animals treated with PAPP (31.5%) and control group (34.7%), without difference between these last two groups. For Entodinium sp population, the animals treated with PAPL had lower percentage of these protozoa (58.5%) when compared with control (64.0%) and PAPP (66.7%) groups. From these results, it was possible to conclude that polyclonal antibody preparation both in liquid or powder presentation did not alter dry matter intake, total concentration of SCFA, molar proportion of acetate, propionate and butyrate as well as ruminal concentration of lactate and NH3-N. Polyclonal antibody presentation in liquid presentation improved DM, NDF and total carbohydrates digestibility. For ruminal pH, PAP in liquid presentation was more efficient in preventing its reduction, when compared with PAP in powder presentation and control group during the peak of fermentation. Adaptation to highly fermentable carbohydrate diets improved DM, CP, EE, NDF, NDA and total carbohydrates digestibility even as increased total concentration of SCFA without increase in lactate concentration.

Os objetivos deste estudo foram: (1) avaliar os efeitos da inclusão de níveis crescentes de &beta;-ácidos do lúpulo (Humulus lupulus) ou de um antimicrobiano melhorador do desempenho (colistina) na dieta sobre o desempenho zootécnico, digestibilidade de nutrientes e energia da dieta, ocorrência de diarreia, refugagem de leitões, explosão respiratória, peso de órgãos e histologia e diversidade microbiana do intestino de leitões recém-desmamados, assim como testar in vitro a sensibilidade de bactérias aos &beta;-ácidos; e (2) avaliar os efeitos da inclusão de níveis crescentes de &beta;-ácidos na dieta sobre atributos físicos, oxidação lipídica e composição do músculo Longissimus. Foram utilizados 200 leitões recém-desmamados (6,23±0,32 kg) em um experimento em blocos completos casualizados com 5 tratamentos, 8 repetições e 5 leitões por unidade experimental (baia). Os leitões foram alimentados com dietas suplementadas com 0 (controle negativo), 120, 240 ou 360 mg/kg de &beta;-ácidos ou com 40 mg/kg de colistina (tratamento antimicrobiano) durante 35 dias. No 7º e 35º dias do experimento, um macho castrado por baia foi sacrificado para avaliação do peso de órgãos (estômago, pâncreas, fígado, intestino delgado e baço), histologia do intestino delgado (altura de vilosidade e profundidade de cripta) e diversidade microbiana do intestino (PCR-DGGE), além da coletada do músculo Longissimus para análises da carne. ANOVA e contrastes ortogonais foram utilizados para determinar o efeito dos níveis de &beta;-ácidos na dieta sobre as variáveis, assim como comparar o tratamento antimicrobiano com cada um dos outros tratamentos. O aumento dos níveis de &beta;-ácidos na dieta melhorou linearmente (P<0,05) o peso vivo, o ganho de peso, a eficiência alimentar e a digestibilidade aparente do extrato etéreo da dieta. O tratamento antimicrobiano melhorou (P<0,03) o peso vivo, o ganho de peso e a eficiência alimentar comparado ao controle negativo, porém não afetou (P>0,05) a digestibilidade dos nutrientes e da energia da dieta. Não foram observados efeitos (P>0,05) dos tratamentos sobre o consumo de ração. De maneira geral, a ocorrência de diarreia foi menor (P<0,01) nos tratamentos antimicrobiano, controle negativo e 360 mg/kg de &beta;-ácidos do que nos tratamentos 120 e 240 mg/kg de &beta;-ácidos, enquanto não foram identificados leitões refugos durante todo o período experimental. Não foram observados efeitos (P>0,05) dos tratamentos sobre a explosão respiratória no sangue, peso dos órgãos, histologia do intestino delgado e diversidade da microbiota intestinal. Apenas Staphylococcus aureus foi sensível aos &beta;-ácidos, enquanto Escherichia coli, Salmonella enteritidis, Salmonella typhimurim e Enterococcus faecalis foram resistentes. Não foram observados efeitos (P>0,05) dos níveis de &beta;-ácidos sobre os atributos físicos da carne. Foi observado efeito quadrático (P<0,05) dos &beta;-ácidos sobre os conteúdos de gordura, proteína e TBARS da carne, sendo que os níveis calculados 176, 150 e 181 mg/kg de &beta;-ácidos resultaram, respectivamente, em 16,20% de redução na gordura, 1,95% de aumento da proteína e 23,31% de redução de TBARS. Portanto, a inclusão de &beta;-ácidos do lúpulo até 360 mg/kg na dieta demonstrou ser eficiente como alternativa aos antimicrobianos melhoradores do desempenho, bem como potencial de reduzir gordura, aumentar proteína e prevenir oxidação lipídica da carne. / The purposes of this study were: (1) to evaluate the effects of dietary graded levels of hop (Humulus lupulus) &beta;-acids or antimicrobial growth promoter (colistin) on growth performance, nutrients and energy digestibility, diarrhea occurrence, unthrifty pigs, respiratory burst, organ weights, small intestine histology, and intestine microbial diversity of weanling pigs, as well as in vitro bacteria sensitivity to hop &beta;-acids; and (2) to evaluate the effects of dietary hop &beta;-acids on physical attributes, lipid oxidation, and composition of Longissimus muscle. Two hundred weanling pigs (6.23±0.32 kg BW) were used in a randomized complete block design experiment with 5 treatments, 8 replications, and 5 pigs per experimental unit (pen). Pigs were fed diets supplemented with 0 (negative control), 120, 240, or 360 mg/kg hop &beta;-acids, or with 40 mg/kg colistin (antimicrobial treatment) during a 35d. On days 7 and 35 of the experiment, one castrated male from each pen was slaughtered to evaluate organ weights (stomach, pancreas, liver, small intestine, spleen), small intestine histology (villus height and crypt depth), and intestine microbial diversity (PCR-DGGE), as well to sample Longissimus muscle for meat analysis. ANOVA and orthogonal contrasts were performed to determine the effects of dietary hop &beta;-acids levels (0, 120, 240, and 360 mg/kg) on all variables, as well as to compare the antimicrobial treatment with all other treatments. Increasing dietary levels of hop &beta;-acids linearly improved (P<0.05) BW, ADG, G:F, and apparent digestibility of ether extract of weanling pig diets. The antimicrobial treatment improved (P<0.03) BW, ADG, and G:F compared to negative control, but did not affect (P>0.05) nutrients and energy digestibility. No effects (P>0.05) of treatments were observed on ADFI. Overall, the diarrhea occurrence was lower (P<0.01) for antimicrobial treatment, negative control, and 360 mg/kg hop &beta;-acids than for 120 and 240 mg/kg hop &beta;-acids, while no unthrifty pigs were identified throughout all experimental period. No effects (P>0.05) of dietary treatments were observed on blood respiratory burst, organ weights, small intestine histology, and intestine microbial diversity. Staphylococcus aureus was sensitive, while Escherichia coli, Salmonella enteritidis, Salmonella typhimurim, and Enterococcus faecalis were resistant to hop &beta;-acids. No effects (P>0.05) of hop &beta;-acids were observed on meat physical attributes. Quadratic effects (P<0.05) of hop &beta;-acids were observed on fat, protein, and TBARS-values of meat, showing that dietary levels of 176, 150 and 181 mg/kg hop &beta;- acids provided, respectively, 16.20% fat reduction, 1.95% protein accretion, and 23.31% TBARS reduction. Therefore, dietary hop (Humulus lupulus) &beta;-acids up to 360 mg/kg showed to be efficient as an alternative to antimicrobial growth promoters for weanling pigs, as well to reduce fat, increase protein, and prevent lipid oxidation of meat.

Os objetivos deste estudo foram: (1) avaliar os efeitos da inclusão de níveis crescentes de &beta;-ácidos do lúpulo (Humulus lupulus) ou de um antimicrobiano melhorador do desempenho (colistina) na dieta sobre o desempenho zootécnico, digestibilidade de nutrientes e energia da dieta, ocorrência de diarreia, refugagem de leitões, explosão respiratória, peso de órgãos e histologia e diversidade microbiana do intestino de leitões recém-desmamados, assim como testar in vitro a sensibilidade de bactérias aos &beta;-ácidos; e (2) avaliar os efeitos da inclusão de níveis crescentes de &beta;-ácidos na dieta sobre atributos físicos, oxidação lipídica e composição do músculo Longissimus. Foram utilizados 200 leitões recém-desmamados (6,23±0,32 kg) em um experimento em blocos completos casualizados com 5 tratamentos, 8 repetições e 5 leitões por unidade experimental (baia). Os leitões foram alimentados com dietas suplementadas com 0 (controle negativo), 120, 240 ou 360 mg/kg de &beta;-ácidos ou com 40 mg/kg de colistina (tratamento antimicrobiano) durante 35 dias. No 7º e 35º dias do experimento, um macho castrado por baia foi sacrificado para avaliação do peso de órgãos (estômago, pâncreas, fígado, intestino delgado e baço), histologia do intestino delgado (altura de vilosidade e profundidade de cripta) e diversidade microbiana do intestino (PCR-DGGE), além da coletada do músculo Longissimus para análises da carne. ANOVA e contrastes ortogonais foram utilizados para determinar o efeito dos níveis de &beta;-ácidos na dieta sobre as variáveis, assim como comparar o tratamento antimicrobiano com cada um dos outros tratamentos. O aumento dos níveis de &beta;-ácidos na dieta melhorou linearmente (P<0,05) o peso vivo, o ganho de peso, a eficiência alimentar e a digestibilidade aparente do extrato etéreo da dieta. O tratamento antimicrobiano melhorou (P<0,03) o peso vivo, o ganho de peso e a eficiência alimentar comparado ao controle negativo, porém não afetou (P>0,05) a digestibilidade dos nutrientes e da energia da dieta. Não foram observados efeitos (P>0,05) dos tratamentos sobre o consumo de ração. De maneira geral, a ocorrência de diarreia foi menor (P<0,01) nos tratamentos antimicrobiano, controle negativo e 360 mg/kg de &beta;-ácidos do que nos tratamentos 120 e 240 mg/kg de &beta;-ácidos, enquanto não foram identificados leitões refugos durante todo o período experimental. Não foram observados efeitos (P>0,05) dos tratamentos sobre a explosão respiratória no sangue, peso dos órgãos, histologia do intestino delgado e diversidade da microbiota intestinal. Apenas Staphylococcus aureus foi sensível aos &beta;-ácidos, enquanto Escherichia coli, Salmonella enteritidis, Salmonella typhimurim e Enterococcus faecalis foram resistentes. Não foram observados efeitos (P>0,05) dos níveis de &beta;-ácidos sobre os atributos físicos da carne. Foi observado efeito quadrático (P<0,05) dos &beta;-ácidos sobre os conteúdos de gordura, proteína e TBARS da carne, sendo que os níveis calculados 176, 150 e 181 mg/kg de &beta;-ácidos resultaram, respectivamente, em 16,20% de redução na gordura, 1,95% de aumento da proteína e 23,31% de redução de TBARS. Portanto, a inclusão de &beta;-ácidos do lúpulo até 360 mg/kg na dieta demonstrou ser eficiente como alternativa aos antimicrobianos melhoradores do desempenho, bem como potencial de reduzir gordura, aumentar proteína e prevenir oxidação lipídica da carne. / The purposes of this study were: (1) to evaluate the effects of dietary graded levels of hop (Humulus lupulus) &beta;-acids or antimicrobial growth promoter (colistin) on growth performance, nutrients and energy digestibility, diarrhea occurrence, unthrifty pigs, respiratory burst, organ weights, small intestine histology, and intestine microbial diversity of weanling pigs, as well as in vitro bacteria sensitivity to hop &beta;-acids; and (2) to evaluate the effects of dietary hop &beta;-acids on physical attributes, lipid oxidation, and composition of Longissimus muscle. Two hundred weanling pigs (6.23±0.32 kg BW) were used in a randomized complete block design experiment with 5 treatments, 8 replications, and 5 pigs per experimental unit (pen). Pigs were fed diets supplemented with 0 (negative control), 120, 240, or 360 mg/kg hop &beta;-acids, or with 40 mg/kg colistin (antimicrobial treatment) during a 35d. On days 7 and 35 of the experiment, one castrated male from each pen was slaughtered to evaluate organ weights (stomach, pancreas, liver, small intestine, spleen), small intestine histology (villus height and crypt depth), and intestine microbial diversity (PCR-DGGE), as well to sample Longissimus muscle for meat analysis. ANOVA and orthogonal contrasts were performed to determine the effects of dietary hop &beta;-acids levels (0, 120, 240, and 360 mg/kg) on all variables, as well as to compare the antimicrobial treatment with all other treatments. Increasing dietary levels of hop &beta;-acids linearly improved (P<0.05) BW, ADG, G:F, and apparent digestibility of ether extract of weanling pig diets. The antimicrobial treatment improved (P<0.03) BW, ADG, and G:F compared to negative control, but did not affect (P>0.05) nutrients and energy digestibility. No effects (P>0.05) of treatments were observed on ADFI. Overall, the diarrhea occurrence was lower (P<0.01) for antimicrobial treatment, negative control, and 360 mg/kg hop &beta;-acids than for 120 and 240 mg/kg hop &beta;-acids, while no unthrifty pigs were identified throughout all experimental period. No effects (P>0.05) of dietary treatments were observed on blood respiratory burst, organ weights, small intestine histology, and intestine microbial diversity. Staphylococcus aureus was sensitive, while Escherichia coli, Salmonella enteritidis, Salmonella typhimurim, and Enterococcus faecalis were resistant to hop &beta;-acids. No effects (P>0.05) of hop &beta;-acids were observed on meat physical attributes. Quadratic effects (P<0.05) of hop &beta;-acids were observed on fat, protein, and TBARS-values of meat, showing that dietary levels of 176, 150 and 181 mg/kg hop &beta;- acids provided, respectively, 16.20% fat reduction, 1.95% protein accretion, and 23.31% TBARS reduction. Therefore, dietary hop (Humulus lupulus) &beta;-acids up to 360 mg/kg showed to be efficient as an alternative to antimicrobial growth promoters for weanling pigs, as well to reduce fat, increase protein, and prevent lipid oxidation of meat.

Antibiotics are added to animal feeds as prophylactic agents and to encourage weight gain in livestock. However, there is concern that the widespread use of antibiotics in animal agriculture encourages for the selection of resistance genes and has contributed to the rise of multiply antibiotic resistant strains of pathogenic bacteria. For this reason, there is interest in quantifying antibiotics in environmental samples. The determination of three antibiotics in swine waste, namely chlortetracycline, tetracycline and oxytetracycline, using LC-MS with electrospray ionization is presented here in. Antibiotics from swine waste were quantified across the lifespan of the swine. Trends were present in each of the four life stages (gestation, farrowing, nursery, and finishing). The nursery stage of life presented the most dominate concentrations and the most consistent trend in antibiotic concentrations.

Orientador: José Roberto Sartori / Resumo: Dois experimentos foram realizados com objetivo de avaliar a inclusão de diferentes níveis de resíduos de colheita de shiitake no desempenho produtivo e saúde de frangos de corte e de galinhas poedeiras comerciais. No experimento I, um total de 192 galinhas Lohmman® Brown foram alojadas em gaiolas. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com quatro tratamentos (0,0; 1,0; 1,5 e 2,0% de inclusão de resíduo de colheita de shiitake na ração (RCS)) com 6 gaiolas por tratamento. Foram avaliados: consumo de ração, taxa de postura, peso de ovos, massa de ovos e conversão alimentar por dúzia e por massa de ovos; qualidade interna e externa de ovos e parâmetros reprodutivos e séricos. No experimento II, foram alojados 720 pintainhos da linhagem Ross 308, em galpão experimental, dividido em 24 boxes, sendo 31 aves por boxe, durante o período de 1 a 42 dias de idade. Os pintinhos foram distribuídos em delineamento experimental inteiramente casualizado, com quatro tratamentos (0,0; 0,15; 0,30 e 0,45% de inclusão de RCS). Avaliou-se o desempenho, viscosidade do conteúdo intestinal, titulação de anticorpos contra o vírus da doença de NewCastle, diferencial celular, histomorfometria intestinal e colesterol e triglicerídeos sanguíneos. Os dados foram analisados pelo procedimento GLM do Minitab 17. Os diferentes níveis de resíduo de colheita de shiitake na alimentação de galinhas poedeiras comerciais não afetaram os parâmetros de desempenho, qualidade dos ovos e os parametros... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

A restrição ao uso de antimicrobianos melhoradores de desempenho em dietas animais, em consequência de preocupações relacionadas a qualidade e segurança dos alimentos, estimula a procura por aditivos alternativos naturais. Com o intuito de investigar aditivos alternativos naturais na nutrição de leitões recém-desmamados, o objetivo deste projeto de pesquisa foi estudar os efeitos independentes e da combinação da própolis bruta e do probiótico, adicionados em dietas para leitões recém-desmamados, sobre o desempenho zootécnico, a frequência de diarreia, a digestibilidade dos nutrientes e energia da dieta, a morfometria e peso de órgãos (digestórios e baço), a histologia do epitélio intestinal (altura de vilosidade, profundidade de cripta e relação vilosidade:cripta) e a microbiologia do conteúdo intestinal (plaqueamento em placa de ágar), em comparação ao uso de um antimicrobiano melhorador de desempenho (clorohidroxiquinilina). Foram utilizados 120 leitões recém-desmamados em um experimento em blocos completos casualizados com cinco tratamentos, oito repetições (blocos) por tratamento e três animais por unidade experimental (baia). Os tratamentos foram distribuídos aleatoriamente dentro de cada bloco, obedecendo a um esquema fatorial 2x2+1, sendo: controle (dieta basal sem adição de aditivos); própolis (dieta basal com 0,4% de própolis bruta); probiótico (dieta basal com 0,1% de probiótico); própolis + probiótico (dieta basal com 0,4% de própolis bruta e 0,1% de probiótico) e antimicrobiano (dieta basal com antimicrobiano). As dietas e a água foram fornecidas a vontade durante o período experimental de 35 dias. Os animais foram pesados no 1º, 7º, 21º e 35º dia do experimento. A ocorrência de diarreia foi registrada diariamente. Ao final do período experimental, um animal de cada baia foi abatido para a realização da morfometria e pesagem de órgãos, histologia do epitélio intestinal e microbiologia do conteúdo intestinal. Os dados foram analisados pelo procedimento MIXED do SAS e as medias comparadas pelo teste de Dunnett, comparando o tratamento antimicrobiano com os outros tratamentos. A inclusão de própolis bruta e probiótico, isolados ou em combinação, não afetou o desempenho, a frequência de diarreia e a histologia do epitélio intestinal. A própolis influenciou negativamente na digestibilidade aparente do extrativo não nitrogenado (p<0,05). A própolis e o probiótico, isolados ou em combinação, também influenciaram negativamente na digestibilidade de todos os nutrientes e na energia bruta das dietas em comparação a utilização de antimicrobiano (p<0,05). A combinação de própolis e probiótico promoveu aumento do peso absoluto e relativo do intestino delgado em comparação ao tratamento antimicrobiano (p<0,05). No conteúdo intestinal do jejuno, a inclusão do probiótico aumentou a contagem de bactérias do gênero Enterococcus (p<0,05). Entretanto, a própolis diminuiu a contagem de bactérias do gênero Lactobacillus (p<0.05). No conteúdo do ceco, a própolis bruta isolada promoveu contagem de bactérias do gênero Enterococcus superior em relação ao tratamento antimicrobiano (p<0,05). E o tratamento antimicrobiano diminuiu a contagem de bactérias do gênero Lactobacillus em comparação aos outros tratamentos (p<0,05). A inclusão de própolis bruta e probiótico, isolados ou em combinação, não melhorou o desempenho de leitões recém-desmamados em comparação ao tratamento antimicrobiano neste experimento. / Antimicrobial growth promoter restriction in animal diets due to safety concerns enhanced the research of natural feed additive alternatives. In order to search for natural feed additive alternatives for weanling pigs, this study investigated independent and combined dietary effects of crude propolis and probiotic on weanling pigs\' performance, diarrhea, nutrients and energy digestibility, organ weights (digestive organs and spleen), intestinal epithelium histology (villus height, crypt depth and villus:crypt ratio), and intestinal microbial counts (agar plating assay) in comparison to an antimicrobial growth promoter (chlorohydroxiquinoline). One hundred and twenty 21-d weaned pigs were allotted in a randomized complete block design experiment with five treatments, eight replications and three animals per experimental unit (pen). Treatments, arranged in a 2x2+1 factorial design, were: control treatment consisted in a basal diet without any additive; propolis, basal diet with 0.4% of crude propolis; probiotic, basal diet with 0.1% of probiotic; propolis + probiotic, basal diet with 0.4% of crude propolis and 0.1% of probiotic and antimicrobial treatment, basal diet with antimicrobial growth promoter. Feed and water were given ad libitum during a 35-d nursery feeding experiment. Animals were weighed at d 0, 7, 21 and 35 of experiment. Diarrhea occurrence was registered every day. At the end of experimental period, an animal per pen was slaughtered for analyses of organ weights, intestinal epithelium histology and intestinal microbial counts. Data was analyzed by using the MIXED procedure of SAS. Dunnett test was used to compare antimicrobial treatment with each other treatment. Dietary crude propolis and probiotic inclusion, isolated and combined, did not affected weanling pigs\' growth performance, diarrhea occurrence and intestinal epithelium histology. Dietary propolis reduced nitrogen-free extract digestibility (p<0.05). Dietary propolis and probiotic, isolated and combined, negatively affected nutrients and energy digestibility compared to antimicrobial treatment (p<0.05). Propolis and probiotic combination increased small intestine weight in comparison to antimicrobial treatment (p<0.05). In jejunum content, dietary probiotic increased Enterococcus sp. counts (p<0.05), while dietary propolis decreased Lactobacillus sp. counts (p<0.05). In cecum content, isolated propolis had higher Enterococcus sp. counts compared to antimicrobial (p<0.05). Moreover, antimicrobial treatment lowered Lactobacillus sp. counts compared to all other treatments (p<0.05). Overall, dietary propolis and probiotic, isolated and combined, did not enhanced growth performance compared to antimicrobial treatment in the present study.