Este projeto de pesquisa teve como objetivo principal avaliar aditivos químicos e microbianos no controle da produção de etanol durante a ensilagem da cana-de-açúcar, com vistas à redução das perdas de matéria seca (MS) e de valor nutritivo que ocorrem durante o processo. Para tanto foram realizados três experimentos utilizando silos laboratoriais e um experimento de desempenho com bovinos em crescimento. As avaliações em laboratório foram realizadas com cana-de-açúcar colhida com aproximadamente 12 meses de crescimento e ensilada em baldes de plástico de 20 litros, adaptados com válvulas para eliminação de gases e substrato para colheita de efluentes: Experimento I: Procurou-se caracterizar a dinâmica da fermentação, das perdas de MS e de valor nutritivo e o desenvolvimento da microflora epífita na silagem. Amostragens após 1/2, 1, 2, 3, 7, 15, 45, 90, 120 e 180 dias de fermentação indicaram que: a população de leveduras cresceu até o segundo dia (5,1 log ufc/g massa verde - MV); o teor de etanol atingiu nível máximo (6,4% da MS) aos 15 dias após a ensilagem, quando observou-se desaparecimento de 68% dos carboidratos solúveis (CHOs); aos 45 dias de ensilagem atingiu-se a maior perda total de MS (29%), sendo esta composta por 16% de perdas gasosas; houve pequena produção de efluentes (20 kg/t MV); o pH da silagem apresentou queda constante atingindo 3,47 aos 180 dias; a expressiva produção de etanol, caracterizada por perda elevada de CHOs e aumento no teor de fibra causou redução da DVIVMS da forragem ensilada, de 63 para 47%. Experimento II: O objetivo foi avaliar o efeito de uréia (0,5; 1,0; 1,5% da MV), NaOH (1; 2; 3% da MV), propionato de cálcio-PROP (0,05; 0,1; 0,2% da MV), benzoato de sódio-BENZ (0,05; 0,1; 0,2% da MV), sorbato de potássio-SORB (0,015; 0,03; 0,045% da MV), L. plantarum-BAL (1 x 10 6 ufc/g de MV), L. buchneri-BUCH (3,64 x 10 5 ufc/g de MV), uréia (0,5 e 1,0% da MV) combinada com L. plantarum-Lact/Ur 0,5% e Lact/Ur 1,0%, sobre o valor nutritivo, as perdas de MS e a estabilidade aeróbica das silagens. A comparação das silagens aditivadas com a silagem controle, aos 90 e 180 dias de fermentação, indicou que: os aditivos foram pouco eficientes em reduzir a concentração de etanol (P>0,05) e que, inclusive, os tratamentos PROP-0,1% e BAL causaram aumento (P<0,05) no teor do álcool (4,8 e 12,5% vs 3,8% da MS); uréia, NaOH, SORB-0,03%, BUCH, Lact/Ur 0,5% e Lact/Ur 1,0% causaram diminuição da perda total de MS (P<0,05); as silagens tratadas com uréia, NaOH, BENZ, e SORB-0,045% apresentaram maior DVIVMS e os tratamentos com BUCH, Lact/Ur 1,0%, uréia-1,5%, NaOH (1 e 2%) e BENZ-0,2% resultaram em silagens com maior estabilidade aeróbica (P<0,05). Experimento III: O objetivo foi comparar o efeito de aditivos, selecionados na fase II, sobre a dinâmica da fermentação e das perdas de MS, avaliando também a estabilidade aeróbica das silagens. Os aditivos avaliados foram: uréia (0,5% da MV), benzoato de sódio-BENZ (0,1% da MV), sorbato de potássio-SORB (0,03% da MV), L. plantarum-BAL (1 x 10 6 ufc/g de MV) e L. buchneri-BUCH (3,64 x 10 5 ufc/g de MV). Comparando-se as silagens aditivadas com a silagem controle, aos 94 dias de fermentação, concluiu-se que: a adição de uréia, BENZ, SORB e BUCH resultou em silagens com menor teor de etanol e o tratamento BAL causou aumento na concentração do álcool (P<0,05); uréia e SORB causaram aumentos (P<0,05) na perda total de MS; a aplicação de uréia resultou em aumento e a inoculação com BAL em redução na DVIVMS (P<0,05); o tratamento com BENZ resultou na silagem com maior (P<0,05) concentração de carboidratos solúveis. As curvas da tendência temporal (amostragem aos 2, 10, 31, 62, 94 e 144 dias após ensilagem) indicaram que: a concentração de etanol atingiu seu pico entre 60 e 90 dias de ensilagem; a perda de gases se prolongou além dos 90 dias e foi menor para o tratamento com uréia; o tratamento com BUCH resultou em tendência de maior consumo de açúcares ao longo do tempo; os tratamentos com uréia e SORB apresentaram as maiores perdas totais de MS e estimularam a produção de efluentes; a DVIVMS das silagens nos tratamentos com uréia, BENZ e SORB apresentou tendência de decréscimo linear, provavelmente como efeito da tendência de produção crescente de efluentes. Os aditivos BUCH e BENZ melhoraram a estabilidade aeróbica das silagens, em relação ao controle (78 e 72 h vs 48 h). Experimento IV: Trinta e duas novilhas holandesas (388 kg) foram alocadas a 4 tratamentos, com 4 repetições, em um delineamento em blocos. Os tratamentos consistiram em 4 tipos de rações completas contendo aproximadamente 46% da MS na forma de silagem de cana-de-açúcar, submetidas aos seguintes tratamentos: controle (sem aditivos); uréia (0,5% da MV); benzoato de sódio-BENZ (0,1% da MV) e Lactobacillus buchneri (BUCH, 3,64 x 10 5 ufc/g de MV). O ganho de peso médio diário (GPD) mostrou aumento de 32% para BUCH e de 21% para BENZ (P<0,05), em comparação ao controle (0,94 kg/dia); os tratamentos com BENZ e BUCH resultaram em melhor conversão alimentar (GPD/kg MS) em relação ao controle (7,6 e 7,7 vs 9,4); a ingestão de MS (2,2% PV) não diferiu entre os tratamentos (P>0,10); o tratamento contendo silagem de cana-de-açúcar aditivada com uréia não diferiu (P>0,05) do controle, em nenhum dos parâmetros avaliados. A ensilagem da cana-de-açúcar, sem aditivos, tem resultado em perdas excessivas e reduzido valor nutritivo da forragem. O presente trabalho identificou alguns aditivos capazes de reduzir a produção de etanol, diminuindo as perdas de matéria seca nas silagens, promovendo melhor desempenho de animais com elas alimentados. / The objective of this project was to evaluate chemical and microbial additives on ethanol control in sugar cane silages, aiming to decrease dry matter (DM) and nutritional losses during storage. Three laboratory silos trials were conducted to study fermentation process and associated losses, and one additional experiment was carried out to evaluate animal performance. For the laboratory trials sugar cane (12 months vegetative growth) was ensiled in 20 L plastic buckets provided with valves for gas release and a device for effluent collection: Experiment I: Aimed to characterize fermentation, DM losses and epiphytic microflora dynamics during ensilage. Silage sampling at ½ , 1, 2, 3, 7, 15, 45, 90, 120 and 180 days after sealing indicated: intensive growth of yeast population until day two of fermentation (5.1 log cfu g -1 ); ethanol reached its highest content after 15 days from sealing (6.4% in DM) when 68% of the water soluble carbohydrates (CHOs) disappeared; total DM (29%) and gases (16% of the DM) losses reached a plateau after 45 days of ensilage; effluent yield was negligible (20 kg t -1 ); silage pH was lowest after 180 days of storage (3.47); ethanol production led to increased CHOs loss and higher fiber content in the silage, which in turn were associated with reduction in silage's IVDDM (63 to 47%). Experiment II: The main objective was to evaluate the addition of wet basis): urea (0.5, 1.0,1.5%), NaOH (1, 2, 3%), calcium propionate-PROP (0.05, 0.1, 0.2%), sodium benzoate-BENZ (0.05, 0.1, 0.2%), potassium sorbate-SORB (0.015, 0.03, 0.045%), L. plantarum-LAB (1 x 10 6 cfu g -1 ), L. buchneri-BUCH (3.64 x 10 5 cfu g -1 ), urea (0.5 e 1.0% fresh basis) plus L. plantarum-Lact/Ur 0.5% and Lact/Ur 1.0% on silage quality, DM losses and aerobic stability. Comparison of treated silages with control after 90 and 180 days from sealing indicated: none of the additives were effective to decrease ethanol concentration in silages and PROP-0.1% and LAB even increased (P<0.05) alcohol levels (4.8 and 12.5% vs 3.8% in control DM); urea, NaOH, SORB-0.03%, BUCH, Lact/Ur 0.5% and Lact/Ur 1.0% treated silages showed lower total DM losses (P<0.05); higher IVDDM was achieved by adding urea, NaOH, BENZ and SORB-0.045% (P<0.05); aerobic stability was improved with BUCH, Lact/Ur 1.0%, urea-1.5%, NaOH (1 and 2%) and BENZ-0.2% treatments (P<0.05). Experiment III: The objective was to compare the effects of additives screened in experiment II based on silage fermentation traits, DM losses and aerobic stability. Treatments were (wet basis): urea (0.5%), sodium benzoate-BENZ (0.1%), potassium sorbate-SORB (0.03%), L. plantarum-LAB (1 x 10 6 cfu g -1 ) e L. buchneri-BUCH (3.64 x 10 5 cfu g -1 ). Comparing treated silages with control after 94 days from sealing indicated: urea, BENZ, SORB and BUCH resulted in silages with less etanol, however LAB resulted in higher ethanol concentration (P<0.05); urea and SORB treatments decreased total DM losses (P<0.05); IVDDM was higher for urea and lower for LAB treated silages (P<0.05); CHOs content was higher in BENZ treated silage (P<0.05). Regression slopes performed through 144 days after sealing indicated: ethanol yield was maximum between 60 and 90 days; gases losses were extended up to 90 days and was lower in urea treated silages; BUCH inoculated silages showed a trend to loose more CHOs; treatment with urea and SORB resulted in silages with increased total DM and effluent losses; IVDDM reduced linearly with time in chemically treated silages, probably due to the increased effluent yield. BUCH and BENZ improved silages aerobic stability over control (78 and 72 h vs 48 h). Experiment IV: Thirty two Holstein heifers (388 kg) were allocated to 4 treatments, 4 replications each, in a block design. The animals were fed total mixed rations containing 46% sugar cane silage, within the following treatments (wet basis): control (without additive), urea (0.5%), sodium benzoate-BENZ (0.1%) e Lactobacillus buchneri-BUCH (3.64 x 10 5 cfu g -1 ). Average daily gain (ADG) showed 21% increase (P<0.05) for BENZ and 32% for BUCH over control (0.9 kg d -1 ); better feed conversions (DMI/ADG) were observed for BENZ and BUCH (7.6 and 7.7 vs 9.4); DM intake (2.2% BW) did not differ (P>0.10) across treatments. Urea treated silage was similar to control in all traits (P>0.05).

Este projeto de pesquisa teve como objetivo principal avaliar aditivos químicos e microbianos no controle da produção de etanol durante a ensilagem da cana-de-açúcar, com vistas à redução das perdas de matéria seca (MS) e de valor nutritivo que ocorrem durante o processo. Para tanto foram realizados três experimentos utilizando silos laboratoriais e um experimento de desempenho com bovinos em crescimento. As avaliações em laboratório foram realizadas com cana-de-açúcar colhida com aproximadamente 12 meses de crescimento e ensilada em baldes de plástico de 20 litros, adaptados com válvulas para eliminação de gases e substrato para colheita de efluentes: Experimento I: Procurou-se caracterizar a dinâmica da fermentação, das perdas de MS e de valor nutritivo e o desenvolvimento da microflora epífita na silagem. Amostragens após 1/2, 1, 2, 3, 7, 15, 45, 90, 120 e 180 dias de fermentação indicaram que: a população de leveduras cresceu até o segundo dia (5,1 log ufc/g massa verde - MV); o teor de etanol atingiu nível máximo (6,4% da MS) aos 15 dias após a ensilagem, quando observou-se desaparecimento de 68% dos carboidratos solúveis (CHOs); aos 45 dias de ensilagem atingiu-se a maior perda total de MS (29%), sendo esta composta por 16% de perdas gasosas; houve pequena produção de efluentes (20 kg/t MV); o pH da silagem apresentou queda constante atingindo 3,47 aos 180 dias; a expressiva produção de etanol, caracterizada por perda elevada de CHOs e aumento no teor de fibra causou redução da DVIVMS da forragem ensilada, de 63 para 47%. Experimento II: O objetivo foi avaliar o efeito de uréia (0,5; 1,0; 1,5% da MV), NaOH (1; 2; 3% da MV), propionato de cálcio-PROP (0,05; 0,1; 0,2% da MV), benzoato de sódio-BENZ (0,05; 0,1; 0,2% da MV), sorbato de potássio-SORB (0,015; 0,03; 0,045% da MV), L. plantarum-BAL (1 x 10 6 ufc/g de MV), L. buchneri-BUCH (3,64 x 10 5 ufc/g de MV), uréia (0,5 e 1,0% da MV) combinada com L. plantarum-Lact/Ur 0,5% e Lact/Ur 1,0%, sobre o valor nutritivo, as perdas de MS e a estabilidade aeróbica das silagens. A comparação das silagens aditivadas com a silagem controle, aos 90 e 180 dias de fermentação, indicou que: os aditivos foram pouco eficientes em reduzir a concentração de etanol (P>0,05) e que, inclusive, os tratamentos PROP-0,1% e BAL causaram aumento (P<0,05) no teor do álcool (4,8 e 12,5% vs 3,8% da MS); uréia, NaOH, SORB-0,03%, BUCH, Lact/Ur 0,5% e Lact/Ur 1,0% causaram diminuição da perda total de MS (P<0,05); as silagens tratadas com uréia, NaOH, BENZ, e SORB-0,045% apresentaram maior DVIVMS e os tratamentos com BUCH, Lact/Ur 1,0%, uréia-1,5%, NaOH (1 e 2%) e BENZ-0,2% resultaram em silagens com maior estabilidade aeróbica (P<0,05). Experimento III: O objetivo foi comparar o efeito de aditivos, selecionados na fase II, sobre a dinâmica da fermentação e das perdas de MS, avaliando também a estabilidade aeróbica das silagens. Os aditivos avaliados foram: uréia (0,5% da MV), benzoato de sódio-BENZ (0,1% da MV), sorbato de potássio-SORB (0,03% da MV), L. plantarum-BAL (1 x 10 6 ufc/g de MV) e L. buchneri-BUCH (3,64 x 10 5 ufc/g de MV). Comparando-se as silagens aditivadas com a silagem controle, aos 94 dias de fermentação, concluiu-se que: a adição de uréia, BENZ, SORB e BUCH resultou em silagens com menor teor de etanol e o tratamento BAL causou aumento na concentração do álcool (P<0,05); uréia e SORB causaram aumentos (P<0,05) na perda total de MS; a aplicação de uréia resultou em aumento e a inoculação com BAL em redução na DVIVMS (P<0,05); o tratamento com BENZ resultou na silagem com maior (P<0,05) concentração de carboidratos solúveis. As curvas da tendência temporal (amostragem aos 2, 10, 31, 62, 94 e 144 dias após ensilagem) indicaram que: a concentração de etanol atingiu seu pico entre 60 e 90 dias de ensilagem; a perda de gases se prolongou além dos 90 dias e foi menor para o tratamento com uréia; o tratamento com BUCH resultou em tendência de maior consumo de açúcares ao longo do tempo; os tratamentos com uréia e SORB apresentaram as maiores perdas totais de MS e estimularam a produção de efluentes; a DVIVMS das silagens nos tratamentos com uréia, BENZ e SORB apresentou tendência de decréscimo linear, provavelmente como efeito da tendência de produção crescente de efluentes. Os aditivos BUCH e BENZ melhoraram a estabilidade aeróbica das silagens, em relação ao controle (78 e 72 h vs 48 h). Experimento IV: Trinta e duas novilhas holandesas (388 kg) foram alocadas a 4 tratamentos, com 4 repetições, em um delineamento em blocos. Os tratamentos consistiram em 4 tipos de rações completas contendo aproximadamente 46% da MS na forma de silagem de cana-de-açúcar, submetidas aos seguintes tratamentos: controle (sem aditivos); uréia (0,5% da MV); benzoato de sódio-BENZ (0,1% da MV) e Lactobacillus buchneri (BUCH, 3,64 x 10 5 ufc/g de MV). O ganho de peso médio diário (GPD) mostrou aumento de 32% para BUCH e de 21% para BENZ (P<0,05), em comparação ao controle (0,94 kg/dia); os tratamentos com BENZ e BUCH resultaram em melhor conversão alimentar (GPD/kg MS) em relação ao controle (7,6 e 7,7 vs 9,4); a ingestão de MS (2,2% PV) não diferiu entre os tratamentos (P>0,10); o tratamento contendo silagem de cana-de-açúcar aditivada com uréia não diferiu (P>0,05) do controle, em nenhum dos parâmetros avaliados. A ensilagem da cana-de-açúcar, sem aditivos, tem resultado em perdas excessivas e reduzido valor nutritivo da forragem. O presente trabalho identificou alguns aditivos capazes de reduzir a produção de etanol, diminuindo as perdas de matéria seca nas silagens, promovendo melhor desempenho de animais com elas alimentados. / The objective of this project was to evaluate chemical and microbial additives on ethanol control in sugar cane silages, aiming to decrease dry matter (DM) and nutritional losses during storage. Three laboratory silos trials were conducted to study fermentation process and associated losses, and one additional experiment was carried out to evaluate animal performance. For the laboratory trials sugar cane (12 months vegetative growth) was ensiled in 20 L plastic buckets provided with valves for gas release and a device for effluent collection: Experiment I: Aimed to characterize fermentation, DM losses and epiphytic microflora dynamics during ensilage. Silage sampling at ½ , 1, 2, 3, 7, 15, 45, 90, 120 and 180 days after sealing indicated: intensive growth of yeast population until day two of fermentation (5.1 log cfu g -1 ); ethanol reached its highest content after 15 days from sealing (6.4% in DM) when 68% of the water soluble carbohydrates (CHOs) disappeared; total DM (29%) and gases (16% of the DM) losses reached a plateau after 45 days of ensilage; effluent yield was negligible (20 kg t -1 ); silage pH was lowest after 180 days of storage (3.47); ethanol production led to increased CHOs loss and higher fiber content in the silage, which in turn were associated with reduction in silage's IVDDM (63 to 47%). Experiment II: The main objective was to evaluate the addition of wet basis): urea (0.5, 1.0,1.5%), NaOH (1, 2, 3%), calcium propionate-PROP (0.05, 0.1, 0.2%), sodium benzoate-BENZ (0.05, 0.1, 0.2%), potassium sorbate-SORB (0.015, 0.03, 0.045%), L. plantarum-LAB (1 x 10 6 cfu g -1 ), L. buchneri-BUCH (3.64 x 10 5 cfu g -1 ), urea (0.5 e 1.0% fresh basis) plus L. plantarum-Lact/Ur 0.5% and Lact/Ur 1.0% on silage quality, DM losses and aerobic stability. Comparison of treated silages with control after 90 and 180 days from sealing indicated: none of the additives were effective to decrease ethanol concentration in silages and PROP-0.1% and LAB even increased (P<0.05) alcohol levels (4.8 and 12.5% vs 3.8% in control DM); urea, NaOH, SORB-0.03%, BUCH, Lact/Ur 0.5% and Lact/Ur 1.0% treated silages showed lower total DM losses (P<0.05); higher IVDDM was achieved by adding urea, NaOH, BENZ and SORB-0.045% (P<0.05); aerobic stability was improved with BUCH, Lact/Ur 1.0%, urea-1.5%, NaOH (1 and 2%) and BENZ-0.2% treatments (P<0.05). Experiment III: The objective was to compare the effects of additives screened in experiment II based on silage fermentation traits, DM losses and aerobic stability. Treatments were (wet basis): urea (0.5%), sodium benzoate-BENZ (0.1%), potassium sorbate-SORB (0.03%), L. plantarum-LAB (1 x 10 6 cfu g -1 ) e L. buchneri-BUCH (3.64 x 10 5 cfu g -1 ). Comparing treated silages with control after 94 days from sealing indicated: urea, BENZ, SORB and BUCH resulted in silages with less etanol, however LAB resulted in higher ethanol concentration (P<0.05); urea and SORB treatments decreased total DM losses (P<0.05); IVDDM was higher for urea and lower for LAB treated silages (P<0.05); CHOs content was higher in BENZ treated silage (P<0.05). Regression slopes performed through 144 days after sealing indicated: ethanol yield was maximum between 60 and 90 days; gases losses were extended up to 90 days and was lower in urea treated silages; BUCH inoculated silages showed a trend to loose more CHOs; treatment with urea and SORB resulted in silages with increased total DM and effluent losses; IVDDM reduced linearly with time in chemically treated silages, probably due to the increased effluent yield. BUCH and BENZ improved silages aerobic stability over control (78 and 72 h vs 48 h). Experiment IV: Thirty two Holstein heifers (388 kg) were allocated to 4 treatments, 4 replications each, in a block design. The animals were fed total mixed rations containing 46% sugar cane silage, within the following treatments (wet basis): control (without additive), urea (0.5%), sodium benzoate-BENZ (0.1%) e Lactobacillus buchneri-BUCH (3.64 x 10 5 cfu g -1 ). Average daily gain (ADG) showed 21% increase (P<0.05) for BENZ and 32% for BUCH over control (0.9 kg d -1 ); better feed conversions (DMI/ADG) were observed for BENZ and BUCH (7.6 and 7.7 vs 9.4); DM intake (2.2% BW) did not differ (P>0.10) across treatments. Urea treated silage was similar to control in all traits (P>0.05).

Na tentativa de reproduzir os benefícios ruminais dos ionóforos, pesquisadores exploram as propriedades antimicrobianas dos compostos secundários dos vegetais. Técnicas in vitro de produção de gás são amplamente utilizadas nas etapas iniciais de pesquisa. Óleos essenciais são compostos hidrofóbicos, sendo comum sua diluição com etanol em experimentos in vitro. Etanol é metabolizado no ambiente ruminal, havendo principalmente produção de acetato. No primeiro experimento, o objetivo foi avaliar o efeito de 10, 100 e 1000 µL de etanol em 75 mL de fluido ruminal tamponado, correspondendo a 0,13; 1,3 e 13,3 µL/mL, respectivamente. As inclusões de 100 e 1000 µL de etanol alteraram a fermentação ruminal in vitro. A dose de 10 µL não afetou a fermentação, exceto pela tendência (P < 0,10) de aumento na produção de gás ou na concentração de valerato ao se incubar feno ou dieta de alto concentrado, respectivamente. Sugere-se a utilização da menor dose possível de etanol (0,13 µL/mL). O segundo experimento trata do uso de brancos (frascos sem substrato, contendo somente inóculo ruminal e meio de incubação) em experimentos in vitro para se estimar as produções líquidas de gás e metano (CH4), assim como a degradação líquida da matéria orgânica incubada. Foi demonstrado que aditivos ruminais (monensina, carvarol, eugenol) afetaram a fermentação de frascos contendo substrato assim como dos brancos. Dessa forma, brancos específicos (brancos contendo aditivo) são necessários ao se avaliar aditivos ruminais sob condições in vitro. No terceiro experimento, incubações in vitro foram conduzidas para triar os efeitos de óleos essenciais sobre a fermentação ruminal. Foram selecionados os óleos essenciais de erva-baleeira (Cordia verbenacea), aroeira-vermelha (Schinus terebinthifolius; óleo extraído das folhas ou frutos), macela (Achyrocline satureoides), guaco (Mikania glomerata), carqueja (Baccharis cylindrica), arnica (Lychnophora pinaster), capim cidreira (Cymbopogon citratus), capim limão (Cymbopogon flexuosus) e citronela (Cymbopogon winterianum). Foram também incluídos os óleos resinóides de copaíba mari-mari (Copaifera reticulata), copaíba angelim (Copaifera multijuga), copaíba zoró (Copaifera langsdorfii) e copaíba vermelha (Copaifera langsdorfii). Os óleos de ervabaleeira, macela e as quatro óleoresinas de copaíba pouco alteraram a fermentação ruminal. Os outros óleos apresentaram claro efeito antimicrobiano, evidenciado pela queda na degradação de substrato. Os resultados mais promissores foram observados ao se incubar dieta de alto concentrado com inóculo adaptado a esta dieta. Os óleos essenciais que apresentaram os melhores resultados foram aroeira vermelha (folhas e frutos) e arnica. Sob a condição de alto concentrado, esses óleos aumentaram a concentração de propionato, reduziram a relação acetato:propionato e/ou diminuíram a produção de CH4. Os óleos essenciais de aroeira vermelha (extraídos das folhas e dos frutos) e arnica foram selecionados para subsequente avaliação in vivo. / In an attempt to reproduce the benefits of ionophores on rumen fermentation, researchers have been exploiting the antimicrobial properties of plant secondary metabolites. In vitro gas production techniques are widely used during the screening phase. Essential oils are hydrophobic compounds, being usual its dilution in ethanol for in vitro experiments. In the rumen environment, ethanol is metabolized mostly to acetate. In the first experiment, the objective was to evaluate the effects of 10, 100 and 1000 µL of ethanol in 75 mL of buffered rumen fluid, corresponding to 0.13, 1.3, and 13.3 µL/mL, respectively. Ethanol inclusions of 100 and 1000 µL affected in vitro rumen fermentation. The inclusion of 10 µL of ethanol had no effects on fermentation, except for the tendency (P < 0.10) of gas production increase or valerate increase when incubating hay or a high-concentrate diet, respectively. It is suggested that ethanol should be included at the lowest dose as possible, which corresponded to 10 µL (0.13 µL/mL) in our conditions. The second experiment dealt with the use of blanks (flasks without substrate, containing only inoculum and incubation medium) in in vitro experiments to estimate net production of gas and methane (CH4), as well as net degradation of organic matter incubated. It was demonstrated that rumen additives (monensin, carvacrol, eugenol) affected fermentation of flasks containing substrate and blanks. Thus, specific blanks (blanks containing additive) are necessary when rumen additives are evaluated in vitro. In the third experiment, in vitro incubations were conducted to screen the effects of essential oils on rumen fermentation. The selected essential oils were: cordia (Cordia verbenacea), Brazilian peppertree (Schinus terebinthifolius; extracted from leaves or fruits), macela (Achyrocline satureoides), guaco (Mikania glomerata), carqueja (Baccharis cylindrica), arnica (Lychnophora pinaster), West Indian lemongrass (Cymbopogon citratus), East Indian lemongrass (Cymbopogon flexuosus), and citronella (Cymbopogon winterianum). Oleoresins from copaiba mari-mari (Copaifera reticulata), copaiba angelim (Copaifera multijuga), copaiba zoro (Copaifera langsdorfii), and copaiba vermelha (Copaifera langsdorfii) were also included. The essential oils from cordia, macela and all copaiba oleoresins had little effect on in vitro rumen fermentation. The remaining essential oils showed a clear antimicrobial effect, mainly on truly degraded organic matter. The most promising results were obtained when using high-concentrate diet and inoculum from animals fed this same diet. The best results were observed for Brazilian peppertree (leaves and fruits) and arnica essential oils. In the condition of high-concentrate diet, these oils increased propionate concentration, had lower acetate to propionate ratio, and/or reduced CH4 production. The essential oils from Brazilian peppertree (leaves and fruits) and arnica were selected for further in vivo evaluation.

Na tentativa de reproduzir os benefícios ruminais dos ionóforos, pesquisadores exploram as propriedades antimicrobianas dos compostos secundários dos vegetais. Técnicas in vitro de produção de gás são amplamente utilizadas nas etapas iniciais de pesquisa. Óleos essenciais são compostos hidrofóbicos, sendo comum sua diluição com etanol em experimentos in vitro. Etanol é metabolizado no ambiente ruminal, havendo principalmente produção de acetato. No primeiro experimento, o objetivo foi avaliar o efeito de 10, 100 e 1000 µL de etanol em 75 mL de fluido ruminal tamponado, correspondendo a 0,13; 1,3 e 13,3 µL/mL, respectivamente. As inclusões de 100 e 1000 µL de etanol alteraram a fermentação ruminal in vitro. A dose de 10 µL não afetou a fermentação, exceto pela tendência (P < 0,10) de aumento na produção de gás ou na concentração de valerato ao se incubar feno ou dieta de alto concentrado, respectivamente. Sugere-se a utilização da menor dose possível de etanol (0,13 µL/mL). O segundo experimento trata do uso de brancos (frascos sem substrato, contendo somente inóculo ruminal e meio de incubação) em experimentos in vitro para se estimar as produções líquidas de gás e metano (CH4), assim como a degradação líquida da matéria orgânica incubada. Foi demonstrado que aditivos ruminais (monensina, carvarol, eugenol) afetaram a fermentação de frascos contendo substrato assim como dos brancos. Dessa forma, brancos específicos (brancos contendo aditivo) são necessários ao se avaliar aditivos ruminais sob condições in vitro. No terceiro experimento, incubações in vitro foram conduzidas para triar os efeitos de óleos essenciais sobre a fermentação ruminal. Foram selecionados os óleos essenciais de erva-baleeira (Cordia verbenacea), aroeira-vermelha (Schinus terebinthifolius; óleo extraído das folhas ou frutos), macela (Achyrocline satureoides), guaco (Mikania glomerata), carqueja (Baccharis cylindrica), arnica (Lychnophora pinaster), capim cidreira (Cymbopogon citratus), capim limão (Cymbopogon flexuosus) e citronela (Cymbopogon winterianum). Foram também incluídos os óleos resinóides de copaíba mari-mari (Copaifera reticulata), copaíba angelim (Copaifera multijuga), copaíba zoró (Copaifera langsdorfii) e copaíba vermelha (Copaifera langsdorfii). Os óleos de ervabaleeira, macela e as quatro óleoresinas de copaíba pouco alteraram a fermentação ruminal. Os outros óleos apresentaram claro efeito antimicrobiano, evidenciado pela queda na degradação de substrato. Os resultados mais promissores foram observados ao se incubar dieta de alto concentrado com inóculo adaptado a esta dieta. Os óleos essenciais que apresentaram os melhores resultados foram aroeira vermelha (folhas e frutos) e arnica. Sob a condição de alto concentrado, esses óleos aumentaram a concentração de propionato, reduziram a relação acetato:propionato e/ou diminuíram a produção de CH4. Os óleos essenciais de aroeira vermelha (extraídos das folhas e dos frutos) e arnica foram selecionados para subsequente avaliação in vivo. / In an attempt to reproduce the benefits of ionophores on rumen fermentation, researchers have been exploiting the antimicrobial properties of plant secondary metabolites. In vitro gas production techniques are widely used during the screening phase. Essential oils are hydrophobic compounds, being usual its dilution in ethanol for in vitro experiments. In the rumen environment, ethanol is metabolized mostly to acetate. In the first experiment, the objective was to evaluate the effects of 10, 100 and 1000 µL of ethanol in 75 mL of buffered rumen fluid, corresponding to 0.13, 1.3, and 13.3 µL/mL, respectively. Ethanol inclusions of 100 and 1000 µL affected in vitro rumen fermentation. The inclusion of 10 µL of ethanol had no effects on fermentation, except for the tendency (P < 0.10) of gas production increase or valerate increase when incubating hay or a high-concentrate diet, respectively. It is suggested that ethanol should be included at the lowest dose as possible, which corresponded to 10 µL (0.13 µL/mL) in our conditions. The second experiment dealt with the use of blanks (flasks without substrate, containing only inoculum and incubation medium) in in vitro experiments to estimate net production of gas and methane (CH4), as well as net degradation of organic matter incubated. It was demonstrated that rumen additives (monensin, carvacrol, eugenol) affected fermentation of flasks containing substrate and blanks. Thus, specific blanks (blanks containing additive) are necessary when rumen additives are evaluated in vitro. In the third experiment, in vitro incubations were conducted to screen the effects of essential oils on rumen fermentation. The selected essential oils were: cordia (Cordia verbenacea), Brazilian peppertree (Schinus terebinthifolius; extracted from leaves or fruits), macela (Achyrocline satureoides), guaco (Mikania glomerata), carqueja (Baccharis cylindrica), arnica (Lychnophora pinaster), West Indian lemongrass (Cymbopogon citratus), East Indian lemongrass (Cymbopogon flexuosus), and citronella (Cymbopogon winterianum). Oleoresins from copaiba mari-mari (Copaifera reticulata), copaiba angelim (Copaifera multijuga), copaiba zoro (Copaifera langsdorfii), and copaiba vermelha (Copaifera langsdorfii) were also included. The essential oils from cordia, macela and all copaiba oleoresins had little effect on in vitro rumen fermentation. The remaining essential oils showed a clear antimicrobial effect, mainly on truly degraded organic matter. The most promising results were obtained when using high-concentrate diet and inoculum from animals fed this same diet. The best results were observed for Brazilian peppertree (leaves and fruits) and arnica essential oils. In the condition of high-concentrate diet, these oils increased propionate concentration, had lower acetate to propionate ratio, and/or reduced CH4 production. The essential oils from Brazilian peppertree (leaves and fruits) and arnica were selected for further in vivo evaluation.