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Previous issue date: 2016-03-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Supplementation with nonprotein
nitrogen (NPN) has been widely used in ruminant feeding in diets of low
quality forages. This is because these animals have a number of microorganisms
in the rumen able to use ammonia for microbial protein production of excellent
quality, ammonia is obtained through the action of urease enzyme on the
nitrogenous products supplied in food, for example, urea. However, an excessive
consumption of urea may result in poisoning by NH3. Thus, a controlled release
of urea into the rumen is an essential aspect for ruminants feed, but few studies
to control the release of urea in the rumen have been identified to date Thus this
paper proposes obtaining nanocomposites montmorillonite and urea, formulated
by the extrusion process, as a source of slow-release nonprotein nitrogen on the
feed. The materials were characterized by diffraction of X-ray (XRD), scanning
electron microscopy (SEM), thermal gravimetric analysis (TGA) and elemental
analysis (CHN). Also was studied the behavior solubilization in an aqueous
medium of urea present in the nanocomposites. Characterization results can be
observed that the montmorillonite exfoliation suffered in all nanocomposites,
urea served as montmorillonite dispersed phase in a matrix. The release results
showed that the presence of MMT acts as a barrier to release of urea making all
nanocomposites have slower release of urea compared to the pure material In
order to assess the effect of the use of such nanocomposites as non-protein
nitrogen supplement for sugarcane (bulky), was carried out in vitro digestibility
test for dry matter, which simulates the food digestion conditions in the rumen.
Different nanocomposite showed gain on the digestibility of sugar cane, which
is considered low quality forage, especially for presenting low protein value and
be difficult to digest. The nanocomposite MMT/Ur 1:4/HG 2% was the most
effective in increasing the digestibility of the sugar cane. The gain on digestibility was not very significant for displaying nanocomposites release
kinetics urea very slowly, suggesting that an ideal release rate is required, being
synchronized with the power supply supplied from the carbohydrate in the diet.
The pH remained within the optimal range for urease activity, the enzyme
responsible for metabolizing urea to ammonia and also for maximum microbial
synthesis. These results show that the development of nanostructures is a
powerful tool for increasing the efficiency of conventional fodder, and can serve
as a basis for further in vivo testing. / A suplementação com nitrogênio não
proteico (NNP) vem sendo muito utilizada na alimentação de ruminantes em
dietas com volumosos de baixa qualidade. Isto porque estes animais possuem
uma série de microrganismos no rumem capazes de utilizar amônia (NH3) para
produção de proteína microbiana de excelente qualidade. Essa amônia utilizada
pode ser obtida através da ação da enzima urease sobre os produtos nitrogenados
fornecidos na alimentação, como por exemplo, a ureia. No entanto, um consumo
excessivo de ureia pode resultar em intoxicação por NH3. Assim, uma liberação
controlada de ureia no rúmen é um aspecto essencial na alimentação de
ruminantes, porém poucos estudos relacionados ao controle da liberação de
ureia no rúmen foram identificados até o momento. Com isso esse trabalho
propõe a obtenção de nanocompósitos de montmorilonita e ureia com ou sem a
adição de compostos poliméricos (paraformaldeido e hidrogel), formulados pelo
processo de extrusão, como fonte de liberação lenta de nitrogênio não proteico
sobre a alimentação animal. Os materiais foram caracterizados por Difratometria
de raios-X (DRX), Microscopia eletrônica de Varredura (MEV), Análise
termogravimétrica (TG) e Análise elementar (CHN). Estudou-se também o
comportamento de solubilização em meio aquoso da ureia presente nos
nanocompósitos. Dos resultados de caracterização pode-se observar que a
montmorillonita sofreu intercalação em todos os nanocompósitos, a ureia atuou
como fase dispersa em uma matriz de montmorilonita. Os resultados de
liberação mostraram que a presença da MMT atua como barreira na liberação de
ureia fazendo com que todos os nanocompositos tenham liberação mais lenta de
ureia em relação ao material puro. A fim de avaliar o efeito da utilização desses
nanocompósitos como suplemento de nitrogênio não proteico para a cana de
açúcar, realizou-se o teste de digestibilidade in vitro da matéria seca, para
melhorar a digestibilidade da cana de açúcar. Diferentes nanocompósitos
apresentaram ganho sobre a digestibilidade da cana de açúcar, que é considerada
uma forragem de baixa qualidade, principalmente por apresentar baixo valor
proteico e ser de difícil digestão. O nanocompósito MMT/Ur 1:4/HG foi o mais
eficaz no aumento da digestibilidade da cana de açúcar. O incremento sobre a
digestibilidade não foi muito expressivo para os nanocompósitos com liberação
de ureia muito lenta, o que sugere que uma taxa de liberação ideal é necessária,
esta idealidade estaria relacionada a sincronização de energia proveniente dos
carboidratos ingeridos na dieta e a concentração de amônia disponível, uma vez
que ambos são utilizados na síntese proteica e ambas influenciam na digestão dos alimentos. O valor de pH manteve-se dentro de uma faixa ideal para
atividade da urease. Estes resultados mostram que o desenvolvimento de
nanoestruturas é uma ferramenta poderosa para incrementar a eficiência de
forragens convencionais, e pode servir como base para futuros ensaios in vivo.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/8734 |
| Date | 29 March 2016 |
| Creators | Cruz, Camila Conceição Tomé da |
| Contributors | Oliveira, Caue Ribeiro de |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Câmpus São Carlos, Programa de Pós-graduação em Química, UFSCar |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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