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Óleos Essenciais e enzimas na dieta de vacas leiteiras Luiz Gustavo Ribeiro Pereira Researcher - Animal Nutrition and Precision Dairy Farming Embrapa Dairy Cattle

Luiz Gustavo Ribeiro Pereira

Researcher - Animal Nutrition and Precision Dairy Farming Embrapa Dairy Cattle

Óleos Essenciais e enzimas na dieta de vacas leiteiras

• Eficiência bioeconômica;

• Enzimas e Óleos Essenciais;

• Resultados de Pesquisa;

• Considerações Finais.

Roteiro

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Roteiro

& &

2050

9,7 Bilhões 7,3 Bilhões

2016

Fonte: Google imagens

i) Alimentar a crescente população

https://www.theatlantic.com/magazine/archive/2018/03/charles-mann-can-planet-earth-feed-10-billion-people/550928/?utm_source=fbb

GEE na Pecuária: Quebrando paradigmas!

Metano entérico representa de 5-6% das emissões antropogênicas de metano Ruminantes não competem por alimentação humana – Espécies estratégicas para produzir alimento para o Mundo Leite e Carne de Bovinos – Alimentos de elevada densidade nutricional

8%

12%

15%

60%

5% Ozônio

CFCs

Metano

CO2

Óxido nitroso

Contribuição relativa dos gases de efeito estufa de origem antrópica

Fonte: IPCC, 2006

Argumento 1

Fontes globais de emissão de metano provenientes de atividades antrópicas

Argumento 1

4% 8%

15%

11%

10% 7%

7%

22%

16% Outros

Carvão

Gás natural e óleo

Queima de biomassa

Aterros

Esgoto doméstico

Esterco animal

Fermentação entérica

Cultivo de arroz irrigado

15% x 22% = 3,3% do GEE total Fonte: IPCC, 2006

Eficiência de conversão de energia e proteína

Output/Input Energia

Output/Input Energia

(consumível Humanos)

Output/Input Proteína

Output/Input Proteína

(consumível Humanos)

Leite 0,25 1,07 0,21 2,08

Bovinos 0,07 0,65 0,08 1,19

Suínos 0,21 0,30 0,19 0,29

Aves 0,19 0,28 0,31 0,62

Argumento 2

Fonte: GILL et al., 2010

Densidade de Nutrientes em Relação ao Impacto Climático

Bebida % da RNN No Nutrientes ≥ 5% RNN

Densidade de Nutrientes

Emissão GEE Index

Leite 12,6 9 53,8 99 0,54

Refrigerante 0,7 0 0 109 0,00

Suco Laranja 9,0 4 17,2 61 0,28

Cerveja 1,8 0 0 101 0,00

Vinho Tinto 2,4 1 1,2 204 0,01

Água Mineral 0,2 0 0 10 0,00

Bebida de Soja 5,3 3 7,6 30 0,25

Bebida de Aveia 3,2 1 1,5 21 0,07

RNN: Recomendações Nórdica de Nutrição Densidade de Nutrientes = % RNN No de Nutriente que contribuem com mais de 5% da RNN Index de Densidade de Nutrientes em Relação ao Impacto climático (IDNIC = densidade de nutriente/ Emissões de GEE)

Smedaman et al. 2010

Argumento 3

Argumento 3

Crianças britanicas consumidoras de iogurte (> 60 g/dia) consomem dieta de melhor qualidade, com ingestão de nutrientes mais adequada; apresentam menor pressão arterial e menor concentração de hemoglobina glicada (indicativo de teores elevados de glicose sanguínea/diabetes)

GEE na Pecuária – Quebrando paradigmas!!!

Estamos Preparados?


Estamos Preparados?

Brazil – 1º País em desenvolvimento a propor corte em emissões Nationally Determined Contribution Reduzir as emissões em 37% até 2025 e 43% até 2030. Focada em desmatamento e mudança do uso da terra Intensificação da pecuária – base conceitual


estimado projeção

NAMA - ações de mitigação nacionalmente adequadas NDC - contribuição nacional determinada


OPORTUNIDADE: Pecuária como prestadora de serviços ambientais!!!


OPORTUNIDADE: Pecuária como prestadora de serviços ambientais!!!

Balanço de carbono (tCO2e/ano) em fazendas leiteiras (MG) considerando ou não as áreas de pasto e lavoura

Área dos imóveis Rurais Vegetação preservada nos imóveis Rurais

Agricultura e preservação da vegetação

48%

ÁREAS PROTEGIDAS TERRESTRES EM 9 PAÍSES COM MAIS DE 2,5 MILHÕES DE KM2

Eficiência Bioeconômica dos Sistema de Produção

PRODUZIR MAIS E DE FORMA MELHOR

DAIRY HIGH-TECH

BIG DATA

CATALIZADORES PARA A EFICIÊNCIA BIOECONÔMICA

CORRECT DECISIONS

IoT

INOVATION FARM PRACTICE

BIOTECNOLOGIA ENZIMAS

ADITIVOS

ii) Resistência Antimicrobiana

LINK: https://amr-review.org/sites/default/files/AMR%20Review%20Paper%20-%20Tackling%20a%20crisis%20for%20the%20health%20and%20wealth%20of%20nations_1.pdf

Mortes causadas por resistência a antimicrobianos compara a outras causas de morte

Estimativa de mortes devido a resistência antimicrobiana em 2050

LINK: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5127510/pdf/pmed.1002184.pdf

Pecuária e Resistência Antimicrobiana

Dietas ricas em concentrado: ↑ genes AMR

Monensina – Aditivos mais vendido para ruminantes

TOP 5 Consumidores de antimicrobianos: China, Estados Unidos, India, Brasil e Alemanha Antimicrobianos promotores de crescimento

2006 – Banido em países da comunidade Europeia

2012- Programas voluntários nos EUA e Canadá

Consumo de Antibióticos não diminuiu

Aumentou o uso de antibiótico de importância na Medicina

Relatório do FDA: 62% apresentam importância médica (74% administrados via alimentação) 38% sem importância mécica → 80% são IONÓFOROS

Não é utilizado na medicina humana

Não existe fármaco similar

Não promove Resistência Antimicrobiana

Indicações Terapêuticas (Coccicdiose) e Melhorador de desempenho

EU – definido como cocidiostático





Roteiro

& &

Eficiência bioeconômica nos sistemas de produção de leite Custo elevado dos alimentos Milho – Componente principal do concentrado de vacas leiteiras Limitações do milho produzido em condição tropical Otimização da utilização do Amido em dietas de vacas leiteiras Amilase Exógena

Eficiência bioeconômica nos sistemas de produção de leite Ruminantes: Fermentação: perdas de energia(CH4) e proteína (NH3) Uso de antibióticos: ↑ Eficência ↓ Aceitação Social Busca por compostos vegetais bioativos

Compostos Orgânicos Ativos derivados do metabolismo secundário

Não apresentam função para o crescimento ou desenvolvimento da planta Definem odor/cor: função ecológica: mensageiro entre planta e ambiente Difícil Classificação: rotas metabólicas e mecanismos de ação se sobrepõem

3 Grupos: Taninos Saponinas

Óleos Essenciais

Maior número de pesquisas sobre efeito na fermentação microbiana ruminal

MODULADORES DE FERMENTAÇÃO

Óleos Essenciais

DEFINIÇÃO: Blend de metabólitos secundários obtidos da fração volátil das

plantas por destilação a vapor (Gershenzon and Croteau, 1991)

“Essential“ derivado do termo “Essence” – cheiro ou sabor – conferem flavors e

odor às plantas

Diversidade de composição e atividades

Óleos Essenciais

Os compostos ativos mais importantes são divididos em dois grupos químicos:

Terpenóides: 15 mil compostos descritos na literatura (C5H8)

Via do Mevalonato

Phenylpropanoides: não são os compostos mais comuns dos óleos essenciais (cadeia de 3 C ligada a anel aromático de 6 carbonos) Derivados do AA Fenilalanina

Via do ácido Chiquimico

C5: hemiterpenos (piretrinas) C10: monoterpenos (mentol e citrol) C15: sesquiterpenos (bisalobo-camomila) C20: diterpenos (esteviosídeo) C30: triterpenos (saponinas) C40: tetraterpenos ou carotenoides; unidades maiores: politerpenos.

Adaptado de Calsamiglia et al. (2007)

Eugenol: 5-10%

Limonene: 20-35%

Vanilline: 10-20%

Gauiacol: 10-15%

Salicyaldehyde: 5-10%

Thymol: 25-35%

VANILLINE Semente da Baunilha Agente flavorizante ↑R$ Artificial (Eugenol ou Lignina)

SALICYLALDEHYDE Trigo Sarraceno Precursor de agentes quelantes Isômero do Hidroxibenzaldeído Sintetisado do Fenol ou Clorofórmio Secreção defensiva insetos Castóreo

LIMONENE Casca de frutas cítricas Solvente biodegradável Flavorizante Mascara sabor amargo alcalóides

THIMOL Isômero do Carvacrol Tomilho e Orégano Antisséptico Odor aromático

GUAIACOL Derivado do Guaco Obtido do alcatrão de Faia Creosoto da madeira Gerado na pirólise da lignina (fumaça) Eugenol e Vanillina (Síntese) Expectorante, antisséptico e anestésico

EUGENOL Óleo de Cravo Presente Canela Uso odontológico Antisséptico

Eficiência bioeconômica nos sistemas de produção de leite Busca por compostos vegetais bioativos:

Produção de CH4 por cordeiros alimentados com níveis crescentes de extrato alcaloídico da vagem de algaroba

MON1 AAE2 P-valor

Itens 2,8 0 6,6 17,3 27,8 EPM M vs AA3 L Q

Produção de metano (CH4)

g dia-1 23,65 23,88 23,25 21,45 20,42 0,56 0,0549 <0,00014 0,9858

g/dia/kg IFDNcp 61,08 55,01 55,87 56,42 46,50 1,51 0,0004 <0,00015 0,0014

g/dia/kg IMS 21,86 19,66 19,71 19,89 17,01 0,55 0,0003 0,00036 0,0147

g/dia/PC 0,62 0,58 0,58 0,55 0,51 0,02 0,0006 <0,00017 0,3551

Souza et al (2018) – Dados não publicados





Roteiro

&

Experimento i) Efeitos da amilase exógena sobre a cinética de digestão in vitro da planta inteira de milho dentado ou semi-duro em diferentes estádios fenológicos Experimento ii) Efeito da amilase exógena sobre a digestão ruminal in vitro dos grão de sorgo e milho Experimento iii) Óleos essenciais como alternativa a monensina e amilase exógena em dietas de vacas leiteiras

Campo Experimental José Henrique Bruschi 1.037 ha, 2 sistemas de produção, 4 Retiros, Áreas experimentais,

Laboratórios, e instalações para treinamento de Técnicos e Produtores

Edificações: 21 unidades Área total: 13.717 m2 Capacidade: ~400 ruminantes (bovinos, ovinos, caprinos, bubalinos)

CMB - Complexo Multiusuário de Bioeficiência e Sustentabilidade da Pecuária

Efeitos da amilase exógena sobre a cinética de digestão in vitro da planta inteira de milho dentado ou semi-duro em diferentes estádios fenológicos A. S. Silva1 ǀ L. G. R. Pereira2 ǀ M. S. Pedreira1 ǀ F. S. Machado2 ǀ M. M. Campos2 ǀ C. S. Cortinhas3 ǀ T. S. Acedo3 ǀ R. D. dos Santos4 ǀ J. P. P. Rodrigues5 ǀ R. M. Maurício5 ǀ T. R. Tomich2* 1Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia, Itapetinga, BA, Brazil 2Embrapa Dairy Cattle, Juiz de Fora, MG, Brazil 3DSM Nutritional Products S.A., São Paulo, SP, Brazil 4Embrapa Semi-arid, Petrolina, PE, Brazil 5Universidade Federal de São João del Rei, São João del Rei, MG, Brazil

Experimento i

JUSTIFICATIVA E HIPÓTESE Amido: principal fração dos CNF da silagem de milho ↑ Digestão ruminal x ↓ digestão pós-ruminal : ↑ eficiência de uso da energia Sínetese de poteína microbiana e propionato (Arieli et al., 2001; Reynolds et al., 2001)

Interação entre tipo de milho e do estádio fenológico na concentração/diponibiliade do amido Amido de milho flint é mais resistente ao ataque enzimático Milho flint: predominante no Brasil

Experimento i

HIPÓTESE

A amilase exógena age de forma distinta na cinética de digestão ruminal in vitro da silagem de milho obtida em diferentes estádios fenológicos e de híbridos de diferente vitreosidade do grão

Experimento i

MÉTODOS

Híbridos (RIBER KWS®): RB9004 dentado nd RB9308 semi-duro Estádios Fenológicos: Leitoso Pastoso Farináceo Farináceo-duro

Experimento i

MÉTODOS

5 repetições (canteiros de 1 m2)

Experimento i

56 dias Técnica in vitro de produção de gases

MÉTODOS

Experimento i

14 dias adaptação

Reversão

Item (g/kg de MS) Dieta Silagem de milho 480

Feno de Tifton 52.6

Milho 210.6

Farelo de soja 210.2

Calcáreo 9.7

Uréia 5.3

Sulfato de amônia 5.3

Mineral mix¹ 26.3

Control Amylase

Amilase2 - 0.7

Composção das dietas oferecidas às doadores de líquido ruminal

1Mineral mix: 88 g/kg of calcium; 42 g/kg of phosphorus; 18 g/kg of sulphur; 45 g/kg of magnesium; 20 g/kg of potassium; 123 g/kg of sodium; 14 mg/kg of cobalt; 500 mg/kg of copper; 20 mg/kg of chromium; 1,050 mg/kg of iron; 28 mg/kg of iodine;: 1,400 mg/kg of maganese; 18 mg/kg of selenium; 2,800 mg/kg of zinc; 420 mg/kg of fluorine; 80 mg/kg of biotin; 200,000 UI/kg of vitamin A; 70,000 UI/kg of vitamin D3; 1,200 UI/kg of vitamin E; 600 mg/kg of monensin; 2Amylase: Ronozyme RumiStarTM; DSM Nutritional Products Brazil SA

MÉTODOS

Experimento i

Medições: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 15, 19, 24, 30, 36, 48, 72 e 96 h

𝑉𝑓(𝑡) =𝑉1

(1 + 𝑒 2−4×𝐶1× 𝑡 )+

𝑉2

(1 + 𝑒 2−4×𝐶2× 𝑡−𝐿 )+ 𝜀

VCF, kCf, VCNF, kCNF, L (Schofield et al., 1994)

24 h: AGCC, NH3, CH4, pH

Bromatológica e variáveis de fermentação da silagem

𝑌𝑖𝑗𝑘 = 𝜇 + 𝐻𝑖 + 𝐸𝑗 + 𝐻 × 𝐸𝑖𝑗 + 𝜀𝑖𝑗𝑘

Yijk variável dependente, μ media geral, Hi efeito fixo do híbrido, Ej efeito fixo do estádio fenológico, H×Eij efeito fixo da interação híbrido x estádio fenológico, εijk is the random error

Variáveis ensaio in vitro

𝑌𝑖𝑗𝑘 = 𝜇 + 𝐻𝑖 + 𝐼𝑗 + 𝐻 × 𝐼𝑖𝑗 + 𝑅𝑙 + 𝜀𝑖𝑗𝑘𝑙 Ij efeito fixo de inóculo H×Iij efeito fixo da interação híbrido x inóculo, Rl efeito aleatório de rodados in vitro

MÉTODOS

Experimento i

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Experimento i

214

252

320

362

0

50

100

150

200

250

300

350

400

Leitoso Pastoso Farináceo Farináceo Duro

Efeito do estádio fenológico na MS da silagem (g/kg)

Dent Flint Média

Fonte: Silva et al., 2018 (Dados não Publicados)


Experimento i

89 78 78

69

0

20

40

60

80

100

120


Efeito do estádio fenológico na PB das silagens (g/kg MS)

Dent Flint Média



Experimento i

581

480 468 489

0

100

200

300

400

500

600

700


Efeito do estádio fenológico na FDN das silagens (g/kg MS)

Dent Flint Média



Experimento i

83

204

227 239

0

50

100

150

200

250

300


Efeito do estádio fenológico no teor amido das silagens (g/kg MS)

Dent Flint Média Fonte: Silva et al., 2018 (Dados não Publicados)


Experimento i

Efeito do estádio fenológico e amilase na fermentação in vitro do híbrido flint CHOT CF CNF

Pastoso

Leitoso

Farináceo

Far. Duro



Experimento i

Efeito do estádio fenológico e amilase na fermentação in vitro do híbrido dent CHOT CF CNF

Pastoso

Leitoso

Farináceo

Far. Duro



Experimento i

dent flint

Efeito do tipo de híbrido (dente x flint)

CHOT CF CNF



Experimento i

dent flint

Efeito da presença de amilase exógena

CHOT CF CNF



Experimento i

0

50

100

150

200

250

VT VCF VCNF

Controle Amilase

Efeito da presença de amilase exógena – Volume de Gases

6%

10%

-1%


0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

kCF kCNF

Controle Amilase


Experimento i

Efeito da presença de amilase exógena nas taxas de fermentação

10%

11%



Experimento i

Efeito da presença de amilase exógena no tempo de colonização (h)

-15%

2

2,5

3

Controle Amilase Fonte: Silva et al., 2018 (Dados não Publicados)

572

629 631

597

520

540

560

580

600

620

640

660

Leitoso Pastoso Farináceo Far. Duro

DENT

Controle Amilase Média

590

602 617

601

520

540

560

580

600

620

640

660

Leitoso Pastoso Farináceo Far. Duro

FLINT

Controle Amilase Média

Efeito da presença de amilase exógena e estádio fenológico na DIVMS

6% 6% 3%

3%


Experimento i


0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

CH4 (mg/g DMi) CH4 (mg/g DMd)

Controle Amilase

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

CH4 (mg/g DMi) CH4 (mg/g DMd)

Dent Flint

11%

12%

Efeito da presença de amilase exógena e híbrido na produção e rendimento de CH4

Efeito da amilase Efeito de Híbrido


Experimento i


6,41

6,37

6,34

6,35

6,36

6,37

6,38

6,39

6,40

6,41

6,42

Controle Amilase

pH

68

71

65

66

67

68

69

70

71

72

Controle Amilase

AGV (µmol)


Experimento i

Efeito da presença de amilase na pH e AGV


CONCLUSÕES

Estádios farináceo e farináceo duro: melhor composição bromatológica e qualidade das silagens; Híbrido (dent x flint): pouca influência nas variáveis de fermentação ruminal in vitro; A amilase exógena aumenta a extensão e taxa de fermentação da fração CF e aumenta a taxa de fermentação dos CNF em todos os estádios fenológicos; A amilse exógena aumenta a digestão da fibra e a taxa de fermentação dos CNF das silagens de grãos flint ou dent.

Experimento i

Efeito da amilase exógena sobre a digestão ruminal in vitro dos grão de sorgo e milho A.S. SilvaA, L.G.R. PereiraB,* M.S. PedreiraA, F.S. MachadoB, M.M. CamposB, C.S. CortinhasC, T.S. AcedoC, R.D. dos SantosE, J.P.P. RodriguesE, R.M. MaurícioE, T.R. TomichB

AState University of Southwestern Bahia, Itapetinga, BA 45700-000, Brazil BEmbrapa Dairy Cattle, Juiz de Fora, MG 36038-330, Brazil CDSM/Tortuga, São Paulo, SP 01452-905, Brazil DEmbrapa Semi-arid, Petrolina, PE 56302-970, Brazil EFederal University of São João Del Rey, São João Del Rey, MG, Brazil *Corresponding author: E-mail: [email protected] (L.G.R. Pereira).

Experimento ii

JUSTIFICATIVA E HIPÓTESE Cereais ricos em amido (milho e sorgo): ↑R$ (fonte energética para vacas leiteiras) ↑ Digestão amido: aditivos ou uso de genótipos com ↓ vitereosidade (prolamina e densidade) Sorgo: endosperma duro (↓digestibilidade) Amilase exógena aumenta o aproveitamento do amido (clima temperado) Maioria dos estudo conduzidos com silagem de planta inteira: efeitos de outros componentes Demanda por ensaios conduzidos em condições tropicais

Experimento ii

OBJETIVOS

Avaliar os efeitos da amilase exógena sobre a digestão ruminal in vitro e in situ dos grãos de sorgo ou milho de diferentes vitreosidades

Experimento ii

MÉTODOS

Ensaio 1: Screening de híbridos de milho (vitreosidade e DIVMS) Ensaio 2: Efeito da amilase exógena na cinética de digestão ruminal, produção de CH4 in vitro, e degradabilidade in situ do sorgo e híbridos de milho

Experimento ii

MÉTODOS Experimento ii

Monsanto Company®, Missouri, USA AG1051 (dent) AG8088 (flint) Embrapa Milho e Sorgo, MG, Brazil 1L1411 1N1932 1M1752 1M1807

Dissecação manual Bromatológica e DIVMS (Produção Gases)

Ensaio 1: Screening de híbridos de milho (vitreosidade e DIVMS)

Item1 (g/kg)

Híbrido AG1051 1L1411 1M1752 1M1807 1N1932 BRS332 AG8088

DM 884.3 872.6 870.6 873.5 887.4 889.1 867.6

OM2 977.2 986.0 985.8 987.2 986.7 982.1 987.4

CP2 105.4 92.3 95.5 92.9 103.7 132.5 93.0

EE2 76.8 43.8 42.6 50.5 56.3 45.6 55.6

ash2 22.8 14.1 14.0 12.5 13.7 18.1 12.8

NDF2 138.0 135.9 135.7 123.8 102.7 152.0 129.8

ADF2 41.2 40.3 33.9 42.2 31.9 68.3 40.1

Lig2 14.6 15.3 15.3 17.9 11.7 37.6 13.2

Starch2 649 701 707 673 623 671 649

NFC2 657 714 712 720 724 652 709

Vitreousness3 591 509 620 660 739 - 761

Composição bromatológica e vitreosidade dos grãos de milho e sorgo

1Item: DM= dry matter; OM= organic matter; CP= crude protein; EE= ether extract; NDF= neutral detergent fiber; ADF= acid detergent fiber; Lig= lignin; NFC= non-fibrous carbohydrates; 2DM basis; 3g/kg of total endosperm


Cinética ruminal e digestibilidade in vitro (IVDMD) de grãos de milho de diferente vitreosidade

1Parameters of model proposed by France et al. (1993); T/2 = time necessary to gas production reach half of its potential; A= maximum gas production potential; µ = gas production rate; ED5 = effective digestibility to passage rate of de 5%/h. Means within a row not sharing a common superscript differ by Fisher test (p < .0.5)

Item Hybrids

SEM p-value AG1051 1L1411 1M1752 1M1807 1N1932 AG8088

pH 5.3 5.40 5.4 5.4 5.3 5.5 0.04 0.21

Gas (mL) 183.4ab 191.72a 152.6bc 148.6c 191.6a 168.6abc 13.54 0.04

IVDMD (g/kg) 452.3 449.9 465.3 475.2 444.4 418.7 1.93 0.45

1Parameters (France et al. 1993)

Lag time (hh:mm) 00:51abc 00:31c 01:07ab 01:12a 00:52abc 00:45bc 00:11 0.02

T/2 (hh:mm) 10:08d 13:08bc 17:07a 17:11a 10:49cd 15:21ab 01:51 <0.01

A (mL) 196.3ab 211.0a 169.3b 169.2b 213.2a 201.2ª 14.75 0.03

µ (mL/h) 0.056a 0.049b 0.049b 0.046b 0.048b 0.039c 0.003 <0.01

ED5 (g/kg) 530.2 499.1 496.1 487.4 515.9 499.1 2.70 >0.50


Dentado (AG1051) Duro (IN1932) Sorgo (BRS332)

Técnica produção de gases: 48 horas de incubação (12 h - AGV, NH3, CH4, pH) Degradabilidade in situ: 3, 6, 12, 24 and 48 h

MÉTODOS

Ensaio 2: Efeito da amilase exógena na cinética de digestão ruminal, produção

de CH4 in vitro, e degradabilidade in situ do sorgo e híbridos de milho

pH, accumulated gas production, in vitro dry matter digestibility (IVDMD) and ammonia nitrogen (NH3-N) at 48 hours of incubation and parameters of ruminal kinects of corn and sorghum grains

1Parameters of model proposed by France et al. (1993): Lag = lag time; T/2 = time necessary to gas production reaches half of its potential; A= maximum gas production potential; µ = gas production rate; DE5 = effective digestibility to passage rate of 5%/h. 2Parameters of model proposed by Sampaio et al. (1995): As = potential degradability; cs = degradation rate. 3SEM = standard error mean. Means within a row not sharing a common superscript differ by Fisher test (p < .0.5)

Item

Control Amylase

3SEM

p-value

BRS332 AG1051 1M1932 BRS332 AG1051 1M1932 Hybrid Amylase Híb x Amy

pH 5.9 5.8 5.8 6.0 5.9 5.9 0.07 0.05 0.11 >0.50

Gas (mL) 214.9 213.3 222.1 217.2 237.9 230.7 6.04 0.14 0.01 0.13

IVDMD (g/kg) 547.5b 620.1a 606.0a 559.0b 611.6a 642.0a 2.20 <0.01 0.31 0.36

NH3-N (mg/g) 2.0 2.0 2.1 2.4 2.4 2.4 0.13 >0.50 <0.01 >0.50

1Parameters (France et al. 1993)

Lag (hh:mm:ss) 30:19 42:40 43:08 56:39 40:38 36:39 09:45 >0.50 >0.50 0.19

T/2 (hh:mm:ss) 13:45 11:17 13:07 13:52 14:51 14:5 01:01 >0.50 0.01 0.14

A (mL) 247.2 226.3 232.3 247.5 281.2 257.5 13.00 >0.50 <0.01 0.08

µ (mL/h) 0.063 0.064 0.059 0.054 0.053 0.054 0.01 0.17 0.01 0.09

ED5 (g/kg) 508.3b 572.2a 559.5a 508.5b 563.1a 593.6a 2.15 <0.01 >0.50 0.32

2Parameters (Sampaio et al. 1995)

As (%) 75.5 77.6 78.0 75.0 77.0 89.5 6.26 0.15 >0.50 0.31

cs (%/h) 3.3 3.9 3.9 3.5 4.3 2.9 0.60 0.21 >0.50 0.21

↓ ↓ ↑ ↑ ↑ ↑

↓ ↓ ↑ ↑ ↑ ↑

Parâmetros de cinética de degradabilidade in situ dos grãos de sorgo e milho divergentes para vitreosidade

1Parameters of Ørskov and McDonald (1979): S = rapidly degraded fraction; B = slowly degraded fraction, A = degradation potential; c = degradation rate of fraction B; ED = effective digestibility considering the rate of passage of 5%/h. 2SEM= standard error mean. Lowercase letters compare hybrids by the Fisher's test (p < 0.05).

1Item

Control Amylase 2SEM

p-value

BRS332 AG1051 1M1932 BRS332 AG1051 1M1932 Hybrid Amylase Hyb x

Amy

S (%) 4.3c 14.8a 9.6b 4.5c 15.1a 9.7b 2.67 <0.01 >0.50 >0.50

B (%) 95.6a 78.1b 85.0ab 95.4a 79.8b 85.7ab 5.44 <0.01 >0.50 >0.50

A (%) 100.0 93.0 94.6 100.0 95.0 95.4 3.70 0.13 >0.50 >0.50

c (%/h) 3.0b 3.5ab 3.9a 3.1b 3.4ab 4.1a 0.35 <0.01 >0.50 >0.50

ED5 (g/kg) 404.0b 469.8a 468.3a 409.1b 476.1a 482.4a 2.95 <0.01 >0.50 >0.50

↑ ↑

↑ ↑

↑ ↑ ↑ ↑ ↓ ↓

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

Controle Amilase Controle Amilase Controle Amilase

AG1051 1N1932 BRS332

20% 14% 20%

Nitrogênio amoniacal de grãos de milho e sorgo (p < 0,05)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Controle Amilase Controle Amilase Controle Amilase

AG1051 1N1932 BRS332

Produção de CH4 (mg/g MS degradada) de grãos de milho e sorgo (p< 0,05)

22% 44% 52%

CONCLUSÕES

A amilase exógena aumenta a produção de gases e CH4 in vitro e melhora os parâmetros de cinética de fermentação de grãos de milho e sorgo, mas não afeta a digestibilidade in vitro and in situ.

Experimento ii

Óleos essenciais como alternativa a monensina e amilase exógena em dietas de vacas leiteiras L. D. R. Freire,* T. R. Tomich,† F. S. Machado†, M. M. Campos,† A. L. Ferreira,†§ C. S. Cortinhas,‡ T. S. Acedo,‡ R.M. Maurício,§ J. P. Sacramento,§ M.S. Pedreira,* L. G. R. Pereira1† * Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia, Itapetinga, Bahia, Brazil, 45700-000 † Brazilian Agricultural Research Corporation – Embrapa Dairy Cattle, Juiz de Fora, Minas Gerais, Brazil, 36038-330 ‡ DSM Nutritional Products S.A, São Paulo, São Paulo, Brazil, 01451-905 § Universidade Federal de São João del Rei, São João del Rei, Minas Gerais, Brazil, 36307-352

Experimento iii

JUSTIFICATIVA Cereas ricos em amido: componente estratégico em dietas de vacas leiteiras Milho é a principal fonte de amido: ↑R$ e usado na alimentação humana Esforços para o desenvolvimento de produtos, processos e tecnologias : redução e otimização do amido Amilase exógena como aditivo para aumentar a digestibilidade toral ou ruminl do amido (Hristov et al., 2008, Gencoglu et al., 2010, Nozière et al., 2014) Os resultados são os mesos em condições tropicais (milho duro)????

Experimento iii

JUSTIFICATIVA Monensina – ionóforo aprovado para uso em vacas em lactação ↑ eficiência alimenta; ↓ CMS, acetate:propionate, protozoários e a emissão de CH4 entérico Baixa aceitação pública quanto ao uso de antibióticos em animais de produção Óleos essenciais como alternative aos aditivos antibióticos

Experimento iii

HIPÓTESES

(a) A combinação de monensina com amilase exógena tem efeito positivo na produção e parâmetros metabólicos de vacas leiteiras;

(b) A substituição da monensina por blend de EO não afeta negativamente o desempenho, a emissão de CH4 entérico e ometabolismo de vacas leiteiras.

Experimento iii

MÉTODOS

Experimento iii

39 Vacas (n=13) 75 ± 34 DEL

20,74 ± 4,2 kg Leite/d

PC - 502 ± 57 kg Delineamento inteiramente casualisado 70 dias 21 adaptação 49 coleta

MÉTODOS

Experimento iii

Ingredientes e composição das dietas experimentais Ingredients Total Mixed Ration

g/kg

Corn Silage 480,0

52,6

210,6

210,2

9,7

5,3

5,3

26,3

Tifton Hay

Corn

Soybean Meal

Limestone

Urea

Ammonium sulfate

Mineral Mix¹

Mon Mon+Amylase EO+Amylase

mg/Kg

Monensin 15,78 15,78 0,000

Amylase 0,000 657,5 657,5

EO² 0,000 0,000 52,6

53%

47%

Mon Mon Amylase EO+Amylase

Chemical Composition³ (g/kg)

Organic Matter 914.6 ± 9.4 924.4 ± 4.1 919.9 ± 3.0

Crude Protein 194.5 ± 3.7 192.8 ± 7.9 190.6 ± 6.5

Ether Extract 36.5 ± 2.2 37.0 ± 1.7 36.6 ± 5.8

NDF 308.3 ± 13.1 292.1 ± 9.5 301.7 ± 6.4

ADF 155.1 ± 6.3 148.7 ± 4.0 151.9 ± 3.0

Starch 249.3 ± 20.1 250.8 ± 19.6 247.7 ± 17.2

Energy (Mcal/kg)

Net energy for lactation 1.63 1.63 1.63

Free Stall experimental

Free Stall experimental (Sistema Intergado®)



Galpão de Metabolismo

3 Lotes

15

12 12



Sala de ordenha

Laboratório de Bioenergética

23±3ºC e UR 65±5%

Laboratório de Bioenergética

Calibração diária

Métodos

Experimento iii

Efeitos Fixos: tratamento, semena, tratamento x semana Covariáveis: leite e dias em lactação Semana de lactação – medida repetida no tempo

yijk = μ + cov1 + cov2 + τi + wk + (τ×w)ik + δij + εijk, μ = media τi = efeito do tratamento wk = efeito da semana (τ x w)ik = efeito da interação tratamento x semana δij = covariance between repeated measures within animals cov1 = efeito da covariável 1

cov2 = efeito da covariável 2

εijk = efeito do erro aleatório associado à observação yijk.

Resultados e Discussão

Experimento iii

Efeito da amilase e da substituição da monensina por EO sobre o consumo

Item¹ Monensin Monensin +

Amylase

EO +

Amylase

P SEM

Intake (Kg/day)

DMI 15.3B 17.3A 17.7A 0,001 0,176

CP 3.45 3.66 3.79 0.298 0.091

Ether Extract 0.60A B 0.54B 0.68A 0.019 0.022

NDF 4.30 4.08 4.03 > 0.50 0.112

ADF 2.45 2.31 2.45 > 0.50 0.070

NFC 7.34 6.99 7.64 0.342 0.176

Starch 4.17 4.32 4.50 0.422 0.100

Fonte: Freitas et al. (2018) Dados não Publicados

*Means followed by the different letters within a row differ by LSM test at 5% probability.

Item¹ Monensin Monensin + Amylase EO + Amylase P SEM

(g/Kg DM)

DM 724.84 704.55 709.11 0.093 6.43

OM 739.50 723.04 725.95 0.167 6.08

CP 781.05 776.17 769.24 0.409 4.37

Ether Extract 662.52 576.31 624.89 0.060 15.5

NDF 532.64 510.76 476.50 0.231 14.6

ADF 570.79 506.18 529.70 0.064 13.1

NFC 854.07 825.62 836.57 0.100 6.97

Starch 946.42 950.72 942.54 0.413

2.66


Experimento iii

Efeito da amilase e da substituição da monensina por EO sobre a digestibilidade




Experimento iii

Efeito da amilase e da substituição da monensina na produção de leite


Mon Mon +

Amylase

EO +

Amylase SEM

P-value

Treatment Week Treat x

Week

Milk yield, kg 19.4B 21.0A 19.9AB 0.178 0.0007 0.0345 0.9368

FCM, kg 21.2C 22.3B 23.1A 0.195 <0.0001 0.0134 0.8799

ECM, kg 19.5C 20.6B 21.3A 0.208 <0.0001 0.0132 0.8768

Milk fat, g/kg 40.6B 38.8C 45.1A 0.0389 <0.0001 0.6166 0.9900

Milk protein, g/kg 33.1B 32.5B 34.8A 0.0242 <0.0001 <0.0001 0.9984

Milk lactose, g/kg 47.7A 46.8B 46.6B 0.0121 0.0001 0.0310 0.9634

Total solids, g/kg 131B 127C 136A 0.0591 <0.0001 0.1145 0.9984

Solids nonfat, g/kg 89.8A 88.1B 90.6A 0.0261 0.0002 <0.0001 0.9970

MUN, mg/dL 23.3 23.8 22.7 0.475 0.1422 <0.0001 0.9009



Experimento iii

Efeito da amilase e da substituição da monensina na emissão de CH4


Item Monensin Monensin+

Amylase

EO +

Amylase P-value SEM

CH4, g/day 293 310 332 0.199 6.290

CH4, g/kg DMI 18.1 18.5 17.3 0.462 0.301

CH4, g/kg OMI 20.3 20.0 19.0 0.478 0.340

CH4, g/kg NDFI 65.1B 70.1A 59.9C 0.017 1.160

CH4, g/kg DMD 25.2 26.7 25.3 > 0.50 0.495

CH4, g/kg OMD 27.6 27.9 26.1 0.435 0.474

CH4, g/kg NDFD 113B 132A 114B 0.028 2.580

CH4, g/kg ECM 14.4 14.2 15.8 0.083 0.266 *Means followed by the different letters within a row differ by LSM test at 5% probability.


Experimento iii

Efeito da amilase e da substituição da monensina na partição energética


Monensin Monensin +

Amylase

EO +

Amylase P-value SEM

Intake and Energy partitioning

GEI (Mcal/day) 70.49 71.23 77.31 0.279 1.94

FE (Mcal/day) 19.31 20.51 22.15 0.109 0.729

DE_Mcal/day 51.19 50.73 55.16 0.387 1.40

DE (Mcal/kg DM) 3.04 3.05 3.03 > 0.50 0.0184

ECH4 (Mcal/day) 4.22 4.17 4.38 > 0.50 0.141

UGE (Mcal/day) 3.50 3.57 3.75 > 0.50 0.112

ME (Mcal/day) 43.47 42.98 47.03 0.345 1.22

ME (Mcal/kg DM) 2.58 2.59 2.58 > 0.50 0.0167

NEL (Mcal/kg) 14.16 14.86 14.43 > 0.50 0.377

DHP (Mcal/day) 23.77 24.51 25.53 0.378 0.514

DHP (Kcal/Kg0.75) 215.67 221.26 225.96 0.380 3.19

EB (Mcal/day) 5.53 3.60 7.07 0.211 0.904


Experimento iii

Efeito da amilase e da substituição da monensina na eficiência energética


Monensin Monensin

+ Amylase

EO +

Amylase P-value SEM

Efficiency of energy utilization

q. ME/GE 0.62 0.60 0.61 0.293 0.005

ME/DE 0.85 0.85 0.85 > 0.50 0.002

DHP/MEI 0.56 0.57 0.55 > 0.50 0.011

EB/MEI 0.11 0.08 0.13 0.320 0.018

NEL/ME 0.33 0.35 0.31 0.202 0.009

26

25

24

61

60

62

71

71

[VALOR]

33

35

35

6

6

6

29

29

28

5

5

5

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

EO + AMY

MON + AMY

MON

EO + AMY

MON + AMY

MON

EO + AMY

MON + AMY

MON

Utilização da Energia

DE

ME

NEMMG

FE

CH4E UE

HP

% Energia Bruta Ingerida Fonte: Freitas et al. (2018) Dados não Publicados)


Experimento iii

Efeito da amilase e da substituição da monensina na partição de nitrogênio


Monensin

Monensin +

Amylase EO + Amylase P-value SEM

Nitrogen (g/day)

Total Nitrogen 552 586 598 0.400 14.2

Fecal 121 131 138 0.159 4.22

Urine 282 298 297 > 0.50 8.13

Milk 105 113 108 > 0.50 3.19

Excreted 508 542 543 > 0.50 13.4

Retained 43.8 43.8 55.1 0.747 7.68

Nitrogen (% N ingested)

Fecal 21.9 22.4 23.1 0.409 0.437

Urine 51.4 51.5 49.5 > 0.50 1.11

Milk 19.0 19.4 18.1 0.239 0.337

Excreted 92.3 93.3 90.7 > 0.50 1.26

Retained 7.70 6.70 9.30 > 0.50 1.26


Experimento iii

Efeito da amilase e da substituição da monensina nos parâmetros sanguíneos


Monensin Monensin +

Amylase

EO +

Amylase

P-value SEM

mg/dL

Glucose 68.15 71.73 66.95 0.135 1.02

Urea 62.61 64.21 60.74 0.447 1.09

Triglycerides 11.70 11.12 11.12 > 0.50 0.441

mmol/L

NEFA 0.59A 0.51A 0.40B < 0.001 0.0204

D-3-hydroxybutyrate 0.86 0.88 0.97 0.157 0.0263



Experimento iii

Efeito da amilase e da substituição da monensina no comportamento de ingestão de alimentos e água



Mon Mon +

Amylase

EO +

Amylase P-value SEM

Daily feeding time. min 177 174 175 0.957 0.067

Feeding time with intake. min 176 172 175 0.923 0.069

DM intake rate (kg/min) 0.104 0.107 0.107 0.876 0.003

nº visits 45.7 45.1 38.4 0.246 1.954

nº visits with intake 33.7 28.7 27.8 0.178 1.409

nº visits without intake 11.5 17.0 10.93 0.090 1.265

nº feed bin visits 2.87B 4.38A 2.91B 0.036 0.277

Water intake. L/d 66.4 69.2 66.5 0.861 2.306

Water intake. L/kg DMI 3.40 3.64 3.43 0.482 0.106

Water intake. L/kg milk 3.18 3.11 3.33 0.495 0.085

Water intake rate (kg/min) 0.93 1.32 1.08 0.391 0.205

CONCLUSÕES

A adição de amilase exógena em dietas com monensina aumenta o consumo de MS, a produção de leite, FCM e ECM;

Quando a monensina é substituida por OE ocorre aumento adicional no FCM e ECM;

EO podem ser uma alternativa a monensina em dietas de vacas leiteiras, aumentando a produção de leite, gordura, proteína, sólidos totais e produção de proteína sem afetar a produção e intensidade de emissão de metano.

Experimento iii

COSIDERAÇÕES FINAIS

Oportunidades para consolidar o Brasil como provedor de alimentos para o mundo; Produzir com foco em eficência bioeconômica; Aditivos alimentares – tecnologias para aumento da eficiência em sistemas de proução de leite

Grato pela atenção!

Luiz Gustavo Ribeiro Pereira [email protected]

Date post:	11-Nov-2018
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