Sugarcane bagasse or elephant grass hay in diets for goats: Performance, feeding behavior and carcass characteristics

Background: Novel feeding strategies should be developed to produce high-quality meat in current goat production systems. Objective: To evaluate the effects of castration and the association of spineless cactus with sugarcane bagasse or elephant grass hay on nutrient intake, digestibility, performance, feeding behavior and carcass traits of feedlot kids. Methods: A total of 24 male kids (12 castrated and 12 intact), with an average initial weight of 18.5 ± 3.8 kg were allotted to a completely randomized 2 x 2 factorial design (sugar cane bagasse or elephant grass hay; intact or castrated), and confined for 70 days. Results: Nutrient intake and animal performance were similar between treatments. Sugarcane bagasse increased, when compared to elephant grass hay, the digestibility of dry matter (66.12 vs 62.88; p=0.005), crude protein (74.26 vs 70.95; p=0.029) and non-fibrous carbohydrates (91.94 vs 83.07; p<0.001). The forage source affected the time spent resting, ruminating and total chewing time, but there was no effect of diet on feeding and rumination efficiencies. Elephant grass hay increased, when compared to sugarcane bagasse, hot carcass weight (9.87 vs 10.79; p=0.025) and hot carcass yield (43.81 vs 46.87; p=0.013). Intact kids produced heavier hot carcasses when compared with castrated kids (10.80 vs 9.86; p=0.014). Conclusion: Feeding intact or castrated kids with sugar cane bagasse or elephant grass hay do not affect nutrient intake and performance. Feedlot goats have improved carcass traits if kept intact and fed elephant grass hay.

Antecedentes: Se requiere desarrollar nuevas estrategias de alimentación para producir carne de alta calidad en los sistemas actuales de producción de cabras. Objetivo: Evaluar el efecto de la castración y asociación de palma forrajera con bagazo de caña de azúcar o heno de pasto elefante sobre la ingesta de nutrientes, digestibilidad, rendimiento, comportamiento de alimentación y caracteristicas de la canal de cabritos de engorde. Métodos: Un total de 24 cabritos (12 castrados y 12 intactos) con peso inicial promedio de 18,5 ± 3,8 kg fueron asignados a un diseño factorial 2 x 2 completamente al azar (bagazo de caña de azucar o heno de pasto elefante; castrados o intactos) y confinados durante 70 días. Resultados: La ingesta de nutrientes y el rendimiento animal fueron similares entre tratamientos. El bagazo de caña de azúcar aumentó, en comparación con el heno de pasto elefante, la digestibilidad de la materia seca (66,12 vs 62,88; p=0,005), de la proteína cruda (74,26 vs 70,95; p=0,029) y de los carbohidratos no fibrosos (91,94 vs 83,07; p<0,001). La fuente de forraje afectó el tiempo de descanso, de rumia, y el tiempo total de masticación, pero no hubo efecto de la dieta sobre la eficiencia alimentacia y de la rumia. El heno de pasto elefante aumentó, en comparación con el bagazo, el peso de la canal caliente (9,87 vs 10,79; p=0,025) y el rendimiento de la canal caliente (43,81 vs 46,87; p=0,013). Los animales intactos produjeron canales calientes más pesadas en comparación con los castrados (10,80 vs 9,86; p=0,014). Conclusión: La alimentación de cabritos enteros o castrados con bagazo de caña de azúcar o heno de pasto elefante no afecta la ingesta de nutrientes y el rendimiento. Los cabritos tienen mejores características de canal si se alimentan con heno de pasto elefante y se dejan enteros.

Antecedentes: Novas estratégias de alimentação devem ser desenvolvidas para produção de carne de qualidade nos atuais sistemas de produção de caprinos. Objetivo: Avaliar o efeito da castração e da associação da palma forrageira com o bagaço de cana de açúcar ou feno de capim elefante no consumo de nutrientes, digestibilidade, desempenho, comportamento ingestivo e características de carcaça de cabritos confinados. Métodos: Um total de 24 caprinos (12 castrados e 12 não castrados), com peso inicial médio de 18,5 ± 3,8 kg, distribuídos em um delineamento experimental inteiramente casualizado, em arranjo fatorial 2 x 2 (bagaço de cana de açúcar ou feno de capim elefante; inteiros ou castrados), confinados durante 70 dias. Resultados: O consumo de nutrientes e o desempenho dos animais foram semelhante entre os tratamentos. O bagaço de cana elevou, quando comparado com o feno, a digestibilidade da matéria seca (66,12 vs 62,88; p=0,005), proteína (74,26 vs 70,95; p=0,029) e carboidratos não fibrosos (91,94 vs 83,07; p<0,001). As fontes de fibra afetaram os tempos de ócio, ruminação e mastigação total, mas não houve efeito para as eficiências de alimentação e ruminação. O feno de capim elefante aumentou, quando comparado com o bagaço, o peso de caracaça quente (9,87 vs 10,79; p=0,025) e o rendimento de carcaça quente (43,81 vs 46,87; p=0,013). Os animais inteiros produziram carcaças quentes mais pesadas em comparação aos castrados (10,80 vs 9,86; p=0,014). Conclusão: Alimentar caprinos inteiros ou castrados com bagaço de cana ou feno de capim-elefante não interfere no consumo de nutrientes e desempenho. Caprinos confinados terão as características de carcaça melhoradas se mantidos intactos e alimentados com feno de capim elefante.

Bioprodução de pediocina por Pediococcus pentosaceus ET34 em resíduo agroindustrial hidrolisado bagaço de cana-de-açúcar / Bioproduction of Pediocin by Pediococcus pentosaceus ET34 in hydrolyzed sugar cane bagasse agroindustrial residue

Um dos grandes desafios nas indústrias alimentícia, farmacêutica e agropecuária é a busca por novos compostos para substituir os antibióticos. Como possíveis candidatos estão as bacteriocinas para serem utilizados paralelamente aos antibióticos ou até substituí-los. As bactérias ácido-láticas podem produzir substâncias inibitórias semelhantes às bacteriocinas (BLIS - bacteriocin-like inhibitory substances) que possuem efeito bacteriostático ou bactericida contra diferentes grupos de bactéria sendo largamente utilizadas como bioconservantes alimentares. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi o emprego de um resíduo agroindustrial, o hidrolisado de bagaço de cana-de-açúcar, como fonte de carbono em cultivos fermentativos para produção do BLIS pela cepa Pediococcus pentosaceus ET 34. Resultados revelaram que as células de ET34 foram capazes de crescer utilizando este resíduo agroindustrial como fonte de carbono e ensaios utilizando planejamento fatorial demonstraram que a agitação não influencia na produção de BLIS. Ao escalonar o cultivo em biorreatores, foi verificado que tanto o crescimento como a atividade antimicrobiana foram semelhantes aos obtidos em bancada com exceção da condição de 25% (v/v) de HBC (hidrolisado de bagaço de cana) que devido a maior viscosidade do meio, resultou em uma diminuição no crescimento e de produção de BLIS. O BLIS produzido por células de ET34 utilizando o HBC como fonte de carbono foi parcialmente purificado por sulfato de amônio e demonstrou atividade contra Listeria monocytogenes ATCC 934 e Salmonella enterica CECT 724. Desta maneira, pode-se concluir que Pediococcus pentosaceus ET34 foi capaz de crescer em meio contendo HBC como fonte de carbono produzindo BLIS em seu sobrenadante com ação frente a diferentes bactérias patogênicas. A possibilidade de utilizar uma fonte alternativa de carbono pode diminuir o custo de processo consideravelmente. Além disso, ensaios de planejamento fatorial, superfície de resposta e escalonamento em biorreator de bancada indicaram que concentrações baixas de HBC (5-15%, v/v) a 35 °C resultaram na maior produção de BLIS

The great challenge in the food, pharmaceutical and agricultural industries is the search for new compounds to replace antibiotics. Bacteriocins are possible candidates that can be used in parallel with the antibiotics or even to replace them. Lactic-acid bacteria can produce bacteriocin inhibitory substances (BLIS - bacteriocin-like inhibitory substances) that have a bacteriostatic or bactericidal effect against different bacterial species and are widely used as food bioconservatives. In this context, the aim of this work was to use of an agroindustrial waste, hydrolyzed sugarcane bagasse, as a carbon source in fermentative cultures for the production of BLIS by Pediococcus pentosaceus ET 34 strain. Results revealed that ET34 cells were able to grow using this agroindustrial residue as a carbon source, and trials using factorial design showed that agitation did not influence on the production of BLIS. When it was perform cultivation scale up in bioreactors, it was verified that both the growth and the antimicrobial activity were similar to those obtained in the workbench with the exception of the condition of 25% (v/v) of HBC (sugarcane bagasse hydrolyzate) that due to its higher viscosity, resulted in a decrease in growth and BLIS production. BLIS produced by ET34 cells using HBC as a carbon source that was partially purified by ammonium sulfate showed activity against Listeria monocytogenes ATCC 934 and Salmonella enterica CECT 724. Thus, it can be concluded that Pediococcus pentosaceus ET34 was able to grow in medium containing HBC as carbon source producing BLIS in its supernatant with action against different pathogenic bacteria. The possibility of using an alternative carbon source can greatly reduce the process cost. In addition, factorial design, response surface and scale up trials in bench bioreactors indicated that low concentrations of HBC (5-15% v/v) at 35 ºC resulted in higher BLIS production

Production of cellulases by Penicillium oxalicum through solid state fermentation using agroindustrial substrates / Produção de celulases por Penicillium oxalicum em fermentação em estado sólido usando diferentes substratos agroindustriais

The purpose of this study was to define the factors that influence the production of cellulases by Penicillium oxalicum, a strain obtained from a leaf-cutting ant colony and identified based on the ITS gene. The experimental design included solid state fermentation using sugarcane bagasse and lignocellulosic sorghum as the lignocellulosic substrate. The variables were analyzed using a 25-1 fractional factorial design, with three replicates on the central point. All the variables analyzed influenced the production of at least one of the three cellulose types analyzed. The highest values observed were: FPase 4.2 U g-1, CMCase 9.2 U g-1 and Avicelase 8.4 U g-1 using lignocellulosic sorghum as the substrate. The best conditions for enzyme production were: incubation temperature at 40ºC, initial moisture of 60%, pH of 4.0 and a growth period of four days using lignocellulosic sorghum as the substrate.

O estudo teve como foco a determinação de fatores que influenciam a produção de celulases por uma cepa isolada de ninho de formigas cortadeiras e identificada por meio do gene ITS como Penicillium oxalicum. O processo produtivo foi Fermentação em Estado Sólido utilizando como substrato lignocelulósico bagaço de cana-de-açúcar e sorgo lignocelulósico. As variáveis foram analisadas através de um planejamento fatorial fracionário 25-1, com três repetições no ponto central. Todas as variáveis analisadas influenciaram a produção de pelo menos um dos três tipos de celulases analisados. As maiores atividades observadas foram: FPase 4,2 U g-1; CMCases 9,2 U g-1 e avicelase 8,4 U g-1, utilizando sorgo lignocelulósico como substrato. As melhores condições para produção foram: temperatura de incubação a 40oC, umidade inicial 60%, pH 4,0, tempo de cultivo de quatro dias, utilizando como substrato sorgo lignocelulósico.

Substract and temperature effect on xylanase production by aspergillus fumigatus using low cost agricultural wastes / Efeito da temperatura e do substrato na produção de xilanase por aspergillus fumigatus utilizando resíduos agroindustriais de baixo custo

This study reports the optimization of xylanase production under solid state fermentation (SSF) by a thermotolerant Aspergillus fumigatus strain (SCB4) isolated from sugarcane bagasse piles of Brazilian Cerrado. Different combinations of low-cost agricultural byproducts in SSF were evaluated: sugarcane bagasse and wheat bran (1:1), sugarcane bagasse and corn straw (1:1) and only sugarcane bagasse. The enzyme biosynthesis by SSF was carried out at different temperatures (40, 45, 50 and 55 oC). The maximum levels of xylanase activity were obtained after 24 h at 45 °C using a culture medium containing sugarcane bagasse and wheat bran (1:1). Under optimal conditions, the fungal culture produced 574 U g-1 of xylanase (units/g of dry substrate). The crude enzyme showed optimal activity at 60 °C and pH 4.5. It exhibited thermostability up to 55 °C, wide range of pH stability and tolerance to ethanol, xylose and glucose. The physicochemical properties shown by this enzyme are appropriate for its application in hydrolysis of lignocellulosic residues for ethanol production and other bioproducts.

Este estudo descreve a otimização da produção de xilanase por fermentação em estado sólido (FES) por uma linhagem termotolerante de Aspergillus fumigatus isolada de pilhas de bagaço de cana-de-açúcar do Cerrado Brasileiro (linhagem SCB4). Combinações de diferentes subprodutos agrícolas de baixo custo foram avaliadas como substratos na FES: bagaço de cana-de-açúcar e farelo de trigo (1:1), bagaço de cana-de-açúcar e palha de milho (1:1) e somente bagaço de cana-de-açúcar. A produção da enzima por FES foi realizada em diferentes temperaturas (40, 45, 50 e 55 oC). Níveis máximos de xilanase (574 U g-1 de substrato seco) foram obtidos após 24 h a 45 °C, utilizando bagaço de cana-de-açúcar e farelo de trigo (1:1) no meio de cultura. O extrato enzimático bruto apresentou atividades ótimas a 60 °C e pH 4,5. A enzima exibiu estabilidade térmica até 55 °C, ampla faixa de pH de estabilidade e tolerância ao etanol, xilose e glucose. Tais propriedades físico-químicas indicam que o extrato enzimático obtido é apropriado para aplicação na hidrólise de resíduos lignocelulósicos para a produção de etanol e outros bioprodutos.

Extracellular production of avicelase by the thermophilic soil bacterium Bacillus sp SMIA-2 / Produção de avicelase extracelular pela bactéria termofílica Bacillus sp SMIA-2

Nowadays, the isolation of new bacterial strains that produce enzymes with novel properties is a subject of great relevance to the scientific community. This study, in order to search for producers of new cellulase strains, investigated the avicelase production by thermophilic Bacillus sp. strain SMIA-2. The best avicelase activity was observed in a culture medium containing 0.5% (w v-1) avicel and 0.5% (w v-1) corn steep liquor with initial pH 7.5- 8.0 incubated at 50 oC. When avicel was replaced in the medium by the treated sugarcane bagasse (0.5%, w v-1) the avicelase activity levels were not affected. Studies on the avicelase characterization revealed that the optimum pH of the enzyme was found to be 8.5 and the enzyme retained more than 80% of its activity after incubation at room temperature for 2h at pH 6.5-8.5. The optimum temperature of this enzyme was 70oC and the enzyme retained 67% of the original activity after 20 min. of heat treatment at 70oC. Avicelase was stimulated by Mn2+ and Co2+, whereas Hg2+ greatly inhibited the enzyme activity.

Atualmente, o isolamento de estirpes de bactérias que produzem enzimas com novas propriedades é um tema de grande relevância para a comunidade científica. Este trabalho, buscando por novas cepas produtoras de celulases, investigou a produção de avicelases pelo termofílico Bacillus sp. cepa SMIA-2. A melhor atividade da enzima foi obtida em uma cultura contendo 0,5% (p v-1) avicel e 0,5% (p v-1) água de maceração de milho com pH inicial de pH 7,5-8,0 e incubada a 50oC. A substituição da avicel no meio de cultura pelo bagaço de cana- de- açúcar tratado (0,5%, p v-1) não afetou os níveis de atividade da avicelase. Estudos sobre a caracterização da avicelase revelaram que o pH para atividade ótima da enzima foi 8,5 e que a mesma reteve mais de 80% de sua atividade após ser incubada à temperatura ambiente por 2 h a pH 6,5-8,5. A temperatura ótima da avicelase foi 70oC e a enzima reteve 67% da sua atividade original após 20 min. de incubação a 70oC. A avicelase foi estimulada pelos íons Mn2+ e Co2+, ao passo que Hg2+ inibiu a atividade da enzima.

Obtenção de derivado de celulose a partir do bagaço de cana-de-açúcar com potencial aplicação nas indústrias farmacêutica e cosmética / Assessment of a gel derived from sugarcane bagasse cellulose

A tendência de se buscar o desenvolvimento de novos veículos agregando sustentabilidade e qualidade é o desafio da pesquisa farmacêutica. Assim, a busca de novas fontes de matéria-prima parece ocupar uma grande parcela dos estudos e investimentos do setor farmacêutico. Desse modo, a celulose é um exemplo de matéria-prima com alta aplicabilidade nas indústrias farmacêutica e cosmética. Temos na natureza algumas espécies de angiospermas com potencial fornecimento de celulose, tais como coco, bambu, cana-de-açúcar, entre outras. Destas, o bagaço de cana-de-açúcar apresenta teores de celulose significativos para obtenção de compostos derivados. O Brasil ocupa o primeiro lugar na produção de etanol e açúcar através da utilização da cana-de-açúcar. O presente trabalho teve como objetivo avaliar uma dispersão obtida a partir de um composto derivado da celulose extraída do bagaço de cana-de-açúcar.

The development of new vehicles combining sustainability and quality is a challenge facing pharmaceutical research. Thus, the search for novel raw material sources seems to occupy a great portion of the studies and investments of the pharmaceutical sector. One example of such a raw material with wide applicability in the pharmaceutical and cosmetics industries is cellulose. There are several angiosperm species with potential as suppliers of cellulose, such as coconut, bamboo and sugarcane, to name a few found in Brazil. Bagasse, the fibrous residue from crushed sugarcane, has a significant cellulose content from which new compounds can be derived. Brazil currently occupies first place in the production of ethanol and sugar from sugarcane. The aim of the present study was to assess a dispersion obtained from a derivative of the cellulose extracted from sugarcane pulp.