ABSTRACT
Background: α-galacto-oligosaccharides, including raffinose and stachyose, are present in soybean meal and used widely as a protein source in poultry diets. These compounds have anti-nutritive effects that ultimately reduce performance and value of birds. Thus, the addition of exogenous α-galactosidase to poultry diets -which can initiate the digestion of these non-digestible sugars- can be an effective strategy to solve the nutritional disorders associated with consumption of these oligosacharides. Solid state fermentation (SSF) has drawn attention for the production of microbial enzymes, due to the possibility of using cheap and abundant agro-industrial residues as substrates. Objective: to present information on α-galactosidase production under SSF conditions by an Antarctic bacterial isolate, Bacillus LX-1. Methods: initially, wheat bran, soybean meal, corn flour and the combinations of these individual substrates with nutritive supplements containing 1% galactose, 0.5% yeast extract, 1% tryptone, and 0.001% MnSO(4)4H2O were evaluated to select an optimal medium in SSF to produce extracellular α-galactosidase. Certain fermentation parameters involving incubation time, moisture content, and initial pH were investigated separately. Additional studies were conducted to evaluate the influence on enzyme production of different carbon sources (glucose, sucrose, galactose, lactose, and maltose) and nitrogen sources (peptone, tryptone, sodium nitrate and ammonium sulfate). Results: a medium containing soybean meal resulted in best α-galactosidase synthesis and was used for further SSF explorations with Bacillus sp. LX-1. Maximum enzyme production was observed at a growth period of 72 h, 75% moisture content and pH 8.0. Enzyme activity was enhanced in the presence of galactose or lactose as the carbon source, and tryptone or peptone as the nitrogen source. Conclusion: this SSF technique could be potentially used to produce α-galactosidase for poultry feed.
Antecedentes: los α-galacto-oligosacáridos, incluyendo rafinosa y estaquiosa, están presentes en la harina de soja, la cual es utilizada ampliamente como fuente de proteína en dietas de aves. Estos compuestos tienen efectos anti-nutricionales que reducen el rendimiento de las aves. La adición de α-galactosidasa exógena a dietas de aves puede iniciar la digestión de esos azúcares, resultando en una estrategia eficaz para resolver los desórdenes nutricionales asociados con el consumo de dichos oligosacáridos. La fermentación en estado sólido (SSF) se puede usar para producir enzimas microbianas, debido a la posibilidad de utilizar residuos agroindustriales abundantes y baratos como sustrato. Objetivo: informar sobre la producción de α-galactosidasas por una bacteria antártica (Bacillus LX-1) bajo condiciones de SSF. Métodos: se evaluaron salvado de trigo, harina de soja, harina de maíz y las combinaciones individuales de estos sustratos con suplementos nutritivos conteniendo 1% de galactosa, 0,5% de extracto de levadura, 1% de triptona y 0,001% de MnSO(4)4H2O para seleccionar un medio óptimo de SSF para producir α-galactosidasa extracelular. Ciertos parámetros de fermentación incluyendo tiempo de incubación, contenido de humedad, y pH inicial se evaluaron por separado. Se realizaron estudios adicionales para evaluar la influencia de diferentes fuentes de carbono (glucosa, sucrosa, galactosa, lactosa y maltosa) y de nitrógeno (peptona, triptona, nitrato de sodio y sulfato de amonio) sobre la producción enzimatica. Resultados: un medio con harina de soja resultó ser el mejor para la síntesis de α-galactosidasa y se utilizó para nuevas exploraciones de SSF con Bacillus sp. LX-1. La producción máxima de la enzima se observó en un periodo de crecimiento de 72 h, a 75% de humedad y pH 8,0. La actividad enzimática mejoró en presencia de galactosa o lactosa como fuente de carbono, y triptona o peptona como fuente de nitrógeno. Conclusión: la técnica de SSF podría ser utilizada para producir α-galactosidasa destinada a la alimentación de aves de corral.
Antecedentes: os α-galacto-oligossacarídeos, incluindo rafinose e estaquiose, estão presentes na farinha de soja, que é amplamente utilizado como uma fonte de proteína em dietas de aves domésticas. Estes compostos têm efeitos anti-nutricionais que reduzem o desempenho das aves. A adição de α-galactosidase exógena em dietas de aves pode começar a digerir estes açúcares, resultando em uma estratégia eficaz para resolver os problemas nutricionais associados com o consumo desses oligossacarídeos. A fermentação em estado sólido (SSF) pode ser usada para produzir enzimas microbianas, devido à possibilidade de utilização de resíduos agroindustriais como substrato abundante e barato. Objetivo: relatar a produção de α-galactosidase por uma bactéria da Antártida (Bacillus LX- 1) em SSF. Métodos: foram avaliados o farelo de trigo, farelo de soja, farelo de milho e combinações específicas destes substratos com suplementos nutricionais contendo 1% de galactose, 0,5% de extrato de levedura, 1% de triptona e 0,001% de MnSO(4)4H2O para selecionar um meio ideal de SSF para produzir extracelular α-galactosidase. Certos parâmetros de fermentação, incluindo tempo de incubação, teor de umidade e pH inicial foram avaliados separadamente. Estudos adicionais foram conduzidos para avaliar a influência de diferentes fontes de carbono (glucose, sacarose, galactose, lactose e maltose) e de azoto (peptona, triptona, nitrato de sódio e sulfato de amónio) na produção da enzima. Resultados: um meio com farelo de soja acabou por ser o melhor para a síntese de α-galactosidase e foi usado para uma maior exploração de SSF com Bacillus sp. LX - 1. A produção máxima da enzima foi observada em um período de crescimento de 72 h, 75% de humidade e pH 8,0. Melhoria da atividade enzimática na presença de galactose ou lactose como fonte de carbono e de triptona e peptona como fonte de azoto. Conclusão: A técnica da SSF poderia ser usada para produzir α-galactosidase para a alimentação de aves domésticas.
ABSTRACT
O experimento foi conduzido com 210 leitões desmamados, afim de avaliar os efeitos da adição de frutooligosacarídeos (FOS) ou olaquindox nas rações sobre o desempenho dos 21 aos 63 dias de idade. Utilizou-se programa de alimentação por fases (pré-inicial, inicial-I e inicial-II, de zero aos 16, 17 aos 30 e dos 31 aos 42 dias, respectivamente). O delineamento foi de blocos ao acaso, seis tratamentos e sete repetições de cinco leitões cada: T1 - sem adição de FOS; T2 - com 0,1 por cento de FOS; T3 - com 0,2 por cento de FOS; T4 - com 0,3 por cento de FOS; T5 - com 0,5 por cento de FOS e T6 - sem FOS e 25ppm de olaquindox. A adição de FOS não afetou o consumo e o ganho diário de peso nas diferentes fases estudadas. Contudo, verificou-se melhor desempenho dos leitões que receberam olaquindox comparado à média dos demais tratamentos. Ao contrário do olaquindox, a adição de FOS foi ineficiente em promover melhora no desempenho.
The experiment was performed with 210 weaned pigs to evaluate the effects of fructooligosacharides (FOS) and olaquindox supplementation to the diet on their performance from 21 to 63 days of age. Feed program was pre-starter, starter I and starter II diets, 0 to16, 17 to 30 and 31 to 42 days, respectively. The experimental design was a randomized blocks with six treatments and seven repetitions of five each: T1 - without FOS; T2 - with 0.1 percent FOS; T3 - with 0.2 percent FOS; T4 - with 0.3 percent FOS; T5 - with 0.5 percent FOS and T6 - without FOS and 25 ppm olaquindox. Fructooligosacarides supplementation to the diet did not affect the daily consumption and daily weight gain in any of the different periods tested. However, improved performance was observed in pigs treated with olaquindox in comparison to FOS treated pigs. In conclusion, FOS supplementation was inefficient in improving pigs performance, contrasting with results for aloquindox supplementation.
ABSTRACT
The occurrence of the alditol oligosaccharides in the Claviceps afriana honeydew is partly as a rational expression of the pathogen's selective nutritive metabolism of the sucrose supplied by the host plant. The experiments were carried out in laboratory and when 14C-D-sucrose, 14C-D-fructose or 14C-D-mannitol radiolabelled saccharides were incorporated into: a) sorghum plant infected by C. africana, b) whole and macereted micelia tissue and c) cell-free honeydew of C. africana, it was observed that the glucose moiety of sucrose was not involved in oligosaccharides formation. Glucose was used by the pathogen as nutritional source. Part of the unused fructose moiety was reduced to mannitol by the pathogen's enzymes which was also excreted into honeydew where reductase activity accepted 14C mannitol. The mannitol was linked with fructose in a 2-position synthesizing the disaccharide 1-beta-D-fructofuranosyl-D-mannitol and then the process was repeated by the mannitol moiety of the disaccharide to yield the trisaccharide 1,6-di-beta-D-fructofuranosyl-D-mannitol, which became dominant. The direct formation of alditol saccharides from monosaccharides in this way seems to be unique to C. africana, contrasting with the fructosyl transfer from sucrose to sucrose which is usual in others ergot parasites.
A ocorrência de oligossacarídeos contendo alditol em exsudações da doença açucarada produzidos por Claviceps africana é em parte uma expressão racional do metabolismo seletivo de nutrição do patógeno na tansformação da sacarose fornecida pela planta. Quando açúcares radioativos marcados com 14C (D-sucrose, D-fructose e D-mannitol) foram incorporados em: a) planta do sorgo infectada por C. africana, b) tecido micelial inteiro e macerado isolado de C. africana e c) exsudato livre de células de C. africana, foi observado que a glicose da sacarose não estava envolvida na formação de oligossacarídeos, sendo usada pelo patógeno como fonte nutritiva. Parte da frutose não utilizada da sacarose foi reduzida a mannitol por enzimas do patógeno. As enzimas envolvidas também atuaram no exsudato da "doença açucarada", ativando a ação da redutase pela incorporação do 14C manitol. O manitol foi ligado na posição 2 da fructose, formando o dissacarídeo 1-beta-D-fructofuranosyl-D-mannitol e, posteriormente, adicionada mais uma fructose ao mannitol do dissacarídeo, formando o trisacarídeo 1,6-di-beta-D-fructofuranosyl-D-manitol, que se tornou predominate. A formação direta de oligossacarídeos contendo alditol a partir de monossacarídeos parece ser exclusiva em C. africana, contrastando com a ação enzimática da frutose transferase a partir de sucrose para sucrose, a qual é muito comum em outros patógenos tipo "ergot".