Species identification and antimicrobial susceptibility profile of bacteria associated with cow mastitis in southern Brazil / Identificação de espécies e perfil de suscetibilidade aos antimicrobianos de bactérias associadas à mastite bovina no sul do Brasil

Bovine mastitis is the most common disease in dairy cattle and responsible for economic losses in the milk industry. The present study aimed to identify the main species and to evaluate the antimicrobial susceptibility of bacterial isolates from cow herds with mastitis in dairy farms from southern Brazil. A total of 107 milk samples were collected from different cow herds in one important dairy producing region in southern Brazil, including farms located in ten cities from the Northeast region in the Rio Grande do Sul state. Bacterial strains were isolated and submitted to presumptive identification by classical bacteriological methods. Bacterial species were also identified by MALDI-TOF MS and antimicrobial susceptibility testing was performed with 12 antimicrobials commonly used in dairy farms. Fifty-one bacterial strains were isolated and the presumptive identification demonstrated the occurrence of Staphylococcus spp. (82.3%), Bacillus spp. (3.9%), Klebsiella spp. (3.9%), Streptococcus spp. (3.9%), Corynebacterium sp. (2%), Enterococcus sp. (2%) and Serratia sp. (2%). Forty-one isolates were successfully identified in the MALDI-TOF analysis, including 35 isolates from eleven different bacterial species. Importantly, there were eight different Staphylococcus species, with a high frequency of Staphylococcus chromogenes (48.6%) and Staphylococcus aureus (20%). Overall, bacterial isolates demonstrated resistance to penicillin (46.3%), tetracycline (39%), amoxicillin (36.6%), ampicillin (34.1%) and sulfamethoxazole/trimethoprim (31.7%). Enrofloxacin was the unique antimicrobial that all isolates were susceptible. In addition, there were six multidrug resistant isolates (five S. chromogenes and one S. aureus). This study highlights that bacterial pathogens with resistance to several antimicrobials were identified in cows from dairy farms in a very important milk producing region located in southern Brazil. Microbial identification of the bovine mastitis pathogens and determination of the antimicrobial profile is necessary for the rational use of the medicines.

A mastite bovina é a doença mais comum em gado leiteiro e responsável por perdas econômicas na indústria de laticínios. O presente estudo teve como objetivo identificar as principais espécies e avaliar a suscetibilidade antimicrobiana de isolados bacterianos de rebanhos bovinos com mastite em fazendas leiteiras no sul do Brasil. Um total de 107 amostras de leite foram coletadas em diferentes rebanhos bovinos em uma importante região produtora de leite do sul do Brasil, incluindo fazendas localizadas em 10 cidades da região Nordeste do estado do Rio Grande do Sul. As cepas bacterianas foram isoladas e submetidas à identificação presuntiva por métodos bacteriológicos clássicos. A identificação bacteriana foi confirmada por MALDI-TOF MS e o teste de sensibilidade antimicrobiana foi realizado com antimicrobianos comumente usados em fazendas leiteiras. Cinquenta e uma cepas bacterianas foram isoladas e a identificação presuntiva demonstrou a ocorrência de Staphylococcus spp. (82,3%), Bacillus spp. (3,9%), Klebsiella spp. (3,9%), Streptococcus spp. (3,9%), Corynebacterium sp. (2%), Enterococcus sp. (2%) e Serratia sp. (2%). Os 41 isolados foram identificados com sucesso na análise MALDI-TOF, incluindo 35 isolados de onze espécies bacterianas diferentes. É importante ressaltar que houve a ocorrência de oito espécies diferentes de Staphylococcus, com alta frequência de Staphylococcus chromogenes (48,6%) e Staphylococcus aureus (20%). No geral, os isolados bacterianos tiveram alta resistência à penicilina (46,3%), tetraciclina (39%), amoxicilina (36,6%), ampicilina (34,1%) e sulfametoxazol/trimetoprima (31,7%). A enrofloxacina foi o único antimicrobiano que todos os isolados foram suscetíveis. Além disso, havia seis isolados multirresistentes (cinco S. chromogenes e um S. aureus). Este estudo destaca que os patógenos bacterianos com resistência aos antimicrobianos estão presentes em fazendas leiteiras de subsistência em uma importante região produtora no sul do Brasil. É necessário o monitoramento constante dos patógenos da mastite bovina e a determinação de seu perfil antimicrobiano para o uso racional dos medicamentos.

Species identification and antimicrobial susceptibility profile of bacteria associated with cow mastitis in southern Brazil / Identificação de espécies e perfil de suscetibilidade aos antimicrobianos de bactérias associadas à mastite bovina no sul do Brasil

Bovine mastitis is the most common disease in dairy cattle and responsible for economic losses in the milk industry. The present study aimed to identify the main species and to evaluate the antimicrobial susceptibility of bacterial isolates from cow herds with mastitis in dairy farms from southern Brazil. A total of 107 milk samples were collected from different cow herds in one important dairy producing region in southern Brazil, including farms located in ten cities from the Northeast region in the Rio Grande do Sul state. Bacterial strains were isolated and submitted to presumptive identification by classical bacteriological methods. Bacterial species were also identified by MALDI-TOF MS and antimicrobial susceptibility testing was performed with 12 antimicrobials commonly used in dairy farms. Fifty-one bacterial strains were isolated and the presumptive identification demonstrated the occurrence of Staphylococcus spp. (82.3%), Bacillus spp. (3.9%), Klebsiella spp. (3.9%), Streptococcus spp. (3.9%), Corynebacterium sp. (2%), Enterococcus sp. (2%) and Serratia sp. (2%). Forty-one isolates were successfully identified in the MALDI-TOF analysis, including 35 isolates from eleven different bacterial species. Importantly, there were eight different Staphylococcus species, with a high frequency of Staphylococcus chromogenes (48.6%) and Staphylococcus aureus (20%). Overall, bacterial isolates demonstrated resistance to penicillin (46.3%), tetracycline (39%), amoxicillin (36.6%), ampicillin (34.1%) and sulfamethoxazole/trimethoprim (31.7%). Enrofloxacin was the unique antimicrobial that all isolates were susceptible. In addition, there were six multidrug resistant isolates (five S. chromogenes and one S. aureus). This study highlights that bacterial pathogens with resistance to several antimicrobials were identified in cows from dairy farms in a very important milk producing region located in southern Brazil. Microbial identification of the bovine mastitis pathogens and determination of the antimicrobial profile is necessary for the rational use of the medicines.(AU)

A mastite bovina é a doença mais comum em gado leiteiro e responsável por perdas econômicas na indústria de laticínios. O presente estudo teve como objetivo identificar as principais espécies e avaliar a suscetibilidade antimicrobiana de isolados bacterianos de rebanhos bovinos com mastite em fazendas leiteiras no sul do Brasil. Um total de 107 amostras de leite foram coletadas em diferentes rebanhos bovinos em uma importante região produtora de leite do sul do Brasil, incluindo fazendas localizadas em 10 cidades da região Nordeste do estado do Rio Grande do Sul. As cepas bacterianas foram isoladas e submetidas à identificação presuntiva por métodos bacteriológicos clássicos. A identificação bacteriana foi confirmada por MALDI-TOF MS e o teste de sensibilidade antimicrobiana foi realizado com antimicrobianos comumente usados em fazendas leiteiras. Cinquenta e uma cepas bacterianas foram isoladas e a identificação presuntiva demonstrou a ocorrência de Staphylococcus spp. (82,3%), Bacillus spp. (3,9%), Klebsiella spp. (3,9%), Streptococcus spp. (3,9%), Corynebacterium sp. (2%), Enterococcus sp. (2%) e Serratia sp. (2%). Os 41 isolados foram identificados com sucesso na análise MALDI-TOF, incluindo 35 isolados de onze espécies bacterianas diferentes. É importante ressaltar que houve a ocorrência de oito espécies diferentes de Staphylococcus, com alta frequência de Staphylococcus chromogenes (48,6%) e Staphylococcus aureus (20%). No geral, os isolados bacterianos tiveram alta resistência à penicilina (46,3%), tetraciclina (39%), amoxicilina (36,6%), ampicilina (34,1%) e sulfametoxazol/trimetoprima (31,7%). A enrofloxacina foi o único antimicrobiano que todos os isolados foram suscetíveis. Além disso, havia seis isolados multirresistentes (cinco S. chromogenes e um S. aureus). Este estudo destaca que os patógenos bacterianos com resistência aos antimicrobianos estão presentes em fazendas leiteiras de subsistência em uma importante região produtora no sul do Brasil. É necessário o monitoramento constante dos patógenos da mastite bovina e a determinação de seu perfil antimicrobiano para o uso racional dos medicamentos.(AU)

In vitro and in situ digestibility of annual ryegrass silage from distinct phenological growth stages and pre-dehydration times / Digestibilidade in vitro e in situ de silagem de azevém anual oriunda de diferentes estádios fenológicos e tempos de pré-secagem

The aim was to evaluate how the fodder pre- dehydration time and its phenological stages influence on ruminal degradability and digestibility of ryegrass silage. The evaluated samples consisted of treatments: Vegetative: Cut and ensiled; cut + 4 hours pre-drying and ensiled and; cut + 7 hours pre-drying and ensiled; Pre-flowering: Silage cutting and ensiled and 4 hours pre-drying and ensiled; Flowering: cut and ensiled, no pre-drying, with four replications each treatment. Silage was storage for four months. It was carried out three in situ digestibility assays to determine the curve of ruminal degradability at different times (3, 6, 9, 12, 24, 48 and 72 hours), like in situ digestibility and other three assays of 24 hours and 48 hours to determinate in vitro digestibility of silage. The digestibility of ryegrass silage was influenced by both the pre-dehydration times and phenological stage, and the dehydration time of cut and silage had a high proportion of degradable components, with higher degradation rate by 24 hours of incubation. The in vitro digestibility of the ryegrass silage was greater than that in situ for up to 48 hours. The digestibility of the ensiled ryegrass biomass was influenced by the dehydration times, as well as the plant growth stage, regardless of the methodology used, being higher values for the treatment without previous drying of the vegetative stage.

O objetivo foi determinar como o tempo de emurchecimento e o ciclo da planta influenciam na digestibilidade in vitro e degradabilidade in situ da silagem de azevém. As amostras foram provenientes de experimento a campo, com delineamento experimental de blocos ao acaso, com seis tratamentos (Vegetativo: cortar e ensilar; cortar + pré-secagem de 4 horas e ensilar e; cortar + pré-secagem de 7 horas e ensilar. Pré-florescimento: cortar e ensilar e présecagem de 4 horas. Florescimento: cortar e ensilar) e quatro repetições. A armazenagem foi de quatro meses. Foram realizados três ensaios de digestibilidade in situ para determinar a degradabilidade ruminal em diferentes tempos (3, 6, 9, 12, 24, 48 e 72 horas) e três ensaios de in vitro. A digestibilidade da silagem de azevém foi influenciada, tanto pelos tempos de desidratação, quanto pela idade da planta, sendo que, o tempo 0 do vegetativo apresentou alta proporção de componentes degradáveis, apresentando maior taxa de degradação até as 24 horas de incubação. A digestibilidade in vitro da silagem foi maior que degradabilidade in situ até às 48 horas. Maior digestibilidade da biomassa foi apresentada pelo tempo 0 do estádio vegetativo, para ambas as técnicas empregadas.

Formation of homogeneous groups of bovine milk production units via multivariate statistical techniques / Formação de grupos homogêneos de unidades de produção de leite bovino através de técnicas estatísticas multivariadas

ABSTRACT: Milk supply chain in Brazil exhibits significant production system heterogeneity in all federal units. Thus, the objective of this study was to form homogeneous groups of bovine milk production units based on the chemical and microbiological quality of the milk via multivariate statistical techniques. A total of 1,541 milk producing units (MPUs), corresponding to 44,089 samples, were analyzed. The first three principal components accounted for 81.38% of the total variation in the data. Principal component 1 (PC1) was associated with the chemical quality of milk (fat, protein [PROT] and total dry extract [TDE] content), while PC2 and PC3 were associated with microbiological quality (somatic cell count [SCC] and total bacterial count [TBC]). The concurrent analysis of the two two-dimensional projections characterized the different productive strata by their quality attributes and identified the positive/negative points of milk microbiological characteristics in each production group. Thus, the dimensionality of the set of 1,541 MPUs was reduced to 15 homogeneous production groups. This method optimizes the use of the dairy industry monthly database and characterizes all the heterogeneities present in dairy production systems.

RESUMO: A cadeia produtiva brasileira de leite possui expressiva heterogeneidade de sistemas de produção em todas as unidades federativas. Assim, objetivou-se formar grupos homogêneos de unidades de produção de leite bovino através de técnicas estatísticas multivariadas, com base na qualidade química e microbiológica do leite. Foram utilizadas 1.541 unidades produtoras de leite (UPL), totalizando 44.089 amostras analisadas. Os três primeiros componentes principais explicaram 81,38% da variação total dos dados. O componente principal 1 associou-se à qualidade química do leite (gordura, proteína e extrato seco total), enquanto os componentes principais 2 e 3 com a qualidade microbiológica (contagem de células somáticas e contagem bacteriana total). Com a análise conjunta das três projeções bidimensionais, caracterizaram-se os distintos estratos produtivos quanto aos seus atributos de qualidade e identificaram-se os pontos positivos/negativos das características microbiológicas do leite de cada um dos grupos de produção. Assim, obteve-se uma redução da dimensionalidade do conjunto de 1.541UPL em 15 grupos de produção homogêneos, otimizando a utilização da base de informações mensais das indústrias lácteas, e caracterizando a totalidade das heterogeneidades presentes em sistemas de produção leiteiros.