Analysis of drying kinetic of brewer ́s spent grains: effect of the temperature on the physical properties and the content of bioactive compounds / Análisis de la cinética de secado del bagazo residual de malta: efecto de la temperatura sobre las propiedades físicas y el contenido de compuestos bioactivos

Background: Brewer ́s spent grain (BSG) is a biomass by-product generated in large volumes during industrial beer production. BSG has become a growing environmental problem, as most breweries discard it inappropriately, negatively impacting the environment. Alternatives for the exploitation of this by-product have consisted of elaborating food supplements for farm animals, obtaining biofuels, developing adsorbents, and obtaining substances for the food industry. However, the high moisture content in BSG (approximately 70%), poses a significant challenge in exploring various reuse alternatives. Therefore, the implementation of a pre-drying process becomes essential. Objective: This study aimed to analyze the BSG drying kinetics at different temperatures and the effect of the drying temperature on the physical properties and the content of bioactive compounds. Methods: BSG samples were dried at different temperatures (50, 60, 70, 80, 90, and 105°C) and analyzed for their moisture ratio, water activity, total polyphenol content (TPC), and DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazil) radical scavenging activity. Also, four kinetics models were fitted to the drying data. Results:It was determined that the effective diffusivity was between 5.23x10

Antecedentes: El Bagazo residual de malta (BSG por sus siglas en inglés) es un subproducto biomásico generado en grandes volúmenes durante la producción industrial de cerveza. El BSG se ha convertido en un creciente problema para el medio ambiente, debido a que la mayoría de las cervecerías descartan inapropiadamente este residuo generando un impacto negativo al ambiente. Las alternativas para el aprovechamiento de este subproducto han consistido especialmente en la elaboración de suplementos alimenticios para animales de granja, obtención de biocombustibles, desarrollo de adsorbentes y obtención de productos para la industria alimentaria. Sin embargo, el alto contenido de humedad (~70%) del BSG representa un reto para el desarrollo de diferentes alternativas de reutilización, por lo que se hace necesario un proceso de secado previo. Objetivos: En este estudio se analizó la cinética de secado del BSG a diferentes temperaturas y el efecto de la temperatura de secado sobre sus propiedades físicas y contenido de compuestos bioactivos. Métodos: Las muestras de BSG fueron secadas a diferentes temperaturas (50, 60, 70, 80, 90 y 105°C) y analizadas en términos de razón de humedad, actividad acuosa, contenido de polifenoles totales (TPC) y actividad secuestradora del radical DPPH. Además, se ajustaron 4 modelos cinéticos a los datos de secado. Resultados: Se determinó que la difusividad efectiva del BSG varió entre 5.23x10

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.

Evaluación de levaduras nativas productoras de etanol presentes en el bagazo de caña de azúcar / Evaluation of producing ethanol native yeasts present in sugar cane bagasse

RESUMEN La hidrólisis química o enzimática del bagazo de caña de azúcar permite la obtención de azúcares fermentables, utilizados en la producción biotecnológica de etanol, mediante el empleo de levaduras comerciales o autóctonas obtenidas de diferentes materiales lignocelulósicos. El objetivo de este trabajo fue valorar la capacidad de producción de e tanol de cepas de levaduras nativas, aisladas en medio YPD e hidrolizado de bagazo de caña de azúcar, concentrado hasta un 75 %. Utilizando como variables de estudio el tipo de cepa y el tiempo de proceso, se realizó un análisis multifactorial (ANOVA) para su evaluación. Los resultados obtenidos con la cepa seleccionada UAT-3, fueron para Yp/s de 0.441 7 g/g y QP de 0.076 7 g/L-h a las 120 h. Las condiciones de proceso utilizadas en el presente estudio permitieron aislar y seleccionar cepas nativas de Sacharomyces cereviseae, con características adecuadas para ser utilizadas en procesos biotecnológicos industriales de producción de etanol, utilizando como sustrato residuos o subproductos derivados de la in dustria azucarera como el bagazo de caña de azúcar.

ABSTRACT The chemical or enzymatic hydrolysis of sugar cane bagasse, allows the obtaining of fermentable sugars used in the biotechnological production of ethanol by using commercial or native yeasts obtained from different lignocellulosic materials. The purpose of this study was to assess the production capacity of ethanol from a native yeast strain isolated in YPD and hydrolyzed sugar cane bagasse concentrated up to 75 %. Using as study variables the type of strain and processing time, a multivariate analysis (ANOVA) was performed for its evaluation. The results achieved with the selected strain UAT-3, were 0.441 7 g/g for Yp/s and 0.076 7 g/L-h to 120 h for QP. The process conditions used in the present study allowed to isolate and select native strains of Sacharomyces cereviseae, with characteristics suitable to be used in industrial biotechnological proceses of ethanol production, using as substrate residues or by-products derived from the sugar industry such as bagasse of sugar.

Fribrinolytic activity and gas production by Pleurotus ostreatus-IE8 and Fomes fomentarius - EUM1 in bagasse cane / Actividad fibrolítica y producción de gas por Pleurotus ostreatus-IE8 y Fomes fomentarius-EUM1 en bagazo de caña

Objective. To characterize the fibrolytic enzymatic activity of Pleurotus ostreatus-IE8 and Fomes fomentarius-EUM1 in sugarcane bagasse (BCA); to evaluation of the kinetics of in vitro production of BCA treated by solid fermentation (FS), crude enzyme extract (ECE) of P. ostreatus-IE8 and Fibrozyme®. Materials and methods. In fungi measured radial growth rate ( Vcr ) and biomass production in two culture media (with or without nitrogen source); activity of xylanases, cellulases and FS on BCA at 0, 7 and 15 d. The chemical analysis and kinetic analysis of in vitro gas production in 4 treatments (ECE adding enzymes obtained from the direct addition FS or FS ), witness (Fibrozyme®) and a control without addition and analyzed by a was completely randomized design. Results. Xylanases (7 d ) showed 6.32 and 5.50 UI g-1 initial substrate dry weight (SSi) for fungi P. ostreatus-IE8 and F. fomentarius-EUM1 , respectively ; P. ostreatus-IE8 scored higher activity of laccases (10.65 g-1 UI SSi) and F. fomentarius-EUM1 (1.90 UI g-1 SSi) cellulases. The ECE of P. ostreatus-IE8 and commercial enzyme did not differences (p>0.05). In the chemical composition or the gas production kinetics. The 4 treatments evaluated decreased values of the variables measured in the kinetics of gas production compared to the control (p≤0.05). Conclusions. The ECE of P. ostreatus-IE8 was similar to commercial enzyme degradation in vitro, so it is feasible to use pre-digest high fiber products.

Objetivos. Caracterizar la actividad enzimática fibrolítica de Pleurotus ostreatus-IE8 y Fomes fomentarius-EUM1 en bagazo de caña de azúcar (BCA) y evaluar la cinética de producción de gas in vitro del BCA por fermentación sólida (FS) o con extractos crudos enzimáticos (ECE) de P. ostreatus-IE8 o Fibrozyme®. Materiales y métodos. En los hongos de estudio se evaluó la velocidad de crecimiento radial (Vcr) y producción de biomasa en dos medios de cultivo (con o sin fuente de nitrógeno); actividad de xilanasas, celulasas y lacasas de la FS sobre BCA a 0, 7 y 15 d. El análisis químico y cinética de producción de gas in vitro en 4 tratamientos (proceso de FS o adición de enzimas obtenidas de ECE de la FS), un testigo (Fibrozyme®) y un control sin adición de enzimas, todo ello se analizó en un diseño completamente al azar. Resultados. Las xilanasas (7 d) mostraron 6.32 y 5.50 UI g-1 sustrato seco inicial (SSi) en P. ostreatus-IE8 y F. fomentarius-EUM1, respectivamente. P. ostreatus-IE8 mostró mayor actividad lacasa (10.65 UI g-1 SSi) y F. fomentarius-EUM1 (1.90 UI g-1 SSi) de celulasas. El ECE de P. ostreatus-IE8 y Fibrozyme® no presentaron diferencias (p>0.05) en la composición química ni en la cinética de producción de gas. Los 4 tratamientos evaluados disminuyeron los valores de las variables medidas en la cinética de producción de gas in vitro respecto al testigo (p≤0.05). Conclusiones. El ECE de P. ostreatus-IE8 fue similar a Fibrozyme® en la degradación in vitro, indicando su viabilidad y uso para pre-digerir subproductos altos en fibra.

Alkalithermophilic actinomycetes in a subtropical area of Jujuy, Argentina / Actinomicetos termoalcalófilos del área subtropical de Jujuy, Argentina

The objective of this study was to examine the alkalithermophilic actinomycete communities in the subtropical environment of Jujuy, Argentina, characterized by sugarcane crops. Laceyella putida, Laceyella sacchari, Thermoactinomyces intermedius, Thermoactinomyces vulgaris and Thermoflavimicrobium dichotomicum were isolated on the media with novobiocin, from sugar cane plants and renewal rhizospheres, and grass and wood soils. Soil pH was almost neutral or lightly alkaline, except for grass soil acidified by lactic liquor. A smaller number of actinomycetes was found on the living plants and bagasse (recently obtained or stored according to the Ritter method) with respect to decomposed leaves on the soil. Thermophilic species of Laceyella, Thermoactinomyces, Thermoflavimicrobium, Saccharomonospora, Streptomyces and Thermononospora were isolated on the media without novobiocin, from composted sugar cane residues. Air captured near composted bagasse piles, contained alkalithermophilic actinomycete spores.

El objetivo de este trabajo fue examinar los actinomicetos termoalcalófilos presentes en el área subtropical de Jujuy, Argentina, caracterizada por el cultivo de la caña de azúcar. Se aislaron en medio con novobiocina las especies Laceyella putida, Laceyella sacchari, Thermoactinomyces intermedius, Thermoactinomyces vulgaris y Thermoflavimicrobium dichotomicum a partir de la rizósfera de plantas y de renuevos de caña de azúcar, así como de suelos de pastura y de monte natural. El pH de los suelos era casi neutro a ligeramente alcalino, excepto en un solo caso en que el suelo estaba acidificado por licor láctico. El número de actinomicetos encontrados sobre los tejidos vivos y en el bagazo recién obtenido o almacenado según el método de Ritter fue pequeño en comparación con el observado sobre las hojas en descomposición. L. sacchari predominó respecto de T. vulgaris. Se aislaron especies termoalcalófilas de Laceyella, Thermoactinomyces, Thermoflavimicrobium, Saccharomonospora, Streptomyces y Thermononospora de los residuos compostados de caña de azúcar utilizando medio sin novobiocina. El aire capturado cerca de pilas de bagazo en compostaje contenía esporos de estos organismos.