Reducción de metano in vitro con el glucósido cianogénico Linamarina / Reduction of in vitro methane with the cyanogenic glucoside Linamarin

RESUMEN Objetivo. Evaluar el efecto de dosis crecientes del glucósido cianogénico Linamarina, en la reducción de metano ruminal in vitro. Materiales y Métodos. Se empleó líquido ruminal de dos ovejas fistuladas de la raza Merino Precoz, con el que se inoculó un sustrato fermentativo constituido por heno de alfalfa (Medicago sativa) y grano de avena molido (Avena sativa L.), se adicionó solución buffer y Linamarina (pureza de ≥98%) en dosis crecientes, lo que se llevó a incubación por ocho horas in vitro. El metano se midió cada hora, con un monitor de gases infrarrojo. Resultados. De acuerdo con el incremento de las dosis de Linamarina (0, 6, 13, 20 y 26 mg/L), la concentración de metano disminuyó de forma lineal (p≤0.05) en (9.7, 9.2, 18.1 y 29.4%) respectivamente. Se observó una reducción significativa de metano con la dosis más alta de Linamarina. Conclusión. La Linamarina, en su estado puro, fue eficaz en la reducción de metano durante la fermentación ruminal in vitro. Por lo tanto, este estudio constituye una base para futuros experimentos que incluyan fuentes vegetales de Linamarina y otras variables ruminales, lo que puede conducir a encontrar estrategias para reducir los gases de efecto invernadero.

ABSTRACT Objective. To assess the effect of rising doses of the cyanogenic glucoside Linamarin on the reduction of in vitro rumen methane. Materials and methods. Rumen fluid from two fistulated Merino Precoz sheep, inoculated with a fermentation substrate comprising alfalfa hay (Medicago sativa) and ground oat grain (Avena sativa L.), and added with buffer solution and Linamarin (purity ≥98%) in rising doses, was incubated for eight hours in vitro. Methane was measured each hour with an infrared gas monitor. Results. According Linamarin doses were increased (0, 6, 13, 20 and 26 mg/L), the methane concentration fell in a linear manner (p≤0.05) by (9.7, 9.2, 18.1 and 29.4%), respectively. A significant reduction of methane was seen whit the highest dose of Linamarin. Conclusions. Linamarin, in pure state, was effective to reduce methane during in vitro ruminal fermentation. Therefore, this study constitutes a basis for future experiments including vegetable sources of Linamarin as well as other rumen variables, leading to find a strategy for reducing greenhouse gases.

Cellulolytic and Butyrivibrio fibrisolvens bacteria population density, after supplementing fodder diets (Pennisetum clandestinum) / Densidad poblacional de bacterias celulolíticas y de Butyrivibrio fibrisolvens al suplementar dietas forrajeras (Pennisetum clandestinum)

Objective. Determine the population density of cellulolytic bacteria, Butyrivibrio fibrisolvens and the concentration of vaccenic acid, by supplementing diets consisting of kikuyu grass (Pennisetum clandestinum Hoechst. Ex Chiov. ) as base ingredient, together with cassava flour and biomass (effluent from ethanol production) in rumen simulator-Rusitec. Materials and methods. Four treatments (T) were evaluated, these were composed as: T1/Control 1: 100% kikuyu grass with a total protein intake of 23.9%, T2: a mixture of 70% kikuyu grass, 20% biomass and 10% cassava flour with a total protein intake of 19.4%; T3/Control 2: 100% kikuyu grass, with a 17.8% protein intake and T4: 70% kikuyu grass, 20% biomass and 10% cassava flour with a 15.3% protein intake. One and two-way variance analysis was made and the Pearson correlation coefficient was determined. Results. An increase was observed in the population density of viable cellulolytic bacteria (CFU/ml) and B. fibrisolvens statistically significant (p<0.005) with treatment T2, in contrast to T1, T3 and T4 treatments. In addition, there was a significant increase in the concentration of vaccenic acid (mg/L) in the ruminal content in Rusitec with the same treatment (T2). Conclusions. Results obtained in this ruminal simulation study are evidence to the benefits of kikuyu grass together with cassava flour and biomass diet implementation on the growth of ruminal cellulolytic and B. fibrisolvens bacteria, as well as on the production of vaccenic acid. The study also suggests the nutritional potential that such supplements could provide to grazing bovine feeding.

Objetivo. Determinar la densidad poblacional de bacterias celulolíticas, Butyrivibrio fibrisolvens y la concentración de ácido vaccénico, al suplementar dietas forrajeras de pasto kikuyo con harina de yuca y biomasa (resultante de la producción de etanol), en el simulador de rumen- Rusitec. Materiales y métodos. Se evaluaron cuatro tratamientos (T): T1/Control 1: 100% pasto kikuyo con un aporte total de 23.9% de proteína, T2: 70% pasto kikuyo, 20% biomasa y 10% harina de yuca con un aporte total de 19.4% proteína, T3/Control 2: 100% pasto kikuyo con un aporte total de 17.8% de proteína y T4: 70% pasto kikuyo, 20% biomasa y 10% harina de yuca con un aporte total de 15,3% de proteína. Se realizó un análisis de varianza (ANOVA) de una y dos vías y se determinó el coeficiente de correlación de Pearson. Resultados. Se observó un incremento en la densidad poblacional de bacterias celulolíticas viables (UFC/ml) y de B. fibrisolvens estadísticamente significativas (p<0.005) con el tratamiento T2, en comparación con los tratamientos T1, T3 y T4. Adicionalmente, se detectó un aumento significativo en la concentración de ácido vaccénico (mg/L) en el contenido ruminal del Rusitec con el mismo tratamiento (T2). Conclusiones. Los resultados obtenidos en este estudio de simulación ruminal indican que la suplementación del pasto kikuyo con harina de yuca y biomasa favorecen el crecimiento de las bacterias celulolíticas ruminales y de B. fibrisolvens, así como la producción de ácido vaccénico, y sugieren el potencial nutricional que podría tener este tipo de suplementación en la alimentación de bovinos en pastoreo.

Effect of lovastatin on in vitro methane production and dry matter digestibility of kikuyu grass (Cenchrus clandestinus) / Efecto de la lovastatina sobre la producción de metano y la digestibilidad de la materia seca in vitro del pasto kikuyo (Cenchrus clandestinus) / Efeito da lovastatina na produção de metano e digestibilidade da matéria seca in vitro do capim kikuyu (Cenchrus clandestinus)

Emissions of methane (CH4), from cattle rumen fermentation, have a negative impact on the environment and energy balance of animals, increasing global warming and reducing the energy retained, respectively. There is evidence that lovastatin inhibits methanogens growth without affecting other rumen microbial populations. The aim of this study was to determine the effect of increasing levels of lovastatin on in vitro CH4 production and dry matter digestibility (DMD) of kikuyu grass (Cenchrus clandestinus). It was used the in vitro gas production technique, incubing kikuyu grass of 45 days old with four levels of lovastatin (0, 0.01, 0.05, 0.10 mg/ml). At the end of 24 hours, gas and CH4 productions, DMD and fermentation profile was evaluated. A completely randomized design was used for data analysis, through the PROC MIXED SAS procedure. The highest level of lovastatin significantly reduced (p <0.05) the gas and CH4 productions and the DMD. The fermentation profile showed a tendency not defined in terms of levels evaluated, finding a higher concentration of VFA in the treatment 0.05 mg/ml. Although the lovastatin significantly reduces CH4 production, without affecting the DMD equally, this effect was evidenced with higher level than the reported in the literature. Perhaps the answer is conditioned to use of rumen fluid, contrasting with pure cultures of methanogens used in other studies.

Las emisiones de metano (CH4), provenientes de la fermentación ruminal del ganado, tienen un impacto negativo sobre el ambiente y el balance energético de los animales, aumentando el calentamiento global y disminuyendo la energía retenida, respectivamente. Existe evidencia que la lovastatina inhibe el crecimiento de metanógenos sin afectar otras poblaciones microbianas del rumen. El objetivo de este trabajo fue determinar el efecto de niveles crecientes de lovastatina sobre la producción de CH4 y la digestibilidad de la materia seca (DMS) in vitro del pasto kikuyo (Cenchrus clandestinus). Fue empleada la técnica in vitro de producción de gas, incubando pasto kikuyo de 45 días de edad con cuatro niveles de lovastatina (0, 0.01, 0.05, 0.10 mg/ml). Al término de 24 horas se evaluó la producción de gas y de CH4, la DMS y el perfil de fermentación. Un diseño completamente aleatorizado fue utilizado para el análisis de los datos, a través del procedimiento PROC MIXED de SAS. El mayor nivel de lovastatina redujo significativamente (p<0,05) la DMS y la producción de gas y CH4. El perfil de fermentación no presentó una tendencia definida en función de los niveles evaluados, encontrando una mayor concentración de AGV en el tratamiento 0.05 mg/ml. Aunque se confirma que la utilización de lovastatina reduce significativamente la producción de CH4, sin afectar en igual medida la DMS, este efecto se evidenció con un nivel mayor al reportado por la literatura. Posiblemente la respuesta está condicionada a la utilización de líquido ruminal, contrastando con los cultivos puros de metanógenos empleados en otros estudios.

As emissões de metano (CH4), produzido na fermentação ruminal do gado, tem um impacto negativo sobre o meio ambiente e o balanço energético dos animais, aumentando o aquecimento global e reduzindo a energia retida, respectivamente. Há evidências do que a lovastatina inibe o crescimento de metanógenos, sem afetar outras populações microbianas ruminais. O objetivo deste estudo foi determinar o efeito de níveis crescentes de lovastatina sobre a produção de CH4 e a digestibilidade da matéria seca (DMS) in vitro do capim kikuyu (Cenchrus clandestinus). Foi empregada a técnica in vitro de produção de gás, incubando capim kikuyu de 45 dias de idade com quatro níveis de lovastatina (0, 0.01, 0.05, 0.10 mg/ml). Depois de 24 horas, a produção de gás e de CH4, a DMS e o perfil de fermentação foi avaliado. Um delineamento inteiramente casualizado foi utilizado para a análise dos dados, através do procedimento PROC MIXED de SAS. O nível mais elevado de lovastatina reduziu significativamente (p<0,05) a DMS e a produção de gás e de CH4. O perfil de fermentação não mostrou uma tendência definida em função dos níveis avaliados, encontrando uma maior concentração de AGV no tratamento 0,05 mg/ml. Embora confirma-se que a utilização de lovastatina reduz significativamente a produção de CH4, sem afectar em igual medida a DMS, este efeito foi evidenciado a um nível maior do que o relatado na literatura. Talvez a resposta seja condicionada à utilização de líquido ruminal, contrastando com as culturas puras de methanogens utilizados em outros estudos.

Degradabilidade ruminal e parâmetros da fermentação em dietas contendo silagem de cana-de-açúcar e caroço de algodão / Ruminal degradabilityand fermentative parameters in diets with sugarcane silage and whole cottonseed / Degradabilidad ruminal y parámetros de fermentación en dietas que contienen ensilado de caña de azúcar y semilla de algodón

O objetivo do presente trabalho foi avaliar a inclusão de níveis crescentes (5, 10 e 15%) de caroço de algodão à uma dieta de silagem cana-de-açúcar confeccionada com 1% de ureia em base de matéria seca e concentrado composto de milho e farelo de algodão. Foram avaliadas a composição química, as concentrações de ácidos graxos, nitrogênio amoniacal e valores de pH da amostra do líquido ruminal, a cinética ruminal, os parâmetros de degradabilidade in situ da matéria seca e da fibra em detergente neutro da silagem de cana-de-açúcar. Além da eficácia dos indicadores externos LIPE® e dióxido de titânio nas estimativas de produção fecal. Foram utilizadas quatro vacas mestiças Holandês x Zebu fistuladas no rúmen, em um delineamento em Quadrado Latino 4 x 4, no terço inicial da lactação (60 ± 25 dias) e com produção média de 11,1±3,3 kg de leite/dia. Dentre os parâmetros de fermentação e cinética ruminal, somente a concentração ruminal (mMoles/100 mL) e a proporção molar (%) do propionato não sofreram influência (P>0,05) dos tratamentos. Dentre os parâmetros de degradabilidade in situ da matéria seca, tanto a taxa de degradação (c) (0,0458; 0,0372; 0,033 e 0,0147 /h) quanto a degradabilidade efetiva (DE) para uma taxa de passagem de 3,9% (44,26; 46,06; 44,53; e 38,74%) para os tratamentos com 0; 5; 10 e 15% de caroço de algodão, respectivamente, reduziram seus valores com a adição de caroço de algodão a um nível de significância de 5%...

The aim of this study is to evaluate the inclusion of increasing levels (0, 5, 10 and 15%) of cottonseed to a basic sugarcane silage diet made with 1% urea in dry matter basis and concentrate composed of corn and cottonseed meal. The chemical and kinetic parameters were analyzed on in situ dry matter of sugarcane silage, as well as neutral detergent fiber were analyzed. The effectiveness of LIPE® external indicators and titanium dioxide were analyzed in the estimates of fecal production. Four crossbred Holstein dairy cows, fitted with rumen cannulas, in a randomized Latin Squares 4x4 design in the early lactation stage (60 ± 25 days) and average production of 11.1 ±3.3kg milk/day were analyzed. Among the fermentation and kinetic parameters, only ruminal concentration (mMoles/100 ml) and the propionate molar ratio (%)were not influenced (P> 0.05) by the treatments. Among the parameters of in situ dry matter, both the rate of degradation (c) (0.0458, 0.0372, 0.033 and 0.0147 / h) and the effective degradability (DE) for a passage rate of 3.9% (44.26, 46.06, 44.53, and 38.74%) for 0, 5, 10 and 15% cottonseed treatments, respectively, reduced their values with the addition of whole cottonseed at a 5% significance level...

El objetivo de este estudio fue evaluar la inclusión de niveles crecientes (5, 10 y 15%) de semilla de algodón a una dieta de ensilaje de caña de azúcar con 1% de urea en base de materia seca y concentrado compuesto por maíz y harina de semilla de algodón. Se evaluó la composición química, concentraciones de ácidos grasos, nitrógeno amoniacal y valores de pH de muestra del líquido ruminal, la cinética ruminal, los parámetros de degrabilidad in situ de la materia seca y de la fibra en detergente neutra de ensilado de caña de azúcar. Además de la eficacia de los indicadores externos LIPE® y dióxido de titanio en las estimaciones de producción de heces. Se utilizó cuatro vacas mestizas Holstein y Cebú fistuladas en el rumen, en un delineamiento en Cuadrado Latino 4 x 4, en el tercio inicial de la lactación (60 ± 25 días) y con producción promedia de 11,1 ± 3,3 kg de leche/día. Entre los parámetros de fermentación y cinética ruminal, sólo la concentración ruminal (mMoles/100 ml) y la proporción molar (%) de propionato no sufrieron influencia (P> 0,05) de los tratamientos...

Ruminant feces used as inoculum for the in vitro gas production technique / Heces de rumiantes como fuente de inóculo para la técnica in vitro de producción de gases / Fezes de ruminantes como fonte de inoculo para a técnica in vitro de produção de gases

Background: ruminal feed fermentation can be studied through in vitro gas production. However, this technique requires fistulated animals from which to obtain the inoculum, which limits its use. Objective: the objective of this experiment was to evaluate the usefulness of feces instead of rumen fluid as the inoculum of reference, by determining the precision and accuracy resulting from both methods. Methods: six forage species (Gliricidia sepium, Panicum maximum, Pennisetum clandestinum, Lolium sp., Morus alba and Cynodon nlemfuensis) were incubated with bovine rumen fluid or feces to quantify gas production and dry matter degradation over time. Bacteria, fungi, and protozoa counts were assessed in both inocula. Results: cumulative gas production and gas production rate were higher for the ruminal inoculum during the initial incubation period. Ruminal liquid showed lower variability compared to its own mean. Conclusions: according to the Bland-Altman analysis, inocula are not interchangeable. The difference in gas production kinetics between both inoculum sources reflected a longer time to colonize the substrate and lower microbial concentration in the fecal fluid, which resulted useful solely in determining the extent of dry matter degradation.

Antecedentes: la fermentación ruminal de los alimentos puede ser estudiada a través de la técnica in vitro de producción de gases. No obstante, una de las limitaciones de la técnica es el requerimiento de animales fistulados para la obtención del inóculo. Objetivo: el objetivo de este experimento fue evaluar la utilización de las heces respecto al inóculo de referencia, líquido ruminal, a través de la determinación de la precisión y la exactitud. Métodos: para ello seis especies forrajeras (Gliricidia sepium, Panicum maximum, Pennisetum clandestinum, Lolium sp., Morus alba y Cynodon nlemfuensis) fueron incubadas con líquido ruminal y heces bovinas, cuantificando la producción de gas y la degradación de la materia seca en el tiempo. En los dos inóculos se realizó conteo de bacterias, hongos y protozoos. Resultados: la producción acumulativa de gas y la tasa de producción de gas durante el período inicial de incubación fueron superiores con el inóculo ruminal. En el análisis de repetibilidad, el líquido ruminal exhibió menor variabilidad respecto el valor medio obtenido. Conclusiones: el análisis de Bland-Altman permitió concluir que los dos inóculos no son intercambiables. La diferencia en la cinética de producción de gas entre ambas fuentes de inóculo reflejó el mayor tiempo de colonización del sustrato y la menor concentración de microorganismos en el fluido fecal, resultando sólo de utilidad para determinar la extensión de la degradación de la materia seca.

Antecedentes: a fermentação ruminal dos alimentos no rúmen pode ser estudada através da técnica in vitro de produção de gases. No entanto, uma das limitações da técnica é a exigência de animais fistulados para obter o inóculo. Objetivo: o objetivo deste experimento foi avaliar o uso das fezes em comparação ao inóculo de referência, líquido ruminal, através da determinação da precisão e exatidão. Metodos: seis forragens (Gliricidia sepium, Panicum maximum, Pennisetum clandestinum, Lolium sp., Morus alba e Cynodon nlemfuensis) foram incubadas com líquido ruminal e fezes bovinas, quantificando a produção de gás e a degradação da matéria seca no tempo. Contagem de bactérias, fungos e protozoários foi feita nos dois inóculos. Resultados: a produção acumulativa de gás e a taxa de produção de gás durante o período inicial de incubação foram maiores com o inoculo ruminal. Na análise de repetibilidade, o inoculo ruminal mostrou menor variabilidade ao redor do valor médio obtido. Conclusiones: a análise de Bland-Altman permitiu concluir que os dois inóculos não são intercambiáveis. A diferença na cinética de produção de gás entre as duas fontes de inóculo refletiu o maior tempo de colonização do substrato e a menor concentração de microorganismos no fluido fecal, resultando apenas útil para determinar a extensão da degradação da matéria seca.

The marine algae Sargassum spp. (Sargassaceae) as feed for sheep in tropical and subtropical regions

The objective of this study was to evaluate Sargassum meal as feed for sheep through the measures of in vivo digestibility, dry matter degradability, pH, ammonia and volatile fatty acids in rumen. The Sargassum algae used in this experiment were collected at the end of spring, when they are more abundant, bigger, and have completed their reproductive cycle. Four tons (wet weigth) were collected manually from the intertidal zone of La Paz bay, Baja California Sur, Mexico. These algae were sun-dried and ground in a hammer mill to obtain the Sargassum meal. Four fistulated Pelibuey sheep, were fed daily with diets containing the marine algae (MA) at different levels (0, 10, 20 and 30 %), using a 4 x 4 Latin-square design experiment. Feed intake was not affected (p>0.05). Water consumption and urine excretion increased with MA (p<0.05; r²=0.54 and r²=0.74, respectively). In all treatments dry matter digestibility was of 74%-79%, and crude protein digestibility was of 85%-88%. Acid detergent fiber (59%-65%) and neutral detergent fiber (55%-66%) digestibility were greater in all treatments with MA. Ruminal pH was greater in all groups fed with MA (p<0.05). Ammonium concentration was not influenced (p>0.05) by MA. Ruminal volatile fatty acids decreased in all MA groups (p<0.05). The marine algae Sargassum spp. can be used as a feed supplement for sheep, especially in tropical and subtropical regions where these marine algae are available. Rev. Biol. Trop. 57 (4): 1271-1281. Epub 2009 December 01.

El objetivo de este estudio fue evaluar la harina del alga marina Sargassum como alimento para ovejas, midiendo la digestibilidad in vivo, la degradabilidad de la materia seca, así como el pH y los ácidos grasos volátiles en rumen. El alga Sargassum utilizada en este experimento, fue recolectada a finales de la primavera, cuando esta alga es más abundante, alcanza su mayor talla y ha completado su ciclo reproductivo. Se recolectaron manualmente, cuatro toneladas (peso húmedo) de la zona intermareal en la Bahía de La Paz, Baja California Sur, México. Estas algas fueron secadas directamente al sol y molidas en un molino de martillos, para obtener la harina. Se utilizaron cuatro borregos Pelibuey fistulados, distribuidos en un arreglo factorial de 4 x 4. Los animales fueron alimentados diariamente con dietas que contenían el alga marina (AM) Sargassum a diferentes niveles (0, 10, 20 y 30%). El consumo de alimento no se vio afectado con la inclusión del alga (p> 0.05). El consumo de agua y la excreción de orina se incrementaron conforme aumentó la concentración de AM en las dietas (p<0.05; r²=0.54 and r²=0.74, respectivamente). En todos los tratamientos la digestibilidad de la materia seca fue de 74% a 79%, la digestibilidad de la proteína cruda fue de 85% a 88%. La digestibilidad de la fibra ácido detergente (59%-65%) y de la neutro detergente (55%-66%) fue mayor en todos los tratamientos con AM, lo mismo ocurrió con el pH en rumen (p<0.05). La concentración de amonio en rumen no se vio afectada por AM (p>0.05). La concentración de ácidos grasos volátiles se redujo en todos los tratamientos con AM (p<0.05). El alga marina Sargassum spp. puede ser usada como complemento alimenticio para ovejas, especialmente en las regiones tropicales y subtropicales donde está disponible.