Degradation of detergent (linear alkylbenzene sulfonate) in an anaerobic stirred sequencing-batch reactor containing granular biomass

This study aimed to determine the efficiency of an anaerobic stirred sequencing-batch reactor containing granular biomass for the degradation of linear alkylbenzene sulfonate (LAS), a surfactant present in household detergent. The bioreactor was monitored for LAS concentrations in the influent, effluent and sludge, pH, chemical oxygen demand, bicarbonate alkalinity, total solids, and volatile solids. The degradation of LAS was found to be higher in the absence of co-substrates (53%) than in their presence (24-37%). Using the polymerase chain reaction and denaturing gradient gel electrophoresis (PCR/DGGE), we identified populations of microorganisms from the Bacteria and Archaea domains. Among the bacteria, we identified uncultivated populations of Arcanobacterium spp. (94%) and Opitutus spp. (96%). Among the Archaea, we identified Methanospirillum spp. (90%), Methanosaeta spp. (98%), and Methanobacterium spp. (96%). The presence of methanogenic microorganisms shows that LAS did not inhibit anaerobic digestion. Sampling at the last stage of reactor operation recovered 61 clones belonging to the domain bacteria. These represented a variety of phyla: 34% shared significant homology with Bacteroidetes, 18% with Proteobacteria, 11% with Verrucomicrobia, 8% with Fibrobacteres, 2% with Acidobacteria, 3% with Chlorobi and Firmicutes, and 1% with Acidobacteres and Chloroflexi. A small fraction of the clones (13%) were not related to any phylum. Published by Elsevier Ltd.

Analysis of Detergent-Insoluble and Whole Cell Lysate Fractions of Resting Neutrophils Using High-Resolution Mass Spectrometry

Neutrophilic granulocytes play a major role in the initiation and resolution of the inflammatory response, and demonstrate significant transcriptional and translational activity. Although much was known about neutrophils prior to the introduction of proteomics, the use of MS-based methodologies has provided an unprecedented tool to confirm and extend previous findings. In the present study, we performed a Gel-LC-MS/MS analysis of neutrophil detergent insoluble and whole cell lysate fractions of resting neutrophils. We achieved a set of identifications through the use of high-resolution mass spectrometry and validation of its data. We identified a total of 1249 proteins with a wide range of intensities from both detergent-insoluble and whole cell lysate fractions, allowing a mapping of proteins such as those involved in intracellular transport (Rab and Sec family proteins) and cell signaling (S100 proteins). These results represent the most comprehensive proteomic characterization of resting human neutrophils to date, and provide important information relevant for further studies of the immune system in health and disease. The methods applied here can be employed to help us understand how neutrophils respond to various physiologic and pathophysiologic conditions and could be extended to protein quantitation after cell activation.

Substitution of crude cell wall for neutral detergent fibre in the equations of the Cornell Net Carbohydrate and Protein System that predict carbohydrate fractions: application to sunflower (Helianthus annulus L.)

Prediction of carbohydrate fractions using equations from the Cornell Net Carbohydrate and Protein System (CNCPS) is a valuable tool to assess the nutritional value of forages. In this paper these carbohydrate fractions were predicted using data from three sunflower (Helianthus annuus L.) cultivars, fresh or as silage. The CNCPS equations for fractions B(2) and C include measurement of ash and protein-free neutral detergent fibre (NDF) as one of their components. However, NDF lacks pectin and other non-starch polysaccharides that are found in the cell wall (CW) matrix, so this work compared the use of a crude CW preparation instead of NDF in the CNCPS equations. There were no differences in the estimates of fractions B, and C when CW replaced NDF; however there were differences in fractions A and B2. Some of the CNCPS equations could be simplified when using CW instead of NDF Notably, lignin could be expressed as a proportion of DM, rather than on the basis of ash and protein-free NDF, when predicting CNCPS fraction C. The CNCPS fraction B(1) (starch + pectin) values were lower than pectin determined through wet chemistty. This finding, along with the results obtained by the substitution of CW for NDF in the CNCPS equations, suggests that pectin was not part of fraction B(1) but present in fraction A. We suggest that pectin and other non-starch polysaccharides that are dissolved by the neutral detergent solution be allocated to a specific fraction (B2) and that another fraction (B(3)) be adopted for the digestible cell wall carbohydrates.

Multiple stages of detergent-erythrocyte membrane interaction-A spin label study

The various stages of the interaction between the detergent Triton X-100 (TTX-100) and membranes of whole red blood cells (RBC) were investigated in a broad range of detergent concentrations. The interaction was monitored by RBC hemolysis-assessed by release of intracellular hemoglobin (Hb) and inorganic phosphate- and by analysis of EPR spectra of a fatty acid spin probe intercalated in whole RBC suspensions, as well as pellets and supernatants obtained upon centrifugation of detergent-treated cells. Hemolysis finished at ca. 0.9 mM TTX-100. Spectral analysis and calculation of order parameters (S) indicated that a complex sequence of events takes place, and allowed the characterization of various structures formed in the different stages of detergent-membrane interaction. Upon reaching the end of cell lysis, essentially no pellet was detected, the remaining EPR signal being found almost entirely in the supernatants. Calculated order parameters revealed that whole RBC suspensions, pellets, and supernatants possessed a similar degree of molecular packing, which decreased to a small extent up to 2.5 mM detergent. Between 3.2 and 10 mM TTX-100, a steep decrease in S was observed for both whole RBC suspensions and supernatants. Above 10 mM detergent, S decreased in a less pronounced manner and the EPR spectra approached that of pure TTX-100 micelles. The data were interpreted in terms of the following events: at the lower detergent concentrations, an increase in membrane permeability occurs: the end of hemolysis coincides with the lack of pellet upon centrifugation. Up to 2.5 mM TTX-100 the supernatants consist of a (very likely) heterogeneous population of membrane fragments with molecular packing similar to that of whole cells. As the detergent concentration increases, mixed micelles are formed containing lipid and/or protein, approaching the packing found in pure TTX-100 micelles. This analysis is in agreement with the models proposed by Lasch (Biochim. Biophys Acta 1241 (1995) 269-292) and by Le Maire and coworkers (Biochim. Biophys. Acta 1508 (2000) 86-111). (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Efeitos da fonte de enxofre sobre a população de protozoários e degradabilidade no rúmen

Estudaram-se os efeitos de fontes de enxofre na dieta sobre os parâmetros ruminais de bovinos Nelore, utilizando-se oito novilhos canulados no rúmen e submetidos a quatro tratamentos, segundo a fonte de enxofre. Os animais do grupo-controle não receberam suplementação de enxofre. Os dos outros três grupos receberam flor de enxofre ou metionina ou carboquelatado, como suplementação. Os animais foram arraçoados com dieta total, utilizando cana-de-açúcar picada como volumoso. O período experimental foi de 76 dias, dividido em quatro subperíodos de 19 dias, dos quais 14 eram para adaptação à dieta e cinco para as colheitas. Não foram encontradas diferenças entre as fontes de enxofre na degradabilidade da matéria seca, proteína bruta e fibras em detergente ácido e neutro e no pH ruminal. O tratamento com carboquelatado resultou em maior número de protozoários ciliados e o tratamento metionina em menor contagem. O carboquelatado pode ser uma boa alternativa para a suplementação de enxofre para bovinos em confinamento.

Características de fermentação da silagem de seis variedades de milho indicadas para a região semiárida Brasileira

Avaliaram-se as características fermentativas e a qualidade das silagens de seis variedades de milho, de ciclos precoce e superprecoce - BRS Caatingueiro, BRS Assum Preto, BR 5033 Asa Branca, BR 5028 São Francisco, Gurutuba e BRS 4103 - indicadas para a região semiárida brasileira. Foram utilizados silos experimentais, em delineamento inteiramente ao acaso, com seis tratamentos (variedades) e quatro repetições. Avaliaram-se: matéria seca (MS), matéria orgânica (MO), proteína bruta (PB), fibra em detergente neutro (FDN), fibra em detergente ácido (FDA), extrato etéreo (EE), carboidratos totais (CHO), carboidratos não fibrosos (CNF), pH, nitrogênio amoniacal como parte do nitrogênio total (N-NH3/NT), ácidos orgânicos e digestibilidade in vitro da matéria seca (DIVMS) das silagens. Os valores médios encontrados para a silagem foram: MS= 28,7%; MO= 94,9%; PB= 8,3%; FDN= 49,9%; FDA= 27,5%; EE= 3,8%; CHO= 82,7%; CNF= 32,8%; pH= 3,8; N-NH3/NT= 2,9%/NT; ácido láctico = 7,6%; ácido acético = 0,6%; ácido butírico = 0,3% e DIVMS= 57,9%. As variedades BR 5028 - São Francisco e Gurutuba destacaram-se das demais em relação ao teor de matéria seca. A variedade BRS Caatingueiro apresentou maior teor de carboidratos não fibrosos em relação às demais. As silagens de todas as variedades foram classificadas como de excelente qualidade, por apresentarem potencial para ensilagem no semiárido brasileiro

Efeitos do ágar no crescimento de explantes e na formação de calos em morfos pigmentares de Gracilaria domingensis (Kützing) Sonder ex Dickie (Gracilariales, Rhodophyta)

Os efeitos da concentração de ágar no crescimento de explantes e na formação de calos foram avaliados em culturas axênicas de gametófitos femininos de morfos de coloração verde e vermelha de Gracilaria domingensis (Kützing) Sonder ex Dickie. Culturas unialgáceas foram mantidas em água do mar esterilizada (30-32 ups) enriquecida com 25% da solução de von Stosch (VSES 25%), 22 ± 2 °C, fotoperíodo de 14 h, irradiância de 50-80 µmol de fótons m-2 s-1. Para a obtenção de explantes axênicos, segmentos apicais e intercalares dos dois morfos foram cultivados por 48 h em meio VSES 25% com adição de uma solução antibiótica e antifúngica, e submetidos a uma lavagem com uma solução de água do mar esterilizada com 0,5% de hipoclorito de sódio e 200 µL L-1 de detergente por 20 segundos. Para avaliar os efeitos da concentração de ágar, os segmentos axênicos foram inoculados em meio ASP 12-NTA com concentrações distintas de ágar que variaram de zero a 1%. A adição de ágar no meio inibiu o crescimento dos segmentos apicais de ambos os morfos, bem como o crescimento de segmentos intercalares do morfo verde. Observou-se uma tendência geral no crescimento dos explantes, onde a taxa de crescimento foi inversamente proporcional à concentração de ágar. A adição de ágar no meio induziu a formação de três tipos de calo, denominados conforme a região do explante onde se originaram: calo apical, calo basal e calo intermediário. As concentrações de 0,5% e 0,7% de ágar foram as concentrações ótimas para indução de calos basais e calos intermediários no morfo verde, respectivamente. A presença de ágar foi essencial para a formação de calos intermediários e apicais. Os resultados indicam que o ágar apresenta um papel na regulação dos processos morfogenéticos em morfos pigmentares de G. domingensis.

Evaluation of elephant grass silage with the addition of cassava scrapings

The objective of this experiment was to evaluate the effects of adding cassava scrapings on gas and effluent losses, dry matter recovery, pH, contents of N-NH3, organic acids and volatile fatty acids and the bromatological composition of elephant grass silages. It was used a randomized complete design, with four levels of cassava scrapings (0, 7, 15 or 30% natural matter) each one with four replications per level. The grass was cut at 50 days of regrowth and ensiled in 15-L silos, equipped with a Bunsen valve to allow gas outflow. The gas losses decreased quadratically with the addition of cassava scrapings, whereas effluent losses decreased linearly. Dry matter recovery increased quadratically with the addition of cassava scrapings. Dry matter (DM) concentration increased but crude protein (CP), neutral detergent fiber (NDF), acid detergent fiber (ADF) and hemicellulose (HEM) decreased linearly with the addition of cassava scrapings. The pH value and lactic acid concentration increased quadratically with the addition of cassava scrapings. Contents of N-NH3 and butyric acid decreased quadratically with the addition of cassava scrapings, whereas acetic acid content decreased linearly. Addition of cassava scrapings reduced gas and effluent losses and improved the fermentation profile of elephant grass silages and the level of 7% already ensures this improvement.

Características de produção e qualidade nutricional de genótipos de capim- colonião colhidos em três estádios de maturidade

Objetivou- se verificar a existência de variação genética entre cultivares de capim- colonião quanto ao efeito da maturidade sobre a composição química e a digestibilidade, e classificar os genótipos de acordo com características produtivas e de qualidade nutricional. Utilizou- se o delineamento de blocos ao acaso, com parcelas subdivididas e três repetições, considerando parcelas as datas de corte e subparcelas, os genótipos. A produção de MS diferiu entre os genótipos somente aos 90 dias de crescimento, mas a porcentagem de folhas, colmos e material morto variou tanto aos 60 como aos 90 dias de crescimento. Ao contrário do observado para as folhas, a composição química e a digestibilidade do colmo apresentou grande variabilidade entre os genótipos. O colmo apresentou concentrações mais elevadas de FDN, FDA e lignina e menores valores de PB em comparação às folhas. Apresentou ainda maior digestibilidade da MS aos 60 dias de crescimento e maior digestibilidade da FDN aos 30 e 60 dias de crescimento. No agrupamento dos cultivares, os genótipos PM39 e PM47 foram apontados como os mais promissores no programa de melhoramento, por apresentarem alta produtividade e alta qualidade nutricional. A maturidade pouco afeta a digestibilidade de folhas em comparação ao colmo. Quando a participação de colmo no total de massa seca aumenta, esse componente passa a ser o limitador da qualidade de plantas forrageiras. Portanto, programas de melhoramento devem considerar, além da relação folha:colmo, também a digestibilidade in vitro da FDN do colmo na seleção de genótipos.

Acurácia, precisão e robustez das estimativas da digestibilidade aparente da matéria seca determinada com o uso de indicadores em ovinos

O objetivo foi avaliar a acurácia, precisão e robustez das estimativas da digestibilidade aparente da matéria seca obtidas utilizando-se como indicadores fibra em detergente ácido indigestível (FDAi), fibra em detergente neutro (FDNi) indigestível, lignina em detergente ácido (LDA), LDA indigestível (LDAi) e óxido crômico em comparação ao método de coleta total de fezes. Dezoito ovinos (56,5 ± 4,6 kg PV) foram designados aleatoriamente a dietas compostas de 25, 50 ou 75% de concentrado e feno de Coast cross por 25 dias. As fezes foram coletadas por cinco dias para determinação da digestibilidade aparente da MS. As amostras de alimentos e fezes foram incubadas no rúmen de três bovinos por 144 horas, para obtenção das frações indigestíveis. Óxido crômico foi administrado a 4,0 g/animal/dia. A acurácia foi avaliada pela comparação do viés médio (DAMS predito - DAMS observado) entre os indicadores; a precisão, por meio da raiz quadrada do erro de predição e do erro residual; e a robustez, pelo estudo da regressão entre o viés e o consumo de matéria seca, o nível de concentrado e o peso vivo. A recuperação fecal e a acurácia das estimativas da digestibilidade aparente da MS foram maiores para FDAi, seguida pela FDNi, LDAi, pelo óxido crômico e depois pela lignina em detergente ácido. O viés linear foi significativo apenas para FDAi, FDNi e LDAi. O uso de óxido crômico permitiu estimativas mais precisas da digestibilidade aparente da MS. Todos os indicadores foram robustos quanto à variação no consumo de matéria seca e apenas LDAi e óxido crômico foram robustos quanto aos níveis de concentrado na dieta. O óxido crômico não foi robusto quando houve variação no peso vivo animal. Assim, a FDAi é o indicador mais recomendado na estimativa da digestibilidade aparente da MS em ovinos quando o objetivo é comparar aos dados da literatura, enquanto o óxido crômico é mais recomendado quando o objetivo é comparar tratamentos dentro de um mesmo experimento.

Efeitos do processamento da alfafa e da adição de óleo de soja sobre a digestibilidade total da dieta de eqüinos

Avaliou-se o efeito do processamento do feno de alfafa (Medicago sativa L.) e da adição de óleo de soja em dietas sobre a digestibilidade total de matéria seca, matéria orgânica, proteína bruta, extrato etéreo, fibra em detergente neutro e fibra em detergente ácido em eqüinos. Utilizaram-se quatro potros machos, sem raça definida, com aproximadamente 14 meses de idade e 197,25 kg, em delineamento quadrado latino (4 × 4) e em arranjo fatorial (2 × 2), composto de duas formas de fenação da alfafa (em cubos ou em ramas) e da adição ou não de óleo de soja em dietas contendo concentrado comercial na forma de péletes. A digestibilidade dos nutrientes foi determinada pelo método de coleta total de fezes durante três dias. A adição de óleo de soja refinado aumentou a digestibilidade total de matéria seca, matéria orgânica, extrato de etéreo e fibra em detergente neutro. A fenação da alfafa em cubos aumentou a digestibilidade total da proteína bruta, fibra em detergente neutro e da fibra em detergente ácido. A adição de óleo de soja nas dietas avaliadas foi um modo prático e seguro de aumentar a densidade calórica sem reduzir a digestibilidade dos macronutrientes orgânicos. O processamento da alfafa na forma de cubos melhorou a digestibilidade total da proteína bruta, fibra em detergente e fibra em detergente ácido da dieta em eqüinos.

Fracionamento dos carboidratos pelas equações do Cornell Net Carbohydrate and Protein System de três cultivares de girassol na presença ou não de irrigação

Objetivou-se quantificar as frações de carboidratos pelas equações do Cornell Net Carbohydrate and Protein System (CNCPS) de três cultivares de girassol (Helianthus annuus L.) cultivados na presença ou não de irrigação. A utilização de uma preparação fibrosa, denominada parede celular (PC), nas equações da CNCPS, em substituição à fibra em detergente neutro (FDN) não promoveu diferenças nas frações de carboidratos B1 e C, mas influenciou as frações A e B2. Como os valores da fração B1, obtidos pelo modelo CNCPS foram menores que os teores de amido e pectina determinados em laboratório, supõe-se que a pectina e outros oligossacarídeos da parede celular, solubilizados pela solução de detergente neutro (fibra solúvel), nunca fizeram parte da fração B1, e sim da fração A. Apesar de os carboidratos da fibra solúvel apresentarem elevadas taxas de degradação, não parece adequada a caracterização da fibra solúvel na fração A. Parece mais adequado que a fibra solúvel (que inclui a pectina) seja alocada a uma fração exclusivamente sua, que pode ser a fração B2, e que seja criada uma nova fração, a B3, para os carboidratos digeríveis da parede celular. Assim, a fração B1 seria composta apenas de amido. A equação da fração C, que estima os carboidratos indigeríveis da parede celular, pode ser simplificada, relacionando a fração indigerível ao teor de lignina na matéria seca, e não à FDN isenta de cinzas e proteína, como atualmente utilizado. Esta proposta tem implicações práticas, uma vez que a fração indigerível da parede celular tem sido expressa em relação à FDN, e não na MS, com base no fato de que os efeitos inibitórios da lignina ocorrem sobre os componentes fibrosos da parede celular vegetal, e não sobre o conteúdo celular.

Efeitos da enramicina e monensina sódica sobre a digestão de nutrientes em bovinos alimentados com dietas contendo alto nível de concentrados

Estudaram-se os efeitos da administração de enramicina e monensina sódica sobre a digestão total dos nutrientes da dieta e o consumo de matéria seca digestível em bovinos. Doze fêmeas bovinas não-gestantes e não-lactantes (675 ± 63 kg PV) foram distribuídas inteiramente ao acaso em três tratamentos (controle, enramicina e monensina) e alimentados com dieta contendo 60% de concentrados (milho, farelo de soja e minerais) e 40% de volumoso (cana-de-açúcar). A enramicina foi administrada na dose de 20 mg/animal/dia e a monensina na dose de 300 mg/animal/dia. O experimento teve duração total de 21 dias, de modo que os últimos dez dias foram utilizados para administração do marcador externo (15 g de óxido crômico/animal/dia) e os últimos cinco dias para a coleta de fezes e amostragem dos alimentos. Nenhum dos antibióticos alterou os consumos de matéria seca digestível e NDT e a digestibilidade de matéria seca, proteína bruta, extrato etéreo, fibra em detergente ácido, fibra em detergente neutro, amido, energia bruta e nutrientes digestíveis totais.

Efeitos do teor de carboidratos solúveis sobre as características da silagem de cana-de-açúcar

Objetivou-se quantificar na cana-de-açúcar o teor de carboidratos solúveis (CHOs) que anula a produção de etanol e avaliar os efeitos desses carboidratos sobre o valor nutritivo e outras características fermentativas da silagem de cana-de-açúcar. Utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado com três tratamentos, cada um com quatro repetições. Os tratamentos consistiram da retirada total do caldo da cana-de-açúcar, por meio de prensagem, e de sua reconstituição (0, 50 ou 100%) à cana. No nível de 50% de reconstituição, o caldo foi adicionado à cana juntamente com 50% de água e, no nível 0%, adicionou-se 100% de água à cana. A restituição resultou em concentrações de 41,6; 34,0 e 23,0% de carboidratos solúveis na matéria seca (MS). O material foi ensilado em 12 silos experimentais confeccionados a partir de baldes plásticos. A abertura dos silos foi realizada 85 dias após a ensilagem, quando foram determinados os teores dos ácidos orgânicos e a composição química das silagens. A retirada de carboidratos solúveis da cana-de-açúcar teve efeito linear decrescente sobre os teores de matéria seca, o teor de carboidratos solúveis e a digestibilidade in vitro da matéria seca (DIVMS) das silagens, no entanto, ocasionou aumento dos teores de fibra detergente ácido (FDA), fibra detergente neutro (FDN) e lignina. Observou-se efeito linear decrescente da retirada dos carboidratos solúveis sobre os teores de etanol e ácidos lático e butírico e as perdas de matéria seca das silagens. Não se observaram efeitos de tratamentos sobre os dados de estabilidade aeróbia. A produção de etanol seria nula se a cana-de-açúcar contivesse apenas 12,4% de CHOs com base na matéria seca (MS).

Uso da cutina na estimativa da digestibilidade aparente de dietas para equinos

Avaliaram-se a acurácia, a precisão e a robustez dos indicadores cutina, lignina em detergente ácido, óxido crômico e coleta total de fezes na estimativa da digestibilidade aparente da matéria orgânica de dietas para equinos. Para tal, foram utilizados quatro equinos machos, com idade aproximada de 10 meses e média de peso de 197kg (170 a 216kg). O experimento foi realizado em quatro períodos, com duração de 11 dias cada, sendo os oito primeiros usados para adaptação às dietas e os três subsequentes, para colheita de material. O delineamento experimental foi em quadrado latino 4X4. A ponderação dos coeficientes de digestibilidade da matéria orgânica pelos indicadores foi efetuada por meio do viés. A acurácia e a precisão foram determinadas pela comparação entre os dados preditos e observados, e a robustez pela comparação dos vieses com outros fatores estudados. A cutina não se mostrou eficiente como indicador interno, pois superestimou a digestibilidade aparente da matéria orgânica e resultou em menor acurácia e precisão. O oxido crômico apresentou baixa recuperação fecal e subestimou a digestibilidade aparente da matéria orgânica, embora tenha sido o mais preciso. A lignina em detergente ácido foi o indicador que obteve a melhor recuperação fecal e foi o mais acurado, portanto, o indicador mais eficiente.