Do all tannins have similar nutritional effects? A comparison of three Brazilian fodder legumes

Three tropical legumes, namely Leucaena leucocephala, Sesbania sesban and Cajanus cajan, were subjected to chemical analysis plus in vitro, in situ and in vivo evaluations. Three different assays were used to determine total tannins: adsorption to polyvinyl pyrrolidine (PVPP-tannins), radial diffusion (RD-tannins) and protein precipitation capacity (BSA-tannins). Total phenols, total tannins and condensed tannins were highest for Sesbania. RD-tannins were correlated with total phenols (r(2) = 0.93), PVPP-tannins (r(2) = 0.92) and condensed tannins (r(2) = 0.99). The protein precipitation capacity of Sesbania, Leucaena and Cajanus were 25.9, 6.13 and 4.05 mu g BSA/g DM, respectively. Gas production at 24h was negatively correlated with total phenols (r(2) = 0.99), PVPP-tannins (r(2) = 0.99) and condensed tannins (r(2) = 0.91). The RD-, PVPP-tannins and the response to polyethylene glycol (PEG) in the gas production assay appeared to be useful as a first screen for tannins. In situ degradability did not reflect any adverse effects of tannins. However, in vivo experiments showed that the apparent DM digestibility of Sesbania and Leucaena was lower than the basal diet. The apparent protein digestibility was lower for all legumes compared to the basal diet. Most treatments caused a negative nitrogen balance. The problems associated with browse feeding were not only related to tannin contents, other factors such as inherently poor digestibility and low energy intake may also have lead to the poor animal performance on these diets. We propose, given the limitations of current tannin assays, that it is not possible to predict beneficial or harmful nutritional effects from total tannin concentrations per se. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Ruminal dry matter and nitrogen degradation in relation to condensed tannin and protein molecular structures in sainfoin (Onobrychis viciifolia) and lucerne (Medicago sativa).

Sainfoin is a temperate legume that contains condensed tannins (CT), i.e. polyphenols that are able to bind proteins and thus reduce protein degradation in the rumen. A reduction in protein degradation in the rumen can lead to a subsequent increase in amino acid flow to the small intestine. The effects of CT in the rumen and the intestine differ according to the amount and structure of CT and the nature of the protein molecular structure. The objective of the present study was to investigate the degradability in the rumen of three CT-containing sainfoin varieties and CT-free lucerne in relation to CT content and structure (mean degree of polymerization, proportion of prodelphinidins and cis-flavanol units) and protein structure (amide I and II bands, ratio of amide I-to-amide II, α-helix, β-sheet, ratio of α-helix-to-β-sheet). Protein molecular structures were identified using Fourier transform/infrared-attenuated total reflectance (FT/IR-ATR) spectroscopy. The in situ degradability of three sainfoin varieties (Ambra, Esparcette and Villahoz) was studied in 2008, during the first growth cycle at two harvest dates (P1 and P2, i.e. 5 May and 2 June, respectively) and at one date (P3) during the second growth cycle (2 June) and these were compared with a tannin-free legume, lucerne (Aubigny). Loss of dry matter (DMDeg) and nitrogen (NDeg) in polyester bags suspended in the rumen was measured using rumen-fistulated cows. The NDeg of lucerne compared with sainfoin was 0·80 v. 0·77 at P1, 0·78 v. 0·65 at P2 and 0·79 v. 0·70 at P3, respectively. NDeg was related to the rapidly disappearing fraction (‘a’) fraction (r=0·76), the rate of degradation (‘c’) (r=0·92), to the content (r=−0·81) and structure of CT. However, the relationship between NDeg and the slowly disappearing fraction (‘b’) was weak. There was a significant effect of date and species×date, for NDeg and ‘a’ fraction. The secondary protein structure varied with harvest date (species×date) and was correlated with the fraction ‘b’. Both tannin and protein structures influenced the NDeg degradation. CT content and structure were correlated to the ‘a’ fraction and to the ‘c’. Features of the protein molecular secondary structure were correlated to the ‘b’ fraction.

Effects of dietary urea levels on milk protein fractions of Holstein cows

The aim of this study was to evaluate the effects of substituting soybean meal for urea on milk protein fractions (casein, whey protein and non-protein nitrogen) of dairy cows in three dietary levels. Nine mid-lactation Holstein cows were used in a 3 x 3 Latin square arrangement, composed of 3 treatments, 3 periods of 21 days each, and 3 squares. The treatments consisted of three different diets fed to lactating cows, which were randomly assigned to three groups of three animals: (A) no urea inclusion, providing 100% of crude protein (CP), rumen undegradable protein (RUP) and rumen degradable protein (RDP) requirements, using soybean meal and sugarcane as roughage; (B) urea inclusion at 7.5 g/kg DM in partial substitution of soybean meal CP equivalent; (C) urea inclusion at 15 g/kg DM in partial substitution of soybean meal CP equivalent. Rations were isoenergetic and isonitrogenous-1 60 g/kg DM of crude protein and 6.40 MJ/kg DM of net energy for lactation. When the data were analyzed by simple polynomial regression, no differences were observed among treatments in relation to milk CP content, true protein, casein, whey protein, non-casein and non-protein nitrogen, or urea. The milk true protein:crude protein and casein:true protein ratios were not influenced by substituting soybean meal for urea in the diet. Based on the results it can be concluded that the addition of urea up to 15 g/kg of diet dry matter in substitution of soybean meal did not alter milk protein concentration casein, whey protein and its non-protein fractions, when fed to lactating dairy cows. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Cell-responsive nanogels for anticancer drug delivery

One of the main goals in Nanomedicine is to create innovative drug delivery systems (DDS) capable of delivering drugs into a specific location with high efficiency. In the development of DDS, some essential properties are desired, such as biocompatibility and biodegradability. Furthermore, an ideal DDS should be able to deliver a drug in a controlled manner and minimize its side effects. These two objectives are still a challenge for researchers all around the world. Nanogels are an excellent vehicle to use in drug delivery and several other applications due to their biocompatibility. They are polymer-based networks, chemically or physically crosslinked, with at least 80-90% water in their composition. Their properties can be tuned, like the nanogel size, multifunctionality and degradability. Nanogels are capable of carrying in their interior bioactive molecules and deliver them into cells. The main objective of this project was to produce nanogels for the delivery of anticancer drugs with the ability of responding to existent stimuli inside cells (cellresponsiveness nanogels) and/or of controlled drug delivery. The nanogels were mainly based on alginate (AG), a natural biopolymer, and prepared using emulsion approaches. After their synthesis, they were used to encapsulate doxorubicin (Dox) which was chosen as a model drug. In the first part of the experimental work, disulfide-linked AG nanogels were prepared and, as expected, were redox-sensitive to a reducing environment like the intracellular medium. In the second part, AG nanogels crosslinked with both calcium ions and cationic poly(amidoamine) dendrimers were developed with improved sustained drug delivery. The prepared nanogels were characterized in terms of size, chemical composition, morphology, and drug delivery behavior (under redox/pH stimuli). The in vitro cytotoxicity of the nanogels was also tested against CAL-72 cells (an osteosarcoma cell line).

An improved and fast UHPLC-PDA methodology for determination of L-ascorbic and dehydroascorbic acids in fruits and vegetables: evaluation of degradation rate during storage

This study provides a versatile validated method to determine the total vitamin C content, as the sum of the contents of L-ascorbic acid (L-AA) and dehydroascorbic acid (DHAA), in several fruits and vegetables and its degradability with storage time. Seven horticultural crops from two different origins were analyzed using an ultrahigh-performance liquid chromatographic–photodiode array (UHPLC-PDA) system, equipped with a new trifunctional high strength silica (100% silica particle) analytical column (100 mm×2.1 mm, 1.7 μm particle size) using 0.1% (v/v) formic acid as mobile phase, in isocratic mode. This new stationary phase, specially designed for polar compounds, overcomes the problems normally encountered in HPLC and is suitable for the analysis of large batches of samples without L-AA degradation. In addition, it proves to be an excellent alternative to conventional C18 columns for the determination of L-AA in fruits and vegetables. The method was fully validated in terms of linearity, detection (LOD) and quantification (LOQ) limits, accuracy, and inter/intraday precision. Validation experiments revealed very good recovery rate of 96.6±4.4% for L-AA and 103.1±4.8 % for total vitamin C, good linearity with r2-values >0.999 within the established concentration range, excellent repeatability (0.5%), and reproducibility (1.6%) values. The LOD of the method was 22 ng/mL whereas the LOQ was 67 ng/mL. It was possible to demonstrate that L-AA and DHAA concentrations in the different horticulture products varied oppositely with time of storage not always affecting the total amount of vitamin C during shelf-life. Locally produced fruits have higher concentrations of vitamin C, compared with imported ones, but vegetables showed the opposite trend. Moreover, this UHPLC-PDA methodology proves to be an improved, simple, and fast approach for determining the total content of vitamin C in various food commodities, with high sensitivity, selectivity, and resolving power within 3 min of run analysis.

Aditivos químicos ou biológicos na ensilagem de cana-de-açúcar: 2. parâmetros ruminais e degradabilidade da matéria seca e das frações fibrosas

Objetivou-se avaliar o efeito da inclusão de aditivos na ensilagem de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.) sobre a degradação de MS e de componentes da parede celular e sobre os parâmetros de fermentação ruminal em bovinos alimentados com dietas contendo essas silagens. Utilizaram-se cinco novilhos da raça Nelore providos de cânula ruminal, alocados em delineamento quadrado latino 5 ´ 5 e alimentados com dietas com 65% de volumoso (%) MS. Foram avaliadas cinco silagens (base úmida): controle - cana-de-açúcar, sem aditivos; uréia - cana-de-açúcar + 0,5% ureia; benzoato - cana-de-açúcar + 0,1% de benzoato de sódio; LP - cana-de-açúcar inoculada com Lactobacillus plantarum (1 ´ 10(6) ufc/g MV); LB - cana-de-açúcar inoculada com L. buchneri (3,6 ´ 10(5) ufc/g forragem). A forragem foi armazenada em silos do tipo poço por 90 dias antes do fornecimento aos animais. Os parâmetros ruminais foram afetados de forma moderada pelas silagens e tiveram forte efeito do horário de coleta de amostras. As concentrações molares médias dos ácidos acético, propiônico e butírico foram de 60,9; 19,3 e 10,2 mM, respectivamente. O ambiente ruminal proporcionado por dietas formuladas com silagens de cana-de-açúcar foi satisfatório e similar ao tradicionalmente observado em dietas contendo cana. O uso de aditivos na ensilagem influenciou, de forma não-significativa, a degradabilidade ruminal da MS e da MO, mas não alterou a degradabilidade ruminal da fração fibrosa. Os aditivos aplicados à cana-de-açúcar resultaram em pequenas alterações na maior parte das variáveis avaliadas. Apesar de a degradabilidade ruminal das silagens ter sido pouco afetada pelo uso de aditivos, os valores observados foram próximos aos observados para a cana-de-açúcar in natura.

Influência de subprodutos de oleaginosas sobre parâmetros ruminais e a degradação da matéria seca e da proteína bruta

Avaliou-se o efeito da adição de subprodutos de oleaginosas na dieta de ovinos em substituição ao farelo de soja. Foram distribuídos quatro ovinos Santa Inês, com peso corporal de, aproximadamente, 40kg, canulados no rúmen, em quadrado latino (4x4), com quatro dietas e quatro períodos, analisados por regressão para a avaliação da degradação ruminal, dos valores de pH e das concentrações de nitrogênio amoniacal in vivo. Os subprodutos foram as tortas de amendoim, girassol e soja, em dietas isonitrogenadas, com 70% de concentrado e 30% de volumoso (feno de tifton). Não foi observado efeito da interação tempo x dieta para os valores de pH e concentração ruminal de nitrogênio amoniacal (P>0,05). O pH apresentou valor médio de 6,2. As concentrações ruminais de nitrogênio amoniacal não foram afetadas, com valor médio de 29,9mg/dL. Não foram observadas diferenças (P>0,05) nas taxas de degradação da matéria seca e na degradabilidade potencial.

Degradabilidade in situ e parâmetros ruminais em bovinos alimentados com dietas balanceadas para diferentes ganhos de peso e potenciais de fermentação microbiana

Um experimento foi realizado com o objetivo de avaliar os parâmetros ruminais, a produção de ácidos graxos voláteis e a degradabilidade in situ em tourinhos Santa Gertrudes canulados no rúmen alimentados com dietas compostas de feno de capim-marandu e concentrado. Empregou-se o delineamento em quadrado latino 4 ´ 4, no qual os tratamentos foram compostos dos concentrados, ajustados para ganho de peso corporal (GPC) diário de 0,5 e 1 kg/animal e potencial de fermentação microbiana (y) de 9,5 e 11 g de proteína bruta microbiana/MJ energia metabolizável fermentável. Não foram encontradas interações significativas nem diferenças entre as dietas para pH, concentração molar dos ácidos acético e butírico e proporção molar dos ácidos acético, propiônico e butírico e relação acético:propiônico. Os teores de amônia diferiram entre os potenciais de fermentação microbiana, 14,67 e 20,83 mg/100 mL para baixo e alto, respectivamente, e a concentração molar de ácido propiônico foi diferente entre os potenciais de ganho de peso, 7,62 e 8,94 mM, respectivamente, para baixo e alto ganho de peso. Não foram detectadas diferenças entre dietas para as degradabilidades das frações do feno de capim-marandu e da soja em grão. Houve diferença no parâmetro b e na degradabilidade efetiva a 5%/hora da proteína bruta para os potencias de GPC do milho em grão moído. Para o farelo de soja, ocorreu interação significativa entre os potencias de GPC e de fermentação microbiana para alguns dos parâmetros da MS e PB, o mesmo observado para o farelo de algodão. As diferenças encontradas não justificaram o balanceamento dos concentrados para os diferentes potenciais de produção avaliados.

Efeito de Diferentes Volumosos sobre a Degradabilidade in situ de Nutrientes e Variáveis da Fermentação Ruminal, Mediante a Aplicação da Somatotropina Bovina

The objective of this work was to evaluate the effect of diets with different forages (sugarcane, corn silage, hydrolyzed bagasse and sugarcane + corn silage) on the ruminal Fermentation and ruminal nutrients degradability, by the application of bovine somatotropin. Three bovines with ruminal cannulas were used in a factorial scheme (4 x 2). The pH, number of protozoa, ammonia and volatile fatty acids concentration were quantified. The potential and the effective degradability and degradation rate of dry matter and crude protein in each diet were evaluated, beyond gross energy disappearance. There were differences among diets on the effective degradability of dry matter and potential degradability, effective degradability and potentially degradable fraction of crude protein, being verified the same for the rBST application. There was effect of different forages on the variables of ruminal Fermentation. The treatments did not affect the gross energy disappearance. The rBST application did not affect the variables of ruminal fermentation.

Degradabilidade ruminal da matéria seca, da proteína bruta e da fração fibrosa de silagens de milho, de sorgo e de Brachiaria brizantha

Avaliou-se a degradação da matéria seca (MS), da proteína bruta (PB), da fibra em detergente neutro (FDN), da fibra em detergente ácido (FDA) e da hemicelulose das silagens de milho, de sorgo e de Brachiaria brizantha. Foram utilizados três novilhos Nelore, machos, fistulados no rúmen, com média de peso de 200kg. em cada animal foram incubadas amostras das três silagens nos tempos de 0, 6, 12, 24, 36, 48, 72 e 96 horas. Para as degradabilidades potencial e efetiva da MS (taxa de passagem no rúmen de 5%/h), a silagem de milho foi a que apresentou valores mais altos, 80,1 e 56,7%, respectivamente, seguida da silagem de sorgo, 73,0 e 45,3%, e da silagem de Brachiaria, 60,8 e 33,7%. Para a PB, o maior valor de degradabilidade foi verificado para a silagem de milho, 87,0%, seguida das silagens de sorgo, 81,8%, e de Brachiaria, 75,2%. A degradabilidade da FDN foi maior para as silagens de milho e sorgo. Para FDA, a silagem de sorgo apresentou perfil de degradação menor que a silagem de milho. Os resultados sugerem melhor qualidade da silagem de milho, seguida pela do sorgo e pela de Brachiaria.

Predição do Consumo Voluntário do Capim-Tanzânia (Panicum maximum, J. cv. tanzânia), sob Pastejo, por Vacas em Lactação, a partir das Características de Degradação

O consumo de matéria seca (CMS) do capim tanzânia de 24 vacas lactantes mestiças (HPB x Gir) e Gir, sob pastejo, foi estimado no mês de janeiro de 1998, a partir da relação entre a digestibilidade da MS da forragem e a produção fecal obtida com auxílio do cromo mordente por meio de um modelo não-linear. Os resultados do consumo estimado foram comparados aos consumos preditos por diferentes equações baseadas nos dados de degradabilidade do capim, no rúmen. A pastagem foi manejada com taxa de lotação de dois animais/ha, em sistema de pastejo rotativo com três dias de ocupação do piquete e 39 dias de descanso. Foram utilizadas para predizer o CMS diferentes equações: CMS = -1,19 + 0,035 (a+ b) + 28,5c (1), CMS = -0,822 + 0,0748 (a+ b) + 40,7c (2), CMS = -8,286 + 0,266a + 0,102b +17,696c (3) e CMS = [%FDN na MS]* [consumo de FDN ] / [(1-a-b)/K P +b/(c+ k p)]/24] (4). As equações, em geral, subestimaram o consumo obtido no modelo não-linear (9,6 kg/vaca/dia). Os consumos médios de capim de 6,2 e 6,0 kg MS/vaca/dia obtidas, respectivamente, nas equações de (2) e (4) foram semelhantes entre si e inferiores ao das equações de (1) (12,7 kg/vaca/dia) e (3) (8,1 kg/vaca/dia). A predição do consumo de forrageiras tropicais, sob pastejo, utilizando-se as equações baseadas nas variáveis da degradação in situ, constitui um importante potencial para estas avaliações. Entretanto, mais estudos dessa natureza devem ser realizados para validar o uso destas equações na prática.

Teores de proteína bruta para bovinos alimentados com feno de capim-tifton 85: parâmetros ruminais, eficiência de síntese microbiana e degradabilidade in situ

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Estimativa da ingestão voluntária a partir das características de degradação do capim-coastcross (Cynodon dactylon L. Pers.), sob pastejo, por vacas em lactação

O consumo de matéria seca (CMS) do capim-coastcross, sob pastejo, de vacas lactantes mestiças (HPB x Gir) e Gir, foi calculado a partir da relação entre a digestibilidade in vitro da MS (DIVMS) da forragem (extrusa colhida com animais esôfago- fistulados) e a produção fecal obtida com auxílio do cromo mordante por meio de um modelo não-linear. A pastagem foi manejada com uma taxa de lotação de 1,6 e 3,2 animais/ha, respectivamente para as épocas seca e chuvosa do ano, num sistema de pastejo rotativo com três dias de ocupação e 27 dias de descanso. Quatro diferentes equações baseadas em variáveis de degradação ruminal foram utilizadas para predizer o consumo de MS: CMS = -1,19 + 0,035 (a+ b) + 28,5c (1), CMS = -0,822 + 0,0748 (a+ b) + 40,7c (2), CMS = -8,286 + 0,266a + 0,102b +17,696c (3) e CMS = [%FDN na MS]* [consumo de FDN ] / [(1-a-b)/K P +b/(c+ k p)]/24] (4). Os dados observados utilizando as equações 1 e 2 (12,2 e 12,7 kg/vaca/dia respectivamente) foram similares entre si e superiores aos resultados obtidos na equação 4 (7,8 kg/vaca/dia). Já o resultado obtido pela equação 3 (5,5 kg/vaca/dia) foi menor do que aqueles determinados pelas outras equações, subestimando o CMS calculado a partir do cromo mordante (6,3 kg/vaca/dia). A predição do consumo de forrageiras tropicais sob pastejo, utilizando equações baseadas nas variáveis de degradação, constitui um importante potencial para estas avaliações. Entretanto, mais estudos devem ser realizados antes de se usarem estas equações na prática.

Degradação in situ da matéria seca e da fração fibrosa do capim marandu obtido por diferentes métodos de amostragem, no período seco do ano

Este trabalho foi realizado na Faculdade de Ciências Agrárias Veterinárias - Unesp - Jaboticabal e foi conduzido, com o objetivo de avaliar a influência do método de amostragem do pasto sobre a degradabilidade in situ da matéria seca e da fração fibrosa de capim Marandu, colhido no período seco dos anos de 2003 e 2005. O experimento foi instalado em delineamento de blocos casualizados com parcela subdividida, com três repetições, representadas pelos piquetes amostrados. Nas parcelas, foram avaliados cinco métodos de amostragens de forragem (método do quadrado metálico; método de avaliação através de extrusa de bovino da raça Nelore; método de avaliação por meio de extrusa de bovino Cruzado (Red Angus x Nelore); método de avaliação por meio do pastejo, simulando bovino da raça Nelore; método de avaliação por meio do pastejo, simulando bovino Cruzado (Red Angus x Nelore) e as subparcelas foram constituídas pelos anos de amostragem, 2003 e 2005. Foram determinadas as frações da cinética ruminal: solúvel A; insolúvel potencialmente degradável B; taxa de degradação Kd; degradação potencial (DP) e fração não degradável C da MS e degradação potencial (DP), fração não degradável C e taxa de degradação Kd da FDN e da FDA. de acordo com os resultados obtidos, observou-se que o método do quadrado metálico subestimou as características da degradação do capim. Os métodos do pastejo simulado se assemelharam muito ao das extrusas, no entanto, a prática do simulador é que assegurou a amostragem eficiente, conforme foi constatado pelos dados obtidos no ano de 2003 e 2005.

Degradabilidade in situ e observações microscópicas de volumosos em bovinos suplementados com enzimas fibrolíticas exógenas

Avaliou-se o efeito de enzimas fibrolíticas (celulase e xilanase) sobre a degradabilidade in situ da MS, PB, FDN, FDA e hemicelulose do feno de Tifton-85 (Cynodon spp.) cortado aos 30 e 90 dias e do bagaço de cana, utilizando-se seis bovinos com cânula no rúmen. As enzimas foram extraídas dos fungos Aspergillus niger e Trichoderma longibrachiatum e fornecidas, na quantidade de 0,75 g/kgMS.dia, por meio da cânula ruminal. Os tempos de incubação ruminal foram de 0, 3, 6, 12, 24, 48, 72 e 96 horas. Os resíduos de incubação foram avaliados por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV). O efeito da adição de enzimas sobre a degradação da MS e PB variou em função do volumoso estudado. A degradabilidade efetiva da MS do feno Tifton cortado aos 30 e 90 dias e do bagaço de cana sem a adição de enzimas foi de 61,85; 42,35 e 28,22%, respectivamente, e de 63,51; 40,64 e 31,43%, respectivamente, com a adição das enzimas. Não houve efeito das enzimas sobre a degradação da fibra. As observações ao MEV indicaram aumento da colonização bacteriana sobre a parede celular com a suplementação enzimática. A adição de enzimas fibrolíticas na dieta de ruminantes apresentou efeito pouco expressivo sobre os parâmetros de degradação ruminal dos volumosos estudados.