Inoculação com leveduras e exposição ao ar modificam o valor nutritivo de silagem de milho para vacas leiteiras

Silagens de milho são mais propensas à deterioração quando expostas ao ar. As leveduras assimiladoras de ácido lático são frequentemente os primeiros microrganismos a iniciar a deterioração aeróbia nas silagens. Alguns estudos reportam que silagem de milho aerobicamente instável está associada à redução no consumo, na produção de leite e depressão no teor de gordura do leite. Portanto, o objetivo deste estudo foi avaliar a influência de inoculação de leveduras (Pichia norvegensis) e a exposição ao ar por 48 horas sobre o valor nutritivo das silagens e o desempenho de vacas leiteiras. O milho foi colhido com 34% de MS, tratado sem (Controle) ou com P. norvegensis, na dose 1×105 ufc/g MV (Levedura) e armazenado silos tipo bolsa (40 t/silo). Após 123 dias de armazenamento, os silos foram abertos e a silagem foi fornecida para vacas leiteiras. Diariamente, as silagens foram retiradas e fornecidas imediatamente (Fresca) ou após 48 horas de exposição (Exposta). Vinte vacas Holandesas foram distribuídas em 5 quadrados latinos replicados 4×4, com períodos de 21 dias (15 d para adaptação + 6 d para amostragem). As dietas foram formuladas para conter: 53% silagem de milho, 8% caroço de algodão, 18% farelo de soja, 9,5% polpa cítrica, 9% milho seco moído e 2,5% premix vitamínico e mineral. Os quatro tratamentos foram assim constituídos: silagem controle fresca (CF), silagem controle exposta (CE), silagem inoculada com levedura fresca (LF) e silagem inoculada com levedura exposta (LE). A inoculação com levedura aumentou as perdas de matéria seca (P<0,001) e reduziu o tempo de estabilidade aeróbia (P=0,03) das silagens de milho. No ensaio de desempenho animal, reduziu a produção de leite corrigida para 3,5% de gordura (P=0,03) e a eficiência alimentar (ELL leite/CMS) (P<0,01), porém não alterou o teor de gordura do leite. Quanto aos efeitos da exposição ao ar por 48 horas, estes reduziram a concentração de ácido lático (P<0,001), que consequentemente aumentou o pH (P=0,004) das silagens, além de reduzir outros produtos de fermentação. A exposição também reduziu a produção de leite corrigido para gordura (P=0,02) e a eficiência alimentar (P=0,10). Nenhum tratamento alterou o consumo de MS. Houve tendência para redução da digestibilidade da MS e FDN e do NDT, quando as silagens foram expostas ao ar. A inoculação com leveduras e a exposição ao ar por 48 horas deprimem o desempenho animal através da redução no valor nutritivo das silagens de milho.

Desempenho de bezerros leiteiros recebendo probiótico contendo Bacillus subtilis e Bacillus licheniformis

O objetivo deste estudo foi avaliar a suplementação de um probiótico composto por cepas de Bacillus subtilis e Bacillus licheniformis, fornecidos via sucedâneo lácteo, no que se refere ao escore e pH fecal, contagem de microrganismos intestinais, parâmetros sanguíneos e desempenho geral dos animais. Foram utilizados 24 animais da raça Holandês que receberam 4L/dia de sucedâneo comercial (15PB:15EE), além de livre acesso a água e concentrado inicial. O desaleitamento ocorreu na 8ª semana de vida. Os animais foram distribuídos em delineamento de blocos casualizados, em dois tratamentos: 1) Controle - sem a suplementação de probiótico; 2) Suplementação de 2g/d (1,6 x 109 UFC) de Bacillus subtilis e Bacillus licheniformis via sucedâneo lácteo. Semanalmente foram realizadas pesagens e aferições de medidas corporais (altura de cernelha, perímetro torácico e largura de garupa); e colheitas de sangue para determinação de glicose, proteína total, ureia e albumina, além de determinação de hematócrito. Foram colhidas amostras semanalmente para contagem de bactérias ácido láticas e enterobactérias e determinação de pH fecal. O monitoramento do consumo de concentrado e do escore fecal foi realizado diariamente. O peso corporal, o ganho de peso médio diário e as medidas corporais não foram alteradas (P>0,05) pela suplementação do probiótico contendo Bacillus subtilis e Bacillus licheniformis; muito embora tenham apresentado efeito significativo de idade dos animais (P<0,001). O escore fecal, pH fecal e consumo de concentrado diário também não foram afetados pela suplementação com probiótico. No entanto, o consumo de concentrado e o pH fecal sofreram influência da idade em resposta ao crescimento natural dos bezerros. A contagem de bactérias ácido láticas foi maior que número de enterobactérias durante todo o período (P<0,05). Apenas as enterobactérias sofreram efeito da idade (P<0,05), enquanto as bactérias ácido láticas permaneceram variando, porém dentro de um padrão constante. Os parâmetros sanguíneos também não foram afetados pela suplementação com probiótico (P>0,05) mas todos, com a exceção da albumina, tiveram influência da idade (P<0,001). A suplementação com o probiótico contendo Bacillus subtilis e Bacillus licheniformis via sucedâneo não apresentou benefícios no desempenho ou no metabolismo de bezerros leiteiros, bem como não reduziu a ocorrência de casos de diarreia.

Obtenção e caracterização de PLA reforçado com nanocelulose.

A celulose é o polímero natural renovável disponível em maior abundância atualmente. Por possuir estrutura semicristalina, é possível extrair seus domínios cristalinos através de procedimentos que ataquem sua fase amorfa, como a hidrólise ácida, obtendo-se assim partículas cristalinas chamadas nanopartículas de celulose (NCs). Estas nanopartículas têm atraído enorme interesse científico, uma vez que possuem propriedades mecânicas, como módulo de elasticidade e resistência à tração, semelhantes a várias cargas inorgânicas utilizadas na fabricação de compósitos. Além disso, possuem dimensões nanométricas, o que contribui para menor adição de carga à matriz polimérica, já que possuem maior área de superfície, quando comparadas às cargas micrométricas. Nanocompósitos formados pela adição destas cargas em matrizes poliméricas podem apresentar propriedades comerciais atraentes, como barreira a gases, melhores propriedades térmicas e baixa densidade, quando comparados aos compósitos tradicionais. Como se trata de uma carga com dimensões nanométricas, obtida de fontes renováveis, uma das principais áreas de interesse para aplicação deste reforço é em biopolímeros biodegradáveis. O poli(ácido lático) (PLA), é um exemplo de biopolímero com propriedades mecânicas, térmicas e de processamento superiores a de outros biopolímeros comerciais. No presente trabalho foram obtidas nanopartículas de celulose (NCs), por meio de hidrólise ácida, utilizando-se três métodos distintos, com o objetivo de estudar o método mais eficiente para a obtenção de NCs adequadas à aplicação em compósitos de PLA. Os Métodos I e II empregam extração das NCs por meio do H2SO4, diferenciando-se apenas pela neutralização, a qual envolve diálise ou neutralização com NaHCO3, respectivamente. No Método III a extração das NCs foi realizada com H3PO4. As NCs foram caracterizadas por diferentes técnicas, como difração de raios X (DRX), análise termogravimétrica (TG), espectroscopia vibracional de absorção no infravermelho (FTIR), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e microscopia de força atômica (MFA). Os resultados de caracterização das NCs indicaram que, a partir de todos os métodos utilizados, há formação de nanocristais de celulose (NCCs), entretanto, apenas os NCCs obtidos pelos Métodos II e III apresentaram estabilidade térmica suficiente para serem empregados em compósitos preparados por adição da carga no polímero em estado fundido. A incorporação das NCs em matriz de PLA foi realizada em câmara de mistura, com posterior moldagem por prensagem a quente. Compósitos obtidos por adição de NCs obtidas pelo Método II foram caracterizados por calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise termogravimétrica, microscopia óptica, análises reológicas e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A adição de NCs, extraídas pelo Método II, em matriz de PLA afetou o processo de cristalização do polímero, o qual apresentou maior grau de cristalinidade. Além disso, a adição de 3% em massa de NCs no PLA foi suficiente para alterar seu comportamento reológico. Os resultados reológicos indicaram que a morfologia do compósito é, predominantemente, composta por uma dispersão homogênea e fina da carga na fase matriz. Micrografias obtidas por MEV corroboram os resultados reológicos, mostrando, predominantemente a presença de partículas de NC em escala nanométrica. Compósitos de PLA com NCs obtidas pelo Método III apresentaram aglomerados de partículas de NC em escala micro e milimétrica, ao longo da fase matriz, e não foram extensivamente caracterizados.

Estudo da blenda PBAT/PLA com cargas.

Neste trabalho compósitos foram obtidos a partir da blenda comercial 100% biodegradável Ecovio® C2224 da BASF, uma blenda formada por 55% em massa de um copoliéster biodegradável, o Ecoflex® (poli[(adipato de butileno)-co-(tereftalato de butileno)]) e 45% em massa de PLA poli(ácido láctico). Como carga, utilizaram-se dois tipos de argilas comerciais do grupo das esmectitas, ambas predominantemente montmorilonitas: Cloisite Sódica® e Cloisite 30B®. Também foi utilizado como carga a sílica coloidal comercial Aerosil 200®, com área superficial de 200 m2/g e diâmetro médio de partícula 12nm. Os compósitos estudados, ambos contendo 5% e 10% em massa de cargas, foram preparados em uma extrusora de rosca dupla, acoplada a um reômetro de torque. O estudo foi dividido em três etapas: 1ª) etapa: Obtenção e caracterização dos compósitos de Ecovio®/ argila e Ecovio® / sílica; 2ª) etapa: Avaliação da fotodegradação do Ecovio® puro e dos compósitos obtidos; 3ª) etapa: Avaliação da biodegradabilidade do Ecovio® puro e dos compósitos após exposição em câmara de UV. As propriedades mecânicas dos compósitos antes e depois de serem submetidos à exposição em câmara de UV foram avaliadas por ensaios de resistência à tração e resistência ao impacto Izod. Os resultados obtidos na 1ª etapa deste trabalho indicaram aumento nos valores de módulo de elasticidade de todos os compósitos, em relação à blenda pura. Destacam-se as composições com 5% e 10% em massa de sílica coloidal, que apresentaram aumentos de até 115% nos valores de módulo de elasticidade, sem perdas significativas em resistência à tração, alongamento e resistência ao impacto, quando comparadas à fase matriz. Na 2ª etapa, a partir de 20 dias de exposição, todas as composições (blendas e compósitos) apresentam redução nas propriedades mecânicas em função do aumento do tempo de exposição à radiação UV. Na 3ª etapa, independente do tipo ou teor de carga presente na blenda, todas as composições apresentaram índices de biodegradabilidade, depois de 120 dias, de 40 a 60%, devido à prévia exposição à radiação UV.

Estratégias de microfabricação utilizando toner para produção de dispositivos microfluídicos

Neste trabalho são apresentados processos de microfabricação de estruturas contendo microcanais e sistemas de manipulação hidrodinâmica e eletroosmótica de fluídos. Foram desenvolvidos processos de microfabricação utilizando toner sobre poliéster, toner sobre vidro, toner como resiste, além de métodos alternativos de perfuração de lâminas e selagem de microestruturas em vidro, desenvolvimento de microestruturas para eletroforese capilar e espectrometria de massas com ionização por eletronebulização. A caracterização dos materiais e processos permitiu uma ampla visão das potencialidades e alternativas dos processos de microfabricação, tendo sido demonstrado que os dispositivos produzidos em toner-poliéster são quimicamente resistentes às substâncias tipicamente utilizadas em eletroforese capilar. Neste trabalho, um detector condutométrico sem contato foi implementado em microestruturas de toner-poliéster e a separação eletroforética de alguns metais alcalinos é demonstrada. A microestrutura foi projetada no formato padrão em cruz, tendo o canal de separação 22 mm de comprimento, 12 µm de profundidade e largura típica. A cela condutométrica foi construída sobre o canal de separação utilizando-se fita adesiva de cobre (1 mm de largura) como eletrodos. O sinal aplicado na cela foi de 530 kHz e 10 Vpp . A separação de K+, Na+ e Li+ na concentração de 100 µmol L-1 foi efetuada em torno de 0,8 min, utilizando-se 1 kV como potencial de separação. Foram desenvolvidos microchips para análise por espectrometria de massas com introdução de amostra por eletronebulização, sendo determinado cluster do íon cloreto em concentração de 1 mmol L+. Também solução com 1 mmol/L de glucosamina em água/metanol 1: 1 (v/v), sob corrente de 100 nA gerou sinal estável e livre de descarga corona. Utilizando detecção amperométrica, obteve-se eletroferogramas mostrando a separação de iodeto (10 mmol L-1) e ascorbato (40 mmol L-1) em potencial de separação de 4,0 kV (800 V cm-1 potencial de detecção de 0,9 V (vs. Ag/AgCI), injeção com 1,0 kV/1°s, tampão borato de sódio 10 mmol L+ com CTAH 0,2 mmol L-1, pH 9,2. Obteve-se eficiência de 1,6.104 pratos/m e foi possível obter limites de detecção de 500 nmol L-1 (135 amol) e 1,8 µmol L-1 (486 amol) para iodeto e ascorbato, respectivamente. O processo de fabricação utilizando toner como material estrutural para microchips em vidro foi bem estabelecido, assim como os modos de detecção fotométrico e condutométrico foram demonstrados. Foram obtidos eletroferogramas par detecção condutométrica sem contato de solução 200 µmol L-1 de K+, Na+ e U+, em tampão histidina/ácido lático 30 mmol L-1 9:1 (v/v) água:metanol, injeção eletrocinética de 2,0 kV/5,0 s, potencial de separação de 1 kV, 530 kHz de frequência e tensão de 2,0 Vpp. Também foi implementado um sistema de detecção fotométrico para microchip operando em 660 nm, tendo sido utilizado para a detecção de azul de metileno 1,0 mmol L-1 em tampão de corrida de barato de sódio 20 mmol L-1 (pH 9,2), com o detector posicionado a 40 mm do ponto de injeção e com injeção eletrocinética a 2,0 kV por 12 s com picos bem resolvidos em menos de 1 min.

Nano-biocomposite films with modified cellulose nanocrystals and synthesized silver nanoparticles

Ternary nano-biocomposite films based on poly(lactic acid) (PLA) with modified cellulose nanocrystals (s-CNC) and synthesized silver nanoparticles (Ag) have been prepared and characterized. The functionalization of the CNC surface with an acid phosphate ester of ethoxylated nonylphenol favoured its dispersion in the PLA matrix. The positive effects of the addition of cellulose and silver on the PLA barrier properties were confirmed by reductions in the water permeability (WVP) and oxygen transmission rate (OTR) of the films tested. The migration level of all nano-biocomposites in contact with food simulants were below the permitted limits in both non-polar and polar simulants. PLA nano-biocomposites showed a significant antibacterial activity influenced by the Ag content, while composting tests showed that the materials were visibly disintegrated after 15 days with the ternary systems showing the highest rate of disintegration under composting conditions.

Combined effects of cellulose nanocrystals and silver nanoparticles on the barrier and migration properties of PLA nano-biocomposites

Poly(lactic acid) (PLA)-based high performance nano-biocomposites were prepared to be used in active food packaging. Pristine (CNC) and surfactant modified cellulose nanocrystals (s-CNC) with silver (Ag) nanoparticles were used as the matrix modifiers. Binary and ternary systems were prepared. Morphological investigations revealed the good distribution of silver nanoparticles in PLA ternary systems. The combination of s-CNC and Ag nanoparticles increased the barrier effect of the produced films while the results of overall migration for the PLA nano-biocomposites revealed that none of the samples exceeded the overall migration limit, since results were well below 60 mg kg−1 of simulant.

Disintegrability under composting conditions of plasticized PLA–PHB blends

The disintegration under composting conditions of films based on poly(lactic acid)–poly(hydroxybutyrate) (PLA–PHB) blends and intended for food packaging was studied. Two different plasticizers, poly(ethylene glycol) (PEG) and acetyl-tri-n-butyl citrate (ATBC), were used to limit the inherent brittleness of both biopolymers. Neat PLA, plasticized PLA and PLA–PHB films were processed by melt-blending and compression molding and they were further treated under composting conditions in a laboratory-scale test at 58 ± 2 °C. Disintegration levels were evaluated by monitoring their weight loss at different times: 0, 7, 14, 21 and 28 days. Morphological changes in all formulations were followed by optical and scanning electron microscopy (SEM). The influence of plasticizers on the disintegration of PLA and PLA–PHB blends was studied by evaluating their thermal and nanomechanical properties by thermogravimetric analysis (TGA) and the nanoindentation technique, respectively. Meanwhile, structural changes were followed by Fourier transformed infrared spectroscopy (FTIR). The ability of PHB to act as nucleating agent in PLA–PHB blends slowed down the PLA disintegration, while plasticizers speeded it up. The relationship between the mesolactide to lactide forms of PLA was calculated with a Pyrolysis–Gas Chromatography–Mass Spectrometry device (Py–GC/MS), revealing that the mesolactide form increased during composting.

Bio-based PLA_PHB plasticized blend films: Processing and structural characterization

Bio-based films formed by poly(lactic acid) (PLA) and poly(3-hydroxybutyrate) (PHB) plasticized with an oligomer of the lactic acid (OLA) were used as supporting matrices for an antibacterial agent (carvacrol). This paper reports the main features of the processing and physico-chemical characterization of these innovative biodegradable material based films, which were extruded and further submitted to filmature process. The effect of the addition of carvacrol and OLA on their microstructure, chemical, thermal and mechanical properties was assessed. The presence of these additives did not affect the thermal stability of PLA_PHB films, but resulted in a decrease in their crystallinity and in the elastic modulus for the active formulations. The obtained results showed the effective presence of additives in the PLA or the PLA_PHB matrix after processing at high temperatures, making them able to be used in active and bio-based formulations with antioxidant/antimicrobial performance.

Processing and characterization of plasticized PLA/PHB blends for biodegradable multiphase systems

Blends of poly(lactic acid) (PLA) and poly(3-hydroxybutyrate) (PHB) plasticized with a lactic acid oligomer (OLA) added at three different concentrations (15, 20 and 30 wt% by weight), were prepared by an optimized extrusion process to improve the processability and mechanical properties of these biopolymers for flexible film manufacturing. Morphological, chemical, thermal, mechanical, barrier and migration properties were investigated and formulations with desired performance in eco-friendly films were selected. The efficiency of OLA as plasticizer for PLA_PHB blends was demonstrated by the significant decrease of their glass transition temperatures and a considerable improvement of their ductile properties. The measured improvements in the barrier properties are related to the higher crystallinity of the plasticized PLA_PHB blends, while the overall migration test underlined that all the proposed formulations maintained migration levels below admitted levels. The PLA_PHB blend with 30 wt% OLA was selected as the optimum formulation for food packaging, since it offered the best compromise between ductility and oxygen and water vapor barrier properties with practically no migration.

Isolation and characterization of microorganisms with probiotic potential

Tese de mestrado em Microbiologia Aplicada, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2016

Versuche zur Erkenntis der Milchsäuregärung /

Thesis (doctoral)--Badische Technische Hochschule Fridericiana zu Karlsruhe, 1909.

Aerobic cultivation of Streptococcus zooepidemicus and the role of NADH oxidase

A metabolic flux model was developed for Streptococcus zooepidemicus to compare the metabolism of glucose and maltose during aerobic batch cultivation. Lactic acid was the main product of glucose metabolism whereas acetic acid was the main product of maltose metabolism. This difference was chiefly attributed to the two-fold higher flux through NADH oxidase in maltose-grown cells that enabled the ATP generation rate to remain high despite a slower maltose consumption rate. The two-fold higher flux was matched by a two-fold increase in NADH oxidase activity, 2.53 +/- 0.1 mumol NADH min(-1) mg(-1) protein on maltose versus 1.07 +/- 0.04 Rmol NADH min(-1) mg(-1) protein on glucose, indicating that NADH oxidase activity is regulated by the energy status of the cell. Surprisingly, the energy status of the cell had little impact on hyaluronic acid (HA) yield and molecular weight. (C) 2003 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Relation between cell disruption conditions, cell debris particle size, and inclusion body release

The efficiency of physical separation of inclusion bodies from cell debris is related to cell debris size and inclusion body release and both factors should be taken into account when designing a process. In this work, cell disruption by enzymatic treatment with lysozyme and cellulase, by homogenization, and by homogenization with ammonia pretreatment is discussed. These disruption methods are compared on the basis of inclusion body release, operating costs, and cell debris particle size. The latter was measured with cumulative sedimentation analysis in combination with membrane-associated protein quantification by SDS-PAGE and a spectrophotometric pepticloglycan quantification method. Comparison of the results obtained with these two cell debris quantification methods shows that enzymatic treatment yields cell debris particles with varying chemical composition, while this is not the case with the other disruption methods that were investigated. Furthermore, the experiments show that ammonia pretreatment with homogenization increases inclusion body release compared to homogenization without pretreatment and that this pretreatment may be used to control the cell debris size to some extent. The enzymatic disruption process gives a higher product release than homogenization with or without ammonia pretreatment at lower operating costs, but it also yields a much smaller cell debris size than the other disruption process. This is unfavorable for centrifugal inclusion body purification in this case, where cell debris is the component going to the sediment and the inclusion body is the floating component. Nevertheless, calculations show that centrifugal separation of inclusion bodies from the enzymatically treated cells gives a high inclusion body yield and purity. (C) 2004 Wiley Periodicals, Inc.

Acute bovine laminitis: A new induction model using alimentary oligofructose overload

Twelve dairy heifers were used to examine the clinical response of an alimentary oligofructose overload. Six animals were divided into 3 subgroups, and each was given a bolus dose of 13, 17, or 21 g/kg of oligofructose orally. The control group (n = 6) was sham-treated with tap water. Signs of lameness, cardiovascular function, and gastrointestinal function were monitored every 6 h during development of rumen acidosis. The heifers were euthanized 48 and 72 h after administration of oligofructose. All animals given oligofructose developed depression, anorexia, and diarrhea 9 to 39 h after receiving oligofructose. By 33 to 45 h after treatment, the feces returned to normal consistency and the heifers began eating again. Animals given oligofructose developed transient fever, severe metabolic acidosis, and moderate dehydration, which were alleviated by supportive therapy. Four of 6 animals given oligofructose displayed clinical signs of laminitis starting 39 to 45 h after receiving oligofructose and lasting until euthanasia. The lameness was obvious, but could easily be overlooked by the untrained eye, because the heifers continued to stand and walk, and did not interrupt their eating behavior. No positive pain reactions or lameness were seen in control animals. Based on these results, we conclude that an alimentary oligofructose overload is able to induce signs of acute laminitis in cattle. This model offers a new method, which can be used in further investigation of the pathogenesis and pathophysiology of bovine laminitis.