Casein and whey exert different effects on plasma amino acid profiles, gastrointestinal hormone secretion and appetite

Protein, generally agreed to be the most satiating macronutrient, may differ in its effects on appetite depending on the protein source and variation in digestion and absorption. We investigated the effects of two milk protein types, casein and whey, on food intake and subjective ratings of hunger and fullness, and on postprandial metabolite and gastrointestinal hormone responses. Two studies were undertaken. The first study showed that energy intake from a buffet meal ad libitum was significantly less 90 min after a 1700 kJ liquid preload containing 48 g whey, compared with an equivalent casein preload (P<0.05). In the second study, the same whey preload led to a 28 % increase in postprandial plasma amino acid concentrations over 3 h compared with casein (incremental area under the curve (iAUC), P<0.05). Plasma cholecystokinin (CCK) was increased by 60 % (iAUC, P<0.005), glucagon-like peptide (GLP)-1 by 65 % (iAUC, P<0.05) and glucose-dependent insulinotropic polypeptide by 36 % (iAUC, P<0.01) following the whey preload compared with the casein. Gastric emptying was influenced by protein type as evidenced by differing plasma paracetamol profiles with the two preloads. Greater subjective satiety followed the whey test meal (P<0.05). These results implicate post-absorptive increases in plasma amino acids together with both CCK and GLP-1 as potential mediators of the increased satiety response to whey and emphasise the importance of considering the impact of protein type on the appetite response to a mixed meal.

Strategies for optimizing nitrogen use by ruminants

The efficiency of N utilization in ruminants is typically low (around 25%) and highly variable (10% to 40%) compared with the higher efficiency of other production animals. The low efficiency has implications for the production performance and environment. Many efforts have been devoted to improving the efficiency of N utilization in ruminants, and while major improvements in our understanding of N requirements and metabolism have been achieved, the overall efficiency remains low. In general, maximal efficiency of N utilization will only occur at the expense of some losses in production performance. However, optimal production and N utilization may be achieved through the understanding of the key mechanisms involved in the control of N metabolism. Key factors in the rumen include the efficiency of N capture in the rumen (grams of bacterial N per grams of rumen available N) and the modification of protein degradation. Traditionally, protein degradation has been modulated by modifying the feed (physical and chemical treatments). Modifying the rumen microflora involved in peptide degradation and amino acid deamination offers an alternative approach that needs to be addressed. Current evidence indicates that in typical feeding conditions there is limited net recycling of N into the rumen (blood urea-N uptake minus ammonia-N absorption), but understanding the factors controlling urea transport across the rumen wall may reverse the balance to take advantage of the recycling capabilities of ruminants. Finally, there is considerable metabolism of amino acids (AA) in the portal-drained viscera (PDV) and liver. However, most of this process occurs through the uptake of AA from the arterial blood and not during the ‘absorptive’ process. Therefore, AA are available to the peripheral circulation and to the mammary gland before being used by PDV and the liver. In these conditions, the mammary gland plays a key role in determining the efficiency of N utilization because the PDV and liver will use AA in excess of those required by the mammary gland. Protein synthesis in the mammary gland appears to be tightly regulated by local and systemic signals. The understanding of factors regulating AA supply and absorption in the mammary gland, and the synthesis of milk protein should allow the formulation of diets that increase total AA uptake by the mammary gland and thus reduce AA utilization by PDV and the liver. A better understanding of these key processes should allow the development of strategies to improve the efficiency of N utilization in ruminants.

An isotope dilution model for partitioning phenylalanine uptake by the liver of lactating dairy cows

An isotope dilution model for partitioning phenylalanine uptake by the liver of the lactating dairy cow was constructed and solved in the steady state. If assumptions are made, model solution permits calculation of the rate of phenylalanine uptake from portal vein and hepatic arterial blood supply, phenylalanine release into the hepatic vein, phenylalanine oxidation and synthesis, and degradation of hepatic constitutive and export proteins. The model requires the measurement of plasma fow rate through the liver in combination with phenylalanine concentrations and plateau isotopic enrichments in arterial, portal and hepatic plasma during a constant infusion of [1-13C]phenylalanine tracer. The model can be applied to other amino acids with similar metabolic fates and will provide a means for assessing the impact of hepatic metabolism on amino acid availability to peripheral tissues. This is of particular importance for the dairy cow when considering the requirements for milk protein synthesis and the negative environmental impact of excessive nitrogen excretion.

Effects of 3-nitrooxypropanol on methane emission,digestion, and energy and nitrogen balance of lactating dairy cows

The objective was to measure effects of 3-nitrooxypropanol (3NP) on methane production of lactating dairy cows and any associated changes in digestion and energy and nitrogen metabolism. Six Holstein-Friesian dairy cows in mid-lactation were fed twice daily a total mixed ration with maize silage as the primary forage source. Cows received 1 of 3 treatments using an experimental design based on two 3 × 3 Latin squares with 5-wk periods. Treatments were a control placebo or 500 or 2,500 mg/d of 3NP delivered directly into the rumen, via the rumen fistula, in equal doses before each feeding. Measurements of methane production and energy and nitrogen balance were obtained during wk 5 of each period using respiration calorimeters and digestion trials. Measurements of rumen pH (48 h) and postprandial volatile fatty acid and ammonia concentrations were made at the end of wk 4. Daily methane production was reduced by 3NP, but the effects were not dose dependent (reductions of 6.6 and 9.8% for 500 and 2,500 mg/d, respectively). Dosing 3NP had a transitory inhibitory effect on methane production, which may have been due to the product leaving the rumen in liquid outflow or through absorption or metabolism. Changes in rumen concentrations of volatile fatty acids indicated that the pattern of rumen fermentation was affected by both doses of the product, with a decrease in acetate:propionate ratio observed, but that acetate production was inhibited by the higher dose. Dry matter, organic matter, acid detergent fiber, N, and energy digestibility were reduced at the higher dose of the product. The decrease in digestible energy supply was not completely countered by the decrease in methane excretion such that metabolizable energy supply, metabolizable energy concentration of the diet, and net energy balance (milk plus tissue energy) were reduced by the highest dose of 3NP. Similarly, the decrease in nitrogen digestibility at the higher dose of the product was associated with a decrease in body nitrogen balance that was not observed for the lower dose. Milk yield and milk fat concentration and fatty acid composition were not affected but milk protein concentration was greater for the higher dose of 3NP. Twice-daily rumen dosing of 3NP reduced methane production by lactating dairy cows, but the dose of 2,500 mg/d reduced rumen acetate concentration, diet digestibility, and energy supply. Further research is warranted to determine the optimal dose and delivery method of the product. Key words: 3-nitrooxypropanol, methane, digestion, rumen, dairy cow

Potential sources of mouth drying in beverages fortified with dairy proteins: a comparison of casein and whey-rich ingredients

Oral nutritional supplement drinks (ONS) are beverages high in dairy proteins that are prescribed to individuals at risk of malnutrition. Consumption of ONS is poor in elderly care facilities, with patients commenting that the sensory attributes of these drinks reduce their enjoyment and willingness to consume. Mouth drying is an attribute of ONS found to build with repeated consumption, which may further limit liking of these products. This study investigated the sources of drying sensations by sequential profiling, with a trained sensory panel rating a range of model milk systems and ONS over repeated sips and during after-effects. Sequential profiling found that fortification of milk with both caseinate and whey protein concentrate significantly increased the perception of mouth drying over repeated consumption, increasing by between 35 and 85% over consumption of 40mL. Enrichment of ONS with either whey protein concentrate or milk protein concentrate to a total protein content of 8.7% (wt/wt) resulted in whey and casein levels of 4.3:4.4% and 1.7:7.0% respectively. The product higher in whey protein was substantially more mouth drying, implying that whey proteins may be the most important contributor to mouth drying in ONS. However, efforts to mask mouth drying of protein-fortified milk by increasing sweetness or fat level were unsuccessful at the levels tested. Increasing the viscosity of protein-fortified milk led to a small but significant reduction in mouth drying. However, this approach was not successful when tested within complete ONS. Further analysis is required into the mechanism of protein-derived mouth drying to mask negative sensations and improve the enjoyment and consumption of protein-rich ONS.

Efeito da metionina protegida e não protegida da degradação ruminal sobre a produção e composição do leite de vacas holandesas

Utilizaram-se vacas Holandesas com produção superior a 20 kg de leite/dia, de primeira e segunda lactações, com 19±6 dias em lactação, para avaliar o efeito da suplementação com 8,4 g/dia de metionina protegida (MPDR) ou 8,4 g/dia de metionina não-protegida da degradação ruminal (MNPDR) sobre a produção e composição do leite, comparativamente a vacas controle, durante 90 dias. As vacas foram alimentadas com ração completa constituída por silagem de milho e concentrado. Produção de leite, teor de proteína do leite e produção de proteína não foram afetados pela suplementação com MPDR. As produções médias de leite foram 27,70; 27,09 e 27,61 kg/dia; os teores médios de proteína, 2,83; 2,85 e 2,77%; e as produções de proteína do leite, 0,77; 0,76 e 0,79 kg/dia, respectivamente, para vacas controle, suplementadas com MPDR e MNPDR. O teor de gordura do leite foi de 2,39; 2,12 e 1,89% paras vacas suplementadas com MPDR, MNPDR e controle, respectivamente. A produção diária de gordura foi 0,57; 0,58 e 0,58 kg/dia e a produção diária de leite corrigido para gordura (3,5%), 21,25; 21,19 e 21,35 kg/dia, para os respectivos tratamentos controle, MPDR e MNPDR. A suplementação com MPDR não alterou a produção de leite, porém melhorou a sua composição no início da lactação.

Predição do consumo de pasto de capim-elefante (Pennisetum purpureum, Schumack) por vacas mestiças Holandês x Zebu em lactação

Foram desenvolvidas equações de predição de consumo de pasto de capim-elefante (Pennisetum purpureum, Schumack) por vacas mestiças Holandês x Zebu em lactação, utilizando-se procedimentos de stepwise em regressões múltiplas, aplicados a um banco de dados de experimentos conduzidos ao longo de três anos na Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA) Gado de Leite (Coronel Pacheco, MG). As variáveis independentes disponíveis foram relacionadas a características inerentes às vacas (dias em lactação; teores de proteína, gordura e extrato seco total e produções destes componentes no leite; produção de leite in natura ou corrigida para 4% de gordura; ordem de lactação; peso vivo atual; peso vivo ao parto e grau de sangue Holandês x Zebu); ao manejo (dias de pastejo; disponibilidade de forragem e período de descanso da pastagem); ao ambiente (estação do ano e precipitação pluviométrica) e à alimentação (digestibilidade in vitro e parâmetros da composição química do pasto de capim-elefante e da cana-de-açúcar - Saccharum officinarum (L.) corrigida com 1% de uréia; consumos de suplemento volumoso (cana corrigida com uréia) e concentrado; concentrações fecais de proteína bruta e de fibras em detergente neutro e ácido). Efeitos linear e quadrático e transformações logarítmicas foram adicionalmente incluídos no banco de dados. Foram obtidas equações de predição de consumo de pasto de capim-elefante (expresso em kg/vaca/dia ou % do peso vivo) com coeficientes de determinação de 65,2 a 67,0%. As principais variáveis independentes incluídas nas equações foram o consumo do suplemento volumoso usado na estação seca do ano (cana corrigida com uréia); a digestibilidade in vitro do pasto de capim-elefante; a precipitação pluviométrica; a produção de leite corrigida para 4% de gordura; o peso vivo atual ou, em alternativa a este, o valor da pesagem realizada após o parto da vaca; além do consumo de suplemento concentrado, que evidenciou um efeito de substituição àquele do pasto de capim-elefante.

Níveis de substituição do leite em pó desnatado pelo isolado protéico de soja na dieta de leitões desmamados

Objetivou-se verificar o efeito da substituição do leite desnatado em pó pelo isolado protéico de soja em rações para leitões desmamados aos 21 dias de idade sobre o desempenho, a morfometria intestinal e relação peso de pâncreas/peso de carcaça. Foram utilizados 80 leitões desmamados, no período de 21 a 35 dias de idade, distribuídos em delineamento de blocos ao acaso com cinco tratamentos, quatro repetições e quatro animais por unidade experimental (dois machos e duas fêmeas), totalizando 16 leitões por tratamento. Os tratamentos consistiram na substituição protéica (0, 25, 50, 75 e 100%) do leite desnatado em pó pelo isolado protéico de soja. Todas as dietas apresentaram mesmo conteúdo protéico (20,00%), energético (3420 kcal ED/kg de dieta) e de lactose (8,16%). Foram analisados parâmetros de desempenho (ganho de peso, consumo e conversão alimentar) e relação entre peso de pâncreas/peso de carcaça. Realizou-se análise morfométrica do intestino delgado, abatendo-se seis animais/tratamento ao término do período experimental. Observou-se efeito quadrático dos tratamentos para ganho de peso e conversão alimentar e efeito linear negativo para consumo de ração. Não houve alterações morfométricas para altura de vilosidade, profundidade de criptas e para a relação entre peso de pâncreas/peso de carcaça. Concluiu-se que o isolado protéico de soja pode substituir a proteína do leite em pó desnatado em 34,25% para máximo ganho de peso e 51,00% para melhor conversão alimentar. A substituição total da proteína láctea pela proteína da soja não afetou a integridade do vilo e a relação entre peso de pâncreas/peso de carcaça.

Molecular characterization of two Brazilian isolates of Lettuce mosaic virus with distinct biological properties

Efetuou-se a clonagem e seqüenciamento do gene que codifica a proteína capsidial de dois isolados do vírus do mosaico da alface (Lettuce mosaic virus, LMV) provenientes do estado de São Paulo, previamente caracterizados como pertencentes aos patótipos II (AF198, incapaz de infetar cultivares com os genes de resistência mo1¹ ou mo1²) e IV (AF199, capaz de quebrar a resistência propiciada pelos genes mo1¹ e mo1²), com base na virulência em cultivares diferenciadoras. Análise comparativa das seqüências de nucleotídeos de isolados provenientes da Europa, América do Norte, Oriente Médio e os dois isolados brasileiros não permitiu sua separação em estirpes, pois as porcentagens de homologia foram sempre superiores a 95%. Entretanto, análise filogenética dos isolados sugere uma origem comum entre o isolado AF-198 e os isolados LMV-R e LMV-0 (patótipo II, provenientes dos Estados Unidos e da França, respectivamente). O isolado AF199 apresentou uma alta homologia de seqüência com os isolados LMV-Aud e LMV-13, ambos provenientes da França. Esses isolados também são relacionados a isolados provenientes do Chile, embora uma origem comum não seja proposta. Eventos independentes de mutação podem estar ocorrendo em diferentes partes do mundo, propiciando o surgimento de novas estirpes de LMV capazes de quebrar a resistência conferida pelos genes mo1¹ e mo1².

Effects of calcium salts of polyunsaturated fatty acids on productive and reproductive parameters of lactating Holstein cows

Two experiments evaluated milk production, serum progesterone and insulin, and reproductive performance of lactating Holstein cows receiving or not receiving Ca salts of polyunsaturated fatty acids (PUFA), or receiving Ca salts of PUFA at different daily frequencies. In experiment 1, 1,125 cows randomly distributed in 10 freestall barns were enrolled. Barns were assigned randomly to receive a high-concentrate diet containing (PI?) or not containing (control, CON) 1.1% (dry matter basis) Ca salts of PUPA. Diets were offered 6 times daily, whereas the Ca salts of PUFA were included in the PF treatment in the first feeding of the day. In experiment 2, 1,572 cows were randomly distributed in 10 freestall barns, which were assigned randomly to receive a diet similar to PF, but with Ca salts of PUFA included only in the first feeding of the day (PF1X), or equally distributed across all 6 feedings (PF6X). During both experiments, cows were artificially inseminated 12 h after the onset of estrus. Once per month, cows that did not conceive to artificial insemination were assigned to a fixed-time embryo transfer protocol. Pregnancy was determined via transrectal ultrasonography 28 and 60 d after expected ovulation. Pregnancy loss was considered in cows that were pregnant on d 28 but nonpregnant on d 60. During both experiments, feed intake, milk yield, and milk protein and fat content were recorded weekly. Blood samples were collected concurrently with embryo transfer. During experiment 1, feed intake was similar between treatments. Compared with CON, PF cows had greater milk yield (37.8 vs. 35.3 kg/d), and reduced milk fat content (3.41 vs. 3.55%). However, PF cows had reduced pregnancy losses per service compared with CON (12.6 vs. 18.3%). Serum progesterone was greater and serum insulin tended to be greater in primiparous cows receiving PF compared with CON cohorts (4.50 vs. 3.67 ng of progesterone/mL, and 10.4 vs. 7.5 mu UI of insulin/mL). During experiment 2, no treatment effects were detected for feed intake, milk yield, or milk fat, whereas PF1X cows tended to have reduced pregnancy losses per service compared with PF6X (14.4 vs. 18.4%). In summary, feeding Ca salts of PUFA to dairy cows increased milk production, did not alter feed intake, and reduced pregnancy losses per service. Further, the total daily amount of Ca salts of RITA should be fed during the first feeding of the day to optimize its benefits on pregnancy maintenance of dairy cows.

Composição físico-química e produção do leite de búfalas da raça Mediterrâneo no oeste do Estado de São Paulo

O objetivo do presente trabalho foi avaliar os componentes físico-químicos e a produção do leite de búfalas da raça Mediterrâneo criadas no Oeste do Estado de São Paulo. Utilizaram-se 1438 controles provenientes de 152 lactações, controladas no período de 1985 a 1995, na Estação Experimental de Zootecnia de Andradina. Os dados foram analisados por meio do procedimento GLM do Programa SAS. O modelo estatístico para produção de leite teve como fontes de variação (FV) os efeitos fixos de mês do controle e lactação. Para as demais características, usou-se o mesmo modelo, acrescido da produção de leite como covariável. Todas as fontes de variação do modelo foram significativas. As médias ajustadas foram 4,52 kg, 4,13%, 6,59%, 17,01%, 10,47% e 18,98°D, respectivamente, para produção de leite, porcentagens de proteína totais, gordura, extrato seco total, extrato seco desengordurado e acidez. Verificou-se elevado teor de nutrientes no leite, evidenciando a boa qualidade do produto.

Desempenho de ovelhas da raça Bergamácia alimentadas com dieta contendo gordura protegida

Objetivou-se com este trabalho avaliar o efeito do uso de gordura protegida na dieta de ovelhas da raça Bergamácia sobre a produção e composição do leite e a dinâmica de peso das ovelhas. Utilizaram-se 77 ovelhas distribuídas em 2 grupos de forma homogênea por ordem de parição e idade, mantidas com uma dieta controle, com silagem de milho e concentrado, ou com a dieta controle contendo gordura protegida (35 g/ovelha.dia) adicionada ao concentrado. As dietas foram isoenergéticas e isoproteicas e continham 16% PB e 70% NDT na matéria seca. Durante o dia, os cordeiros eram mantidos com suas mães em pasto, à noite eram separados e retornavam à suas mães após a ordenha matinal; foram desmamados aos 45 dias de idade. As ovelhas, após 48 horas do parto, foram ordenhadas mecanicamente uma vez ao dia, às 7 h, e sua produção de leite foi mensurada diariamente durante 60 dias. Amostras de leite foram coletadas semanalmente para determinação dos teores de proteína e gordura. A dieta com gordura protegida proporcionou maior produção média diária de leite após a desmama dos cordeiros (0,531 vs 0,489 kg/animal.dia). Entretanto, a produção de todo o período não diferiu entre as dietas (0,468 vs 0,453 kg/animal.dia, com gordura protegida e controle, respectivamente). As produções de leite corrigidas para 6,5% de gordura e para 6,5% de gordura e 5,8% de proteína foram semelhantes entre as dietas.

Detecção do Grapevine virus A e Grapevine virus B por hibridização dot-blot com sondas moleculares não radioativas

O vírus A da videira (Grapevine virus A, GVA) e o vírus B da videira (Grapevirus virus B, GVB) estão associados à acanaladura do lenho de Kober (Kober stem grooving) e ao fendilhamento cortical da videira (grapevine corky bark), respectivamente. Este trabalho descreve o uso de sondas moleculares de cDNA na detecção de isolados do GVA (GVA-SP) e do GVB (GVB-C-SP e GVB-I-SP) em videiras (Vitis spp.) e fumo (Nicotiana occidentalis). As sondas marcadas com digoxigenina foram produzidas por RT-PCR utilizando oligonucleotídeos específicos para os genes da proteína capsidial. Os RNA totais foram extraídos de 45 plantas de diversas variedades de videira e de 13 plantas de fumo inoculadas mecanicamente com o GVB. Os RNA extraídos das plantas infetadas, indexadas biologicamente, hibridizaram com as sondas, não se verificando reação com plantas sadias. Para confirmar os resultados de hibridização, foram também feitos testes de RT-PCR. A utilização de hibridização dot-blot com sondas de cDNA mostrou-se eficaz na detecção dos vírus com especificidade e sensibilidade, ressaltando-se que, preferencialmente, folhas maduras e ramos dormentes devem ser utilizados nos testes diagnósticos para o GVB e GVA, respectivamente.

Qualidade e quantidade do leite produzido por cabras da raça Saanen submetidas a estresse por três dias consecutivos

Estudou-se o efeito do estresse fisiológico, via administração pontual de ACTH, sobre os níveis de cortisol e a quantidade e qualidade do leite produzido. Para tanto, 12 cabras da raça Saanen foram alocadas em dois grupos experimentais: o grupo ACTH recebeu 0,6 UI de ACTH/kg PV, e o grupo placebo recebeu solução placebo. A produção de leite, os percentuais de proteína, gordura e lactose e a contagem de células somáticas (CCS) do leite foram mensurados antes, durante e após a administração de ACTH e do placebo. Simultaneamente à administração de ACTH e placebo por três dias consecutivos, foram realizadas colheitas de sangue para mensuração dos teores de cortisol. Nos tempos -30 e zero, ambos os grupos apresentaram concentrações basais de cortisol. O aumento nos níveis de cortisol foi significativo nos tempos 60min (grupo ACTH: 59,00±5,70 e grupo placebo: 5,23±1,37ng/mL) e 120min (grupo ACTH: 47,96±9,72 e grupo placebo: 4,38±1,14ng/mL), pois a concentração de cortisol foi maior no grupo ACTH. Os valores retornaram ao basal no tempo 300min. Não houve diferenças na produção leiteira entre os grupos ACTH e placebo, tampouco de proteína, gordura, lactose e CCS do leite dos grupos, portanto o estresse induzido por três dias consecutivos não trouxe prejuízos à produção.

Alergia à proteína do leite de vaca (APLV): uma perspectiva imunológica

Pós-graduação em Biociências e Biotecnologia Aplicadas à Farmácia - FCFAR