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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.74.2018.tde-22102018-115741
Document
Author
Full name
Gabriela Benetel
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Pirassununga, 2018
Supervisor
Committee
Bueno, Ives Cláudio da Silva (President)
Abdalla, Adibe Luiz
Zanetti, Marcus Antonio
Costa, Ciniro
Gallo, Sarita Bonagurio
Title in Portuguese
Uso de óleos essenciais como estratégia moduladora da fermentação ruminal para mitigação das emissões de metano por bovinos Nelore
Keywords in Portuguese
In vivo
Gases do efeito estufa
Metanogênese
Orégano
Tomilho
Abstract in Portuguese
O objetivo do presente estudo foi identificar entre 10 óleos essenciais, os dois com maior capacidade mitigadora das emissões de metano proveniente da fermentação in vitro da microbiota ruminal de bovinos da raça Nelore (Etapa I), e o subsequente impacto da adoção destes dois óleos essenciais como estratégia nutricional para mitigação das emissões de metano in vivo por bovinos Nelore (Etapa II). Na primeira etapa, pela técnica de produção de gases in vitro foram avaliados a produção de gases acumulada, a degradabilidade, o fator de partição, a concentração de nitrogênio amoniacal, a produção de ácidos graxos de cadeia curta e a produção de metano com o uso dos óleos essenciais extraídos das seguintes plantas: anis estrelado (Illicium verum), citronela (Cymbopogon winterianus), cravo botão (Eugenia caryophyllus), eucalipto staigeriana (Eucalyptus staigeriana), eucalipto globulus (Eucalyptus globulus), gengibre (Zingiber officinale), ho wood (Cinnamomum camphora), melaleuca (Melaleuca alternifolia), orégano (Origanum vulgare) e tomilho branco (Thymus vulgaris). Todos os óleos essenciais foram testados em quatro doses; 0, 50, 250 e 500 mg/l de meio de incubação. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, com quatro blocos, 10 tratamentos, quatro doses e duas réplicas dentro de cada bloco. Os procedimentos estatísticos foram obtidos com auxílio do programa SAS 9.3. Os resultados foram submetidos a análise de variância e regressão, com graus de liberdade desdobrados em efeitos linear e quadrático. A produção de gases acumulada sofreu efeito linear negativo (P<0,05) com o aumento dos níveis de inclusão dos óleos essenciais de citronela, ho wood, orégano e tomilho. A degradabilidade do substrato, a produção total de ácidos graxos de cadeia curta e a concentração de nitrogênio amoniacal não foram afetadas (P>0,05) por nenhum dos tratamentos. As menores produções líquidas de metano estiveram associadas às menores produções acumuladas de gases, nas quais os óleos essenciais de orégano e de tomilho tiveram maior poder mitigador de metano em doses acima de 250 mg/l. Esses mesmos óleos essenciais (tomilho e orégano) mostraram ser os mais promissores para o uso em dietas de bovinos por apresentarem as maiores eficiências na mitigação da produção de metano sem afetar a degradação do substrato, sugerindo provável efeito inibitório sobre a população de arqueias metanogênicas. Na etapa II, os óleos essenciais de orégano e de tomilho foram avaliados através de um delineamento experimental em quadrados latinos 3x3 replicados com três períodos de 21 dias cada, no qual seis bovinos da raça Nelore foram alimentados com dieta total composta de 70% silagem de milho e 30% concentrado a base de milho e farelo de soja. Os óleos essenciais foram inclusos na dieta na quantidade de 3 ml por kg de concentrado. Foram mensurados o consumo, a digestibilidade aparente total (da MS, da FDN e da FDA), os parâmetros ruminais (pH, concentração de nitrogênio amoniacal e de ácidos graxos de cadeia curta) e a emissão de metano (através da técnica do gás traçador SF6). As análises estatísticas foram realizadas com auxílio do programa SAS 9.3, utilizando o procedimento MIXED. O efeito de tratamento foi separado pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. A inclusão dos óleos essenciais de orégano ou de tomilho na dosagem avaliada in vivo, não foi suficiente para promover mudanças significativas (P>0,05) em nenhum dos parâmetros avaliados.
Title in English
Use of essential oils as a strategy to modulate the ruminal fermentation to mitigate methane emissions by Nellore cattle
Keywords in English
In vivo
Greenhouse gases
Methanogenesis
Oregano
Thyme
Abstract in English
The objective of this study was to identify two out of 10 essential oils with the greatest capacity to mitigate methane emissions through an in vitro fermentation assay using ruminal microorganisms of Nellore cattle (Step I), and the subsequent impact of the use of these two essential oils as a nutritional strategy to mitigate methane emissions in vivo trial with Nellore cattle (Step II). In the step 1, it was evaluated through in vitro gas production technique the accumulated gas production, degradability, partitioning factor, ammoniacal nitrogen concentration, short chain fatty acid production and methane production, with the use of essential oils extracted from the following plants: anise (Illicium verum), citronella (Cymbopogon winterianus), clove (Eugenia caryophyllus), eucalyptus staigeriana (Eucalyptus staigeriana), eucalyptus globulus (Eucalytus globulus), ginger (Zingiber officinale), melaleuca (Melaleuca alternifolia), oregano (Origanum vulgare) and white thyme (Thymus vulgaris). All essential oils were tested in four doses; 0, 50, 250 and 500 mg / l of incubation solution. The experimental design was in randomized blocks, with four blocks, 10 treatments, four doses and two replicates within each block. The statistical procedures were done with the help of the SAS 9.3 program. The results were analyzed by analysis of variance and regression, with degrees of freedom unfolded in linear and quadratic. Accumulated gas production had a linear negative effect (P <0.05) with increasing the inclusion level of the essential oils of citronella, ho wood, oregano and thyme. Substrate degradability, total short chain fatty acid production and ammoniacal nitrogen concentration were not affected (P> 0.05) by treatments. The lower liquid methane yields were associated with lower accumulated gas production, in which oregano and thyme essential oils were the more potent at doses greater than 250 mg / l. These essential oils (thyme and oregano) were the most promising for use in cattle diets because they were the most effective for methane mitigation without affecting substrate degradation, suggesting a probable inhibitory effect on the methanogenic arqueas. In step II, the essential oils of oregano and thyme were evaluated through an experimental design in replicate 3x3 Latin squares with three periods of 21 days each, in which six Nellore cattle were distributed in the control, oregano oil and thyme oil treatments, were fed a total diet composed of 70% corn silage and 30% of concentrate based on ground corn and soybean meal. The essential oils were included in the diet 3 ml per kg of concentrate. Intake, total apparent digestibility (DM, NDF and ADF), ruminal parameters (pH, concentration of ammoniacal nitrogen and short chain fatty acids) and methane emission (through SF6 tracer gas) were measured. The inclusion of the essential oils of oregano or thyme in the dosage evaluated was not sufficient to promote significant changes (P> 0.05) in any of the outcomes evaluated.
 
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Publishing Date
2018-10-31
 
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