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1.
Braz. j. biol ; 84: e257473, 2024. tab, graf, ilus
Artigo em Inglês | VETINDEX | ID: biblio-1374639

RESUMO

Feathers make up 7% of the total weight of adult chickens and keratin protein makes up 85% of the feathers. Today, the keratinase enzymes of some Bacillus strains are used to degrade and process raw keratin waste for animal and poultry feed. According to various studies, the probiotic properties of some spore-shaped Bacillus have also been proven. The study aimed to isolation of the keratinolytic Bacillus bacteria that they have probiotic properties for using in the livestock and poultry feed industry. We were able to isolate 8 strains of Bacillus licheniformis with kreatin degrading properties from the soil of Baharan chicken slaughterhouse (Qom city, Iran) applying heat shock, alcohol- and keratin-rich culture medium, and after microscopic and biochemical analysis, 16S rDNA gene was isolated. The measurement results of keratinase activity showed that the three strains of Bacillus licheniformis pvkr6, pvkr 15, and pvkr41 had the highest activity with 124.08, 101.1, and 100.18 U/ml. The results of probiotic properties evaluation also revealed that among all the isolates, only Bacillus licheniformis pvkr15 and Bacillus licheniformis PTCC 1595 (positive control) were γ-hemolytic strains. The percentage of surface hydrophobicity of the strains was obtained from 3.27 to 30.57. It was also shown that, on average, all the strains had acceptable susceptibility to the tested antibiotics except penicillin G. Bacillus licheniformis pvkr15 with highest keratinase activity (101.1U/ml) was considered an optional probiotics due to its abilities such as (biofilm formation, being safe cause of γ-hemolytic activity, high susceptibility to antibiotics such as streptomycin, gentamicin, cefixime, amoxicillin, tetracycline, vancomycin, erythromycin and having a moderate hydrophilic (hydrophobicity: 19.09%), high survivability in pH 2, 2.5 and 3, strong resistance to bile salts and moderate antagonistic activity against pathogenic bacterium like Proteus mirabilis and the ability to grow under anaerobic conditions). By using this strain, after hydrolysis of keratin protein in the feather structure, to replace part of the protein of livestock and poultry feed, not only is no need to separate bacteria from the feed, but also the strain play role of an useful and effective additive in animal growth.


As penas representam 7% do peso total das galinhas adultas e a proteína de queratina compõe 85% das penas. Hoje, as enzimas queratinase de algumas cepas de Bacillus são usadas para degradar e processar resíduos de queratina brutos para alimentação de animais e aves. De acordo com vários estudos, as propriedades probióticas de alguns Bacillus em forma de esporos também foram comprovadas. O estudo teve como objetivo o isolamento das bactérias queratinolíticas Bacillus que possuem propriedades probióticas para uso na indústria de ração animal e avícola. Conseguimos isolar 8 cepas de Bacillus licheniformis com propriedades degradantes de creatina do solo do abatedouro de frangos de Baharan (cidade de Qom, Irã) aplicando choque térmico, meio de cultura rico em álcool e queratina e, após análise microscópica e bioquímica, o gene 16S rDNA foi isolado. Os resultados da medição da atividade da queratinase mostraram que as três cepas de Bacillus licheniformis pvkr6, pvkr15 e pvkr41 tiveram a maior atividade com 124,08, 101,1 e 100,18 U/ml. Os resultados da avaliação das propriedades probióticas também revelaram que dentre todos os isolados apenas Bacillus licheniformis pvkr15 e Bacillus licheniformis PTCC 1595 (controle positivo) eram cepas γ-hemolíticas. A porcentagem de hidrofobicidade superficial das cepas foi obtida de 3,27 a 30,57. Também foi demonstrado que, em média, todas as cepas apresentaram suscetibilidade aceitável aos antibióticos testados, exceto penicilina G. Bacillus licheniformis pvkr15 com maior atividade de queratinase (101,1U/ml) foi considerado um probiótico opcional devido às suas habilidades como formação de biofilme, sendo causa segura de atividade γ-hemolítica, alta suscetibilidade a antibióticos como estreptomicina, gentamicina, cefixima, amoxicilina, tetraciclina, vancomicina, eritromicina e ter uma hidrofílica moderada (hidrofobicidade: 19,09%), alta capacidade de sobrevivência em pH 2, 2,5 e 3, forte resistência aos sais biliares e atividade antagonista moderada contra bactérias patogênicas como Proteus mirabilis e a capacidade de crescer em condições anaeróbicas. Ao utilizar esta cepa, após a hidrólise da proteína queratina na estrutura da pena, para substituir parte da proteína da ração de gado e aves, não só não há necessidade de separar as bactérias da ração, mas também a cepa desempenha um papel útil e eficaz aditivo no crescimento animal.


Assuntos
Animais , Solo , Resíduos , Probióticos , Bacillus licheniformis , Queratinas , Ração Animal
2.
Braz. J. Biol. ; 83: 1-8, 2023. graf
Artigo em Inglês | VETINDEX | ID: vti-765419

RESUMO

Poultry industry is expanding rapidly and producing million tons of feather waste annually. Massive production of keratinaceous byproducts in the form of industrial wastes throughout the world necessitates its justified utilization. Chemical treatment of keratin waste is proclaimed as an eco-destructive approach by various researchers since it generates secondary pollutants. Keratinase released by a variety of microbes (bacteria and fungi) can be used for the effective treatment of keratin waste. Microbial degradation of keratin waste is an emerging and eco-friendly approach and offers dual benefits, i.e., treatment of recalcitrant pollutant (keratin) and procurement of a commercially important enzyme (keratinase). This study involves the isolation, characterization, and potential utility of fungal species for the degradation of chicken-feather waste through submerged and solid-state fermentation. The isolated fungus was identified and characterized as Aspergillus (A.) flavus. In a trial of 30 days, it was appeared that 74 and 8% feather weight was reduced through sub-merged and solid-state fermentation, respectively by A. flavus. The pH of the growth media in submerged fermentation was changed from 4.8 to 8.35. The exploited application of keratinolytic microbes is, therefore, recommended for the treatment of keratinaceous wastes to achieve dual benefits of remediation.(AU)


A indústria avícola está se expandindo rapidamente e produzindo milhões de toneladas de resíduos de penas anualmente. A produção massiva de subprodutos queratinosos na forma de resíduos agrícolas e industriais em todo o mundo exige sua utilização justificada. O tratamento químico de resíduos de queratina é proclamado como uma abordagem ecodestrutiva por vários pesquisadores, uma vez que gera poluentes secundários. A queratinase liberada por uma variedade de micróbios (bactérias e fungos) pode ser usada para o tratamento eficaz de resíduos de queratina. A degradação microbiana de resíduos de queratina é uma abordagem emergente e ecológica e oferece benefícios duplos, ou seja, tratamento de poluente recalcitrante (queratina) e obtenção de uma enzima comercialmente importante (queratinase). Este estudo envolve o isolamento, caracterização e utilidade potencial de espécies de fungos para a degradação de resíduos de penas de frango por meio da fermentação submersa e em estado sólido. O fungo isolado foi identificado e caracterizado como Aspergillus (A.) flavus. Em um ensaio de 30 dias, constatou-se que 74% e 8% do peso das penas foram reduzidos por A. flavus, respectivamente, por meio da fermentação submersa e em estado sólido. O pH do meio de crescimento em fermentação submersa foi alterado de 4,8 para 8,35. A aplicação explorada de micróbios queratinolíticos é, portanto, recomendada para o tratamento de resíduos ceratinosos para obter benefícios duplos de remediação.(AU)


Assuntos
Aspergillus flavus/isolamento & purificação , Queratinas/análise , Queratinas/toxicidade , Biotransformação
3.
Braz. j. biol ; 83: e246389, 2023. graf
Artigo em Inglês | LILACS, VETINDEX | ID: biblio-1285638

RESUMO

Abstract Poultry industry is expanding rapidly and producing million tons of feather waste annually. Massive production of keratinaceous byproducts in the form of industrial wastes throughout the world necessitates its justified utilization. Chemical treatment of keratin waste is proclaimed as an eco-destructive approach by various researchers since it generates secondary pollutants. Keratinase released by a variety of microbes (bacteria and fungi) can be used for the effective treatment of keratin waste. Microbial degradation of keratin waste is an emerging and eco-friendly approach and offers dual benefits, i.e., treatment of recalcitrant pollutant (keratin) and procurement of a commercially important enzyme (keratinase). This study involves the isolation, characterization, and potential utility of fungal species for the degradation of chicken-feather waste through submerged and solid-state fermentation. The isolated fungus was identified and characterized as Aspergillus (A.) flavus. In a trial of 30 days, it was appeared that 74 and 8% feather weight was reduced through sub-merged and solid-state fermentation, respectively by A. flavus. The pH of the growth media in submerged fermentation was changed from 4.8 to 8.35. The exploited application of keratinolytic microbes is, therefore, recommended for the treatment of keratinaceous wastes to achieve dual benefits of remediation.


Resumo A indústria avícola está se expandindo rapidamente e produzindo milhões de toneladas de resíduos de penas anualmente. A produção massiva de subprodutos queratinosos na forma de resíduos agrícolas e industriais em todo o mundo exige sua utilização justificada. O tratamento químico de resíduos de queratina é proclamado como uma abordagem ecodestrutiva por vários pesquisadores, uma vez que gera poluentes secundários. A queratinase liberada por uma variedade de micróbios (bactérias e fungos) pode ser usada para o tratamento eficaz de resíduos de queratina. A degradação microbiana de resíduos de queratina é uma abordagem emergente e ecológica e oferece benefícios duplos, ou seja, tratamento de poluente recalcitrante (queratina) e obtenção de uma enzima comercialmente importante (queratinase). Este estudo envolve o isolamento, caracterização e utilidade potencial de espécies de fungos para a degradação de resíduos de penas de frango por meio da fermentação submersa e em estado sólido. O fungo isolado foi identificado e caracterizado como Aspergillus (A.) flavus. Em um ensaio de 30 dias, constatou-se que 74% e 8% do peso das penas foram reduzidos por A. flavus, respectivamente, por meio da fermentação submersa e em estado sólido. O pH do meio de crescimento em fermentação submersa foi alterado de 4,8 para 8,35. A aplicação explorada de micróbios queratinolíticos é, portanto, recomendada para o tratamento de resíduos ceratinosos para obter benefícios duplos de remediação.


Assuntos
Animais , Galinhas , Plumas , Fermentação , Fungos , Resíduos Industriais , Queratinas/metabolismo
4.
Braz. j. biol ; 83: e248026, 2023. tab, graf
Artigo em Inglês | LILACS-Express | VETINDEX | ID: biblio-1374638

RESUMO

Abstract Poultry industry is amongst highly developed industries of Pakistan, fulfilling the protein demand of rapidly increasing population. On the other hand, the untreated poultry waste is causing several health and environmental problems. The current study was designed to check the potential of keratinolytic fungal species for the conversion of chicken-feather waste into biofortified compost. For the purpose, three fungal species were isolated from soil samples. These strains were pure cultured and then characterized phenotypically and genotypically. BLAST searches of 18S rDNA nucleotide sequence of the fungal isolates revealed that the two fungal isolates belonged to genus Aspergillus and one belonged to genus Chrysosporium. Optimum temperature for Aspergillus flavus, Aspergillus niger and Chrysosporium queenslandicum was 29, 26 and 25 oC, respectively. A. flavus showed maximum (53%) feather degradation, A. niger degraded feather waste up to 37%, while C. queenslandicum showed 21% keratinolytic activity on chicken feathers at their respective temperature optima. The degradation potential of these fungal species showed their ability to form compost that has agro-industrial importance.


Resumo A indústria avícola está entre as indústrias altamente desenvolvidas do Paquistão, atendendo a demanda de proteína da população em rápido crescimento. Por outro lado, os resíduos de aves não tratados estão causando diversos problemas de saúde e ambientais. O presente estudo foi desenhado para verificar o potencial de espécies de fungos queratinolíticos para a conversão de resíduos de penas de frango em composto biofortificado. Para tanto, três espécies de fungos foram isoladas de amostras de solo. Essas cepas foram cultivadas puramente e, em seguida, caracterizadas fenotipicamente e genotipicamente. As pesquisas do BLAST da sequência de nucleotídeos do rDNA 18S dos isolados de fungos revelaram que os dois isolados de fungos pertenciam ao gênero Aspergillus e um pertencia ao gênero Chrysosporium. A temperatura ótima para Aspergillus flavus, Aspergillus niger e Chrysosporium queenslandicum foi de 29, 26 e 25 oC, respectivamente. A. flavus apresentou degradação máxima de penas (53%), A. niger degradou resíduos de penas em até 37%, enquanto C. queenslandicum apresentou 21% de atividade queratinolítica em penas de frango em suas respectivas temperaturas ótimas. O potencial de degradação dessas espécies de fungos mostrou sua capacidade de formar composto de importância agroindustrial.

5.
Tese em Português | VETTESES | ID: vtt-200772

RESUMO

O presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito de diferentes níveis proteicos e inclusões de protease sobre o desempenho de frangos de corte. As dietas foram formuladas com base em níveis nutricionais de referência no Brasil. Em todas as rações foi feito o uso de fitase, associado ou não com protease. Os níveis proteicos foram corrigidos de acordo com a matriz nutricional da protease, especificada pelo fornecedor da enzima. Foram utilizados 1764 frangos, machos, da linhagem Cobb-500 Slow. As aves foram alojadas em densidade de 14 aves/m2 e receberam dietas específicas no período de 1 a 42 dias de idade, conforme o protocolo experimental. Foram realizados 9 tratamentos em delineamento inteiramente casualizado, com 14 repetições de 14 aves cada. Aos 43 dias foram realizados o abate das aves e a avaliação de rendimento de cortes. A análise de regressão dos resultados obtidos para níveis crescentes de proteína sobre o desempenho dos frangos evidenciou que houve maior ganho de peso, melhor conversão alimentar e maior rendimento de cortes. Não houve efeito dos níveis de proteína sobre o consumo de ração. Adicionalmente, a variação nos níveis de proteína na razão da matriz nutricional da protease não alterou significativamente o ganho de peso das aves de 36 a 42 dias de idade. Quanto à inclusão crescente da protease, verificou-se melhoria na conversão alimentar dos frangos até os 28 dias de idade, contrapondo-se com um maior consumo de ração no período de 29 a 35 dias e consequente piora na conversão alimentar nesta semana. Todavia, considerando-se o período total do experimento, não houve efeito significativo sobre ganho de peso, consumo de ração, conversão alimentar e rendimento de cortes para o grupo avaliado quanto à inclusão desta enzima. Comparando-se os valores observados nas duas análises em cada tempo, até 28 dias a conversão alimentar observada com a melhor dose de protease possui valor equivalente ao obtido com o controle 9 positivo na curva de níveis de proteína, validando a matriz nutricional preconizada pelo fornecedor para estas fases. Porém, conforme já exposto, de 29 a 35 dias houve uma inversão nesta tendência e a melhor dose foi zero. O Índice de Rentabilidade (IR) sinaliza que pode haver benefício econômico na utilização da protease no período inicial de criação. Em contrapartida, à medida que os resultados zootécnicos a partir de 29 dias não mostraram benefício com o uso da enzima, a sua utilização representou custo adicional aos tratamentos que receberam protease, favorecendo a obtenção de melhor IR pelo tratamento controle negativo no período de 1 a 42 dias de idade.


This study aimed to evaluate the effect of different protein levels and protease inclusions on the performance of broiler chickens. Diets were formulated based on nutritional levels of reference in Brazil. In all diets was done using phytase, associated or not with protease. Protein levels were corrected according to the nutritional matrix of protease, specified by the enzyme supplier. 1764 chickens were used, male Cobb-500 Slow. The birds were housed in density 14 birds / m2 and received specific diets in the period 1-42 days of age, according to the experimental protocol. 9 treatments were conducted in a completely randomized design, with 14 replications of 14 birds each. After 43 days was carried out killing birds and cuts yield assessment. Regression analysis of the results obtained for increasing levels of protein on the performance of broilers showed that there was more weight gain, feed conversion and higher yield of special cuts. There was no effect of protein levels on feed intake. In addition, the variation in the levels of protein in the protease nutritional matrix reason did not significantly alter the weight gain of the birds 36-42 days of age. About the growing inclusion of protease, there was improvement in feed conversion of broilers up to 28 days of age, in contrast with a greater feed intake in the period 29-35 days and consequent worst feed conversion in this week. However, considering the total period of the experiment, there was no significant effect on weight gain, feed intake, feed conversion and carcass yield for the group evaluated for inclusion of this enzyme. Comparing the values observed in the two analyzes in each time, up to 28 days feed conversion observed with the best protease dose has a value equivalent to that obtained with the positive control in protein levels curve, validating the recommended nutritional matrix to these phases. However, as already stated, from 29 to 35 days there was a reversal in this trend and the best dose was zero. The Profitability Index (IR) signals that there may be economic benefit in the use of protease in the initial 11 period of creation. However, as the zootechnical results from 29 days showed no benefit with the use of the enzyme, its use represented an additional cost to treatments receiving protease, helping to reach best IR by the negative control in the period from 1 to 42 days of age.

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