Different phytase levels and energy densities in broiler diets on performance, nutrient digestibility, and bone integrity from 28 to 35 days of age / Diferentes níveis de fitase e de densidades energéticas em dietas de frangos de corte sobre desempenho, digestibilidade de nutrientes e integridade óssea de 28 a 35 dias de idade

The study was carried out with the objective of evaluating the effects of using phytase levels at different energy densities in the diet of broilers, from 28 to 35 days of age. The experimental diets contained increasing levels of apparent metabolizable energy corrected for nitrogen balance and different levels of phytase. Growth performance variables, nutrient digestibility, as well as variables related to bone integrity were examined. Diets containing 500 FTU/kg in combination with 3150kcal.kg-1 of AMEn resulted in better growth performance. Supplementation with 500 and 1000 FTU/kg in the diets provide better coefficients of apparent and ileal digestibility of calcium and phosphorus, but negatively influence the deposition of calcium, phosphorus, dry matter, and ash in the tibia, in addition to adversely affecting the breakage and area of these bones in broilers. Bone length and the levels of magnesium and zinc present in the tibias were not influenced by the energy and phytase levels of the diets. There is no interaction between the different energetic densities and the phytase doses in the variables analyzed in the studied period. Increasing the energy density of diets resulted in improved apparent and ileal digestibility for most nutrients.

O estudo foi realizado com o objetivo de avaliar os efeitos da utilização de níveis de fitase em diferentes densidades energéticas na dieta de frangos de corte, no período de 28 a 35 dias de idade. As dietas experimentais contiveram níveis crescentes de energia metabolizável aparente corrigida para balanço de nitrogênio e diferentes níveis de fitase. Foram avaliadas variáveis de desempenho zootécnico, digestibilidade de nutrientes e variáveis relacionadas à integridade óssea. Dietas contendo 500 FTU/kg de fitase em combinação com 3150kcal.kg-1 de EMAn resultam em melhor desempenho zootécnico. A suplementação com 500 e 1000 FTU/kg nas dietas propicia melhores coeficientes de digestibilidade aparente e ileal do cálcio e do fósforo, mas influencia negativamente na deposição de cálcio, fósforo, matéria seca e cinzas das tíbias, além de afetar adversamente a quebra e a área desses ossos em frangos de corte. O comprimento do osso e os níveis de magnésio e zinco presentes nas tíbias não são influenciados pelos níveis energéticos e de fitase das dietas. Não há interação entre as diferentes densidades energéticas e as doses de fitase nas variáveis analisadas no período estudado. O aumento da densidade energética das dietas resulta em melhora na digestibilidade aparente e ileal para a maioria dos nutrientes.

Phytase Superdosing in the Diet of Lightweight Replacement Pullets: Performance, Organ Biometry and Bone Characteristics

The aim of this study was to evaluate the effect of two types of phytases (the 1st produced from Escherichia coli and the 2nd from Aspergillus oryzae) with different dosages (300 and 900 Unit Phytase or FTU) on performance, organ biometry and bone quality of replacement pullets in the period of 8 to 17 weeks of age. A total of 288 Hy-Line White laying hens were used at 8 weeks of age. A completely randomized design was adopted in a 2 x 2 factorial scheme, totaling 4 treatments with 8 replicates of 9 birds each. Performance, biometric variables and bone characteristics were evaluated. There was no significant interaction between the factors for any of the evaluated variables. The conversion and the accumulated consumption were influenced (p 0.05) by the phytase dosages, with the highest results being observed for the consumption obtained with 300 FTU, and the best results for the feed conversion obtained with the dosage of 900 FTU. The relative weight of the liver was influenced by the treatments (p 0.05), presenting higher values with bacterial phytase and a dosage of 900 FTU. The sternum length and tibial deformity were influenced by fungal phytase (p 0.05). It is concluded that the use of 900 FTU superdosing and fungal phytase improves the performance and bone characteristics of light replacement pullets.(AU)

Phytase Superdosing in the Diet of Lightweight Replacement Pullets: Performance, Organ Biometry and Bone Characteristics

The aim of this study was to evaluate the effect of two types of phytases (the 1st produced from Escherichia coli and the 2nd from Aspergillus oryzae) with different dosages (300 and 900 Unit Phytase or FTU) on performance, organ biometry and bone quality of replacement pullets in the period of 8 to 17 weeks of age. A total of 288 Hy-Line White laying hens were used at 8 weeks of age. A completely randomized design was adopted in a 2 x 2 factorial scheme, totaling 4 treatments with 8 replicates of 9 birds each. Performance, biometric variables and bone characteristics were evaluated. There was no significant interaction between the factors for any of the evaluated variables. The conversion and the accumulated consumption were influenced (p 0.05) by the phytase dosages, with the highest results being observed for the consumption obtained with 300 FTU, and the best results for the feed conversion obtained with the dosage of 900 FTU. The relative weight of the liver was influenced by the treatments (p 0.05), presenting higher values with bacterial phytase and a dosage of 900 FTU. The sternum length and tibial deformity were influenced by fungal phytase (p 0.05). It is concluded that the use of 900 FTU superdosing and fungal phytase improves the performance and bone characteristics of light replacement pullets.

AVALIAÇÃO DA ADIÇÃO DE XILANASE E FITASE LÍQUIDAS PÓS-PELETIZAÇÃO SOBRE O APROVEITAMENTO ENERGÉTICO, DO CÁLCIO E FÓSFORO DA DIETA

O processo térmico conhecido como peletização é considerada um técnica de processamento de ração que busca a maximização dos resultados com um custo baixo de produção. No entanto, este processo no qual as enzimas estão presentes envolvem altas temperaturas, umidade e pH, podendo ocorrer desnaturação total ou parcial, e em consequência a esta desnaturação, a eficiência das catálises enzimáticas é diminuída ou anuladas. Portanto os objetivos deste estudo foram avaliar o efeito da adição de enzimas líquidas pós peletização, sobre o aproveitamento, digestibilidade dos nutrientes em frangos de corte suplementados com fitase e xilanase na forma líquida, com diferentes níveis de inclusão via ração. A presente pesquisa foi conduzida nas instalações do setor e avicultura, da UNOESC Xanxerê, campus II. Foram conduzidos três experimentos, nas instalações do setor de avicultura da UNOESC Xanxerê, sendo utilizadas em cada um, 120 machos da linhagem COBB, de 14 a 24 dias de idade. Em delineamento experimental inteiramente casualizado, composto por cinco tratamentos, constituídos por oito repetições, com três animais em cada repetição, constituído por três experimentos, sendo Xilanase (controle, 10.000 UI/kg, 15.000 UI/kg, 20.000 UI/kg, 25.000 UI/kg), Fitase (controle, 500 FTUs/kg, 1.000 FTUs/kg, 1.500 FTUs/kg, 2.000FTUs/kg), e Xilanase + Fitase (controle, xilanase + 500 FTUs/kg, xilanase + 1000 FTUs/kg, xilanase + 1500 FTUs/kg, xilanase + 2000 FTUs/kg). A adição de xilanase nas dietas melhorou linearmente o aproveitamento energético das rações, e a fitase, sozinha ou em combinação com xilanase, a partir de 500FTUs de inclusão, melhorou a digestibilidade do fósforo das dietas, reduzindo a excreção deste elemento. Conclui-se que a adição das enzimas fitase e xilanase, na sua forma líquida, podem ser utilizadas adequadamente na alimentação de frangos de corte, melhorando, respectivamente, o aproveitamento do fósforo e da energia das dietas.

The thermal process known as pelletizing is considered a feed processing technique that seeks to maximize results with a low production cost. However, this process in which the enzymes are present involves high temperatures, humidity and pH, and total or partial denaturation may occur, and as a result of this denaturation, the efficiency of enzymatic analyzes is reduced or canceled. Therefore, the objectives of this study were to evaluate the effect of adding liquid enzymes after pelletization, on the utilization, digestibility of nutrients in broilers supplemented with phytase and xylanase in liquid form, with different levels of inclusion via feed. This research was conducted at the facilities of the sector and poultry, of UNOESC Xanxerê, campus II. Three experiments were conducted in the facilities of the poultry sector of UNOESC Xanxerê, being used in each one, 120 males of the COBB lineage, from 14 to 24 days old. In a completely randomized design, consisting of five treatments, consisting of eight repetitions, with three animals in each repetition, consisting of three experiments, being Xylanase (control, 10,000 IU / kg, 15,000 IU / kg, 20,000 IU / kg, 25,000 IU / kg), Phytase (control, 500 FTUs / kg, 1,000 FTUs / kg, 1,500 FTUs / kg, 2,000FTUs / kg), and Xylanase + Phytase (control, xylanase + 500 FTUs / kg, xylanase + 1000 FTUs / kg, xylanase + 1500 FTUs / kg, xylanase + 2000 FTUs / kg). The addition of xylanase in the diets linearly improved the energy utilization of the diets, and phytase, alone or in combination with xylanase, from 500FTUs of inclusion, improved the digestibility of phosphorus in the diets, reducing the excretion of this element. It is concluded that the addition of phytase and xylanase enzymes, in their liquid form, can be used properly in the broiler feed, improving, respectively, the use of phosphorus and the energy of the diets.

Fitase, xilanase e -glucanase sobre a digestibilidade da energia e nutrientes e excreção do nitrogênio e fósforo em juvenis de tilápias do Nilo (Oreochromis niloticus)

As altas taxas de inclusão de alimentos vegetais em dietas para peixes tem levado ao aumento de polissacarídeos não amiláceos (PNAs) e fitato. Tanto os PNAs como o fitato são indesejáveis na nutrição de peixes, por suas propriedades antinutricionais. Carboidrases (xilanase e -glucanase) e fitases são consideradas as principais alternativas frente aos problemas gerados pelos PNAs e fitato, respectivamente. Nesse sentido, o objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da suplementação isolada e combinada do complexo xilanase--glucanase e fitase em dietas exclusivamente vegetais sobre a digestibilidade da energia e nutrientes, incluindo a disponibilidade de minerais e aminoácidos, e excreção fecal do nitrogênio e fósforo em juvenis de tilápia do Nilo. Foram testadas quatro dietas, dieta controle (CON) sem enzimas, dieta com fitase (FT), dieta com xilanase e -glucanase (XB) e dieta com fitase, xilanase e -glucanase (FT+XB). Fitase (Natuphos® E) foi suplementada a 1000 FTU kg-1 e o complexo xilanase-glucanase (Natugrain® TS) a 1120 TXU e 500 TGU kg-1 da dieta. O total de 272 tilápias masculinizadas (22,52 ± 0,65 g) foram distribuídas em delineamento de blocos ao acaso com quatro tratamentos e quatro repetições, em 16 aquários com fundo cônico de 150 L adaptados para a coleta de fezes (sistema Guelph modificado). Os peixes foram alimentados seis vezes ao dia até saciedade aparente com as dietas experimentais contendo 0,5% de óxido de cromo, durante 21 dias. Dietas suplementadas com xilanase e -glucanase aumentaram a digestibilidade da matéria seca, amido e lipídeos (P < 0,001), e disponibilidade do cobre (P < 0,001). Paralelamente, dietas suplementadas com fitase aumentaram a digestibilidade da matéria seca, energia bruta, amido e cinzas (P < 0,001), e disponibilidade do magnésio, manganês e zinco (P < 0,001). Fitase também melhorou a disponibilidade da maioria de aminoácidos, entre eles, arginina (P = 0,019), fenilalanina (P = 0,001), histidina (P = 0,019), lisina (P = 0,019), metionina (P = 0,001) e valina (P = 0,025), e quando combinada com a xilanase e -glucanase potencializou a disponibilidade da isoleucina (P = 0,004), leucina (P = 0,004), treonina (P = 0,002), ácido glutâmico (P = 0,00), cistina (P < 0,001) e serina (P = 0,01). A combinação enzimática (FT+XB) demostrou ter efeito sinérgico na digestibilidade da proteína (P < 0,001) e disponibilidade do cálcio, ferro e fósforo (P < 0,001). Quando comparado a dieta controle, a suplementação com fitase, xilanase e -glucanase demostrou reduzir a excreção fecal do nitrogênio (P = 0,007) e fósforo (P < 0,001) em 30 e 49,5%, respectivamente. Em conclusão, a suplementação isolada e combinada do complexo xilanase--glucanase e fitase melhora a digestibilidade da energia e nutrientes de dietas à base de vegetais, e reduz a excreção do nitrogênio e fósforo pelos peixes, colaborando para a produção de tilápias com menor impacto ambiental.

Increasing the inclusion rate of plant-based feed in fish diets increases the content of non-starch polysaccharides (NSP) and phytate. Both NSP and phytate are undesirable in fish nutrition, due to their anti-nutritional properties. Carbohydrases (xylanase and glucanase) and phytases are considered the main alternatives to the problems generated by NSP and phytate, respectively. In this context, this study aimed to evaluate the effect of isolated and combined supplementation of xylanase--glucanase complex and phytase in entirely plant-based diets on energy and nutrients digestibility, including minerals and amino acids availability, and fecal excretion of nitrogen and phosphorus in Nile tilapia juveniles. Four diets were tested, a control diet (CON) without enzymes, a phytase diet (PHY), a xylanase--glucanase diet (XB), and a diet with phytase, xylanase, and glucanase (PHY+XB). Phytase (Natuphos® E) was supplemented at 1000 FTU kg-1 and xylanase--glucanase complex (Natugrain® TS) at 1120 TXU and 500 TGU kg-1. Two hundred seventy-two masculinized fish (22.52 ± 0.65 g) were distributed in a randomized block design with four treatments and four replications, in sixteen cylindrical-conical fiberglass tanks (150 L), adapted for feces collection (modified Guelph system). Fish were fed six times a day to apparent satiation, with experimental diets containing 0.5% chromium oxide, for 21 days. Diets with xylanase and -glucanase supplementation increased the dry matter, starch, and lipids digestibility (P < 0.001), and copper availability (P < 0.001). At the same time, diets with phytase supplementation increased dry matter, crude energy, starch, and ash digestibility (P < 0.001), and magnesium, manganese, and zinc availability (P < 0.001). Phytase also improved the availability of most amino acids, including arginine (P = 0.019), phenylalanine (P = 0.001), histidine (P = 0.019), lysine (P = 0.019), methionine (P = 0.001) and valine (P = 0.025), and when combined with xylanase and -glucanase enhanced the availability of isoleucine (P = 0.004), leucine (P = 0.004), threonine (P = 0.002), glutamic acid (P = 0.00), cystine (P <0.001) and serine (P = 0.01). Enzymatic combination (PHY+XB) shows a synergy effect on protein digestibility (P < 0.001) and calcium, iron, and phosphorus availability (P <0.001). When compared to control diet, xylanase--glucanase and phytase supplementation reduce fecal excretion of nitrogen (P = 0.007) and phosphorus (P <0.001) by 30 and 49.5%, respectively. In conclusion, the isolated and combined supplementation of xylanase--glucanase complex and phytase improves energy and nutrients digestibility in plant-based diets and reduces the excretion of nitrogen and phosphorus by fish, contributing to tilapia production with less environmental impact.

Effects of the combination of non-phytate phosphorus, phytase and 25-hydroxycholecalciferol on the performance and meat quality of broiler chickens

This experiment was conducted to evaluate the combination effect of low dietary non-phytate phosphorus (NPP) concentrations, phytase (PHY) levels, and 25-hydroxycholecalciferol (25-OH-D3) levels on the growth performance and meat quality of broilers. Two levels of NPP, two levels of PHY, and two levels of 25-OH-D3 resulted in a 222 factorial arrangements, with eight treatments (TRT). The birds on TRT 1-4 were fed diet 1 (NRC NPP was reduced by 0.1) and the birds on TRT 5-8 were fed with diet 2 (NRC NPP was reduced by 0.2). Each diet was mixed with different levels PHY and 25-OH-D3. Performance and meat quality parameters were measured. Results showed that during entire experiment the most advantageous effects were obtained with TRT 3 (NRC NPP reduced by 0.1 + 600 U/kg phytase + 34.5g/kg 25-OH-D3) and TRT 4 (NRC NPP reduced by 0.1 + 600 U/kg phytase + 69g/kg 25-OH-D3). The lowest body weight gain (BWG) and feed intake(FI) were observed with TRT 5 (NRC NPP reduced by 0.2 + 300 U/kg phytase + 34.5g/kg 25-OH-D3). Lowering NRC NPP by 0.1 to 0.2 significantly reduced weight gain (WG) (p 0.05) and FI (p 0.05) during the starter phase (ST), while during grower phase (GF) lowering NRC NPP by 0.1 to 0.2 did not affect WG (p>0.05) and produced small decrease in FI. BWG, FI and feed conversion ratio were not influenced (p>0.05) by different PHY or 25-OH-D3 levels. In addition, the meat color, pH, and shear force were not affected by the different NPP, PHY or 25-OH-D3levels.(AU)

Effects of the combination of non-phytate phosphorus, phytase and 25-hydroxycholecalciferol on the performance and meat quality of broiler chickens

This experiment was conducted to evaluate the combination effect of low dietary non-phytate phosphorus (NPP) concentrations, phytase (PHY) levels, and 25-hydroxycholecalciferol (25-OH-D3) levels on the growth performance and meat quality of broilers. Two levels of NPP, two levels of PHY, and two levels of 25-OH-D3 resulted in a 222 factorial arrangements, with eight treatments (TRT). The birds on TRT 1-4 were fed diet 1 (NRC NPP was reduced by 0.1) and the birds on TRT 5-8 were fed with diet 2 (NRC NPP was reduced by 0.2). Each diet was mixed with different levels PHY and 25-OH-D3. Performance and meat quality parameters were measured. Results showed that during entire experiment the most advantageous effects were obtained with TRT 3 (NRC NPP reduced by 0.1 + 600 U/kg phytase + 34.5g/kg 25-OH-D3) and TRT 4 (NRC NPP reduced by 0.1 + 600 U/kg phytase + 69g/kg 25-OH-D3). The lowest body weight gain (BWG) and feed intake(FI) were observed with TRT 5 (NRC NPP reduced by 0.2 + 300 U/kg phytase + 34.5g/kg 25-OH-D3). Lowering NRC NPP by 0.1 to 0.2 significantly reduced weight gain (WG) (p 0.05) and FI (p 0.05) during the starter phase (ST), while during grower phase (GF) lowering NRC NPP by 0.1 to 0.2 did not affect WG (p>0.05) and produced small decrease in FI. BWG, FI and feed conversion ratio were not influenced (p>0.05) by different PHY or 25-OH-D3 levels. In addition, the meat color, pH, and shear force were not affected by the different NPP, PHY or 25-OH-D3levels.

UTILIZAÇÃO DE FITASE EM DIETAS PARA PERUS

Foram realizados dois experimentos para avaliar os efeitos de utilização de fitase exógena na dieta de perus de corte. No experimento 1, 320 perus de um dia de idade foram distribuidos em um delineamento inteiramente casualizado com 4 tratamentos e 8 repetições de 10 aves cada. Os tratamentos consistiram em uma dieta controle positivo (CP), controle negativo (CN, -0,15% P disponível e -0,18% Ca), CN + 2000 FYT/kg, CN + 4000 FYT/kg. Foram avaliados consumo de ração (CR), ganho de peso (GP) e conversão alimentar (CA) de 1-28 dias; Digestibilidade ileal e metabolizabilidade aparente da dieta; Energia digestível (EDA) e metabolizável (EMA) aparentes; Resíduo mineral, Ca, P e Índice de Seedor na tíbia e concentração de inositol no plasma. A adição de fitase aumentou CR e GP em comparação a dieta CN (P<0,05). A digestibilidade ileal de P e metabolizabilidade da dieta foram melhoradas linearmente com fitase, assim como valores de EDA e EMA (P<0,05), resultando em aumento linear do teor de P nas tíbias e concentração plasmática de inositol. No experimento 2, 420 perus de um dia foram distribuidos em delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial 3x2: 3 doses de fitase (0, 1000 e 2500 FYT/kg) e 2 pH da água (5,5 e 8,2), com 6 tratamentos e 7 repetições de 10 aves cada. Foram avaliados CR, GP, CA e ingestão de água (IA) de 1-21 dias de idade; Digestibilidade e metabolizabilidade aparente da dieta; EDA e EMA; Resíduo mineral, Ca, P e Índice de Seedor na tíbia; pH da moela e concentração plasmática de inositol. A fitase melhorou o GPM e CA em comparação a dieta sem enzima (P<0,05). Não houve efeito de pH da água sobre desempenho (P>0,05) e a IA e pH da moela não foram afetados pelos tratamentos (P> 0,05). O uso de fitase melhorou a digestibilidade, metabolizabilidade e valores de EDA e EMA da dieta (P<0,05) independente do pH. O teor de minerais nas tibias e de inositol no plasma foi maior com adição de fitase (P<0,05), sem influência do pH da água (P>0.05). A digestibilidade de Ca e P foi maior em pH 8,2 e a dose de 1000 FYT/kg foi mais eficaz em pH 8,2 para EDA e EMA, enquanto o aproveitamento de matéria seca e proteína foram maiores em pH 5,5. Contudo ao aumentar a dose para 2500 FYT/kg as variáveis de utilização da dieta foram semelhantes em ambos os valores de pH. Os resultados permitem concluir que doses altas de fitase podem ser usadas para otimizar o aproveitamento da dieta de perus e melhorar o desempenho, mineralização óssea e disponibilização de inositol.

Two experiments were conducted to assess the effects of adding exogenous phytase on turkey diets. In experiment 1, 320 one-d-old turkeys were distributed in a completely randomized design with 4 treatments and 8 repetitions of 10 birds each. Treatments consisted of a positive control diet, negative control (NC, -0.15% available P and -0.18% Ca), NC + 2000 FYT/kg, NC + 4000 FYT/kg. Evaluated variables were: feed intake (FI), weight gain (WG) and feed conversion (FC) from 1-28 days; Dietary apparent ileal digestibility and metabolizability; Digestible and metabolizable energy (ADE, AME); Mineral residue, Ca, P and Seedor Index in the tibia and plasmatic inositol. Phytase addition increased FI and WG compared to CN diet (P<0.05). Ileal P digestibility and diet metabolizability were linearly improved with phytase, as well as ADE and AME values (P<0.05), resulting in a linear increase of P bone content and plasmatic concentration of inositol. In experiment 2, 420 one-d-old turkeys were distributed in a completely randomized design in a 3x2 factorial scheme: 3 phytase doses (0, 1000 and 2500 FYT/kg) and 2 water pH levels (5.5 and 8.2), with 6 treatments and 7 replicates of 10 birds. Analyzed variables were: FI, WG, FC and water ingestion (WI) from 1-21 days; apparent digestibility and metabolizability of the diet; ADE and AME; Mineral residue, Ca, P and Seedor Index in the tibia; Plasmatic inositol concentration and gizzard pH. Fitase improved WG and FC compared to unsupplemented diet (P<0.05). Water pH did not affect performance and no difference between treatments were observed for WI and gizzard pH (P>0.05). Phytase inclusion improved dietary digestibility and metabolizabity, as well as AME and ADE independently of water pH (P<0.05). Mineral content in tibia and plasmatic inositol were higher with phytase (P<0.05), and were not affected by water pH (P>0.05). Ca and P digestibility were higher in 8.2 water pH, and 1000 FYT/kg dose was more effective on 8.2 pH for ADE and AME, whereas protein and dry matter utilization were higher in 5.5 pH. When increasing the dose to 2500 FYT/kg, however, phytase equally improved diet utilization on both water pH levels. It is concluded that high doses of phytase can be used to optimize diet utilization on turkeys and improve performance, bone mineralization and inositol provison.

Effects of Non-phytate Phosphorus and 1a-Hydroxycholecalciferol on Growth Performance, Bone Mineralization, and Carcass Traits of Broiler Chickens

This study evaluated the effects of dietary non-phytate phosphorus (NPP) and 1a-hydroxycholecalciferol (1a-OH-D3) on the growth performance, bone mineralization, and carcass traits of 1- to 21-day-old broiler chickens. On the day of hatch, 600 male Ross 308 chicks were weighed and randomly assigned to 12 treatments, with five cages of 10 birds each. A 6 × 2 factorial arrangement was applied, consisting of 0.20%, 0.25%, 0.30%, 0.35%, 0.40%, or 0.45% NPP and 0 or 5 g/kg of 1a-OH-D3. The basal diet contained 0.52% calcium (Ca) and was not supplemented with vitamin D3. Dietary NPP levels significantly affected growth performance and tibia mineralization (except width) of broilers; by contrast, meat yield and organ relative weight were not influenced by NPP. The inclusion of 1a-OH-D3 improved growth performance, tibia mineralization, and carcass and breast yield, whereas it decreased the relative weights of the liver, heart, and kidney. A significant interaction between NPP and 1a-OH-D3 was observed for body weight gain (BWG), feed efficiency (FE), mortality, serum Ca and P levels, tibia breaking-strength, ash weight, and Ca content, as well as breast yield and heart relative weight. These results suggest that broilers fed with 5 g of 1a-OH-D3 per kg of diet obtain optimal growth performance and tibia mineralization when dietary NPP level was 0.30% and the analyzed Ca to NPP ratio was 1.97.

Disponibilidade do fósforo em alimentos de origem vegetal: atuação na nutrição de peixes / Phosphorus availability in food from vegetable origin: performance in fish nutrition / Disponibilidad del fósforo en alimentos de origen vegetal: actuación en la nutrición de peces

O trabalho aborda a utilização do fósforo na nutrição de peixes e em dietas formuladas com ingredientes de origem vegetal. Nestes ingredientes, o fósforo encontra-se de forma indisponível para animais monogástricos, devido à carência da enzima fitase. A suplementação de enzimas exógenas (fitase) em ração tem por objetivo aumentar a capacidade de absorção do fósforo em dietas contendo ingredientes de origem vegetal, reduzindo a perda por excreção deste nutriente para o ambiente aquático. A enzima atua hidrolisando o fitato, tornando-o disponível para o organismo. Devido à importância do fósforo na nutrição de peixes, esta revisão apresenta alguns aspectos, sobre a importância na nutrição bem como sobre os fatores antinutricional e os benefícios causados pela inclusão da enzima em dietas balanceadas para peixes.(AU)

This paper discusses the use of phosphorus in fish nutrition and diets formulated with ingredients from vegetable origin. These ingredients from, phosphorus is unavailable for monogastric animals, due to the lack of the phytase enzyme. The supplementation of exogenous enzymes (phytase) in feed is intended to increase the phosphorus absorption capacity in diets containing ingredients from vegetable origin, reducing the loss of such nutrient by excretion into the aquatic environment. The enzyme acts hydrolyzing phytate, making it available to the body. Due to the importance of phosphorus in fish nutrition, this review presents some aspects importance, and anti-nutritional factor and benefits caused by the inclusion of the enzyme in fish balanced diets.(AU)

En este trabajo se aborda el uso de fósforo en la nutrición de peces y en dietas formuladas con ingredientes de origen vegetal. Estos ingredientes, el fósforo se encuentra de forma indisponible para animales monogástricos, debido a la falta de la enzima fitasa. La suplementación de enzimas exógenas (fitasa) en la ración tiene por objetivo aumentar la capacidad de absorción del fósforo en dietas que contienen ingredientes de origen vegetal, reduciendo la pérdida por excreción de este nutriente para el ambiente acuático. La enzima actúa hidrolizando el fitato, haciéndolo disponible para el cuerpo. Debido la importancia del fósforo en la alimentación de peces, esta revisión presenta algunos aspectos, tales como la importancia en la nutrición de peces, como el factor anti nutricional y los beneficios causados por la inclusión de la enzima en dietas balanceadas.(AU)

Diets with phytase for broilers housed in environments with differenta air-conditioning systems / Dietas com fitase para frangos de corte alojados em ambientes com diferentes sistemas de climatização

The experiment was conducted to evaluate effect of different levels of phytase in broiler diets on performance variables, carcass yield and cuts, incorporation of crude protein, calcium and phosphorus in housing and levels of nitrogen, calcium and phosphorus in bed birds at 41 days of age. Six hundred and forty day-old chicks were distributed in boxes in a randomized design, factorial scheme 5 x 2, with five levels of phytase: 0, 1000, 2000, 3000 and 4000 FTU per kg diet, with four replications and 16 birds in experimental unit associated with two rooms (shed with ventilation and fogging and shed with ventilation without fogging). Birds were fed diets isonutrient maize and soybean meal, formulated to meet nutritional requirements, except for available phosphorus, which was reduced in 20% of requirement. The room with ventilation and fogging reduced skin temperature, improved feasibility and performance variables of broilers. It also increased incorporation of crude protein and phosphorus in poultry housing and elevated levels of nitrogen, calcium and phosphorus in bed, in relation to environment with only ventilation. Phytase supplementation to 4000 FTU per kg diet increased breast meat yield.(AU)

O experimento foi conduzido para avaliar o efeito de diferentes níveis de fitase nas dietas de frangos de corte sobre as variáveis de desempenho, rendimento de carcaça e cortes, incorporação de proteína bruta, cálcio e fósforo na carcaça e teores de nitrogênio, cálcio e fósforo na cama das aves aos 41 dias de idade. Seiscentos e quarenta pintos de um dia foram distribuídos em boxes em delineamento inteiramente casualizado, esquema fatorial 5 x 2, com cinco níveis de fitase: 0, 1000, 2000, 3000 e 4000 FTU por kg de ração, com quatro repetições e 16 aves na unidade experimental, associados a dois ambientes (galpão com ventilação e nebulização e galpão com ventilação sem nebulização). As aves receberam dietas isonutritivas à base de milho e farelo de soja, formuladas para atender as exigências nutricionais, exceto para fósforo disponível, que foi reduzido em 20% da exigência. O ambiente com ventilação e nebulização reduziu a temperatura média da pele, melhorou a viabilidade da criação e as variáveis de desempenho de frangos de corte. Além disso, aumentou a incorporação de proteína bruta e fósforo na carcaça das aves, bem como elevou os teores de nitrogênio, cálcio e fósforo na cama, em relação ao ambiente com apenas ventilação. A suplementação com fitase até 4000 FTU por kg da dieta aumentou o rendimento de peito.(AU)

SUPLEMENTAÇÃO DE FITASE PARA GALINHAS POEDEIRAS PÓS PICO DE PRODUÇÃO

O fósforo (P) é um mineral fundamental em várias funções metabólicas e fisiológicas. Aves de idade avançada reduzem a capacidade absortiva de minerais, como cálcio e fósforo, comprometendo a formação da casca e, consequentemente, a qualidade dos ovos. A fitase é uma enzima digestiva com sítio ativo que permite a quebra de grupos ortofosfatos do anel de inositol do fitato (IP6), liberando fósforo inorgânico livre (P), ésteres fosfóricos menores e estruturas ligadas a molécula. O uso da enzima fitase em superdoses supostamente é capaz de realizar a quebra total desta molécula no organismo. Nesse contexto, esta dissertação foi realizada com o objetivo de avaliar os efeitos de doses superiores de fitase em galinhas poedeiras pós-pico de produção. Dessa forma, trezentos e sessenta galinhas poedeiras da linhagem Hy-Line W36 foram distribuídas aleatoriamente as 63 semanas de idade em quatro tratamentos. O ensaio teve a duração de dez ciclos de 28 dias. As dietas experimentais foram divididas em: Controle positivo (CP); Controle negativo (NC); CN + 600 FTU; CN + 1200 FTU. O controle negativo foi calculado para conter 0.15% e 0.17% a menos de fósforo disponível e cálcio, respectivamente, em relação ao controle positivo (0.46 e 4.60). Para avaliar os efeitos em diferentes parâmetros das aves foram realizadas análises de produção, qualidade de ovos, composição corporal, composição mineral de ovos, excretas e avaliação de mio-inositol livre em bulbo de pena e plasma sanguíneo. Durante o período analisado, não foram observadas interações entre tratamento e ciclo. A presença de fitase melhorou a conversão alimentar por massa de ovos e, quanto a qualidade dos ovos, os parâmetros de casca foram influenciados. A excreção de fósforo e a quantidade de mio-inositol no plasma mostram que a redução de fósforo no organismo ocorreu e destaca a presença e atuação da fitase. Os níveis de fósforo e cálcio presentes na dieta podem ter atendido aos requerimentos das aves de tal maneira que não foram observadas mais respostas ao efeito da fitase e, em alguns casos, há efeito negativo a presença de uma superdosagem. Atualmente discute-se que a relação cálcio: fósforo é um importante fator a ser levado em consideração para a atuação da fitase e, os níveis presentes neste trabalho poderiam ser inferiores aos apresentados sem causar danos aos animais e para obtenção de maiores efeitos.

Phosphorus (P) plays an essential role in metabolic and physiologic functions. Older hens reduce the absorption of minerals (Al-Batshan, 1994), like calcium and phosphorus, compromising egg shell and egg quality. Mostly phosphorus in vegetal ingredients like corn and soybean meal are linked to the phytate molecule (Ravindran, 1995), an antinutritive component to monogastric diets. Phytase is a digestive enzyme with an active site that broke ortophostate from the inositol ring of phytate (IP6), releasing inorganic phosphorus (P), lower phosphoric esters and components linked to the phytate molecule. At this point, this dissertation objective was to evaluate the effects of super doses of phytase on post-peak production hens. 360 Hy-line W36 laying hens with 63 weeks of age were randomly distributed in four experimental diets: Positive control (PC); Negative control (NC); NC + 600 FTU; NC + 1200 FTU. The assay was performed for 280 days divided into ten cycles of 28 days. Negative control was calculated to have a reduction of 0.15% and 0.17% of available phosphorus (avP) and calcium (Ca), respectively, compared to positive control (0.46% and 4.60% of avP and Ca, respectively). To evaluate the phytase effects on hen's performance analysis of egg production, egg quality, body composition, mineral composition of eggs and excretas and evaluation of free myo-inositol on blood plasma and feather bulb were performed. No interactions between treatment and cycles were observed. Phytase addition improved feed conversion ratio by egg mass and, despite egg quality, egg shell parameters were influenced. Phosphorus excretion and plasma myo-inositol shows that phosphorus reduction in hen's organism occurred and highlight phytase presence and operation. Phosphorus and calcium levels on negative control should have attended hen's requirements such an away that there are no responses to phytase effects and, in some cases, there's a negative effect to phytase super doses. Currently discussions in respect that calcium: phosphorus is an important factor to be accounted for phytase acting and, the actual levels in this paper could be lesser than without causing harms to the animals and obtain more phytase effects.

Effects of Non-phytate Phosphorus and 1a-Hydroxycholecalciferol on Growth Performance, Bone Mineralization, and Carcass Traits of Broiler Chickens

This study evaluated the effects of dietary non-phytate phosphorus (NPP) and 1a-hydroxycholecalciferol (1a-OH-D3) on the growth performance, bone mineralization, and carcass traits of 1- to 21-day-old broiler chickens. On the day of hatch, 600 male Ross 308 chicks were weighed and randomly assigned to 12 treatments, with five cages of 10 birds each. A 6 × 2 factorial arrangement was applied, consisting of 0.20%, 0.25%, 0.30%, 0.35%, 0.40%, or 0.45% NPP and 0 or 5 g/kg of 1a-OH-D3. The basal diet contained 0.52% calcium (Ca) and was not supplemented with vitamin D3. Dietary NPP levels significantly affected growth performance and tibia mineralization (except width) of broilers; by contrast, meat yield and organ relative weight were not influenced by NPP. The inclusion of 1a-OH-D3 improved growth performance, tibia mineralization, and carcass and breast yield, whereas it decreased the relative weights of the liver, heart, and kidney. A significant interaction between NPP and 1a-OH-D3 was observed for body weight gain (BWG), feed efficiency (FE), mortality, serum Ca and P levels, tibia breaking-strength, ash weight, and Ca content, as well as breast yield and heart relative weight. These results suggest that broilers fed with 5 g of 1a-OH-D3 per kg of diet obtain optimal growth performance and tibia mineralization when dietary NPP level was 0.30% and the analyzed Ca to NPP ratio was 1.97.(AU)

Cinética do P nos tecidos de suínos em crescimento alimentados com dietas formuladas de acordo com o conceito de proteína ideal e suplementadas com enzima fitase / Phosphorus kinetic in growing pigs tissue fed diets formulated according to the ideal protein concept and supplemented with phytase enzyme

O presente estudo foi desenvolvido para avaliar os efeitos da enzima fitase sobre a cinética do P nos tecidos de suínos, alimentados com dietas formuladas de acordo com o conceito de proteína ideal e suplementadas com enzima fitase. Foram utilizados 20 suínos machos castrados, distribuídos em um delineamento em blocos ao acaso, com cinco tratamentos e quatro repetições. Os animais foram alojados em gaiolas metabólicas durante 17 dias, sendo 10 dias para adaptação e sete dias para coletas de fezes e urina. Amostras de sangue foram coletadas por cinco dias. No primeiro dia da fase experimental, cada animal recebeu, por via endovenosa, uma solução radioativa com 7,4MBq de 32P. No final do período experimental, os animais foram sacrificados, e amostras de tecidos do músculo (lombo), coração, fígado, rins e ossos foram coletadas. A enzima fitase interferiu na cinética do 32P, levando a uma menor incorporação nos tecidos dos ossos.(AU)

This study was developed to evaluate the kinetic of the P in the pigs' tissues, feed diets formulated according the ideal protein concept and supplemented with phytase enzyme. Twenty male pigs were used, distributed in a randomized blocks experimental design, with five treatments and four replicates. The animals were housed in metabolic cages for 17 days, with 10 days for adaptation and 7 days for collection of feces and urine. Blood samples were collected in 5 days. On first day of the experimental phase, each animal was intravenously injected with 7.4 MBq 32P. At the end of the experiment the animals were slaughtered and samples of muscle (loin), heart, liver, kidney and bones were collected. The enzyme fitase interfered in the kinetics of 32P, leading to a smaller incorporation of bone tissues.(AU)

Radioisótopo e modelagem matemática na avaliação da suplementação de fitase em dietas para suínos em crescimento / Radioisotope and mathematical modeling in the assessment of supplementation of Phytase in diets for growing pigs

O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da inclusão de níveis crescentes de enzima fitase em dietas para suínos em fase de crescimento, por meio do uso de modelagem matemática. Foram utilizados dados de 20 leitões mestiços, machos castrados, pesando em média, 26,8kg. Os animais ficaram alojados em gaiolas metabólicas individuais para a coleta de fezes e urina, onde permaneceram por um período de 17 dias. Utilizou-se o delineamento experimental de blocos ao acaso, com cinco tratamentos e quatro repetições. A dieta experimental fornecida aos leitões foi à base de milho e farelo de soja, suplementada com cinco níveis crescentes de enzima fitase (0, 250, 500, 750 e 1000UF/kg), correspondendo a 0; 0,01; 0,02; 0,03 e 0,04%, respectivamente. As variáveis avaliadas foram: ingestão, excreção, fluxo e refluxo do P nos compartimentos (trato digestivo, corrente sanguínea, tecidos moles e ossos). A enzima fitase não interferiu no P consumido (P>0,05 (F10), no P excretado na urina (F02), no fluxo e refluxo do P nos ossos (F32 e F23) e nos tecidos moles (F42 e F24), entretanto observou-se redução no P excretado nas fezes (F01) em 8,92%; 26,76%; 22,53% e 28,64% para os níveis 0, 250, 500, 750 e 1000UF/kg, respectivamente, e efeito linear positivo para o P endógeno (F12). Pode-se utilizar dietas à base de milho e farelo de soja com 50% de P por fosfato bicálcico, adicionando-se 250UF/kg de dieta para suínos em crescimento, o que reduz em 27% as excreções de P nas fezes.(AU)

The purpose of this study was to evaluate the effects of including increasing levels of phytase enzyme in pig diets for growing pigs, using the mathematical model. Data from 20 crossbred male piglets, castrated and weighing 26.80 kg on average was used. The animals were housed in individual metabolic cages to collect feces and urine in a 17 day period. A randomized block experimental design containing five treatments and four repetitions was used. The experimental diet provided to piglets contained corn and soybean and was supplemented with five increasing levels of phytase enzyme (0, 250, 500, 750 and 1000 UF/kg), corresponding to 0.00 %, 0.01 %, 0.02 %, 0.03 % and 0.04 % respectively. The variables evaluated were: intake, excretion, output flow of P in the digestive tract, bloodstream, bones and soft tissues. The phytase enzyme did not affect the P intake (P>0.05 (F 10), the P excreted in urine (F02) and the output flow of P in the bones (F32 e F23) and soft tissue (F42 e F24) , however, there was a reduction in P excreted in feces (F01) of 8.92 %, 26.76 %, 22.53 % and 28.64 % to the levels 0, 250, 500, 750 e 1000UF/kg, respectively and showed a positive linear effect (P<0.08) for the endogenous P (F12) . Corn and soybean meal based diets can be used with 50% of P by dicalcium phosphate, adding 250UF/kg diet for growing pigs, and may cause a reduction of 27 % of P excretion in feces.(AU)

Increasing levels of phytase in diets formulated with reduced available phosphorus content supplied to male and female broilers / Níveis crescentes de fitase em dietas formuladas com reduzido teor de fósforo disponível, fornecidas a frangos de corte machos e fêmeas

A redução do teor de fósforo disponível (Pdisp) na dieta de frangos deve ser acompanhada de adequada suplementação da fitase. Um experimento foi conduzido com frangos de corte, no período de 15 a 28 dias de idade, para determinar o nível de fitase necessário quando a ração farelada é formulada com 0,213% de Pdisp para permitir resultados de desempenho, teor de cinzas na tíbia e aproveitamento do cálcio (Ca) semelhantes ao determinado para aves alimentadas com uma dieta formulada para atender suas exigências nutricionais. Desse modo, 120 frangos foram distribuídos em esquema fatorial (4+1) x2, correspondendo a quatro rações deficientes em Pdisp (0,213%) suplementadas com fitase (0; 750; 1.500 ou 2.250FTU kg-1) mais uma ração controle positivo sem fitase (0,426% de Pdisp), fornecidas a frangos machos e fêmeas. Os machos apresentaram melhor desempenho e maior retenção de Ptotal. A redução do teor de Pdisp da dieta sem o uso de fitase piorou o desempenho, o teor de cinzas ósseas e a retenção do Ca, todavia, esses parâmetros foram gradativamente melhorados com o aumento do nível de fitase na ração. Independente do sexo, ao utilizar 2.250FTU kg-1, é possível reduzir o teor de Pdisp para 0,213% sem prejudicar o desempenho, teor de cinzas na tíbia e a retenção do Ca, além de reduzir a excreção do Ptotal em 56,75% e melhorar seu aproveitamento em 38,58%.(AU)

The reduction of the available phosphorus (avP) content in the broiler diet must be followed by the supplementation of adequate phytase. One experiment was conducted with broilers from 15 to 28 days of age to determine the level of necessary phytase when the mashed diet is formulated with 0.213% of avP to enable the results of performance, tibia ash content, and calcium (Ca) utilization similar to those determined for birds fed with diet formulated to meet their nutritional requirements. Thus, 120 broilers were distributed in (4+1) x2 factorial arrangement corresponding to four deficient diets in avP (0.213%) supplemented with phytase (0; 750; 1,500 or 2,250FTU kg-1) plus one positive control diet without phytase (0.426% of avP), supplied to male and female broilers. Males showed better performance and higher totalP retention. Decrease in the avP content of the diet without phytase use worsened the performance, tibia ash content, and Ca retention; however, these parameters were improved gradually with the increase of the phytase level in the diet. Regardless of sex, using 2,250FTU kg-1, it is possible to reduce the avP to 0.213% without impairing performance, tibia ash content, and Ca retention; in addition to reducing the totalP excretion in 56.75% and improving its utilization in 38.58%.(AU)

Fitase em dietas deficientes em fósforo, cálcio e sódio para frangos de corte

Foi conduzido um experimento para avaliar o efeito da Superdosing de fitase sobre o desempenho zootécnico, a digestibilidade de nutrientes, rendimento da carcaça e a qualidade óssea de frangos de corte submetidos à dieta com redução dos níveis nutricionais de fósforo, cálcio e sódio, e suplementada com a enzima fitase (dosagem recomendada pelo fabricante e superdosing). No desempenho zootécnico foram observados os padrões de produtividade em consumo de ração, peso médio, ganho de peso, conversão alimentar, qualidade óssea, rendimento da carcaça e cortes especiais e digestibilidade dos nutrientes ofertados nas dietas. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com quatro tratamentos com nove repetições e 43 aves alojadas por box, divididos em: controle positivo (CP), com níveis de nutricionais adequados, sem adição de enzima; controle negativo (CN), com redução dos níveis nutricionais de fósforo (0,15%), cálcio (0,16%) e sódio (0,03%); CN com adição de enzima fitase 500 FTU kg-1 e CN com adição de enzima fitase 1000 FTU kg-1. A suplementação de fitase (500 e 1000 FTU kg-1) em dietas deficientes em P, Ca e Na resultou em melhor desempenho produtivo e rendimento de carcaça e de cortes comerciais de frangos de corte em comparação com aqueles que receberam dietas deficientes sem suplementação com fitase. A suplementação de 500 ou 1000 FTU kg-1 de fitase à ração resultou em valores semelhantes (p>0,05) de energia metabolizável aparente (AME) nas dietas com níveis reduzidos de P, Na e Ca, em comparação a dieta controle positivo. As aves suplementadas com fitase apresentaram redução (p<0,05) na excreção de fitato, P e Ca em relação à dieta controle. As aves suplementadas com 500 ou 1000 FTU kg-1 de ração e as aves do controle positivo apresentaram desempenho produtivo semelhante. A suplementação com fitase (500 FTU kg-1 e 1000 FTU kg-1) em dietas deficientes em P, Ca e Na resultou em melhores índices (p<0,05) de densitometria óssea aos 21 e 47 dias, em comparação às dietas deficientes não suplementadas. A menor (p<0,05) relação osso:cartilagem foi observada nas tíbias dos frangos de corte que receberam a dieta deficiente aos 21 dias de idade. As aves que consumiram dietas suplementadas com fitase apresentaram maior resistência (p<0,05) óssea à quebra, em relação ao controle negativo em todo o período do experimento, porém iguais aos das aves que receberam dietas com níveis nutricionais adequados. As aves suplementadas com superdosing de fitase apresentaram redução (p<0,05) da elasticidade óssea de fêmur aos 21 e 47 dias, em comparação as aves do controle negativo. O comprimento de fêmur das aves, aos 7 e 21 dias, que consumiram dietas suplementadas com superdosing de fitase, aumentou (p<0,05) em comparação ao controle negativo. A inclusão de fitase (500 FTU kg-1 ou 1000 FTU kg-1) nas dietas deficientes em P, Ca e Na foi eficaz no reestabelecimento dos níveis nutricionais das dietas, eficiente sob o ponto de vista econômico e ambiental.

An experiment was conducted to evaluate the effect of phytase superdosing on performance, nutrient digestibility, carcass yield and bone quality of broiler chickens submitted to diets with reduced nutritional levels of phosphorus, calcium and sodium and supplemented with phytase enzyme (manufacturer's recommended dosage and superdosing). In the zootechnical performance were observed the productivity standards in feed consumption, average weight, weight gain, feed conversion, bone quality, carcass yield and special cuts and digestibility of the nutrients offered in the diets. The experimental design was completely randomized with four treatments with nine replicates and 43 birds per box, divided into: positive control (CP), with adequate nutritional levels, without addition of enzyme; negative control (CN), with reduction of phosphorus (0.15%), calcium (0.16%) and sodium (0.03%); CN with addition of phytase enzyme 500 FTU kg-1 and CN with addition of phytase enzyme 1000 FTU kg-1. Phytase supplementation (500 and 1000 FTU kg-1) in P, Ca and Na deficient diets resulted in improved performance and carcass yield and commercial cuts of broiler chickens compared to those receiving deficient diets without phytase supplementation. Supplementation of 500 or 1000 FTU kg-1 of phytase to feed resulted in similar values (p>0.05) of apparent metabolizable energy (AME) in diets with reduced levels of P, Na, and Ca compared to a positive control diet. The birds supplemented with phytase had reduced phytate, P and Ca excretion in relation to the control diet. Birds supplemented with 500 or 1000 FTU kg-1 of feed and birds of the positive control showed the same productive performance. Phytase supplementation (FTU and 1000 FTU kg-1) in P, Ca and Na deficient diets resulted in better bone densitometry indices at 21 and 47 days compared to deficient diets. The lowest (p<0.05) bone:cartilage relation was observed in the tibia of the broilers that received the deficient diet at 21 days of age. The birds that consumed diets supplemented with phytase presented higher bone resistance to the break, in relation to the negative control in the whole period of the experiment, but the results were the same those birds fed diets with adequate levels. Birds supplemented with phytase superdosing showed a reduction in femoral bone elasticity at 21 and 47 days, compared to birds of negative control. The inclusion of phytase (500 or 1000 FTU kg-1) in P, Ca and Na deficient diets was effective in re-establishing nutrient levels in the diets, economically and environmentally efficient.

Engenharia genética no probiótico Bacillus subtilis: expressão de fitase fúngica melhora parâmetros zootécnicos, sistema imune, resposta inflamatória e defesa antioxidante em zebrafish (Danio rerio) alimentado com dieta rica em matéria vegetal

A enzima fitase catalisa a hidrólise de fitato, o qual representa a forma de armazenamento do fósforo nos vegetais. O fitato é um fator antinutricional para animais monogástricos, pois estes são ineficientes na produção de fitases intestinais. Portanto, o incremento de ingredientes vegetais na ração em sistemas de produção animal é limitado. Com isso, o objetivo da presente tese foi obter um Bacillus subtilis geneticamente modificado capaz de expressar uma fitase fúngica e avaliar a eficácia desta enzima na dieta do zebrafish (Danio rerio). No capítulo I desenvolvemos uma construção genética baseada em plasmídeo replicativo contendo o gene da fitase do fungo Aspergillus fumigatus (Phy-Af) fusionado ao sinal de secreção do gene da levansacarase (SacB) do próprio B. subtilis. A atividade da fitase produzida pelo B. subtilis transgênico no sobrenadante da cultura foi 2,7 vezes superior do que os controles. Após determinar a atividade da fitase, realizamos um experimento de alimentação do zebrafish, durante 30 dias, com uma dieta rica em vegetais. O experimento foi constituído por dois grupos: Phy-Af (com dieta suplementada com B. subtilis expressando a fitase) e o grupo controle (dieta com B. subtilis não transgênico). Foi realizada a biometria inicial dos animais e final para avaliar o desempenho zootécnico e foram analisados genes relacionados com o transporte de peptídeos (slc15a1b e slc15a2), apetite (ghrl), fatores de crescimento muscular (igf1, myod e myog) e metabolismo de minerais (bglap). Os peixes alimentados com o B. subtilis transgênico apresentam melhores índices de desempenho quando comparados ao controle. Neste mesmo sentido, todos os genes analisados foram superexpressados no grupo tratado com o probiótico expressando a fitase fúngica. No capítulo II, o objetivo foi avaliar o efeito do B. subtilis transgênico sobre o sistema imune e a resposta inflamatória no zebrafish alimentado com a ração rica em matéria vegetal. Neste caso, foram analisados genes relacionados com a produção de linfócitos (cd4 e ikzf1), resposta inflamatória (ifnphi1, ifng, tnf- e il1b) e a resposta ao estresse oxidativo (sod1). Novamente, todos os genes analisados foram induzidos nos zebrafish alimentados com dieta suplementada com o probiótico transgênico. Considerando que plasmídeo replicativo pode ser instável e levar a perda da característica ao longo das gerações bacterianas, no capítulo III abordamos a aplicação da tecnologia CRISPRCas9 para edição do genoma do B. subtilis usando a construção da fitase fúngica desenvolvida no capítulo I. Como resultado, obtivemos a cepa BsJJ14 com o gene da vi fitase fúngica (oriunda de A. fumigatus) integrada ao genoma do B. subtilis e comparamos capacidade de manutenção da resistência ao antibiótico com a cepa PhyAf, que no capítulo III denominamos de BsJJ5. Os resultados mostraram que após 65 gerações, apenas 11% das células (BsJJ5) mantiveram o fenótipo de resistência a antibióticos, e a linhagem transformada pelo método CRISPR-Cas9 não perdeu o fenótipo no final do experimento. O perfil de atividade da cepa BsJJ14 foi 20% maior do que na cepa BsJJ5 transformada com o plasmídeo replicativo. Em conclusão, a presente tese demostrou que as técnicas usadas para a transformação de Bacillus tanto via epissomal quanto integrada ao genoma foram eficientes e, além disso, a fitase recombinante apresentou atividade enzimática e promoveu efeitos benéficos à saúde do zebrafish alimentado com uma dieta rica em ingrediente vegetal

The phytase enzyme catalyzes the phytate hydrolysis, which represents the form of storage of phosphorus in vegetables. Phytate is an antinutritional factor for monogastric animals, since they are inefficient in the production of intestinal phytases. Therefore, the increment of plant ingredients in the feed in animal production systems is limited. The objective of the present thesis was to obtain a genetically modified Bacillus subtilis capable of expressing a fungal phytase and to evaluate the efficacy of this enzyme in the diet of zebrafish (Danio rerio). In chapter I we developed a replicative plasmid-based genetic construct containing the phytase gene from the fungus Aspergillus fumigatus (Phy-Af) fused to the secretory signal of the B. subtilis levansacarase (SacB) gene. The phytase activity produced by transgenic B. subtilis in the culture supernatant was 2.7 fold higher than the controls. After determining phytase activity, we performed a zebrafish feeding experiment for 30 days on a plant-rich diet. The experiment consisted of two groups: Phy-Af (with diet supplemented with B. subtilis expressing phytase) and the control group (diet with non-transgenic B. subtilis). The initial and final biometrics were used to evaluate the performance of the animals and to analyze the genes related to peptide transport (slc15a1b and slc15a2), appetite (ghrl), muscle growth factors (igf1, myod and myog) and mineral metabolism (bglap). The fish fed with transgenic B. subtilis presented better performance indices when compared to the control. In the same sense, all the genes analyzed were induced in the group treated with the probiotic expressing fungal phytase. In chapter II, the objective was to evaluate the effect of transgenic B. subtilis on the immune system and the inflammatory response in zebrafish fed with the feed rich in vegetable matter. In this case, genes related to the production of lymphocytes (cd4 and ikzf1), inflammatory response (ifn1, ifng, tnf-alpha and il1b) and the response to oxidative stress (sod1) were analyzed. Again, all genes analyzed were induced in zebrafish fed a diet supplemented with the transgenic probiotic. Considering that the replicative plasmid may be unstable and lead to loss of trait throughout the bacterial generations, in chapter III we approached the application of CRISPR-Cas9 technology for editing the genome of B. subtilis using the fungal phytase construct developed in Chapter I. As a result, we obtained the strain BsJJ14 with fungal phytase integrated into the genome of B. subtilis and compared maintenance capacity of antibiotic resistance with the strain Phy-Af, which in chapter III we call BsJJ5. The results showed that after 65 generations, only 11% of the BsJJ5 cells maintained the viii antibiotic resistance phenotype, and the strain transformed by the CRISPR-Cas9 method did not lose the phenotype at the end of the experiment. The activity profile of the BsJJ14 strain was 20% greater than in the BsJJ5 strain transformed with the replicative plasmid. In conclusion, the present thesis demonstrated that the techniques used for the transformation of B. subtilis both episomal and integrated into the genome were efficient and, in addition, recombinant phytase showed enzymatic activity and promoted beneficial health effects of zebrafish fed on a diet rich in vegetable ingredient

DOSES DE FITASE E GRANULOMETRIAS DO CALCÁRIO EM DIETAS PARA MATRIZES PESADAS

A produção de matrizes pesadas tem como objetivo o fornecimento de pintinhos de qualidade para a produção de frangos de corte. O ovo em boas condições para incubação está relacionado, além de outros fatores, também com a qualidade da casca, pois essa é a principal proteção do embrião contra o ambiente externo. Para matrizes pesadas o fornecimento de calcário com diferentes granulometrias na dieta, é realizado para melhorar a qualidade da casca do ovo, fornecendo cálcio para absorção de maneira mais uniforme durante todo o período de formação do ovo. Além da qualidade externa do ovo, a fertilidade é um dos pontos chave para matrizes pesadas. Ela possui influência direta na taxa de eclosão e número de pintinhos produzidos, tendo o macho grande importância para manter os índices reprodutivos adequados no plantel. A fitase exógena tem como principal função a liberação de cálcio e fosfóro dos ingredientes vegetais para absorção durante o processo de digestão da ave. A inclusão de doses maiores dessa enzima na dieta, pode melhorar a digestibilidade de outros nutrientes e diminuir o efeito negativo do fitato no trato gastrointestinal, trazendo benefícios para as matrizes. Dessa forma, o objetivo geral desta tese foi tentar elucidar os motivos de como a granulometria do calcário e a inclusão de fitase em dietas para matrizes pesadas podem influenciar no desempenho produtivo, qualidade de ovos, variáveis de incubação e desempenho da progênie. Foram utilizadas matrizes pesadas de linhagem comercial de crescimento rápido, alojadas de 23 a 61 semanas de idade. Foi utilizado um delineamento em esquema fatorial 2 x 2, com dois níveis de fitase (500 e 1500 FTU/kg) e duas granulometrias de calcário (fino com 419 e grosso com 2661 m de DGM). Não ocorreu influência dos tratamentos na produção de ovos das fêmeas. A granulometria do calcário não alterou as variáveis de qualidade de ovos. No entanto, o resultado mais interessante foi quando houve a inclusão de maior de fitase na dieta para machos e fêmeas, melhorando assim a fertilidade e taxa de eclosão dos ovos. Porém, mesmo com a melhora na parte reprodutiva, o desempenho da progênie não foi alterado. A maioria dos estudos consultados demonstraram benefícios do uso de calcário grosso na qualidade de ovos, no entanto, o mesmo não ocorreu no presente estudo. Em grande parte dos trabalhos existe uma proporção de inclusão de calcário fino e grosso na dieta, normalmente metade de cada um, trazendo assim melhores resultados. Apenas a inclusão de calcário grosso na dieta não mostrou benefícios para a o desempenho produtivo e qualidade dos ovos, enquanto, a maior dose de fitase mostrou ser uma ferramenta promissora para melhorar os índices reprodutivos de matrizes pesadas.

The production of broiler breeders is aimed at supplying quality chicks for the production of broilers. The egg in conditions for incubation is linked to the quality of the shell, as this is the main protection of the embryo against the external environment. The diet with limestone with different particle sizes is to improve egg shell quality of laying females, providing calcium for absorption in a more uniform way throughout the period of egg formation. In addition to the external quality of the egg, fertility is one of the key points for broiler breeders. It has a direct influence on hatch rate and number of chicks produced, with the male being very important to maintain adequate reproductive indexes in the flock. Exogenous phytase has the function to release the calcium and phosphorous for absorption. The inclusion of higher doses of this enzyme in the diet, also called superdosing, may improve the digestibility of other nutrients and decrease the negative effect of phytate in the gastrointestinal tract, bringing benefits to birds. The aim of this study was to evaluate the limestone particle size and phytase superdosing in diets for broiler breeders in the variables of production, egg quality, incubation and progeny performance. It were used broiler breeders of fast growing commercial lineage, housed from 23 to 61 weeks of age. It was used a 2 x 2 factorial design with two levels of phytase (500 and 1500 FTU / kg) and two limestone particle size (fine with 419 and coarse with 2661 m of DGM). There was no influence of the treatments on the egg production of the females. The limestone particle size did not change egg quality variables. However, the most interesting result was the improvement in fertility and egg hatching rate, when included phytase superdosing in the diet for males and females. However, despite the improvement in the reproductive part, progeny performance was not influenced. Although the majority of the studies consulted showed benefits of the use of coarse limestone in egg quality, the same did not occur in the present study. In most of the studies there is a proportion of fine and coarse limestone inclusion in the diet, usually half of each, thus bringing better results. Only the inclusion of coarse limestone in the diet showed no benefit to egg quality. Phytase superdosing has been shown to be a promising tool to improve the reproductive indices of broiler breeders.

AVALIAÇÃO DA MATRIZ NUTRICIONAL DE UMA 6-FITASE EM DIETAS DE FRANGOS DE CORTE

Objetivou-se avaliar a matriz nutricional de uma 6-fitase dietética em diferentes níveis de suplementação utilizando o desempenho, características de carcaça e ósseas e digestibilidade de nutrientes em frangos de corte. No experimento I foram utilizados 1980 pintos de um dia machos, Cobb 500, distribuídos em delineamento inteiramente casualizado (DIC) em nove tratamentos com 10 repetições de 22 aves em cada, no sistema de piso. Os tratamentos consistiram em controle positivo (CP) e controles negativos (CN). O CP com níveis adequados de nutrientes; quatro CN com reduções nutricionais distintas em energia metabolizável, proteína bruta, fósforo disponível, cálcio, sódio e aminoácidos, conforme a matriz da enzima (CN 250, CN 500, CN 750 e CN 1000) e quatro CN + suplementação de fitase em seus respectivos níveis (CN + 250, CN + 500, CN + 750, CN + 1000). O desempenho foi analisado pelo consumo de ração (CR), ganho de peso (GP), conversão alimentar (CA) e índice de eficiência produtiva (IEP). Para as características de carcaça foram analisados os rendimentos de carcaças (RC) e peitos (RP) e a porcentagem de gordura abdominal (GA). As características ósseas analisadas foram o índice Seedor (IS), a resistência à quebra (RQ), a porcentagem de matéria mineral (MM %) e peso da matéria mineral por tíbia (MM (g/tíbia)). No experimento II, foram utilizados 96 pintos de um dia machos, Ross AP 95, distribuídos em DIC em oito tratamentos com seis repetições e dois animais em cada, alojados em gaiolas metabólicas. Os tratamentos foram semelhantes ao experimento I, com exceção do CP. Foi avaliada a digestibilidade dos nutrientes em duas fases de coleta total de excretas nos períodos do 18º a 21º e do 39º ao 42º dia de idade. Foram analisados os coeficientes de digestibilidade de matéria seca (CDMS), proteína bruta (CDPB), cálcio (CDCa) e fósforo total (CDPt). Os dados obtidos foram submetidos à ANOVA e quando significativos foi aplicado teste de SNK para o experimento I e o teste de Tukey para o experimento II à 5 % de significância. O CP apresentou melhores valores (P < 0,05) para GP, CA e IEP. O CR das aves do CP, dos tratamentos com suplementação da enzima e do CN 250 foram superiores (P < 0,05) aos demais CN. As aves dos tratamentos suplementados com fitase apresentaram desempenho superior em relação aos seus CN a partir do nível de 500 FTU/Kg da dieta. Para RC o CN + 250 apresentou resultado superior (P < 0,05) aos CN 750 e CN 1000. Para RQ e IS os tratamentos suplementados com enzima, o CN 250 e o CP foram melhores (P < 0,05) aos 21 e 42 dias. Houve aumento (P < 0,05) no CDCa e CDPt aos 21 dias quando utilizada fitase nas dietas, independentemente do nível utilizado. Assim, foi evidenciado que a matriz nutricional da fitase considerada não foi satisfatória para desempenho, porém para as características de carcaça e ósseas a enzima foi eficaz. Os valores de CDCa e CDPt melhoraram com a suplementação da enzima no período inicial.

The objective was to validate the nutritional matrix of a dietary 6-phytase supplementation at different levels on performance, carcass and bone characteristics and nutrient digestibility in broilers. In the experiment I were used 1980 one day male chicks, Cobb 500, distributed in randomized design (RD) in nine treatments with 10 replicates of 22 birds in each, in the floor system. The treatments consisted of positive control (PC) and negatives controls (NC). The PC was adequate on levels of nutrients, four NC with reduction values on metabolizable energy, crude protein, available phosphorus, calcium, sodium and amino acids according to the enzyme matrix (NC 250, NC 500, NC 750, NC 1000) and four NC with phytase supplementation according at their respective levels (NC + 250, NC + 500, NC + 750, NC + 1000). Performance was analyzed by feed intake (FI), weight gain (WG), feed conversion ratio (FCR) and productive efficiency index (PEI). For the carcass characteristics, carcass yields (CY), breasts yields (BY) and percentage of abdominal fat (AF) were analyzed. The bone characteristics analyzed were Seedor index (SI), breaking resistance (BR), percentage of mineral matter (MM %) and weight of mineral matter by tibia (MM (g/ tibia)). In the experiment II, 96 male one-day chicks, Ross AP 95, were distributed in RD in eight treatments with six replicates and two animals each, housed in metabolic cages. The treatments were similar to experiment I, except PC. The nutrient digestibility was evaluated in two phases of total excreta collection, at 18º to 21º and 39º to 42º days of age. The dry matter digestibility coefficient (DMDC), crude protein (CPDC), calcium (CaDC) and total phosphorus (PDC) were analyzed. The data were submitted to ANOVA and, when significant, the SNK test was applied for experiment I and the Tukey test for experiment II at 5%. The PC resulted better values (P <0.05) for WG, FCR and PEI. The FI of the PC birds and the treatments with enzyme supplementation and the NC 250 were higher (P <0.05) than others NC. The birds in the treatments supplemented with phytase resulted higher performance in relation to their NC starting up the level of 500 FTU / kg of the diet. For CY the NC + 250 shows higher results (P < 0,05) than NC 750 and NC 1000. For BR and SI the treatments supplemented with phytase, the NC 250 and the PC shows betters results (P <0.05) at 21 and 42 days. There was an increase (P <0.05) in the CaDC and PDC at 21 days when phytase was used in the diets, regardless of the level used. It was evidenced that the phytase nutritional matrix considered was not satisfactory for performance, but for the carcass and bone characteristics the enzyme was effective. The values of CaDC and PDC improved with the enzyme supplementation in the initial period.