Resumo
Este trabalho foi dividido em quatro capítulos. O primeiro realizou-se com o objetivo de quantificar o teor de tanino condensado (TC) através da Reação de Stiasny e conhecer as classes de metabólitos secundários presentes pela técnica de prospecção fitoquímica e ressonância magnética nas leguminosas forrageiras tropicais Cajanus cajan (guandu-GUA), Gliricidia sepium (gliricidia-GLI), Flemingia macrophylla (flemingia-FLE), Cratylia argêntea (cratilia-CRA), Mimosa caesalpineafolia (sabiá) sendo que essa leguminosa tinha a fração casca e folha (SABc e SABf) entre os tratamentos. Os extratos obtidos foram divididos em: extrato total, número de Stiasny (NS), TC e não taninos. A FLE, CRA, GUA, GLI, SABf e SABc apresentaram os valores para o extrato total 13,20; 13,06; 8,28; 14,73; 15,67 e 6,22%, respectivamente. A reatividade pelo NS, na mesma ordem das leguminosas, foi de 11,25; 4,54; 7,37; 6,70; 23,06 e 71,62%, já o TC apresentou os seguintes valores 1,52; 0,59; 0,61; 0,96; 3,6 e 4,43% e o não tanino foi de 11,68; 12,46; 7,67; 13,75; 12,07 e 1,76%, respectivamente. Foram identificadas as seguintes classes de compostos secundários em maiores evidências: os sacarídeos, carboidratos, aminoácidos não protéicos e os glicosídeos cardioativos. Já para o TC, a intensidade foi baixa para grande parte das leguminosas, prevalecendo maior teor para CRA, GUA e SABf. Foi constatado como componente principal nos extratos o metil-inositol (açúcar). O segundo capítulo teve como objetivo avaliar nas leguminosas citadas acima e mais uma espécie, o Stylosanthes spp (estilosantes-EST), analisar os constituintes do TC com uso de solvente orgânico, tanino solúvel (TCE), tanino aderido à proteína (TCPB), tanino aderido à fibra (TCFB) e taninos condensados totais (TCT), características estruturais tais como: propelargonidina (PP); prodelfinidina (PD) e procianidina (PC); peso molecular (grau de polimerização(DP); distância do peso molecular distribuído do polímero (PDI); peso médio da massa molecular (Mw); número médio da massa molecular (Mn); além de determinar a atividade biológica, através da técnica de proteínas precipitáveis por fenóis (PPP). As variáveis TCE, TCPB e TCT apresentadas foram influenciadas pelas diferentes espécies (P0,05). A fração TCFB não foi constatada nas leguminosas. Os pesos moleculares (Mw) foram influenciados pelas diferentes espécies (P0,05), variando de 737 a 1168 Da. As características estruturais (PP, PD, PC e PD:PC) tiveram variação entre as espécies estudadas. Objetivou-se com o terceiro capítulo avaliar a metanogênese (metano total (CH4-total), incubado (CH4 inc.) e fermentado (CH4 ferm.) e os parâmetros de fermentação ruminal (produção de gás total (PGT), pH, amônia (N-NH3), ácidos graxos de cadeia curta (AGCC) e digestibilidade in vitro da matéria orgânica (DIVMO) frente aos TC presentes nas leguminosas e feno de Urochloa brizantha cv. marandu como controle (CTL). Foi testado também o efeito do polietileno glicol (PEG) sobre a fração folha do sabiá, que teve conteúdo de TC de 15,97%. Não foi observado alteração no pH (P0,05) para os tratamentos avaliados. No entanto, foram observadas diminuição da produção total de gás e produção de metano para todos os tratamentos com presença de TC (P0,05). Para o tratamento com PEG houve aumento de 27,01 (8% PEG) e 35,01 (16% PEG) na produção total de gás e 3,59 (8% PEG) e 4,15 (16% PEG) na produção de metano. GUA, FLE, SABc e SABf foram capazes de modificar (P0,05) a concentração de N-NH3 (mg/dL) juntamente com o CTL, que também apresentou valores inferiores comparado as leguminosas com traços e ausência do TC (ETL, CRA e GLI). Houve diferença (P0,05) para DIVMOentre as leguminosas e o controle, observou-se menor digestibilidade (P0,05) para FLE, GUA e SABf, em relação ao CTL, não sendo digestível o SABc. A DIVMO foi afetada pela adição de PEG na dieta do SABf. No perfil dos AGCC houve diferença (P0,05) para os tratamentos avaliados, com menor valor para as leguminosas com presença de TC. O quarto capítulo teve como objetivo testar o efeito da técnica de inibição da migração larval (IML) in vitro do TC proveniente das leguminosas em estudo (FLE, CRA, GUA, GLI, EST, SABf e SABc) sobre as larvas infectantes L3 do nematóde o Haemonchus contortus (HC) comparando com Ivermectina e controle negativo (líquido ruminal e tampão). Entre as leguminosas estudadas o SABf e GUA não diferiram entre si (P0,05), com as maiores porcentagens IML (34,75% e 34,33%). As leguminosas GUA, FLE e SABc não diferiram entre si (P0,05), apresentando moderados valores de IML (30,25%, 30,0% e 29,75%, respectivamente). Entre as leguminosas estudadas a menor porcentagem de IML foi para CRA (18,46%), GLI (23,75%) e controle negativo (líquido de rúmen e tampão) valores próximos do controle positivo com Ivermectina (22,0%).
This work was divided in four chapters, in which the first was performed with the goal of quantifying the condensed tannin (CT) content by the Stiasnys reaction and to determine the classes of secondary metabolites present by the phytochemical prospection technique and magnetic resonance in the tropical forage legumes Cajanus cajan (guandu - GUA), Gliricidia sepium (gliricidia - GLI), Flemingia macrophylla (flemingia - FLE), Cratylia argêntea (cratilia - CRA), Mimosa caesalpineafolia (sabiá) (this legume divided into bark and leaf fraction SABc and SABf) among the treatments. The extracts obtained were divided into: total extract, number of Stiasny (NS), CT and non-tannins. The FLE, CRA, GUA,GLI, SABf and SABc had obtained the following values for total extract: 13.20; 13.06; 8.28; 14.73; 15.67 and 6.22%, respectively. The reactivity by NS, in the same order of legumes, was 11.25; 4.54; 7.37; 6.70; 23.06 and 71.62%, whereas the CT presented the following values: 1.52; 0.59; 0.61; 0.96; 3.6 and 4.43%, and non-tannin was 11.68; 12.46; 7.67; 13.75; 12.07 and 1.76%, respectively. The following classes of secondary metabolites were identified with greater evidence: saccharides, carbohydrates, non-protein amino acids and glicosídeos cardioativos. For the CT, the intensity was low for most of the legumes, with greater content in CRA, GUA and SABf. The wain compound in the extracts was methyl-inositol (sugar). The second chapter had the objective of assaying in the legumes mentioned above and one more specie, Stylosanthes spp. (estilosantes-EST), condensed tannin (CT) constituents, with the use of organic solvents, soluble CT (ECT), CT adhered to protein (PBCT), CT adhered to fiber (FBCT), and total CT (TCT), CT structural pro-pelargonidin (PP); prodelfinidin (PD) and procyanidin (PC), molecular weight (polymerization degree (DP), molecular distance distributed of the polymer (PDI); average weight of molecular mass (Mw), and average number of molecular mass (Mn), and the biological activity through precipitated proteins by phenols (PPP). The variables ECT, PBCT, and TCT presented were influenced by different species (P0.05). The FBCT fraction was not found in the legumes. Molecular weights (DP, PDI, Mw e Mn) were affected by the different species (P0.05), ranging from 737 to 1168 da. The structural characteristics (PP, PD, PC and PD:PC) varied among the species. In the third chapter I evaluated methanogenesis (total methane (CH4total)), incubated (CH4inc) and fermented (CH4ferm) and ruminal fermentation parameters total gas production (PGT), pH, ammonium (N-NH3), short-chain fatty acids (SCFA) and in vitro organic matter disappearance (IVOMD) as they related to CT present in the legumes and Urochloa brizantha cv. marandu hay as control (CTL). The effect of polyethylene glycol (PEG) on the leaf fraction of sabiá was tested as well, which had a CT content of 15.97%. No alteration in the pH (P0.05) for the treatments evaluated. However, a decrease of total gas and methane production for all the treatments with presence of CT (P0.05). When PEG was added, there was a 27.01 (8% PEG) and 35.01 (16% PEG) increase in total gas production and 3.59 (8% PEG) and 4.15 (16% PEG) of methane production. GUA, FLE, SABc and SABf were capable of modifying (P0.05) the content of NH3-N (mg/dL), along with the CTL, which also presented lower values compared to legumes with no or only traces of CT (ETL, CRA and GLI). There was significant difference (P0.05) for IVOMD between the legumes and control, it was observed lower disappearance (P0.05) for FLE, GUA and SABf in relation to CTL, while SABc did disappear. The SABf IVOMD was affected by the addiction of PEG. There was lower digestibility for FLE, GUA and SABf in relation to the CTL, while the bark fraction of SAB did not disappear at all. On the SCFA profile, there was difference (P0.05) among the treatments evaluated, with lower values for the legumes with presence of CT. In the fourth chapter I tested the effect of CT from the legumes in study (FLE, CRA, GUA, GLI, EST, SABf and SABc) on larval migration inhibition (LMI) in vitro, on the infective larvae L3 of the nematode Haemonchus contortus (HC), compared with Ivermectin and a negative control (rumen fluid and buffer). Among the legumes studied, SABf and GUA did not differ (P0.05), with the greater (P0.05) LMI percentage (34.75% and 34.33%) than the other entries. The legumes GUA, FLE and SABc did not differ (P0.05), presenting moderate values of LMI (30.25%, 30.0% and 29.75%, respectively). Among the legumes studied, the lowest LMI percentage was CRA (18.46%), GLI (23.75%) and negative control (rumen fluid and buffer), with values near (P0.05) from to Ivermectin (22.0%).
Resumo
As plantas de interesse forrageiro apresentam, dentro das limitações genéticas, alterações estruturais e qualitativas conforme as variações de clima, solo e oferta de forragem, as quais podem influenciar no consumo e desempenho animal. A seleção de plantas pelos animais pode sofrer influência da oferta de forragem. Objetivou%se avaliar a estrutura da vegetação, o valor nutritivo de plantas e a atividade biológica dos taninos condensados (TC) de plantas de interesse forrageiro sob pastejo ou de ocorrência espontânea em diferentes sites ao longo das Zonas fisiográficas do estado de Pernambuco, bem como seletividade de ovinos em Caatinga manipulada. No experimento I, coletas de plantas de ocorrência natural foram realizadas em oito sites de Pernambuco, durante os anos de 2013 e 2014, no período chuvoso. Foram avaliadas a composição botânica da pastagem (CB), solo descoberto (SD) e altura das plantas, bem como teores de proteína bruta (PB), fibra em detergente neutro (FDN) e ácido (FDA), lignina (LDA), matéria mineral (MM), extrato etéreo (EE), digestibilidade (DIVMS), relação carbono/nitrogênio (C/N), fósforo (P) e TC. Também se estimou a supressão de metano (CH4), inibição da migração larval (LMI), massa molecular (Mw) e relação Procianidina:Prodelfinidina (PC:PD). Ao longo dos oito sites de coleta no estado de Pernambuco, as famílias que se destacaram foram as gramíneas e leguminosas, participando em 22,2 e 33,0% da CB, respectivamente. O SD foi maior no Sertão (31,8%) do que no Agreste (14,2%) e Zona da Mata (10,8%). A altura das plantas herbáceas foi menor no Sertão (29 cm) do que no Agreste (69 cm) e Zona da Mata (104 cm). Entretanto, as plantas lenhosas foram maiores no Sertão (160 cm) do que no Agreste (145 cm) e Zona da Mata (105 cm). As plantas apresentaram variação no valor nutritivo, com média de PB (19,8 g kg%1), FDN (49,7 g kg%1), FDA (27,0 g kg%1), LDA (11,3 g kg%1), EE (3,5 g kg%1), TC (45,8 g kg%1), C:N (16,4), DIVMS (71,5 g kg%1). A supressão de CH4 médio foi maior nas plantas do Sertão (5,5 mM) do que no Agreste (6,1 mM) e Zona da Mata (8,4 mM), sendo plantas coletadas em Flores em 2013 e Pesqueira em 2014 com maiores supressões de CH4, 2,8 e 2,5 mM, respectivamente. Os TC das plantas foram efetivos na LMI com média de 21,3 ± 9,3%, Flores com maior LMI (33,4%) em 2013 e Sertânia (35,7%) em 2014. A relação PC:PD média foi de 74:26, com maior em plantas coletadas em Flores (100:0), Serra Talhada (93:7) e Pesqueira (85:15). Bezerros foi o único site que apresentou maior PC:PD (48:52). A Mw de plantas do Sertão (1476 Da) também foi maior do que no Agreste (1333 Da) e Zona da Mata (1099 Da), destacando plantas em Serra Talhada (1719 Da) e Sertânia (1753 Da). No experimento II, ovinos foram submetidos a quatro ofertas de forragem (OF) [2,0; 2,5; 3,0 e 3,5 kg de matéria seca (MS)/kg de peso vivo (PV)], em Caatinga raleada com presença marcante de Mororó ($ %& & & (Bong) Steud.) e Capim%buffel ( &% L.) e enriquecida com Capim%corrente ('& ! ! (Hack.) Dandy). Determinou%se o valor nutritivo e bioatividade dos TC de Mororó, bem como o índice de seletividade através da composição botânica da pastagem e da dieta de ovinos, a partir de técnica microhistológica das fezes. Com relação aos resultados do experimento sob pastejo, a composição botânica da pastagem foi influenciada (#0,05) pelas OF e pelo ano. De forma geral, gramíneas tiveram maior participação na pastagem. Em 2013, à medida que diminuiu a OF, gramíneas aumentaram sua participação, enquanto que leguminosas diminuíram, sendo o inverso em 2014. De forma geral, os ovinos consumiram mais dicotiledôneas em todos os tratamentos. Com referência ao índice de seletividade e aos anos estudados, as gramíneas foram 49,8% mais selecionadas em 2014, e as dicotiledóneas foram mais selecionadas em 2013. A Mw e relação PC:PD foram de 1158 Da e 95:5, respectivamente. A composição química do Mororó apresenta potencial para a nutrição de ruminantes, com até 17,5 g kg%1 de PB, bem como seus TC (de 0,3 a 167,1 g kg% 1) podem suprimir o CH4 (4,5 a 10,7 mM) e reduzir a motilidade larval (de 3,0 a 28,5%). Desta forma, a caracterização estrutural e qualitativa é diversa na vegetação, coletada nas diferentes Zonas fisiográficas, com plantas de potencial forrageiro que apresentam bom valor nutritivo, com efetiva atividade biológica dos TC. Diferentes níveis de OF em área de Caatinga promove mudanças na composição botânica da pastagem como consequência da mudança do hábito alimentar de ovinos. O Mororó apresenta bom valor nutritivo para animais ruminantes, bem como atividade biológica efetiva dos TC. Assim, dependendo da finalidade para o qual Mororó é utilizado, se como forragem apoiando a nutrição animal, ou como ferramenta ambiental apoiando a redução de helmintos e CH4, ofertas de forragens podem ser utilizadas em diferentes níveis.
Forages undergo structural and qualitative changes as the climate, soil changes and forage allowance influence intake and animal performance. The selection of plants by animals are usually influenced by forage allowance. This study aimed to evaluate the vegetation structure, nutritive value and the biological activity of condensed tannins (CT) from forage plants under grazing and in different rangeland sites of Pernambuco State, as well as selectivity index of sheep in manipulated Caatinga. The experiment I was carried out in eight sites of Pernambuco, gathering natural plants during the rainy season of 2013 and 2014. In this trial were evaluated the botanical composition (BC), bare soil (BS) and plant height, as well as forages nutritive value including crude protein (CP), neutral detergent fiber (NDF) and acid (ADF), lignin (ADL), mineral matter (MM), ether extract (EE), digestibility (IVDMD), carbon/nitrogen ratio (C/N), phosphorus (P) and CT. I also estimated methane suppression (CH4), inhibition of larval migration (LMI), molecular weight (Mw) and Procyanidin:Prodelfinidin ratio (PC:PD). Grasses and legumes comprised 22.2 and 33.0% of BC, respectively. The BS was greater in Sertão (31.8%) than Agreste (14.2%) and Zona da Mata (10.8%). The herbaceous height was lower in Sertão (29 cm) than Agreste (69 cm) and Zona da Mata (104 cm). However, woody plants were greater in Sertão (160 cm) than Agreste (145 cm) and Zona da Mata (105 cm). The plants showed variation in nutritional value, averaging 198 g CP kg%1, 497 g NDF kg%1, 270 g ADF kg%1, 113 g ADL kg%1, 35 g EE kg%1, 458 g CT kg%1, 16.4 C:N, and 715 g IVDMD kg%1. The suppression of CH4 was greater (#0.05) in Sertão plants (5.5 mM) than Agreste (6.1 mM) and Zona da Mata (8.4 mM), with plants collected in Flores during 2013 and Pesqueira in 2014 with greater (#0.05) CH4 suppression, 2.8 and 2.5 mM, respectively. Plants CT were effective in LMI averaging 21.3 ± 9.3%, Flores had greater (#0.05) LMI (33.4%) in 2013 and Sertânia (35.7%) in 2014. The PC:PD was 74:26, greater (#0.05) in plants collected from Flores (100:0), Serra Talhada (93:7) and Pesqueira (85:15). Bezerros was the only site with lower PC:PD (48:52). The Mw in Sertão plants (1476 Da) was also greater (#0.05) than Agreste (1333 Da) and Zona da Mata (1099 Da), highlighting plants from Serra Talhada (1719 Da) and Sertânia (1753 Da). In the experiment II, sheep were submitted to four forage allowances [2.0, 2.5, 3.0 and 3.5 kg of dry matter (DM)/kg body weight (BW)], in Caatinga thinned, with mororó ($ & & ) and presence and overseeded with ' ! !. The nutritive value and CT bioactivity from mororó were evaluated, as well as the selectivity index from BC of pasture and sheep diet, analyzed via microhistological examination of feaces. The BC of the pasture was influenced (#0.05) by forage allowance and year. In general, grasses contributed more (#0.05) to the pasture. In 2013, as forage allowance decreased, grasses increased (#0.05) their presence, while legumes decreased, and the reverse ocurring in 2014. Overall, the sheep consumed great proportion of dicots in all treatments. Grasses were selected 49.8% more (#0.05) in 2014 while dicots were more selected in 2013. The Mw and PC:PD ratio were 1158 Da and 95:5, respectively. The chemical composition of mororó shows potential for ruminant nutrition because it had up to 17.5 g CP kg%1 and its CT (0.3 to 167.1 g kg%1) can suppress CH4 (4.5 to 10.7 mM) and reduce larval motility (from 3.0 to 28.5%). Thus, the structural and qualitative characterization was diverse, in different physiographic zones with plants of forage potential that have adequate nutritional value and effective biological activity via CT. Different forage allowances levels in Caatinga promotes changes in BC of pasture as a result of sheep diet change. Mororó show promising nutritional value for ruminants, as well as effective biological activity of CT. Depending on the purpose for which mororó is used, whether as forage or as an environmental tool, forage allowance can be manipulated at different levels.