Silagens de sorgo tratadas com cepas autóctones de Lactobacillus buchneri e uso de protease exógena em grãos de milho e sorgo reidratados e ensilados

Abstract

Os experimentos foram conduzidos no Departamento de Zootecnia da Universidade Federal de Viçosa, UFV, campus de Viçosa, gerando informações apresentadas em dois capítulos. No primeiro capítulo, objetivou-se isolar e identificar bactérias do ácido lático em silagem de sorgo, quantificar por qPCR a população do L. buchneri, bem como, avaliar mudanças no perfil fermentativo e valor nutritivo de silagens de sorgo inoculadas com cepas autóctones. Os tratamentos foram dispostos em esquema fatorial 4 × 5, sendo quatro inoculantes (I), controle (CON), L. buchneri estirpe 50.1 (LB.1), L. buchneri estirpe 50.4 (LB.4) e LALSIL AS, L. buchneri CNCM I-4323, Lallemand (LAS) e cinco períodos de fermentação (7, 14, 28, 45 e 90 dias) no delineamento inteiramente casualizado, com três repetições. Foram obtidos quarenta e sete isolados, com predominância de L. buchneri após 45 e 90 dias de fermentação. Os dados do qPCR demonstraram que L. buchneri predominou durante todos períodos de fermentação (P) nas silagens inoculadas. Foi verificado efeito da interação I × P (P<0,05) sobre as variáveis do perfil fermentativo e populações microbianas das silagens. Maiores concentrações de AA e menores concentrações de AL foram obtidas nas silagens inoculadas. A silagem CON apresentou população de leveduras superiores (P<0,05) às silagens inoculadas aos 14, 28, 45 e 90 dias de fermentação. Ao avaliar a composição química das silagens aos 45 e 90 dias de fermentação, foi verificada interação I × P (P<0,05) para as variáveis MS, FDN, DIVMS e DIVFDN. Aos 90 dias de fermentação, silagens tratadas com L. buchneri apresentaram maiores (P<0,05) DIVMS comparadas à silagem CON. A inoculação com o L. buchneri resultou em silagens com melhor qualidade fermentativa, menor população de leveduras e mais digestíveis. As cepas autóctones LB.1 e LB.4 apresentam potencial para serem utilizadas como inoculantes para produção de silagem com efeitos na fermentação aos 45 dias de armazenamento. No segundo capítulo, avaliou-se os efeitos da adição de protease exógena (E) na fermentação e valor nutritivo de silagens de grãos (G) de milho e sorgo reidratados em diferentes períodos de armazenamento (P). Os grãos de milho e sorgo foram moídos em tamanho de partícula de 3 mm e a umidade reconstituída para 35%. Foi utilizado um esquema fatorial 2 × 6 × 3, sendo dois grãos (milho e sorgo), seis doses de enzima (0; 0,3; 0,6; 0,9; 1,2 e 1,5% com base na MN) e três períodos de fermentação (0, 60 e 90 dias) no delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições. A protease utilizada, aspergilopepsina I, é de origem fúngica produzida por Aspergillus niger (FoodPro PAL ® , DANISCO). Houve efeito (P<0,05) da interação G × E × P sobre AL, N-NH 3 , P-Sol, CHO, amido, DISAM, FDN, FDA e leveduras. Verificou-se aumento linear nas concentrações de AL (P<0,05), com o aumento da dose de enzima nas silagens de grãos de milho (GM) e de sorgo (GS), aos 60 e 90 dias de fermentação. Silagens de GM e GS apresentaram concentrações de ETA semelhantes (P>0,05), exceto nas doses de 1,2 e 1,5% da enzima, nas quais silagens de GS apresentaram maiores concentrações (P<0,05) comparadas a GM. Aos 60 e 90 dias de fermentação foi verificado população de BAL semelhante (P>0,05) entre silagens de GM e GS. Silagens de GS apresentaram populações de LEV superiores (P<0,05) às de GM aos 60 e 90 dias de fermentação, em todas as doses de enzima avaliadas. Os dados de concentração de N-NH 3 , P-Sol, FDN e DISAM nas silagens de GM e GS foram ajustados a um modelo polinomial quadrático com resposta platô. Verificaram-se aumentos (P<0,05) nas concentrações de N-NH 3 , DISAM e P-Sol nas silagens de GM e GS reidratados e tratadas com enzima, comparados as silagens não tratadas. A adição de 0,3% de protease exógena no momento da ensilagem de GM e 0,5% em GS reidratados aumentou a atividade proteolítica durante a fermentação e proporcionou aumento da digestibilidade in situ do amido em menor tempo de armazenamento.

The experiments were carried at the Department of Animal Science of the Federal University of Vicosa, Viçosa, Minas Gerais, Brazil, and the information obtained from them is presented in two chapters. In the first chapter, the objective was to isolate and identify lactic acid bacteria (LAB), as well as to quantify the population of Lactobacillus buchneri by qPCR in sorghum silage. It was also evaluated changes on the fermentative profile and nutritional value of sorghum silages inoculated with native strains of L. buchneri. The treatments were arranged in a 4 × 5 factorial scheme, in a randomized design with three replicates. Fresh sorghum was treated with four inoculants (I) and silages were opened at five periods of fermentation (P) (7, 14, 28, 45 and 90 d). The inoculants were: Control (CON), L. buchneri 50.1 strain (LB.1), L. buchneri 50.4 strain (LB.4), and LALSIL AS, which contains the L. buchneri CNCM I- 4323 strain (Lallemand, Brazil) (LAS). Forty-seven LAB strains were isolated from control silage, and L. buchneri was the predominant species at 45 and 90 d of fermentation. The qPCR data showed that L. buchneri predominated during all fermentation periods (P) in the inoculated silages. There was an effect (P<0.05) of I × P interaction on all studied variables of the fermentative profile and microbial population. Inoculated silages presented greater (P<0.05) concentration of acetic (AA) and lower (P<0.05) of lactic acid (LA). The CON silage showed greater yeast population (P<0.05) at 14, 28, 45 and 90 d of fermentation compared to inoculated silages. It was observed an effect (P<0.05) of I × P interaction on the DM, NDF, in vitro dry matter digestibility (IVDMD) and in vitro neutral detergent fiber digestibility (IVNDFD) variables. Inoculated silages showed greater (P<0.05) IVDMD in relation to CON silage at 90 d of fermentation. The inoculation with L. buchneri resulted in silages with better fermentative quality, less yeast population and more digestible. The native LB.1 and LB.4 strains have potential to be used as inoculants in sorghum silage production with effects on fermentation quality at 45 d of storage. In the second chapter, the effects of adding exogenous protease (E) on the fermentation and nutritive value of rehydrated corn and sorghum grain silages (G) at different storage periods (P) were evaluated. Corn and sorghum grains were ground through a mill retrofitted with a 3-mm screen. Prior to ensiling, ground grains were rehydrated up to 35% of moisture. A 2 × 6 × 3 factorial scheme was used, with two grains (corn and sorghum), six doses of enzyme (0; 0.3; 0.6; 0.9; 1.2 and 1.5% on fresh matter basis) and three fermentation periods (0, 60 and 90 d), in a randomized design, with four replicates. The enzyme was a protease, aspergillopepsin I, which is produced by the Aspergillus niger (FoodPro PAL ® , DANISCO). There was an effect (P<0.05) of G × E × P interaction on the concentrations of LA, ammonia nitrogen (N-NH 3 ), soluble protein (P-Sol), water- soluble carbohydrate (WSC), starch, NDF and ADF, and on yeast count. There was a positive linear increase on LA concentrations (P<0.05) with increasing doses of enzyme in corn (CG) and sorghum grain (SG) silages at 60 and 90 d of fermentation. Sorghum grain silages showed greater (P<0.05) concentrations of ethanol (ETA) at doses of 1.2 and 1.5% of enzyme compared to CG. It was found similar (P>0.05) LAB count between CG and SG silages at 60 and 90 d of fermentation. Sorghum grain silages showed greater yeast population (P<0.05) compared to CG at 60 and 90 d of fermentation, in all evaluated enzyme doses. The data of N-NH 3 , P-Sol, NDF and in situ starch digestibility (ISSD) of CG and SG silages were adjusted to a quadratic polynomial model with plateau response. Ammonia nitrogen, ISSD and P-Sol increased (P<0.05) in CG and SG silages rehydrated and treated with enzyme in relation to untreated silages. The addition of 0.3 and 0.5% of exogenous protease at ensiling of rehydrated CG and SG, respectively, increased the proteolytic activity and in situ starch digestibility during silage fermentation in a shorter storage time.