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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.11.2006.tde-11012007-170643
Documento
Autor
Nome completo
Daniel de Paula Sousa
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2006
Orientador
Banca examinadora
Mattos, Wilson Roberto Soares (Presidente)
Jobim, Clóves Cabreira
Lambais, Marcio Rodrigues
Nussio, Luiz Gustavo
Reis, Ricardo Andrade
Título em português
Avaliação de aditivos químicos e microbianos como inibidores da síntese de etanol em silagens de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.)
Palavras-chave em português
Ácido orgânico
Cana-de-açúcar
Eletroforese em gel
Etanol
Lactobacillus
Leveduras
Silagem
Uréia
Resumo em português
O trabalho teve por objetivo avaliar fatores associados à ensilagem da cana-deaçúcar, com destaque para a aplicação de aditivos químicos e microbianos sobre a dinâmica fermentativa, composição bromatológica, atividade da álcool desidrogenase e desenvolvimento e diversidade da micloflora em silagens de cana-de-açúcar. No ensaio conduzido durante 110 dias o delineamento experimental adotado foi o inteiramente ao acaso, com 4 tratamentos, 2 repetições, e seis épocas de abertura (1, 3, 7, 15, 35, 110 dias). Os tratamentos foram: uréia 1% MV e os inoculantes microbianos Lactobacillus buchneri (3,65x105 ufc/g da MV) e a combinação de bactérias Pedioccocus pentosassus e Lactobacillus buchneri (1x106 ufc/g MV). As maiores variações na composição bromatológica e perdas de MS, das silagens controle ocorreram dos 7 aos 15 dias, estabilizando após esse período. As regressões ajustadas para perdas de MS e carboidratos solúveis foram bem similares e de forma contrária ao acúmulo de FDN. As perdas por gases alcançaram valores de 28,27%, de carboidratos solúveis em apenas 2,98% e FDN em torno de 67,77% da MS. Os aumentos nos teores de etanol e perda na digestibilidade nas silagens controle se extenderam até o 35º dia, com valores máximos de etanol de 12,23%. Foi possível relacionar etanol com a digestibilidade mostrando que cada 1% de aumento nos teores de etanol, 2 unidades de digestibilidade foram perdidas. Os aditivos uréia e o aditivo Lactobacillus buchneri mais Pediococcus foram eficazes em diminuir a produção de etanol (2,75 e 1,30 vs 8,27% no tratamento controle), em diminuir perdas de MS em 47 e 60%, e de carboidratos soluveis em 22 e 56% em relação à silagem controle, respectivamente. As silagens aditivadas com uréia obtiveram maiores valores de pH e maiores valores de ácido lático em relação às silagen controle. As silagens aditivadas com L. buchneri apenas foram as de maiores produções de etanol, acima da silagem controle (11.53 vs 8.27%), além de grandes perdas de matéria seca e baixa digestibilidade pelo acúmulo de FDN, comparáveis às silagens controle. A diferença entre aditivos na composição químico-bromatológica e perdas ocorreu após 7 dias de fermentação. Os dados apresentados pelos aditivos uréia e L. buchneri mais Pediococcus foram ajustados em curvas simples, através de modelos lineares, para descrever e predizer as variações durante a ensilagem. Os tratamentos controle e a aditivação com L. buchneri apenas, pelas altas taxas fermentativas, observaram melhor ajuste dos dados em polinômios de segundo e terceiro grau. Apesar dos altos teores de ácido acético em todas as silagens, principalmente nas silagens aditivadas com a combinação de bactérias, não foram verificadas efeitos deste sobre a população de leveduras. Os teores obtidos de ácido lático e ácido propiônico e a relação entre esses ácidos e o ácido acético, durante a fermentação, conseguiu explicar parte do sucesso dos tratamentos uréia e L. buchneri mais Pediococcus na redução da atividade da enzima álcool desidrogenase e na producão de etanol. A análise de grupamentos hieráquicos mostrou que os aditivos alteraram a diversidade bacteriana durante a ensilagem.
Título em inglês
Chemical and microbial additives for the inhibition of ethanol synthesis in sugarcane silage
Palavras-chave em inglês
Ethanol
Gel electrophoresis
Lactobacillus
Organic acid
Silage
Sugarcane
Urea
Yeasts
Resumo em inglês
The present trial aimed to study the ensiling associated factors of sugarcane focusing on chemical and microbial additives on fermentation, chemical composition, enzymatic activity of alcohol dehydrogenase and the microflora development and diversity in sugarcane silages. A complete randomized design was set to a 110-d trial with 4 treatments, two replications within 6 opening dates (1, 3, 7, 15, 35, 110-d). Treatments were described as follows: urea 1% (wet basis), Lactobacillus buchneri (3.65x105 cfu/g of forage), a combination of Pediococus pentosassus and Lactobacillus buchneri (1x106). Major variation observed on the chemical composition and the DM losses in sugarcane silages without additives took place from the day 7 through the day 15. Losses of DM and soluble carbohydrates showed similar trend and in opposition to the NDF increase. Gases losses averaged 28.27%, while the soluble carbohydrates and NDF contents reached respectively, 2.98% and 67.77% when fermentation was stabilized. Conversely, ethanol and the digestibility were changed across the storage period up to the day 35, with ethanol content increasing to 12.23%. 1% of ethanol increase was associated with 2 percentage units of digestibility decrease. Both urea and the combination of microorganisms were effective in decrease the ethanol content (2.75, 1.30 vs 8.27% - without additives), decrease DM losses (47 and 60%) and reduce soluble carbohydrates losses (22 and 56%) when compared to the control treatment. The urea treated silages showed higher pH and lactic acid values. The L. buchneri treatment led to higher ethanol content (11.23 vs 8.27%) compared to the control, resulting in low DM recovery rate, higher losses and decreased digestibility as well as the silages without additives. The major changes on the chemical composition were noticed after the day 7 of fermentation. For the addition of urea and the combination of microorganisms L. buchneri and Pediococcus the variation was better described by linear equations whereas quadratic and cubic effects were more suitable for fitting the data from the control and the L. buchneri added silages. Even tough all silages has shown high acetic acid contents, mainly the combination of lactic bacteria, no significant effects were observed upon the yeast counts. However, the levels of lactic acid and propionic acid and the ratio of both over the acetic acid content were related to the decrease on the activity of the alcohol dehydrogenase enzyme and, furthermore, on the ethanol content of the silages. The cluster analysis based on molecular evaluation demonstrated a change promoted over the bacterial population mediated by the additives applied during the ensiling of sugarcane.
 
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Data de Publicação
2007-01-18
 
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