Revista de Producción Animal

Design and Analysis of Technological Alternatives to Milk Production

RESUMEN Antecedentes: La investigación de operaciones y el diseño de modelos de optimización son herramientas fundamentales en el desarrollo de soluciones prácticas a problemas de producción. Objetivo. Diseñar y analizar prospectivamente dos tecnológicas para la producción de leche en una vaquería tropical. Métodos: Se utilizó como estudio de casa la unidad 41 Mina Blanca de la empresa pecuaria Valle del Perú. Se simularon dos escenarios en condiciones de secano y sin fertilización, lo que permitió analizar, ex ante, dos circunstancias relacionadas con importantes factores agrobiológicos, económicos y medioambientales. Las variables de los modelos fueron Cynodon nlemfuensis, Leucaena Leucocephala asociada con Megathyrsus maximus; Saccharum officinarum y Pennisetum purpureum vc Cuba CT- 115. Como función objetivo se consideró la producción de materia seca por ha. Los parámetros y coeficientes del modelo se determinaron de forma teórica. Se establecieron diez y nueve restricciones para los escenarios 1 y 2 respectivamente. Se utilizó el programa WinQSB versión 2.0. Resultados: Las soluciones óptimas y la contribución por especie a la producción de materia seca indicaron que, en los dos casos la mayor parte del área debe corresponder al pasto estrella 44,9 y 43,76 % del total en los escenarios 1 y 2, respectivamente. Conclusiones: Se diseñó y analizó prospectivamente dos tecnológicas para la producción de leche en una vaquería tropical. Las soluciones óptimas para los dos escenarios alternativos analizados propusieron según las restricciones que se establecieron que la mayor parte del área agrícola de las unidades debe ser de pasto estrella.

ABSTRACT Background: Operation research and optimization model design are essential tools for developing practical solutions to production problems. Aim: To design and analyze two types of milk production technologies in a tropical dairy facility. Methods The study was conducted at Mina Blanca, Unit No. 41, Valle del Peru Genetic Project. Dryland conditions without fertilization were created in two simulated scenarios, which permitted ex-ante analysis of two types of circumstances associated with relevant agrobiological, economic, and environmental factors. The model’s variables were Cynodon nlemfuensis, Leucaena Leucocephala associated with Megathyrsus maximus; Saccharum officinarum, and Pennisetum purpureum vc Cuba CT- 115. Dry matter production per ha was considered the objective function. The model’s parameters and coefficients were determined theoretically. A total of ten and nine restrictions (scenarios 1 and 2, respectively), were set up. WinQSB version 2.0 was used. Results The optimum solutions and species contribution to dry matter production indicated that in the two cases, the largest portion of the area must correspond to Bermuda grass in scenarios 1 and 2 (44.9 and 43.76%, respectively). Conclusions Two types of technologies were designed and analyzed prospectively, in terms of milk production technologies in a tropical dairy facility. According to the restrictions, the optimum solutions to the alternative scenarios suggested that most farm areas should be planted with Bermuda grass.

Antibacterial Activity of Propolina® against Subclinical Mastitis-Causing Bacteria

RESUMEN Antecedentes: La antisepsia final del pezón es una medida preventiva para la mastitis, con este propósito se utilizan soluciones acuosas de Propolina®. Este trabajo tuvo como objetivo determinar la actividad antimicrobiana de diferentes concentraciones de Propolina® frente a microorganismos causantes de mastitis. Materiales y métodos: Se aislaron microorganismos de muestras de leche de vacas con tres cruces de mastitis. Se determinó la actividad antimicrobiana de soluciones acuosas de Propolina® entre 2,5 y 60,0 mg.ml-1 frente a las bacterias aisladas y a una cepa Gram negativa de Escherichia coli ATCC 25922 mediante el método de difusión en agar por pocillos. Se utilizó un ANOVA simple para determinar el efecto de las dosis de Propolina® sobre las especies bacterianas y la Prueba de Rangos Múltiples de Duncan para la comparación entre las dosis. Resultados: Se identificaron las bacterias Gram positivas: Staphylococcus aureus, Staphylococcus sp. Coagulasa negativo y Corynebacterium sp., que resultaron sensibles a las soluciones de Propolina®. La cepa Gram negativa de Escherichia coli ATCC 25922 no mostró sensibilidad. Las concentraciones 60, 30 y 20 mg.ml-1 resultaron más efectivas frente a Staphylococcus aureus y Staphylococcus sp. Coagulasa negativo. Conclusiones: Se aislaron e identificaron diferentes géneros microbianos causantes de mastitis subclínica que incluyen Staphylococcus aureus, Staphylococcus sp. Coagulasa negativo y Corynebacterium sp. Las soluciones de Propolina® mostraron una mayor efectividad frente a los microorganismos Gram positivos Staphylococcus aureus y Staphylococcus sp. Coagulasa negativo los cuales resultaron sensibles a las concentraciones 20, 30 y 60 mg·ml-1 y 30 y 60 mg·ml-1 de Propolina®, respectivamente.

ABSTRACT Background The final antisepsis of nipples is performed with aqueous solutions containing Propolina® to prevent mastitis. The aim of this paper was to determine the antimicrobial activity of different concentrations of Propolina® against mastitis-causing microorganisms. Materials and Methods The microorganisms were isolated from the milk of cows having three mastitis crossings. The antimicrobial activity of aqueous Propolina® solutions between 2.5 and 60.0 mg.ml-1 was tested against isolated bacteria and Gram-negative Escherichia coli strain ATCC 25922 by spraying the solution in plate wells containing agar. A one-way ANOVA was used to determine the effect of the propoline dose on the bacterial species associated with mastitis; the Duncan’s multiple rank-sum test was used for dose comparisons. Results The Gram-positive bacteria were identified: Staphylococcus aureus, coagulase-negative Staphylococcus sp. and Corynebacterium sp., which were sensitive to the Propolina® solutions, while Gram negative Escherichia coli strain ATCC 25922 showed no sensitivity. The 60, 30, and 20 mg.ml-1 concentrations were more effective against Staphylococcus aureus and coagulase-negative Staphylococcus spp. Conclusions Staphylococcus aureus, coagulase-negative Staphylococcus sp., and Corynebacterium sp. were isolated and identified, as causing subclinical mastitis. The Propolina® solutions were highly effective against Gram positive bacteria Staphylococcus aureus and coagulase-negative Staphylococcus sp., which were sensitive to the 20, 30, and 60 mg.ml-1, and 30 and 60 mg.ml-1 concentrations of Propolina®, respectively.

Toxicity Evaluation of a Single Oral Dose of Dichrostachys cinerea Extract in Rats

RESUMEN Antecedentes: El uso de la biomasa comestible de Dichrostachys cinerea podría ser una alternativa eficaz para el control de parasitosis en animales. Objetivo. Evaluar la toxicidad a dosis límite de un extracto de legumbres, rebrote y hojas de planta adulta de D. cinerea en ratas. Métodos: Se utilizaron ratas adultas jóvenes de la especie Rattus norvegicus (variedad albina), de la línea o cepa Sprague Dawley (Cenp: SD), de ambos sexos, con un peso entre 150 y 200 g, consanguíneas y heteroxénicas. Se evaluaron tres extractos acuosos mediante maceración al 20% de biomasa vegetal de, rebrotes, hojas de planta adulta y legumbres, mediante el ensayo de toxicidad oral por dosis límite de 2000 mg / kg de masa corporal. Se controló la ocurrencia de mortalidad y la aparición de síntomas o signos de toxicidad. Se practicó necropsia y análisis macroscópico a los animales al final del estudio en busca de lesiones. Se empleó el paquete estadístico STATISTICA, versión 10 y se aplicaron los ensayos no paramétricos de Pares de Wilcoxon y U de Mann Whitney, para comparar el peso inicial y final por sexos y el incremento por sexos, respectivamente. Resultados: Las ratas de ambos sexos incrementaron su masa corporal, lo que demuestra la no influencia negativa por la administración del extracto. Se observó diferencias significativas en el incremento de peso entre hembras y machos, no se observaron lesiones macroscópicas o alteraciones patológicas relacionadas o achacables a la administración del producto. Conclusiones: El extracto acuoso de legumbres, rebrote y hojas de la planta D. cinerea, no resulta tóxico a dosis límite oral en ratas.

ABSTRACT Background: The utilization of edible biomass of Dichrostachys cinerea could become an effective alternative for the control of animal parasitosis. Aim. To evaluate toxicity at a limit dose of an extract of legumes, reshoots, and leaves of adult D. cinerea plants in rats. Methods: The study comprised young-adult albino consanguineous and heteroxenic rats (Rattus norvegicus) of the Sprague Dawley (Cenp: SD) line, of both sexes, weighing between 150 and 200 g. Three aqueous extracts by 20% crushing from plant biomass, reshoots from the adult plants, and legumes were evaluated through an oral toxicity test with a limit dose of 2000 mg/kg body mass. Mortality and symptoms or signs of toxicity were controlled. A necropsy and microscopic analysis of the animals at the end of the study was performed to detect lesions. STATISTICA, version 10, was used, and the Wilcoxon and Man Whitney U non-parametric paired tests were performed to compare the initial and final weights by sexes, and weight gains by sexes, respectively. Results: The rats from both sexes increased their body weight, demonstrating that the extract caused no negative effect. There were significant differences in weight gains between the males and females; no macroscopic lesions or pathological alterations associated with the administration of the product were observed. Conclusions: The aqueous extract of legumes, reshoots, and leaves of adult D. cinerea plants administered to rats orally was not toxic at the limit oral dose in rats.

Additives as Immunostimulants in the Diet of Tilapia (Oreochromis ssp.)

RESUMEN Antecedentes: Algunos aditivos alimentarios se han vuelto en la actualidad alternativas a discrepancias tales como la búsqueda de mejores rendimientos manteniéndose dentro de los márgenes productivamente sustentables, orgánicos y ecológicos. De esta manera se incorporan nutrientes y microorganismos a la dieta como una forma alternativa de mejorar la inmunidad de los peces, aprovechando los nutrientes en el alimento y actuando positivamente en el desempeño de los animales. El objetivo del presente trabajo fue recopilar información referente al uso de aditivos inmunoestimulantes en Tilapias (Oreochromis ssp.) y su desempeño fisiológico en el organismo. Desarrollo: Muchos de estos inmunoestimulantes existentes son microorganismos o nutrientes habituales de la dieta como son los polisacáridos, proteínas o lípidos, que suministrados en concentraciones elevadas tienen la capacidad producir un efecto estimulante acelerando la resistencia a las enfermedades mediante mecanismos específicos o inespecíficos de la respuesta inmunológica, convirtiéndose en agentes primarios profilácticos. Conclusiones: El empleo de aditivos inmunoestimulantes posibilita la prevención de enfermedades comunes en el cultivo de tilapias por medio de la modulación del ambiente intestinal en las diferentes especies del género Oreochromis mejorando la respuesta inmune inespecífica y a su vez se favorecen algunos procesos tales como el crecimiento individual, la eficiencia alimenticia y la tolerancia al estrés.

ABSTRACT Background: Some diet additives have become alternatives to achieve higher yields within the productively sustainable, organic, and ecological margins. Hence, nutrients and microorganisms can be added to the diet for fish immunity improvements, by using the nutrients in the feed, which lead to a positive animal performance. Accordingly, the aim of this paper was to gather information related to the utilization of additives as immunostimulant in tilapia (Oreochromis ssp.), and their physiological performance in the body. Development: Many of these immunostimulants are microorganisms or habitual nutrients in the diet, such as polysaccharides, proteins or lipids, which at high concentrations are capable of creating a stimulating effect, speeding disease resistance through specific or unspecific mechanisms of immunological response, thus becoming primary prophylactic agents. Conclusions: The use of additives as immunostimulants helps prevent the occurrence of common diseases in tilapia culture, by modulating the intestinal system in the different species of genus Oreochromis, thus enhancing the unspecific immune response, and, in turn, some processes like individual growth, feeding efficiency, and stress tolerance can be favored.

Action Mechanisms of Fibrolytic Enzymes in Ruminant Nutrition

RESUMEN Antecedentes: Los rumiantes utilizan pastos y forrajes para su alimentación, pero en ocasiones no tienen la calidad requerida por lo que se afecta su digestibilidad. Una de las estrategias para mejorar la calidad es el tratamiento con enzimas exógenas que descomponen las estructuras de la pared celular y permiten un mejor aprovechamiento de los nutrientes. Objetivo. Profundizar en los mecanismos de acción de la aplicación de enzimas fibrolíticas exógenas en la alimentación de los rumiantes. Desarrollo: La pared celular vegetal está compuesta por: celulosa, hemicelulosa y lignina. Las celulasas, hemicelulasas y enzimas lignocelulolíticas participan en su degradación y se utilizan satisfactoriamente a las dietas para mejorar su digestibilidad con efectos positivos en la producción de estas especies. Conclusiones: Esta práctica favorece una mayor disponibilidad de los nutrientes para su digestión, absorción y contribuye a mejorar los procesos fisiológicos, y en muchas ocasiones, se evidencia a través de incrementos de la productividad ganadera.

ABSTRACT Background: Ruminants consume pasture and forages, but occasionally they do not have the necessary capacity for this, affecting digestibility. One of the strategies to improve quality is the utilization of exogenous enzymes that break down the structure of the cell wall, and permit better nutrient intake. Aim. To conduct a comprehensive study on the action mechanisms of exogenous fibrolytic enzymes in ruminant nutrition. Development: Plant cell wall is made of cellulose, hemicellulose, and lignin. The cellulases, hemicellulases, and lignocellulolytic enzymes are engaged in their degradation, being used satisfactorily in the diet to enhance digestibility with positive effects on other species’ production. Conclusions This practice favors greater nutrient availability for digestion and absorption, and it contributes to the improvement of physiological processes, and on many occasions, it is evidenced through livestock yield increases.

Utilization of Lignocellulosic Residues from Mushrooms in Animal Nutrition

RESUMEN Antecedentes: La utilización de hongos utilizando como materia prima residuos lignocelulósicos de baja digestibilidad ha mostrado ser parte importante del reciclado de productos y sus desechos. Las enzimas producidas transforman el sustrato y lo mejoran para su posterior uso. Objetivo. Mostrar una reseña sobre la utilización de los residuos de producción de setas comestibles en la alimentación de los animales. Desarrollo: El residual de de la producción de setas es el sustrato o compost que queda después de la cosecha de los hongos. Dicho compost contiene las materias primas usadas (paja, cáscara, etc.) y algún compuesto añadido como la urea u otra fuente de nitrógeno. Además, la acción de los micelios sobre el compost puede mejorar su valor nutritivo. Los hongos comestibles poseen compuestos altamente bioactivos y son una buena fuente de prebióticos que contienen azúcares de cadena corta. Del total de setas producidas, alrededor de una quinta parte quedan en la cama donde aportan valor nutricional y medicinal. Los cambios en el valor nutritivo han sido valuados con técnicas que van desde el esquema Weende hasta determinaciones de la digestibilidad in vitro, in situ e in vivo. Conclusiones: Los estudios llevados a cabo por los autores de referencia muestran que los residuos de producción de setas comestibles a partir de fuentes de baja calidad (y en específico los residuos de cosecha del arroz), pueden ser usados para la alimentación de los animales y que es necesaria su evaluación por métodos adecuados.

ABSTRACT Background: The inclusion of low digestibility mushroom lignocellulosic residues has become a significant part of recycling wastes. The enzymes produced are capable of transforming the substrate, improving it for further use. Aim. To conduct a review on the utilization of mushroom processing residues in animal nutrition. Development: The residues derived from mushroom processing is the substrate or compost that remained after mushroom harvesting. It has the required raw materials (hay, peels, etc.), as well as some added compound, such as urea or other sources of nitrogen. Besides, the action of mycelia on the compost may enhance its nutritional value. Edible mushrooms contain high-value bioactive compounds, and make an adequate source of prebiotics that have short-chain sugars. A fifth of all mushrooms remain on the bedding, providing nutritional and medicinal values. The nutritional changes were evaluated with techniques like the Weende scheme, and of in vitro, in situ, and in vivo determinations of digestibility. Conclusions: The results of this study showed that the residues from mushroom processing using low-quality sources (especially harvested rice stalks), may be used for animal nutrition, whose evaluation is necessary through the proper methods.

Molecular Modelling of Five Flavonoids as Antagonists of the Aryl Hydrocarbon Receptor Potentialities for Health and Animal Production

RESUMEN Antecedentes: El receptor de arilo de hidrocarburos (AHR) juega un papel importante en el desarrollo de la glándula mamaria, se relaciona con el factor de crecimiento transformante β1 (TGF-β1) que regula diversos procesos celulares, por lo que su sobreexpresión puede provocar procesos patológicos en los animales y afectar su salud y producción. Materiales y Métodos: Se investigaron las moléculas de flavonoides 3-Metilluteolina, Kaempferol, Resveratrol, Miricetina y Quercetina. Para el modelado se utilizaron las estructuras de AHR:ARNT obtenidas del programa Swiss Model, para el acoplamiento el programa MOE 2019.01., y para la determinación de interacciones proteína-proteína (IPP) y mutaciones de alanina, los servidores Cocomaps (bioCOmplexes Contact MAPS) y Robetta y Rosetta Backrub, respectivamente. Resultados: Los flavonoides estudiados se unen a interfaces de contacto a nivel de los dominios bHLH, PAS-A y las interfaces bHLH/PAS-A y PAS-A/PAS-B de la AHR y pueden exhibir un comportamiento antagónico debido a las interacciones a nivel de las superficies de contacto para bloquear o modular las interacciones proteína-proteína entre AHR y ARNT. Conclusiones: Los cinco flavonoides pueden interactuar a nivel de diferentes interfaces superficiales del AHR para modular la formación del heterodímero funcional, actuando como agentes antagonistas. El orden de probabilidad de estas acciones es mayor con 3-Metilluteolina, Kaempferol, Resveratrol y menor con Miricetina y Quercetina. La suplementación del pienso con follaje rico en estos flavonoides podría mejorar la salud y la producción animal.

ABSTRACT Background: The Aryl hydrocarbon receptor (AHR) plays a significant role in the development of the mammary gland, as it is related to the transforming growth factor β1 (TGF-β1), which regulates several cellular processes. Hence, its overexpression may lead to pathological processes in the animals, and affect their health and production. Materials and methods: The 3-methyl luteoline, kaempferol, resveratrol, myricetin, and quercetin flavonoid molecules were studied. Modelling relied on the AHR:ARNT structures obtained from Swiss Model software, for coupling program MOE 2019.01, and to determine the protein-protein interactions (PPI). The Cocomaps (bioComplexes Contact MAPS) servers, and Robetta and Rosetta Backruband were used for determining the mutations of alanine. Results: The flavonoids studied associated with contact interfaces at the bHLH, PAS-A domain level and the bHLH/PAS-A and PAS-A/PAS-B of AHR interfaces, and they can undergo an antagonistic behavior due to the interactions at the contact surface level to block or modulate the protein-protein interactions between AHR and ARNT. Conclusions The five flavonoids can interact at different AHR superficial interfaces to modulate the formation of the functional heterodimer, acting as antagonist agents. The order of occurrence probability of these actions is higher with 3-methyl luteoline, kaempferol, resveratrol, and lower with myricetin, and quercetin. Feed supplementation using foliage rich in these flavonoids might improve animal health and production.