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Inclusion of Cistus ladanifer in ruminant diets : an approach to improve the nutritional value of edible fats

Author(s): Guerreiro, Olinda Rosa Fragoso das Neves

Date: 2018

Persistent ID: http://hdl.handle.net/10400.5/15786

Origin: Repositório da UTL

Project/scholarship: info:eu-repo/grantAgreement/FCT/SFRH/SFRH%2FBD%2F84406%2F2012/PT; info:eu-repo/grantAgreement/FCT/SFRH/SFRH%2FBD%2F90468%2F2012/PT; info:eu-repo/grantAgreement/FCT/5876/147283/PT;

Subject(s): Cistus ladanifer; condensed tannins; biohydrogenation; fatty acids; ruminants; taninos condensados; bioidrogenação; ácidos gordos; ruminantes


Description

Cistus ladanifer is a shrub quite abundant in Mediterranean countries, that when fed to lambs has been associated with changes in rumen biohydrogenation (BH), increasing t11-18:1 concentration in abomasal digesta and meat. The thesis main motivation was to further knowledge regarding C. ladanifer plant and to explore its utilization in nutritional strategies to ruminal BH modulation. In the first two experiments, seasonal variation of C. ladanifer aerial parts, with two ages, was characterized for chemical composition, including proximate composition and total phenols and condensed tannins (CT) contents, for in vitro digestibility, antioxidant activity and fatty acid (FA) profile. Cistus ladanifer was considered a nutritionally unbalanced feed, however, it may be used in ruminant nutrition, but only associated with other feeding resources to complement its nutritional imbalances. In third experiment, C. ladanifer fractions effects were tested on in vitro ruminal BH. Condensed tannins fraction was the most active on ruminal BH modulation, leading to a higher t11-18:1 accumulation and higher disappearance of substrate polyunsaturated FA. Therefore, we intended to determine which CT amount can optimize t11-18:1 ruminal synthesis. However, all CT fraction levels led to a depression of microbial growth without effects on ruminal BH. Last experiment was designed to explore effect of two levels of C. ladanifer CT (1.25% and 2.5%) and two ways of CT supply (C. ladanifer aerial parts and C. ladanifer CT extract) on lamb growth performance, carcass composition, meat quality and FA composition of lamb fat. The highest amount of C. ladanifer aerial part (2.5% of CT) had detrimental effects on growth performance, whereas, C. ladanifer CT extract inclusion in diet (1.25% of CT) led to the highest t11-18:1 increase in fat. So, we can conclude that C. ladanifer CT extract may be a good approach to improve the nutritional value of the ruminant edible fats.

RESUMO - Inclusão de Cistus ladanifer na dieta de ruminantes: uma abordagem para melhorar o valor nutricional das gorduras edíveis - As gorduras edíveis dos ruminantes têm sido associadas ao aumento do risco de doenças cardiovasculares, devido ao seu elevado conteúdo em ácidos gordos saturados, quantidades variáveis de ácidos gordos trans e baixo conteúdo de ácidos gordos polinsaturados. Este perfil de ácidos gordos (AG) resulta da bioidrogenação (BH) que os ácidos gordos polinsaturados da dieta sofrem no rúmen. Contudo, as gorduras edíveis dos ruminantes são naturalmente ricas em isómeros conjugados do ácido linoleico (CLA – conjugated linoleic acid), particularmente no isómero c9,t11-18:2, também designado por ácido ruménico. Diversos estudos in vitro e com modelos animais demonstraram que o c9,t11-18:2 possui atividades biológicas, como anti-inflamatória e anticarcinogénica. A manipulação da BH ruminal tem mostrado ser uma via para melhorar o valor nutricional das gorduras dos ruminantes, através do aumento da quantidade de ácidos gordos polinsaturados da dieta que escapam do rúmen sem sofrer alterações e do aumento da acumulação nos tecidos, e dos produtos dos intermediários da BH com efeitos benéficos, como CLA e do t11-18:1 (ácido vacénico), que é o principal precursor do c9,t11-18:2 nos tecidos. A inclusão de Cistus ladanifer L., um arbusto muito abundante na região Mediterrânea, em dietas à base de luzerna desidratada suplementada com 6% de óleos vegetais aumentou o t11-18:1 na digesta abomasal e na gordura intramuscular. Cistus ladanifer é rica em metabolitos secundários, que são compostos que não estão diretamente envolvidos nos processos de crescimentos, desenvolvimento e reprodução da planta, mas que contribuem para a adaptação e sobrevivência da planta. Contudo, a informação sobre a composição química da C. ladanifer é muito escassa, e não é claro qual a fração de C. ladanifer que possa ser responsável pela modulação da BH. A principal motivação desta tese foi aprofundar o conhecimento acerca da planta de C. ladanifer, e explorar a sua utilização em estratégias nutricionais para modular a BH ruminal. Nos dois primeiros ensaios, a variação sazonal das partes aéreas de C. ladanifer, com duas idades, foi caraterizada para a composição química, incluindo a composição proximal e o conteúdo em fenóis totais e taninos condensados (TC), para a digestibilidade in vitro, atividade antioxidante e perfil de AG. A parte aérea de C. ladanifer apresentou baixos teores de proteína, moderado conteúdo de constituintes parietais e baixa digestibilidade in vitro. Também foram encontrados na parte aérea da planta elevados teores em fenóis totais e TC, tendo estes aumentado durante o verão. A Cistus ladanifer é rica em AG saturados (73-82% do total de AG), e foram detetados pela primeira vez em arbustos dois AG de cadeia ramificada (iso-19:0 e iso-21:0), cujo conteúdo aumentou no verão e outono. Cistus ladanifer foi considerada como um alimento nutricionalmente desequilibrado, com teores elevados de fenóis totais e de TC. Contudo, pode ser utilizado na nutrição de ruminantes, mas apenas associado com outros recursos alimentares que complementem os seus desequilíbrios nutricionais. No terceiro ensaio, o efeito de cinco frações de C. ladanifer, ricas em metabolitos secundários, foi testado sobre a BH ruminal in vitro. Apesar de várias frações de C. ladanifer terem induzido alterações no perfil de AG, a fração de TC foi a fração mais ativa na modulação da BH ruminal, levando a uma maior acumulação de t11-18:1 e maior desaparecimento dos ácidos gordos polinsaturados do substrato. Após estes resultados pretendeu-se determinar a quantidade de TC de C. ladanifer que pode otimizar a síntese ruminal de t11-18:1. Contudo, quando testámos níveis crescentes de TC (entre 1,5 e 6% de TC, correspondendo ao valor máximo a mesma dose usada no ensaio anterior), todos os níveis de TC levaram a uma diminuição dos AG ramificados e dos dimetil acetais o que sugere uma redução do crescimento microbiano, sendo o efeito sobre a BH limitado. A BH do c9,c12,c15-18:3 sofreu uma ligeira redução com o aumento dos níveis de TC, sem efeito na produção de t11-18:1. Face aos resultados obtidos nos ensaios anteriores, o último ensaio foi delineado para explorar o efeito de dois níveis de TC de C. ladanifer (1.25% e 2.5%) e duas formas de fornecimento (parte aérea de C. ladanifer e extrato de TC de C. ladanifer) no desempenho produtivo, composição da carcaça, qualidade da carne e composição de AG da gordura de borregos. A incorporação dos níveis mais elevados de TC (2.5%) levou a efeitos prejudiciais no desempenho produtivo dos animais, especialmente com a inclusão da parte aérea de C. ladanifer, sem efeitos benéficos na composição de AG da gordura intramuscular e subcutânea. A inclusão de extrato de TC de C. ladanifer (1.25% de TC) na dieta levou ao aumento de t11-18:1 na gordura intramuscular e subcutânea, contudo, não afetou a concentração de c9,t11-18:2. Com esta tese podemos concluir que o extrato de TC de C. ladanifer pode ser uma boa abordagem para melhorar o valor nutricional das gorduras edíveis dos ruminantes.

Tese de Doutoramento em Ciências Veterinárias, na especialidade de Produção Animal

Document Type Doctoral thesis
Language English
Advisor(s) Bessa, Rui José Branquinho de; Jerónimo, Eliana Alexandra Sousa; Duarte, Maria de Fátima Pereira
Contributor(s) Guerreiro, Olinda Rosa Fragoso das Neves
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