Uso de compuestos bioactivos de origen vegetal para disminuir la metanogénesis ruminal

Abstract

La fermentación entérica del rumiante es una de las principales fuentes de CH4, un gas de efecto invernadero, que representa una pérdida de energía para el animal. Existen especies vegetales con propiedades antimicrobianas utilizadas como modificadores de este proceso. El objetivo de esta Tesis fue determinar si compuestos bioactivos provenientes de Lippia turbinata G. (LT) y Tagetes minuta L. (TM) evaluados en ensayos in vitro, modulan el ecosistema ruminal y disminuyen las emisiones de CH4 entérico. Inicialmente, se realizó una evaluación de extractos y materiales molidos de estas especies a diferentes dosis en una dieta base que inhiban la metanogénesis sin afectar la degradabilidad del sustrato. Las reducciones en las emisiones de CH4 se lograron con PAL1 y SE1, afectando este último la degradabilidad del sustrato. Los extractos seleccionados se probaron en dos dietas contrastantes simulando sistemas de cría y tambo. En el primero, el CH4 disminuyó sólo con las dosis mayores de los tratamientos evaluados, mientras que en el sistema de tambo todos lograron reducirlo. También se cuantificaron compuestos fenólicos de los extractos, del material molido y de los sustratos utilizados. Éstos fueron superiores para TM con respecto a LT, mostrando que el modo de acción de los mismos depende de su perfil y de las relaciones generadas con los sustratos. Por último, se evaluaron los materiales vegetales de las especies estudiadas sobre las poblaciones de archaeas metanogénicas, bacterias totales y protozoos en el sistema de tambo a través del tiempo mediante qPCR y conteo al microscopio. Ambas alteraron la dinámica de fermentación y redujeron la producción de CH4, pero de manera diferencial. LT redujo las poblaciones de metanógenos mientras que TM no afectó a estos microorganismos. Asimismo, no fue posible establecer una relación directa entre la reducción del número de metanógenos con la población de protozoos. Los cambios poblacionales de bacterias totales no tuvieron relevancia biológica. La incorporación de estos aditivos en las dietas de los sistemas planteados representa una estrategia de adopción potencial para reducir las emisiones de metano.

The enteric fermentation of ruminant is one of the main sources of CH4, a greenhouse gas, which represents a loss of energy for the animal. There are plant species with antimicrobial properties used as modifiers of this process. The objective of this Thesis was to determine if bioactive compounds from Lippia turbinata G. (LT) and Tagetes minuta L. (TM) evaluated in in vitro assay, modulate the ruminal ecosystem and reduce enteric CH4 emissions. Initially, a screening of extracts and ground materials of these species was carried out at different doses in a base diet that inhibit methanogenesis without affecting substrate´s degradability. Reductions in CH4 emissions were achieved with PAL1 and SE1, the latter affecting substrate degradability. The selected extracts were tested in two contrasting diets simulating breeding and dairy systems. The first, CH4 decreased only with the higher doses of the treatments, while in dairy systems, all of these reduce it. Also, phenolic compounds of the extracts, the ground material and the substrates used were quantified. These were superior for TM with respect to LT where the mode of action depends on their profile and the relationships generated with the substrates. Finally, plant materials of the studied species were evaluated on the populations of methanogenic archaea, total bacteria and protozoa in dairy substrate, over time using qPCR and microscopic counting. Both altered the fermentation dynamics, reduced CH4 production, through differential ways. LT reduced the populations of methanogens while TM did not affect these. Likewise, it was not possible to establish a direct relationship between reduction in the quantity of methanogens with the protozoan population size. Population changes of total bacteria had not biological relevance. The incorporation of these additives in diets of the proposed systems represents a potential adoption strategy on reduction of methane emissions.