Fungal contaminants in Sicilian livestock feeds and first studies on the enzymatic activity of Aspergillus isolates

The purposes of this study were 1) to determine the total fungal contamination in Sicilian raw materials and livestock, 2) to evaluate the occurrence of Aspergillus spp., Penicillium spp. and Fusarium spp., 3) to identify fungi belonging to the genus Aspergillus and 4) to determine their ability to produce cellulolytic enzymes. Fourteen feed samples were collected in a feed mill near to Palermo (Sicily, Italy). Analysis of the total mycobiota was performed on Sabourad Dextros Agar (SAB) and Potato Dextrose Agar (PDA) and total fungal counts were expressed as CFU/g. Aspergillus spp. isolates were selected on the basis of the frequency of isolation and identifed using micro and macro-morphological characteristics and ITS sequence analysis. The ability of the Aspergillus isolates to produce cellulolytic enzymes was tested qualitatively by in vitro assay at two temperature, 25 and 30 °C, and in static and shaking condition. Total fungal population ranged from 1.11x106 to 1.31x108 and from 1.11x103 to 1.58x106 CFU/g on PDA and SAB, respectively. All feed samples showed the recurrent presence of colonies belonging mostly to the ubiquitous genera Aspergillus, Fusarium and Penicillium. Eight isolates of Aspergillus spp. were obtained and identifed as A. amstelodami, A. awamori, A. flavus, A. niger, A. oryzae and A. tubingensis. Between them, A. awamori, A. niger and A. tubingensis showed the highest enzymatic activity. The presence of potential mycotoxigenic isolates of Aspergillus spp. in the analysed feeds represents a risk for animal health; moreover their ability to produce cellulolytic enzymes can seriously affect feed quality

Ligninolytic potential of Curvularia kusanoi L7 laccases for animal production

The present research was conducted with the objective of evaluating the ligninolytic potential of Curvularia kusanoi L7 laccases in improving the nutritional quality of fibrous substrates for animal feed. Laccase production was obtained from C. kusanoi L7 under native conditions by solid submerged fermentation of wheat bran and by biological interactions with Trichoderma viride M5-2 and Trichoderma pleuroticola. The enzymes were purified from the culture broths by triphasic partition. The degradative potential of native and induced laccases where evaluated by determining foliar lignololytic capacity, raw wheat (Triticum aestivum) straw delignification and the effect of enzyme pretreatment on fibrous fractionation and in vitro digestibility of sugarcane bagasse. Laccases, both native and induced, presented high foliar degradation and delignification of raw wheat straw. Regarding to the improvement of nutritional quality of sugarcane bagasse, all the enzyme pretreatments managed to decrease the fiber content and increase in vitro digestibility. Compared to untreated bagasse, native laccase pretreatment obtained the highest digestibility values (P<0.05) for dry matter (54.71 %), organic matter (63.14 %), acid detergent fiber (63.59 %) and cellulose (65.46%). It is concluded that C. kusanoi L7 laccases can be used as a novel tool in improving the nutritional quality of fibrous sources for animal feed.La presente investigación se condujo con el objetivo de evaluar la capacidad ligninolítica de las enzimas lacasas del hongo Curvularia kusanoi L7 en el mejoramiento de la calidad nutritiva de fuentes fibrosas para su empleo en la alimentación animal. La producción de lacasas se obtuvo mediante fermentación sólido sumergida del salvado de trigo, en condiciones nativas y con inducción por interacciones biológicas con Trichoderma viride M5-2 y Trichoderma pleuroticola y se purificaron mediante partición trifásica. La capacidad degradativa de las enzimas nativas e inducidas se evaluó mediante la determinación de su capacidad lignolítica foliar, deslignificación de la paja cruda de Triticum aestivum (trigo) y determinación del efecto del pretratamiento enzimático en el fraccionamiento fibroso y la digestibilidad in vitro del bagazo de Saccharum officinarum (caña de azúcar). Las lacasas, tanto nativas como inducidas, presentaron resultados similares de degradación foliar y deslignificación de la paja de trigo cruda. En cuanto a la calidad nutricional del bagazo de caña de azúcar, los pretratamientos enzimáticos logaron disminuir los componentes fibrosos, e incrementar su digestibilidad in vitro. Respecto al bagazo sin tratar, el pretratamiento con lacasa nativa presentó los mayores valores (P<0.05) de digestibilidad de la materia seca, (54.71 %) de la materia orgánica (63.14 %) de la fibra de detergente ácido (63.59 %) y de la celulosa (65.46%). Se concluye que el potencial ligninolítico de las lacasas de C. kusanoi L7 y su capacidad para mejorar la calidad nutritiva y la digestibilidad in vitro del bagazo de caña de azúcar, encaminan su evaluación in vivo en la alimentación de especies monogástricas y rumiantes

Indagini preliminari sull’attività di degradazione di basidiomiceti cariogeni su legno di castagno

Recentemente, presso il Dip. SAAF e in collaborazione con l‘Instituto di Ciencia Animal (ICA) di Cuba, sono state avviati studi rivolti alla valutazione dell’attività celluloso-ligninolitica da parte microrganismi isolati da diverse matrici naturali. Alcuni primi risultati hanno consentito di rilevare la produzione di enzimi litici (cellulasi, laccasi, ecc.) in diversi funghi in collezione. Nell’ambito di questa ricerca, 5 colonie fungine appartenenti a quattro differenti specie di basidiomiceti cariogeni (Armillaria mellea (Val) P. Kumm, Fistulina hepatica (Shaeffer) Withering, due Ganoderma resinaceum Boud e Laetiporus sulphureus (Bull.) Murrill) sono state saggiate su campioni di legno di castagno (rondelle e segatura) provenienti da due siti siciliani (Ficuzza, Palermo e Nebrodi, Messina) e uno toscano (Sammommè, Pistoia). In particolare sono state valutate: 1) la velocità di colonizzazione di ciascun isolato fungino su rondelle delle matrici legnose dei tre siti; 2) la produzione di CO2 conseguente all’attività litica sulle matrici; 3) la risposta quali-quantitativa di ciascuna colonia fungina alla siringaldazina, un azo-composto organico reattivo alle laccasi e perossidasi, enzimi chiave nella degradazione della lignina. I risultati preliminari indicano sia una differente attività litica, a parità di matrice, dei microrganismi studiati, sia una diversa risposta delle matrici, in relazione alla provenienza, a parità di specie fungina. Ulteriori indagini saranno rivolte allo studio del corredo enzimatico dei funghi saggiati e alla caratterizzazione chimico-fisica delle differenti accessioni di castagno, allo scopo di individuare i maggiori determinanti nel processo degradativo del legno

La cromatografía gaseosa y la cromatografía líquida de alta resolución en la rama agropecuaria

Background: Chromatography permits chemical components' separation, identification, and quantification in complex mixtures. Chromatographic methods have various applications, which include the determination of an agrochemical solvent percentage and its utilization in the food-processing industry. High-Performance Liquid Chromatography (HPLC) and Gas Chromatography (GC) are essential for agriculture. Both types are used in numerous research studies today thanks to their versatility, sensitivity, reproducibility, and quickness. Aim: To discuss the main results of studies that include GC and HPLC in agriculture. Materials and methods: The study relied on a compilation of recent papers, where these techniques play a critical role in this area of science. Results: The utilization of GC and HPLC in agriculture contributed to relevant results, from the analysis of fatty acids profile in the formulation of a diet for animal nutrition, to the determination and quantification of agrochemical residues in plants, the detection of contaminants in the diets, and drug residues that compromise the lives of animals. Conclusions: The use of chromatography is an essential methodology for biochemical, toxicological, structural, and agro-industrial studies. Keywords: chromatographic analysis, agriculture, quantification, identificationAntecedentes: La cromatografía es un método que permite la separación, identificación y cuantificación de los componentes químicos en mezclas complejas. Las aplicaciones de los métodos cromatográficos son muy amplias, van desde la determinación del porcentaje de solvente en un producto agroquímico hasta su empleo en las fábricas de alimentos. La cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) y la cromatografía gaseosa (CG) tienen un rol importante en el desarrollo de la rama agropecuaria. En la actualidad, ambos tipos de cromatografía, se utilizan en numerosas investigaciones a causa de su gran versatilidad, sensibilidad, reproducibilidad y rapidez. discutir los principales resultados de estudios que utilizan la CG y la HPLC en la rama agropecuaria. Materiales y métodos: Para ello se realizó una recopilación de estudios que se publicaron en los últimos años donde estas técnicas juegan un papel primordial en esta rama de la ciencia. Resultados: El uso de la CG y la HPLC, en la rama agropecuaria, permitió la obtención de resultados relevantes que van desde el análisis del perfil de ácidos grasos en estudios referentes a la formulación de una dieta para la alimentación de animales de interés productivo, hasta la determinación y cuantificación de residuos agroquímicos en las plantas, la detección de contaminantes en las dietas y residuos medicamentosos que comprometen la vida del animal, entre otros. Conclusiones: Se puede concluir que el uso de la cromatografía constituye una metodología imprescindible en estudios bioquímicos, toxicológicos, estructurales, agroindustriales, etc., de ahí su importancia. Palabras clave: análisis cromatográfico, agricultura, cuantificación, identificació

Potentialities of the microbial consortium Curvularia kusanoi -Trichoderma pleuroticola as a biological pretreatment for the degradation of fibrous sources

Objective. To evaluate the potentiality of the microbial consortium Curvularia kusanoi L7- Trichoderma pleuroticola as biological pretreatment of high fiber sources destined for animal production. Materials and methods. The Strains used where Curvularia kusanoi L7 and Trichoderma pleuroticola. The degradative potential was evaluated through the production kinetics of cellulolytic (endo-1,4-β-glucanase and exo-1,4-β-glucanase) and ligninolytics enzymes (laccase and peroxidase) in solid submerged fermentation of bran wheat and sugarcane bagasse. The growth of the co culture in plates was analyzed. The effect of the consortium on the carbon mineralization of raw wheat straw was determined and the degree of fiber degradation was evaluated by infrared spectroscopy (IR). Resulted. Both strains showed high cellulolytic production. Only C. kusanoi L7 showed ligninolytic activity, with a maximum laccase activity of 1400 U/L. No antagonism was found between the strains and the results of carbon mineralization and evaluation of their final products by IR indicate the effectiveness of the consortium to degrade the cell wall more efficiently than each of the strains individually. Conclusions. It is concluded that the microbial consortium C. kusanoi L7-T. pleuroticolahas great potential for structural modification of fibrous sources destined for animal feeding.Objetivo. Evaluar la potencialidad del consorcio microbiano Curvularia kusanoi L7- Trichoderma pleuroticola como método biológico de pretratamiento de alimentos altos en fibra destinados a la producción animal. Materiales y métodos. Se utilizaron las cepas Curvularia kusanoi L7 y Trichodermapleuroticola. Se evaluó el potencial degradativo a través de las cinéticas de producción de las enzimas celulolítica (endo-1,4-β- glucanasa y exo-1,4-β- glucanasa) y ligninolíticas (lacasa y peroxidasa) en fermentación sólido sumergido de salvado de trigo y de bagazo de caña de azúcar. Se analizó el crecimiento del cocultivo en placas. Se determinó el efecto del consorcio sobre la mineralización del carbono de la paja de trigo cruda y se evaluó el grado de degradación de la fibra por espectroscopía infrarroja (IR). Resultados. Ambas cepas mostraron alta producción celulolítica . Solo C. kusanoi L7 mostró actividad ligninolítica, con actividad lacasa máxima de 1400 U/L. No se encontró antagonismo entre las cepas y los resultados de mineralización del carbono y evaluación de sus productos finales mediante IR, indican la efectividad del consorcio para degradar la pared celular de forma más eficiente que cada una de las cepas de manera individual. Conclusiones. Se concluye que el consorcio microbiano C. kusanoi L7-T.pleuroticola presenta grandes potencialidades para emplearse en la modificación estructural de fuentes fibrosas destinadas a la alimentación animal

Potencialidades del consorcio microbiano Curvularia kusanoi -Trichoderma pleuroticola como pretratamiento biológico para la degradación de fuentes fibrosas

Objective. To evaluate the potentiality of the microbial consortium Curvularia kusanoi L7- Trichoderma pleuroticola as biological pretreatment of high fiber sources destined for animal production. Materials and methods. The Strains used where Curvularia kusanoi L7 and Trichoderma pleuroticola. The degradative potential was evaluated through the production kinetics of cellulolytic (endo-1,4-β-glucanase and exo-1,4-β-glucanase) and ligninolytics enzymes (laccase and peroxidase) in solid submerged fermentation of bran wheat and sugarcane bagasse. The growth of the co culture in plates was analyzed. The effect of the consortium on the carbon mineralization of raw wheat straw was determined and the degree of fiber degradation was evaluated by infrared spectroscopy (IR). Resulted. Both strains showed high cellulolytic production. Only C. kusanoi L7 showed ligninolytic activity, with a maximum laccase activity of 1400 U / L. No antagonism was found between the strains and the results of carbon mineralization and evaluation of their final products by IR indicate the effectiveness of the consortium to degrade the cell wall more efficiently than each of the strains individually. Conclusions. It is concluded that the microbial consortium C. kusanoi L7-T. pleuroticola has great potential for structural modification of fibrous sources destined for animal feeding.Objetivo. Evaluar la potencialidad del consorcio microbiano Curvularia kusanoi L7- Trichoderma pleuroticola como método biológico de pretratamiento de alimentos altos en fibra destinados a la producción animal. Materiales y métodos. Se utilizaron las cepas Curvularia kusanoi L7 y Trichoderma pleuroticola. Se evaluó el potencial degradativo a través de las cinéticas de producción de las enzimas celulolítica (endo-1,4-β- glucanasa y exo-1,4-β- glucanasa) y ligninolíticas (lacasa y peroxidasa) en fermentación sólido sumergido de salvado de trigo y de bagazo de caña de azúcar. Se analizó el crecimiento del cocultivo en placas. Se determinó el efecto del consorcio sobre la mineralización del carbono de la paja de trigo cruda y se evaluó el grado de degradación de la fibra por espectroscopía infrarroja (IR). Resultados. Ambas cepas mostraron alta producción celulolítica . Solo C. kusanoi L7 mostró actividad ligninolítica, con actividad lacasa máxima de 1400 U/L. No se encontró antagonismo entre las cepas y los resultados de mineralización del carbono y evaluación de sus productos finales mediante IR,  indican la efectividad del consorcio para degradar la pared celular de forma más eficiente que cada una de las cepas de manera individual. Conclusiones. Se concluye que el consorcio microbiano C. kusanoi L7-T.pleuroticola presenta grandes potencialidades para emplearse en la modificación estructural de fuentes fibrosas destinadas a la alimentación animal