Revisión bibliográfica

 

Aceites esenciales modificadores de perfiles de fermentación ruminal y mitigación de metano en rumiantes. Revisión*

 

Ruminal fermentation modification and methanogenesis mitigation by essential oils from plants. Review

 

Laura Alicia Polin Raygoza^a, Alberto Muro Reyes^a,b, Luis Humberto Díaz García^a

 

^a Universidad Autónoma de Zacatecas, Unidad Académica de Medicina Veterinaria y Zootecnia. Carretera Panamericana Zacatecas-Fresnillo, Km. 31.5 Calera de Víctor Rosales, Zacatecas, 98500, México. Tel. (53)4789851255, Fax. (52)4789850202. amurey@hotmail.com. Correspondencia al segundo autor.

^b University of Veterinary Medicine, Institute of Animal Nutrition, Vienna, Austria.

 

Recibido el 17 de febrero de 2012.
Aceptado el 18 de agosto de 2012.

 

Resumen

Debido a la preocupación mundial que se tiene sobre el calentamiento global por la producción de gases de efecto invernadero y el impacto que tiene el metano producido por el sector agropecuario, se han usado antibióticos como mitigantes de la producción de metano; sin embargo estos han sido prohibidos en Europa desde enero de 2006 y se espera que en los próximos años sea impedido en otros continentes. Esta prohibición generó la investigación de compuestos alternativos sintéticos o naturales con capacidad antimicrobiana que no generen resistencia en los microorganismos pero que ejerzan efectos similares a los antibióticos. Se han evaluado nitrocomponentes, taninos, saponinas, y recientemente otros componentes secundarios de las plantas como los aceites esenciales (AE). Existe una gran cantidad de AE sin embargo; sólo han sido evaluados en promedio 70 de estos, y sus componentes activos, a los que se les atribuye la modificación de la fermentación ruminal o mitigante de metano. La mayoría de los trabajos que mencionan efectos en la fermentación ruminal y mitigación del metano se han realizado in vitro, en algunos casos con resultados importantes, y recientemente se han comenzado a generar datos de investigaciones in vivo con la inclusión de la evaluación de parámetros productivos y de salud animal. El presente tiene como objetivos principales mostrar y discutir los resultados y avances de las investigaciones referentes a AE in vitro e in vivo, en referencia a la inclusión de estos y las respuestas sobre los principales parámetros de fermentación ruminal, mitigación de la producción de metano en el rumen, así como también el rumbo que debieran seguir futuras investigaciones.

Palabras clave: Aceites esenciales, Metano, Rumiantes.

 

Abstract

Methane production in ruminant livestock systems has been controlled traditionally through antibiotic use. However, these have been banned in Europe since 2006 and will soon be banned on other continents. In response, research has focused on identifying synthetic and natural compounds with antimicrobial properties that do not foster microorganism resistance. Plant secondary components such as essential oils are receiving increasing attention. To date, only 70 essential oils and their main active principles have been tested to determine their effect on ruminal fermentation modification and/or methane mitigation. Most studies addressing these phenomena have been in vitro, and some report significant modification and/or mitigation action. In vivo studies including productive parameters have only recently been carried out. An overview is done of in vitro and in vivo research into the effects of essential oils on the main parameters of ruminal fermentation, methane mitigation, production performance and immune condition, and suggestions made for future research.

Key words: Essential oils, Methane, Ruminants.

 

INTRODUCCIÓN

La combustión de los energéticos ha incrementado aceleradamente la producción de gases con efecto invernadero, sobre todo en las últimas décadas. En conjunto el sector pecuario con sistemas de producción de leche o carne de rumiantes principalmente, contribuye al calentamiento global con las emisiones de metano a la atmosfera. De acuerdo a la FAO, la ganadería contribuye con hasta ~37 % del total de las emisiones antropogénicas de metano (CH₄), en su mayoría provenientes de la fermentación entérica de los rumiantes⁽¹⁾. Otro factor importante es que las emisiones entéricas de metano representan pérdidas de energía entre 2 al 12 % de la ingesta de energía bruta en los rumiantes, dependiente del nivel del consumo de alimento y tipo o composición de la dieta^(2,3,4). Se ha mencionado que una disminución de metano del 25 % en los rumiantes, puede resultar en incrementos de 1 L de leche al día en vacas altas productoras, y de 75 g/ d de incremento de peso en bovinos productores de carne⁽⁵⁾.

Los aditivos químicos usados para disminuir la producción de metano en rumiantes han sido principalmente antibióticos, los cuales además armonizan la fermentación ruminal, mejoraran el consumo y eficiencia alimenticia, maximizan el crecimiento corporal, e incrementan la producción de leche y carne, pero el uso de estos ya no es permitido en Europa desde enero de 2006⁽⁶⁾. A consecuencia de esto se intensifican las investigaciones sobre el uso de agentes antimicrobianos de origen sintético o natural como promotores del crecimiento; ejemplo de estos son los compuestos o componentes metabólicos secundarios de las plantas.

Existen algunas plantas que generalmente no son consumidas por el ganado, y que contienen compuestos bio-activos como los AE (aceites esenciales) entre otros, que poseen propiedades antimicrobianas y pueden ser incluidos en la alimentación animal con el objetivo de mejorar la utilización de los alimentos y la salud animal⁽⁷⁾. Los extractos de algunas plantas posen propiedades antimicrobianas contra gran variedad de microorganismos como protozoarios, bacterias, hongos y virus^(8,9,10). Algunos estudios han evaluado el uso de los AE y su efecto en la mitigación de la producción de metano, pero en estos también se ha observado atenuación de los ácidos grasoso volátiles (AGV) totales. Ejemplos de AE utilizados con este propósito son aceites de timol, orégano, canela, ajo, rábano, entre muchos más; estos mencionados han demostrado reducir la producción de metano in vitro. En algunos casos la inhibición de metano se logró con dosis elevadas(>300 mg/L de cultivo ruminal), y en otros se disminuyó por la baja producción de AGV o cambio en la proporción de estos mismos, o la disminución en la digestión del alimento. El objetivo del presente trabajo fue concentrar y examinar la producción científica relacionada con AE, dosis de inclusión, y el efecto sobre los parámetros de fermentación ruminal en estudios in vitro e in vivo.

 

DEFINICIÓN Y FUNCIÓN DE LOS ACEITES ESENCIALES

Los AE son componentes secundarios de las plantas, generalmente de naturaleza volátil^(9,11,12). El término esencial deriva de la palabra "esencia", lo cual significa que se puede oler o degustar⁽¹⁰⁾. Se caracterizan de acuerdo a sus multitudes composiciones químicas, naturaleza y propiedades bio-activas. La concentración y tipo de AE en las plantas varía por especie y segmento de la planta principalmente, pero también se han reportado diferencias dependientes de la región geográfica y estación de cosecha^(13-17). La función principal de los AE es brindarle a la planta protección contra agentes estresantes abióticos y bióticos, y en algunas ocasiones atraer a otros organismos para favorecer la polinización y dispersión de sus semillas⁽¹⁸⁾.

CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DE LOS ACEITES ESENCIALES

Los principios activos que se encuentran en los AE se clasifican dentro de dos grupos químicos; terpenoides (monoterpenoides y sesquiterpenoides) y fenilpropanoides. Estos dos grupos se originan de diferentes precursores del metabolismo primario y son sintetizados por vías metabólicas diferentes en las plantas. Los terpenoides son el grupo más numeroso y diversificado, se han descrito aproximadamente 15,000⁽¹²⁾. Se denominan así porque derivan de una estructura básica de cinco carbonos (C₅H₈), comúnmente denominada unidad isopreno. Los fenilpropanoides son menos comunes, pero algunas plantas los contienen en cantidades altas, poseen cadenas de tres carbonos ligados a anillos aromáticos de seis carbonos y derivan en su mayoría de la fenilalanina (aminoácido aromático) sintetizado por la vía metabólica de Shikimato, la cual es sólo funcional en microorganismos y plantas⁽¹⁹⁾. Aunque se ha investigado bastante a los AE en diversas plantas, aún no se ha indagado con precisión en lo referente a cómo el estrés induce en las plantas su producción, o cambios en la composición y concentración de estos^(20,21,22).

Los isoprenos (C₅) son los más comúnmente presentes en las plantas; isopentenil difosfato y dimetilamina difosfato, básicamente constituidos por terpenos y pertenecen al grupo de los terpenoides⁽²³⁾. Ejemplo de isoprenos son el limoneno, timol, carvacrol, linalol, carvon. Aunque los terpenos y fenil-propenos dominan en los AE, el aceite de ajo en particular contiene gran cantidad de órgano-sulfuros, como el dialil disulfuro y el dialil trisulfuro originados de la glutamil-cisteína^(24-27). En la mayoría de los casos los AE están compuestos por un principio activo dominante y en menor cantidad los otros de características semejantes, como ejemplo el aceite de ajo en el que predomina el dialil disulfuro y cantidades menores de alicina, entre otros(13,23).

PRINCIPALES PROPIEDADES BIOLÓGICAS

Los extractos de las plantas que contienen los llamados componentes secundarios de las plantas han sido tradicionalmente usados en la salud humana⁽²⁸⁾. Los efectos positivos en la salud son en enfermedades cardiovasculares, algunos tumores, procesos inflamatorios, y en general en enfermedades donde la proliferación de radicales libres representan un grave peligro^(29-33), aunque la acción más importante de estos compuestos es la antiséptica, conocida desde la antigüedad^(34,35).

MECANISMOS DE ACCIÓN ANTIMICROBIANA

Los terpenoides y fenil-terpenoides ejercen su acción contra las bacterias Gram + principalmente, mediante interacciones con las membranas celulares de éstas^(15,35,36). Se acumulan en la doble capa lipídica de la bacteria, y ocupan espacios entre las cadenas de los ácidos grasos, por lo que causan de esta manera cambios morfológicos en la estructura de la membrana, y como resultado fluidificación y expansión^(36,37,38). La pérdida en la estabilidad de la membrana da como resultado fugas o pérdidas de iones, lo que causa un decreciente gradiente iónico transmembranal, y aunque la bacteria puede contrarrestar estos efectos, el costo energético es elevado y provoca al final un crecimiento lento o su muerte^(36,38,39). Otros efectos antimicrobianos son la capacidad para coagular algunos componentes de la membrana que se cree son mediante procesos de desnaturalización de proteínas y actividad en enzimas principalmente^(40,41,42). Ejemplo de esto, es la alicina, que se ha demostrado que interactúa con proteínas y aminoácidos que contienen grupos sulfhídricos (-SH), mecanismo asociado a el diallil-sulfuro que contiene la alicina^(43,44).

Se ha observado también que los mecanismos de acción de los AE son más efectivos en bacterias Gram+, en las cuales actúan directamente con los componentes hidrofóbicos de la membrana celular, aunque esto puede variar dependiendo del principio activo presente en el AE y el tamaño de éste^(45-48). Algunos AE tienen actividad en contra de bacterias Gram-y Gram+, hongos, parásitos y virus, dependiendo esto del perfil de componentes activos o su actividad sinérgica^(49-52).

EFECTO DE LOS AE EN LA POBLACIÓN MICROBIANA RUMINAL

Bacterias ruminales. Se ha reportado que los AE inhiben a las bacterias productoras de nitrógeno amoniacal, decreciendo así la desanimación de los aminoácidos principalmente en dietas que contienen cantidades no muy altas de proteína^(53,54,55). También se ha observado que el número total de bacterias viables no es afectado, es decir cambian solamente las proporciones de grupos bacterianos, pero en estudios in vitro donde se han incluido dosis altas, como por ejemplo 400 microg/ml de timol en comparación con las comúnmente reportadas en la literatura, sí provocan descenso en el número total de microorganismos^(56,57).

Protozoarios ruminales. En experimentos realizados con ovinos y ganado productor de leche a los que se les incluyó en la ración alimenticia diaria una mezcla de AE a dosis de 110 y 750 mg/d respectivamente, no se observaron cambios en la población de protozoarios^(58,59). Tampoco se han encontrado efectos sobre los protozoarios ciliados en vacas productoras de leche utilizadas donadoras de líquido ruminal cuando se administra cinemaldehido con dosis de 500 mg/L de fluido ruminal⁽⁶⁰⁾. El extracto de hinojo tampoco modificó la población de protozoarios⁽⁶¹⁾. Otros no observaron cambios en la población de protozoarios cuando se suministró aceite de rábano encapsulado a razón de 20 g/kg de MS, o aceite de rábano en dosis de 1 g/d en novillos castrados de la raza Holstein de entre 6 y 7 meses de edad, así como tampoco cuando se suministró 1 g/kg MS a vacas productoras de leche^(53,62). A diferencia de lo anterior otros autores han reportado que la alimentación con 200 g/kg de MS de menta (Mentha piperita) de novillos Holstein decrece el número total de protozoarios y el número de Entodiniun, Isotricha y Diplodinium. También se ha observado que el aceite de clavo decrece en número total de protozoarios, afectando a los pequeños Entodinium y Holotrichos, pero no a los Entodinium de mayor tamaño⁽⁶¹⁾. Otros estudios observaron que el cinemaldehido a dosis de 0.4 a 1.6 g/d en novillos productores de carne no afecta el total de protozoarios pero sí a los Isotrica, Dasitrica y Entodinium⁽⁶³⁾. La inclusión de extracto de anís en novillos con dosis de 2 g/d decrece el número de Holotrichos y Entodiniomorfos⁽⁶²⁾. Se ha reportado que el uso de menta, 200 g/d en bovinos productores de leche ha logrado decrecer el total de protozoarios⁽⁶⁴⁾. En contraste la inclusión de 1 g/d de anetol en 2 g de extracto de anís a novillos productores de carne, mostró disminución en el conteo de Holotrichos y Entodiniomorfos, sin embargo eso puede ser un efecto indirecto de alteración en la degradabilidad de nutrientes⁽⁶⁵⁾.

AE Y FERMENTACIÓN RUMINAL

Ácidos grasos volátiles. Algunas de los investigadores reportan una pequeña disminución en la concentración total de AGV^(61,66,67); otros mencionan disminuciones significativas especialmente cuando se emplean concentraciones altas de aceites esenciales^(68,69). Sólo unos cuantos estudios mencionan ligeros aumentos en la concentración total de AGV con inclusión de cinemaldehido en dosis de 200 mg/k de MS⁽⁷⁰⁾, y en dosis de 250 mg/kg de MS de aceite de orégano⁽⁷¹⁾. También se ha reportado que el uso de mezclas de AE (timol, limoneno y guayacol) en dosis de 1.5 ml/L (in vitro), incrementan los AGV totales⁽⁷²⁾. La respuesta a la inclusión de los aceites esenciales sobre la concentración total de AGV depende del tipo de dieta o substrato, en dosis de 75 mg/d por vaca de una mezcla de aceites esenciales en vacas lecheras alimentadas con ensilado de alfalfa no hubo disminución de los AGV, pero si cuando se alimentaron con ensilado de maíz, lo cual puede deberse a las diferentes características nutrimentales de los forrajes utilizados⁽⁵⁸⁾.

Se reporta que la relación de acetato-propionato incrementa^(68,73,74), aunque en otros estudios no se han encontrado diferencias^(69,71). Algunos AE tienen impacto en la producción de AGV cuando el pH es bajo, sugiriendo que el estatus de las moléculas de los aceites esenciales disociados o no disociados depende del pH, esto debido a que a un pH ligeramente ácido los AE se encuentran en un estado no disociado y por lo tanto en forma hidrofobica, lo cual les permite interactuar de forma más fácil con las membranas microbianas y por tanto modificar la población ruminal y la proporción y producción de AGV⁽⁷⁵⁾. Al igual que en otros parámetros de fermentación ruminal, el perfil de los principios activos que contenga el AE influye en la cantidad y proporción de los AGV⁽⁷⁶⁾ Las modificaciones en el total y proporción de los AGV impacta sobre los perfiles de producción de metano, sobre todo si reduce la proporción de acetato y se incrementa la de propionato, por lo tanto cambios en estos repercutirán positiva o negativamente en la producción de metano. En los Cuadros 1, 2 y 3 se muestran los resultados de algunas investigaciones in vivo en las que se han evaluado la inclusión de diferentes AE, las dosis, sobre la respuesta en la producción de AGV totales en diferentes especies rumiantes.

Nitrógeno amoniacal. Como ya se ha mencionado, algunos AE inhiben a las bacterias generadoras de nitrógeno, por tanto la desaminación de las proteínas decrece, y se ha reportado hasta un 25 % en la reducción de estas bacterias cuando se utilizó aceite de orégano de entre 30 y 300 mg/L^(58,75). Es así como decrece la concentración de nitrógeno amoniacal en el rumen con el uso de AE, y puede favorece un flujo mayor de las proteínas al intestino delgado⁽⁷⁷⁾. Aunque este tipo de bacterias representa sólo el 1 % del total de la población bacteriana en el rumen, poseen una actividad alta de desaminación^(54,88). En otros estudios in vitro el nitrógeno amoniacal también decreció con aceite de canela de 15.6 a 7.8 mg/dL con dosis de aceite de 0.3 a 3,000 mg/L⁽⁷⁹⁾.

Sin embargo los resultados no fueron los mismos en estudios in vitro con anetol a 3 g/L, carvacrol y carvone a 300 mg/L⁽⁷⁹⁾. El guaiacol con concentraciones de 5 a 5,000 mg/L baja la concentración de nitrógeno amoniacal hasta un 31.4 a 16.6 % respectivamente, en relación con el testigo, mientras que el limoneno y timol con dosis de 50 mg/L, y la vainillina y eugenol con dosis 500 mg/L no mostraron efectos en la concentración de nitrógeno amoniacal⁽⁸⁰⁾. Ya se ha mencionado que los efectos sobre las bacterias productoras de nitrógenos son dependientes del tipo y cantidad de proteína en la dieta⁽⁷⁷⁾.

PERFILES DE PRODUCCIÓN DE METANO

Los resultados en los que se ha evaluado la mitigación del metano como objetivo de la inclusión en las dietas de aceites esenciales son pocos e inconsistentes, y en algunos casos sólo se ha estimado la producción de metano en el rumen en base a la relación que tiene éste con el descenso en la producción total de AGV y la relación de acetato-propionato⁽⁸¹⁾.

Se ha observado que el timol, mayor componente derivado del Thymus v. y Origanum v., a dosis de 400 mg/L inhibe consistentemente el metano in vitro, pero las concentraciones de acetato y propionato también decrecen⁽⁵⁶⁾. En otros trabajos in vitro también con timol a dosis de 900 mg/L, observaron una mitigación en la producción del metano hasta un 99 % en relación con el tratamiento testigo⁽⁷⁰⁾. También se han reportado disminución en la producción de metano con el anetol en dosis de 20 mg/L⁽⁶⁶⁾. Otros AE que disminuyen la metanogenesis son el AE de vallas de enebro y el de canela en dosis de 20 y 250 mg/L respectivamente⁽⁸²⁾, y aceite de menta con dosis de hasta 0.3, 1 y 2 ml/L de medio de cultivo ruminal^(74,83).

El principal componente activo del aceite de canela es el cinemaldehido, el cual a dosis de 660 mg/L disminuye la producción de metano hasta en un 94 %⁽⁶⁸⁾. Los extractos de hinojo y clavo también inhiben la producción de metano in vitro⁽⁶¹). El aceite de eucalipto inhibe la producción de metano en un 58 % con dosis de 1.66 mL/L⁽⁶⁹⁾, 90.3 % a 2 ml/L⁽⁸⁴⁾, y 70 % a 330 mg/L el aceite α-ciclodextrina-eucalipto⁽⁸⁴⁾. Son varios los componentes identificados en el aceite de eucalipto⁽⁸⁵⁾, sin embargo el componente del aceite de eucalipto que más disminuye la producción de metano in vitro es el p-cimeno⁽⁸²⁾.

Estudios realizados con bovinos productores de carne en los que se usó una mezcla comercial de aceites esenciales (timol. eugenol, vainillina y limoneno) a 1 g/d, durante 25 días, no encontraron diferencias en la producción de metano en comparación con el tratamiento control⁽⁵⁾, y tampoco se encontraron diferencias en estudios con aceite de pino a dosis de 8 mg/L⁽⁸⁶⁾. En otros estudios se ha observado que la dosis de 25 mg/d de mezcla de aceite esencial de orégano en ovinos durante 15 días disminuye la producción de metano; también en estudios realizados con diferentes aceites esenciales y diferentes dosis de estos, así como con Anethum graveolens (32 % limoneno) decrece linealmente la producción de metano⁽⁸⁷⁾. En los Cuadros 1, 2 y 3 se muestran los resultados de las investigaciones en las que se han evaluado in vivo la inclusión en las dietas con diferentes AE y dosis en diferentes especies rumiantes, sobre la respuesta en la producción de metano con una estimación de este a partir de los perfiles molares de AGV⁽⁸⁸⁾.

EFECTO EN EL COMPORTAMIENTO PRODUCTIVO DE RUMIANTES

Digestibilidad del alimento. Los efectos positivos de la inclusión de aceites esenciales sobre la digestibilidad del alimento se dan por dos razones principalmente; primero, se reducen la degradación de la proteína en el rumen al inhibir la proliferación de bacterias productoras de nitrógeno amoniacal o proteolíticas, y segundo, se reduce la degradación de almidones como respuesta a la inhibición de microorganismos amilolíticos, favoreciendo en cantidad el flujo de estos dos nutrientes al intestino⁽²²⁾.

En muchos de los estudios la digestibilidad del alimento no se modificó por AE ^(67,89,90). Sin embargo otros estudios muestran que dosis de 500 mg de aceite de orégano en ovinos repercute en una alta concentración de proteína a nivel ruminal, pero por otro lado se afectó la digestibilidad total de nutrientes⁽⁹¹⁾. Reportes in vivo en vacas lecheras con dosis de aceite esencial de enebro de 2 g/d, mostraron un aumento en la digestibilidad de la materia seca en un 13 % utilizando dietas con 40:60 forraje-concentrado; estos investigadores explican que el efecto puede ser debido a que se incrementó la digestibilidad de la proteína de manera significativa en un 11 %, pero también puede deberse a un ligero incremento de digestibilidad de otros nutrientes⁽⁸⁷⁾. Sin embargo dosis altas de aceites esenciales decrecen la digestibilidad de MS, atribuible esto a la disminución de la digestibilidad de la fibra a nivel ruminal^(5,63).

Metabolismo de proteína en el rumen. Se ha reportado que al suministrar aceites esenciales en la alimentación de rumiantes se disminuyen las concentraciones de N amoniacal en el rumen, y por lo tanto la excreciones urinarias y fecales de éste. En los primeros trabajos in vitro observaron una disminución en la producción de N con la adición de timol a dosis de 1 g/L, usando caseína como substrato y evaluando la acumulación de aminoácidos y concentración de nitrógeno amoniacal, en el medio ruminal in vitro, observándose también una disminución en la desaminación bacteriana⁽⁹²⁾. Otro estudio mostró resultados similares de inhibición en la desaminación y concentraciones de nitrógeno amoniacal⁽⁹³⁾. Más recientemente se observó una disminución de la desaminación de un 9 % con caseína hidrolizada incubada in vitro durante 48 h con liquido ruminal colectado de vacas alimentadas con ensilado de maíz como base, y con una dosis de 1 g/d de una mezcla comercial de AE⁽⁵³⁾. Otro estudio reportó una disminución de 24 % en la desaminación cuando se incubó in vitro caseína hidrolizada por 24 h con liquido ruminal obtenido de ovinos suplementados con una dosis de 110 mg/d de una mezcla de AE, deduciendo el efecto negativo de los AE sobre poblaciones selectivas de bacterias ruminales, principalmente⁽⁵⁸⁾. Se ha observado también una disminución en las bacterias generadoras de nitrógeno amoniacal (Clostridium sticklandii y Peptostreptococcus anaerobius) cuando se utilizan mezclas de AE⁽⁵³⁾. Sin embargo estudios in vivo no han encontrado cambios a favor en el flujo de nitrógeno al intestino en ovinos y vacas productoras de leche cuando se usan dosis de 110 mg y 2 g de mezcla de AE, respectivamente^(58,94).

Existen otros factores que se relacionan con el aprovechamiento de la proteína y que se han contemplado en los estudios con la inclusión de AE en dietas para rumiantes, como es el caso de los protozoarios ruminales que tienen actividad proteolítica y de desaminación⁽⁹⁵⁾. Por otra parte los protozoarios engullen bacterias ruminales en gran cantidad, y esto puede repercutir en lentificar el flujo de proteína microbiana al duodeno⁽⁹⁶⁾, pero no hay estudios sobre los efectos de los AE y la población protozoaria directamente.

Digestibilidad de FDN. Se observó una disminución en la actividad de las enzimas carboxilmetil-celulasa y xilasa, con extractos de clavo e hinojo en altas concentraciones⁽⁵⁹⁾. Cuando se evaluaron dialil disulfito, y lovastatina como inhibidores de metano in vivo en ovinos, con dosis de 4 y 80 mg/kg de MS, se observaron diferencias en la digestibilidad de la FDN, tendiendo a incrementarse con dialil disulfito en un 14 %⁽⁹⁷⁾. En otro estudio in vivo con ovinos se evaluó el efecto del aceite de ajo y su componente principal el dialil disufito en dosis de 2 y 5 g/kg de MS, encontrando mejoras en la digestibilidad de materia orgánica y FDN en un 5.63 y 17.64, respectivamente⁽⁹⁸⁾. Sin embargo con polvo de ajo y con aceite de ajo, en la alimentación de ovinos se encontró que la FDA y FDN fueron ligeramente afectadas negativamente en su digestibilidad con el polvo, no así con el aceite, a dosis de 75 y 100 g/kg de MS de polvo⁽⁹⁹⁾.

Consumo y ganancia de peso. Al igual que en muchos otros casos, la respuesta de la adición de AE en dietas para rumiantes sobre el consumo depende también del tipo de aceite esencial y la dosis. Varios estudios realizados con 0.75 y 2 g/d de mezcla de aceites esenciales^(59,100), 2 g/d de aceite de hinojo en vacas⁽⁸⁷⁾, 250 mg/d de aceite de orégano en ovinos⁽⁷¹⁾, y 43 o 430 mg/k de MS en cabras⁽⁶⁷⁾ no mostraron diferencias en el consumo. En otros estudios con altas dosis de cinemaldehido 500 mg/d en vacas productoras de leche⁽¹⁰¹⁾ mezcla de cinemaldehido 500 mg/d y eugenol 90 mg/d en bovinos productores de carne⁽⁶⁵⁾, se observó afectado el consumo de alimento, lo cual puede ser atribuido a la palatabilidad que adquieren los diferentes tipos de alimentos para el ganado cuando se les adicionan cantidades altas de AE. En contraste, la adición de aceite de pimiento de 1 mg/d en concentrado en ganado productor de carne estimuló el consumo y la fermentación ruminal⁽⁶⁵⁾. Otro estudio demostró claramente que el cinemaldehido tiene efecto positivo en el consumo de alimento en 10.3 % con dosis bajas de 400 mg/d, pero que dosis altas de 1.6 g/d el consumo se mantiene igual en comparación con el tratamiento control en novillos⁽¹⁰²⁾.

En estudios en los que se evaluó la ganancia diaria de peso en ovinos con inclusión en la dieta de hojas de orégano (144 o 280 mg/kg MS) no se observaron diferencias con respecto al tratamiento control⁽¹⁰³⁾; tampoco en estudios realizados con bovinos productores de carne, con dosis de 2 o 4 mg/d de una mezcla de aceites esenciales (timol, eugenol, vainillina y limoneno), ni en la media de ganancia diaria de peso con respecto al tratamiento control, pero se observó un efecto cuadrático sobre la conversión alimenticia con dosis de 2 g/kg MS⁽⁹⁴⁾. Otros estudios tampoco encontraron diferencias con la inclusión del AE sobre el promedio de ganancia diaria de peso⁽⁶⁶⁾. En los Cuadros 2 y 3 se muestran los resultados de las investigaciones en las que se han evaluado la inclusión de diferentes AE y dosis, en bovinos y ovinos, sobre el consumo y la ganancia promedio de de peso.

Producción y composición de la leche. Constan reportes en los que la adición de mezcla comerciales de AE (timol. eugenol, vanillina y limoneno) ha incrementado la producción en ganado lechero⁽¹⁰⁴⁾. También que la alimentación con una mezcla de AE conteniendo eugenol, extracto de geranio y aceite de cilantro, como el mayor componente este último y en una dosis de 500 mg por vaca por día incrementa el porcentaje de grasa en leche⁽⁹⁰⁾. Se ha reportado que la adición de 500 g de hojas de Origanum vulgare a las dietas de vacas también tiene efecto en el incremento de la grasa en leche⁽¹⁰⁵⁾. El incremento del porcentaje de grasa en leche puede deberse al cambio en la proporción de AGV, acetato o proporción de acetato-propionato, que pueden modificarse con la inclusión de AE^(73,74), o por el cambio de aporte energético y el mejoramiento de la condición corporal por la mejoría en la alimentación⁽⁹²⁾. Diferentes resultados reportaron que cuando se adicionó una mezcla de aceites esenciales (timol. eugenol, vanillina y limoneno) en el agua de bebida en una dosis de 16 mg/L, se incrementó la producción de leche y porcentaje de proteína, pero disminuyó el porcentaje de grasa⁽¹⁰⁶⁾. Otros estudios no han encontrado diferencias en la composición y producción de leche cuando se suministran mezclas de AE en la dieta^(78,107-110), ni con cinemaldehido a dosis de 1 g/d⁽¹¹¹⁾. En el Cuadro 1 se muestran los resultados de las investigaciones en las que se han evaluado la inclusión de diferentes AE y dosis, en bovinos productores de leche y su efecto sobre la producción de leche.

Estudios⁽¹⁰⁰⁾ con una alta concentración de mezcla de AE de 2 g/d incrementó la concentración de ácido linoleico en la grasa de la leche, lo cual se puede deber a la inhibición de la biohidrogenación de éste en el rumen. Otros estudios muestran cambios de ácidos grasos volátiles en el rumen, pero no en los perfiles de ácidos grasos en leche en vacas y cabras lecheras^(69,112). Algunos componentes de los AE suministrados en dietas para rumiantes pueden estar presentes en la leche o carne de estos^(113-115). Sin embargo, no se sabe hasta qué grado pueden enriquecer sus propiedades organolépticas y nutrimentales.

EFECTOS EN EL ESTADO INMUNOLÓGICO Y ALGUNOS METABOLITOS SANGUÍNEOS

Se han realizado estudios para evaluar también el estado inmunológico en vacas lecheras suplementadas con aceite de ajo y enebro, cuantificando los glóbulos blancos y la haptoglobulina, pero estos estudios no observaron diferencias⁽⁸⁾. Se ha evaluado el efecto de la suplementación en vacas lecheras con una mezcla de AE sobre algunos metabolitos en plasma como glucosa, ácidos grasos no esterificados (AGNE) y urea, sin encontrar tampoco diferencias significativas⁽¹⁰⁸⁾. En estudios con diferentes dosis de 144 y 288 mg de cinemaldehido por kilogramo de MS en ganado cárnico, tampoco se observaron diferencias en glóbulos blancos, amiloide A sérico o lipopolisacáridos del plasma, pero se observó numéricamente un descenso conforme aumenta la dosis de cinemaldehido en haptoglobulina⁽¹⁰³⁾, y con eugenol suplementando ganado cárnico con dosis de 400 a 1600 mg/d también se ha observado reducción de haptoglobulina⁽¹¹⁶⁾. Estudios en ovinos en los que se administró cinemaldehido, se encontraron diferencias en las concentraciones séricas de glicerol⁽⁶⁶⁾. También se han observado cambios cuadráticos en la concentración de AGNE y triglicéridos cuando se incrementa la dosis de cinemaldehido de 400 hasta 1,600 mg/d en bovinos cárnicos, pero no se observaron cambios en las concentraciones de glucosa o urea en el suero sanguíneo⁽⁶³⁾, es necesarios considerar la composición de la dieta y su efecto sinérgico con los AE. Cuando se evaluó el efecto de diferentes dosis de 100, 200 y 400 mg/kg de MS de cinemaldehido sobre algunos metabolitos sanguíneos en ovinos se reportó que solamente la urea en el plasma sanguíneo se incrementó con dosis de 200 mg/kg de MS, sin observar cambios en AGNE, colesterol o triglicéridos⁽¹¹⁷⁾.

 

DISCUSIÓN

En la última década se han realizado estudios con el objetivo de conocer y explotar los beneficios de la inclusión en las dietas para rumiantes de AE para mejorar la eficiencia en la producción. Algunos de los AE tienen efectos positivos sobre la fermentación ruminal, mitigación del metano, y digestibilidad de algunos nutrientes, sin embargo algunos otros aun deben de ser evaluados en cuanto a las dosis y los sistemas de alimentación apropiados para su uso.

Primeramente se debe de mencionar que muchas de las investigaciones en las que se ha observado una disminución en la producción de metano cuando se adiciona AE han sido realizadas in vitro, y se debe de tener cuidado en la interpretación de estos estudios pues en muchos de los casos no se obtienen los mismos resultados en condiciones in vivo. Aunque algunos AE inhiben a las bacterias generadoras de nitrógeno amoniacal en los experimentos in vitro, aún falta evaluar más detalladamente los efectos de estos sobre otros géneros o poblaciones bacterianas, y más puntualmente sobre los microorganismos metanógenos, precisando con esto el antibiograma de los AE. Hay que considerar también que bajo condiciones in vitro las poblaciones de microorganismos son menores a las normalmente encontradas en el rumen, donde además éstas cuentan con un máximo de confort de sobrevivencia⁽¹¹⁸⁾. En condiciones in vitro las dosis son en mg/L, éstas deben de ser expresadas preferentemente en mg/g de MS incubada, pues también hay variaciones de las condiciones in vitro con la cantidad de materia seca que se experimenta en relación con la cantidad del medio de cultivo^(119,112). Se debe considerar también en condiciones in vitro los tiempos de evaluación, que generalmente son cortos y en muchos de los casos no se logra observar un posible efecto de adaptación o resistencia de los microorganismos a los AE^{(120,121,122)}. Se deben de corroborar los datos in vitro con los in vivo.

Existen plantas en cada región que deben de ser consideradas para la evaluación de otras fuentes de este tipo de componentes secundarios, que pudieran ser nuevos y ofrecer mejores resultados. Considerar también que la concentración del principio activo en los AE puede variar dependiendo de la planta, variedad, época del año y condiciones de cultivo, y por ende se deben realizar análisis de los perfiles de AE en los extractos o plantas a evaluar, así como considerar mejor el proceso de extracción^(10,123), de igual manera considerar el perfil de AE que contenga el aceite, así como evaluaciones para determinar el principal principio activo modificador de la fermentación ruminal o el sinergismos entre estos. Con respecto a esto también es necesario que se reporte la dosis del principio activo al que se atribuye el afecto mitigante de metano o modificador de los perfiles de fermentación ruminal, y estandarizar las dosis de mg/kg de MS en trabajos in vivo pues el consumo varía por día por animal⁽⁵⁾.

Con respecto al metano, en algunas investigaciones se han realizado mediciones pero bajo condiciones in vitro; en otros no se ha cuantificado éste, por lo cual aún es poca la producción científica para aseverar que los AE mitigan la producción de metano; aunado a esto, las investigaciones in vivo sobre los efectos de mitigación de la producción de metano son menores, puesto que en estos casos son laboriosas y costosas. Sin embargo se pueden realizar estimaciones por medio de ecuaciones en base a los perfiles de producción de AGV⁽⁸⁸⁾.

Tampoco existe suficiente información de los efectos sobre algunos patógenos, aunque existen investigaciones realizadas sobre algunos parásitos, habría que considerar estudios que incluyan los factores nutrición y parásito^(123,124). De igual manera los efectos antimicrobianos en todo el tracto gastrointestinal^(125-127).

No se tiene aun suficiente información sobre los procesos de biohidrogenación a los que se pueden someter estos AE en el rumen, o la influencia de la adición de estos sobre la biohidrogenacion de ácidos grasos en el rumen. Aunque se han realizado estudios evaluando las propiedades químicas de la leche y la presencia de estos AE en la leche⁽¹²⁸⁾ y carne, no hay suficiente evidencia del efecto residual de estos en la leche o productos cárnicos, y si éste pudiera tener beneficios sobre las propiedades químico físicas y sobre la vida de anaquel de los productos, o en la salud del consumidor.

Aunque no menos importante, un factor más a considerar es el costo/beneficio del uso de estos nuevos productos, pues en muchos de los casos, la extracción y las concentraciones en que estos se encuentran resultan en un costo elevado. Además en algunos casos la concentración de AE en las que se observa disminución de la metanogénesis ha sido con dosis altas in vitro, e in vivo implicaría concentraciones altas también y posiblemente costos elevados de producción con el uso del producto, así como cambios en la palatabilidad del alimento; no obstante, una opción en algunos casos sería la fabricación de dispositivos con AE de liberación controlada en el rumen. Aunque existe gran variedad de estudios aún son poco concluyentes debido a que las dosis del AE son muy diversas, el perfil de los principios activos modificadores de la fermentación ruminal de los AE también es variable en cada uno de ellos, y otro aspecto bastante importante es la respuesta que se obtiene según las características de la dieta con la que se realizan las evaluaciones⁽¹²⁹⁾.

 

LITERATURA CITADA

1. Steinfeld H, Gerber P, Wassenaar T, Castel V, Rosales M, De Haan C. Livestock's Long Shadow: Environmental issues and options. FAO 2006; Rome, Italy.         [ Links ]

2. Johnson KA, Johnson DE. Methane emissions from cattle. J Anim Sci 1995;(73):2483-2492.         [ Links ]

3. Boadi D, Benchaar C, Chiquette J, Masse D. Mitigation strategies to reduce enteric methane emissions from dairy cows: update review. Can J Anim Sci 2004;(84):319-335.         [ Links ]

4. Nevel CJ, and Demeyer DL. Control of rumen methanogenesis. Environ Monitor Assess 1996;(42):73-79.         [ Links ]

5. Beauchemin KA, McGinn SM, McAllister TA. Dietary mitigation of enteric methane from cattle. CAB Rev. Perspect Agric Vet Sci Nutr Nat Resour 2009;4:1-18.         [ Links ]

6. OJEU Regulation (EC) No 1831/2003 of the European Parliament and the Council of 22 September 2003 on additives for use in animal nutrition. Official J Eur Union 2003; Page:L268/36 in OJEU of 10/18/2003. Brussels, Belgium.         [ Links ]

7. Cowan MM. Plant products as antimicrobial agents. Clin Microbiol Rev 1999;(12):564-582.         [ Links ]

8. Chao SC, Young DG. Screening for inhibitory activity of essential oils on selected bacteria, fungi and viruses. J Essent Oil Res 2000;(12):639-649.         [ Links ]

9. Greathead H. Plant and plant extract for improving animal productivity. P Nutr Soc 2003;(62):279-290.         [ Links ]

10. Burt S. Essential oils: their antibacterial properties and potential applications in foods—A review. Int J Food Microbiol 2004;(94)223-253.         [ Links ]

11. Simon JE, Essential oils and culinary herbs. In: Janick J, Simon JE, editors. Advances in new crops. Portland, Oregon: Timber Press; 1990:472-483.         [ Links ]

12. Gershenzon J, Croteau R. Terpenoids in herbivores: Their Interactions with secondary plant metabolites. Rosenthal GA, Berenbaum MR editors. San Diego, CA: Academic Press; 1991;(1):165-219.         [ Links ]

13. Vokou D, Kokkini S, Bessiere JM. Geographic variation of Greek oregano (Origanum vulgare ssp. hirtum) essential oils. Biosc Biotech Bioch 1993;(21):287-295.         [ Links ]

14. Cosentino S, Tuberoso CIG, Pisano B, Satta M, Mascia V, Arzedi E, et al. In vitro antimicrobial activity and chemical composition of Sardinian thymus essential oil. Lett Appl Microbiol 1999;(29):130-135.         [ Links ]

15. Dorman HJD, Deans SG. Antimicrobial agents from plants: antibacterial activity of plant volatile oils. J Appl Microbiol 2000;(88):308-316.         [ Links ]

16. Delaquis RJ, Stanich K, Girard B, Massa G. Antimicrobial activity of individual and mixed fractions of dill, cilantro, coriander and eucalyptus essential oils. Int J Food Microbiol 2002;(74):101-109.         [ Links ]

17. Martinez S, Madrid J, Hernandez F, Megias MD, Sotomayor JA, Jordan MJ. Effect of thyme essential oils (Thymus hyemalis and Thymus zygis) and monensin on in vitro ruminal degradation and volatile fatty acid production. J Agric Food Chem 2006;(54):6598-6602.         [ Links ]

18. Wink M, Schimmer O. Modes of action of defensive secondary metabolites. In: Wink M editor. Functions of plant secondary metabolites and their exploitation in biotechnology. Sheffield UK: Sheffield Academic Press; 1999;17-112.         [ Links ]

19. Sangwan NS, Farooqi AHA, Shabih F, and Sangwan RS. Regulation of essential oil production in plants. J Plant Growth Regul 2001;(34):3-21.         [ Links ]

20. McNaughton SJ, Tarrants JL, McNaughton MM, Davis RH. Silica as a defense against herbivory and a growth promotor in African grasses. Ecology 1985;(66)528-535.         [ Links ]

21. Marriott BM. Functional foods: an ecologic perspective. Am J Clin Nutr 2000;(71):1728S-1734S.         [ Links ]

22. Hart KJ, Yanez-Ruiz DR, Duvel SM, McEwan NR, Newbold. Plant extracts to manipulate rumen fermentation. Anim Feed Sci Tech 2008;(147):8-35.         [ Links ]

23. Dewick PM. Medicinal natural products: A biosynthetic approach. 2nd ed. Chichester, UK: John Wiley and Sons Ltd; 2002.         [ Links ]

24. Amagase H, Petesch BL, Matsuura H, Kasuga S, Itakura Y. Intake of garlic and its bioactive components. J Nutr 2001;(31):955S-962S.         [ Links ]

25. Amagase H. Clarifying the real bioactive constituents of garlic. J Nutr 2006;(136):716S-725S.         [ Links ]

26. Jones MG, Hughes J, Tregova A, Milne J, Tomsett AB, Collin, HA. Biosynthesis of the flavour precursors of onion and garlic. J Exp Bot 2004;(55):1903-1918.         [ Links ]

27. Corzo-Martinez M, Corzo N, Villamiel M. Biological properties of onions and garlic. Trends Food Sci Tech 2007;(18):609-625.         [ Links ]

28. Bode H, Müller R. Possibility of bacterial recruitment of plant genes associated with the biosynthesis of secondary metabolites. Plant Physiol 2003;(132):1153-1161.         [ Links ]

29. Harborne JB, Williams CA. Advances in flavonoid research since 1992. Phytochemistry 2000;(55):481-504.         [ Links ]

30. Reddy L, Odhav B, Bhoola KD. Natural products for cancer prevention: A global perspective. Pharmacol Therap 2003;(99):1-13.         [ Links ]

31. Trouillas P, Calliste CA, Allais DP, Simon A, Marfak A, Delage C, Duroux JL. Antioxidant, anti-inflammatory and antiproliferative properties of sixteen water plant extracts used in the Limousin countryside as herbal teas. Food Chem 2003;(80):399-407.         [ Links ]

32. Gutiérrez ME, García AF, Madariaga MA, Sagrista ML, Casado FJ, Mora M. Interaction of tocopherols and phenolic compounds with membrane lipid components: Evaluation of their antioxidant activity in a liposomal model system. Life Sci 2003;(72):2337-2360.         [ Links ]

33. Lee SE, Hwang HJ, Ha JS, Jeong HS, Kim JH. Screening of medicinal plant extracts for antioxidant activity. Life Sci 2003;(73):167-179.         [ Links ]

34. Hoffmann C, Evans CA. The use of spices as preservatives. J Ind Eng Chem 1911;(3)835-838.         [ Links ]

35. Davidson PM, Naidu AS. Phyto-phenols. In: Natural food antimicrobial systems. Naidu AS editor. Boca Raton, FL: CRC Press; 2000:265-293.         [ Links ]

36. Griffin SG, Wyllie SG, Markham JL, Leach DN. The role of structure and molecular properties of terpenoids in determining their antimicrobial activity. Flavour Frag J 1999;(14):322-332.         [ Links ]

37. Sikkema J, Bont JAM, Poolman B. Interactions of cyclic hydrocarbons with biological membranes. J Biol Chem 1994;(269):8022-8028.         [ Links ]

38. Ultee A, Kets EP, Smid EJ. Mechanisms of action of carvacrol on the food-borne pathogen Bacillus cereus. Appl Environ Microb 1999;(65):4606-4610.         [ Links ]

39. Cox SD, Mann CM, Markam JL. Interaction between components of the essential oil of Melaleuca alternifolia. J Appl Microbiol 2001;(91):492-497.         [ Links ]

40. Juven BJ, Kanner J, Schved F, and Weisslowicz H. Factors that interact with the antibacterial action of thyme essential oil and its active constituents. J Appl Bacteriol 1994;(76):626-631.         [ Links ]

41. Gustafson RH, Bowen RE. Antibiotic use in animal agriculture. J Appl Microbiol 1997;(83):531-541.         [ Links ]

42. Prescott LM, Harley JP, Klein DA. Control de microorganismos por agentes físicos y químicos. In. Microbiología. Madrid, Spain: McGraw-Hill-Interamericana de España 2004:145162.         [ Links ]

43. Münchberg U, Anwar A, Mecklenburg S, Jacob C. Polysulfides as biologically active ingredients of garlic. Org Biomol Chem 2007;(5):1505-1518.         [ Links ]

44. Fujisawa H, Watanabe K, Suma K, Origuchi K, Matsufuji H, Seki T, Ariga T. Antibacterial potential of garlic-derived allicin and its cancellation by sulfhydryl compounds. Biosci Biotech Bioch 2009;(73):1948-1955.         [ Links ]

45. Smith-Palmer A, Stewart J, Fyfe L. Antimicrobial properties of plant essential oils and essences against five important food-borne pathogens. Lett Appl Microbiol 1998;(26):118-122.         [ Links ]

46. Cimanga K, Kambu K, Tona L, Apers S, Bruyne T, Hermans N, Totte JL, Pieters, Vlietinck AJ. Correlation between chemical composition and antibacterial activity of essential oils of some aromatic medicinal plants growing in the Democratic Republic of Congo. J Ethnopharmacol 2002;(79):213-220.         [ Links ]

47. Helander IM, Alakomi H, Latva-Kala K, Mattila-Sandholm T, Pol I, Smid EJ, Gorris LGM, Wright A. Characteritzation of the action of selected essential oil components on gramnegative bacteria. J Agric Food Chem 1998;(46):3590-3595.         [ Links ]

48. Nikaido H. Prevention of drug access to bacterial targets: permeability barriers and active efflux. Science 1994;(264):382-388.         [ Links ]

49. Reuter HD, Koch JP, Lawson L. Therapeutic effects and applications of garlic and its preparations. In: Garlic: The science and therapeutic application of Allium sativum L. and related species. Koch HP. Lawson LD editors. Williams & Wilkins, Baltimore, MD. 1996.         [ Links ]

50. O'Gara EA, Hill DJ, Maslin DJ. Activities of garlic oil, garlic powder, and their diallyl constituents against Helicobacter pylori. Appl Environ Microbiol 2000;(66):2269-2273.         [ Links ]

51. Ross ZM, O'Gara EA, Hill DJ, Sleightholme HV, and Maslin DJ. Antimicrobial properties of garlic oil against human enteric bacteria: Evaluation of methodologies and comparisons with garlic oil sulfides and garlic powder. Appl Environ Microb 2001;(67):475-480.         [ Links ]

52. Busquet M, Calsamiglia S, Ferret A, Carro MD, Kamel C. Effect of garlic oil and four of its compounds on rumen microbial fermentation. J Dairy Sci 2005;(88):4393-4404.         [ Links ]

53. McIntosh FM, Williams P, Losa R, Wallace RJ, Beever DA, Newbold CJ. Effects of essential oils on ruminal microorganisms and their protein metabolism. Appl Environ Microb 2003;(69):5011-5014.         [ Links ]

54. Wallace RJ. Antimicrobial properties of plant secondary metabolites. Proc Nutr Soc 2004;(63):621-629.         [ Links ]

55. Patra AK, Saxena J. Dietary phytochemicals as rumen modifiers: a review of the effects on microbial populations. Anton Leeuwe Int J G 2009;(96):363-375.         [ Links ]

56. Evans D, Martin SA. Effects of thymol on ruminal microorganisms. Current Microbiol 2000;(41):336-340.         [ Links ]

57. McKay DL Blumberg JB. A review of the bioactivity and potential health benefits of chamomile tea (Matricaria recutita L.). Phytother Res 2006;(20)519-530.         [ Links ]

58. Newbold CJ, Mcintosh FM, Williams P, Losa R, Wallace RJ. Effects of a spesific blend of essential oil compounds on rumen fermentation. Anim Feed Sci Tech 2004;(114):105-112.         [ Links ]

59. Benchaar C, Chaves AV, Fraser GR, Yang Y, Beauchemin KA, McAllister TA. Effects of essential oils and their components on I n vitro rumen microbial fermentation. Can J Anim Sci 2007;(87):413-419.         [ Links ]

60. Fraser GR, Chaves AV, Wang Y, McAllister TA, Beauchemin KA, Benchaar C. Assessment of the effects of cinnamon leaf oil on rumen microbial fermentation using two continuous culture systems. J Dairy Sci 2007;(90):2315-2328.         [ Links ]

61. Patra AK, Kamra DN, Agarwal N. Effects of extracts of spices on rumen methanogenesis, enzyme activities, and fermentation of feeds in vitro. J Sci Food Agr 2010;(90):511-520.         [ Links ]

62. Mohammed N, Ajisaka N, Lila ZA, Mikuni K, Hara K, Kanda S, Itabashi H. Effect of Japanese horseradish oil on methane production and ruminal fermentation in vitro and in steers. J Anim Sci 2004;(82):1839-1846.         [ Links ]

63. Yang WZ, Ametaj BN, Benchaar C, Beauchemin KA. Dose response to cinnamaldehyde supplementation in growing beef heifers: Ruminal and intestinal digestion. J Anim Sci 2010;(88):680-688.         [ Links ]

64. Ando S, Nishida T, Ishida M, Hosoda K, Bayaru E. Effect of peppermint feeding on the digestibility, ruminal fermentation and protozoa. Livest Prod Sci 2003;(82):245-248.         [ Links ]

65. Cardozo PW, Calsamiglia S, Ferret A, Kamel C. Effects of alfalfa extract, anise, capsicum and a mixture of cinnamaldehyde and eugenol on ruminal fermentation and protein degradation in beef heifers fed a high-concentrate diet. J Anim Sci 2006;(84):2801-2808.         [ Links ]

66. Chaves AV, Stanford K, Gibson LL, McAllister TA, Benchaar C. Effects of carvacrol and cinnamaldehyde on intake, rumen fermentation, growth performance and carcass characteristics of growing lambs. Anim Feed Sci Tech 2008;(145):396-408.         [ Links ]

67. Malecky M, Broudiscou LP, Schmidely P. Effects of two levels of monoterpene blend on rumen fermentation, terpene and nutrient flows in the duodenum and milk production in dairy goats. Anim Feed Sci Tech 2009;(154):24-35.         [ Links ]

68. Macheboeuf D, Morgavi DP, Papon Y, Mousset JL, Arturo-Schaan M. Dose-response effects of essential oils on in vitro fermentation activity of the rumen microbial population. Anim Feed Sci Tech 2008;(145):335-350.         [ Links ]

69. Kumar R, Kamra DN, Agrawal N, Chaudhary LC. Effect of eucalyptus (Eucalyptus globules) oil on in vitro methanogenesis and fermentation of feed with buffalo rumen liquor. Anim Nutr Feed Tech 2009;(9):237-243.         [ Links ]

70. Chaves AV, Stanford K, Dugan MER, Gibson LL, McAllister TA, Van Herk F, Benchaar C. Effects of cinnamaldehyde, garlic and juniper berry essential oils on rumen fermentation, blood metabolites, growth performance and carcass characteristics of growing lambs. Livest Sci 2008;(117):215-224.         [ Links ]

71. Wang CJ, Wang SP, Zhou H. Influences of flavomycin, ropadiar and saponin on nutrient digestibility, rumen fermentation and methane emission from sheep. Anim Feed Sci Tech 2009;(148):157-166 .         [ Links ]

72. Castillejos L, Calsamiglia S, Ferret A. Los R. Effects of a specific blend of essential oil compounds and the type of diet on rumen microbial fermentation and nutrient flow from a continuous culture system. Anim Feed Sci Tech 2005;(119):29-41.         [ Links ]

73. Benchaar C, Petit HV, Berthiaume R, Ouellet DR, Chiquette J, Chouinard PV. Effects of essential oils on digestion, ruminal fermentation, ruminal microbial populations, milk production and milk composition in dairy cows fed alfalfa silage or corn silage. J Dairy Sci 2007;(90):886-897.         [ Links ]

74. Agarwal N, Shekhar RC, Kumar LC, Chaudhary, Kamra DN. 2009. Effect of peppermint (Mentha piperita) oil on in vitro methanogenesis and fermentation of feed with buffalo rumen liquor. Anim Feed Sci Tech 2009;(148):321-327.         [ Links ]

75. Cardozo PW, Calsamiglia S, Ferret A, Kamel C Screening for the effects of natural plant extracts at different pH on in vitro rumen microbial fermentation of a high concentrate diet for beef cattle. J Dairy Sci 2005;(83):2572-2579.         [ Links ]

76. Spanghero M, Zanfi C, Fabbro E, Scicutella N, Camellini C. Effects of a blend of essential oils on some end products of in vitro rumen fermentation. Anim Feed Sci Tech 2008;(145):364-374.         [ Links ]

77. Wallace RJ, McEwan NR, McIntosh FM, Teferedegne B, Newbold CJ. Natural products as manipulators of rumen fermentation. Asian-Aust. J Anim Sci 2002;(15):1458-1468.         [ Links ]

78. Russell JB, Strobel HJ, Chen G. Enrichment and isolation of a ruminal bacterium with a very high specific activity of ammonia production. Appl Environ Microb 1988;(54):872-877.         [ Links ]

79. Busquet M, Calsamiglia S, Ferret A, Kamel C. Plant extracts affect in vitro rumen microbial fermentation. J Dairy Sci 2006;(89):761-771.         [ Links ]

80. Castillejos L, Calsamiglia S, Ferret A, Effect of essential oils active compounds on rumen microbial fermentation and nutrient flow in in vitro systems. J Dairy Sci 2006;(89):2649-2658.         [ Links ]

81. Patra AK. Meta-analyses of effect of phytochemicals on digestibility and rumen fermentation characteristics associated with methanogenesis. Sci Agri 2010;(90):2700-2708.         [ Links ]

82. Chaves AV, He ML, Yang WZ, Hristov AN, McAllister TA, Benchaar C. Effects of essential oils on proteolytic, deaminative and methanogenic activities of mixed ruminal bacteria. Can J Anim Sci 2008;(89):97-104.         [ Links ]

83. Tatsouka N, Hara K, Mlkuni K, Hara K, Hashimoto H, ltabashi H. Effects of the essential oil cyclodextrin complexes on ruminal methane production in vitro. Anim Sci J 2008;(79):68-75.         [ Links ]

84. Sallam SMA, Bueno ICS, Brigide P, Godoy PB, Vitti DMSS, and Abdalla AL. Efficacy of eucalyptus oil on in vitro rumen fermentation and methane production. Options Mediterraneennes 2009;(85):267-272.         [ Links ]

85. Bhatti HQ, Iqbal Z, Chatha SAS, Bukhari LH. Variations in oil potential and chemical composition of Eucalyptus crebra among different districts of Punjab-Pakistan. Int J Agric Bioi 2007;(9):136-138.         [ Links ]

86. Soliva CR, Widmer S, and Kreuzer M. Ruminal fermentation of mixed diets supplemented with St. Johns Wort (Hypericum perforatum) flowers and pine (Pinus mugo) oil or mixtures containing these preparations. J Anim Feed Sci Tech 2008;(17):352-362.         [ Links ]

87. Yang WZ, Benchaar C, Ametaj BN, Chaves AV, He ML, McAllister TA. Effects of garlic and juniper berry essential oils on ruminal fermentation and on the site and extent of digestion in lactating cows. J Dairy Sci 2007;(90):5671-5681.         [ Links ]

88. Moss AR, Jouany J, Newbold J. Methane production by ruminants: its contribution to global warming. Ann Zoo 2000;(49):231-253.         [ Links ]

89. Meyer NF, Erickson GE, Klopfenstein TJ, Greenquist MA, Luebbe MK, Williams P, Engstrom MA. Effect of essential oils, tylosin and monensin on finishing steer performance, carcass characteristics, liver abscesses, ruminal fermentation and digestibility. J Anim Sci 2009;(87):2346-2354.         [ Links ]

90. Santos MB, Robinson PH, Williams P, Losa R. Effects of addition of an essential oil complex to the diet of lactating dairy cows on whole tract digestion of nutrients and productive performance. Anim Feed Sci Tech 2010;(157):64-71.         [ Links ]

91. Kozelov L, Tliev F, Profirov J, Nikolov IVS, Ganev G, Modeva T, Krasteva M. The effect of supplementing sheep with Ropadiar on digestibility and fermentation in the rumen. Zhivotnov Dni Nuki 2001;(3):152-154.         [ Links ]

92. Borchers R. Proteolytic activity of rumen fluid in vitro. J Anim Sci 1965;(24):1033-1038.         [ Links ]

93. Broderick GA, Balthrop JE. Chemical inhibition of amino acid deamination by ruminal microbes in vitro. J Anim Sci 1979;(49):1101-1111.         [ Links ]

94. Benchaar C, Duynisveld JL, Charmley E. Effects of monensin and increasing dose levels of a mixture of essential oil compounds on intake, digestion, and growth performance of beef cattle. Can J Anim Sci 2006;(86):91-96.         [ Links ]

95. Williams AG, Coleman GS. The rumen protozoa. New York, NY, USA. Springer-Verlag; 1992.         [ Links ]

96. Ivan M, Neill L, Forster R, Alimon R, Rode LM, Entz T. Effects of Isotricha, Dasytricha, Entodinium, and total fauna on ruminal fermentation and duodenal flow in wethers fed different diets. J Dairy Sci 2000;(83):776-787.         [ Links ]

97. Kelvenhusen F, Meile L, Kreuzer M, Soliva CR. Effects of monolaurin on ruminal methanogens and selected bacterial species from cattle, as determined with the rumen simulation technique. Anaerobe 2011;(17):232-238.         [ Links ]

98. Klevenhusen F, Zeitza JO, Duvalb S, Kreuzera M, Solivaa CR. Garlic oil and its principal component diallyl disulfide fail to mitigate methane, but improve digestibility in sheep. Anim Feed Sci Tech 2011;(166-167):356-363.         [ Links ]

99. Anassori E, Bahram DN, Rasoul P, Akbar T, Siamak AR, Masoud M, Safa FA, Parviz F. Garlic: A potential alternative for monensin as a rumen Modifier. Livest Sci [in press] 2011doi:10.1016/j.livsci.2011.08.003.         [ Links ]

100. Benchaar C, Petit HV, Berthiaume R, Whyte TD, Chouinard PY. Effects of addition of essential oils and monensin premix on digestion, ruminal fermentation, milk production and milk composition in dairy cows. J Dairy Sci 2006;(89):4352-4364.         [ Links ]

101. Busquet M, Greathead H, Calsamiglia S, Ferret A, Kamel C. Efecto del extracto de ajo y el cinemaldehido sobre la producción, composición y residuos en leche en vacas de alta producción. TEA 2003;(24):756-758.         [ Links ]

102. Yang WZ, Ametaj BN, Benchaar C, He ML, Beauchemin KA. Cinnamaldehyde in feedlot cattle diets: Intake, growth performance, carcass characteristics and blood metabolites. J Anim Sci 2010;(88):1082-1092.         [ Links ]

103. Bampidis VA, Christodoulou V, Florou-Paneri P, Christaki E, Spais AB, Chatzopoulou PS. Effect of dietary dried oregano leaves supplementation on performance and carcass characteristics of growing lambs. Anim Feed Sci Tech 2005;(121):285-295.         [ Links ]

104. Kung JrL, Williams P, Schmidt RJ, Hu W. A blend of essential plant oils used as an additive to alter silage fermentation or used as a feed additive for lactating dairy cows. J Dairy Sci 2008;(91):4793-4800.         [ Links ]

105. Tekippe J, Hristov A, Heyler AN, Cassidy KS, Zheljazkov TW, Ferreira VDS, Karnati JF, Varga GA. Rumen fermentation and production effects of Origanum vulgare L. leaves in lactating dairy cows. J Dairy Sci 2011;(94):5065-5079.         [ Links ]

106. Mossaad AES, Ramadan AS, Saad IAS. Influence of essential oils supplementation on digestion, rumen fermentation, rumen microbial population and productive performance on fairy cows. Asian. J Anim Sci 2009;(3):1-12.         [ Links ]

107. Tassoul MD, Shaver RD. Effect of a mixture of supplemental dietary plant essential oils on performance of periparturient and early lactation dairy cows. J Dairy Sci 2009;(92):1734-1740.         [ Links ]

108. Zijderveld SM, Newbold JR, Perdok HB. Methane mitigation potential of a garlic derivative, yucca powder and calcium fumarate in dairy cattle. Provimi Res Innov Centre, Brussels, Belgium. Wageningen University, Wageningen, the Netherlands. 2009.         [ Links ]

109. Tager LR, Krause KM. Effects of essential oils on rumen fermentation, milk production, and feeding behavior in lactating dairy cows. J Dairy Sci 2011;(94):2455-2464.         [ Links ]

110. Zijderveld SM, Dijkstra J, Perdok HB, Newbold JR, Gerrits WJJ. Dietary inclusion of diallyl disulfide, yucca powder, calcium fumarate, an extruded linseed product, or medium-chain fatty acids does not affect methane production in lactating dairy cows. J Dairy Sci 2011;(94):3094-3104.         [ Links ]

111. Benchaar C, McAllister TA, Chouinard PY. Digestion, ruminal fermentation, ciliate protozoal populations, and milk production from dairy cows fed cinnamaldehyde, quebracho condensed tannin, or Yucca schidigera saponin extracts. J Dairy Sci 2008;(91):4765-4777.         [ Links ]

112. Benchaar C, Ch oui nard PY. Short comm unication: Assessment of the potential of cinnamaldehyde, condensed tannins and saponins to modify milk fatty acid composition of dairy cows. J Dairy Sci 2009;(92):3392-3396.         [ Links ]

113. Molnar A, Lemberkovices E, Spiller S. Detection of caraway and chamomile components in goat milk. Tejqazdasaq 1997;(57):22-27.         [ Links ]

114. Chion AR, Tabacco E, Giaccone D, Peiretti PG, Battelli G, Borreani G. Variation of fatty acid and terpene profiles in mountain milk and Toma piemontese cheese as affected by diet composition in different seasons. Food Chern 2010;(121):393-399.         [ Links ]

115. Noni ID, Battelli G. Terpenes and fatty acid profiles of milk fat and Bitto cheese as affected by transhumance of cows on different mountain pastures. Food Chern 2008;(109):299-309.         [ Links ]

116. Yang WZ, Ametaj BN, He ML, Benchaar C, Beauchemin KA. Cinnamaldehyde in feedlot cattle diets: intake, growth performance, carcass characteristics, and blood metabolites. J Anim Sci 2010;(88):1082-1092.         [ Links ]

117. Chaves AV, Dugan MER, Stanford K, Gibson LL, Bystrom JM, McAllister TA, Van-Herk F, Benchaar C. A dose-response of cinnamaldehyde supplementation on intake, ruminal fermentation, blood metabolites, growth performance, and carcass characteristics of growing lambs. Livest Science 2011 doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.livsci.2011.06.006.         [ Links ]

118. Chow JM, Van-Kessel JAS, Russell JB. Binding of radiolabeled monensin and lasolacid to ruminal microorganisms and feed. J Anim Sci 1994;(72):1630-1635.         [ Links ]

119. Benchaar C, Calsamiglia S, Chaves AV, Fraser GR, Colombatto D, McAllister TA, Beauchemin KA. A review of plant-derived essential oils in ruminant nutrition and production. Anim Feed Sci Tech 2008;(145):209-228.         [ Links ]

120. Cardozo PW, Calsamiglia S, Ferret A, Kamel C. Effects of natural plant extracts on ruminal protein degradation and fermentation profiles in continuous culture. J Anim Sci 2004;(82):3230-3236.         [ Links ]

121. Molero R, Ibara M, Calsamiglia S, Ferret A, Losa R. Effects of a specific blend of essential oil compounds on dry matter and crude protein degradability in heifers fed diets with different forage to concentrate ratios. Anim Feed Sci Tech 2004;(114):91-104.         [ Links ]

122. Castillejos L, Calsamiglia S, Ferret A, Losa R. Effects of dose and adaptation time of a specific blend of essential oils compounds on rumen fermentation. Anim Feed Sci Tech 2007;(132):186-201.         [ Links ]

123. Sivropoulou A, Papanikolaou E, Nikolaou C, Kokkini S, Lanaras T, Arsenakis M. Antimicrobial and cytotoxic activities of Origanum essential oils. J Agric Food Chem 1996;(44):1202-1205.         [ Links ]

124. Vidal F, Vidal JC, Gadelha APR, Lopes CS, Coelho MGP, Monteiro-Leal LH. Giardia lamblia: the effects of extracts and fractions from Mentha piperita Lin. (Lamiaceae) on trophozoites. Exp Parastiol 2007;(115):25-31.         [ Links ]

125. Olson ME, O'Handley RM, Ralston BJ, McAllister TA, Thompson RCA. Update on Cryptosporidiumand Giardia infections in cattle. Trends Parsitol 2004;(20):185-191.         [ Links ]

126. Burt SA, Reinders RD. Antibcaterial activity of selected plant essential oils against Escherichia coli O157:H7. Lett Appl Microbiol 2003;(36):162-167.         [ Links ]

127. Friedman M, Henika PR, Levin CE, Mandrell RE. Antibacterial activities of plant essential oils and their components against Escherichia coli O157:H7 and Salmonella enterica in apple juice. J Agric Food Chem 2004;(52):6042-6048.         [ Links ]

128. Oussalah M, Caillet S, Saucier L, Lacroix M. Inhibitory effects of selected essential oils on the growth of four pathogenic bacteria: E. coli O157:H7, Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus and Listeria monocytogenes. Food Control 2007;(18):414-420.         [ Links ]

129. Fandiño I, Calsamiglia S, Ferret A, Blanch M. Anise and capsicum as alternatives to monensin to modify rumen fermentation in beed heifers fed a high concentrate diet. Anim Feed Sci Tech 2008;(145):409-417.         [ Links ]

130. Klevenhusen F, Muro-Reyes A, Khiaosa-ard R, Metzler-Zebeli BU, Zebeli Q. A meta-analysis of effects of chemical composition of incubated diet and bioactive compounds on in vitro ruminal fermentation. Anim Feed Sci Tech 2012;(176):61-69.         [ Links ]

 

NOTA

* Agradecimiento a CUMEX por el apoyo económico para la realización de estancia posdoctoral en la Universidad de Medicina Veterinaria de Viena, Austria.