Emulgel desinfetante natural com terapia fotodinâmica e minerais quelatados na prevenção da mastite bovina

Abstract

RESUMO: A mastite, inflamação da glândula mamária de vacas leiteiras, é frequentemente causada por microrganismos como Staphylococcus aureus e leva à redução da qualidade e produção do leite, além de aumentar os custos com o tratamento. Entre os métodos utilizados convencionalmente, o pós-dipping com desinfetantes químicos é amplamente utilizado, mas pode deixar resíduos no leite. Como alternativa, o uso de terapias fotodinâmicas antimicrobianas (TFDa) associado a extratos naturais e emulgéis tem se mostrado promissor. Substâncias como óleo de copaíba, extrato de Chlorella vulgaris e Mimosa tenuiflora presentam propriedades antimicrobianas, antioxidantes e anti-inflamatórias que auxiliam na prevenção e tratamento da mastite. O presente estudo também explorou o papel de minerais quelatados, como zinco, cobre e selênio, que aumentam a imunidade e contribuem para redução da contagem de células somáticas (CCS) no leite. Essas abordagens buscam minimizar o uso de antibióticos, evitar resíduos químicos no leite e melhorar a saúde dos animais de forma sustentável. O experimento 1 avaliou in vitro e in vivo a inativação fotodinâmica de microrganismos utilizando extratos naturais de jurema-preta, óleo de copaíba e Chlorella vulgaris como pós-dipping para vacas em lactação. Foram utilizadas 12 vacas das raças Holandesa e Jersey. Os tratamentos incluíram: T1- grupo controle utilização de iodo, T2- aplicação de emulgel EJO (jurema-preta e óleo de copaíba) sem iluminação e T3- aplicação de emulgel EJOC som iluminação (jurema-preta, Chlorella vulgaris e óleo de copaíba). Os tetos foram irradiados com luz Led vermelha. As formulações, foram submetidas à caracterização mecânicas, reológicas e estudos de estabilidade, evidenciando que ambas obtiveram estabilidade, comportamento pseudoplástico e natureza elástica. Avaliações in vitro contra S. aureus (ATCC 25923), evidenciaram ação anti-bacteriana dos extratos, sendo o tratamento com iluminação mais efetivo para Chlorella, jurema-preta e óleo de copaíba. Em ensaios in vivo, não houve diferença significativa nas CCS do leite e contagem microbiológica de aeróbios mesófilos entre os tratamentos, indicando que as formulações têm grande potencial para aplicação tópica, equiparando-se ao iodo. Os resultados sugerem que os emulgéis podem ser usados como desinfetantes eficazes no pós-dipping. O experimento 2 avaliou a eficácia de um núcleo mineral contendo minerais quelatados na ativação do sistema imunológico, na melhoria da qualidade do leite e na redução da CCS em vacas leiteiras para prevenir a mastite. Foram usadas oito vacas das raças Holandesa e Jersey, em delineamento cross-over sendo dois tratamentos: T1 (núcleo mineral contendo minerais quelatados) e T2 (núcleo mineral controle O núcleo mineral testado continha cobre, zinco e selênio na forma quelatada, além, de vitamina E, niacina e antioxidantes, enquanto o controle possuía apenas calcário, palatabilizantes e aromatizantes. O leite foi coletado nos dias 0 e 28 para análises de CCS, contagem de aeróbios mesófilos e composição físico-química. Amostras de sangue foram colhidas para avaliação do perfil nutricional. Experimento 1: O estudo in vitro demonstrou que os tratamentos com luz foram eficazes na redução de S. aureus (ATCC 25923) em todas as concentrações avaliadas, além de promoverem a ruptura de biofilmes pré-formados. No ensaio in vivo, não foram observadas diferenças significativas (p > 0,05) nas CCS, de aeróbios mesófilos e nos parâmetros hematológicos entre os tratamentos testados. Experimento 2: Não houve diferenças significativas entre tratamentos para CCS, contagem de aeróbios mesófilos, composição físico-química do leite e hemograma entre os tratamentos (p > 0,05). No entanto, a produção de leite foi significativamente maior (p < 0,05) no grupo tratado com minerais quelatados. Os estudos demonstraram que os emulgéis com extratos naturais e terapia fotodinâmica são promissores como desinfetantes no pós-dipping, equiparando-se ao iodo. Além disso, os minerais quelatados aumentaram na produção de leite, destacando seu papel na saúde animal e na produção sustentável

ABSTRACT: Mastitis, which is mammary gland inflammation in dairy cows, is often caused by microorganisms such as Staphylococcus aureus and leads to a reduction in milk quality and production, as well as increasing treatment costs. Among the methods used conventionally, post-dipping with chemical disinfectants is widely used, but can leave residues in the milk. As an alternative, the use of antimicrobial photodynamic therapies (PDT) associated with natural extracts and emulgels has shown promise. Substances such as copaiba oil, Chlorella vulgaris and Mimosa tenuiflora extract have antimicrobial, antioxidant and anti-inflammatory properties that help prevent and treat mastitis. This study also explored the role of chelated minerals, such as zinc, copper and selenium, which increase immunity and contribute to reducing somatic cell counts (SCC) in milk. These approaches seek to minimize the use of antibiotics, avoid chemical residues in milk and improve animal health in a sustainable way. Experiment 1 evaluated in vitro and in vivo the photodynamic inactivation of microorganisms using natural extracts of jurema-preta, copaiba oil and Chlorella vulgaris as post-dipping for lactating cows. Twelve Holstein and Jersey cows were used. The treatments included: T1- control group using iodine, T2- application of EJO emulgel (black jurema and copaiba oil) without lighting and T3- application of EJOC emulgel with lighting (black jurema, Chlorella vulgaris and copaiba oil). The teats were irradiated with red Led light. The formulations were submitted to mechanical and rheological characterization and stability studies showed that both extracts had stability, pseudoplastic behavior and an elastic nature. In vitro evaluations against S. aureus (ATCC 25923) showed the antibacterial action of the extracts, with the lighting treatment being the most effective for Chlorella, black jurema and copaiba oil. In in vivo tests, there was no significant difference in milk SCC and microbiological count of mesophilic aerobes between the treatments, indicating that the formulations have great potential for topical application, on a par with iodine. The results suggest that emulgels can be used as effective post-dipping disinfectants. Experiment 2 evaluated the effectiveness of a mineral core containing chelated minerals in activating the immune system, improving milk quality and reducing SCC in dairy cows to prevent mastitis. Eight Holstein and Jersey cows were used in a cross-over design with two treatments: T1 (mineral core containing chelated minerals) and T2 (control mineral core The mineral core tested contained copper, zinc and selenium in chelated form, as well as vitamin E, niacin and antioxidants, while the control contained only limestone, palatability enhancers and flavorings. Milk was collected on days 0 and 28 for analysis of SCC, mesophilic aerobic count and physicochemical composition. Blood samples were taken to assess the nutritional profile. Experiment 1: The in vitro study showed that the light treatments were effective in reducing S. aureus (ATCC 25923) at all the concentrations evaluated, as well as breaking up pre-formed biofilms. In the in vivo test, there were no significant differences (p > 0.05) in SCC, mesophilic aerobes and hematological parameters between the treatments tested. Experiment 2: There were no significant differences between treatments for SCC, mesophilic aerobes count, milk physicochemical composition and blood count between treatments (p > 0.05). However, milk production was significantly higher (p < 0.05) in the group treated with chelated minerals. The studies showed that emulgels with natural extracts and photodynamic therapy are promising as post-dipping disinfectants, on a par with iodine. In addition, chelated minerals increased milk production, highlighting their role in animal health and sustainable production.