Estudo de caso do consumo de antimicrobianos, da dinâmica de produção e da carga ambiental do Leite de Descarte, um importante impasse na bovinocultura de leite
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Case study of antimicrobial consumption, production dynamics and environmental burden of waste milk, an important impasse in dairy farming
Primeiro orientador
Membros da banca
Helena Ferreira Lage
Gustavo Henrique Ferreira Abreu Moreira
Amanda dos Santos
Tiago Facury Moreira
Gustavo Henrique Ferreira Abreu Moreira
Amanda dos Santos
Tiago Facury Moreira
Resumo
O uso de antimicrobianos na produção do leite gera preocupação devido ao seu grande
consumo, presença de resíduos em produtos, desenvolvimento de resistência microbiana e
liberação de resíduos farmacológicos no meio ambiente. A mastite clínica (MC), uma doença
recorrente e economicamente relevante no gado leiteiro, é uma das principais razões para o uso
desses medicamentos. Durante o tratamento da MC, secreções lácteas contendo fármacos
compõem o Leite de Descarte (LD), um resíduo não destinado ao processamento e geralmente
usado para alimentar bezerras, prática controversa devido às implicações ambientais e
sanitárias. Este estudo analisou o uso de antimicrobianos para tratar MC em vacas leiteiras de
uma fazenda de Minas Gerais, Brasil, a partir de dados históricos de 2020 a 2023. Informações
como data de ocorrência, identificação e peso do animal, quarto mamário acometido,
medicamento utilizado e duração do tratamento foram avaliadas. Para entender a entrada desses
fármacos no meio ambiente, investigou-se os níveis de excreção dos antimicrobianos mais
utilizados: Ceftiofur (CEF), Cefapirina (CEPA), Canamicina (KAN), Cefalexina (CFX) e
Cefquinoma (CFQ). Dados de dosagem, frequência de aplicação e taxas de excreção foram
coletados e analisados por modelagem matemática. Durante os 1.459 dias analisados, o peso
corporal médio dos animais foi de 631,30 ± 72,7 kg, valor estimado muito próximo do real
mediante avaliação interna (ScoreP). O quarto mamário mais afetado foi o anterior esquerdo
(29,4%), seguido pelo posterior esquerdo (24,7%), sem padrão sazonal claro. O número de
tratamentos por antimicrobiano foi: CEF = 313, CFX = 79, KAN = 79, CFQ = 73 e CEPA = 7.
No período, 86 animais foram tratados, registrando-se 720 casos de tetos com MC e 551 usos
de antimicrobianos. A duração média dos tratamentos foi de 6,4 dias (CEF), 9,4 (CFQ), 6,6
(CFX e KAN) e 9,6 (CEPA). Exceto CEF, todos os tratamentos superaram o tempo
recomendado nas bulas. A fazenda produziu 1.509.645,5 litros de leite cru (LC) e 148.651,0
litros de LD, com uma relação estimada de 10,25 litros de LC para 1 litro de LD. O LD
produzido foi destinado à alimentação de bezerras (74,9%) e ao descarte ambiental (25,1%). O
LD foi identificado como a principal via de entrada dos antimicrobianos no ambiente. As
concentrações médias preditas no LD foram 1,07 mg/L de CEF, 0,09 mg/L de CFX, 0,09 mg/L
de CEPA e 0,0001 mg/L de KAN, sem presença de CFQ. Na urina de vacas lactantes, os valores
foram 0,018 mg/L (CFX), 0,015 mg/L (KAN), 0,013 mg/L (CEF e CFQ) e 1,63x10−5 mg/L
(CEPA). Nas fezes desses animais, os valores foram 0,007 mg/Kg (CEF), 0,001 mg/Kg (CFX
e KAN), 0,0005 mg/Kg (CFQ), sem presença de CEPA. Os riscos do uso do LD na alimentação
de bezerras são discutidos, propondo-se alternativas como produção de biomateriais,
tratamentos químicos e produção de biogás. Esta pesquisa apresenta uma abordagem ambiental
sistematizada e inovadora para compreender o consumo de antimicrobianos, a dinâmica de
produção e a carga ambiental do Leite de Descarte.
Abstract
The use of antimicrobials in dairy cows raises concerns due to their high consumption, the
presence of residues in products, the development of microbial resistance, and the release of
pharmaceutical residues into the environment. Clinical mastitis (CM), a recurrent and
economically significant disease in dairy cattle, is one of the main reasons for the use of these
drugs. During CM treatment, milk secretions containing pharmaceuticals form Waste Milk
(WM), a waste product not intended for processing and generally used to feed calves, a
controversial practice due to its environmental and health implications. This study analyzed the
use of antimicrobials to treat CM in dairy cows from a farm in Minas Gerais, Brazil, using
historical data from 2020 to 2023. Information such as occurrence date, animal identification
and weight, affected mammary quarter, medication used, and treatment duration was evaluated.
To understand the entry of these drugs into the environment, the excretion levels of the most
commonly used antimicrobials were investigated: Ceftiofur (CEF), Cefapirin (CEPA),
Kanamycin (KAN), Cephalexin (CFX), and Cefquinome (CFQ). Data on dosage, application
frequency, and excretion rates were collected and analyzed using mathematical modeling. Over
the 1,459 days analyzed, the average body weight of the animals was 631.30 ± 72.7 kg, an
estimated value but considered very close to the real weight based on internal evaluation
(ScoreP). The most affected mammary teat was the left front (29.4%), followed by the left teat
(24.7%), with no clear seasonal pattern. The number of treatments per antimicrobial was: CEF
= 313, CFX = 79, KAN = 79, CFQ = 73, and CEPA = 7. During the period, 86 animals were
treated, with 720 CM cases in teat recorded and 551 antimicrobial treatments applied. The
average treatment duration was 6.4 days (CEF), 9.4 (CFQ), 6.6 (CFX and KAN), and 9.6
(CEPA). Except for CEF, all treatments exceeded the recommendations on drug labels. The
farm produced 1,509,645.5 liters of raw milk (RM) and 148,651.0 liters of WM, with an
average ratio of 10.25 liters of RM per 1 liter of WM. WM was allocated to calf feeding (74.9%)
and environmental disposal (25.1%). WM was identified as the primary route for antimicrobial
entry into the environment. The average concentrations predicted in WM were 1.07 mg/L of
CEF, 0.09 mg/L of CFX, 0.09 mg/L of CEPA, and 0.0001 mg/L of KAN, with no CFQ
detected. In the urine of lactating cows, the values were 0.018 mg/L (CFX), 0.015 mg/L (KAN),
0.013 mg/L (CEF and CFQ), and 1.63×10−5 mg/L (CEPA). In feces, the values were 0.007
mg/kg (CEF), 0.001 mg/kg (CFX and KAN), 0.0005 mg/kg (CFQ), with no CEPA detected.
The risks of using WM for calf feeding are discussed, with proposed alternatives such as
biomaterial production, chemical treatments, and biogas production. This research presents a
systematic and innovative environmental approach to understanding antimicrobial
consumption, production dynamics, and the environmental burden of Waste Milk.
Assunto
Ciência animal
Palavras-chave
Vaca, Leite, Mastite, Ubere
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