RESSALVA
Atendendo solicitação do autor, o texto
completo desta tese será
CENTRO DE AQUICULTURA DA UNESP
DIGESTIBILIDADE E EXIGÊNCIA DE
AMINOÁCIDOS PARA RÃ-TOURO
Cleber Fernando Menegasso Mansano
UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA – UNESP
CENTRO DE AQUICULTURA DA UNESP
DIGESTIBILIDADE E EXIGÊNCIA DE
AMINOÁCIDOS PARA RÃ-TOURO
Cleber Fernando Menegasso Mansano
Orientadora: Dr
a. Marta Verardino De Stéfani
Jaboticabal, São Paulo
2015
Mansano, Cleber Fernando Menegasso
M286d Digestibilidade e exigência de aminoácidos para rã-touro / Cleber Fernando Menegasso Mansano. – – Jaboticabal, 2015
xii, 112 p. ; 28 cm
Tese (doutorado) - Universidade Estadual Paulista, Centro de Aquicultura, 2015
Orientador: Marta Verardino De Stéfani
Banca examinadora: Dalton José Carneiro, Edney Pereira da Silva, Leonardo Sussumu Takahashi, Rodrigo Diana Navarro
Bibliografia
1. Proteína. 2. Lisina digestível. 3. Exigência. 4. Ingredientes. 5. Desenvolvimento. I. Título. II. Jaboticabal-Centro de Aquicultura.
CDU 636.084:597.851
DEDICATÓRIA
Aos meus pais Jesus e Aparecida, minha irmã Elisangela e meus avós Jesus
e Maria “in memorian” e Ricardo e Olinda, por todos os ensinamentos
passados, para que eu pudesse me tornar a pessoa que sou, por ensinarem o que é o verdadeiro Amor; Com muito carinho, dedico.
À minha futura esposa Beatrice, por todo Amor, Respeito, Carinho e Paciência, desde sempre;
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AGRADECIMENTOS
A Profª. Dra. Marta Verardino De Stéfani, pela orientação, ensinamentos e confiança
na realização deste projeto, agradeço também pela oportunidade, além de uma grande amizade.
Á Universidade Estadual de São Paulo (UNESP) e ao Centro de Aquicultura (CAUNESP) pela oportunidade oferecida.
Ao Setor de Ranicultura do Centro de Aquicultura da UNESP (CAUNESP), pelo fornecimento do material biológico necessário para a realização deste estudo. Laboratório de Nutrição de Organismos Aquáticos pelo espaço para a realização desta pesquisa.
Ao Profo. Dr. Dalton José Carneiro, pela amizade apoio e principalmente pelos
ensinamentos passados, e a valiosa participação nas bancas de qualificação e defesa.
Aos amigos e funcionários Marcio Reche (Perereca) e Valdecir Lima, pela amizade e participação indispensável na realização do projeto.
Aos membros atuais do Setor de Ranicultura do CAUNESP, Donovam e Angela, e em especial ao amigo Marcelo, hoje pesquisador da FIPERJ, pela orientação e ajuda durante o decorrer do projeto, e também pela valiosa parceria.
Ao Profo. Dr. Edney Pereira da Silva pela participação na banca de defesa com
valiosas contribuições, sem contar os inúmeros conselhos e pela amizade.
Ao Profo. Dr. Luciano Hauschild pela participação na banca de qualificação, com
importantes comentários de alto nível, pela confiança no estágio de docência e principalmente pela amizade.
Ao Profo. Dr. Leonardo Sussumu Takahashi pela participação na banca de defesa
com valiosos comentários, disposição e pelo apoio no pós-doutorado.
Ao Profº. Dr. Rodrigo Diana Navarro pela participação na banca de defesa, e pela disposição para a contribuição com o trabalho.
Aos professores que ao longo deste período contribuíram para meu aprendizado, e me ensinaram como ser um verdadeiro profissional.
Aos membros do Laboratório de Patologia do CAUNESP, Roberson e Thais o muito obrigado pelo companheirismo.
Aos funcionários do CAUNESP, Marcio Alves, Mauro, Roberto e Marcio Gonçalves pela força e amizade.
Agradecer em especial ao meu amigo Danilo Miyazaki, como representante da “Polinutri”, pelas importantes contribuições.
A Poli-Nutri Nutrição Animal, pela doação dos ingredientes alimentares para a realização deste trabalho.
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APOIO FINANCEIRO
FAPESP, Bolsa de Doutorado, Processo nº 2012/03914-0
Resumo
Atualmente a ranicultura nacional necessita do desenvolvimento, de uma dieta que supra as necessidades desses animais de forma econômica e que diminua a quantidade de matéria orgânica e fósforo no meio aquático, de forma sustentável. Desta forma, o presente estudo foi dividido em dois experimentos com os objetivos de determinar os coeficientes de digestibilidade da proteína, energia, extrato etéreo e aminoácidos de ingredientes utilizados na elaboração de dietas para rãs-touro em três diferentes fases de desenvolvimento e, através do conceito de proteína ideal, estimar a exigência de aminoácidos digestíveis e verificar os efeitos da suplementação da lisina em dietas para rãs-touro. Verificou-se diferenças na digestibilidade entre os ingredientes e também nas diferentes fases de desenvolvimento dos animais. Os animais aproveitaram de forma eficiente a fração proteica e energética dos ingredientes avaliados, com destaque para farinha de resíduos de salmão e glúten de milho que apresentaram os melhores coeficientes. O extrato etéreo dos ingredientes (farinhas de resíduos de salmão, vísceras de frango, resíduos sardinha, concentrado proteico de soja, farelo de trigo e óleo de soja) apresentaram bom aproveitamento, sendo recomendados em dietas para rãs-touro. Os ingredientes proteicos de origem animal que apresentaram maiores coeficientes de digestibilidade aparente dos aminoácidos essenciais, para as fases inicial, crescimento e terminação, foram: farinha de vísceras de frango, farinha de resíduos de salmão e farinha de sangue “spray dried”, respectivamente. Os aminoácidos dos ingredientes proteicos de origem vegetal (concentrado proteico de soja; farelo de soja e glúten de milho) foram bem digeridos pelas rãs-touro, sendo superiores aos ingredientes energéticos de origem vegetal (milho em grão e farelo de trigo) que apresentaram baixos coeficientes de digestibilidade para a
maioria dos aminoácidos essenciais.Os melhores níveis de lisina digestível foram
determinados pelo ajuste dos dados ao modelo LRP (Linear Response Plateau).
Para rãs-touro a exigência de lisina digestível recomendada com base na eficiência de retenção de proteína foi de 1,82% da dieta ou 6,55% da proteína digestível.
Palavras-chave: proteína, lisina digestível, exigência, ingredientes,
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Abstract
The national raniculture requires the development of diets that meets the needs of those animals economically and to decrease the amount of organic matter and phosphorus in aquatic environment in a sustainable manner. Two experiments were conducted to determine the protein, energy, lipids and amino acid digestibility of the ingredients used to prepare diets for bullfrogs in three different stages of development, through the ideal protein concept, estimate the requirement of digestible amino acids and verify the effects of lysine supplementation in diets for bullfrogs. There were differences in digestibility of the ingredients and differences between the development animal stages. The animals used efficiently the protein and energy fractions of the salmon by-product meal and corn gluten. The animals used the lipid fraction of the salmon by-product meal, poultry by-product meal, sardines by-product meal, soy protein concentrate, and wheat bran and soybean oil efficiently. These feedstuffs are recommended in the bullfrog´s diets. The protein feedstuffs of animal origin that showed the highest apparent digestibility coefficients of the essential aminoacids, for initial, growing and finishing were poultry by-product meal, salmon by-product meal and blood meal "spray dried", respectively. The apparent digestibility coefficients for essential amino acids for protein feedstuffs of plant origin (soy protein concentrate, soybean meal and corn gluten), were higher than the apparent digestibility coefficients for essential amino acids for energetic feedstuffs of plant origin (corn grain and wheat bran). The determination of the best values for the evaluated parameters in function of the minimum required level of lysine were performed using the LRP (Linear Response Plateau). The digestible lysine requirement for bullfrogs is 1.82% of the diet or 6.55% of digestible protein, providing more protein retention efficiency.
Introdução geral
O preceito de que a proteína é o nutriente principal e mais caro da dieta (SECCO et al., 2002), torna-se alvo de várias pesquisas no sentido de descobrir a quantidade mínima necessária para que o organismo desenvolva-se e seja produtivo (BORIN et al., 2002). Nesse sentido, várias pesquisas foram desenvolvidas, não levando em consideração a qualidade da proteína em questão (BARBALHO, 1991; STÉFANI, 1995; OLVERA-NOVOA et al., 2007; RODRIGUES et al., 2007).
Entretanto, o conhecimento da digestibilidade de nutrientes como os aminoácidos dos alimentos, torna sua utilização mais confiável (HOSSAIN e JAUNCEY, 1989), possibilitando o fornecimento de dietas com altos coeficientes de digestibilidade, maximizando os lucros e diminuindo o impacto ambiental que alguns alimentos podem proporcionar (PEZZATO et al., 2002).
Desta forma, alguns estudos sobre o valor nutritivo de alimentos para rã-touro já foram realizados, e determinaram a energia metabolizável (BRAGA et al., 1998; CASTRO et al., 1998; CASTRO et al., 2001; RODRIGUES et al., 2004) e a digestibilidade de aminoácidos (ZHANG et al., 2015) de alguns ingredientes.
Vários ingredientes de origem animal e vegetal podem ser utilizados em dietas para rãs-touro. Entretanto, o conhecimento de seu processamento é importante, pois o mesmo pode interferir no aproveitamento dos nutrientes.
A farinha de peixe tem sido tradicionalmente considerada uma importante fonte de proteína para uso em dietas na aquicultura, tanto para espécies carnívoras como onívoras e, muitas dessas formulações apresentam inclusões com mais de 50% desse ingrediente, o que é considerado um excesso (GATLIN lll et al., 2007). No entanto, esse ingrediente depende muito da oferta de matéria-prima para sua obtenção, apresentando um risco considerável associado com a oferta, preço e flutuações de qualidade. Como estratégia para reduzir esse risco, a identificação, desenvolvimento e uso de alternativas como os ingredientes de origem vegetal em dietas para aquicultura, continua a ser prioridade (GLENCROSS et al., 2007).
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empregado um grande aparato tecnológico para manter a qualidade da farinha com controle automatizado dos processos de produção, produtos analisados com a tecnologia NIRS (near-infrared spectroscopy) e secagem por troca térmica indireta. Normalmente, a obtenção das farinhas de peixes é realizada por extração mecânica, composta por carcaças limpas, secas e moídas de peixes inteiros, ou por pedaços, que foram utilizado ou não para extração de óleo (TACON et al., 2009). A qualidade da farinha de peixe depende de vários fatores, tais como: temperatura na hora da captura do peixe, temperatura e tempo de armazenagem antes do seu processamento, espécie a ser utilizada e método de pesca (HERTRAMPF e PIEDAD-PASCUAL, 2000).
A farinha de resíduos de tilápia é obtida a partir do cozimento, prensagem e da moagem de vísceras, cabeças, nadadeiras e pele com escamas. Geralmente estes resíduos sólidos são oriundos das linhas de processamento das industrias pesqueiras (BOSCOLO et al., 2005). No entanto está farinha apresenta um menor perfil de aminoácidos comparada às farinhas feitas a partir de peixes inteiros capturados (BOSCOLO et al., 2008).
O concentrado de hemácias (células vermelhas) é resultante da centrifugação do sangue, hemólise, remoção das membranas celulares, filtração e secagem através do sistema “spray dried”; conhecido também como hemoglobina animal. Essa técnica permite maior rendimentos do produto com baixa variabilidade da proteína. Esse ingrediente contêm altos níveis de lisina e outros aminoácidos indispensáveis que são altamente digeríveis. Com a sua alta concentração de proteínas permite flexibilidade na formulação de dietas ou produtos de alimentação para qualquer espécie (SÁ, 2005).
cistina são clivadas e a proteína bruta fica prontamente digestível, normalmente entre valores de 80 a 85% de digestibilidade (NASCIMENTO et al., 2002).
A farinha de sangue é um ingrediente oriundo do abate de animais, normalmente produzido a partir do sangue de bovinos e aves. Entre os métodos de processamento, o mais utilizado é o “spray dried” (seca por pulverização), onde grande parte da umidade é removida por um evaporador a vácuo sob baixa temperatura até conter aproximadamente 30% de sólidos. Em seguida, o produto é seco por pulverização através de uma corrente de ar quente para reduzir o tamanho das partículas (TACON et al., 2009). Segundo Pastore et al. (2012) o método de secagem empregado para obtenção desse ingrediente tem efeito significativo na sua digestibilidade proteica. Pode conter em torno de 80% de proteína bruta (NRC, 2011), no entanto, possui perfil desbalanceado de aminoácidos essenciais como por exemplo, 7,1% de leucina e apenas 1,0% de metionina e 0,8% de isoleucina (ROSTAGNO et al., 2011).
A farinha de carne e ossos é produzida a partir de resíduos obtidos em frigoríficos a partir de ossos e tecidos, após a desossa completa da carcaça de bovinos e/ou suínos, picados, cozidos, prensados para extração de gordura e moídos. Tanto as fontes de obtenção da matéria prima como as partes ou resíduos do abate dos animais utilizados na fabricação da farinha interferem diretamente na
qualidade nutricional desse ingrediente (FOSTER et al., 2003).Em contraste às
outras fontes de proteínas animais, alguns aminoácidos essenciais são limitados, principalmente a isoleucina, metionina e cistina (HERTRAMPF e PIEDAD-PASCUAL, 2000).
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de frango deve apresentar valores acima de 58% de proteína bruta, 14,2% de gordura total e 4.750 kcal/kg de energia bruta (na matéria natural).
A soja é uma das principais oleaginosas produzidas para extração de óleo, produzindo em consequência um bolo de alta qualidade proteica que é processado obtendo-se grande variedade de produtos, tais como farelos, farinhas e concentrados de soja. O farelo de soja é a forma mais utilizada e disponível no mercado, apresentando alto teor de proteína bruta e um perfil de aminoácidos razoavelmente equilibrado (NRC, 2011). No entanto, certas características nutricionais e a presença de vários fatores antinutricionais merecem discussão (GATLIN lll et al., 2007).
O concentrado proteico de soja, obtido pelo processo industrial de extração álcool/água, apresenta redução de aproximadamente 90% dos oligossacarídeos presentes no farelo de soja (VELDMAN et al., 1993). Por meio desse processo as proteínas glicinina e ß-conglicinina, principais proteínas de armazenamento do grão de soja, sofrem desnaturação pelo processo térmico empregado e suas propriedades antigênicas são eliminadas, apresentando maior digestibilidade da proteína e de seus aminoácidos, principalmente a lisina (HANCOCK et al., 1990).
O grão de milho, utilizado principalmente para consumo humano e animal, é um alimento essencialmente energético, pois seu principal componente é o amido. Além de apresentar baixo teor de proteína (9 a 11%) (NRC, 2011), sua qualidade é inferior à dos demais cereais, já que maior parte é constituída pela zeína, que é pobre nos aminoácidos lisina e triptofano (GATLIN lll et al., 2007).
O glúten de milho é obtido do processamento do milho após a extração do amido, por um processo que dura em média 40 horas (KENT, 1983). Normalmente contém no mínimo de 60% de proteína bruta, teor superior à maioria dos suplementos proteicos de origem vegetal, com alta digestibilidade, tornando-se interessante na composição de rações para diversas categorias animais. Além disso, sua proteína é considerada de boa qualidade, com alto teor de metionina, aminoácido limitante em diversos ingredientes, também é rico em ácidos graxos insaturados (SANTOS, 2004).
bruta (10%, NRC, 2011) que pode interferir em ensaio de digestibilidade, limitando a absorção de alguns nutrientes por animais monogástricos; outro fator é a concentração de ácido fítico que chega a cerca de 0,5% de peso total do ingrediente (GUTTIERI et al., 2004).
O óleo de soja, obtido através do processamento do grão de soja, é excelente fonte de energia para monogástricos promovendo efeitos extra-calóricos pela melhoria na digestão e absorção de nutrientes, sendo também fonte de ácidos graxos. Além desses aspectos, atua na melhoria da palatabilidade dos alimentos, diminuição da pulverulência das rações, proteção contra a segregação de ingredientes na mistura e auxílio no processamento de produtos (PUPA, 2004).
Várias metodologias de coleta de fezes foram utilizadas para determinação da digestibilidade da proteína e energia para a rã-touro. Stéfani et al. (2015, no prelo) aprimoraram duas metodologias utilizadas por Mouriño e Stéfani (2006): método de dissecação intestinal e o método de decantação de fezes utilizando incubadoras para peixes. Concluíram que ambas podem ser utilizadas com segurança para a determinação da digestibilidade proteica de alimentos para rã-touro.
O método de dissecação intestinal apresenta várias vantagens como, coleta rápida das fezes que está localizada na porção final do intestino grosso, fácil identificação dessa porção intestinal, que apresenta delimitação bem definida na rã-touro, evitando assim erros de coletas de outras porções do intestino. Maior acurácia, por impedir a contaminação das fezes, durante o processo de coleta. As fezes são facilmente secas, uma vez que possuem uma quantidade menor de água quando comparada a coleta pela método de decantação. Além do conhecimento da quantidade de fezes coletadas, e menor duração do período de coleta fecal.
(STÉFANI et al., 2015 no prelo; MOURIÑO e STÉFANI, 2006).
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justificarem que a utilização desse método é mais adequada devido ao menor estresse provocado aos animais, essa metodologia deve ser melhor estudada e validada para sua utilização para rãs-touro.
Para pesquisas de digestibilidade são utilizados marcadores fecais, os quais podem ser internos, que ocorrem naturalmente nos ingredientes, ou externos, que são acrescentados na ração. Os marcadores devem possuir as seguintes características: não interferir no metabolismo e sistema digestório, não ser assimilado, possuir a mesma velocidade de passagem pelo intestino que a dieta e não ocasionar toxicidade ao animal (RINGO, 1993; KABIR et al., 1998). O óxido de
crômio III (Cr2O3) possui todas essas características, sendo o marcador externo
mais utilizado em estudos de digestibilidade em rãs (MOURIÑO e STÉFANI, 2006) e peixes (SULLIVAN e REIGH, 1995; PEZZATO et al., 2004; OLIVEIRA FILHO e FRACOLOSSI, 2006).
O valor biológico de uma proteína varia de acordo com a composição dos aminoácidos e as suas respectivas disponibilidades (AHMED e KHAN, 2004). A deficiência de um aminoácido essencial na dieta resultará na redução do desempenho animal (BUTTERY e D’MELLO, 1994; GATLIN lll et al., 2007) e seu excesso será excretado, podendo ser uma fonte de poluição (McNAB, 1994). Portanto, estudos nessa área são importantes para obtenção de dietas completas que atendam a necessidade das rãs.
Para determinação das exigências de diferentes aminoácidos em dietas para animais aquáticos, algumas metodologias tradicionais baseavam-se em ensaios de dose-resposta para cada aminoácido em questão (WILSON, 1989), acarretando uma pesquisa com longo tempo de duração (SMALL e SOARES, 1998). No entanto, com o conceito de proteína ideal, todos os aminoácidos essenciais são expressos como taxas ideais ou porcentagens de um aminoácido referência, normalmente o mais limitante. Assim, determinada a exigência do aminoácido mais limitante, a exigência dietética para todos os outros aminoácidos pode ser estimada por meio do perfil de aminoácidos apresentados na musculatura dos animais de acordo com a metodologia descrita por Tacon (1987).
O perfil de aminoácidos da proteína do músculo esquelético é o mais utilizado para descrever as exigências nutricionais em aminoácidos, considerando que ele forma-se durante o crescimento (WILSON e COWEY, 1985; WILSON e
POE, 1985; KAUSHIK, 1998; KIM e LALL, 2000). Atualmente, existem muitas
poucas informações sobre a biodisponibilidade dos aminoácidos presentes nos alimentos utilizados em dietas para rãs-touro.
As exigências de aminoácidos mudam por vários motivos: temperatura da água e do ambiente, tamanho do animal, quantidade de ração ingerida, qualidade da proteína e participação das fontes energéticas não protéicas (WILSON e COWEY, 1985). Apesar disso, as proporções entre os aminoácidos permanecem estáveis. A vantagem da utilização desse conceito é que o mesmo pode ser adaptado e modificado facilmente para várias situações, principalmente na formulação de dietas nutricionalmente completas. As relações ideais se mantêm relativamente estáveis, independentes da substituição de ingredientes na composição nutricional.
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Com a disponibilidade de lisina comercial, a sua adição em dietas à base de proteínas vegetais permite a redução de proteína bruta na ração, sem afetar o desempenho e crescimento dos peixes (MAI et al., 2006). Esta estratégia nutricional pode também diminuir a excreção de amônia e de fósforo solúvel na água (CHENG et al., 2003). Além disso, a suplementação de lisina é eficaz na melhoria da resposta imunitária e desenvolvimento gastrointestinal de peixes (ZHOU, 2005). A lisina também serve de substrato para a síntese de carnitina, a qual é necessária para o transporte de ácidos graxos de cadeia longa a partir do citossol para dentro da mitocôndria para oxidação (HARPAZ, 2005).
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