Rafahel Carvalho de Souza
ADITIVOS MICROBIANOS DE INCLUSÃO DIRETA EM DIETAS DE VACAS LEITEIRAS: PARÂMETROS DA FERMENTAÇÃO RUMINAL, PRODUÇÃO E COMPOSIÇÃO DO LEITE
Dissertação apresentada à Escola de Veterinária da Universidade Federal de Minas Gerais, como requisito para obtenção do Grau de Mestre em Zootecnia
Área: Produção Animal
Orientador: Ronaldo Braga Reis
Belo Horizonte
Escola de Veterinária da UFMG 2007
S729a Souza, Rafahel Carvalho de, 1980-
Aditivos microbianos de inclusão direta em dietas de vacas leiteiras:
parâmetros da fermentação ruminal, produção e composição do leite / Rafahel
Carvalho de Souza. – 2007.
74 p.: il.
Orientador: Ronaldo Braga Reis
Dissertação (mestrado) – Universidade Federal de Minas Gerais, Escola de Veterinária
Inclui bibliografia
1. Vaca – Alimentação e rações – Teses. 2. Suplemento alimentar – Teses. 3. Dieta em
veterinária – Teses. 4. Leite – Produção – Teses. 5. Leite – Composição – Teses. I. Reis, Ronaldo
Braga. II.Universidade Federal de Minas Gerais. Escola de Veterinária. III. Título.
Dissertação defendida e aprovada em 05 de fevereiro de 2007 pela comissão examinadora constituída por:
_________________________________________ Prof. Ronaldo Braga Reis
Orientador
_________________________________________ Dr. Euler Rabelo
_________________________________________ Prof. Leorges Moraes da Foncesa
DEDICATÓRIA
Ao meu
Pai, exemplo de pessoa e dedicação aos filhos que, se não fosse pelo destino reservado por Deus, com certeza estaria aqui para comemorarmos juntos mais esta conquista.
AGRADECIMENTOS
A Deus, pela dádiva maior, a vida.
A minha mãe Corcínia pelo exemplo de força e total dedicação. Aos meus irmãos Rogério e Renan, o incentivo e a compreensão.
A minhas tias: Nete, Maura, Didi, Lé, Marla e Miroca, pelo desmedido amor.
Ao Prof. Ronaldo pela orientação, ensinamentos, estímulo e por acreditar na minha capacidade de realização deste trabalho.
Aos Profs. Helton, Último e Décio pelos conselhos, ensinamentos e grande amizade. Aos primos do GP Leite e a Lobinho, a colaboração.
Aos companheiros Leo, Fabiano Alvim e Zoi, sempre presente durante toda está etapa.
Aos funcionários da Escola de Veterinária, da Fazenda São João, da Fazenda Experimental Prof. Hélio Barbosa, por transformar os monentos difíceis em alegria.
Aos Profs. Marcelo e Euler pelas valiosas contribuições.
A CHR Hansen, pelos recursos concedidos, em especial ao Rafael. Aos amigos do Kiau e todos que torceram por min.
“Os maiores valores da vida são as coisas mais simples e verdadeiras: humildade, amor, ética, dedicação, honestidade e principalmente a família”.
SUMÁRIO
RESUMO... 10
CAPÍTULO 1. REVISÃO DE LITERATURA... 11
1. INTRODUÇÃO... 11
2. REVISÃO DE LITERATURA... 12
2.1. Período de Transição... 12
2.2. Utilização de aditivos microbianos na dieta de vacas leiteiras... 13
2.3 Aditivos microbianos para inclusão direta (DFM) na dieta de vacas leiteiras... 14
2.3.1. Efeitos da utilização de DFM sobre o pH ruminal... 15
2.3.2. Efeitos da utilização de DFM sobre a produção de ácidos graxos voláteis... 16
2.3.3. Efeitos da utilização de DFM sobre a digestibilidade da matéria seca... 17
2.3.4. Efeitos da utilização de DFM sobre a ingestão de matéria seca... 18
2.3.5. Efeitos da utilização de DFM sobre a produção de leite... 20
2.3.6. Efeitos da utilização do DFM sobre a composição do leite... 21
2.4. Ionóforos na dieta de vacas leiteiras... 22
3. RFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS... 25
4. ADENDO………. CAPÍTULO 2. UTILIZAÇÃO DE ADITIVOS MICROBIANOS E/OU MONENSINA NA DIETA DE VACAS EM LACTAÇÃO: CONSUMO DE MATÉRIA SECA, PERFIL DA FERMENTAÇÃO RUMINAL E PRODUÇÃO DE LEITE... 31
1. INTRODUÇÃO... 31
2. OBJETIVO... 32
3. MATERIAL E MÉTODOS... 32
3.1. Local e época do experimento... 32
3.2. Animais, instalações e delineamento estatístico... 32
3.3. Tratamentos... 32
3.5. Avaliação do consumo... 34
3.6. Produção e composição do leite... 35
3.7. Parâmetros da fermentação ruminal... 35
3.8. Procedimento estatístico... 36
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO... 37
4.1 Consumo... 37
4.2 Produção e composição do leite... 39
4.3. Parâmetros da fermentação ruminal... 42
5. CONCLUSÕES... 48
6. RFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS... 48
Capítulo 3: UTILIZAÇÃO DE ADITIVOS MICROBIANOS NA DIETA DE VACAS LEITEIRAS, NO PERÍODO DE TRANSIÇÃO: PRODUÇÃO E COMPOSIÇÃO DO LEITE... 53 1. INTRODUÇÃO... 53 2. OBJETIVO... 53 3. MATERIAL E MÉTODOS... 54 3.1. Descrição do experimento... 54 3.2. Análises laboratoriais... 56 3.3 Análises estatísticas... 57 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO... 57
4.1 Produção e composição de leite... 57
5. CONCLUSÕES... 66
LISTA DE TABELAS CAPÍTULO 1.
Tabela 1. Efeito da suplementação de monensina em dietas com diferentes teores de proteína sobre valores médios de consumo de matéria seca (CMS), pH, concentração de acetato, propionato, butirato, relacação acetato/propionato e concentração de amônia ruminal... 23 Tabela 2. Valores médios de ingestão de matéria seca (IMS), produção e componentes do
leite de animais suplementados com diferentes concentrações de monensina... 24 Tabela 3. Valores médios da concentração de ß-Hidroxibutirato (µmol/L) e glicose
(mmol/L) durante o período de transição de animais suplementados com monensina... 24 Tabela 4. Efeito da associação de leveduras e monensina in vitro sobre o pH ruminal e
concentração de AGV... 25 CAPÍTULO 2.
Tabela 1. Composição de ingredientes e nutrientes da dieta experimental... 33 Tabela 2. Efeito da utilização de aditivos microbianos (DFM)1 e/ou monensina2 na dieta de
vacas no terço médio da lactação sobre a ingestão de matéria seca (MS), matéria orgânica (MO), fibra solúvel em detergente neutro (FDN), fibra solúvel em detergente ácido (FDA), proteína bruta (PB), extrato etéreo (EE), matéria mineral
(MM), cálcio (Ca) e fósforo (P)... 37 Tabela 3. Efeito da utilização de aditivos microbianos (DFM)1 e/ou monensina2 na dieta de
vacas no terço médio da lactação sobre a produção e composição do leite... 40 Tabela 4. Efeito da utilização de aditivos microbianos (DFM)1 e/ou monensina2 na dieta de
vacas no terço médio da lactação sobre pH médio ruminal, concentração médias de ácidos graxos voláteis (AGV) e médias de nitrogênio amoniacal (N-NH3, mg/dl) no líquido retículo-ruminal... 43 CAPÍTULO 3.
Tabela 1. Composição de ingredientes e nutrientes das dietas de vacas, utilizada no
pré-parto, suplementadas ou não com DFM... 55 Tabela 2. Composição de ingredientes e nutrientes das dietas de vacas, no pós-parto,
suplementadas ou não com DFM... 56 Tabela 3. Efeito da suplementação de aditivos microbianos (DFM)1, para inclusão direta na
dieta de vacas, no período de transição sobre a produção e composição do
LISTA DE FIGURAS CAPÍTULO 1.
Figura 1. Efeito do fornecimento de DFM na dieta de vacas sobre a IMS... 19 CAPÍTULO 2.
Figura 1. Valores individuais de pH de vacas no terço médio da lactação suplementadas com DFM e/ou monensina. As setas verticais indicam o momento de fornecimento das dietas... 43 Figura 2. Concentrações individuais de AGV total de vacas no terço médio da lactação
suplementadas com DFM e ou monensina. As setas verticais indicam momento de fornecimento das dietas... 45 Figura 3. Concentrações individuais de nitrogênio amoniacal de vacas no terço médio da
lactação suplementadas com DFM e/ou monensina. As setas verticais indicam momento de fornecimento das dietas...
47 CAPÍTULO 3.
Figura 1. Esquema de distribuição das dietas no período experimental pré e pós-parto... 54 Figura 2. Médias de produção de leite e leite corrigido para 4% de gordura (LCG 4%) de
animais suplementados com aditivos microbianos durante o período de transição. CONCON: Sem suplementação no pré e pós-parto; CONDFM: sem suplementação no pré e com suplementação no pós-parto; DFMCON: com suplementação no pré e sem suplementação no pós-parto; DFMDFM: com suplementação no pré e pós-parto... 58 Figura 3. Produção de leite de animais suplementados ou não com aditivos microbianos
durante o período de transição. CONCON: Sem suplementação no pré e pós-parto; CONDFM: sem suplementação no pré e com suplementação no pós-pós-parto; DFMCON: com suplementação no pré e sem suplementação no pós-parto; DFMDFM: com suplementação no pré e pós-parto...
61 Figura 4. Média de produção e porcentagem de gordura do leite de animais suplementados
ou não com aditivos microbianos no período de transição. CONCON: Sem suplementação no pré e pós-parto; CONDFM: sem suplementação no pré e com suplementação no pós-parto; DFMCON: com suplementação no pré e sem suplementação no pós-parto; DFMDFM: com suplementação no pré e pós-parto 62
Figura 5. Média de produção e porcentagem de proteína do leite de animais suplementados ou não com aditivos microbianos no período de transição. CONCON: Sem suplementação no pré e pós-parto; CONDFM: sem suplementação no pré e com
suplementação no pós-parto; DFMCON: com suplementação no pré e sem suplementação no pós-parto; DFMDFM: com suplementação no pré e pós-parto 63 Figura 6. Média de produção e porcentagem de lactose do leite de animais suplementados
ou não com aditivos microbianos no período de transição. CONCON: Sem suplementação no pré e pós-parto; CONDFM: sem suplementação no pré e com suplementação no pós-parto; DFMCON: com suplementação no pré e sem suplementação no pós-parto; DFMDFM: com suplementação no pré e pós-parto 64 Figura 7. Média de produção e porcentagem de extrato seco desengordurado (ESD) do leite
de animais suplementados ou não com aditivos microbianos no período de transição. CONCON: Sem suplementação no pré e pós-parto; CONDFM: sem suplementação no pré e com suplementação no pós-parto; DFMCON: com suplementação no pré e sem suplementação no pós-parto; DFMDFM: com suplementação no pré e pós-parto... 64 Figura 8. Média de produção e porcentagem de sólidos totais do leite de animais
suplementados ou não com aditivos microbianos no período de transição. CONCON: Sem suplementação no pré e pós-parto; CONDFM: sem suplementação no pré e com suplementação no pós-parto; DFMCON: com suplementação no pré e sem suplementação no pós-parto; DFMDFM: com suplementação no pré e pós-parto... 65
RESUMO
Foram realizados dois experimentos para avaliar o efeito da suplementação de aditivos microbianos para inclusão direta (DFM) e sua associação com monensina sódica na dieta de vacas leiteiras sobre o consumo de matéria seca, produção e composição do leite e parâmetros da fermentação ruminal. No primeiro experimento, foram utilizadas oito vacas da raça holandesa, sendo quatro canuladas no rúmen, multíparas, com 150 + 17 dias de lactação e produção média diária de 20+0,8Kg de leite. As dietas utilizadas foram: Controle (CON); DFM (DFM); monensina (MON) e DFM mais monensina (DFMMON). A utilização de DFM e/ou monensina não afetou o consumo de matéria seca, a produção e a composição do leite. A média diária do pH ruminal foi maior no tratamento MON em relação ao CON. As concentrações de de ácidos graxos voláteis e nitrogênio amoniacal no rúmen não foram afetadas pelos tratamentos. A relação acetato:propionato foi menor para o tratamento DFMMON. No segundo experimento, foram utilizadas 40 multíparas vacas da raça holandesas durante o período de transição, separadas em dois grupos experimentais no pré-parto e quatro grupos no pós-parto. Os tratamentos consistiram da inclusão ou não de DFM em dieta, que possuía monensina sódica na sua composição. A inclusão de DFM no pré e pós-parto aumentou a produção de leite e a produção de leite corrigido para 4% de gordura, entretanto diminuiu o teor de proteína. Já a suplementação de DFM apenas no pós-parto aumentou a produção de leite e seus componentes. Apesar do aumento na porcentagem de proteína, a suplementação de DFM apenas no pré-parto afetou negativamente a produção de leite. Conclui-se que a suplementação de DFM apenas no pós-parto, foi melhor no que diz respeito a aumento na produção e porcentagem de gordura do leite.
Palavras-chave: DFM, Monensina, Produção e composição do leite, parâmetros
ruminais.
ABSTRACT
Two experiments were carried out in order to evaluate the effect of direct feed microbial (DFM) supplementation associated or not with monensin on dry matter intake, ruminal fermentation parameters and milk production and composition of dairy. In the first study, eight multiparous Holstein cows, for rumen canulated, 150+17 days in milk, averaging 20 + 0.8 Kg of milk/day were used. The treatments were: control (CON), direct-feed microbial (DFM), monensin (MON) and DFM plus monensin (DFMMON). The use of DFM and/or monensin did not affect the dry matter intake as well as milk production and composition. Higher pH mean was measured in MON group in compares to CON group, however differences were not detected among the other treatments. Both VFA and N-NH3 concentrations were not affected by the treatments. The acetate:propionate ratio was lower in DFMMON group. In the second study, 40 Holstein during the transition period cows were used. They were distributed in two groups before and four groups after calving. The treatments were performed including or not DFM on their diets, which contained monensin. The inclusion of DFM either before or after parturition increased milk production and 4 % fat-corrected milk production however decreased protein content. The DFM supplementation only before calving increased either milk production or fat percentage. In spite of increasing protein percentage, the DFM supplementation only before calving negatively affected milk production. The DFM supplementation only after parturition was better for the increasing milk production and its quality according to composition.
Key words: milk production, milk composition, ruminal fermentation, DFM, monensin.
CAPÍTULO 1
REVISÃO DE LITERATURA
1. INTRODUÇÃO
A manutenção de qualquer atividade produtiva depende basicamente da eficiência do sistema de produção, que pode ser traduzida com maior produtividade e menor custo. Na atividade leiteira, a nutrição é o principal fator que afeta a eficiência de produção e pode representar até 60% dos custos de produção. Portanto, pode-se afirmar que quanto mais eficiente for a nutrição, mais eficiente se torna o sistema de produção.
A melhoria no potencial genético de animais destinados à produção de leite vem, ao longo do tempo, demandando dietas com maior densidade energética e protéica. Conseqüentemente, a adequação da fermentação ruminal, vem ser tornando cada vez mais um desafio para os pesquisadores, uma vez que, a sua otimização está diretamente relacionada com a manutenção da saúde e produção animal.
Muitas vezes para fornecer a concentração de nutrientes necessária e manter a alta produção é necessário maior inclusão de alimentos concentrados nas dietas de vacas leiteiras. No entanto, essa adição pode ocasionar desequilíbrio da fermentação ruminal com conseqüências negativas sobre a produção e saúde animal.
Ultimamente, os aditivos têm sido utilizados com maior freqüência na dieta de vacas leiteiras de alta produção com o intuito de refinar as dietas, melhorar o ambiente ruminal e maximizar a produção. Entre os aditivos mais utilizados estão o bicarbonato de sódio, a monensina sódica e mais recentemente os aditivos microbianos.
A monensina seleciona determinados tipos de microrganismos ruminais que melhor convertem os alimentos em nutrientes, reduzindo a formação de metano e gás carbônico no rúmen. Como conseqüência, há maior produção de ácido propiônico e menor concentração de ácido acético, que resulta em aumento na produção de leite, com redução no teor de gordura.
O aumento da preocupação com a utilização de produtos antibióticos na forma de aditivos alimentares para maximizar a eficiência animal e permitir maiores ganhos despertou interesse por outras possíveis alternativas, como a utilização de aditivos microbianos para inclusão direta na dieta (Ghorbani et al., 2002). Eles têm se destacado por melhorar o padrão de fermentação ruminal, aumentar a produção de leite e teor gordura, além de serem considerados naturais.
A utilização de microrganismos como aditivos na dieta de vacas leiteiras possui potencial para se tornar mais uma opção no manejo nutricional das fazendas, melhorando a eficiência e a saúde dos animais. Poucos trabalhos foram desenvolvidos até agora na tentativa de elucidar os mecanismos de ação e possíveis efeitos de sua suplementação. Além disso, os resultados são conflitantes, devido as diferentes cepas de microrganismos utilizadas em diferentes condições.
2. REVISÃO DE LITERATURA 2.1. Período de Transição
O período de transição é definido como três semanas pré-parto e pós-parto, sendo caracterizado por diversas modificações fisiológicas e de manejo em vacas leiteiras. As principais alterações fisiológicas são conseqüência principalmente do status hormonal e de diminuição da ingestão de matéria seca relacionados ao parto (Grummer, 1995). Neste período aumentam
os riscos de doenças metabólicas e infecciosas, principalmente devido à mudança abrupta do manejo nutricional no final da gestação e início da lactação.
No final da gestação, os requisitos nutricionais materno e fetal aumentam exponencialmente face ao grande desenvolvimento fetal. No entanto, os requisitos nutricionais necessários para a formação do colostro ainda são maiores (Goff, 2004). O suprimento desta demanda por nutrientes normalmente está prejudicado pela diminuição da ingestão de matéria seca. Nas três semanas anteriores ao parto a redução do consumo é em média de 30% (Grummer, 1995), havendo necessidade de mobilização das reservas corporais, para suprir parte dos requisitos nutricionais.
Desta forma, a depressão no consumo de matéria seca no pré-parto e o lento aumento no pós-parto são os principais fatores de risco na etiologia de desordens digestivas e metabólicas como a febre do leite, cetose, fígado gordo, deslocamento de abomaso para a esquerda e acidose ruminal (Grummer et al., 2004).
As doenças relacionadas ao período de transição também promovem menor ingestão de matéria seca no período pós-parto, retardando ainda mais a elevação na ingestão e mantendo o balanço energético negativo por um período de tempo ainda maior. Além disso, e também como conseqüência do menor consumo, vacas acometidas por doenças no período de transição apresentam queda na produção de leite (Dann et al., 2000).
Até o momento, o manejo nutricional durante o período de transição ainda é bastante polêmico. Por Algum tempo se recomendou aumentar densidade energética da dieta nas últimas três semanas de gestação. Como já é bem determinado que as vacas durante o período de transição
sofrem queda na ingestão de matéria seca e balanço energético negativo, o aumento do teor de concentrado na dieta levaria a maior ingestão de matéria seca e energia durante o pré-parto. A maior ingestão de energia seria responsável por um melhor balanço energético, menor incidência de doenças e maior produção de leite no pós-parto. Bertics et al. (1992) realizaram um estudo com 22 vacas multíparas recebendo a mesma dieta, com produção de leite próximas na lactação anterior, sendo que 11 animais eram canulados no rúmen. O primeiro grupo, chamado controle, se alimentava ad libitum, sendo as sobras mensuradas diariamente. O outro grupo (alimentação forçada), com os animais contendo a cânula ruminal, recebia a dieta, se alimentava e as sobras da dieta eram recolhidas e colocadas via cânula no rúmen, fazendo alimentação forçada. Dessa forma, o grupo com alimentação forçada sempre ingeria a totalidade da dieta fornecida. Estes autores concluíram que a diminuição da ingestão de matéria seca era um fator crítico no desenvolvimento da esteatose hepática. Concluíram também que o melhor estatus de carboidrato dos animais, principalmente pela elevação sérica de glicose durante o final da gestação poderia ser benéfico. Desta forma, o aumento da quantidade de carboidratos não fibrosos (grãos) na dieta ou utilização de aditivos gliconeogênicos poderia ser vantajoso para o perfil metabólico dos animais.
A partir destas conclusões outros experimentos foram realizados na tentativa de se aumentar a densidade energética da dieta, seja através do maior fornecimento de gorduras, carboidrato não fibroso, aditivos gliconeogênicos, entre outros.
Grummer et al. (1994) avaliaram o efeito da administração de propileno glicol, por via oral, em novilhas holandesas sob restrição alimentar (50 a 70% do consumo
voluntário). A restrição alimentar teve como objetivo mimetizar alterações de consumo e metabolismo energético que normalmente estão presentes durante o período de transição. Estes autores concluíram que a utilização de propileno glicol foi efetiva em restaurar o perfil metabólico pré-restrição alimentar e reduzir a mobilização de gordura durante o período de restrição alimentar.
De acordo com Rabelo et al. (2001), aumento da concentração energética da dieta no pré-parto poderia aumentar a ingestão de matéria seca. Estes autores sugerem que a ingestão de matéria seca em vacas secas esta relacionada diretamente ao conteúdo de parede celular e a densidade energética da dieta. Nestas condições, a maior digestibilidade ruminal da matéria seca da dieta provavelmente permitiria a maior ingestão de matéria seca e energia pelos animais.
Em contrapartida, outra linha de pesquisa tem demonstrado que promover menor ingestão de matéria seca durante o pré-parto leva ao menor acúmulo de lipídios no fígado, melhorando a resposta metabólica (Friggens et al., 2005). Entretanto, a recomendação de restrição alimentar para animais que estão em balanço energético negativo parece ser contraditória.
Apesar de vários experimentos realizados com o intuito de melhorar o desempenho dos animais no período de transição, ainda não está bem definido o melhor manejo a ser adotado. Neste contexto, a utilização de aditivos microbianos surgiu como uma nova ferramenta a ser avaliada. Alguns trabalhos (Nocek et al. 2003; Nocek e Kautz, 2006) têm obtido resultados positivos com melhora da fermentação ruminal, aumento no consumo de matéria seca e produção de leite.
Segundo Hutjens (1992), citado por Grummer (1994), o período de transição é
um excelente momento para se utilizar aditivos dietéticos que estabilizem o ambiente ruminal de vacas que mudaram de dieta baixa para alta em energia.
2.2. Utilização de aditivos microbianos na dieta de vacas leiteiras
A tecnologia de desenvolvimento de microrganismos capazes de promoverem degradação anaeróbica da celulose e outros produtos da célula vegetal representa um dos importantes marcos na alimentação dos ruminantes. De fato, esses microrganismos desempenham papel fundamental na reciclagem do carbono no planeta. O processo de degradação anaeróbica da fração fibrosa é complexo e envolve várias interações metabólicas entre diversos microrganismos, que podem ser influenciadas por fatores relacionados à composição química e física da dieta.
O rúmen é um ecossistema complexo formado por variado grupo de microrganismos que vivem em simbiose com o animal e que em condições normais são estáveis. Esta constância da microbiota ruminal é extremamente importante para manter uma boa conversão de alimentos em energia (Kamra, 2005).
O entendimento da fermentação ruminal e seus efeitos sobre o desempenho de ruminantes ajudaram a compreender a transformação microbiológica que ocorre no rúmen. Desde cedo, foi estabelecida a importância fisiológica da produção de ácidos graxos voláteis (AGV) pelos microrganismos ruminais para a nutrição de seu hospedeiro. Várias espécies de bactérias, protozoários e fungos produzem complexos enzimáticos que hidrolisam celulose, hemicelulose, amido, pectina, açúcares entre outros carboidratos. Proteínas também são quebradas e hidrólizadas no rúmen e certos microrganismos ruminais utilizam também aminoácidos para produção de energia além
da síntese protéica (Russel e Hespell, 1981).
A manipulação direta da fermentação ruminal pela biotecnologia era restrita a alguns compostos antimicrobianos ou a microrganismos adicionados ao alimento. Na década de 80, foi proposta a tecnologia do DNA recombinante sendo que esta poderia ser usada para o desenvolvimento de novas cepas de microrganismos ruminais que trariam benefícios para a nutrição animal (Wallace, 1994).
Classificadas como aditivos microbianos, as culturas de leveduras são utilizadas na alimentação animal há mais de seis décadas. Jordan e Fourdraine (1993), citados por Suñé e Múhlbach (1998), observaram que o uso da levedura triplicou nos últimos 10 anos nos Estados Unidos, passando de 16,9 para 50,8% o número de produtores que utilizam levedura como aditivo alimentar para rebanhos leiteiros. Shaver e Kaiser (2004) avaliaram o manejo e programa nutricional de seis granjas leiteiras de alta produção situada na região de Madison/USA. Estes autores observaram que bicarbonato de sódio, biotina e aditivos microbianos eram os principais aditivos utilizados. Os aditivos microbianos eram utilizados em todas as fazendas avaliadas e, adicionalmente, em quatro delas utilizava-se também bicarbonato de sódio e biotina. Culturas microbianas vivas e seus extratos, especialmente de Aspergillus oryzae e Sacchariomyces cerevisae, têm sido utilizadas como suplementos alimentares há vários anos. No passado foi relatado que aditivos microbianos melhoravam a produção de leite em ruminantes em cerca de 7% a 8%, magnitude semelhante à de ionóforos (Martin e Nisbet, 1992; Wallace, 1994).
Callaway e Martin (1997) supõem que alguns aditivos microbianos, produtores de ácido lático, produzem fatores solúveis (como vitaminas do complexo B, aminoácidos e ácidos orgânicos), que não
estão presentes no ambiente ruminal durante todo o ciclo alimentar. Desta forma, a inclusão desses microrganismos na dieta disponibilizaria maiores quantidades desses fatores estimulando o crescimento de bactérias que utilizam lactato. Pereira et al. (2001) sugeriram que os microrganismos utilizam peptídeos e aminoácidos para crescimento ou podem fermentar aminoácidos, em condição de escassez de carboidratos.
Segundo Wallace (1994) as leveduras também possuem a capacidade de remover oxigênio do ambiente ruminal e conseqüentemente acelerar o crescimento dos microrganismos, entretanto, os trabalhos mais recentes não têm enfantizando esta teoria.
Recentes estudos têm demonstrado o isolamento de pequenos grupos de peptídeos de leveduras que estimulam o crescimento logarítmico das bactérias. Esses peptídeos funcionam como coenzima para estimular o crescimento microbiano e aparentemente são estáveis no ambiente ruminal, sendo rapidamente quebrados pelas enzimas proteolíticas dos microrganismos ruminais e, provavelmente, eliminados rapidamente (Dawson, 2000). Callaway e Martin (1997) estudaram o crescimento in vitro de bactérias como Selenomonas ruminantium H18, Megasphaera elsdenii B159 e T81, Fibrobacter succinogenes S85 e Ruminococcus albus B199 em culturas suplementadas com filtrados de levedura. A suplementação aumentou o crescimento de Selenomonas ruminantium e Megasphaera elsdenii em meio enriquecido com lactato. A suplementação também aumentou a degradação inicial da celulose por bactérias como Fibrobacter succinogenes S 85 e R. flavefacies FD1.
2.3. Aditivos microbianos para inclusão direta (DFM) na dieta de vacas leiteiras Em 1989, a agência americana FDA (Food and Drug Administration) requisitou às indústrias americanas o uso do termo DFM (Direct-Fed Microbials) ao invés do termo probiótico. E definiu DFM como “fonte de microrganismos vivos (viáveis) que ocorrem naturalmente” (Martin e Nisbet, 1992), englobando nessa classificação bactérias, fungos e leveduras.
Dentre os microrganismos mais pesquisados estão os produtores de ácido lático Lactobacillus e Enterococcus. Destacam-se, também, as culturas de leveduras Saccharomyces cerevisiae e o extrato de fermentação do fungo Aspergillus oryzae (Martin e Nisbet, 1992). O conceito original da utilização de DFM na alimentação animal se baseia nos efeitos pós-ruminais, com mudanças benéficas na flora microbiana intestinal. Possivelmente, devido à redução de microrganismos patogênicos como Escherichia coli e de suas toxinas permitindo a colonização do intestino por microrganismos benéficos (Brashears et al., 2003).
No entanto, pesquisas recentes têm demonstrado que certos DFM também possuem efeitos benéficos no ambiente ruminal. Em particular, Nocek et al. (2002) relataram diminuição do risco de acidose em vacas leiteiras que receberam na dieta Lactobacillus e Enterococcus.
Segundo Nocek et al. (2003) a adição de DFM com microrganismos produtores de ácido lático forneceria quantidade constante de ácido lático no ambiente ruminal, que manteria a população de microrganismos utilizadores de ácido lático metabolicamente ativa. Logo, em momentos que houvesse maior concentração de ácido lático, i. e. intervalo entre o fornecimento ou mudança de dieta no pós-parto, ocorreria maior seqüestro de
ácido lático do ambiente ruminal por esses microrganismos.
Atualmente, os possíveis mecanismos de ação ruminal dos DFM, têm sido relacionados com mudanças no padrão de fermentação ruminal, maior estabilidade do pH ruminal, redução nos teores de amônia e aminas tóxicas, maior digestão da fibra, aumento do consumo de matéria seca e conseqüente aumento na produção de leite (Wohlt et al., 1998; Dann et al., 2000; Nocek et al., 2002; Nocek et al., 2003; Nocek e Kautz, 2006). Além disso, Harris (1994), citado por Simas e Nussio (2001), inclui produção de substâncias estimulantes, produção de enzimas benéficas que possam aumentar a disponibilidade de nutrientes e redução dos teores de lactato.
Contudo, vários fatores podem interferir nas respostas de vacas leiteiras à suplementação com DFM, como estádio de lactação, tipo de forragem, manejo
alimentar e proporção volumoso:concentrado (Piva et al., 1993,
citado por Dann et al., 2000).
2.3.1. Efeitos da utilização de DFM sobre o pH ruminal
Vários estudos têm avaliado e atribuído o valor de pH ruminal como principal fator responsável pela saúde do rúmen (Nocek, 1997; Nocek et al., 2002). Estrategicamente, algumas amostras específicas de microrganismos, quando devidamente selecionadas e combinadas, poderiam manipular e regular o valor de pH ruminal (Nocek et al., 2002).
O balanço dos microrganismos que produzem e utilizam ácido láctico é fundamental para manter o ambiente ruminal estável. Os microrganismos do rúmen freqüentemente são classificados como “produtores de lactato” ou “utilizadores de lactato”. Os principais
microrganismos que utilizam lactato são Propionibacteria shermanii, Megasphera elsdenii e Selenomonas ruminantium. Em condições normais de rúmen, o principal produtor de ácido láctico é o Streptococcus bovis. O balanço entre esses grupos de microrganismos determina a quantidade de lactato acumulado no rúmen (Russell e Hino, 1985).
Owens et al. (1998) sugeriram que a suplementação de acido láctico na dieta ou a inclusão de algum ingrediente com alto teor desse ácido poderia melhorar a habilidade do rúmen em adaptar a condições que levam ao aumento rápido da concentração de ácido láctico. Contudo, Dawson (1990) já tinha sugerido que a utilização de leveduras na dieta de vacas leiteiras, em determinadas condições, poderia estimular a utilização de ácido láctico no rúmen.
No periparto ocorre mudança brusca de dieta, com diminuição da relação volumoso:concentrado devido a maior exigência nutricional. Essa mudança não é acompanhada, na mesma velocidade, pela microbiota ruminal. Os microrganismos produtores de lactato se adaptam rapidamente a dietas ricas em carboidratos prontamente fermentáveis, o que não acontece com os consumidores de lactato. Esse desequilíbrio entre as bactérias produtoras e consumidoras de lactato pode resultar em altas concentrações de lactato no rúmen, levando a prejuízos na produção e saúde dos animais (Nocek, 1997).
Nocek et al. (2002) observaram que o pH ruminal de animais que receberam DFM composto da associação de Saccharomyces cerevisiae, Enterococcus faecium e Lactobacillus plantarum apresentaram menores variações de pH ao longo do dia, mantendo-se com valor médio acima de 6,0. Em outro estudo Nocek et al. (2003), avaliando a adição de DFM na dieta de vacas leiteiras durante o período de
transição, também obtiveram menores variações no pH ruminal.
Segundo Nisbet (1990) citado por Martin e Nisbet (1992), o extrato da fermentação de A. oryzae estimulou a utilização de L-lactato em todas as concentrações testadas, e a utilização de S. cerevisiae aumentou a utilização de L-lactato somente entre 2,5 e 10 g/L.
Diminuições bruscas no pH ruminal podem inibir severamente a digestão da celulose por diminuir a atividade e/ou o número dos microrganismos celulolíticos (Russel e Wilson, 1996). Com a queda do pH ocorre aumento no número de Streptococcus bovis, seguido de elevação na produção de ácido lático e de redução no número de bactérias utilizadoras como Megasphera elsdenii e Selonomonas ruminantium (Nocek, 1997). Megasphera elsdenii utilizam 60 a 80% do ácido lático fermentado no rúmen e correspondem a aproximadamente 20% das bactérias utilizadoras de lactato no rúmen de animais alimentados com grandes quantidades de concentrado (Mackie et al., 1984; citado por Nocek, 1997). Quando o pH ruminal é mantido acima de 5,5 ocorre equilíbrio entre bactérias utilizadoras e produtoras de ácido lático, impedindo o acúmulo do mesmo (Nocek, 1997).
A detecção e a prevenção de acidose subclínica nos rebanhos leiteiros representa um desafio, pois os únicos sintomas apresentados são a queda ou ingestão irregular de matéria seca, diminuição do teor de gordura do leite e diminuição da eficiência na produção de leite (Nocek, 1997). Muitas vezes estas ocorrências são confundidas com baixa qualidade da forragem ou manejo nutricional inadequado.
2.3.2. Efeitos da utilização de DFM sobre a concentração de ácidos graxos voláteis As alterações no ambiente ruminal resultantes da utilização de DFM incluem efeitos sobre a proporção de ácidos graxos voláteis (AGV). Callaway e Martin (1997) observaram aumento nas concentrações de acetato e ácidos graxos voláteis totais quando adicionaram filtrados de cultura de leveduras em culturas de Selonomonas ruminantium. Tanto Selonomonas ruminantium quanto Megasphaera elsdenii produzem primariamente acetato e propionato quando utilizam lactato como substrato. Por outro lado, Robinson e Garret (1999) não observaram alterações no padrão de fermentação ruminal quando utilizaram leveduras em dietas de vacas leiteiras no período de transição.
Enjalbert et al. (1999) trabalhando com vacas leiteiras canuladas no rúmen recebendo silagem de milho e concentrado (67: 32) e cultura de levedura (0,5% MS) encontraram diminuição da concentração ruminal de amônia três horas pós-alimentação e aumento de 20% de AGV uma hora pós-refeição. Houve aumento da concentração de propionato e diminuição da relação acetato: propionato pós-alimentação. Não houve diferenças no pH, concentração de acetato e butirato, degradação da MS, FDN e FDA. Concentrações de propionato foram mais elevadas em vacas que receberam leveduras principalmente entre 30 e 60 dias em lactação, comparadas ao grupo controle (Pestevsek et al. 1998).
Kung Jr. et al. (1997) não encontraram efeito da adição de leveduras a dietas de vacas no terço médio da lactação, sobre o pH ruminal, concentração de AGV, consumo de matéria seca. No entanto, encontraram aumento no número de bactérias proteolítcas e na concentração de nitrogênio amoniacal, in vitro.
2.3.3. Efeitos da utilização de DFM sobre a digestibilidade da matéria seca
Os carboidratos da parede celular das forragens consumidas pelos ruminantes suprem a maior parte de seus requisitos energéticos. No entanto, estes componentes representam a maior limitação do aproveitamento da forragem pelos animais (Van Soest, 1994). A digestão destes carboidratos no rúmen depende inicialmente da adesão das células microbianas à fibra (Chen et al., 1977). Embora os fatores de adesão não são ainda exatamente conhecidos, parece que a presença de polissacarídeos ou glicoproteínas na superfície externa das bactérias as quais, possivelmente, interagem quimicamente através de interações iônicas com a superfície das partículas, seja um dos mais relevantes (Chen et al., 1977). Sendo assim, variações no pH poderiam modificar estas interações e inferir na adesão bacteriana.
Em vários estudos foi observado que a taxa e a extensão da degradação da fibra reduziu com a redução do pH ruminal, e que este efeito é potencializado pela presença de carboidratos prontamente fermentáveis (Grant e Mertens, 1992).
François et al. (2006) avaliaram, in vitro, o efeito de diferentes valores de pH do meio e tempo de incubação sobre o grau de aderência bacteriana em amostras de gramíneas forrageiras tropicais e temperadas. As amostras foram incubadas em pH de 5,5; 6,0; 6,5; ou 7,0 durante 6, 12, 24 ou 48 horas. O pH não afetou a aderência microbiana em nenhuma das amostras testadas às 48 horas, no entanto, foi mais alta no resíduo de forrageira temperada. Independente do tipo de amostra, a aderência foi afetada pelo tempo, sendo máxima após 24 horas de incubação. Nesse tempo, o grau de aderência sobre o resíduo das amostras de gramínea temperadas não foi afetado, mas aumentou
linearmente (P<0,05) em gramíneas tropicais com aumento de pH do meio de incubação.
A degradabilidade da celulose pode ser comprometida à medida que o pH ruminal diminui. Isto se deve principalmente ao fato das bactérias celulolíticas serem incapaz de se desenvolverem em pH intracelular baixos. A queda do pH resulta em toxicidade dos anions de ácidos graxos voláteis para as bactérias, pela dificuldade das mesmas em exportá-los (Russel e Wilson, 1996). Nocek et al. (2002) observaram maior estabilidade do pH ruminal em animais que recebem suplementação com DFM composto de microrganismos produtores de ácido lático. Utilizando leveduras nas dietas de vacas leiteiras da 5° a 18° semana de lactação, Wohlt et al. (1998) encontraram diferenças estatísticas com aumento da ingestão de matéria seca (23,8; 24,7 e 25,0 Kg/d), produção de leite corrigida para 3,5% gordura (37,7; 40,7 e 41,4 Kg/d) e da digestibilidade de PB (78,5; 80,8 e 79,5 %), e de FDA (54,4; 60,2 e 56,8%) para vacas recebendo 0, 10 e 20 g/dia de levedura, respectivamente (p=0,10).
Chatman et al. (2002a) encontraram efeitos diferentes ao utilizarem leveduras vivas em dietas de vacas contendo diferentes teores (24 vs 32%) de carboidratos não fibrosos (CNF), na matéria seca da dieta pré-parto. A levedura viva não teve efeito sobre o pH ruminal e produção de AGV, entretanto aumentou a digestibilidade da MS, MO e FDN em dietas com casca de soja, além de aumentar a digestibilidade de FDN e FDA em dietas com alto teor de CNF e aumentar a digestibilidade de FDA na dieta com baixo teor de CNF. Entretanto Chatman et al. (2002b) em outro trabalho com situações semelhantes não encontraram efeito da suplementação de leveduras vivas nas digestibilidades da fibra, MS, MO, produção de AGV e pH ruminal.
Wiedmeier et al. (1987) avaliaram a associação de A. oryzae e S. cerevisae, e de seus efeitos individuais sobre as características ruminais e digestibilidade de nutrientes em vacas secas. Os autores observaram maior digestibilidade da matéria seca com a utilização de A. oryzae e sua associação com S. cerevisae. Entretanto, o uso isolado de S. cerevisae não apresentou resposta positiva. Arambel e Kent (1988) também não observaram aumento na digestibilidade de nutrientes com a suplementação de 90g/d de S. cerevisae na dieta.
2.3.4. Efeitos da utilização de DFM sobre a ingestão de matéria seca
A ingestão de matéria seca (IMS) é de fundamental importância, pois estabelece a quantidade de nutrientes disponíveis para a produção dos animais. Vários fatores podem afetar a IMS, teorias como enchimento do retículo-rúmen (Allen, 1996), feed back negativo por meio de metabólicos (Illus e Jessop, 1996), hormônios (Forbes, 1995) e o consumo de oxigênio têm sido utilizados para explicar o consumo de matéria seca (Tolkamp e Ketelaris, 1992)
A atividade microbiana e suas funções sobre processo digestivo podem ser modificadas pelo tipo de dieta. Quantidade excessiva de concentrados resulta em redução de pH ruminal, devido à intensa produção de ácidos graxos voláteis, que podem produzir grande impacto na digestão da fibra (Pereira et al., 2001).
O aumento na ingestão de matéria seca pode ser resultado do aumento na degradação da fibra. Callaway e Martin (1997) observaram em estudos in vitro, que a utilização de culturas de leveduras (Saccharomyces cerevisiae) e extrato de fungos (Aspergillus oryzae) aumentou o número das bactérias Ruminococcus flavefaciens e Fibrobacter succinogenes,
que degradam a celulose, e, portanto, aumento de 11% na degradação de celulose após 24 horas de incubação. Resultados semelhantes foram obtidos por Dawson et al. (1990), que relataram concentração de cinco a 40 vezes maior de bactérias celulolíticas com suplementação de Lactobacillus e Enterococcus.
A utilização de DFM com microrganismos produtores de ácido lático tem mostrado efeito positivo sobre o consumo de matéria seca, especialmente no período de transição. Nocek e Kautz (2006) observaram aumento na ingestão de matéria seca, quando utilizaram combinação de leveduras de Saccharomyces cerevisiae e duas cepas de Enterococcus, em comparação aos animais não suplementados (Figura 1). Esses dados estão de acordo com Wohlt et al. (1998) e Robinson e Garret (1999) que observaram aumento significativo na ingestão de matéria seca de vacas multíparas. Em ambos os estudos foram utilizados leveduras (Saccharomyces cerevisiae).
Figura 1: Efeito do fornecimento de DFM na dieta
de vacas leiteiras sobre a IMS
Fonte: adaptado Nocek e Kautz (2006).
Em outro estudo avaliando o efeito das culturas de leveduras sobre o metabolismo dos microrganismos ruminais, Miller-Webster et al. (2002) verificaram aumento na digestão da matéria seca e da proteína. Em contrapartida a esses resultados, Soder e Hoden (1999) não observaram diferenças na ingestão de matéria seca, quando vacas foram suplementadas no pré e pós-parto. Entretanto, Mendonza et al. (1995) encontraram vantagens para o uso de leveduras em dietas de vacas leiteiras recebendo palhada de trigo, com aumento na digestibilidade da MS entre 12 e 24 horas e da FDN com 72 horas de incubação in situ (P<0,05). Nesse experimento, os autores também observaram aumento no consumo de MS (P<0,05), mas sem diferenças estatísticas nas taxas de degradação da FDN (%/h). Já Kamalamma et al. (1996) não encontraram efeito da inclusão de leveduras na dieta de vacas leiteiras sobre o consumo de MS.
Robison e Garret (1999) ao suplementarem vacas holandesas com 57 g/cab/dia de culturas de leveduras durante 23 dias pré-parto e 56 dias pós-pré-parto não encontraram diferenças na ingestão de matéria seca (IMS) durante o pré-parto. Durante os 56 dias pós-parto houve tendência (p= 0,09) de aumento de IMS. Houve também tendência (p= 0,07) de aumento na produção de leite dos animais com 25,36 e 27,81 Kg/dia para primíparas e 38,6 e 40,35 Kg/dia para multíparas nos tratamentos controle e levedura, respectivamente.
Dann et al. (2000) utilizaram vacas Jersey no período de transição e observaram que a suplementação com culturas de leveduras (Saccharomyces cerevisiae) resultou em melhor ingestão de matéria seca nos últimos 7 dias pré-parto e nos primeiros 42 dias pós-parto, com conseqüente diminuição da mobilização de reservas corporais no início da lactação. Os animais 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 -3 -2 -1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Semanas de Lactação IMS , k g /d Controle DFM
suplementados atingiram o pico de produção de leite mais cedo, sem, no entanto, haver diferenças nas médias de produção e composição do leite.
Wallace (1994) postulou que o aumento da ingestão de alimentos decorrente do uso das leveduras pode ser explicado em parte pelo aumento na taxa de degradação da fibra e parte pelo aumento do fluxo duodenal de nitrogênio absorvido. Estas observações sugerem maior atividade da população microbiana evidenciada pelo aumento da contagem de bactérias anaeróbicas no fluído ruminal. Os números de bactérias celulolíticas são aumentados, e as bactérias que utilizam o ácido lático são estimuladas pela presença de ácidos dicarboxílicos.
2.3.5. Efeitos da utilização de DFM sobre a produção de leite
Nocek et al. (2003) observaram que vacas suplementadas no pré e pós-parto com DFM composto de Saccharomyces cerevisiae e duas cepas de Enterococcus, obtiveram menor mobilização das reservas corporais, verificado através das maiores concentrações plasmáticas de glicose e insulina nas duas primeiras semanas pós-parto e redução dos níveis de ácidos graxos não esterificados (Agnes) e β-hidroxibutirato após a segunda semana pós-parto. Houve aumento da produção de leite e do teor da proteína do leite.
Iwanska et al. (1999) encontraram resultados positivos na produção de leite quando suplementaram vacas do 30° até 120° dia de lactação com cultura de leveduras. Houve aumento médio de 38 Kg de leite em relação ao grupo controle e quando foram adicionados minerais orgânicos e vitaminas junto à levedura este aumento foi para 150 Kg de leite durante toda a lactação. Resultados semelhantes (171/Kg/leite) obtiveram Popovic et al. (1998) quando suplementaram vacas
holandesas primíparas e multíparas com 10 g/vaca/dia de cultura de leveduras e minerais orgânicos (Se e Zn), durante 90 dias.
Mcgilliard e Stallings (1998) trabalhando com leveduras, fungos e enzimas na quantidade de 21,2 gramas/vaca/dia em 46 rebanhos leiteiros na Virgínia – EUA encontraram aumento de produção leiteira em 31 rebanhos (17 com significância) e diminuição de produção de leite em 15 (7 com significância). A média de aumento foi de 0,64 Kg /vaca/ dia, sendo 0,73 Kg para primíparas e 0,56 Kg nas multíparas.
Robinson (1997), suplementando 20 vacas holandesas com 57 g/dia de leveduras durante 14 dias pré-parto e 14 dias pós-parto, observou que o grupo suplementado perdeu memor condição corporal no pré-parto. Entretanto, não foram observadas diferenças no consumo de matéria seca no pré ou no pós-parto, bem como na produção e composição do leite.
Sune e Muhlbach (1998) encontraram aumento de produção de leite (16,44 Kg/dia vs 19,32 Kg/dia) para vacas Holandesas que receberam 10g/dia de levedura durante as 11 semanas inicias de lactação. Houve diminuição nos teores de gordura e proteína do leite, mas aumento nas produções de gordura e de proteína do leite.
Em sumário de 7 trabalhos, vacas alimentadas com leveduras apresentaram aumento de 6,8% na produção de leite corrigida para 4% de gordura (Hutjens, 1991, citado por Simas e Nussio, 2001). Outros trabalhos conseguiram aumento de 4,7% até 6% na produção de leite de vacas suplementadas com leveduras (Harris e Web, 1990; Bernard, 1992). Outros autores observaram além de aumento na produção melhoria na persistência da lactação das vacas tratadas com leveduras (Harris et al., 1992; Alonzo et al. 1993).
Harris e Webb (1990), utilizando 170 animais em lactação durante oito semanas após o parto, observaram aumento de 4,7% na produção de leite corrigida para 3,5% de gordura. Em outro estudo, Bernard (1992) encontrou aumento de até 6% na produção de leite de vacas suplementadas com leveduras, justificado pelo maior consumo de MS.
Putnam et al. (1997) avaliaram o efeito da suplementação de culturas de leveduras (0 e 10g) em dietas de vacas leiteiras em início de lactação. As dietas utilizadas foram formuladas com diferentes teores de proteína (18,8 e 16,1% MS). Foi observado aumento significativo na produção de leite corrigido para 4% de gordura nos animais alimentados com baixo teor de proteína suplementadas com leveduras.
Entretanto, outros estudos não demonstraram as mesmas respostas de suplementação com DFM sobre a produção de leite (Higginbotham et al., 1994; Soder e Hoden, 1999).
2.3.6. Efeitos da utilização do DFM sobre a composição do leite
A compreensão dos fatores que afetam a composição do leite produzido pode ser uma ferramenta importante na avaliação nutricional da dieta, revelando informações valiosas sobre a eficiência de utilização dos nutrientes e suas interações no rúmen. O valor econômico da composição do leite produzido é importante tanto para os produtores, consumidores quanto para a indústria beneficiadora.
A gordura é o componente do leite mais susceptível de variação por influência de vários fatores dietéticos como: quantidade e qualidade da fibra, proporção volumoso:concentrado, taxa de degradação do amido, composição de ácidos graxos, grau de proteção e digestibilidade rumenal dos suplementos ricos em gorduras (Jenkins, 1993).
Queda do conteúdo de gordura do leite geralmente ocorre quando a proporção de concentrados é superior a 50% da matéria seca da dieta consumida (Ashes et al., 1997). Segundo Sutton (1989), dos vários fatores que contribuem para esta variação, os tipos de carboidratos presentes no concentrado são importantes. Trabalhos de Harris et al. (1990 e 1992) mostraram aumentos nos teores de gordura e proteína de vacas suplementadas com leveduras. Jeong et al. (1998) observaram que a suplementação de vacas holandesas no terço médio de lactação com 40 g/dia de cultura de leveduras não alterou a composição do leite (gordura, proteína e lactose). Da mesma forma, Wang et al. (1999) não observaram diferenças quando suplementaram 60 g/dia de cultura de leveduras para vacas leiteiras nos primeiros 30 dias pós-parto. Entretanto, encontraram uma tendência (p<0,10) de aumento na produção de leite, gordura e IMS do 31° a 140° dia pós-parto para o uso de leveduras em dietas com 21% de FDN de forragem. Este fato não foi observado em dieta com 17% de FDN da forragem.
Nikkhah et al. (2004), utilizando diferentes quantidades de leveduras (3, 6 e 12 g/dia) na dieta de vacas leiteiras, não verificaram alterações na IMS e produção de leite. Entretanto, a adição desses microrganismos na dieta promoveram aumento no teor de gordura, sólidos não gordurosos e sólidos totais do leite.
Kamalamma et al. (1996) e Valarezo et al. (1999) não encontraram diferenças na produção e composição do leite com o uso de leveduras em vacas mestiças com baixas produções (9 e 10,65 Kg/leite/dia, respectivamente).
2.4. Ionóforos na dieta de vacas leiteiras Maximizar o consumo de energia na fase inicial da lactação é importante para o animal minimizar a mobilização de gordura corpórea e alcançar o pico de lactação, sem prejuízos na saúde e na persistência da lactação. Elevar o nível de concentrado tem sido a prática mais recomendada. Entretanto, altas quantidades de carboidratos não-estruturais podem acarretar desordens metabólicas e ruminais, influenciando negativamente o consumo e a produção leiteira (Nutritional...2001). Como alternativa, a adição de ionóforos (McGuffey et al., 2001) tem apresentado perspectivas interessantes para melhorar o status energético de vacas em início de lactação.
Os ionóforos pertence a uma classe de compostos coccidiostáticos, produzidos por várias cepas de Streptomyces sp. Entre estes compostos incluem-se a monensina, lazalocida, salomicina, narasina e outras. Por definição os ionóforos são moléculas de baixo peso molecular, lipofílicas, capazes de interagir estequiometricamente com íons metálicos, servindo de transportadores mediante os quais estes íons podem ser levados através de uma membrana lipídica bimolecular (Ovchinnikov, 1979, citado por Rodrigues, 2000).
Os ionóforos exercem ação seletiva sobre as bactérias, de forma que as Gram negativas sobrevivem graças ao sistema enzimático fumarato redutase, que acopla o transporte de elétrons à extrusão de prótons via membrana plasmática, ser mais prevalente neste tipo de microrganismo (Chen e Wolin, 1979, citado por Rodrigues, 2000).
Inicialmente, a monensina, ionóforo produzido por cepas de Streptomyces cinnamonensis, foi desenvolvida para desempenhar a função de antibiótico contra parasitas intestinais dos gêneros Coccídea, Plasmodium e Micoplasma. Posteriomente, alguns pesquisadores descobriram que esses
aditivos agiam como promotores do crescimento. Atualmente, os ionóforos têm sido utilizados eficientemente na dieta de ruminantes melhorando a saúde e performance animal.
O ionóforo mais utilizado é a monensina, que assim como os outros ionóforos, inibe as bactérias produtoras de hidrogênio, formato, acetato, butirato, lactato e amônia, enquanto os organismos produtores de succinato e propionato não são afetados. O uso de ionóforos promove alterações na produção de AGV, no consumo de alimentos, na produção de gases, na digestibilidade dos alimentos, na utilização de proteína, no enchimento e taxa de passagem no rúmen (Schelling, 1984). Classicamente os ionóforos são conhecidos por alterarem a proporção molar de AGV produzidos no rúmem devidao a elevação da concentração do ácido propiônico (C3) em detrimento dos ácidos acético (C2) e/ou butírico (C4), geralmente sem causar grandes alterações sobre a produção total de AGV (Rodrigues, 2000). Estudos conduzidos por Ipharraguerre e Clark (2003) indicam que a monensina aumenta as concentrações plasmáticas de glicose e reduz a quantidade de ácidos graxos não-esterificados e de corpos cetônicos no plasma, que estão associados à redução no consumo do início da lactação (Drackley, 1999).
A literatura tem reportado diminuição no teor de gordura do leite quando monensina ou lasalocida é fornecida a vacas lactentes (McGuffey et al., 2001 e Ipharraguerre e Clark, 2003). Recentemente, Jenkins et al. (2003) observaram em ensaios in vitro que a monensina promove um marcante aumento das concentrações do ácido graxo trans-10 C18:1, principal intermediário da bio-hidrogenação ruminal.
Oliveira et al. (2005) avaliaram a influencia de monensina sobre o consumo e fermentação ruminal em novilhos
holandeses fistulados no rúmen recebendo dietas com baixo teor (11,4%) e alto (16,5%) de proteína. O nível de ionóforos utilizado foi de 28 ppm de monensina. O fornecimento de monensina, independentemente do teor protéico das dietas, promoveu diminuição no consumo de matéria seca, aumento na concentração
de ácido propiônico e redução do teor de ácido butírico e da relação acetato:propionato. A monensina, quando associada à dieta com baixo teor protéico, também ocasionou diminuição na concentração de acetato e elevação do pH. Não houve alteração na concentração de nitrogênio amoniacal (Tabela-1).
Tabela 1: Efeito da suplementação de monensina em dietas com diferentes teores de proteína sobre valores médios de consumo de matéria seca (CMS), pH, concentração de acetato, propionato, butirato, relacação acetato/propionato e de amônia ruminal
Baixo teor de
proteína Alto proteína teor de Valor de p
Variável Sem Mon Com Mon Sem Mon Com Mon Teor Prot Mon Prot x Mon CMS, Kg/dia 11,73 9,08 11,47 10,25 0,137 0,0003 0,037 pH 6,44 6,77 6,6 6,63 0,81 0,0247 0,045 Acetato, mM 80,24 60,33 74,56 67,13 0,814 0,0009 0,032 Propionato, mM 18,6 20,87 18,56 23,42 0,285 0,0158 0,272 Butirato, mM 9,16 6,18 9,98 7,91 0,017 0,0007 0,289 Acet/Prop 4,34 2,89 4,04 2,88 0,14 0,0001 0,18 Amônia, mg/dL 8,13 7,74 14,55 17,93 0,002 0,3989 0,298 Fonte: adaptado de Oliveira et al. (2005).
Phipps et al. (2000) realizaram dois experimentos para avaliar o efeito da inclusão de monensina em dieta total para vacas leiteiras sobre a ingestão de matéria seca e produção de leite. Os animais foram avaliados em duas lactações consecutivas. No primeiro experimento, os animais foram suplementados com 0, 150, 300 e 450 mg enquanto que no segundo experimento, os animais receberam 0 e 300 mg de monensina. O primeiro experimento foi iniciado entre a 8a e 3a semana antes da data prevista de parto, enquanto que o segundo foi realizado do parto até a 32a semana da lactação seguinte. No experimento 1, suplementação com 150, 300 e 450 mg de monensina ocasionou um pequeno decréscimo na IMS e aumentou a produção de leite em 2,8; 2,5; e 1,5 Kg/dia, respectivamente. A porcentagem de gordura e proteína do leite diminuíram, entretanto,
nenhum efeito foi observado sobre a produção (Tabela-2). A eficiência de produção de leite aumentou em 5% no experimento 1.
Eifert et al. (2005) avaliaram o efeito do fornecimento de monensina e óleo na dieta sobre o desempenho de vacas leiteiras (7/8 Holandês-Gir) na fase inicial da lactação (5° até 16° semana de lactação). Os tratamentos foram CT: dieta controle; MN: monensina (33ppm), OL: dieta com óleo de soja (3,9%) e OM: dieta com combinação de monensina e óleo. A dieta suplementada apenas com monensina diminui o consumo de matéria seca em 1,4%, a de óleo em 11,4%, enquanto que a combinação de monensina e óleo diminuíram o consumo em 16,4%. A produção de leite não foi alterada pelas dietas. O tratamento apenas com monensina elevou o teor de proteína do leite.
Tabela 2: Valores médios de ingestão de matéria seca (IMS), produção e componentes do leite de animais suplementados com diferentes concentrações de monensina
Experimento 1 (mg) Experimento 2 (mg)
Variável 0 150 300 450 EPM 0 300 EPM
IMS, Kg/d. 19,4 19,3 18,8 18,9 0,60 - - -
Prod. Leite, Kg/d. 25,0b 27,8a 27,5a 26,5ab 1,25 27,2 28,3 1,01
Gordura, %. 3,90a 3,58b 3,44b 3,44b 0,129 4,45a 4,18b 0,078 Proteína, %. 3,39a 3,24b 3,25b 3,23b 0,056 3,55a 3,44b 0,046 Gordura, g/d. 971 981 929 892 46,9 1195 1178 42,1 Proteína, g/d. 854 901 897 858 39,7 949 973 30,4
ab Médias na mesma linha com diferentes letras sobrescritas são significativamente diferentes (P<0,05)
Fonte: adaptado de Phipps et al. (2000)
No experimento 2 foi verificado, após o parto, diminuição da concentração de ß-hidroxibutirato e aumento na concentração de glicose plasmática para os animais suplementados (Tabela-3).
Tabela 3: Valores médios da concentração de ß-Hidroxibutirato (µmol/L) e glicose (mmol/L) durante o período de transição de animais suplementados com monensina
ß-Hidroxibutirato (µmol/L) Glicose (mmol/L) Mon., mg/d. 0 300 0 300 Pré-parto 490 382 3,21b 3,39a Pós-parto 524a 380b 3,38b 3,53a
ab Médias na mesma linha com diferentes letras sobrescritas são significativamente diferentes (P<0,05)
Fonte: adaptado de Phipps et al. (2000).
Zahra et al. (2006) avaliaram o efeito da associação de cápsula de monensina de liberação controlada e colina protegida da degradação ruminal sobre a ingestão de
matéria seca, produção de leite e função hepática em vacas leiteiras durante o período de transição. Não houve nenhum efeito positivo da associação dos aditivos. Entretanto a suplementação apenas com monensina aumentou a concentração plasmática de glicose e uréia enquanto que a concentração de BHBA e aspartato aminotransferase diminuiu no período pré-parto. A concentração de glicogênio hepático aumentou até a terceira semana pós-parto.
Em um experimento piloto Sullivan e Martin (1999) observaram que a associação de monensina e malato possuía efeito aditivo positivo sobre a fermentação ruminal e que as leveduras eram potenciais produtoras de malato. Desta forma, eles resolveram avaliar o efeito da associação, in vitro, de S. cerevisae e monensina sobre a fermentação de culturas de bactérias ruminais. Entretanto, não houve nenhum efeito positivo da associação destes dois aditivos sobre concentrações de acetato, propionato, AGV total e lactato. Entretanto, o pH ruminal dos animais suplementados com monenina e leveduras foi menor em
relação ao grupo controle 5,92 vs 6,08, respectivamente (Tabela-4).
De acordo com McGuffey (2001), os ionóforos elevam a participação de bactérias Gram-negativas no rúmen, alterando os produtos finais da fermentação, pelo aumento da proporção de
propionato e redução da proporção de acetato e produção de metano. Como conseqüência ocorre aumento da energia líquida das dietas.
Tabela 4: Efeito da associação de leveduras e monensina (5 ppm) in vitro sobre o pH ruminal e concentração de AGV
Leveduras, g/L
0 0,35 0,73
pH 6,08c 5,98a 5,92ab 0,04
Acetato, mM 44,1 b 42,2 ab 42,3ab 2,4
Propionato, mM 20,1 a 16,9ab 19,7ab 1,8
AGV total, mM 75,7 67,2 71,3 4,8
Lactato, mM 0,17 0 0,01 2,7
Médias seguidas de mesma letra na mesma linha não diferem entre si, p< 0,05
ADENDO
Adendo 1: Efeito da utilização de DFM sobre a ingestão de matéria seca, digestibilidade, pH ruminal, concentração de AGV, produção e composição do leite
Microorganismo Dose lactação Fase da IMS Dig.1 pH Produção de
Leite
Composição de
leite AGV Autor
Saccharomyces cerevisae e
Aspergillus oryzae 56 e 3 g/dia Início - - - NA NA -
Higginbotham et al. (1994)
Saccharomyces
cerevisae 10 g/dia Início NA NA NA NA NA NA Putnam et al. (1997)
Meio NA NA
Saccharomyces
cerevisae 10g/dia Início NA - NA ↑ (p< 0,07) NA NA Kung et al. (1997)
0,5 g/dia
Saccharomyces
cerevisae (6 x 108 ufc) Início - NA NA - - NA Doreau e Jouany (1998)
Saccharomyces
cerevisae 10 g/dia Início ↑ ↑ - ↑ NA - Wolth et al., (1998)
Início
Saccharomyces cerevisiae e enzimas
10, 15 e 20 g/dia
(transição) NA - - NA NA - Soder e Holden (1999)
Saccharomyces cerevisae 0,73 g/L in vitro - ↑ NA - - ↑ propionato ↑ AGV total ↓ acet/prop Sullivan e Martin (1999). Saccharomyces
cerevisae 10 g/dia Início NA - - ↑ NA - Garg et al (2000)
Saccharomyces cerevisae 57 g/dia - ↑ ↑ NA - - ↑ propionato ↓ acetato ↑ AGV total Miller-Webster et al. (2002)
Microorganismo Dose lactação Fase da IMS Dig.1 pH Produção de
Leite
Composição de
leite AGV Autor
Enterrococcus faecium, Lactobacillus plantarum e Saccharomyces cerevisae . 1 x 105, 1 x 106, 1 x 107 ufc/ml de suco ruminal. Início
(transição) ↑ NA ↑ - - - Nocek et al. (2002)
Enterrococcus faecium e Saccharomyces cerevisae
5 x 109 ufc
(90g/dia) (transição) Início ↑ - ↑ ↑ ↑ proteína (Kg) - Nocek et al. (2003)
Saccharomyces
cerevisae 60g/dia meio NA - - NA NA - Schingoethe et al. (2004).
Levedura e
Monensina 2550 e 10 ppm (MS) início NA NA NA ↑ propionato
2
↓ Acet/prop Erasmus et al. (2005) Levedura e
Enterococcus faecium
5 x 109 ufc Início
(transição) ↑ ↑ - ↑ ↓ % gordura - Nocek e Kautz (2006)
Legenda: NA = não afetou. ↑ = aumentou. ↓ = diminui. - = Não foi avaliado.
1 Digestibilidade da matéria seca. 2 Apenas no tratamento com monensina.
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