UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS
CURSO DE AGRONOMIA
FERNANDO HENRIQUE TEIXEIRA GOMES
COMPOSIÇÃO QUÍMICO-BROMATOLÓGICA E
DEGRADAÇÃO IN SITU DE NUTRIENTES DE
CO-PRODUTOS DA MAMONA E DO PINHÃO-MANSO DA
CADEIA PRODUTIVA DO BIODIESEL
FORTALEZA CEARÁ - BRASIL
FERNANDO HENRIQUE TEIXEIRA GOMES
COMPOSIÇÃO QUÍMICO-BROMATOLÓGICA E
DEGRADAÇÃO IN SITU DE NUTRIENTES DE
CO-PRODUTOS DA MAMONA E DO PINHÃO-MANSO DA
CADEIA PRODUTIVA DO BIODIESEL
Monografia apresentada ao Curso de Agronomia do Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Ceará, como parte das exigências da Disciplina Atividade Supervisionada (Estágio Curricular Obrigatório).
Orientador
Prof. Dr. Magno José Duarte Cândido
FORTALEZA CEARÁ - BRASIL
G614c Gomes, Fernando Henrique Teixeira
Composição químibromatológica e degradação in situ de co-produtos da mamona e do pinhão-manso da cadeia produtiva do biodiesel [manuscrito] / Fernando Henrique Teixeira Gomes ; Magno José Duarte Cândido (orient.)
51 f. ; enc.
Monografia (graduação) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2007
1. Degradabilidade 2. Jatropha curcas 3. Ovinos 4. Ricinus communis L. I. Cândido, Magno José Duarte (orient.) II. Universidade Federal do Ceará – Curso de Agronomia III. Título
FERNANDO HENRIQUE TEIXEIRA GOMES
COMPOSIÇÃO QUÍMICO-BROMATOLÓGICA E
DEGRADAÇÃO IN SITU DE NUTRIENTES DE
CO-PRODUTOS DA MAMONA E DO PINHÃO-MANSO DA
CADEIA PRODUTIVA DO BIODIESEL
Monografia apresentada ao Curso de Agronomia do Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Ceará, como parte das exigências da Disciplina Atividade Supervisionada (Estágio Curricular Obrigatório).
Aprovada em: 05 de dezembro de 2007
_________________________________
Dr. Magno José Duarte Cândido (Orientador)
Professor
da
Universidade Federal do Ceará
_________________________________
Dr
aElzânia Sales Pereira (Conselheira)
Professora da Universidade Federal do Ceará
_________________________________
Roberto Cláudio Fernandes Franco Pompeu (Conselheiro)
À Deus que ilumina a nossa caminhada e gera o amor.
Aos meus pais Uiama Magalhães Gomes e Eliane Lima Teixeira Gomes, por serem a base de sustentação para mim.
À minha irmã Larissa Teixeira Gomes, pelo carinho e pelas forças que nos une.
Aos meus avós, Osvaldo Teixeira, Lourdes Lima Teixeira, Expedita Magalhães Gomes, Joaquim Araújo Gomes, pelo amor, pela sabedoria e pelos valores que herdei.
Aos meus tios Maurício Teixeira, Osvaldo Teixeira Filho, Ubiratan Magalhães Gomes, Iara Magalhães Gomes, Jaqueline Magalhães Gomes, Inês Cristina Teixeira Vainstok, pelo apoio e incentivo em todos os momentos.
Aos meus primos Júlia Teixeira, Osvaldo Teixeira Neto, Lara Teixeira Vainstok, Pedro Teixeira Vainstok, Vinícius Suarez Magalhães, Nathália Suarez Magalhães, Felipe Magalhães de Andrade, Geórgia Magalhães de Andrade, Mateus Sudário Teixeira, que representam o promissor futuro. Aos amigos, pessoas que sempre estão ao nosso lado.
AGRADECIMENTOS
À Universidade Federal do Ceará pela oportunidade de realização do Curso de Agronomia.
Ao Programa de Educação Tutorial (PET) do Curso de Agronomia da Universidade Federal do Ceará, por possibilitar uma formação profissional, social e humana, e pela bolsa concedida durante o Curso de Agronomia.
À pequena usina de extração de óleo, na Fazenda Normal, no município de Quixeramobim-CE, pelo fornecimento da torta de mamona.
À Bombrasil óleo de mamona LTDA, em Salvador-BA, pelo fornecimento do farelo de mamona.
À Embrapa Agroindústria Tropical, pela realização da destoxicação do farelo de mamona.
Ao Núcleo de Ensino e Estudos em Forragicultura (NEEF), pela infra-estrutura disponibilizada para a realização do trabalho.
Ao Laboratório de Nutrição Animal do Departamento de Zootecnia da Universidade Federal do Ceará, por possibilitar a realização das análises químicas.
À Professora Cândida Hermínia Campos de Magalhães Bertini pela viabilização do co-produto do pinhão-manso utilizado neste trabalho, pela amizade e pelo apoio ao trabalho.
Ao Professor Magno José Duarte Cândido, pela amizade, pela orientação, pela dedicação e pelo exemplo de professor.
Ao Professor Ervino Bleicher, pela amizade, dedicação, descontração, confiança e pelos ensinamentos.
Ao meu tio Maurício Teixeira, pela interferência direta na minha formação tanto profissional como pessoal, visto sua intocável postura como profissional e como pessoa.
À Professora Elzânia Sales Pereira, pela co-orientação e pela amizade.
Ao Professor Valmir Feitosa, pela ajuda e paciência durante a realização das análises estatísticas.
Ao Doutorando Roberto Cláudio Fernandes Franco Pompeu, pela amizade e pelas sugestões neste trabalho.
Ao amigo Zé Wellington, pela colaboração no desenvolvimento do trabalho. Às amigas Helena e Roseane, servidoras do Laboratório de Nutrição Animal, pela ajuda e pelos ensinamentos.
Ao amigo Sr. Vanderlei, funcionário do Núcleo de Ensino e Estudos em Forragicultura, pela ajuda na condução do trabalho de campo.
RESUMO
Este trabalho foi conduzido com o objetivo de avaliar a composição químico-bromatológica e a degradação in situ dos nutrientes de co-produtos da mamona e do pinhão-manso provenientes da cadeia produtiva do biodiesel. Foram avaliados os co-produtos: torta de mamona tostada (TMT), torta de mamona cozida (TMC), farelo de mamona (FM), farelo de mamona destoxicado (FMD), casca da mamona (CM), casca do pinhão-manso (CP) e semente do pinhão-manso (SP). Para tanto, foi realizada a pré-secagem das amostras e moídas em peneira de malha 1 mm, para determinação da composição química, e 2 mm, para a incubação ruminal e posteriormente análise do resíduo da MS, PB e FDN. Utilizou-se cerca de 4 g de amostra em cada saco de náilon, de porosidade 50 μm, para incubação no rúmen de ovinos SPRD, machos e castrados, nos períodos 0, 6, 12, 18, 24, 36, 48 e 72 horas, para os co-produtos TMT, TMC, FM, FMD e SP, e para as CM e CP, acrescentou-se os tempos 96, 120 e 144 horas. Os resultados das análises da composição químico-bromatológica mostraram que os teores de matéria seca, proteína bruta, extrato etéreo, cinzas, fibra em detergente neutro, fibra em detergente ácido, hemicelulose, celulose e lignina variaram de 87,14 a 91,52%; 6,78 a 50,98%; 2,92 a 37,58%; 5,34 a 11,46%; 15,54 a 67,02%; 13,30 a 46,75%; 2,18 a 20,27%; 7,01 a 43,96%; 7,73 a 26,15%. As taxas de degradação da MS variaram de 0,0115 a 0,1087. As taxas de degradação da FDN variaram de 0,0101 a 0,0403/h. Os co-produtos da extração do óleo são ricos em proteína, com destaque para o farelo de mamona destoxicado que apresentou 50,98% de PB. O processo utilizado para a extração do óleo da torta de mamona tostada mostrou ser ineficiente, já que a mesma apresentou teor de extrato etéreo de 28,38%, o que pode dificultar sua utilização na alimentação de ruminantes. Em geral, os co-produtos provenientes da extração do óleo da mamona apresentaram elevado teor de lignina, com destaque para a torta de mamona cozida, com 26,15%, que obteve menor taxa de degradação, de 0,0139/h, sendo um alimento com menor potencial para a utilização na alimentação de ruminantes. O farelo de mamona destoxicado mostrou maior potencial para a utilização na alimentação de ruminantes, considerando sua composição química e degradabilidade (0,0245/h). O farelo de mamona e o farelo de mamona destoxicado apresentaram diferenças nas suas composições químico-bromatológicas, principalmente com elevação do teor de PB e de hemicelulose após o processo de destoxicação e diminuição do teor de lignina. As cascas de mamona e de pinhão-manso mostraram potencial para a substituição parcial de volumosos em rações de ruminantes, dado seu elevado teor de fibra, FDN de 67,02 e 58,86%, respectivamente e à degradação da MS e da FDN.
ABSTRACT
To evaluate chemical composition and dry matter and detergent fiber in situ degradation of Ricinus and jatrophas co-products of biodiesel production this research was carried out. The co-products used this work were: toasted castorbean meal (TCM), cooked castorbean meal (CCM), castorbean meal (CM) (solvent extraction), destoxity castorbean meal (DCM), castorbean hulls (CH), jatropha hulls (JH) and jatropha seed (JS). TCM and CCM were obtained for oil extraction to compressing. CM was obtained for oil extraction to solvent and after CM was destoxicated, producting DCM. CH and JS were obtained by hulls and seed separation. In the samples were dried and grid in a bolter of 1.0 mm mesh, to chemical composition, and grid in a bolter of 2.0 mm mesh, to rumem incubation. It was used about 4.0 g of samples in each bag of nylon for incubation in rumem, with 50 μm of porosity. Two without breed defined castrate ram were used. The results showed that the content of dry matter, crude protein, acid detergent fiber, neutral detergent fiber, hemicelluloses, and lignin content from 87.14 to 91.52%; 6,78 to 50,98%; 2,92 to 37,58%; 5,34 to 11,46%; 15,54 to 67,02%; 13,30 to 46,75%; 2,18 to 20,27%; 7,01 to 43,96%; 7,73 to 26,15%. The co-products of oil extraction have high crude protein, mainly DCM with 50.98% of CP. The process used in oil extraction of TCM is inefficient, because it has 28,38% of lipid, it being limitation to using in feed ruminants. In general, the co-products obtained of oil extraction has shown high lignin content, mainly CCM which presented 26.15% and it has low rate of digestion equal to 0,0139/h, it being low potential ruminant feed. The DCM has shown best potential to use in feed ruminants, when considers their chemical composition and degradability (0,0245/h). CM and DCM has shown differences in chemical composition, mainly with increase crude protein and hemicelluloses content after destoxity and decrease lignin content. HC and HJ has shown potential for partial replacement of roughage in ruminant ration, when considers it has good fiber, neutral detergent fiber 67.02 and 58,86%, respectively, and reasonable dry matter and detergent fiber degradability. JS has high lipid (37.58%) and it had negative influence to the degradation rate (0,0115/h) to this co-product.
LISTA DE TABELAS
TABELA 1 - Teores de matéria seca (MS), proteína bruta (PB), extrato etéreo (EE), cinzas, fibra em detergente neutro (FDN), fibra em detergente ácido (FDA), hemicelulose, celulose e lignina (em % da MS) da torta de mamona tostada (TMT), torta de mamona cozida (TMC), farelo de mamona (FM), farelo de mamona destoxicado (FMD), casca de mamona (CM), casca de pinhão-manso (CP) e semente de pinhão-manso (SP) ... 26 TABELA 2 - Parâmetros de degradação ruminal da matéria seca (MS) da torta de mamona tostada (TMT), torta de mamona cozida (TMC), farelo de mamona (FM), farelo de mamona destoxicado (FMD), casca de mamona (CM), casca de pinhão-manso (CP) e semente de pinhão-manso (SP) ... 31 TABELA 3 - Degradabilidade potencial (DP) e degradabilidade efetiva (DE) da matéria seca (MS) da torta de mamona tostada (TMT), torta de mamona cozida (TMC), farelo de mamona (FM), farelo de mamona destoxicado (FMD), casca de mamona (CM), casca de pinhão-manso (CP) e semente de pinhão-manso (SP) ... 32 TABELA 4 - Desaparecimento da matéria seca da torta de mamona tostada (TMT), torta de mamona cozida (TMC), farelo de mamona (FM), farelo de mamona destoxicado (FMD), casca de mamona (CM), casca de pinhão-manso (CP) e semente de pinhão-manso (SP) nos diferentes tempos de incubação ruminal ... 36 TABELA 5 - Parâmetros de degradação ruminal da fibra em detergente neutro (FDN) incubadas no rúmen da torta de mamona tostada (TMT), torta de mamona cozida (TMC), farelo de mamona (FM), farelo de mamona destoxicado (FMD), casca de mamona (CM), casca de pinhão-manso (CP) e semente de pinhão-manso (SP) ... 37 TABELA 6 - Degradabilidade potencial (DP) e degradabilidade efetiva (DE) da fibra em detergente neutro (FDN) torta de mamona tostada (TMT), torta de mamona cozida (TMC), farelo de mamona (FM), farelo de mamona destoxicado (FMD), casca de mamona (CM), casca de pinhão-manso (CP) e semente de pinhão-manso (SP). ... 39 TABELA 7 - Resíduo de incubação ruminal da FDN nos períodos de incubação torta de mamona tostada (TMT), torta de mamona cozida (TMC), farelo de mamona (FM), farelo de mamona destoxicado (FMD), casca de mamona (CM), casca de pinhão-manso (CP) e semente de pinhão-manso (SP) ... 40 TABELA 8 - Desaparecimento médio da proteína bruta da torta de mamona tostada (TMT), torta de mamona cozida (TMC), farelo de mamona (FM), farelo de mamona destoxicado (FMD), casca de mamona (CM), casca de pinhão-manso (CP) e semente de pinhão-manso (SP) nos diferentes tempos de incubação ruminal ... 41
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1 - Desaparecimento da matéria seca (MS) da torta de mamona tostada (TMT), torta de mamona cozida (TMC), farelo de mamona (FM), farelo de mamona destoxicado (FMD) e semente de pinhão-manso (SP). ... 34 FIGURA 2 - Desaparecimento da matéria seca (MS) da casca de mamona (CM) e casca do pinhão-manso (CP). ... 35 FIGURA 3 - Resíduo de incubação da FDN do farelo de mamona (FM), casca de mamona (CM) e casca de pinhão-manso (CP). ... 39
LISTA DE ABREVIATURAS
a fração solúvel
b fração potencialmente degradável c taxa de degradação
CM casca de mamona CP casca de pinhão-manso
D fração potencialmente degradável I fração não degradável
DE degradabilidade efetiva DP degradabilidade potencial EE extrato etéreo
FDA fibra em detergente ácido FDN fibra em detergente neutro FM farelo de mamona
FMD farelo de mamona destoxicado k taxa de passagem
MS matéria seca PB proteína bruta
R2 coeficiente de determinação SP semente de pinhão-manso SPRD sem padrão racial definido T tempo de incubação no rúmen TMC torta de mamona cozida TMT torta de mamona tostada
SUMÁRIO RESUMO ... 22 ABSTRACT ... 23 LISTA DE TABELAS ... 24 LISTA DE FIGURAS ... 25 LISTA DE ABREVIATURAS ... 26 1 INTRODUÇÃO ... 15 2 REVISÃO DE LITERATURA ... 16
2.1. Espécies oleaginosas da cadeia produtiva do biodiesel ... 16
2.1.1. Mamona (Ricinus communis L.) ... 16
2.1.2. Pinhão-manso (Jatropha curcas L.) ... 17
2.2. Utilização de co-produtos na alimentação animal ... 18
2.2.1. Co-Produtos do processamento da mamona ... 19
2.2.2. Co-produtos do processamento do pinhão-manso ... 21
2.3. Avaliação da degradabilidade pela técnica in situ ... 21
3 MATERIAL E MÉTODOS ... 23
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 26
4.1. Composição químico-bromatológica ... 26
4.2. Degradabilidade in situ ... 30
4.2.1. Matéria Seca ... 30
4.2.2. Fibra em Detergente Neutro ... 37
4.2.3. Proteína Bruta ... 41
5 CONCLUSÕES ... 43
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1 INTRODUÇÃO
É crescente a preocupação mundial em busca de uma matriz energética alternativa menos agressiva que os combustíveis fósseis, tendo despertado grande atenção o biodiesel, visto que pode reduzir as emissões de poluentes e, consequentemente, diminuir os impactos do acúmulo de gases responsáveis pelo efeito estufa. Dentre as possíveis rotas tecnológicas disponíveis para a produção do biodiesel, a mamona é a que apresenta as maiores potencialidades para o Nordeste. Além dessa cultura, existem múltiplas fontes alternativas de matéria-prima, tal como o pinhão-manso, que ainda necessita da geração de informações para sua implementação no programa do biodiesel.
O processo de extração do óleo dessas oleaginosas geram resíduos, compostos principalmente pela torta, farelo e casca, que, com a expansão da cadeia produtiva do biodiesel, necessitarão de uma destinação, que não resulte em poluição ambiental e possa trazer retorno econômico. Há um grande interesse sobre o aproveitamento de co-produtos originados na produção agrícola e agroindústria na alimentação animal, mais especificamente na inclusão em rações concentradas, podendo suprir esses requisitos, aproveitando a capacidade dos ruminantes de transformar resíduos vegetais em nutrientes para a sua utilização.
Para isso, é imprescindível a avaliação nutricional desses co-produtos, sendo fundamental o conhecimento da composição química e de sobre o aproveitamento dos nutrientes pelo animal, que pode ser obtido através de estudos da degradabilidade in situ desses alimentos.
Estudos visando conseguir melhor aproveitamento do nitrogênio pelo ruminante são direcionados na busca do equilíbrio entre a utilização no nitrogênio não protéico, da proteína degradável e da não degradável. Para tal fim, deve-se considerar separadamente a demanda de fontes nitrogenadas dos microorganismos do rúmen e a do animal, o que pode ser verificado pela degradação ruminal da proteína.
O presente trabalho foi conduzido com o objetivo de avaliar a composição químico-bromatológica e a degradação in situ da dos nutrientes de co-produtos da mamona e do pinhão-manso provenientes da cadeia produtiva do biodiesel.
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2 REVISÃO DE LITERATURA
2.1. Espécies oleaginosas da cadeia produtiva do biodiesel
A busca por uma matriz energética alternativa tem sido motivo de preocupação para a sociedade mundial nos últimos anos. Dentro dessa perspectiva, o Governo Federal do Brasil lançou em dezembro de 2004 o Programa Nacional de Produção e Uso de Biodiesel (PNPB), que estabelece, pela lei n. 11.097/2005, que a partir de janeiro de 2008 será obrigatória em todo o território nacional a mistura B2, ou seja, 2% de biodiesel e 98% de diesel de petróleo, devendo, em janeiro de 2013, essa obrigatoriedade passar para 5% (mistura B5). Esse cenário pode alavancar a produção das oleaginosas vinculadas ao fornecimento de óleo para a cadeia produtiva do biodiesel e propiciar o avanço nas pesquisas com oleaginosas como fonte energética.
Estudos do National Biodiesel Board (NBB) apontam o Brasil como um potencial líder mundial na produção desse combustível, em decorrência das múltiplas fontes alternativas de matéria-prima existentes no país.
No semi-árido brasileiro duas culturas tem ganhado força para constituir-se em fontes de óleo para a produção do biodiesel, a mamona e o pinhão-manso, visto principalmente que ambas possuem rusticidade, que permite o cultivo pelos agricultores familiares mesmo sob severas condições climáticas.
2.1.1. Mamona (Ricinus communis L.)
Existem várias oleaginosas que podem ser usadas na fabricação de biodiesel. Segundo BNB (2006), a implementação do programa de biodiesel apoiado na mamona permite combinar objetivos econômicos e ecológicos com a inclusão social. A mamona é uma cultura que o produtor regional já está familiarizado, pois ela é adequada às condições climáticas regionais, resiste à seca, apresenta boa produtividade, contém significativo teor de óleo, e sua torta é um reconhecido fertilizante. Livre da ricina pode ser utilizada na ração animal. Além disso, vale ressaltar a cultura requer alta exigência de mão-de-obra, dada a dificuldade na mecanização do trato agrícola.
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Entretanto, segundo BNB (2006), a forte dispersão da oferta, a baixa capacidade técnica, produtiva e gerencial dos pequenos produtores, a baixa produtividade das lavouras e o custo de produção são fragilidades a serem superadas.
A mamoneira (Ricinus communis L.) é uma oleaginosa de relevante importância econômica e social, de cujas sementes se extrai um óleo de excelentes propriedades, de largo uso como insumo industrial (EMBRAPA, 2006).
Segundo dados da FAO (2006), no período compreendido entre 1978 a 2005 a Índia, a China e o Brasil vêm se mantendo como principais produtores mundiais de mamona em baga, tanto em termos de área colhida como na quantidade produzida. O Brasil já ocupou a primeira posição mundial, quando se trata da produção, durante o período de 1978/1982, perdendo esse status em 1983/1987. Em seguida, nos anos de 2004 e 2005, o país teve uma ligeira recuperação, produzindo 11 e 13% do montante total, continuando, porém, na terceira posição.
Quanto à produção de óleo, o cenário mundial também é bem semelhante ao relativo à produção em bagas, sendo liderado pelos mesmos três países. O Brasil, que já foi líder na produção de óleo, em 1978/1982, em 2003 respondeu por 7% da produção mundial.
O Estado da Bahia é o maior produtor nacional de mamona em baga respondendo por 82% da produção nacional equivalente a 132,324 mil toneladas, na safra 2005, concentrando-se nos municípios de Irecê, Senhor do Bonfim, Jacobina, Seabra e Guanambi. O Estado do Ceará teve uma produção igual a 9765 mil toneladas de mamona em baga em 2005 (IBGE, 1978/2000 e 2006ab).
Embora o nordeste detenha a maior parte da produção de mamona, não deve-se deixar de lado seu desempenho na produtividade, que é inferior à das outras regiões e à média brasileira.
2.1.2. Pinhão-manso (Jatropha curcas L.)
O pinhão-manso, Jatropha curcas, é outra oleaginosa com grandes perspectivas
para produção de biodiesel. Essa euforbiácea está sendo explorada com bastante êxito na Índia, Continente Africano e América Central. No Brasil e em muitos outros países ainda não existem estatísticas oficiais da produção pinhão-manso. Sabe-se que a Brasil Ecodiesel plantou 10 ha de pinhão-manso, no município de Canto do Buriti, PI, e 5 ha
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em Minas Gerais (município de Novo Cruzeiro, Vale do Mucuri) (SATURNINO et al., 2005).
O pinhão-manso tem sido destacado como uma planta rústica, perene, adaptável a uma vasta gama de ambientes e condições edafoclimáticas e tolerante à seca.
O pinhão-manso apresenta um inconveniente relacionado à abcisão do fruto na época de maturação, dificultando a colheita.
O óleo de sementes de pinhão-manso pode ser usado como combustível para motores a diesel, indicando seu potencial como fonte de energia renovável (ISHII et al., 1987; MUNCH AND KIEFER, 1989; OUEDRAOGO et al., 1991; LUTZ, 1992). As sementes podem ser transportadas sem deterioração e com imposto de baixo custo para o alto peso específico das mesmas. Esses aspectos têm generalizado o interesse no pinhão-manso, a qual está tornando-se agora uma cultura de importância econômica nos países das Américas Central e do Sul (MAKKAR et al., 1997).
O fruto é normalmente tóxico, a menos que tratado, mas há variedades que produzem frutos não tóxicos. A planta e as suas sementes são tóxicas para animais e para humanos e são usadas como cercas para proteger as produções agrícolas (FACT FOUNDATION, 2006).
2.2. Utilização de co-produtos na alimentação animal
No Brasil, o processamento de produtos agrícolas para a extração de sucos, óleos e molhos para o consumo humano gera uma grande quantidade de subprodutos oriundos do tratamento industrial, tais como sementes, polpas e cascas (CARVALHO, 1992).
Esses subprodutos representam um grande potencial para alimentação animal, principalmente de ruminantes, que possuem capacidade de transformar resíduos de vegetais em nutrientes para sua própria utilização. Aproveitando essa característica desses animais, pode-se reduzir os custos dos sistemas de produção pecuários e minimizar a poluição ambiental.
A análise da escolha e como utilizar determinado subproduto deve ser regional, uma vez que o uso estará limitado pelo seu valor alimentício, disponibilidade e custos (JOBIM et al., 2006).
Dentre alguns subprodutos que vêm sendo testado seu potencial para alimentação animal, pode-se citar: a casca de soja, a casca de café, o bagaço de laranja,
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a polpa cítrica, os resíduos de mandioca, os resíduos de abacaxi, do caju, da manga, do urucum, entre outros.
2.2.1. Co-Produtos do processamento da mamona
O principal co-produto da mamona é a torta, mas também pode-se incluir a casca do fruto (EMBRAPA, 2006), produzidos a partir da extração do óleo das sementes desta oleaginosa.
Para cada tonelada de semente de mamona processada, são gerados 620 kg de casca e 530 kg de torta de mamona (SEVERINO et al., 2005). As cascas de mamona são geradas na propriedade rural, muitas vezes ao lado da plantação de mamona, enquanto a torta é gerada na indústria de extração do óleo, que geralmente está situada a grande distância da plantação.
A torta possui alto teor de proteína, sendo obtido valor de 28,74% para proteína bruta pelo Laboratório de Química da Embrapa Algodão. Souza (1979), analisando a composição bromatológica da torta, obteve proteína bruta de 42,5%. A torta é produzida na proporção aproximada de 1,2 tonelada para cada tonelada de óleo extraída (AZEVEDO e LIMA, 2001), podendo variar de acordo com o teor de óleo da semente e do processo industrial de extração do óleo.
Esse excedente da indústria é aproveitada na agricultura predominantemente como adubo orgânico, justificável pelo alto teor de proteínas e pela velocidade de liberação do nitrogênio, nitrificado de 75 a 100% em 3 meses (JONES, 1947, apud BON, 1977), sendo na Índia 85% desse co-produto destinado para tal fim.
A torta também possui proteínas vegetais com efeitos inseticidas, podendo ser utilizadas como produtos naturais para controle de pestes (CARLINI e SÁ, 2002), sendo também eficiente no controle de nematóides (ANVER & ALAM, 2001; BERTRAND & LIZOT, 2000; SIDDIQUI & ALAM, 1999).
Outra alternativa para a utilização do resíduo do processamento da semente da mamona é como alimento animal, o que pode agregar um maior valor econômico. Apesar de apresentar um alto teor de proteínas, não se recomenda seu uso para ração animal, uma vez que ela apresenta três fatores antinutricionais, uma proteína tóxica denominada ricina, um conjunto de proteínas alergênicas conhecidas por CB-1A e um alcalóide de baixa toxidez chamado ricinina. Embora possa se obter valor significativamente maior, quando utilizada como alimento animal, este uso não tem sido
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possível, até o presente, devido à inexistência de tecnologia viável, em nível industrial, para o processo da destoxicação (SEVERINO, 2005).
Conforme Bandeira et al.(2004), com a utilização da torta de mamona e/ou
resíduos de campo, ter-se-à um incremento da produtividade da cultura associado à redução de custos operacionais com a alimentação de animais domésticos.
Benesi (1979) comparou a composição percentual em aminoácidos na torta de mamona destoxicada em relação ao farelo de soja, verificando que o co-produto da mamona possui valores bem inferiores de lisina (-281,0%), metionina (-4,7%) e triptofano (-667,4%). Isso indica que a torta de mamona não pode ser utilizada como única fonte protéica de monogástricos, sendo, por outro lado, possivelmente promissora para ruminantes, considerando que os microorganismos que participam de seu processo digestivo podem sintetizar os aminoácidos essenciais.
Na década de 60, a “Sociedade Algodoeira do Nordeste Brasileiro S.A. – SANBRA” iniciou a produção de uma torta de mamona destoxicada denominada de Lex
Protéico (PERRONE et al., 1966). Daí, algumas pesquisas com alimentação animal
foram realizadas no Brasil, obtendo-se resultados satisfatórios com o uso desse produto. O processo utilizado pela SANBRA não foi divulgado, obedecendo à proteção por patente.
A transformação da torta de mamona em um produto atóxico que possa ser usado para alimentação animal despertou a atenção de diversos pesquisadores no mundo, tendo-se obtido alguns resultados satisfatórios (GARDNER et al., 1960; MIRANDA et al., 1961; PERRONE et al., 1966; BOSE e WANDERLEY, 1988), embora alguns passos tecnológicos ainda necessitem de aprimoramento para que o produto tenha viabilidade econômica, principalmente quanto ao processo de destoxicação.
A partir da década de 80 não foi mais possível encontrar relatos na literatura de pesquisas com o uso da torta de mamona para alimentação animal no Brasil, período que coincide com o declínio da produção de mamona no país. Severino (2005) atribui a diminuição das pesquisas ao fato de a torta de mamona provavelmente ter se tornado pouco competitiva em relação à torta de algodão que estava disponível em grande quantidade e que tinha custo relativamente menor por não precisar do processo de destoxicação.
Atualmente, com o retorno da mamona ao cenário nacional, como oleaginosa promissora para a cadeia produtiva do biodiesel, já pode-se observar renascer o
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interesse pelas pesquisas envolvendo a utilização dos seus co-produtos na alimentação de ruminantes, como pesquisa desenvolvida por Cândido et al. (2007), que avaliou a digestibilidade da matéria seca e dos nutrientes de rações com quatro níveis de substituição do farelo de soja pelo farelo de mamona.
2.2.2. Co-produtos do processamento do pinhão-manso
A semente e a torta do pinhão-manso depois de tratadas podem ser usadas na alimentação animal. O mais proveitoso uso da torta poderia ser na alimentação animal, se variedades não tóxicas forem desenvolvidas ou se a torta da semente for destoxicada a baixo custo (OPENSHAW, 2000). Além disso, outro resíduo da indústria pode ser considerado a casca do pinhão-manso.
Makkar et al. (1997), estudando as características físicas de quatro variedades da
Jatropha c., encontrou a proporção de 71,1% de semente e 28,9% de casca em relação
ao fruto para a variedade Ife-Nigeria. Para a proporção dos componentes da semente, verificou de 60 a 63,5% de embrião e reservas e de 36,5 a 40% da casca.
A torta do óleo não pode ser diretamente usada na alimentação animal por causa da sua toxidade, mas é valiosa como fertilizante tendo um teor de nitrogênio comparável ao esterco de galinhas e a torta da semente de mamona. A toxidade das sementes é por causa da curcina (proteína tóxica) e esters diterpeno. Aparentemente, sementes originárias do México tem menor teor de toxidez e com processamento peculiar elas podem ser consumidas (ROCKEFELLER FOUNDATION AND SCIENTIFIC & INDUSTRIAL RESEARCH & DEVELOPMENT CENTRE, 1998).
2.3. Avaliação da degradabilidade pela técnica in situ
Um método que tem sido utilizado para a avaliação da digestibilidade de alimentos é a técnica in situ, que, segundo Mehrez e Orskov (1977), propicia uma estimativa rápida e simples da degradação dos nutrientes no rúmen, além de permitir o acompanhamento de degradação ao longo do tempo.
Essa técnica vêm sendo utilizada intensivamente por mais de duas décadas, para comparar características de degradação entre os alimentos e melhorar o conhecimento da digestão ruminal (VANZANT et al., 1998).
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A técnica consiste em suspender sacos de náilon, contendo o alimento em teste, no rúmen, permitindo o íntimo contato entre o alimento e o ambiente ruminal, embora, segundo Nocek (1988), o alimento não esteja sujeito a todos os eventos digestivos, como mastigação, ruminação e passagem.
Apesar da crescente popularidade da técnica, também estava sendo extensivamente avaliada e criticada, principalmente com referência a porosidade do saco, tamanho da partícula, relação tamanho da amostra e área do saco, dieta dos animais e contaminação microbiana.
Para a padronização dos fatores que influeciam na metodologia, Nocek (1988) sugere porosidade de 40 a 60 μm de diâmetro; moagem utilizando peneiras com crivos de 2 mm para suplementos energéticos e protéicos e de 5 mm para forragens; relação 10 a 20 mg de amostra/cm² de área de saco; introdução dos sacos na região ventral do rúmen e a retirada simultânea dos sacos para diminuição do erro experimental.
Quanto à dieta a fornecer ao animal, Nocek (1988) recomenda que os alimentos a serem testados in situ devem ser adicionados na ração fornecida aos animais. Entretanto, para que esta técnica seja rotineiramente utilizada, nem sempre será possível utilizar todos os alimentos na dieta basal.
A determinação do número de horários de incubação é essencial na avaliação in
situ e depende do tipo de alimento a ser avaliado. De acordo com Orskov et al. (1988),
para a maioria dos suplementos protéicos, os tempos 2, 6, 12, 24, 36 horas proporcionam informações adequadas para a descrição da curva. No caso dos fenos, palhas e outros materiais fibrosos, geralmente, são requeridos tempos de incubação mais prolongados, de até 144 horas.
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3 MATERIAL E MÉTODOS
O presente trabalho foi conduzido no Núcleo de Ensino e Estudos em Forragicultura do Departamento de Zootecnia da Universidade Federal do Ceará – NEEF/DZ/CCA/UFC, em Fortaleza.
Os co-produtos avaliados no trabalho foram: torta de mamona tostada, torta de mamona cozida, farelo de mamona, farelo de mamona destoxicado, casca da mamona, casca do pinhão-manso e semente do pinhão manso.
Os materiais provenientes do pinhão-manso foram obtidos pela separação manual do tegumento (casca) do endosperma e embrião (semente), processo popularmente conhecido como descascamento. Esse mesmo procedimento foi utilizado para obtenção da casca da mamona.
A torta de mamona tostada e a torta de mamona cozida são co-produtos obtidos a partir da extração mecânica (prensagem) do óleo da semente utilizando temperaturas de 70 e 90°C, respectivamente. A torta obtida por prensagem também é denominada de torta gorda. Esse material, assim como os frutos da mamona e do pinhão-manso, foram provenientes de uma pequena usina de extração de óleo, na Fazenda Normal, no município de Quixeramobim-CE.
O farelo de mamona, também conhecido por torta magra, é um co-produto resultante da extração por solvente do óleo da semente e foi obtido junto à Bombrasil óleo de mamona LTDA, em Salvador-BA. Posteriormente, o farelo foi submetido ao processo de destoxicação, realizado na Embrapa Agroindústria Tropical, que elimina os fatores anti-nutricionais, sendo obtido o farelo de mamona destoxicado.
As amostras foram submetidas à pré-secagem em estufa de ventilação forçada a 55°C por 72 horas e, então, moídas em moinho, tipo Willey, com peneira de malha de 1 mm para a análise químico-bromatológica e 2 mm para a incubação in situ, sendo armazenadas em recipientes de plástico.
Os teores de matéria seca (MS), proteína bruta (PB), extrato etéreo (EE), cinza, fibra em detergente neutro (FDN), fibra em detergente ácido (FDA), hemicelulose, celulose e lignina (em % da MS) foram determinados na caracterização da composição
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químico-bromatológica dos co-produtos, no Laboratório de Nutrição Animal (LNA/DZ/CCA/UFC), segundo metodologias descritas por Silva e Queiroz (2002).
Foram utilizados dois ovinos machos, sem padrão racial definido (SPRD), castrados, fistulados no rumem, com peso médio de 45 kg., mantidos em baias individuais, com comedouro e bebedouro. O alimento fornecido foi ração na proporção de 60% de volumoso para 40% de concentrado, sendo constituído de feno de capim-elefante e concentrado à base de milho e soja.
As amostras foram acondicionadas em sacos de náilon com poros de 50 μm de diâmetro e dimensões de 13 x 8 cm na quantidade de aproximadamente 4 g de MS/saco. Os sacos foram selados com argolas metálicas e ligas e atados uns aos outros por um fio de náilon, contendo um cilindro metálico que funcionava como âncora.
Os co-produtos foram incubados, em duplicata, na região ventral do rúmen do animal nos períodos de incubação de 0, 6, 12, 18, 24, 36, 48 e 72 horas. Além desses tempos, os co-produtos casca de mamona e casca de pinhão-manso foram incubados nos períodos 96, 120 e 144 horas. Para o tempo correspondente ao zero hora, necessário para quantificar a fração solúvel, os sacos foram apenas lavados em água corrente até a água deixar de ser turva e ficar límpida e encaminhados para estufa a 55°C por 72 horas. Nos demais períodos, os sacos foram brevemente umedecidos e inseridos no rúmen, sendo retirados todos os sacos ao mesmo tempo e colocados em água fria por 10 minutos para cessar a atividade microbiana. Então, eram retiradas as ligas e a âncora e separados os sacos, que foram lavados em água corrente até a água sair límpida, procedendo-se a secagem em estufa a 55°C por 72 h.
O resíduo remanescente nos sacos pós incubação foram analisados quanto aos teores de matéria seca (MS), proteína bruta (PB) e fibra em detergente neutro (FDN), segundo metodologias descritas por Silva e Queiroz (2002).
A taxa de degradação da MS foi calculada utilizando-se a equação proposta por Orskov e McDonald (1979): ) 1 ( ct e b a p= + − − em que, p = degradabilidade potencial a = fração solúvel em água (%)
b = fração insolúvel em água, mas potencialmente degradável (%) c = taxa de degradação da fração b (%/h)
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t = período de incubação em horas
A degradabilidade efetiva (DE) da MS foi calculada utilizando a equação:
(
) (
[
b c c k]
a
DE = + * / +
)
onde,
k = taxa estimada de passagem das partículas no rúmen em porcentagem por hora
Para as degradabilidades efetivas da MS considerou-se as taxas de passagem de 2, 5 e 8%/h, as quais podem ser atribuídas aos níveis de ingestão alimentar baixo, médio e alto, respectivamente, segundo preconizado pelo Agricultural Research Council (1984).
Os parâmetros da degradabilidade da fibra em detergente neutro foram interpretados utilizando-se o modelo de Mertens e Loften (1980):
I De R= −ct +
onde,
R = resíduo de incubação ruminal no tempo (t) I = Fração não degradável
D = Fração potencialmente degradável c = Taxa de degradação de D.
A degradabilidade efetiva da FDN foi determinada pela seguinte equação:
(
) (
[
D c c k]
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4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1. Composição químico-bromatológica
Na Tabela 1 pode ser vista a composição químibromatológica dos co-produtos da mamona e do pinhão-manso.
TABELA 1 - Teores de matéria seca (MS), proteína bruta (PB), extrato etéreo (EE), cinzas, fibra em detergente neutro (FDN), fibra em detergente ácido (FDA), hemicelulose, celulose e lignina (em % da MS) da torta de mamona tostada (TMT), torta de mamona cozida (TMC), farelo de mamona (FM), farelo de mamona destoxicado (FMD), casca de mamona (CM), casca de pinhão-manso (CP) e semente de pinhão-manso (SP)
Nutrientes TMT TMC FM FMD CM CP SP MS 91,17 89,48 91,52 89,78 87,14 87,61 90,59 PB 36,39 33,16 44,37 50,98 9,02 6,78 24,71 EE 28,38 5,63 2,92 3,26 4,64 4,60 37,58 Cinzas 6,89 5,34 9,57 11,46 9,79 16,16 5,50 FDN 19,72 43,91 40,27 42,48 67,02 58,86 15,54 FDA 17,54 36,52 32,35 27,48 46,75 52,67 13,30 Hemicelulose 2,18 7,39 7,92 15,0 20,27 6,19 2,24 Celulose 7,01 9,75 7,96 7,80 38,33 43,96 10,06 Lignina 9,28 26,15 22,53 17,92 7,73 8,55 3,39
Observando a Tabela 1, verifica-se que os teores de MS dos co-produtos são elevados, variando de 87,14 a 91,52%, considerados favoráveis ao armazenamento, sendo possível a conservação por um longo período de tempo, já que o menor teor de água diminui a atividade microbiana. Makkar et al. (1997) atribui a não deterioração da semente de pinhão-manso por um longo período de tempo à baixa umidade da semente (<10%) e da casca (<6%) e à presença de fatores antinutricionais e toxinas. Os teores de MS dependem do tempo de exposição à secagem e das condições de armazenamento. Quanto às cascas de mamona (CM) e do pinhão manso (CP), observou-se elevados teores de MS, acima de 87%, podendo ser uma opção a ser utilizado como aditivo para ensilagem de gramíneas.
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Considerando o teor de PB, como visto na Tabela 1, foi verificado que as tortas e farelos estudados são alimentos com alto teor de proteína, variando de 33,16 a 50,98%, estando bem acima dos 7% de PB exigidos para um bom funcionamento ruminal (Van Soest, 1994) e para animais de produção, com destaque para os farelo de mamona destoxicado (50,98%) e farelo de mamona (44,37%). Esse resultado não era esperado, visto que o alimento quando submetido a elevadas temperaturas e pressão (autoclave) leva ao processo de desnaturação protéica e conseqüentemente elevação nos teores de FDA devido à reação de Maillard (Van Soest, 1994). Esse resultado indica que o processo de destoxicação pode ter alguma influência na elevação do teor de PB do farelo. Com relação aos teores de PB das tortas de mamona tostada (36,39%) e cozida (33,16%), observou-se que ambas se mostraram inferiores em relação aos farelos, mostrando desvantagem da extração por prensagem em comparação à extração por solvente. Observou-se que os teores de PB encontrados nos co-produtos foram influenciados pela quantidade de sementes contidas nos mesmos, devido ao nível de proteína mais elevado. Em relação às cascas de mamona e de pinhão-manso, observou-se teores de PB inferiores (9,02 e 6,78%, respectivamente) aos verificados nas tortas e farelos. A semente de pinhão-manso apresentou teor de PB (24,71%) inferior às tortas e farelos, porém superior às cascas.
Inicialmente, percebe-se que o processo de extração de óleo utilizado na torta de mamona tostada é menos eficiente que as demais tortas, dado o alto teor de óleo residual nesse co-produto, de 28,38%, o que pode ser conseqüência de falhas no processo industrial utilizado, o qual não realiza a extração por solvente e apenas submete a torta ao processo de prensagem à uma temperatura de 70°C, diminuindo assim, a eficiência de produção do biodiesel e conseqüentemente elevando os custos. Como o óleo de mamona possui propriedade laxativa, sua presença na torta em elevada concentração, pode constituir mais um fator anti-nutricional, provocando quadros de diarréias, além da toxidez (ricina e ricinina) e da alergenicidade (proteína alergênica CB-1A)(COSTA et al., 2004).
A torta de mamona cozida apresentou teor de óleo (5,63%) superior aos dos farelos de mamona (2,92%) e farelo de mamona destoxicado (3,26%) (Tabela 1), o que confirma a maior eficiência da extração por solvente. A semente de pinhão-manso apresentou elevado teor de óleo (37,58%) em relação aos demais co-produtos, já que a mesma não é um co-produto proveniente da extração do óleo.
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Quanto aos teores de cinzas foi observado, pela Tabela 1, que os co-produtos destacaram-se pela grande variação (entre 5,34 a 16,16%). O FM (9,57%) e o FMD (11,46%) apresentaram teores semelhantes entre si, em termos absolutos, e superiores em relação às TMT (6,89%) e TMC (5,34%). Também foi verificado que a CP apresentou maior teor (16,16%) em relação aos demais co-produtos, concordando com teor encontrado por Makkar et al. (1997) para a casca de pinhão-manso da variedade Ife-Nigeria (15,4%).
Quanto aos teores de fibra em detergente neutro (FDN), a casca de mamona (67,02%) e de pinhão-manso (58,86%), com base na Tabela 1, foram os co-produtos que apresentaram maiores teores de FDN quando comparáveis aos outros co-produtos avaliados, podendo substituir a fibra dos alimentos volumosos para ruminantes.
Em relação aos teores de fibra em detergente ácido (FDA), a casca do pinhão-manso (52,67%) apresentou teor mais elevado, embora o seu teor de lignina (8,55%) fosse bem próximo ao da casca de mamona (7,73%). Entre as tortas e os farelos estudados, é relevante o baixo teor de FDN (19,72%), de FDA (17,54%) e de lignina (9,28%) da torta de mamona tostada em relação aos demais co-produtos. Tal fato se deve possivelmente a ineficácia do processo de extração do óleo, pois a TMT apresentou elevado teor de EE (28,38%), levando à diluição dos componentes da parede celular. O FMD apresentou teores de FDA (27,48%) e de lignina (17,92%) relativamente inferior aos do FM, com teores de 32,35 e 22,53%, respectivamente. Quanto à SP, essa apresentou baixos valores para os constituintes da fração fibrosa em comparação aos outros co-produtos, em decorrência da não extração do óleo, o que causou diluição dos outros nutrientes. A torta de mamona cozida (TMC) apresentou maior teor da fração mais indigestível da fibra, a lignina (26,15%), o que pode ser explicada pela elevada temperatura utilizada na extração do óleo, prejudicando a digestibilidade desse co-produto pelos ruminantes. Quanto à TMT, observou-se teor de lignina inferior (9,28%), visto que a extração do óleo foi realizada a uma menor temperatura. Deve-se observar que o FM (22,53%) e o FMD (17,92%) apresentaram teores de lignina menores que a TMC, mas também considerados altos.
O teor de hemicelulose dos co-produtos foi bastante variável, apresentando teores mínimos a TMT (2,18%) e teores máximos a casca de mamona (20,27%). Conforme pode ser visto na Tabela 1, a TMC (7,39%) apresentou valor semelhante ao FM (7,92%), e quando destoxicado, observou-se teores de 15,0% de hemicelulose. Quanto ao teor de celulose, as CM (38,33%) e CP (43,96%) apresentaram maiores
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teores, já que apresentaram elevado teor de FDA e reduzido teor de lignina. A hemicelulose das tortas e dos farelos variaram de 7,01 a 9,75%, enquanto a SP apresentou teor de 10,06%.
Moreira et al. (2003) trabalhando com valor nutritivo de concentrados protéicos para bovinos observaram que o farelo de mamona apresentou teores de PB de 34,5%, EE de 14,4%, FDN de 77,0%, FDA de 38,7% e lignina de 24,6%, sendo os valores de FDN e FDA superiores (43,91 e 36,52%, respectivamente) e teor de lignina (26,15%) semelhante ao TMC encontrado no presente trabalho. Quanto ao teor de EE, observou-se que o método de extração do citado autor foi menos eficiente que os utilizados nos co-produtos deste trabalho, com exceção da TMT. Souza (1979) caracterizando a torta de mamona encontrou teor de PB de 42,5%, fibra 20,04% e extrato etéreo (4,23%) semelhante aos encontrados na TMC da presente pesquisa. Chierice (2001), após a retirada das toxinas e alergênicos da torta, observou teor de PB de 43%. Como observado, houve diferenças entre os co-produtos da mamona estudados por diferentes autores, e pode-se considerar que essas diferenças estão relacionadas com o método e a eficiência desse na extração de óleo, que não é constante, podendo alterar a composição químico-bromatológica dos co-produtos.
Severino et al. (2006), estudando materiais utilizados como substratos para a produção de mudas, determinaram o teor de nitrogênio da polpa da mamona (endosperma sem o óleo e sem o tegumento obtido por transesterificação direta), da torta de algodão e da torta de mamona (endosperma com o resíduo de óleo não extraído e com o tegumento obtido por extração mecânica) e obtiveram, respectivamente, 12,82, 4,55 e 7,54%, o que, em percentual de proteína bruta, equivale a aproximadamente 80,12, 28,44 e 47,12%. O valor de PB da polpa de mamona supera todos os co-produtos estudados neste trabalho e a torta de mamona também foi superior às tortas de mamona tostada e cozida.
Severino et al. (2006), trabalhando com diferentes oleaginosas observaram os seguintes teores de N para as casca de mamona (obtida por descascamento), de amendoim e tegumento de mamona (co-produto obtido do processo de produção do biodiesel), respectivamente, 1,53%, 1,86% e 1,69%, que correspondem a uma PB de 9,56, 11,62 e 10,56%. Pode-se observar que os valores obtidos pelos referidos autores aproximaram-se da casca de mamona, embora ligeiramente superiores.
Makkar et al. (1997), estudando diferentes variedades de pinhão-manso, encontraram as seguintes variações na composição químico-bromatológica: PB 22,2 a
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27,7%; extrato etéreo 53,9 a 58,5%; FDN 3,5 a 4,1%; FDA 2,4 a 3,0%; lignina 0,0 a 0,2%, sendo que para as determinações da FDN, FDA e lignina foram utilizadas amostras desengorduradas. Comparando aos teores obtidos no presente trabalho, observou-se que o teor de PB da SP está dentro do limite das variedades estudadas pelos referidos autores e que o conteúdo de EE foi inferior aos das variedades testadas pelo mesmo. Quanto aos conteúdos de FDN, FDA e de lignina, observou-se que no presente trabalho a SP apresentou teores inferiores aos referidos autores, contudo, deve ser destacado que além das variações inerentes à genética do material, a determinação dessas frações no presente trabalho foi realizada com a semente em seu estado natural, sem realizar desengorduramento da amostra, o que pode ser parte da causa dessa grande diferença nos resultados.
Makkar et al. (1997) também verificou a composição química da casca do pinhão-manso e obteve os seguintes resultados: PB variando de 4,3 a 5,8%; EE de 0,5 a 1,4%; FDN de 83,9 a 89,6%; FDA de 74,6 a 79,8%; lignina de 45,1 a 47,5%. O teor de PB e de EE da presente pesquisa foram inferiores ao dos referidos autores, enquanto que a fração fibrosa apresentou teores superiores ao do presente trabalho.
4.2. Degradabilidade in situ
4.2.1. Matéria Seca
Na Tabela 2 podem ser vistos os parâmetros de degradação ruminal da matéria seca dos alimentos.
Observou-se que a semente de pinhão manso (56,3%) e a torta de mamona tostada (40,7%) apresentaram valores superiores da fração solúvel em água, o que pode ser resultante do menor teor de FDN e de FDA, que são nutrientes que possuem reduzida fração solúvel em água. Beran et al. (2005) trabalhando com degradabilidade
in situ da torta de girassol encontraram fração solúvel de 56,40%, enquanto Bett et al.
(2004) relataram valor de 32,40%, podendo-se observar que a fração solúvel da semente de pinhão-manso está bem próximo dos primeiros autores citados. Tendo em vista que os teores de óleo do girassol, da semente de pinhão e da torta de mamona tostada serem altos e bem próximos, provavelmente esse elevado teor de gordura e os baixos teores de FDN, FDA e lignina acarretaram elevação nos teores da fração solúvel. Por outro lado, a torta de mamona cozida apresentou o menor valor (18,27%) seguido do farelo de
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mamona destoxicado (18,31%), alimentos com consideráveis teores de lignina. A casca da mamona (28,33%), o farelo de mamona (28,72%) e a casca do pinhão-manso (33,87%) apresentaram valores de fração solúvel intermediários em relação aos demais co-produtos. Entretanto, para as cascas, observou-se maiores valores de FDN e FDA, o que pode explicar seu menor valor de fração solúvel em relação à TMT e SP.
TABELA 2 - Parâmetros de degradação ruminal da matéria seca (MS) da torta de mamona tostada (TMT), torta de mamona cozida (TMC), farelo de mamona (FM), farelo de mamona destoxicado (FMD), casca de mamona (CM), casca de pinhão-manso (CP) e semente de pinhão-manso (SP)
Co-produtos Parâmetros R2 a (%) b (%) c (h-1) TMT 40,70 18,01 0,1087 96,9 TMC 18,27 72,48 0,0139 96,5 FM 28,72 60,83 0,0322 99,1 FMD 18,31 82,72 0,0245 95,3 SP 56,35 64,47 0,0115 92,8 CM 28,33 62,74 0,0125 98,2 CP 33,87 49,89 0,0281 99,2
a – fração solúvel; b – fração potencialmente degradável; c – taxa de degradação; R2 – coeficiente de
determinação.
O farelo de mamona destoxicado teve destaque para a fração potencialmente degradável (fração b), de 82,72%, conforme a Tabela 2, sendo superior aos outros co-produtos, indicando alta disponibilidade desse alimento a nível ruminal, isto é, o alimento está disponível para os microorganismos do rúmen realizarem o processo de digestão. O menor valor para fração b foi o da torta de mamona tostada (18,01%), sendo esse o co-produto de mais baixa disponibilidade.
Foi verificado maior taxa de degradação para a torta de mamona tostada (Tabela 2), valor de 0,1087/h, justificada pelo seu baixo teor de lignina e elevado teor de proteína bruta. O farelo de mamona seguiu com a segunda maior taxa de degradação, de 0,0322/h, entre os co-produtos, dado seu alto teor de proteína bruta (44,37%). No entanto, observou-se que a SP apresentou menor taxa de degradação da MS (0,0115/h), em decorrência dos elevados teores de EE (37,58%), corroborando com o trabalho de Fortaleza et al. (2007), que constataram que o teor de extrato etéreo presente no caroço de algodão afetou negativamente a degradação deste alimento.
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Os parâmetros ruminais da casca de algodão das frações a, b e c de 25%, 62,28% e 0,0142/h obtidas por Chizzoti et al. (2005) foram semelhantes à casca de mamona.
Apesar da casca de pinhão-manso (CP) ter apresentado um menor potencial de degradação (b) do que a casca da mamona (CM) (Tabela 2), a CP possui melhor taxa de degradação (fração c).
Os coeficientes de determinação (R2) das equações mostrados na Tabela 2 para a degradabilidade da matéria seca foram superiores a 92,0% indicando um bom ajuste do desaparecimento desse componente no tempo para os subprodutos testados.
Na Tabela 3 pode ser visto a degradabilidade potencial e efetiva da matéria seca dos co-produtos da mamona e do pinhão-manso.
TABELA 3 - Degradabilidade potencial (DP) e degradabilidade efetiva (DE) da matéria seca (MS) da torta de mamona tostada (TMT), torta de mamona cozida (TMC), farelo de mamona (FM), farelo de mamona destoxicado (FMD), casca de mamona (CM), casca de manso (CP) e semente de pinhão-manso (SP) Co-produtos DP (%) DE (%) 2 5 8 TMT 58,70 55,91 53,03 51,07 TMC 90,75 47,99 34,04 29,00 FM 89,55 66,25 52,55 46,18 FMD 101,03 63,85 45,51 37,70 SP 120,82 79,89 68,41 64,45 CM 91,07 52,46 40,88 36,81 CP 83,75 63,01 51,81 46,83
Na Tabela 3 pode ser observado que com o aumento da taxa de passagem ocorre redução da DE, pois, quando o alimento passa pelo rúmen mais rapidamente, o tempo para os microorganismos ruminais realizarem a degradação do alimento é menor, diminuindo, assim, a degradabilidade do mesmo. Por outro lado, com a menor taxa de passagem, 2%/h, os microrganismos tem tempo de acesso mais prolongado às partículas e, consequentemente, maior tempo para degradá-las.
Em geral, com base na Tabela 3, foi verificado que os co-produtos apresentaram altos valores para a degradabilidade potencial da MS, o que está diretamente relacionado aos elevados valores da fração potencialmente degradável (fração b). A
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TMT obteve o menor valor da DP (58,7%) devido ao baixo valor da fração potencialmente degradável da MS (18,01%).
A maior degradabilidade efetiva verificada foi para a semente de pinhão-manso, de 64,45 (8%/h) a 78,89% (2%/h) (Tabela 3), visto que a semente de pinhão-manso apresentou menores valores de FDN, FDA e lignina, com 15,54, 13,30 e 3,39%, respectivamente, e, com isso, alta fração solúvel (a) e potencialmente degradável (b), embora com baixa taxa de degradação, possivelmente devido ao elevado teor de EE (37,58%). Já a TMT, comparativamente à SP, mostrou maior teor de FDA (17,54) e com predominância de lignina (9,28%), apresentando baixa fração b, acarretando em menor DE conforme verificado pelaa equação da degradabilidade efetiva. O menor valor de DE foi verificado para a torta mamona cozida, com 29%, a uma taxa de passagem de 8%/h, podendo em decorrência de seu maior teor de lignina em relação aos demais co-produtos. Quando submetidos ao processo de destoxicação, observou-se que o FM apresentou degradabilidade efetiva superior ao FMD. Quanto aos alimentos fibrosos (cascas), observaram-se maiores DE para a casca de pinhão-manso em relação à casca de mamona, seguindo o mesmo comportamento verificado para a fração c.
A partir da Tabela 3, nota-se que o farelo de mamona destoxicado e da semente de pinhão-manso apresentaram valores de degradação potencial bastante elevados, de 101,03 e 120,82%, respectivamente. Portanto, sabendo que a degradabilidade total de uma amostra não pode ser maior que 100%, esses valores podem ser considerados irreais, devido às elevadas frações solúveis, aliadas às elevadas frações potencialmente degradáveis. Entretanto, observando o valor do desaparecimento da MS até o tempo 72 horas, de 92,65% para a SP, e 86,85% para o FMD, e a tendência da curva permitem deduzir que a degradabilidade potencial alcançou provavelmente valores em torno de 100%.
Moreira et al. (2003) também observaram degradabilidade potencial da MS superior a 100% para o farelo de palmiste e para a farinha de peixe e atribuiu esses resultados ao último intervalo de incubação não ter possibilitado definição do valor assintótico da degradação.
Moreira et al. (2003) observaram degradabilidade efetiva de 58,2, 49,2 e 44,0% para as taxas de passagem de 2, 5 e 8%/h para o farelo de mamona, degradabilidade efetivas esta inferior ao do FM testado no presente estudo. Já quanto ao farelo de soja, os autores relataram DE 88,3; 76,7 e 69,1 para taxas de passagem de 2, 5 e 8%/h, sendo superiores aos co-produtos da mamona e do pinhão-manso do presente estudo.
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Nas figuras 1 e 2 pode ser visto o desaparecimento da matéria seca (MS) dos co-produtos da mamona e do pinhão-manso.
TMT = 40,70 + 18,00 (1 - e-0,1087t), R2 = 96,9%; TMC = 18,27 + 72,48 (1 - e-0,0139t), R2 = 96,5%
FM = 28,72 + 60,83 (1 - e-0,0322t), R2 = 99,1%; FMD = 18,31 + 82,72 (1 - e-0,0245t), R2 = 95,3%
SP = 56,35 + 64,47 (1 - e-0,0115t), R2 = 92,8%
FIGURA 1 - Desaparecimento da matéria seca (MS) da torta de mamona tostada (TMT), torta de mamona cozida (TMC), farelo de mamona (FM), farelo de mamona destoxicado (FMD) e semente de pinhão-manso (SP).
Observou-se que à medida que aumentou o tempo de incubação houve incremento do desaparecimento da MS (Figura 1). As curvas refletem em grande parte os parâmetro ruminais dos co-produtos, sendo observado a semelhança do comportamento das curvas do FM e do FMD, que atingem desaparecimentos semelhantes no último período de incubação. A TMT atinge o platô rapidamente, já no tempo 18 horas, quando se observa o ponto de inflexão. A TMC tem um desaparecimento a uma taxa praticamente constante, ultrapassando a taxa de degradação da TMT próximos ao tempo de 60h. A SP tem alto desaparecimento no tempo zero, quando o saco é apenas lavado, o que já foi demonstrado pela alta fração solúvel (Tabela 2).
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CM = 28,33 + 62,74 (1 - e-0,0125t), R2 = 98,2%
CP = 33,87 + 49,89 (1 - e-0,0281t), R2 = 99,2%
FIGURA 2 - Desaparecimento da matéria seca (MS) da casca de mamona (CM) e casca do pinhão-manso (CP).
Observou-se que as curvas dos co-produtos CM e CP demonstraram tendência de aumento do desaparecimento da MS com o passar dos períodos de incubação ruminal. Pode-se observar, pela Figura 2, que a CP atinge seu platô mais rapidamente, no tempo 96 horas, enquanto a CM teve um desaparecimento mais lento, mas semelhante no último tempo estudado.
Na Tabela 4 pode ser observado o desaparecimento médio da matéria seca dos co-produtos da mamona e do pinhão-manso.
Os valores de desaparecimento nos diversos tempos foram superiores para a semente de pinhão-manso (Tabela 4). Vale ressaltar que a SP apresentou o maior valor de EE na sua composição e os menores valores de FDN e seus constituintes. Os constituintes da parede celular mostraram-se negativamente correlacionados com a degradabilidade da MS da fração volumosa de híbridos de milho (SILVA et al., 2000), o que mostra relação com o presente trabalho. O desaparecimento da MS da torta de mamona tostada a partir do tempo 18 horas, de 56,16%, tornou-se praticamente constante, não desaparecendo mais MS. A TMC apresentou desaparecimento inferior à TMT, mas como continuou desaparecendo MS, no tempo 72 h teve desaparecimento (64,11%) ligeiramente superior à TMT. A TMC apresentou, entre os alimentos protéicos, o menor desaparecimento de forma geral, o que pode ser explicado pelo alto
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teor de lignina, apesar de no último tempo a TMC tenha apresentado desaparecimento superior à TMT. Em termos absolutos, observou-se o farelo de mamona (FM) apresentou desaparecimento da MS semelhante (83,57%) ao farelo de mamona destoxicado (86,85%), apesar do FMD ter apresentado teores de PB superior e de lignina inferior ao do FM. Os farelos de mamona apresentaram desaparecimento superior aos das tortas tostada e cozida, podendo ser explicado pelos seus altos teores de PB em relação às mesmas. Quanto às cascas estudadas, observou-se desaparecimento semelhante ao longo dos tempos de incubação, já que ambas possuíam composição químico-bromatológica semelhantes. A casca de pinhão-manso praticamente cessou o desaparecimento no tempo 96 h, com valor de 80,39%, enquanto que a casca de mamona no tempo 120 h, chegando a 77,07%.
TABELA 4 - Desaparecimento da matéria seca da torta de mamona tostada (TMT), torta de mamona cozida (TMC), farelo de mamona (FM), farelo de mamona destoxicado (FMD), casca de mamona (CM), casca de pinhão-manso (CP) e semente de pinhão-manso (SP) nos diferentes tempos de incubação ruminal
Alim. Tempos de Incubação (h)
0 6 12 18 24 36 48 72 96 120 144 TMT 40,70 49,32 53,82 56,16 57,38 58,35 58,61 58,70 TMC 18,27 24,07 29,40 34,31 38,83 46,81 53,56 64,11 FM 28,72 39,41 48,22 55,48 61,47 70,47 76,58 83,57 FMD 18,31 29,61 39,38 47,80 55,08 66,78 75,50 86,85 SP 56,35 60,65 64,66 68,41 71,90 78,21 83,70 92,65 CM 28,33 32,87 37,07 40,97 44,59 51,07 56,64 65,56 72,17 77,07 80,70 CP 33,87 41,61 48,14 53,67 58,34 65,61 70,80 75,15 80,39 82,04 82,88
Moreira et al. (2003), estudando degradabilidade in situ do farelo de mamona, encontrou degradação da matéria seca para os tempos 0, 6, 12, 24, 48 h, valores de 24,2, 37%, 44,4, 52,0 e 62,2%. Para os tempos 0, 6 e 12 h, observaram-se semelhança nos farelos de mamona e de mamona destoxicado, mas, nos demais tempos, esses foram superiores, atingindo maior degradação final.
Cunha et al. (1998) trabalhando com degradabilidade in situ do farelo de algodão e do caroço de algodão observaram que a degradação da MS no tempo 48 h para o farelo de algodão apresentou degradação intermediária aos valores das tortas e dos farelos de mamona. Os mesmos autores observaram desaparecimento de 22,06%, para o caroço de algodão integral, e de 57,15%, para o caroço de algodão quebrado, sendo bem inferiores ao desaparecimento da SP no tempo 48 h, tendo em vista que o
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citado autor utilizou as sementes inteiras ou quebradas, com auxílio de um martelo, enquanto a SP foi moída em peneira de 2 mm. Assim, parte dessas diferenças, podem ser atribuídas às formas físicas dos alimentos, enquanto o citado autor utilizou sementes inteiras, a semente do presente experimento teve natureza farelada, o que pode ter aumentado as taxas solúveis e possivelmente ter reduzido o tempo de colonização do substrato, por possuir maior superfície de contato, o que pode elevar os níveis de desaparecimento dos componentes fermentáveis no rúmen.
4.2.2. Fibra em Detergente Neutro
Na Tabela 5 podem ser vistos os parâmetros de degradação ruminal da fibra em detergente neutro.
TABELA 5 - Parâmetros de degradação ruminal da fibra em detergente neutro (FDN) incubadas no rúmen da torta de mamona tostada (TMT), torta de mamona cozida (TMC), farelo de mamona (FM), farelo de mamona destoxicado (FMD), casca de mamona (CM), casca de pinhão-manso (CP) e semente de pinhão-manso (SP) Co-produtos Parâmetros R2 D I C FM 75,79 34,58 0,0403 97,26 CM 89,41 3,22 0,0101 97,86 CP 67,85 23,52 0,0258 99,37
D – fração potencialmente degradável; I – fração não degradável; c – taxa de degradação; R2 – coeficiente
de determinação.
A CM apresentou fração potencialmente degradável superior (89,41%) aos demais co-produtos e fração não degradável inferior (3,22%) em relação aos mesmos, como apresentado na Tabela 5, podendo-se atribuir esse resultado ao menor teor de lignina e de celulose da CM em relação à CP e do menor teor de lignina da CP quando comparado ao FM (Tabela 1). O menor valor verificado de fração não degradável da FDN da CM tem importância, já que o consumo máximo de matéria seca digestível é afetado mais pela proporção de fibra indigestível e taxa de passagem do que pela taxa de digestão da fibra. Assim, a embora CM, tenha apresentado taxa de degradação de 0,0101/h, sendo inferior à CP de 0,0258/h, é um alimento que pode restringir menos o consumo de matéria seca que a CP. A taxa de degradação da FDN da CP foi superior à CM, comportamento semelhante à taxa de degradação da MS, mostrando, assim, a
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íntima relação entre a degradação da MS e da FDN para co-produtos fibrosos neste estudo.
Para a taxa de degradação e para a DE (Tabela 6), foram observados que o FM apresentou maior valor, com taxa de 0,0403/h, com DE de 50,65, 33,82 e 25,39, para 2, 5 e 8%/h. Analisando a composição deste alimento, verifica-se que as cascas apresentaram valores de FDN, FDA, hemicelulose e celulose superiores ao do FM, embora o FM tivesse apresentado teor de lignina e de PB mais elevados. Portanto, o maior valor da fração não degradável do farelo de mamona pode estar associado ao seu alto teor de lignina, embora, como observado, tenha apresentado melhor degradação. Chizzotti et al. (2005) trabalhando com degradabilidade in situ da FDN da casca
de algodão encontraram taxa de degradação de 0,0146/h, fração indigestível de 14,55% e fração potencialmente degradável de 68,46%. A CP apresentou fração D semelhante, com maior fração indigestível (23,52%) e uma maior taxa de degradação (0,0258/h).
A determinação das frações de FDN, potencialmente degradável e não-degradável auxiliam na estimativa do teor de nutrientes digestíveis totais (NDT) que conforme NRC (2001) é função, principalmente, do teor de FDN do alimento e das suas frações (D e I).
Os coeficientes de determinação (R2) das equações para a degradabilidade da fibra em detergente neutro foram superiores a 97,0%, como mostrado na Tabela 5, indicando um bom ajuste dos dados do desaparecimento desse componente no tempo para os co-produtos testados.
Na Tabela 6 pode ser visto a degradabilidade potencial e efetiva da fibra em detergente neutro dos co-produtos da mamona e do pinhão-manso.
Observou-se incremento da DE da FDN com a diminuição da taxa de passagem, sendo semelhante à DE da MS, mostrando que ambas são positivamente correlacionados, conforme já discutido a Tabela 3. Também foi verificado que o FM apresenta DE superior aos demais co-produtos, considerando todas as taxas de passagem, mostrando que a FDN do FM possui degradação no rúmen superior do que a FDN da CM e CP. Quando se comparou a CP com a CM, observou-se que a primeira obteve DE superior à segunda para todas as taxas de passagens.
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TABELA 6 - Degradabilidade potencial (DP) e degradabilidade efetiva (DE) da fibra em detergente neutro (FDN) torta de mamona tostada (TMT), torta de mamona cozida (TMC), farelo de mamona (FM), farelo de mamona destoxicado (FMD), casca de mamona (CM), casca de pinhão-manso (CP) e semente de pinhão-manso (SP). Co-produtos DP (%) DE (%) 2 5 8 FM 75,79 50,65 33,82 25,39 CM 89,41 30,00 15,02 10,02 CP 67,85 38,22 23,09 16,54
Na Figura 3 pode ser visto o resíduo de incubação dos co-produtos da mamona e do pinhão-manso.
FM = 75,79e-0,0403t + 34,58, R2 = 97,26%; CM = 89,41e-0,0101t + 3,22, R2 = 97,86%
CP = 67,85e-0,0258t + 23,52, R2 = 99,37%
FIGURA 3 - Resíduo de incubação da FDN do farelo de mamona (FM), casca de mamona (CM) e casca de pinhão-manso (CP).
Com relação à curva do resíduo de FDN, observou-se que, simultaneamente ao aumento do tempo de incubação, ocorreu diminuição do resíduo, aumentando, assim, o desaparecimento da FDN. A curva referente ao comportamento do desaparecimento da CP mostra que o mesmo ocorre numa velocidade de desaparecimento maior que a CM, embora no último período de incubação o desaparecimento seja semelhante entre os mesmos.
Na Tabela 7, pode ser visto o resíduo de incubação ruminal da FDN nos períodos de incubação dos co-produtos da mamona e do pinhão-manso.
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TABELA 7 - Resíduo de incubação ruminal da FDN nos períodos de incubação torta de mamona tostada (TMT), torta de mamona cozida (TMC), farelo de mamona (FM), farelo de mamona destoxicado (FMD), casca de mamona (CM), casca de pinhão-manso (CP) e semente de pinhão-manso (SP)
Alim. Tempos de Incubação (h)
0 6 12 18 24 36 48 72 96 120 144 FM 110,37 94,09 81,31 71,27 63,39 52,35 45,54 38,75
CM 92,63 87,37 82,42 77,77 73,38 65,37 58,28 46,43 37,13 29,83 24,10 CP 91,37 81,64 73,31 66,17 60,05 50,32 43,19 34,11 29,22 26,59 25,17
De acordo com o resíduo da FDN ao longo dos tempos de incubação (Tabela 7), observou-se diminuição da FDN com a elevação do período de incubação, atingindo no FM resíduo máximo no tempo 72 h, de 38,75%, que corresponde a um desaparecimento de 61,25%. A CP apresentou velocidade de desaparecimento da FDN da CP foi maior que a CM, embora tenham atingido desaparecimento final semelhante, com a CM atingindo 24,1% e a CP chegando a 25,17%. A CM apresentou diminuição no resíduo de incubação até o tempo 120 h, quando atingiu resíduo de 29,83%, tendendo a estabilização do resíduo a 24,10%, cessando o desaparecimento. Quanto à CP, foi observado que a partir do período 96 h o resíduo permaneceu praticamente o mesmo até o último período (29,22%).
Pode ser observado que o FM não demonstrou maior desaparecimento no tempo 72 h que a CP, sendo superior que a CM (Tabela 7). Se o FM apresenta teor de PB mais elevado que as CM e CP, por outro lado tem maior teor de lignina que as cascas, o que contribuiu para seu desaparecimento não ter sido consideravelmente superior.
O valor observado do resíduo da FDN no tempo zero para o FM, quando o saco com a amostra é apenas lavado, foi superior a 100%, podendo ser devido à contaminação com lauril sulfato da solução de detergente neutro. Para as CM e CP verificou-se um pequeno escape de partículas no período zero, tendo em vista que a FDN possui fração solúvel insignificante.
As CM e CP, embora possuam elevados teores de fibra, apresentaram níveis de degradação satisfatórios, o que possibilita o seu uso na alimentação de ruminantes. Os co-produtos mais fibrosos devem ter atenção quando adicionados à dieta pela possibilidade de limitação da capacidade de enchimento do rúmen e diminuição no consumo de MS. Outros autores estudaram também a possibilidade de inclusão de alimentos fibrosos em rações em substituição aos ingredientes comumente utilizados como casca de café, casca de algodão, subprodutos da acerola etc.
