Influência da utilização de metionina e lisina na
qualidade do leite
-Versão final-
Dissertação de Mestrado Integrado em Medicina Veterinária
António Francisco Machado Ferreira Curval
Orientador
Prof. Doutora Ana Luísa Guimarães Dias Lourenço Coorientador
Eng. Javier Mateos Aguado
Influência da utilização de metionina e lisina na
qualidade do leite
Dissertação de Mestrado Integrado em Medicina Veterinária
António Francisco Machado Ferreira Curval Orientador: Prof. Doutora Ana Luísa Guimarães Dias Lourenço Coorientador: Eng. Javier Mateos Aguado
Composição do Júri: ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ VILA REAL, 2016
Os fundamentos apresentados neste trabalho são da exclusiva responsabilidade do autor.
iv À Prof. Doutora Ana Lourenço por ter aceitado o desafio de ser minha orientadora e pela paciência, dedicação e apoio demonstrado durante a realização deste trabalho.
À minha irmã Esmeralda, por toda a dedicação e empenho neste projeto, pela amizade e carinho demonstrado.
Ao Eng. Javier Aguado, por ter apoiado este projeto, pela disponibilidade demonstrada durante este período.
À empresa Kemin por disponibilizar os aminoácidos rumino protegidos para este projeto
Ao Eng. António Godinho, pela disponibilidade que demostrou, pela ajuda que me deu para este trabalho e pelo contacto das explorações que me arranjou.
Ao Sr. Antonio Beirão, por disponibilizar a sua exploração pela simpatia e confiança neste projeto e pela ajuda na recolha de dados.
Ao Sr Carlos Cruz por disponibilizar a sua exploração e os seus animais para este projeto, pela ajuda na recolha de dados.
À Dra. Andreia Santos pela disponibilidade, transmissão de conhecimentos e amizade demonstrados.
Ao Eng. Arlindo Reis pela ajuda, conhecimentos práticos transmitidos.
A todos os meus amigos que de uma ou outra forma me acompanharam e apoiaram durante esta etapa académica.
A todos os professores da UTAD, por todos os conhecimentos transmitidos ao longo do curso.
Aos meus pais pela dedicação e empenho, por me apoiarem sempre nos momentos mais difíceis, pelos valores transmitidos.
A toda a minha família, em especial ao meu tio Fernando e a minha tia Manuela por todo o apoio e paciência demonstrada.
i Devido a uma necessidade de tornar as explorações mais rentáveis e tendo em conta que a nutrição animal é dos encargos com maior peso numa exploração de leite, surge a necessidade de procurar novas soluções para a diminuição de custos de alimentação ou de forma a valorizar o leite, seja pelo aumento da quantidade produzida ou por melhoria da sua composição.
Este trabalho teve como objetivo avaliar a influência da suplementação de dietas de vacas leiteiras com os aminoácidos metionina e lisina rumino protegidos sobre a produção e composição do leite e avaliar se esta estratégia apresenta viabilidade económica. Para o efeito foram realizados dois ensaios em duas explorações de leite com bovinos de raça Frísia Holstein (Beirão e Cruz), com dois regimes diferentes de suplementação: aplicação on-top (sem reformulação da dieta) e com reformulação da dieta.
O ensaio foi dividido em três períodos consecutivos (P1, P2 e P3), dois períodos controlo em que não se fez suplementação (P1 e P3) e um período de tratamento em que se fez a suplementação (P2). Os períodos P1 e P2 foram seguidos de 15 dias de intervalo em que não foram recolhidos dados.
Na exploração Beirão a dieta foi igual durante os 3 períodos de ensaio apenas com a diferença que no período P2 foi suplementada 30 gramas de lisina vaca/dia e 14 gramas de metionina vaca/dia. Na exploração Cruz a constituição da mistura foi alterada de forma a reduzir custo de produção, durante o P2 os animais foram suplementados com 20 gramas vaca/dia de lisina e 12 gramas vaca/dia de metionina.
De forma a avaliar a influência da suplementação com metionina e lisina foram efetuadas recolhas de amostras ao tanque de leite, resultados que posteriormente foram comparados entre períodos.
Conclui-se que houve uma influência positiva da suplementação na exploração Beirão em todas as características analisadas. A quantidade de leite produzido aumentou, em média, 5 pontos percentuais em relação aos períodos de controlo (P<0,05). A produção de gordura aumentou c.a. de 7 pontos percentuais em relação ao P1 (P<0,05). A percentagem de gordura aumentou 3 pontos percentuais no período de suplementação
ii percentuais no período de suplementação
Na exploração Cruz no que respeita à constituição do leite obtivemos os seguintes resultados, aumento da produção durante o período de suplementação em 12,6 pontos percentuais em contraste com o P1 (P<0,05). Na produção da gordura obteve-se um aumento de 5 pontos percentuais no P2, na percentagem de gordura temos uma diminuição de 2,1 pontos percentuais no período de suplementação, contudo não foi estatisticamente significativo (P>0,05). A produção de proteína bruta aumentou 1,7 pontos percentuais no P2, aumento estatisticamente não significativo (P> 0,05) no P3 a percentagem de proteína bruta diminui 3,1 pontos percentuais (P> 0,05) relativamente a P1.
Quanto à viabilidade financeira fica claro que o preço do leite, bem como o preço de mercado das matérias-primas influencia a viabilidade financeira da aplicação de aminoácidos rumino protegidos.
iii There is a necessity to make agricultural holdings more lucrative, considering that animal nutrition represents one of the main costs to a milk production holding. Therefore, there is a need for the search of new ways to diminish the costs of animal nutrition or the increase of milk value, either increasing production quantity or enhancing its composition.
The purpose of this study is to assess the influence of rumen-protected methionine and lysine diets of dairy cows on the milk's production and composition, thus assessing its economic viability. In order to do this there were conducted trials on two milk production holdings with Holstein - Friesian bovines (holdings Beirão and Cruz). Two different supplementation regimens were applied: one on-top regimen without diet recast and a regimen with diet recast.
The trial was split in three consecutive periods (P1, P2 and P3), two control periods without supplementation (P1 and P3) and a treatment period in which supplementation was administered. Periods P1 and P2 were followed by 15 break days in which no data was retrieved.
On the Beirão holding, the diet was the same on all the periods. However, during P2, a mix of 30 grams of lysine cow/day and 14 grams of methionine cow/day was administered. On Cruz holding the composition of the mix was changed in order to reduce production costs. During P2, animals were supplemented with 20 grams of lysine cow/day and 12 grams of methionine cow/day.
In order to assess the influence of methionine and lysine supplementation, milk samples were retrieved and the results were later compared between periods.
It revealed a positive influence of the supplementation on the Beirão holding in all analysed characteristics. The amount of milk produced increased by an average of 5% in relation to the control periods (P<0.05). Fat production increased c.a. 7% in relation to P1 (P<0.05). The percentage of fat increased 3% during the supplementation period (P<0.05). The production of crude protein increased 5.3% during the supplementation period (P<0.05). The percentage of crude protein increased 1.4% during the supplementation period.
iv 5% increase on P2. Regarding the percentage of fat, there was a decrease of 2.1% during the supplementation period, which is not statistically significant (P>0.05). The production of crude protein increased 1.7% during P2, which is not statistically significant (P>0.05). On P3 the percentage of crude protein decreased 3.1% (P>0.05) in relation to P1.
It is noted that the price of milk and the market prices of raw materials influence the financial viability of the use of rumen-protected amino acids.
v
1.INTRODUÇÃO ... 2
2.APRODUÇÃO DE LEITE ... 3
3.METABOLISMO PROTEICO NA VACA LEITEIRA ... 7
3.1. Proteína no rúmen ... 8
3.2. Proteína no intestino... 11
3.2.1. Proteína microbiana (MICP) ... 12
3.2.2. Proteína não degradada no rúmen (RUP) ... 13
3.2.3. Proteína endógena ... 13
3.3. Proteína na glândula mamária ... 14
4.AMINOÁCIDOS NA VACA LEITEIRA ... 15
4.1. Aminoácidos limitantes ... 15
4.1.1. Necessidades em Aminoácidos ... 18
5.ESTRATÉGIAS NA NUTRIÇÃO PROTEICA ... 19
5.1. Excesso de proteína bruta ... 19
5.2. Proteína rumino protegida ... 20
5.2.1. Tratamentos para proteção da proteína da degradação no rúmen ... 21
5.3. Aminoácidos rumino protegidos ... 22
5.3.1. Tecnologias de proteção de aminoácidos ... 23
5.3.2. Aminoácidos protegidos disponíveis no mercado ... 24
5.3.3. Efeitos da utilização de aminoácidos rumino protegidos ... 25
6.NUTRIÇÃO PROTEICA E VIABILIDADE ECONÓMICA DA EXPLORAÇÃO ... 42
PARTE II – TRABALHO EXPERIMENTAL ... 44
1.INTRODUÇÃO ... 45 2.MATERIAL E MÉTODOS ... 46 2.1. Caracterização da exploração ... 46 2.2. Animais ... 48 2.3. Alimentação ... 49 2.4. Tratamentos ... 51
2.5. Colheita e análises laboratoriais ... 53
2.6. Eficiência do uso de azoto ... 54
2.7. Análise estatística ... 54
3.RESULTADOS ... 55
vi
vii
Figura 2 Metabolismo e digestão de compostos nitrogenados no rúmen. ... 9
Figura 3 Metabolismo proteico. ... 12
Figura 4Aminoácidos limitantes, esquema de barril. ... 17
Figura 5. Variação de preço do litro de leite pago ao produtor ... 43
Figura 6 Imagem aérea da exploração Cruz ... 47
Figura 7 Imagem aérea da exploração Beirão ... 48
Índice de quadros Quadro 1. Teor em gordura e em proteína de diferentes raças de bovinos... 4
Quadro 2. Influência do número de lactações na qualidade da constituição do leite. (g/Kg). ... 5
Quadro 3. Quantidade de aminoácidos (% PB) presente no leite, rúmen e dieta. ... 11
Quadro 4.Rácio médio de absorção de aminoácidos essenciais pela glândula mamária em relação à excreção de proteína no leite. ... 19
Quadro 5 Revisão de artigos Influencia da metionina e lisina na composição e produção de leite ... 28
Quadro 6 Constituintes das dietas durante os períodos P1, P2, P3 da exploração Cruz. ... 49
Quadro 7 Constituintes das dietas durante os períodos P1, P2, P3, da exploração Beirão. ... 50
Quadro 8 Constituintes das dietas durante os períodos P1, P2, P3, da exploração Cruz. ... 52
Quadro 9 Data em que foram efetuadas as colheitas e análises das silagens. .... 53
Quadro 10 Produção e composição média diária do leite da exploração Cruz durante os três períodos do ensaio (P1, P2, P3) ... 55
Quadro 11 Leite produzido, retorno económico e custos associados em cada um dos períodos de ensaio na exploração Cruz ... 56
viii Quadro 13 Leite produzido, retorno económico e custos associados em cada um dos períodos de ensaio na exploração Beirão. ... 58
ix HMB- DL, 2-hidróxi-4-(metil) ácido botânico
MP- Proteína metabolizável NPN- Azoto não proteico
MicP- Proteína de origem microbiana RDP-Proteína degradável no rúmen RUP-Proteína não degradável no rúmen UDP-Proteína não degradável
1
Parte I – Revisão Bibliográfica
2 As proteínas são os constituintes estruturais principais de órgãos e tecidos do corpo e desempenham papeis importantes como enzimas, hormonas e imunoglobulinas [1]. Por consequência, a quantidade e perfil dos aminoácidos absorvidos ao nível do intestino do animal afeta virtualmente o metabolismo de todas as células e constituem fator chave de regulação de vários processos fisiológicos e patológicos, nomeadamente, a resposta imunitária, a produção de hormonas, neurotransmissores e nucleótidos (DNA e RNA). Os aminoácidos podem também servir como fonte de energia depois de o grupo amina ser removido por desaminação ou transaminação.
Devido ao seu papel estrutural e funcional, a quantidade e o perfil de aminoácidos absorvidos ao nível do intestino de qualquer animal terá impacto sobre todo o seu metabolismo, possuindo um impacto importante sobre a saúde, fertilidade e performance produtiva dos animais [2].
Em ruminantes, contrariamente ao que acontece com a maioria dos outros mamíferos, há síntese e degradação de proteína no rúmen, e o perfil da proteína que chega ao intestino delgado apresenta, por este motivo, diferenças significativas relativamente ao perfil proteico do alimento ingerido [1].
Contudo, como a síntese microbiana é limitada, as necessidades em aminoácidos do ruminante, e sobretudo de vacas leiteiras de elevada produção, nem sempre são supridas na sua totalidade pela proteína que chega e é absorvida no intestino delgado. Esta proteína é constituída, em ruminantes, pela proteína de origem microbiana (MicP) e pela proteína que naturalmente passa pelo rúmen sem ser degradada (RUP) [51].
A formulação de dietas para vacas leiteiras com suplementação com proteína e/ou aminoácidos protegidos, é, hoje em dia, uma ferramenta à disposição do produtor. Esta estratégia visa aumentar a quantidade de proteína absorvida no intestino delgado e o seu valor biológico e tornar a produção de leite mais eficiente, diminuindo custos de produção e tornando o produto final, o leite, um produto de melhor qualidade. Estes objetivos seriam atingidos pelo aumento de proteína metabolizável (MP) com o perfil em aminoácidos adequado à síntese de leite. Em termos teóricos, esta estratégia permite diminuir a quantidade total de proteína fornecida na dieta por litro de leite produzido sem afetar a produção total de leite e de proteína,
3 ou aumentando mesmo estas produções, o que possibilita o aumento da rentabilidade da exploração. Contudo, a concretização destes resultados na prática nem sempre se verifica, o que provavelmente depende das circunstâncias em que a suplementação com aminoácidos protegidos se realiza [3].
2. A Produção de leite
A grande maioria dos constituintes do leite são sintetizados pela glândula mamária a partir de vários precursores que são absorvidos a partir da corrente sanguínea. Nomeadamente, as caseínas, -lactoglobulina e -lactalbumina, são sintetizadas nas células epiteliais mamárias e só são produzidas pela glândula mamária. A glândula mamária exerce a função de filtro para proteínas (albuminas e imunoglobulinas) minerais e vitaminas que não são produzidas mas são diretamente absorvidas da corrente sanguínea para o leite [1].
A síntese de proteína do leite é influenciada por várias hormonas entre as quais somatotropina, prolactina, insulina, e por fatores de crescimento semelhantes à insulina, também conhecidos como somatomedinas [3].
A composição do leite varia com um grande número de variáveis não relacionadas com a nutrição [1]. Nomeadamente:
a) A técnica de ordenha pode ter uma importância considerável na quantidade de gordura e sólidos totais presentes no leite, uma vez que uma ordenha incompleta pode deixar um volume de leite rico em gordura no ubre. Intervalos de ordenha irregulares pode também influenciar a quantidade e o teor de gordura especialmente em vacas altas produtoras.
b) Doenças como mastites (mamites) podem reduzir a quantidade e a qualidade do leite. Num efetivo com bom maneio nenhum destes fatores deverá ter influência.
c) A raça;
d) A idade;
e) O estado de lactação
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Efeito da raça na composição do leite
É reconhecido que certas raças de vacas leiteiras têm maior apetência para a produção de leite com maior qualidade (mais gordura e proteína), (Quadro 1), que é inversamente proporcional à quantidade de leite produzido. Exemplificando, uma vaca de raça Jersey produz um leite de maior qualidade mas em menor quantidade quando comparada com uma vaca de raça Holstein que produz maior quantidade de leite mas de menor qualidade [1].
Quadro 1. Teor em gordura e em proteína de diferentes raças de bovinos.
Raça Gordura (g/kg) Proteína (g/kg)
Holstein 39,1 32,2 Jersey 52,9 38,4 Ayrshire 40,5 33,3 Friesian 40,7 33,5 Guernsey 46,8 35,5 Shorthorn 37,8 32,8 Todas as raças 40,7 32,9
Adaptado de: McDonald et al. (2010)[1]
Efeitos da idade na composição do leite
A idade e a produção de leite do animal estão correlacionados, à medida que a idade aumenta a qualidade do leite diminui.
Com a idade há uma diminuição da produção de proteína e lactose, já a produção de gordura mantém-se sensivelmente constante nas primeiras quatro lactações, com tendência a diminuir nas lactações seguintes (Quadro 2) [1].
5 Deste modo conclui-se que que a idade do efetivo pode ter influência na qualidade do leite produzido [1].
Quadro 2. Influência do número de lactações na qualidade da constituição do leite. (g/Kg).
Lactação Gordura SNF Proteína bruta
1 41,1 90,1 33,6 2 40,6 89,2 33,5 3 40,3 88,2 32,8 4 40,2 88,4 33,0 5 39,0 87,2 32,6 6 39,1 87,4 33,0 7 39,4 86,7 32,5 8 38,2 86,5 32,3 9 40,3 87,0 32,7 10 38,3 86,6 32,5 11 37,7 86,1 31,6
Adaptado de: McDonald et al. (2010)[1]
Efeito da fase de lactação na composição do leite
A fase de lactação tem influência na qualidade do leite produzido, sendo que o pico de lactação é a fase em que a qualidade do leite é menor (Figura 1). Nesta fase há uma diminuição da concentração de gordura e de todos os outros sólidos, que aumenta nos últimos 3 meses de lactação [1].
6 Figura 1. Influência da fase de lactação na composição do leite.
Adaptado de: McDonald et al. (2010)[1]
O teor de sólidos que não gordura diminui nas primeiras sete semanas de lactação, o que resulta da diminuição do teor em proteína bruta entre o 15º dia de lactação e o dia 45º dia de lactação. Durante este período há um aumento de teor em lactose. Consequentemente o aumento de proteína leva a uma diminuição do teor em lactose e de sólidos que não gordura até ao final de lactação [1].
A composição em gordura diminui bruscamente no início da lactação quando a produção de leite aumenta, após este período o conteúdo em gordura aumenta lentamente [1].
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3. Metabolismo proteico na vaca leiteira
As proteínas são compostos orgânicos complexos de elevado peso molecular constituídas por compostos de carbono, oxigénio, hidrogénio azoto e enxofre (aminoácidos) unidos por ligações peptídicas [1].
Os aminoácidos que compõem as proteínas são essenciais e não essenciais, ou seja, os primeiros não são e os segundos são sintetizados endogenamente pelo ruminante em quantidades suficientes para cobrir as suas necessidades. Para uma utilização eficiente da proteína, o animal deve ingerir e absorver no intestino delgado quantidades corretas de aminoácidos, essenciais e não essenciais, que permitem suprimir as suas necessidades metabólicas [4].
A digestão de proteínas resulta na absorção de aminoácidos do intestino para a circulação portal, de onde são depois transportados até ao fígado. Os aminoácidos podem ser utilizados para a síntese de proteína no fígado ou ser transportados para a circulação sistémica e daí até qualquer célula onde sejam necessários. No organismo, os aminoácidos não essenciais podem ser sintetizados por transaminação [1].
Os aminoácidos em excesso são desaminados, o grupo amina é convertido em ureia no fígado ou é usado para a síntese de outras moléculas azotadas, enquanto a cadeia carbonada é usada como substrato energético ou armazenada sob a forma de ácidos gordos [1]. A ureia tem como destinos principais a reciclagem para o rúmen através da saliva ou da parede ruminal, ou a excreção na urina.
Os aminoácidos presentes no alimento fornecido que não são degradados no rúmen e a MicP que é arrastada para os compartimentos posteriores ao rúmen são absorvidos a partir do intestino delgado e utilizados pelos tecidos para síntese de proteína. A eficiência do processo depende da composição do alimento fornecido, das características da fermentação no rúmen, e finalmente, da composição da proteína que chega e é absorvida no intestino quando comparada com a composição da proteína a ser sintetizada, sendo representado pelo verdadeiro valor biológico da proteína [1].
8
3.1. Proteína no rúmen
Os microrganismos do rúmen são responsáveis por cobrir uma grande parte das necessidades energéticas do animal pela transformação dos hidratos de carbono da dieta em ácidos gordos, nomeadamente: acetato, propionato e butirato [1].
Devido a esta função e para retirar todo o potencial energético do alimento os microrganismos têm de crescer e de se multiplicar, o que envolve a síntese de MicP. O azoto necessário é obtido pela desaminação de aminoácidos e direta ou indiretamente de NPN (NPN) presente no alimento [1].
A alimentação proteica de ruminantes implica a formulação de dietas que visam abastecer, na realidade, dois sistemas, um microbiano, que pode utilizar aminoácidos mas cuja necessidade básica é de NPN e um animal, que requer aminoácidos para a síntese diária de proteínas [1].
No alimento ingerido pelo ruminante existem fontes de azoto proteico e não proteico - ureia, amoníaco, nitratos, nitritos e pequenos péptidos [3]. - que servem inicialmente as necessidades da população microbiana e que constituem a fração de proteína bruta degradável no rúmen (RDP). A fração RDP, ao ser degradada pela população microbiana, produz dióxido de carbono, ácidos gordos voláteis, amónia, péptidos e aminoácidos livres (Figura 2) [1].
9 Figura 2 Metabolismo e digestão de compostos nitrogenados no rúmen.
Adaptado de: McDonald et al. (2010)[1]
Existem ainda no alimento fontes de azoto proteico que passam pelo rúmen sem sofrer desaminação por parte da população microbiana e que constituem a fração de proteína bruta do alimento não degradável no rúmen (RUP).
A presença do sistema microbiano introduz um nível de complexidade superior ao simples balanço entre as necessidades proteicas do ruminante e a ingestão de proteína e constitui uma vantagem do ruminante porque permite a utilização da fração de NPN do alimento, que faz assim parte da fração RDP. Em função da quantidade da matéria orgânica e da população microbiana presente no rúmen, esta fração pode ser combinada com hidratos de carbono permitindo uma produção eficiente de MicP no rúmen.
A amónia produzida no rúmen que não é imediatamente retida na MicP é absorvida pela circulação portal e é conduzida ao fígado onde é convertida em ureia. Como mecanismo
10 poupador de azoto, a ureia produzida pode ser parcialmente reutilizada no intestino grosso e no rúmen sendo conduzida até estes órgãos através da circulação portal e via saliva, respetivamente, outra parte é filtrada pelos rins e excretada via urina [3].
A amónia produzida juntamente com alguns pequenos péptidos e aminoácidos livres é utilizada pelos organismos do rúmen para produzir MicP. Alguma da MicP é reciclada no rúmen e o azoto é reaproveitado [1].
A quantidade de amónia presente no rúmen é a chave da degradação e síntese de MicP. Se a dieta apresenta deficiências em proteína ou as proteínas são resistentes à degradação então a concentração de amoníaco presente no rúmen será mais baixa e o crescimento da população microbiana vai diminuir, em consequência a degradação de hidratos de carbono vai diminuir [1].
Por outro lado, se a degradação da proteína ocorre mais rapidamente do que a síntese, há uma acumulação de amónia no rúmen, quando se verifica esta situação a amónia é absorvida para a corrente sanguínea, e conduzida até ao fígado onde é convertida em ureia. Alguma da ureia convertida no fígado volta ao rúmen via saliva e também via parede do rúmen, mas grande parte é excretada pela urina [1].
Se a concentração de proteína presente no alimento é baixa então a concentração de amónia também será baixa, a quantidade de azoto que é devolvido ao rúmen sob a forma de ureia proveniente do sangue pode exceder a quantidade de azoto que foi absorvido sob a forma de amónia, esta característica permite conservar azoto que de outra forma seria excretado na urina [1].
É possível tirar proveito da capacidade de produção de proteína bacteriana adicionando ureia à dieta. Esta opção apresenta como pressuposto que o limite à síntese bacteriana é imposto pelo nível de azoto disponível no rúmen.
O valor de proteína bruta na dieta do ruminante está dependente do alimento fornecido. Em forragens, tais como a silagem de milho, há uma maior percentagem de NPN quando comparada com alimentos proteicos refinados.
A composição proteica do alimento pode ser alterada, entre outros aspetos, pelo tratamento tecnológico e pelas condições que quando deficientes podem diminuir a disponibilidade de aminoácidos [3].
11 Contudo, a degradação da proteína no rúmen altera profundamente o perfil da proteína do alimento melhorando, por regra, o seu valor biológico (Quadro 3). De facto, para o ruminante, a MicP, pelo seu perfil em aminoácidos essenciais, apresenta elevado valor biológico para a produção de leite [4].
Quadro 3. Quantidade de aminoácidos (% PB) presente no leite, rúmen e dieta.
Arg His Ile Leu Lis Met Fen Treo Trp Val %AAE
Silagem de milho 8,2%PB 2,3 1,7 3,4 8,5 2,8 1,6 3,9 3,4 0,7 4,5 32,9 Silagem de erva 18,8% PB 3,0 1,5 4,1 7,1 4,3 1,5 4,5 3,9 - 5,3 35,3 Bactérias do Rúmen 5,1 2,0 5,7 8,1 7,9 2,6 5,1 5,8 - 6,2 48,5 Protozoários Rúmen 3,5 1,5 5,5 6,7 8,2 1,7 4,7 4,4 - 5,2 42,4 Leite 3,3 2,8 5,7 9,9 7,9 3,0 5,0 4,1 1,4 6,6 49,7
Arg- Arginina; His- Histidina; Ile- Isoleucina; Leu- Leucina; Lis-Lisina; Met- Metionina; Fen- Fenilalanina; Treo- Treonina; Trp- Triptofano; Val- Valina; %AAE- Percentagem de aminoacidos essenciais; PB- Proteina Bruta
Adaptado de: Patton et al. (2014)[3]
3.2. Proteína no intestino
Os aminoácidos que são absorvidos no intestino delgado têm origem em três fontes: na MicP proveniente do rúmen, na proteína não degradada do alimento e na proteína endógena. Estas proteínas ao chegarem ao intestino delgado são potencialmente digeridas e absorvidas e constituem a MP, esta MP é utilizada pelo animal para suprir as suas necessidades proteicas [3]. (Figura 3)
12 Figura 3 Metabolismo proteico.
Adaptado de: McDonald et al. (2010)[1]
3.2.1. Proteína microbiana (MICP)
A MicP que passa para os compartimentos posteriores ao rúmen e é digerida no intestino delgado, contribui para cobrir uma parte importante das necessidades em aminoácidos do animal [1].
A proteína bruta microbiana é constituída na sua maioria por proteína verdadeira (cerca de 80%) e aproximadamente 20% encontra-se sob a forma de ácidos nucleicos. 80% da proteína verdadeira é considerada digestível. A conversão de proteína bruta microbiana em MP é, em média, de 64% [4].
A MicP sintetizada no rúmen fornece 50% ou mais dos aminoácidos absorvidos no intestino quando as dietas são formuladas corretamente. A MicP é considerada uma fonte consistente e de elevado valor biológico, com uma digestibilidade intestinal a rondar os 85% [5].
13 3.2.2. Proteína não degradada no rúmen (RUP)
A proteína não degradada no rúmen é outra grande fonte de aminoácidos para o ruminante.
A quantidade de proteína não degradável presente no rúmen é determinada pela quantidade de proteína presente no alimento, pela estrutura química dos compostos a que esta ligada e pela estrutura física da proteína, que é influenciada, entre outros, pelas características do tratamento térmico que a proteína sofreu [3].
Proteínas com estrutura física mais compacta tendem a apresentar maior resistência à degradação microbiana.
Quando o alimento sofre tratamento pelo calor podem ocorrer três processos físicos nas proteínas: compactação da proteína, dificultando a digestão microbiana; resíduos de aminoácidos ligam-se a fibra do alimento aumentando a quantidade de RUP e diminuindo a digestibilidade da proteína; formação de produtos Maillard, que são indigestíveis [3].
Existem outros fatores que podem influenciar a degradação da proteína, tais como o tamanho das partículas, já que partículas de menor dimensão são mais facilmente degradadas [3].
A fermentação incompleta das partículas pode aumentar a taxa de passagem das partículas pelo rúmen e qualquer fator que aumente a taxa de passagem das partículas pelo rúmen diminui a degradabilidade da proteína [3].
3.2.3. Proteína endógena
A proteína endógena é outra das fontes de aminoácidos para o ruminante, e encontra-se presente em secreções como a salivar, a gástrica, a pancreática e a biliar. Para a proteína endógena absorvida no intestino contribuem ainda as células epiteliais originárias do sistema respiratório, detritos celulares originários da abrasão e necrose do epitélio do abomaso e do reticulo-rúmen [3].
É difícil medir ou prever a quantidade de proteína endógena que chega ao duodeno porque é difícil distinguir as diferentes frações de azoto (endógeno, microbiano, alimentar) que chegam a este compartimento [4]. No entanto, é sabido que a quantidade de proteína endógena que chega ao intestino delgado pode ser significativa. As limitações de informação sobre a
14 proteína endógena que é absorvida no intestino delgado, resulta no ignorar, por alguns modelos, da contribuição desta fração e no considerar que qualquer aminoácido proveniente da proteína endógena tem como função a manutenção [3].
3.3. Proteína na glândula mamária
A MP corresponde ao total de aminoácidos que são absorvidos no intestino delgado e que têm como origem: a) a MicP, b) a proteína que escapou à degradação no rúmen e c) a proteína endógena. Esta proteína serve para o ruminante fazer face às suas necessidades proteicas e a eficiência e extensão com que o consegue fazer dependem essencialmente de dois aspetos: a quantidade que é absorvida e o seu perfil em aminoácidos essenciais.
Dos c.a. de vinte e um aminoácidos que fazem parte da proteína, os bovinos de leite têm necessidade de que sejam absorvidos no intestino dez aminoácidos que não são produzidos pelo organismo numa quantidade adequada para suprimir as necessidades fisiológicas. A necessidade nestes aminoácidos aumenta de forma proporcional à produção de leite. A arginina, histidina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofano e a valina são os aminoácidos conhecidos como essenciais.
Sabe-se que o perfil ideal dos aminoácidos essenciais difere ao longo do ciclo de vida e do ciclo produtivo em que o animal se encontra, o aumento do valor biológico da proteína absorvida permite diminuir a quantidade de proteína fornecida aos animais [2].
O perfil de aminoácidos ideal para os bovinos de leite possui uma composição particular durante a lactação e depende do nível de produção (alta produção vs baixa produção), dado que nos animais com mais baixa produção, uma maior fração da sua proteína ideal corresponde ao perfil ideal para manutenção, enquanto que para animais com mais alta produção, uma maior fração da proteína ideal corresponde ao perfil ideal para a produção de leite.
Cerca de 95% do azoto presente no leite encontra-se na forma de proteína, o restante é representado pela ureia, creatina, glucosamina e amoníaco que são filtrados da corrente sanguínea para o leite. A fração proteica é maioritariamente constituída por caseínas [1].
A maior parte dos aminoácidos utilizados para suplementar as dietas das vacas leiteiras são utilizado pela glândula mamária para produção de proteína do leite. O potencial leiteiro é
15 prioritariamente influenciado pela genética do animal. Contudo há variações individuais dentro da mesma espécie. Vacas com mais idade tendem a ter maiores produções do que vacas com menos idade. Normalmente a produção de leite aumenta até aos 35 dias pós-parto e reduz gradualmente até ao final da lactação.[1] É possível uma vaca secretar mais de 1,5kg de proteína por dia no leite [3].
A única fonte de aminoácidos para a produção de proteína do leite são os aminoácidos livres presentes na circulação arterial. Os aminoácidos são absorvidos através de ligações proteicas específicas, por processos semelhantes ao que acontece no intestino [3].
Até recentemente, assumia-se que o fluxo sanguíneo e a quantidade de aminoácidos absorvidos da corrente sanguínea para a glândula mamária era constante. No entanto, num estudo recente Bequette [6] mostra que quando a concentração de histidina é baixa, o fluxo sanguíneo à glândula mamária aumenta para suprimir as necessidades de histidina [3].
Está também descrito que a quantidade de proteína no leite está intimamente ligada com o fluxo de aminoácidos no plasma, quanto maior o fluxo maior a concentração de proteína, contudo há uma diminuição da eficiência da utilização de aminoácidos, demonstrando que a secreção de aminoácidos na proteína do leite não é uma fração constante [3].
Quando a concentração no plasma de aminoácidos essenciais aumenta, a glândula mamária utiliza uma maior quantidade desses aminoácidos em preferência dos aminoácidos não essenciais, isto implica que a glândula mamária utiliza aminoácidos essenciais para a produção de aminoácidos não essenciais que também são importantes para a produção de proteína do leite. Este processo pode oferecer uma flexibilidade em termos energéticos para a glândula mamária [3].
4. Aminoácidos na vaca leiteira
4.1. Aminoácidos limitantes
Alguns aminoácidos não são sintetizados pelo animal ou não são sintetizados em quantidade suficiente para suprimir as necessidades do animal, estes aminoácidos são denominados por aminoácidos essenciais (aminoácidosE), assim sendo é necessário
16 disponibilizar estes aminoácidos essenciais ao animal via dieta. Os aminoácidos não essenciais, também necessários para a produção de proteína, são produzidos pelo animal em quantidade suficientes para suprimir as suas necessidades [2].
São denominados aminoácidos limitantes, aqueles que são utilizados a uma velocidade superior à sua reposição, diminuindo o rendimento produtivo do animal. Estes aminoácidos limitantes, constituídos por aminoácidos essenciais, podem variar, dependendo da dieta, estado fisiológico do animal (gestação, crescimento, lactação), sabendo-se que, por exemplo, em vacas de leite com elevada produção alimentadas com dietas à base de silagem de milho, silagem de erva (Quadro 3) e soja os principais aminoácidos limitantes são a metionina e a lisina. Torna-se assim claro o benefício em equilibrar as dietas de forma a corrigir estas carências em aminoácidos [2].
Para entender melhor o que é um aminoácido limitante normalmente utiliza-se o conceito de barril (figura 4) e das ripas que constituem o barril, se as ripas do barril apresentarem diferentes tamanhos, a ripa mais curta limita o volume que esse barril possui, sendo assim o fator limitante para o volume total do barril. De uma forma semelhante, a eficiência do uso de aminoácidos é determinado pela suplementação do primeiro aminoácido limitante. Como a metionina é normalmente o primeiro aminoácido limitante e a lisina o segundo aminoácido limitante, é importante equilibrar as dietas através de administração de metionina e lisina protegidas, de forma a que as ripas do barril se prolonguem o máximo possível e assim tirar o máximo rendimento [7].
17 Figura 4Aminoácidos limitantes, esquema de barril.
Adaptado de: http://animal-nutrition.evonik.com.
Para determinar aminoácidos limitantes é necessário haver uma resposta capaz de ser medida à adição dos mesmos. Em vacas de leite a produção de proteína no leite é a resposta mais apropriada para medir a utilização e eficiência dos aminoácidos limitantes. Pode haver um aumento de proteína no leite sem que haja necessariamente um aumento de necessidade de aminoácidos, se a quantidade de leite produzida diminuir [3].
A metionina e a lisina foram identificados como os aminoácidos limitantes mais frequentes em vacas de leite e uma das evidências são as respostas positivas à produção encontradas em estudos com infusões duodenais ou abomasais de metionina e lisina ou suplementação através da alimentação com metionina e lisina rumino protegidas[5]. Isto devido à baixa concentração de proteína fornecida no alimento e a síntese bacteriana de proteína, em comparação com a elevada concentração presente no leite destes aminoácidos [8].
Entre as várias funções biológicas e além da influência na proteína do leite a metionina desempenha um papel importante no período de peri parto, na síntese de lipoproteínas no fígado e está envolvida como substrato em reações antioxidantes [9].
18 A sua envolvência metabólica com o fígado revela um papel interessante, a metionina funciona como agente lipotrófico, estimulando a produção de lipoproteínas de baixa densidade e consequentemente ajuda a diminuir a acumulação triglicerídeos [9].
4.1.1. Necessidades em Aminoácidos
As necessidades em aminoácidos das vacas leiteiras ainda não são totalmente conhecidas. Estas necessidades são estabelecidas com base nos diferentes processos biológicos envolvidos. Uma das grandes dificuldades reside no facto de o perfil ideal em aminoácidos poder ser diferente dependendo do ciclo de vida do animal e do seu estado fisiológico (altas produtoras vs. baixas produtoras) [2].
A determinação das necessidades em aminoácidos para vacas em lactação pode ser realizada com recurso aos métodos seguintes:
1) Determinar a quantidade de aminoácidos presentes na proteína excretada no leite e relacionar com a digestibilidade e eficiência da utilização dos aminoácidos [3]. É um método simples mas não há forma de avaliar a precisão da digestibilidade e da eficiência da utilização dos aminoácidos [3].
2) Medir o consumo de aminoácidos pela glândula mamária comparando com a quantidade de aminoácidos excretados na proteína do leite. Estimar um rácio entre o consumo/excreção de aminoácidos pode ser representativo da utilização dos aminoácidos. A utilização deste rácio em conjunto com a composição de aminoácidos presentes na proteína do leite permite obter uma estimativa das necessidades em aminoácidos (Quadro 4) [3].
19 Quadro 4.Rácio médio de absorção de aminoácidos essenciais pela glândula mamária em relação à excreção de
proteína no leite.
Aminoácidos Rácio Desvio padrão Mínimo Máximo Arg A:E 2,45 0,60 0,88 4,18 His A:E 1,08 0,25 0,46 1,80 Ile A:E 1,41 0,20 1,01 1,96 Leu A:E 1,31 0,24 0,98 2,37 Lis A:E 1,33 0,25 0,60 2,09 Met A:E 0,96 0,11 0,59 1,18 Fen A:E 1,07 0,08 0,82 1,29 Treo A:E 1,19 0,18 0,87 1,58 Val A:E 1,49 0,27 0,85 2,22
Arg- Arginina; His- Histidina; Ile- Isoleucina; Leu- Leucina; Lis-Lisina; Met- Metionina; Fen- Fenilalanina; Treo- Treonina; Trp- Triptofano; Val- Valina; PB- Proteina Bruta; A:E- Racio de absorção com excreção.
Adaptado de: Patton et al. (2014)[3]
5. Estratégias na nutrição proteica
5.1. Excesso de proteína bruta
Uma das estratégias que visa aumentar a quantidade total de proteína e de aminoácidos essenciais que é absorvido no intestino delgado é a de alimentar as vacas com um excesso de proteína buta na dieta.
A quantidade de leite produzida aumenta de forma quadrática à medida que a concentração da proteína bruta aumenta [4].Um aumento de 15% de proteína bruta para 16% pode corresponder a um aumento de 0,75 kg de leite/dia e um aumento de 19% de PB para 20% pode corresponder a um aumento de 0,35 kg de leite/dia. O máximo rendimento da alimentação em elevadas quantidades de PB foi obtido com 22% de PB [4].
Contudo, embora dietas com elevados valores proteicos possam aumentar a produção de leite deve-se ter em conta os custos económicos e ambientais inerentes a esta estratégia [4].
20 Há também a considerar que um excesso de proteína na alimentação de vacas leiteiras pode ter um impacto negativo na reprodução, podendo diminuir o pH uterino, alterar a composição do fluido uterino e aumentar a concentração de ureia no sangue [4].
São várias a explicações dadas para o impacto negativo de uma alimentação com excesso de proteína. Pode ser explicado pela relação entre o gasto energético e a eliminação metabólica do excesso de azoto. Numa fase de lactação inicial os gastos energéticos são elevados, sendo necessário utilizar reservas energéticas do animal para suportar a produção de leite. Devido a este balanço energético negativo podem ocorrer ovulações tardias, redução de fertilidade e concentrações plasmáticas de progesterona diminuídas [4].
Outra explicação é a de que os elevados valores de ureia no sangue (BUN) podem ser toxica para os espermatozoides e para o embrião resultando numa diminuição de fertilidade. Elevados valores de BUN podem diminuir o pH uterino assim como a produção de prostaglandinas [4].
Altos valores de amoníaco em circulação podem conduzir a uma depressão do sistema imunitário e assim resultar num decréscimo dos índices reprodutivos [4].
Valores de ureia no leite superiores a 19mg/dl têm sido associados a problemas de fertilidade [4].
Por último, esta estratégia resulta numa alta produção de ureia o que se traduz numa perda de azoto na urina, desperdiçando um recurso caro, a proteína. Controlar a ureia e azoto no leite (MUN) proporciona um potencial aumento de eficiência do uso de proteína e diminuir custos [3].
Como o amoníaco é toxico deve ser removido da circulação sanguínea e convertido em ureia no fígado, a ureia e filtrada no rim e excretada em natureza. Este processo tem um custo energético que é suportado pelo animal [3].
5.2. Proteína rumino protegida
A proteína rumino protegida é proteína que é administrada no alimento mas que não está disponível para utilização pela população microbiana e sofre, portanto, baixo nível de
21 degradação no rúmen, contribuindo, praticamente na sua totalidade, para a fração UDP (Proteína não degradável) [10].
A proteína é o nutriente mais caro presente na nutrição de bovinos de leite. O recurso a uma alimentação com excesso de proteína para manter a elevada produção de leite, com o objetivo de evitar que haja uma carência em aminoácidos, aumenta os custos de produção e diminui a eficiência do animal. De facto, uma fração do azoto presente na dieta é retido, o restante azoto é excretado na urina e fezes o que aumenta o nível de poluição [11].
A fração de azoto excretada é tanto maior quanto mais proteína desajustada às necessidades do ruminante é absorvida no intestino delgado. O ajuste da proteína bruta ingerida às condições no rúmen, primeiro, e o ajuste do perfil em aminoácidos absorvidos no intestino delgado às necessidades do ruminante, depois, permite aumentar a eficiência de utilização do azoto e não está associada a uma diminuição da produção como se verifica quando se segue a estratégia de simplesmente diminuir o teor proteico da dieta como forma de aumentar a sua eficiência de utilização [11].
Otimizar a eficiência da proteína bruta requer a seleção de proteína e de NPN a ingerir pelo ruminante de forma a fornecer a quantidade de RDP necessária, mas não excedendo as necessidades em azoto dos microrganismos do rúmen, com o objetivo de a atingir a máxima produção de MicP com o mínimo de excedentes azotados [4].
A proteção de proteínas de elevado valor biológico da degradação ruminal permite evitar a degradação de proteínas de alta qualidade e reduzir o desperdício de amoníaco produzido no rúmen[10], aumentando a quantidade de proteína absorvida no intestino [1]. 5.2.1. Tratamentos para proteção da proteína da degradação no rúmen
Como formas de proteção temos o calor, tratamentos químicos ou modificações químicas e inibidores da atividade proteolítica [10].
O efeito produzido com o tratamento de calor é reduzir a taxa de degradação microbiana sobre a proteína. A otimização do controlo do aquecimento permite aumentar a quantidade de RUP presente no alimento. Os resultados obtidos com tratamento térmico são a diminuição da produção de amoníaco, melhoramento de balanço do azoto e por vezes aumentos de produção de leite [10].
22 Um aquecimento incompleto diminui a digestibilidade da RUP e o excesso de calor conduz a um dano nas proteínas presentes no alimento e reduz a digestibilidade intestinal da RUP e dos complexos proteicos, levando a uma perda significativa de vários aminoácidos como lisina, cistina e arginina, sendo que a lisina é o aminoácido mais sensível a este tipo de processamento podendo levar a destruição e assim diminuir a disponibilidade deste aminoácidos para utilização do animal [4]. Contudo um tratamento térmico correto pode aumentar o fluxo de proteína para o intestino delgado [10].
O tratamento químico com recurso ao formaldeído é o processo atualmente mais utilizado na proteção de proteína. O tratamento de proteína de alta qualidade resulta na formação de ligações cruzadas com o grupo amina e torna a proteína menos suscetível a degradação microbiana [10].
O uso destas técnicas permite aumentar a quantidade de aminoácidos disponibilizada pela dieta, sem aumentar a produção de amoníaco, resultando assim numa melhor performance do animal. Contudo um uso incorreto destas técnicas pode levar a efeitos contrários aos pretendidos, com desequilíbrios dietéticos, conduzindo a diminuições de produção e problemas metabólicos [10].
5.3. Aminoácidos rumino protegidos
A maioria dos alimentos fornecidos na alimentação de vacas leiteiras possui uma fração de RUP reduzida [4]. O que significa que o azoto que contêm se encontra essencialmente, sob a forma de RDP, que será utilizado para produzir MicP com a digestibilidade e valor biológico que lhe é característico.
Um dos grandes desafios na formulação da dieta em animais que requerem elevados valores de RUP, é atingir concentrações elevadas de lisina e metionina na MP sem recurso à suplementação da dieta com aminoácidos protegidos no rúmen [4].
É possível aumentar o valor biológico da proteína absorvida no intestino através da proteção no rúmen de aminoácidos que sejam limitantes à utilização da MP para a produção de leite (Quadro 4), nomeadamente (e.g. lisina, metionina) [1].
Deste modo, formular a dieta com base em aminoácidos permite ajustar o perfil da proteína absorvida no intestino delgado, ou seja, aumentar o seu valor biológico e
23 consequentemente reduzir a quantidade de proteína necessária na dieta, o que torna a dieta economicamente mais rentável [2].
Na vaca leiteira os aminoácidos que normalmente limitam a utilização da MP são a lisina e metionina. Por este motivo, a suplementação destes aminoácidos protegidos no rúmen apresenta as seguintes vantagens potenciais:
a) Aumento da síntese proteica, saúde, fertilidade, crescimento, balanço do azoto e aumento da qualidade do leite, permitindo ao animal expressar o seu potencial genético para a produção de leite [2].
b) Diminuição da necessidade de suplementação com RUP para colmatar deficiências em metionina, lisina ou ambos no RUP e consequentemente na MP [2].
c) Aumento da eficiência de conversão de RUP e MP em proteína no leite e minimizar o desperdício de azoto da dieta [2].
d) Diminuição do gasto com a alimentação dos animais e aumentar a rentabilidade da exploração [2].
5.3.1. Tecnologias de proteção de aminoácidos
A necessidade de aumentar o valor biológico da proteína que chega ao intestino de vacas leiteiras de alta produção e que possui contribuições elevadas de MicP e RUP traduziu-se no desenvolvimento de tecnologias com o objetivo de proteger os aminoácidos limitantes, nomeadamente, a metionina e a lisina da degradação no rúmen sem comprometer a digestibilidade no intestino [4].
As formas de rumino proteção resumem-se a três categorias:
i) Revestimento com ácidos gordos e uma mistura de polímeros pH sensíveis ii) Revestimento com gordura ou ácidos gordos saturados e minerais
iii) Fontes líquidas de análogos de metionina (HMB)
A proteção com ácidos gordos e polímeros pH sensíveis tem a vantagem de não depender da ação enzimática para a libertação da metionina. Neste caso, são as diferenças de pH entre o rúmen e o abomaso que vão permitir a biodisponibilidade da metionina [4]. Esta
24 forma de proteção tem um alto grau de eficiência de proteção ruminal e possui uma elevada biodisponibilidade intestinal, uma vez que os polímeros de revestimento são insolúveis em pH neutro como o do rúmen mas altamente solúveis em pH ácido como o do abomaso [4].
O revestimento com ácidos gordos e minerais tem sido aplicado à metionina, embora a biodisponibilidade intestinal da metionina seja inferior aquela que se obtém pelo método dos polímeros sensíveis ao pH. As características químicas da lisina limitam-lhe a aplicação desta tecnologia de proteção. Esta tecnologia baseia-se numa combinação de materiais e processos que fornecem uma boa proteção contra a degradação no rúmen, devido à inércia que ácidos gordos apresentam no rúmen, enquanto permite biodisponibilidade de aminoácidos no intestino razoável [4].
A taxa de conversão e absorção das fontes líquidas de análogos de metionina estão bem estudadas em monogástricos, já em ruminantes esses valores ainda não são bem conhecidos. Sabe-se que o HMB é mais resistente à degradação no rúmen do que a metionina livre, e que o ruminante possui a enzima necessária para converter o HMB em metionina, podendo ser absorvida pelo epitélio do rúmen e omaso. Contudo, em vacas leiteiras, os efeitos na concentração de proteína no leite e no sangue não têm sido significativos, o que sugere que não é um bom substituto para a suplementação de metionina nestes animais [4].
5.3.2. Aminoácidos protegidos disponíveis no mercado
Met-plus (nisso america)- suplemento de metionina com proteção lipídica. A sua
matriz é constituída por 65% de DL metionina incorporada numa mistura de sais de cálcio e ácidos gordos de cadeia longa, ácido láurico, hidroxitolueno butilado (tem como função preservar os ácidos gordos) [8].
Esta tecnologia depende do balanço entre a proteção ruminal e a libertação intestinal para maximizar a quantidade de metionina disponível para absorção intestinal e ao mesmo tempo minimizar a perdas no rúmen e nas fezes [8].
Mepron M85 (Degussa Corporation) – proteção com hidratos de carbono.
Apresentação em pequenas pastilhas.
A pastilha tem um núcleo de metionina revestido com várias camadas de etilcelulose e ácido esteárico. O produto final contem um mínimo de 85% de DL- metionina e
25 aproximadamente 8,5% de hidratos de carbono não estruturais, 3,5% NDF, 1,5%cinzas,1% humidade e 0,5% de gordura bruta [8].
Como a digestão enzimática do etilcelulose é mínima, a degradação primária do produto ocorre por atividade física e abrasão.
O resultado é um produto de degradação lenta no rúmen e uma libertação lenta de metionina no intestino [8].
Smartamine M (Adisseo)- Apresenta um suplemento de metionina com revestimento
através de um polímero lipídico e pH sensível. Contém um mínimo de 75% de DL metionina, composto por pastilhas com um núcleo de DL metionina e etilcelulose revestido com ácido esteárico contendo apenas gotas de 2-vinylpridine-co-styrene. Permite a solubilização a pH ácido e uma rápida libertação de metionina no abomaso [8].
Estudos em sacos de nylon indicam uma estabilidade ruminal da Smartamine M próxima dos 90% às 24 h e valores de libertação intestinal a rondar os 90% [11].
Alimet/ Rhodimet AT88 – São suplementos de metionina na forma liquida.
Lysigem (Adisseo)- Suplemento de lisina rumino protegida com um polímero lipídico
pH sensível. Contem 68% de lisina HCL, é apresentado em forma de granulado. Confere uma proteção ruminal de 85% e possui uma disponibilidade intestinal de 95%.
5.3.3. Efeitos da utilização de aminoácidos rumino protegidos
O benefício mais evidente e o mais estudado é sem dúvida a otimização da produção de leite e dos seus constituintes. Outros benefícios como a diminuição de distúrbios metabólicos, aumento de eficiência da utilização da proteína, melhoramento reprodutivo e imunitário são abordados em menor número por diversos autores. Contudo alguns destes benefícios não são observados de uma forma evidente e carecem de melhor investigação [10][7][12].
Diminuição de distúrbios metabólicos
A elevada eficiência alimentar pode não ser um bom indicador de saúde, se a taxa de mobilização de reservas energéticas for demasiado rápida, aumenta o risco de distúrbios
26 metabólicos e problemas reprodutivos. Contudo quando as dietas são equilibradas para metionina e lisina há um aumento de eficiência da utilização da MP, menos energia é utilizada para eliminar os excedentes de azoto e ureia provenientes da degradação dos aminoácidos, podendo essa energia ser utilizada de uma forma mais produtiva [7].
Tem sido apontada à metionina um papel favorável no metabolismo hepático devido à sua capacidade de doação de grupo metilo. Este aminoácido desempenha um papel fulcral na síntese de apoproteina B, que é essencial para a formação de lipoproteínas de baixa densidade. Estas lipoproteínas são responsáveis pela mobilização de triglicerídeos do fígado para tecidos periféricos[7]. Aparentemente a metionina está envolvida no gene de transcrição e tradução do RNA mensageiro para a síntese da apoproteina B [7][12].
Estas características da metionina conduzem a uma diminuição da infiltração de gordura no fígado reduzindo o risco de esteatose hepática e de cetose.
Melhoramento reprodutivo
O equilíbrio em aminoácidos deve ser capaz de influenciar positivamente as funções reprodutivas, diminuindo a concentração de ureia na circulação sanguínea pela diminuição da proteína bruta na dieta [7]. A manipulação da dieta ajuda a minimizar os distúrbios metabólicos e a melhorar o desequilíbrio energético de vacas em início de lactação, o que tem uma influência positiva nas variáveis reprodutivas [7].
A suplementação com aminoácidos também está relacionada com um aumento de progesterona em circulação, fator que melhora a implantação do embrião, e aumenta a capacidade de ovulação das vacas [7].
27
Sistema imunitário
Deficiências proteicas podem comprometer o sistema imunitário e aumentar a suscetibilidade a doenças [12].
De uma forma generalizada, a suplementação com aminoácidos terá de forma direta ou indireta influencia no sistema imunitário [7] [12]. Contudo a influência sobre o sistema imunitário da suplementação com metionina e lisina em vacas de leite contínua de alguma forma especulativa.
Produção de leite
No Quadro 5 são apresentados os resultados de 94 tratamentos com aminoácidos rumino protegidos, obtidos a partir de 35 estudos publicados na bibliografia, em variáveis relacionadas com a produção e composição do leite de vacas leiteiras. Para a construção do quadro foram utilizados os dados fornecidos em cada estudo, no entanto, as variáveis apresentadas foram uniformizadas entre os estudos.
Nos 35 estudos selecionados foram analisados os dados sobre a influência da suplementação com aminoácidos rumino protegidos na produção de leite, na produção de proteína e de gordura, assim como nas concentrações de gordura e proteína do leite produzido.
28 Quadro 5 Revisão de artigos Influencia da metionina e lisina na composição e produção de leite
Referencia Observações Animais (n),
Vacas Dieta base (%MS) F(%):C(%) Suplementação Resultados Met Lis L prod L corrigido Prt conc Prt prod Gd conc Gd prod SNF % [13] até 8 semanas postpartum “Top-dressing” Ajinomoto Co. Inc., Tokyo Japan 56 Multíparas de raça Holstein 41F (SE;FA;FAV) 59 C 8g/d 28g/d † ↑ * ↑ ** = ↑ ↑ ↑ [13] até 8 semanas postpartum “Top-dressing” Ajinomoto Co. Inc., Tokyo Japan 56 multíparas de raça Holstein 41F (SE;FA;FAV) 59 C 13g/d 40g/d † ↑ * ↑ ** ↑ ↑ ↑ ↑ [13] Semana 9 ate 16 postpartum “Top-dressing” Ajinomoto Co. Inc., Tokyo Japan 56 multíparas de raça Holstein 50F (SE;FA) 50C 8g/d 27g/d † ↑ * ↑ † ↓ * ↑ = ↑ [13] Semana 9 ate 16 postpartum “Top-dressing” Ajinomoto Co. Inc., Tokyo Japan 56 multíparas de raça Holstein 50F (SE;FA) 50C 13g/d 40g/d † ↑ * ↑ † ↑ * ↑ ↑ ↑
29
Referencia Observações Animais (n),
Vacas Dieta base (%MS) F(%):C(%) Suplementação Resultados Met Lis L prod L corrigido Prt conc Prt prod Gd conc Gd prod SNF % [13] Semana 17 ate 24 postpartum “Top-dressing” Ajinomoto Co. Inc., Tokyo Japan 56 multíparas de raça Holstein 50F (SE;FA) 50C 8g/d 27g/d † ↑ † ↑ * ↓ ↑ ↑ † ↑ [13] Semana 17 ate 24 postpartum “Top-dressing” Ajinomoto Co. Inc., Tokyo Japan 56 multíparas de raça Holstein 50F (SE;FA) 50C 13g/d 40g/d † ↑ † ↑ * ↓ ↓ ↑ † ↑ [13] Semana 25 ate 43 postpartum “Top-dressing” Ajinomoto Co. Inc., Tokyo Japan 56 multíparas de raça Holstein 60F (SE;FA) 40C 8g/d 27g/d ↑ ↑ ↓ ↑ ↑ ↑ [13] Semana 25 ate 43 postpartum “Top-dressing” Dados não fornecidos para esta fase de lactação 56 multíparas de raça Holstein 60F (SE;FA) 40C 13g/d 40g/d - - - -
30
Referencia Observações Animais (n),
Vacas Dieta base (%MS) F(%):C(%) Suplementação Resultados Met Lis L prod L corrigido Prt conc Prt prod Gd conc Gd prod SNF % [14] Mepron M85 Dia 5 até 120 postpartum 40 multíparas de raça Holstein 49F (SM;ALF) 52% C 8g/d - * ↑ * ↑ * ↑ ↓ ↑ [14] Mepron M85 Dia 5 até 120 postpartum 40multípara s de raça Holstein 49F (SM;ALF) 52% C 16g/d - * ↑ * ↑ * ↑ ↓ ↑ [14] Mepron M85 Dia 5 até 120 postpartum 40multípara s de raça Holstein 49F (SM;ALF) 52% C 24g/d - * ↑ * ↑ * ↑ ↑ ↑ [15] Suplemento administrado diretamente na boca do animal 6 de raça Holandesa 3 Multíparas;3 primíparas 42F (SM) 58 C 12g/d ↓ ↓ ↑ ↓ ** ↑ ↑ [16] Suplementação com HMBi(metasmart) (50 multíparas; 20 primíparas) 70 60 F (SM;SA) 40 C 9g/d - ↑ ↑ * ↑ ↑ † ↑ † ↑ † ↑ [16] HMB+ Smartamine (50 multíparas; 20 primíparas) 70 60 F (SM;SA) 40 C 9g/d - ↓ ↑ * ↑ ↑ † ↑ † ↑ † ↑ [16] Smartamine (50 multíparas; 20 primíparas) 70 60 F (SM;SA) 40 C 9g/d - ↓ ↑ * ↑ ↑ † ↑ † ↑ † ↑
31
Referencia Observações Animais (n),
Vacas Dieta base (%MS) F(%):C(%) Suplementação Resultados Met Lis L prod L corrigido Prt conc Prt prod Gd conc Gd prod SNF % [17] smartamine M 320 37F (SM;FA;ST,PT) 63C 8g/d * ↓ ** ↑ ↑ ** ↑ ↑ [18] AminoShure-L 8 de raça Holstein 55 F (SM;SA;FE) 45 C 24g/d ↑ ↓ ↑ ↑ ↓ ↓ [18] Mepron + AminoShure-L 8 de raça Holstein 55 F (SM;SA;FE) 45 C 24g/d 100g/d ↓ ↓ ↑ = ↓ ↓ [19] HMBi Metasmart Silagem de milho em maior quantidade em relação a silagem de erva 8 vacas de raça Holstein-Friesian (4 primíparas e 4 multíparas) 56 F (SE;SM) 44C 0.2 %MS - ↓ † ↑ ↑ ↑ ↑ [19] Silagem de erva em maior quantidade em relação silagem de milho 8 vacas de raça Holstein-Friesian 56 F (SE;SM) 44C 0.2 %MS - ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ [20] Smartamine –m Rhodimet AT-88 60 de raça Holstein 28 primíparas + 32 multíparas 50 F (SM;SA) 50 C 0.126%MS - ** ↑ * ↑ ** ↑ * ↑ ** ↑
32
Referencia Observações Animais (n), Vacas
Dieta base (%MS) F(%):C(%) Suplementação Resultados Met Lis L prod L corrigido Prt conc Prt prod Gd conc Gd prod SNF % [21] Lisina rumino protegida
Ajinomoto company Início de lactação (77 dias em lactação) 157 44F (SM;SA;FA) 56C - 41g/d ↑ * ↓ ↑ ** ↓ ** ↓
[21] Lisina rumino protegida Ajinomoto company Meio da lactação (262 dias em lactação) 230 44F (SM;SA;FA) 56C 41g/d * ↓ ↑ * ↓ ** ↓ ** ↓ [22] aminoShure-L Mepron 48 de raça Holstein 64 F (SE;SA;FE) 36 C 30g/d 100g/d ** ↑ * ↑ ↑ ** ↑ ↓ † ↑ [23] Suplementação com histidina (6.5g/d) Suplementação através de infusões pós-ruminais 90 ate 120 dias em lactação 4 de raça Ayrshire 55.3F (SE) 44.7 C 6g/d 19g/d ** ↑ ↑ ↑ ** ↑ * ↑ ↑ [23] Suplementação com histidina (6.5g/d) Suplementação através de infusões pós-ruminais 4 de raça Ayrshire 55.3F (SE) 44.7 C 6gd ** ↑ ↑ ↑ ** ↑ * ↓ ↓ [23] Suplementação com histidina (6.5g/d) Suplementação através de infusões pós-ruminais 4 de raça Ayrshire 55.3F (SE) 44.7 C 19g/d ** ↑ ↑ ↓ ** ↑ * ↓ ↓
33
Referencia Observações Animais (n),
Vacas Dieta base (%MS) F(%):C(%) Suplementação Resultados Met Lis L prod L corrigido Prt conc Prt prod Gd conc Gd prod SNF % [24] 5 de raça Ayrshire 10 g/d ↓ ** ↓ ↓ ↓ * ↑ *** ↑ [24] 5 de raça Ayrshire 20 g/d ↑ ** ↑ ↑ ↑ * ↑ *** ↑ [24] 5 de raça Ayrshire 30 g/d ↑ ** ↑ ↑ ↑ * ↑ *** ↑ [24] 5 de raça Ayrshire 40 g/d ↑ ** ↑ ↑ ↑ * ↑ *** ↑ [24] 5 de raça Ayrshire 15 g/d ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ [24] 5 de raça Ayrshire 30 g/d ↑ ↑ = ↑ ↑ ↑ [24] 5 de raça Ayrshire 45 g/d ↓ ↓ ↑ ↑ ↓ ↓ [24] 5 de raça Ayrshire 60 g/d = ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
[25] Dias de lactação: 22 ate 112
259 de raça Holstein
50 F (SM) 50 C
Corn glúten meal
15g/d ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ [25] Dias de lactação: 113 ate 224 259 de raça Holstein 60F (SM) 40C
Corn glúten meal
12 g/d ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ = [25] Dias de lactação: 225 ate 280 259 de raça Holstein 70F (SM) 30C
Corn glúten meal
9 g/d ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
[25] Dias de lactação: 22 ate 112
259 de raça Holstein
50F (SM) 50C
Corn glúten meal
15 g/d 20 g/d **
34
Referencia Observações Animais (n),
Vacas Dieta base (%MS) F(%):C(%) Suplementação Resultados Met Lis L prod L corrigido Prt conc Prt prod Gd conc Gd prod SNF % [25] Dias de lactação: 113 ate 224 259 de raça Holstein 60F (SM) 40C
Corn glúten meal
12 g/d 16 g/d ↑ ↑ ** ↑ ↑ ↓ ↑ [25] Dias de lactação: 225 ate 280 259 de raça Holstein 70F (SM) 30C
Corn glúten meal
9 g/d 12 g/d ↑ ↑ **
↑ **
↑
↓ ↑
[25] Dias de lactação: 22 ate 112
259 de raça Holstein
50F (SM) 50C
Corn glúten meal
15 g/d 40 g/d ** ↑ † ↑ ** ↑ ** ↑ ↓ ↑ [25] Dias de lactação: 113 ate 224 259 de raça Holstein 60F (SM) 40C
Corn glúten meal
12 g/d 32 g/d ↓ ↓ ** ↑ ↑ ↓ ↓ [25] Dias de lactação: 225 ate 280 259 de raça Holstein 70F (SM) 30C
Corn glúten meal
9 g/d 24 g/d ↑ ↓ ** ↑ ** ↑ ↓ ↓ [26] Semana 1 ate 18 postpartum 27 multíparas de raça holstein 50 F (SM;SA) 50 C 20g/d ↑ * ↑ ↑ ↑ ↑ * ↑ = [27] Smartamine M Smartamine ML “Top dressed” 60 de raça Holstein 50 F (SA;SM) 50 C 5.25g/d ↑ ** ↑ * ↑ ↓ ↑ [27] Smartamine M Smartamine ML “Top dressed” 60 de raça Holstein 50 F (SA;SM) 50 C 10.5g/d ↑ ** ↑ * ↑ ↓ ↑ [27] Smartamine M Smartamine ML “Top dressed” 60 de raça Holstein 50 F (SA;SM) 50 C 11.5g/d 14.7g/d ↑ ** ↑ * ↑ ↓ ↑
35
Referencia Observações Animais (n),
Vacas Dieta base (%MS) F(%):C(%) Suplementação Resultados Met Lis L prod L corrigido Prt conc Prt prod Gd conc Gd prod SNF % [28] Smartamine M Smartamine ML Lactação dia 5 ate 75 Baixo RUP(34% PB da dieta) 24 de raça Holstein 55 F (SM;SA) 45C 10.6g/d 15.2g/d ↑ ↑ ↑ * ↑ ↑ ↑ ↑ [28] Smartamine M Smartamine ML Lactação dia 5 ate 75 Alto RUP(41% PB da dieta) 24 de raça Holstein 55 F (SM;SA) 45C 10.6g/d 15.2g/d ↓ ↓ ↑ * ↑ ↑ ↓ ↑
[29] Soja não tratada
Início do estudo com 40 dias em lactação. Duração do estudo 8 semanas 28 multíparas 62F (SM) 38C 10 g/d 30 g/d ↓ ↑ ** ↑ † ↑ † ↑ ↑
[29] Soja tratada com formaldeído
Início do estudo com 40 dias em lactação. Duração do estudo 8 semanas 28 multíparas 62F (SM) 38C 10 g/d 30 g/d = ↓ ** ↑ † ↑ † ↑ = [29] Baixa energia
Início do estudo com 40 dias em lactação. Duração do estudo 12 semanas 28 multíparas 78F (SM) 22C 10 g/d 30 g/d ↑ ↑ ** ↑ ** ↑ ↑ ↑ [29] Alta energia
Início do estudo com 40 dias em lactação. 28 multíparas 49F (SM) 51C 10 g/d 30 g/d ↑ ↓ ** ↑ ** ↑ ↑ ↓
36
Referencia Observações Animais (n),
Vacas Dieta base (%MS) F(%):C(%) Suplementação Resultados Met Lis L prod L corrigido Prt conc Prt prod Gd conc Gd prod SNF % [30] Início do estudo com 28
dias em lactação. Duração de 40 semanas 40 55.4F(SM;FA) 45.6C 6.5 g/d 19 g/d ** * ↑ *** ↑ *** ↑ *** ↑ *** ↑ *** ↑
[31] Ajinomoto Co. 16 58F(SM;FA)
42C 140g/d * ↑ † ↑ * ↑ * ↑ ↑ ↑ [32] Alimet (HMB) Media de 120 dia em lactação 60 Holstein 45.5 F (SM;FE) 54.4C 0.15%MS - * ↑ * ↑ ↑ * ↑ * ↑ ↑ [32] L-Lysine-HCL Media de 120 dia em lactação 60 Holstein 45.5 F (SM;FE) 54.4C - 0.5%MS * ↑ * ↑ ↓ * ↑ * ↑ ↑ [32] Alimet (HMB) + L-Lysine-HCL Media de 120 dia em lactaçao 60 Holstein 45.5 F (SM;FE) 54.4C 0.15%MS 0.5%MS * ↑ * ↑ ↓ * ↑ * ↑ ↓
[33] Metasmart 50 Holstein 54F (SE;SM;FA)
46 C 0.54%MS ↑ ↑ *** ↑ ↑ = =
[33] Smartamine M 50 Holstein 54F (SE;SM;FA)
46 C 0.10% MS ↓ ↓ *** ↑ ↑ ↑ ↓ [9] Metasmart 56 Holstein 46F (SM;SA;FA;PT) 54C 0.19%MS † ↑ * ↑ * ↑ * ↑ ↑ * ↑
