Gado de Leite. NRC Gado Leiteiro. Nutrição para máxima eficiência produtiva e reprodutiva. Antonio Ferriani Branco

Antonio Ferriani Branco

NRC Gado Leiteiro

Nutrição para máxima eficiência produtiva

e reprodutiva

Caracterização dos alimentos para 2

bovinos leiteiros

Neste capítulo vamos explorar as informações referentes à composição e outras características dos alimentos utilizados em nutrição de bovinos leiteiros, que sejam importantes para formulação de dietas balanceadas e, desta forma atender às exigências desses animais.

A caracterização dos alimentos é fundamental para que se tenha êxito na utili- zação dos mesmos na alimentação de bovinos leiteiros. No processo de caracte- rização dos alimentos é importante conhecê-los quanto à composição química, bromatológica, bem como quanto à presença de fatores antinutricionais ou outras características que possam melhorar ou limitar o uso na alimentação animal.

No processo de caracterização é avaliada também a capacidade que os alimentos têm em disponibilizar seus nutrientes para os processos metabólicos do organis- mo animal. Isto é feito, em princípio, através da determinação da digestibilidade dos componentes do alimento, ou seja, proteína, carboidratos e lipídeos e, em seguida, avaliando a ingestão dos alimentos pelos animais.

Os alimentos são compostos basicamente por seis grupos de nutrientes: Água, proteínas, lipídeos, carboidratos, minerais, vitaminas.

As análises químicas realizadas rotineiramente nos laboratórios de Nutrição Ani- mal fornecem informações a respeito desses componentes.

Os alimentos utilizados em dietas de ruminantes normalmente não são classi- ficados da mesma forma que para espécies não ruminantes. Além disso, temos que considerar que alguns alimentos usados para estas espécies apresentam características que dificultam classificá-los nesta ou aquela categoria. Uma clas- sificação bastante razoável para alimentos usados em dietas de ruminantes pode ser dada como segue.

2.1 Classificação dos alimentos

»

Volumosos: apresentam baixo valor energético (< 60%NDT), ele- vado teor de FDN ou água, menos de 20% de proteína bruta (PB):

−

Secos: fenos e resíduos Agrícolas;

−

Úmidos: pastagens e forragens cortadas;

−

Forragens Conservadas.

»

Concentrados: apresentam alto valor energético

−

Protéicos: apresentam mais de 20% de PB;

−

Energéticos: apresentam menos de 20% de PB.

»

Co-produtos da Agroindústria.

Considerando a fração carboidrato e a fração protéica, temos:

»

Fontes de carboidratos:

−

Estrutural;

−

Não estrutural;

−

Fibrosos;

−

Não fibrosos;

»

Fontes de proteína:

−

Degradada no rúmen;

−

Não degradada no rúmen, mas disponível no intestino.

2.2 Análises dos alimentos

O sistema de análises rotineiramente mais utilizado em nossos laboratórios ainda é o Sistema Weende ou Análise Proximal, desenvolvido na década de 1860, na Alemanha. Neste sistema os alimentos são divididos em água e matéria seca. A matéria seca por seu lado é dividida em 5 componentes que são, proteína bruta, fibra bruta, matéria mineral (cinzas), extrato etéreo e extrato não nitrogenado.

2.2.1 Matéria Seca (MS)

A primeira divisão, em água e matéria seca, é feita através da secagem da amostra em estufa à temperatura de 105°C. Amostras que contenham mais de 20% de umidade devem ser submetidas a uma pré-secagem para obtenção da amostra seca ao ar (ASA). Estes procedimentos não são os mais recomendados para alimentos fermentados que têm em sua composição, os chamados ácidos graxos voláteis. Exemplo: silagens. Portanto, %MS = 100 – % água.

No caso de ruminantes é fundamental a determinação da matéria seca dos alimentos. Estes animais têm em seu hábito alimentar muitos alimentos ricos em água e, além disso, o teor de água dos alimentos tem efeito sobre a ingestão de alimentos fazendo-se necessário o conhecimento da umidade. Como há uma grande variação no teor de umidade dos alimentos, para compará-los é impor- tante que todos estejam numa mesma base, ou seja, matéria seca.

A partir do momento que a amostra está seca, o sistema Weende analisa-a e divide-a em cinco partes, como citado acima.

2.2.2 Matéria Mineral (MM)

A matéria mineral, também chamada de cinzas ou matéria inorgânica, é deter- minada em uma mufla, pela exposição de uma subamostra retirada da amostra principal a uma temperatura que varia de 500 a 600°C. Dessa forma, toda matéria orgânica é queimada e no resíduo restará apenas a matéria mineral. A análise de matéria mineral tem pouco valor sob o ponto de vista nutricional. Tal fato decorre principalmente da contaminação de muitos alimentos com solo. A análise de matéria mineral é importante para obtenção da matéria orgânica e, também, para avaliação de prováveis adulterações em determinados alimentos. Obviamente que para conhecimento da riqueza mineral de uma determinada amostra realizam-se análises dos minerais separadamente. Portanto, %MO = %MS – %MM.

2.2.3 Proteína Bruta (PB)

A proteína bruta nada mais é do que o resultado da análise de uma determinada amostra de alimento em relação ao nitrogênio total. No sistema Weende de análise considera-se que as proteínas têm em média, 16% de nitrogênio e,

portanto, com a determinação do valor de N total do alimento, multiplicando este valor por 6,25 (100/16) encontramos o valor de PB. Neste sistema de análise a amostra é exposta a uma digestão ácida (ácido sulfúrico + catalisadores) sob aquecimento, tendo como produto final o sulfato de amônio ((NH₄)₂SO₄) que contém todo o N da amostra. Em seguida, através de destilação usando NaOH (50%) ocorre a liberação de amônio, que é levado até um frasco contendo uma solução 2% de ácido bórico (H₃BO₃) além dos indicadores vermelho de metila e verde de bromocresol. A reação do amônio com o ácido bórico produz o borato ácido de amônio (NH₄H₂BO₃) que é determinado por titulação com o ácido clo- rídrico padronizado.

Vale ressaltar que uma parte significativa do nitrogênio do alimento pode estar na forma de nitrogênio não protéico. A caracterização das diferentes frações do N total de alimentos para ruminantes tem sofrido mudanças, as quais serão vistas mais à frente.

2.2.4 Extrato Etéreo (EE)

O extrato etéreo é obtido pela exposição de uma determinada amostra de ali- mento sob lavagem constante com um solvente orgânico, no caso, o éter de petróleo é o mais utilizado. O processo ocorre sob aquecimento e a lavagem da amostra ocorre pela passagem do éter pela mesma retirando todo extrato etéreo.

A diferença de peso entre a amostra original e o resíduo nos dará a concentração de extrato etéreo do alimento. Nesta análise são extraídos não apenas os lipídeos verdadeiros, mas também, outras moléculas solúveis em solventes orgânicos, tais como vitaminas lipossolúveis, pigmentos e ceras.

2.2.5 Fibra Bruta (FB)

A determinação da fibra bruta também ocorre sob aquecimento e é obtida pela exposição de uma amostra de alimento a uma solução ácida e em seguida a uma solução básica. Após essas duas soluções terem agido sobre a amostra, procede-se à filtragem e por diferença entre o peso da amostra original e o peso do resíduo obtém-se a concentração de fibra bruta da amostra.

O extrato não nitrogenado é obtido por diferença deduzindo-se de 100 os valores de cada determinação anteriormente descrita. Ou seja:

%EÑN = 100 – %PB – %EE – %FB – %MM.

Na nutrição de ruminantes, a fibra bruta é uma análise que tem merecido pouca atenção face os problemas de interpretação que ocorrem quando se usa esta informação. A análise de fibra bruta foi substituída pelo sistema detergente de- senvolvido por Van Soest e colaboradores.

O principal problema quando se determina FB é a quantidade variável de lignina que ocorre nos alimentos, a qual não é digestível, e que é removida durante esta determinação. Esta lignina removida juntamente com a hemicelulose vai fazer parte da fração extrato não nitrogenado, que deve ter uma digestibilidade maior que a FB. No entanto, em vários casos, a digestibilidade do EÑN é inferior à da FB face à grande contaminação com lignina, principalmente. Neste caso, supe- restima-se o valor de forrageiras de baixa qualidade em detrimento daquelas de melhor qualidade. Na Tabela 2.1 a seguir, observa-se que não há informações sobre fibra bruta (FB), mas há informações de NDF (FDN) e ADF (FDA) obtidos pelo sistema detergente.

Tabela 2.1 - Composição química de alguns alimentos para bovinos leiteiros. Feed name/ descriptionTDN- 1x%

DE-1x Mcal/ kg

ME-3x Mcal/ kg

NEL-3x Mcal/ kg

NEL-4x Mcal/ kg

NEM-3x Mcal/ kg

NEC-3x Mcal/ kg

CP (%)NDICP (%) ADICP (%) Ether extract (%)

NDF (%)ADF (%)Lignin (%)Ash (%) CITRUS Pulp dried79,83,442,761,761,661,891,256,90,40,34,924,222,20,97,2 CORN, YELLOW Cobs54,22,311,680,990,931,040,483,01,70,80,686,242,25,92,2 Distillers grains with solubers, dried79,53,723,031,971,872,071,4129,78,65,010,038,819,74,35,2 Gluten feed, dried79,53,432,731,731,641,871,2423,83,61,43,535,512,12,06,8 Gluten meal, dried84,44,433,662,382,252,541,7965,03,63,02,511,18,21,53,3 Grain, crackerd, dry85,03,692,981,911,802,051,939,40,70,34,29,53,40,91,5 Grain, ground, dry88,73,853,122,011,902,161,489,40,70,34,29,53,40,91,5 Grain, steam- flaked91,73,973,242,091,982,241,559,40,70,34,29,53,40,91,5

2.3 Sistema detergente (FDN e FDA)

No sistema detergente (Van Soest, 1994) a amostra é exposta primeiramente ao de- tergente neutro (pH 7), que após filtragem separa o conteúdo celular que é solúvel, da parede celular (FDN), ou seja, o resíduo retido na filtragem. O conteúdo celular (CC) con- tém amido, proteínas, lipídeos e outros compostos com digestibilidade de praticamente 100%. A parede celular é composta por hemicelulose, celulose e lignina. Portanto:

%FDN = %MS – %CC, ou seja, basicamente:

FDN = Hemicelulose + Celulose + Lignina.

Dessa forma, a fibra em detergente neutro (FDN) é o mesmo que parede celular (PC). A FDN tem uma digestibilidade que varia de 20 a 80% dependendo da espécie forrageira e estádio de maturidade. Em seguida a amostra é exposta ao detergente ácido (pH 2) que solubiliza a hemicelulose, e após a filtragem ficamos com o resíduo retido que é denominado de fibra em detergente ácido (FDA). Portanto:

%Hemicelulose = %FDN – %FDA;

FDA = Celulose + Lignina.

2.4 Partição do Nitrogênio Total (NT) dos alimentos

O NRC (2000), de bovinos de corte, adotou uma nova metodologia de análise do nitrogênio total dos alimentos que foi introduzida a partir de trabalhos realizados na Uni- versidade de Cornell. O novo esquema de análises está descrito na Figura 2.1 mostrada adiante, e o nitrogênio total da amostra é dividido em 5 frações: A, B₁, B₂, B₃ e C. Na Figura 2.1 vemos a forma como o NRC (2001), de bovinos leiteiros, utiliza as informa- ções da análise de nitrogênio. O sistema considera apenas três frações, ou seja, A, B e C

Tampão borato

Total

Solúvel B1A

TCA

Insolúvel B2/B3

C

B1

Detergente neutro

Solúvel B1/B2A

Insolúvel B3C

Detergente ácido

Solúvel B1/B2/B3A

Insolúvel C

Figura 2.1 – Partição do nitrogênio total em alimentos para animais.

Tabela 2.2 – Frações do nitrogênio em alimentos para bovinos leiteiros.

Feed name/

description International Feed No. CP

(%) NDICP

(%) ADICP (%)

N fractions (% CP)

Kd (%H) of B

A B C

Gluten meal, dried

5-28-242 65,0 3,6 3,0 3,9 90,9 5,2 2,3

N 57 11 13 3 3 3 3

SD 7,8 2.7 2,0 5,8 5,3 2,9 0,5

Grain, cracked, dry (amino acids from ground dry corn

4-02-854 9,4 0,7 0,3 23,9 72,5 3,6 4,9

N 1388 66 50

SD 1,3 0,3 0,2

Grain, ground, dry (CP, NDICP and ADICP from cracked corn)

4-02-854 9,4 0,7 0,3 23,9 72,5 3,6 4,9

N 27 27 27 27

SD 12,5 14,7 8,3 2,0

Grain, seam-flaked

4-02-854 9,4 0,7 0,3 1,7 82,8 15,5 3,0

N 1 1 1 1

SD Fonte: (NRC, 2001)

Neste método a amostra é subdividida em subamostras sendo a primeira tratada com uma solução de tampão borato-fosfato (TBA), que solubiliza todo N solúvel incluindo a fração A (nitrogênio não protéico) e a B₁ (proteína solúvel). Após a filtragem têm-se as proteínas insolúveis em TBA retida no resíduo (NI). Esta fra- ção é determinada segundo Krishnamoorthy et al. (1983). Se o material solúvel A + B₁ for denominado N1, temos:

N1 (% do NT) = [(NT – NI) / NT] x 100.

Em seguida, esta fração solúvel é tratada com uma solução de ácido tricloroacé- tico (TCA) que precipita toda a proteína verdadeira (B₁) e deixa solúvel a fração nitrogênio não protéico (A). Após a filtragem separamos o nitrogênio não protéico (solúvel) do resíduo (proteínas). Vamos denominar a fração A de N2:

B₁ (% do NT) = [(N1 – N2) / NT] x 100.

Em seguida uma subamostra é tratada com detergente neutro e o nitrogênio do resíduo é analisado. Assim, obtemos o FDN_n que é denominado de NIDN (nitrogênio insolúvel em detergente neutro) e a fração B₂, que nada mais é que:

B₂ (% do NT) = {[(NT – NIDN) / NT] x 100} – N1.

Nesta fração encontram-se as proteínas citoplasmáticas insolúveis. No próximo passo, uma subamostra é tratada com detergente ácido e o nitrogênio do resíduo é analisado. Assim obtém-se a FDA_n denominada de NIDA (nitrogênio insolúvel em detergente ácido) que é a fração C e a fração B₃.

B₃ (% do NT) = [(NIDN – NIDA) / NT] x 100.

A fração B₃ é composta por proteínas ligadas à parede celular. A fração C nor- malmente é denominada de NIDA e se convertida em proteína (NIDA x 6,25) é denominada de PIDA ou, proteína insolúvel em detergente ácido. Esta fração não é utilizada pelos ruminantes.

As proteínas componentes das diferentes frações, bem como a degradabilidade ruminal e a digestibilidade intestinal das mesmas são mostradas na Tabela 2.3.

Tabela 2.3 - Componentes das frações do nitrogênio dos alimentos.

Fração Composição Degradabilidade Ruminal (%/hora)

Digestibilidade Intestinal (%) A NH₃, NO₃, AA e Peptídeos Instantânea Não atinge o

intestino B1 Globulinas e algumas

albuminas 200 – 300 100

B2 Maioria albuminas e

glutelinas 5 – 15 100

B3 Prolaminas e proteínas

desnaturadas 0,1 – 1,5 80

C Produtos de Maillard e proteínas ligadas à

lignina 0 0

Fonte: (NRC, 2001)

2.5 Degradabilidade ruminal da proteína

Ainda com relação à proteína é importante entender outra definição, a de pro- teína degradável no rúmen (PDR) e proteína não degradável no rúmen (PNDR), também chamada de proteína by-pass ou proteína de escape. Apesar das pri- meiras tentativas terem ocorrido no início do século passado, este conceito foi

cristalizado a partir dos trabalhos de Orskov e & McDonald (1979). A soma dos valores de PDR e PÑDR deve resultar em 100%, pois ambas são dadas em referência à proteína bruta, ou seja, proteína total do alimento. Dessa forma, se a PDR é igual a 70%, a PNDR será igual a 30%, ambas em relação aos 100% de PB do alimento. Neste caso, se o alimento tem 9% de PB, ele terá 6,3% de PDR e 2,7% de PÑDR.

Essa informação é obtida pela incubação ruminal de amostras de um mesmo alimento em sacos de náilon por vários tempos. Exemplo: 0, 3, 6, 12, 18, 24, 36, 48, 72 horas. Após a incubação os saquinhos de náilon são lavados e secos e, em seguida determina-se o N no resíduo de cada amostra que foi incubada. Após, constrói-se uma curva de desaparecimento da PB do alimento (Figura 2.1). Essa degradação denomina-se de degradação potencial da proteína bruta e é obtida pela fórmula abaixo:

P = a + b (1 - exp^-ct);

onde:

P = degradação potencial da proteína;

a = fração solúvel da proteína e completamente degradável;

b = fração insolúvel, mas potencialmente degradável;

c = taxa de degradação da fração b;

t = tempo de incubação

Na Figura 2.2 são mostradas quatro curvas de degradação da proteína em quatro dietas diferentes. Nestas dietas o milho foi substituído por farelo de varredura de mandioca e foi estudado o efeito disto sobre a degradabilidade ruminal da pro- teína. Os níveis de substituição foram 0, 33, 67 e 100%, mostrado pela legenda.

O conhecimento da degradação potencial da proteína (P) de um determinado alimento é o primeiro passo, mas o mais importante é saber quanto é efetiva- mente degradável e, esta informação depende da taxa de passagem do material

particulado através do rúmen. Se a taxa for menor tem-se uma degradabilidade efetiva (DE) maior, caso contrário ela será menor. A fórmula usada para calcular a DE é:

DE = a + [(b x c) / (c + k)];

onde:

a, b e c = mesmos da equação anterior;

k = taxa de fluxo de partículas do rúmen.

0 10 20 30 40 50 60 70 80

0 20 40 60 80 100

TEMPO (h)

DESAPARECIMENTO (%)

T100 T67 T33 T0

T100 = 44,83 +41,57 (1-EXP^-0,0650t) T67 = 42,31 + 44,09 (1-EXP^-0,0506t) T33 = 40,28 + 47,48 (1-EXP^-0,0506t) T0 = 37,33 + 50,23 (1-EXP^-0,0431t)

Figura 2.2 – Curvas de degradação potencial da proteína bruta de dietas com co- produto da produção de farinha de mandioca.

Considerando uma taxa de passagem (k) de 5%, para as dietas da Figura 2.1, as degradabilidades efetivas foram 52,0 (T0), 55,2 (T33), 57,6 (T67) e 60,9%

(T100), respectivamente. Na Tabela 2.4 se pode ver vários alimentos utilizados na alimentação de bovinos e seus respectivos valores de PB, PDR e PNDR.

2.6 Fracionamento dos carboidratos dos alimentos

Atualmente os carboidratos presentes nos alimentos são analisados e divididos em quatro diferentes frações: A, B₁, B₂ e C. A fração A contém açúcares, a B₁ contém amido e pectina, a B₂ contém os carboidratos de parede celular que são digestíveis e a C contém os carboidratos de parede celular indigestíveis (Sniffen et al., 1992). A composição, a degradabilidade ruminal e a digestibilidade intes- tinal destas frações são mostradas na Tabela 2.5, e na Tabela 2.6 pode-se ver a proposta para uma nova divisão de frações. Inicialmente temos os carboidratos totais (CHOT):

%CHOT = 100 – %PB – %EE – %MM.

Usando as equações de Sniffen et al. (1992) conforme descrito abaixo se pode caracterizar as diferentes frações em percentagem dos CHOT. Para isso há ne- cessidade de análises de: FDN, nitrogênio da FDN (PIDN), PB, lignina e amido.

C = FDN (%MS) x 0,01 x Lignina (%FDN) x 2,4;

B₂ = FDN (%MS) – (PIDN x 0,01 x PB (%MS)) – C;

CNF = CHOT – B₂ – C;

B₁ = [Amido (%CNF) x CNF] / 100;

A = CNF – B₁; onde:

FDN (%MS) = FDN em relação à MS. Determinado conforme Van Soest et al. (1991);

Lignina (%FDN) = lignina em relação ao FDN. Determinado conforme Van Soest et al. (1991);

PIDN = proteína insolúvel em detergente neutro (NIDN x 6,25);

PB (%MS) = proteína bruta em relação à MS;

Amido (%CNF) = amido em relação aos carboidratos não fibrosos;

CNF = carboidratos não fibrosos.

Tabela 2.4 - Proteína bruta, degradável e não degradável em concentrados.

Alimentos % de

MS

% de PB na MS

% da proteína bruta

PDR PNDR

Farelo de glúten de milho (FGM) 90,0 65,0 38,0 62,0

Soja tostada 90,0 42,0 38,0 62,0

Polpa cítrica 91,0 7,0 42,0 58,0

Milho (grão) 88,0 9,5 45,0 55,0

Farelo de algodão 90,0 45,0 57,0 43,0

Farelo de soja, 44% 90,0 50,0 65,0 35,0

Farelo de soja, 48% 90,0 54,5 65,0 35,0

Farelo de canola 92,5 41,0 72,0 28,0

Aveia (grão) 88,0 13,0 73,0 27,0

Caroço de algodão 88,0 24,0 73,0 27,0

FGM + fibra 90,0 23,0 75,0 25,0

Soja crua 90,0 42,0 75,0 25,0

Casca de soja 90,0 12,0 75,0 25,0

Trigo moído 89,0 14,0 77,0 23,0

Farelo de trigo 89,0 17,0 80,0 20,0

aMS = matéria seca; PB = proteína bruta; PDR = proteína degradável no rúmen;

PNDR = proteína não degradável no rúmen.

Os carboidratos não fibrosos estão presentes no conteúdo celular e na lamela mé- dia da forragem. No conteúdo celular são os ácidos orgânicos, açúcares, mono e

oligossacarídeos, amido e frutosanas. Na lamela média encontramos as pectinas e as β-glicanas.

Há uma diferença importante a ser considerada, entre carboidratos não fibrosos (CNF) e carboidratos não estruturais (CNE). As pectinas e as β-glicanas fazem parte dos carboidratos estruturais e, portanto, os CNE seriam compostos por áci- dos orgânicos, açúcares, mono e oligossacarídeos, amido e frutosanas, ou seja, carboidratos de conteúdo celular. Na Tabela 2.7 é mostrada a composição em car- boidratos não estruturais de vários alimentos usados na alimentação de bovinos.

Outro conceito importante em relação à fração fibrosa dos alimentos e da dieta refere-se à fibra efetiva, que significa a porcentagem do FDN que efetivamente contribui para mastigação, ruminação e secreção salivar. Ela é medida passando uma amostra do alimento ou dieta através de uma peneira com crivo de 1,18mm.

A matéria seca retida nesta peneira é usada para determinar o FDN. O FDN contido nesta amostra é denominado de FDN efetivo (FDN_e), e nas tabelas de composição de alimentos é dado em % em relação ao FDN total.

Tabela 2.5 - Composição, degradação ruminal e digestão intestinal das frações de carboidratos.

Fração Composição Degradabilidade ruminal (%/h)

Digestibilidade intestinal (%) A Açúcares e ácidos

orgânicos 200 – 350 Pouco atinge o

intestino 100 B1 Amido, pectinas e

β-glicanas 20 – 40 75

B2 Fibra disponível,

hemicelulose e celulose 2 – 10 20

C Lignina e fibra associada

à lignina 0 0

Tabela 2.6 - Proposta de nova classificação das frações de carboidratos.

Fração Composição Degradabilidade ruminal (%/h)

Digestibilidade Intestinal (%)

A1 Açúcares 200 – 350 Pouco atinge o

intestino 100

A2 Ácidos Orgânicos 1 – 2 100

B1 Amido 20 – 40 75

B2 Fibra disponível solúvel,

pectinas e β-glicanas 40 – 60 ID = 0

IG = 100

B3 Fibra disponível inso- lúvel, hemicelulose e

celulose 2 – 10 ID = 0

IG = 100

C Lignina e fibra associada

à lignina 0 0

Tabela 2.7 - Composição em CNE de alguns alimentos usados na alimentação de bovinos.

Alimentos % CNE

(Base MS)

% dos carboidratos não estruturais (CNE) Açúcares Amido Pectinas e

β-glicanas

Cevada 61,8 9,1 81,7 9,2

Milho 71,4 20,0 80,0 0,0

Aveia 42,4 4,4 95,6 0,0

Trigo 73,8 8,9 80,2 10,0

Canola 25,8 11,4 45,6 43,0

Farinha de glúten de milho 17,3 0,0 69,4 30,6

Farelo de glúten de milho 24,7 3,7 71,2 25,1

Casca de soja 14,1 18,8 18,8 62,4

Farelo de soja, 44% 34,4 25,0 25,0 50,0

Trigo moído 31,2 10,0 90,0 0,0

2.7 Estimativa dos valores energéticos dos alimentos

Os alimentos utilizados nas dietas de ruminantes devem ser caracterizados quan- to à concentração em energia, a qual pode ser apresentada de diferentes formas.

É importante destacar que a energia bruta de um alimento não expressa seu valor nutricional. Dois alimentos com o mesmo valor de energia bruta podem, no entanto, apresentar valores totalmente diferentes de energia disponível para os processos metabólicos. A energia bruta é obtida pela oxidação completa de uma determinada amostra numa bomba calorimétrica, que é o aparelho usado para esta avaliação. A energia bruta nada mais é do que o calor de combustão de um determinado alimento, ou seja, a quantidade de calor liberado pela completa oxidação a CO₂ e H₂O. Utilizando o sistema proximal de análises mais o sistema detergente pode-se calcular o NDT dos diferentes alimentos a partir da análise de composição e da digestibilidade da proteína, da fibra em detergente neutro, do extrato etéreo, e dos carboidratos não fibrosos. O NDT expressa a concentração em energia dos alimentos na forma de % ou em kg/kg de MS.

O cálculo do NDT considera que os lipídeos contêm 2,25 vezes mais energia que carboidratos e proteínas. Os valores 2,25:1:1 significam 9:4:4, ou seja, 9 kcal/g para lipídeos e 4. kcal/g para carboidratos e proteínas. Estes valores foram obti- dos com humanos e são dos valores calóricos fisiológicos. No cálculo do NDT são consideradas as perdas urinárias.

O NDT ainda é o sistema mais utilizado pelos técnicos de campo. É um sistema de fácil entendimento, com uma base de dados muito grande e de muita tradição.

Ao ser consumido pelo animal, parte da energia bruta é excretada através das fezes sendo denominada de energia fecal. A energia bruta menos a energia excretada nas fezes (EF) dá a energia digestível: ED = EB – EF. A ED tem uma relação com NDT da seguinte forma:

1 kg de NDT = 4,41 Mcal de ED. Para obtenção do valor de ED (Mcal/kg de MS) a partir do NDT basta multiplicar a %NDT por 0,0441.

Além desta perda, parte da energia absorvida do alimento é excretada pela urina (EU). No caso de ruminantes, ocorre ainda uma perda significativa de energia através dos gases (EG) produzidos durante a fermentação ruminal, representada pelo CH₄ (metano). Descontando da energia digestível aquela perdida através da urina e dos gases resta a energia metabolizável (EM). Assim:

EM = ED – EG – EU, ou EM = EB – EF – EG – EU.

A EM ainda não é aquela que ficará disponível para a manutenção e os processos produtivos do animal. Durante o metabolismo ocorre a produção de calor decor- rente da ingestão de alimentos que denominamos de incremento calórico (IC).

Este incremento calórico aparece em função da ineficiência das reações que ocor- rem durante a utilização da energia pelo organismo. Somente após descontar-se o incremento calórico é que temos a energia líquida presente no alimento. Assim:

EL = EM – IC, ou EL = ED – EF – EG – EU – IC.

No caso de gado leiteiro a energia líquida pode ser utilizada para manutenção ou para funções produtivas como, por exemplo, ganho de peso, crescimento fetal e lactação.

A partição biológica da energia de um alimento ou dieta, após serem consumidos pelos bovinos leiteiros pode ser vista na Figura 2.3.

Energia bruta Energia das fezes

Energia da urina + gases (CH4)

Energia do incremento calórico

Energia digestível

Energia metabolizável

Energia líquida Manutenção

Produção Figura 2.3 – Partição biológica de energia consumida por bovinos leiteiros.

Para bovinos leiteiros os alimentos não classificados como suplementos vitamí- nicos ou minerais, o NRC (2001) estima os valores de NDT de duas formas. A primeira estimativa é feita no consumo de matéria seca para atender a mantença (NDT1X), e a segunda para consumo múltiplo da mantença. Para consumo de matéria seca acima da mantença ocorre uma redução na digestibilidade dos componentes da dieta e, consequentemente, uma redução do NDT. Este fato é considerado no NRC (2001) e para isso, é calculado um fator de ajuste que será considerado ao longo do texto.

NDT_1X (kg/dia) = (%NDT_1X / 100) x (IMS x 1000).

Os cálculos a seguir são utilizados para determinar o valor energético de todos os alimentos que não são classificados como alimentos para bezerros ou como vitamina/mineral. Um conjunto diferente de dados foi usado para calcular o valor

energético dos alimentos à base de leite, e suplementos minerais e vitamínicos foram considerados como desprovidos de energia.

2.8 Carboidratos não fibrosos (CNF)

A digestibilidade verdadeira dos carboidratos não fibrosos é tida como, dvCNF = 0,98 (98%)

O total de CNF digestível = CNFdig = (0,98 x (100 – FDN – PB – EE – MM + PBIDN)) x FAP;

onde:

FDN = % de fibra em detergente neutro;

PB = % de proteína bruta;

EE = % de extrato etéreo = gordura;

MM = % de matéria mineral = cinzas;

PBIDN = % de proteína bruta insolúvel em detergente neutro;

FAP = fator ajuste devido processamento (Tabela 2.8).

O total de CNFdig é calculado para cada alimento e a quantia de cada compo- nente da ração é considerado e somada para obter o total da dieta.

Tabela 2.8 – Fator de ajuste ao processamento (FAP) para carboi- dratos não fibrosos.

Alimento FAP

Cevada, grão 1,04

Farelos de cereais 1,04

Milho, grão quebrado 0,95

Milho, grão moído 1,00

Milho, grão moído alta umidade 1,04

Milho, espiga moída alta umidade 1,04

Milho, grão floculado a vapor 1,04

Milho, silagem normal 0,94

Milho, silagem madura 0,87

Melaço 1,04

Aveia, grão 1,04

Sorgo, grão seco amassado 0,92

Sorgo, grão floculado a vapor 1,04

Trigo, grão amassado 1,04

Todos os outros alimentos 1,00

2.8.1 Proteína Bruta

A contribuição da proteína bruta para energia é calculada no próximo grupo de cálculos. Diferentes rotinas são utilizadas para calcular a digestibilidade da proteína dependendo de como o alimento é classificado dentro da categoria (gramíneas e leguminosas forrageiras, forrageira de culturas de grãos, fontes de energia, gordura, proteína de origem vegetal, proteína de origem animal,

co-produto/outro, vitaminas e minerais e alimento de bezerro). Um segundo sistema de classificação (Classe de Equivalente Energia) que divide esses grupos em forragens ou concentrados também é utilizado.

A proteína bruta digestível das forragens é calculada com a seguinte equação:

PBdig = e((-1,2 x (PBIDA / PB))) x PB;

onde:

PBdig = total de proteína bruta digestível;

PBIDA = % de proteína bruta insolúvel em detergente ácido;

PB = % de proteína bruta.

Abaixo está a equação para calcular a proteína bruta digestível em alimentos que contém proteínas de origem animal.

PBAnimaldig = (CDPB x PB);

onde:

CDPB = coeficiente de digestibilidade da proteína bruta.

Para todas as outras classes de alimento:

PBdig = (1 – (0,4 x (PBIDA / PB))) x PB.

2.8.2 Extrato Etéreo (Gordura)

Para determinar o EE digestível (EEdig) adota-se que:

Se EE (gordura) = 1%. Então: EEdig = 0;

Se 1% < EE < 3%, então: EEdig = %EE – 1.

2.8.3 Fibra em detergente neutro (FDN)

Para determinar a FDN digestível (FDNdig) utiliza-se a equação:

FDNdig = 0,75 x (FDN_N – L) x [1 – (L/FDN_N)^0,667];

onde:

FDN_N = FDN – PBIDN = FDN corrigido para o N indigestível em detergente neutro; L = lignina em detergente ácido.

Passo a passo

No exemplo a seguir serão calculadas as quantidades de nutrientes digestíveis de um alimento comum em dietas de vacas leiteiras, o milho moído. A primeira informação necessária refere-se à composição, que no caso é: 9,4% de PB; 4,2%

de EE; 1,5% de MM; 9,5% de FDN; 3,4% de FDA; 75,4% de CNF; 0,9% de lignina;

0,7% de PBIDN e 0,3% de PBIDA. O FAP a ser considerado é 1.

»

1º Passo: determinar a CNFdig

CNFdig = (0,98 x (100 – FDN – PB – EE – MM + PBIDN) x FAP;

CNFdig = (0,98 x (100 – 9,5 – 9,4 – 4,2 – 1,5 + 0,7) x 1);

CNFdig = 74,58%.

»

2º Passo: determinar a PBdig

PBdig = (1 – (0,4 x (PBIDA / PB))) x PB;

PBdig = (1 – (0,4 x (0,3 / 9,4))) x 9,4;

PBdig = 8,2%.

»

3º Passo: determinar o EEdig

EEdig = EE – 1;

EEdig = 4,2 – 1 = 3,2.

»

4º Passo: determinar o FDNdig

FDNdig = 0,75 x (FDN_N – L) x [1 – (L/FDN_N^)0,667];

FDN_N = FDN – PBIDN = 9,5 – 0,7 = 8,8;

FDNdig = 0,75 x (8,8 – 0,9) x [1 – (0,9/8,8)^0,667];

FDNdig = 0,75 x 7,9 x 0,7815 = 4,63%.

2.9 Cálculos de NDT e energia digestível

As formulas gerais para o cálculo do NDT e da ED em consumo de mantença são:

NDT_1X(%) = PBdig + (EEdig x 2,25) + CNFdig + FDNdig – 7,

ED_1X (Mcal/kg) = (PBdig x 0,056) + ( EEdig x 2,25) + ( CNFdig x 0,056) + (FDN_Ndig x 0,056) – 0,3;

onde:

7 = NDT metabólico fecal;

0,3 = energia digestível metabólica fecal.

Nos cálculos de NDT são realizados ajustes baseados no tipo de alimento. Se o alimento é classificado como uma proteína de origem animal então o NDT e a ED são calculados com as equações a seguir:

NDT_1X (%) = (PBdig) + (EEdig x 2,25) + (0,98 x (100 – PB – EE – MM)) – 7 ED_1X (Mcal/kg) = (PBdig x 0,056) + (EEdig x 0,094) + (CNFdig x 0,042) – 0,3.

Para alimentos que não são proteína animal, gordura e que contém algum FDN (forragem, muitos co-produtos, concentrados), é utilizada a equação abaixo.

NDT_1X (%) = PBdig + (EEdig x 2,25) + CNFdig + FDNdig – 7;

ED_1X (Mcal/kg) = (PBdig x 0,056) + (EEdig x 0,094) + (CNFdigx0,042) + (FDNdigx0,042) – 0,3.

Passo a passo

Ainda para o milho, será feito o cálculo do NDT1X e da ED1X, com os dados do passo a passo anterior.

NDT_1X (%) = PBdig + (EEdig x 2,25) + CNFdig + FDNdig – 7;

NDT_1X (%) = 8,2 + (3,2 x 2,25) + 74,58 + 4,63 – 7;

NDT_1X (%) = 87,6%;

ED_1X (Mcal/kg) = (PBdig x 0,056) + (EEdig x 0,094) + (CNFdig x 0,042) + (FDNdig x 0,042) – 0,3;

ED_1X (Mcal/kg) = (8,2 x 0,056) + (3,2 x 0,094) + (74,58 x 0,042) + (4,63 x 0,042) – 0,3;

ED_1X (Mcal/kg) = 0,459 + 0,3008 + 3,132 + 0,194 – 0,3 = 3,79.

Para alimentos que não contém FDN, e que não são gorduras ou de origem animal deve-se usar a equação a seguir:

NDT_1X (%) = (PB x (1 – (0,4 x (PBIDA / PB)))) + (2,25 x (EE – 1)) + ((0,98 x FAP) x (100 – PB – EE – MM)) – 7;

ED_1X (Mcal/kg) = (PB x (0,056 x (1 – (0,4 x (PBIDA / PB))))) + (0,094 x (EE – 1)) + ((0,98 x FAP) x (0,042 x (100 – PB – EE – MM))) – 0,3.

Os cálculos para alimentos que são fontes de lipídeos são realizados conforme mostrado abaixo.

»

Para fontes que contém glicerol:

NDT_1X (%) = (EE x 0,1) + [AGdig x (EE x 0,9) x 2,25];

ED_1X (Mcal/kg) = (9,4 x AGdig x 0,9 x (EE/100)) + (4,3 x 0,1 x (EE/100).

»

Para fontes que não contém glicerol:

NDT_1X (%) = EE x AGdig x 2,25;

ED_1X (Mcal/kg) = 9,4 x AGdig x (EE/100).

Não são calculados valores de energia para vitaminas e minerais.

2.10 Cálculos de energia e conversões

Para outros animais que não sejam bezerros, a proporção do consumo total de matéria seca em relação ao consumo de matéria seca para manutenção é calcu- lada com a equação mostrada a seguir.

2.10.1 Vacas de lactação e maduras , novilhas de reposição, bezerros

IMS múltiplo da mantença = NDTTotal / (0,035 x (PCJ^0,75));

onde:

IMS para mantença é a quantidade de consumo necessário para satisfazer a exigência de manutenção;

NDTTotal = Total de NDT da dieta (kg/dia);

PCJ = peso corporal em jejum.

2.10.2 Ajuste do NDT em função do consumo acima da mantença

Esse ajuste ou desconto no NDT é utilizado para corrigir a redução na diges- tibilidade dos alimentos quando o consumo está acima daquilo que atende a manutenção. É utilizado para calcular energia disponível para todas as classes de animais com exceção de bezerros.

»

Se o alimento não é um alimento a base de leite para bezerro e contém energia, então:

Desconto = ((0,18 x NDT_1X) - 10,3) x ((IMS / IMSMaint) – 1).

»

O desconto não pode ser < 0 e, se o NDT do alimento for < 60%, então não há desconto. Se não:

Desconto = (NDT_1X - Desconto Variável)/NDT_1X^.

»

Para outros alimentos que não sejam a base de leite para bezerro e se NDT_1X >0, então:

NDT_corrigido = NDT_1X x Desconto.

Diferentes descontos são realizados de acordo com a quantidade de gordura existente na ração. Esses descontos são realizados em todas as classes de animais com exceção de bezerros.

»

Se EEtotal ≥ 3, então:

EM_P = (1,01 x ED_corrigida) – 0,45 + (0,0046 x (EE – 3));

EL_L = (0,703 x EM) – 0,19 + ((((0,097 x EM) + 0,19) / 97) x (EE – 3)).

»

Se EEtotal < 3, então:

EM = (1,01 x ED_corrigida) – 0,45;

EL_L = (0,703 x EM) – 0,19.

»

Para fontes de gordura:

EL_L = EM_P x 0,80.

»

Se a categoria for diferente de Gordura (extrato etéreo), então:

EM = 0,82 x ED.

»

Cálculos para a concentração total de EL_G e EL_M na dieta:

EL_M = (1,42 x EM) – (0,174 x (EM²)) + (0,0122 x (EM³)) – 1,65;

EL_G = (1,37 x EM) – (0,138 x (EM²)) + (0,0105 x (EM³)) – 1,12.

Passo a passo

Neste passo a passo serão calculados os valores de EM_P, EL_L da dieta quando o consumo da dieta ocorre em níveis acima da mantença. Considere uma vaca com 640 kg, produção de 35 kg de leite/dia, consumindo 23,1 kg de MS/dia de uma dieta com 74% de NDT e menos de 3% de EE.

»

1º Passo: calcular o múltiplo da mantença

IMS múltiplo da mantença = NDT Total / (0,035 x (PCJ^0,75)) = 17,48 / (0,035 x 614,4^0,75);

IMS múltiplo da mantença = 17,48 / 4,32 = 4,05.

»

2º Passo: calcula-se o desconto em função da queda na digestibi- lidade face ao alto consumo.

Desconto = ((0,18 x NDT_1X) – 10,3) x ((IMS / IMSMaint) – 1);

Desconto = ((0,18 x 74) – 10,3) x ((4,05 – 1) = 3,02 x 3,05 = 9,21;

Desconto = (NDT_1X - Desconto Variável)/NDT_1X,;

Desconto = (74 – 9,21)/74 = 0,876.

»

2º Passo: calcula-se o NDT_corrigido:

NDT_corrigido = NDT_1X x Desconto = 74 x 0,876 = 64,82%.

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3º Passo: calcula-se a ED_corrigida.

ED_corrigida = (4,41 x 64,82) / 100 = 2,86 Mcal/kg de MS.

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4º Passo: calcula-se a EM_P.

EM_P = (1,01 x ED_corrigida) – 0,45;

EM_P = (1,01 x 2,86) – 0,45 = 2,44 Mcal/kg de MS.

»

5º Passo: calcula-se a EL_L.

EL_L = (0,703 x EM_P) – 0,19;

EL_L = (0,703 x 2,44) – 0,19 = 1,53 Mcal/kg de MS.

2.11 Suprimento de proteína

A proteína bruta fornecida por cada alimento (1 a X) é computada como a seguir:

PB_X (g/dia) = (%PB_X / 100) x (IMS_X x 1000).

Para calcular a situação da digestão da proteína, as taxas de passagem (kp) e de digestão (kd) são necessárias. Equações separadas de taxa de passagem são utilizadas para concentrados, forragem seca, e forragem úmida.

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Concentrado:

Kp (%/h) = 2,904 + (1,375 x IMS%PV) – (0,02 x %CONC).

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Forragem seca:

Kp (%/h) = 3,362 + (0,479 x IMS%PV) – (0,017 x FDN_X) – (0,007 x %CONC).

»

Forragem úmida (silagens e outras forragens):

Kp (%/h) = 3,054 + (0,614 x IMS%PV), onde:

FDN_X é a porcentagem de FDN na MS;

%CONC é a % de concentrado na dieta.

A proteína degradável no rúmen (PDR) de um alimento é calculada utilizando a equação apresentada a seguir. Supõe-se que toda a fração A da proteína é disponível no rúmen e que nada da fração C da proteína é degradada no rúmen.

Assim, somente a fração B da proteína é influenciada pelas taxas de passagem e de digestão.

»

Se (Kd + Kp)_X > 0, então:

PDR_X= ((Kd_X / (Kd + Kp)_X) x ((((PrtB_X / 100) x (PB_X / 100)) x IMS_X))) + (((PrtA_X / 100) x (PB_X / 100)) x IMS_X).

»

Se não, PDR = 0.

A quantidade de proteína não degradada no rúmen é obtida pela subtração:

PÑDR_X = (PB_X – (PDR_X x 1000)) / 1000;

onde:

PB_X é em gramas;

PDR_X é em kg;

PÑDR_X é em kg.

»

Se PÑDRtotal > 0, então:

PÑDRDietaDig = PÑDRDig total / PÑDRtotal.

»

Se não, PÑDRDietaDig = 0.

A exigência de PDR é calculada:

PDRExig = 0,15294 x NDTTotal.

PDRExig e NDTTotal pode ser em kg ou gramas.

PDRSup = IMS x 1000 x PB x PDR;

IMS = em kg;

PB = %PB / 100;

PDR = %PDR da PB / 100;

PDR = PDRSup – PDRExig.

Uma vez que PDR é fornecido sabe-se que, o PÑDR fornecido pode ser calculado:

PÑDRSup = PBTotal – PDRSup.

A eficiência da síntese de proteína bruta microbiana (PBMic) não pode exceder 0,85.

Se PBMicTotal > (0,85 x (PDRTotal x 1000)), então PBMicTotal = (0,85 x (PDRTotal x 1000)).

A exigência de PÑDR e a proteína bruta são calculadas:

PÑDRExig = (PMExig - (PMBact + PMEndo)) / PÑDRDietaDig;

PBexig = PÑDRexig + PDRexig.

Finalmente, o balanço para proteína metabolizável pode ser calculado:

Balanço PM = (((PMDieta x 1000) + PMBact + PMEndo) – (PM_M + PM_GEST + PM_L + PM_G)).

2.12 Suprimento mineral

Dois grupos de equações para o cálculo de suprimento de minerais são apresen- tados aqui para todas as classes de animais exceto para bezerros. Ambos, a quan- tidade de mineral fornecido e a quantidade de mineral absorvido são calculadas.

A primeira equação é para os macros minerais utilizando cálcio como exemplo.

Fornecido = (IMS x % CaMS) / 100 (Pode ser em kg ou em gramas);

Absorvível = (CaConsumido x TAACa(%)) /100 (Pode ser em kg ou em gramas).

O segundo grupo de equações representa aquelas utilizadas para minerais traços e utiliza o zinco como exemplo:

Fornecido = ZnMS (mg) x IMS (kg);

Absorvível = (Znconsumido x TAAZn(%)) / 100.

DCAD é computada conforme é mostrado abaixo:

DCAD (mEq/kg) = ((%Na x 435) + (%K x 256)) – ((%CI x 282) + (%S x 624)).

Passo a passo

Em relação aos minerais o NRC (2001) considera as quantidades que devem ser absorvidas, independente de quanto tem na dieta. Nesse exemplo será consi- derado um consumo de MS de 23,1 kg/dia de uma dieta com 0,44% de cálcio.

A dieta apresenta um coeficiente de absorção de cálcio de 68%, pois além dos alimentos tem a inclusão de carbonato de cálcio.

»

1º Passo: obtém-se o fornecido de cálcio:

Fornecido = (IMS x % CaMS) / 100;

Fornecido = (23,1 x 0,44) / 100 = 0,102 kg/dia.

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2º Passo: obtém-se o cálcio absorvível:

Absorvível = (CaConsumido x TAACa(%)) /100 (Pode ser em kg ou em gramas);

Absorvível = (0,102 x 68) /100 = 0,0694 kg/dia = 69,4 g/dia.

O mesmo critério se aplica para todos os outros elementos.

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