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25/08/2009 1 NUTRIÇÃO DE RUMINANTES ALIMENTOS E MÉTODOS DE DETERMINAÇÃO Profº. LEILSON ROCHA BEZERRA O QUE É ALIMENTO??? ALIMENTO É uma SUBSTÂNCIA que consumida pôr um indivíduo é capaz de contribuir para assegurar o ciclo regular de sua vida e a sobrevivência da espécie Alimentos Volumosos Secos Aquosos Concentrados Energéticos Origem animal Origem vegetal Protéicos Origem animal Origem vegetal Minerais Vitaminas Sub-produtos da Agroindústria Aditivos Classificação dos alimentos ALIMENTOS QUALIDADE E QUANTIDADE DOS CONSTITUINTES QUÍMICOS Valor Nutritivo Proteínas, açucares, gorduras Cor Enzimas, pigmentos Sabor Ácidos orgânicos, açucares, fenólicos Odor Óleos essenciais, compostos voláteis Textura Pectinas, gomas, proteínas CONSTITUINTES NUTRITIVOS CONSTITUINTES SECUNDÁRIOS (sensoriais) CLASSIFICAÇÃO DOS ALIMENTOS VOLUMOSOS CONCENTRADOS 25/08/2009 2 VOLUMOSOS Engloba todos os alimentos de baixo valor energético principalmente em virtude de seu elevado teor de fibra >18% FB AQUOSAS silagens pastagens raízes e tubérculos SECAS fenos palhas cascas de semente FORRAGENS CONCENTRADOS ALIMENTOS BASAIS OU ENERGÉTICOS <20%PB SUPLEMENTOS PROTEICOS >20%PB GRÃOS CEREAIS SUBPRODUTOS MILHO ARROZ TRIGO SORGO AVEIA CENTEIO VEGETAL S.OLEAGINOSAS Soja, amendoim, algodão, coco ANIMAL F.CARNE Farinha de peixe, carne, vísceras, sangue, penas RESUMINDO ... Fibrosos Energéticos Protéicos % PB - < 20 ≥ 20 % FB ≥ 18 < 18 < 18 % FDN ≥ 35 < 35 < 35 Atributos específicos do alimento e Porcentagem máxima permitida na dieta O QUE DEVEMOS SABER SOBRE OS ALIMENTOS? - TEOR DE UMIDADE - COMPÓSIÇÃO QUÍMICA COM BASE NA MATÉRIA SECA Estratégia nutricional Obtenção de alimentos Tipo Quantidade Qualidade Alocação dos alimentos Método Quantidade Per. Tempo Sniffen & Robinson (1984) montaram o seguinte esquema para o estabelecimento de uma estratégia nutricional: NUTRIENTE constituinte ou grupo de constituintes dos alimentos 25/08/2009 3 VALOR NUTRITIVO DOS ALIMENTOS CONSUMO DE MATÉRIA SECA DIGESTIBILIDADE EFICIÊNCIA DO USO DE NUTRIENTES COMPOSIÇÃO BROMATOLÓGICA VALOR NUTRITIVO DAS PASTAGENS COMPOSIÇÃO QUÍMICA ASPECTOS DE NATUREZA GENÉTICA E AMBIENTAL DIFERENTES TECIDOS DA PLANTA VALOR NUTRITIVO DAS PASTAGENS CONSTITUINTES QUÍMICOS ESTRUTURA CELULAR Carboidratos Lignina CONTEÚDO CELULAR Amidos Lipídeos Proteínas DETERMINAÇÃO DA COMPOSIÇÃO QUÍMICA WEENDE PB EE FB MM ENN VAN SOEST FDN=hemicelulose, celulose e lignina FDA = celulose e lignina Classificação dos nutrientes presentes nos alimentos 25/08/2009 4 • Saber exatamente o que este alimento pode fornecer para o suprimento das exigências nutricionais do animal. Por que analisar um alimento? Há variação na composição do alimento! AMOSTRA DO ALIMENTO AMOSTRA SECA AO AR Umidade MATÉRIA SECA Umidade Secagem a 55 oC Secagem a 105 oC Estrato Etéreo Resíduo I Resíduo II Fibra bruta Fervura em ácido Fervura em álcali Cinzas Nitrogênio KjeldahlÉter Cinzas ENN = 100 – ( % EE + % PB + % FB + %CZ) FIGURA 1. Esquema da análise de um alimento (Weende) MATÉRIA SECA Constituintes da parede celular Conteúdo celular Celulose Hemicelulose Lignina FDN FDA Cinzas Celulose Lignina Cinzas H2SO4 (72 %) Lignina Cinzas Celulose Cinzas Permanganato FIGURA 2. Esquema para análise de forragens (VAN SOEST) ALIMENTO 105º C ÁGUA MATÉRIA SECA WEENDE MATÉRIA SECA 550º C VOLATIZAÇÃO CINZAS WEENDE MATÉRIA SECA VOLATIZAÇÃO CINZAS CONSTITUINTES ORGÂNICOS E MINERAIS 25/08/2009 5 VB= N (obtido Kjeldhal) X 6,25 ANÁLISE DE WEENDE 16% N (13%-18%) TODO N ESTÁ NA FORMA DE PROTEÍNA Alimento % de N na Proteína Fator de Conversão S.Oleaginosas 18,5 5,40 Grãos e Cereais 17,0 5,90 Folhas 15,0 6,60 Tecido Animal 16,0 6,25 ASSUME: VALOR BRUTO DA PROTEÍNA • Pastagens: -Devem ser considerados o tamanho do pasto e a homogeneidade: →Quanto maior e mais heterogêneo: mais amostras →Sugestão: 5 pontos/haaté 50 pontos/há -Colheita de acordo com altura forragem e quanto ela representa da área total -Simular corte máquina ou consumo animais em pastejo -Evitar orvalho, chuva e horários mais quentes do dia Colheita amostras • Forragens conservadas: -Colher amostras antes processamento se este for realizado corretamente * Mudanças: perda de água por lixiviação -Feno: interior e exterior fardos -Silagem: momento fornecimento para não afetar silo • Grãos, rações: -Várias sub-amostras de vários pontos do saco e vários sacos * Quantidade de amostra a ser colhida: cerca de 1 kg. * Acondicionar em sacos plásticos e etiquetar * Antes análises as amostras são moídas Colheita amostras • É a mais simples das análises; • Representa fração do alimento que não é a água; • Água está associada de duas maneiras com alimento: -Água livre: não participa estrutura moléculas, é representada principalmente pela água presente no conteúdo celular das células dos vegetais. -Água de composição: parte integrante de algumas moléculas Matéria seca (MS) • Como retirar água? 1) Aquecimento: mais simples, o que ocorre com o processo de fenação -Temperatura ambiente: mantém cerca de 20 a 15% de água (mesmo a água livre tem maior interação físico-química com os demais componentes); -Temperaturas elevadas: podem alterar alguns atributos nutricionais 25/08/2009 6 Como alternativa para minimizar alterações: -Pré-secagem: seca por cerca de 24 horas (ou até peso constante) a temperatura de 50-65°C, em estufa de ventilação forçada. Fica 1 a 5% de água residual -Secagem definitiva: seca por 4 horas ou até peso constante em estufa a 105°C. Não apresenta água residual ou quantidade irrelevante. Representa 100% MS. Para amostras com mais de 80% de MS não é necessária pré-secagem. 2) Destilação com tolueno: -Pouco utilizado. -Vantajoso quando é perdido material volátil (além da água) no processo de secagem. Ex: ácidos orgânicos, amônia, óleos essenciais e terpenos. 3) Liofilização: preserva todas características originais da amostra. -Amostra é congelada -Colocada em câmaras com altíssimo vácuo: ocorre sublimação (água passa direto do estado sólido para gasoso). A água é retirada do sistema. -Processo caro: equipamento, alto consumo energia. -Utilização: ácidos graxos, composição carne 4) Analisadores eletrônicos (propriedade) -Menos acurado. -Rápido e prático. -Necessita equipamento. 5) Microondas (propriedade) -Menos acurado. -Prático e não requer equipamento especia • Importância determinação MS: -Água é muito importante: mas ela não tem valor energético e valor econômico, além de ser suprida através de bebedouro. -Comparar dietas, já que para ruminantes podem variar quanto ao teor de umidade de 90 a 20%, em função da forragem. -Balancear dietas e a quantidade a ser fornecida. 25/08/2009 7 • Problemas determinação MS: - Perda MS amostra: amostras com muita umidade perdem água antes da análise. - Perda substâncias voláteis: →Forragens ensiladas: têm ácidos orgânicos formadas durante fermentação. Fazer: pré-secagem em temperaturas baixas (55°C). →Nitrogênio amoniacal e proteína bruta: sem secagem. - Secagem incompleta: secar até peso constante. - Falta correção para segunda MS. Proteína • Composta por aminoácidos: moléculas que apresentam grupo amina, cujo elemento característico é nitrogênio (N). • Para saber proteína: determina-se N amostra e converte -Fator de conversão geral de N total para proteína = 6,25 →N corresponde a 16% dopeso da proteína total dos alimentos: 100 / 16 = 6,25 •É fundamental desmembrar a PB para a formulação de dietas: •Em geral: - 20 a 30% de NNP; - 60 a 70% de proteína verdadeira disponível; - 4 a 15% de proteína ligada a fibra em detergente ácido: 25/08/2009 8 • Proteína verdadeira: PB menos equivalente protéico de NNP (NNPcomo % PB) e a PIDA (NIDA X 6,25). • Nitrogênio ligado à fibra detergente neutro: análise de Kjedahldo resíduo da FDN. • Nitrogênio ligado á fibra em detergente ácido (NIDA): análise de Kjedahldo resíduo do FDA. •Determinação de extrato etéreo: - Usa-se solventes como éter etílico, éter de petróleo ou clorofórmio: lavam amostra e arrastam todos compostos solúveis em éter. - Compostos não lipídicos solubilizados: →Pigmentos: clorofila, carotenóides, saponinas, etc. →Ceras de baixo peso molecular: relacionadas à cutícula. →Óleos essenciais: ésteres, terpenos, aldeídos, cetonas, etc. →Compostos fenólicos de baixo peso molecular. Carboidratos não-estruturais: - Sistema de Weende não tem determinação, portanto uma aproximação seria o extrativo não nitrogenado: ENN = 100% MS –(% PB + % EE + % FB + % cinzas) ou CNF = 100% MS – (% PB + % EE + % FDN livre de PB + % cinzas) * Amido: tem análise específica. Carboidratos estruturais: Métodos de determinação de carboidratos estruturais: 1. Fibra bruta: amostra passa por digestão ácida e básica - Apresenta problemas: parte dos componentes da parece celular (celulose e lignina) são solubilizadas, portanto subestima valor fibra. 2. Sistema de detergentes de Van Soest: -Detergente neutro: solubilização conteúdo celular, resultando a FDN (parede celular). -Detergente ácido: solubilização além do conteúdo celular a hemicelulose. - Polpa de citros e bagaço de cana hidrolisado: teor de FDA aparece superior ao FDN em função da pectina na polpa e compostos fenólicos formados durante a hidrólise no bagaço. 3. Lignina: pode ser feita a partir do resíduo de FDA 25/08/2009 9 • Métodos de determinação de vitaminas: - Bastante sofisticados: mais usados se baseiam em cromatografia, particularmente a líquida de alta pressão (HPLC). - Metodologia cara e poucos laboratórios comerciais têm capacidade analítica para vitaminas. • Métodos de determinação de minerais: -Mais simples: determinação cinzas → Queima material em mufla a 550°C: restante é minerais (também pode ter sílica, sem valor nutritivo). -Via úmida: para minerais que volatilizam na mufla, como Se (volatiliza a 270°C). → Desvantagem: metodologia perigosa porque ácido utilizado é explosivo (em temperatura ambiente elevada e na presença de muita gordura). -Absorção atômica: custo elevado 25/08/2009 10 COMPONENTES DO VALOR NUTRITIVO CONSUMO e DIGESTIBILIDADE Das qualidades nutritivas das forragens, 70% depende do Consumo voluntário e 30% da digestibilidade DIGESTIBILIDADE APARENTE = É A FRAÇÃO INGERIDAQUE NÃO É RECUPERADA NAS FEZES Coeficiente de digestibilidade %CD Espécie tropical < temperado Espécie tropical <65% Espécie tropical < com o avançar da idade Digest. Inicial Menor declínio é mais lento com a idade Braquiária, Setaria e Digitaria Digest. Inicial Maior declínio é mais rápido com a idade Panicum, Hyparrehenia DIGESTIBILIDADE das forragens: FATORES QUE AFETAM A DIGESTIBILIDADE Nível nutricional Teor de fibra bruta Diferenças entre as espécies Teor de nutrientes Flora microbiana Preparo dos alimentos Adaptação dos alimentos Freqüência da alimentação Método direto: Quantidade e composição química exata do alimento ingerido Quantidade e composição química exata das fezes Vamos ao cálculo da digestibilidade Nutrientes digestíveis totais (NDT): • É um dos mais empregados modos de expressão de energia • Modos de cálculo: 1) Ensaio de digestibilidade: NDT (%) = % PBd+ % FBd+ % ENNd+ (% EEdX 2,25) - Imperfeições: a) Incorpora defeitos sistema de análise proximal. b) Leva em conta apenas perdas digestivas de energia. c) Superestima valor nutritivo alimentos fibrosos e subestima concentrados. d) Como EE é multiplicado por 2,25, alimentos com alto teor de EE podem ter NDT superior a 100. 25/08/2009 11 3) Fórmula Weiss NDT (%) = (0,98 X CNF) + (0,93 X PB) + 2,25 X (EE-1) + 0,75 X (FDNlPB–Lig) X [1 –(Lig/ FDNlPB)0,667] –7 • CNF: 0,98 é a média de digestibilidade para esta fração; • PB: média de digestibilidade considerando PIDA; • Fator fibra: corrige PB contida FDN, pois esta fração já está na PB total e desconta lignina; • Fator extrato etéreo: coeficiente digestibilidade é 1 levando em consideração dietas com teores de EE de 3 a 5%; • Valor 2,25: energia de combustão excedente em relação a energia equivalente de carboidratos (9 Mcal/kgpara ácidos graxos e 4 Mcal/kg para carboidratos). VOLUMOSOS CONCENTRADOS Flora ruminal Energia RUMINANTES % FB LIMITA %PB NDT ALIMENTO M A N TE N ÇA PR O D U ÇÃ O D E LE IT E CR ES CI M EN TO CO N D IÇ Ã O CO RP O RA L RE PR O D U ÇÃ O VACA PRIMÍPARA Representação gráfica do controle metabólico do consumo 25/08/2009 12 IMPORTANTE ALIMENTOS SE AGRUPAM EM CATEGORIAS DE PROPRIEDADES QUÍMICAS OU NUTRITIVAS SIMILARES ENTRETANTO PODEM VARIAR PARA DIFERENTES AMOSTRAS DE UM MESMO ALIMENTO TIPOS DE SOLO FERTILIZAÇÃO VARIEDADES CLIMA PROCESSAMENTO
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