Texto 5 - Nutrição Animal - Fontes de Energia nos Alimentos

Prévia do material em texto

�PAGE �
�PAGE �5�
FONTES DE ENERGIA NOS ALIMENTOS (CARBOIDRATOS)
1. INTRODUÇÃO
Os carboidratos predominam na dieta dos animais. Cerca de 75 % da energia provém dos carboidratos, sendo que para os herbívoros 25 % são extrativos não nitrogenados e o restante fibra bruta. Os extrativos não nitrogenados da dieta são constituídos pelos açúcares e amido. Dependendo do tipo de alimento, uma parte da lignina e da celulose podem estar presentes nessa fração. A lignina é de natureza puramente estrutural e, se presente nos extrativos não nitrogenados, diminui sua energia. A hemicelulose é aproveitada pelo animal, desde que tenha bactérias, e o será de maneira semelhante à celulose. Os açúcares e o amido têm desdobramento comum no organismo, mas a celulose e hemicelulose seguem outra rota. O Quadro 1 mostra os carboidratos mais comuns nos alimentos e sua relação com os extrativos não nitrogenados e a fibra bruta.
No caso de ruminantes, os CHO têm importância muito maior, já que são os principais constituintes dos tecidos vegetais. Estes compostos chegam a representar 60-70% da composição das rações para bovinos e constituem-se na mais importante fonte de energia para os microrganismos do rúmen. 
Os CHO representam o maior componente da energia líquida (EL) para manutenção e produção.
QUADRO 1. Carboidratos mais comuns nos alimentos e sua relação com os extrativos não nitrogenados e a fibra bruta
	GRUPO
	NOME
	UNIDADE DE OSES
	REAÇÃO NO PROCESSO DE FIBRA
	FRAÇÃO DO ALIMENTO EM QUE APARECE
	OSES
(monossacarídeos)
	Arabinose; Xilose; Ribose.
	C5H10O5
	Completamente solúveis
	Extrativos
Não
Nitrogenados
	
	Glicose; Frutose; Galactose; Manose
	C6H12O6
	
	
	DIHOLOSÍDEOS
(duas unidades das oses)
	Sacarose;Maltose;Lactose
	(C6H10O5)2
	
	
	POLIHOLOSÍDEOS
(mais de 10 unidades das oses)
	Glicogênio Amido
	(C2H10O5)n
	
	
	
	Octabanas; Galactanas; Mananas
	(C5H8O4)
e/ou
(C6H10O5)n
	Parcial e
Variavelmente
solúvel
	
*Variãvel
	
	Celulose
	(C6H10O5)n
	Insolúvel
	Fibra Bruta
2. DIGESTÃO DOS EXTRATIVOS NÃO NITROGENADOS
A digestão dos extrativos não nitrogenados se processa no tubo digestível sob o controle de enzimas, dando como produto final as oses, ou seja, os monossacarídeos. A digestão do amido produz glicose, a da lactose produz glicose e galactose e a da sacarose produz glicose e frutose.
Os dissacarideos podem ser absorvidos em quantidades pequenas nas vilosidades intestinais, mas são desdobrados ainda na mucosa intestinal. A galactose é a mais rapidamente absorvida, vindo depois a glicose e por último a frutose. Em animais adultos, a lactose é desdobrada com mais lentidão por falta da enzima galactose. Entretanto, ela fermenta produzindo ácido lático, que reduz o pH e melhora as condições do intestino e favorece a absorção de minerais como o cálcio. Parte da lactose ingerida pela cria do mamífero também fermenta produzindo o mesmo efeito no intestino.
Os açúcares e amido normalmente não aparecem nas fezes. Se ocorrerem isso pode ser consequência da síntese microbiana, e se a quantidade for elevada pode ser um indicativo de problemas com a saúde animal.
3. DIGESTÃO DA FIBRA BRUTA
A fibra bruta é composta por celulose, hemicelulose e lignina. Sua digestão ocorre no trato digestivo em um ou mais locais e na realidade é uma fermentação, ainda que os dois termos sejam usados indistintamente. Tem sido mostrado que a hemicelulose é mais lntensamente desdobrada do que a celulose, mas, esta é quem vai determinar a digestibilidade da fração fibra bruta porque está em maior quantidade. A digestão da fibra bruta pode ocorrer no rúmen, no ceco ou no colo intestinal e se caracteriza por ser realizada por enzimas que não são produzidas pelo organismo dos animais explorados economicamente. Quem ataca a fibra são as bactérias que se hospedam no organismo destes animais. 
Os produtos finais deste desdobramento são os chamados ácidos graxos voláteis (AGV), onde estão presentes os ácidos acéticos (2 carbonos), propiônico (3 carbonos) e butírico (4 carbonos). Às vezes pode conter também os ácidos iso-butírico (4 carbonos), valérico e isovalérico (5 carbonos), capróico (6 carbonos) e caprílico (8 carbonos). Os AGV são ácidos que podem ser retirados do meio por arraste com vapor d’água.
Desdobrada a fibra, o rendimento em energia por unidade de peso é semelhante ao do amido e da glicose. Em termos de liberação de energia, a diferença entre extrativos não nitrogenados e fibra bruta é uma questão de digestibilidade. 
Apesar de ocorrer em várias partes do aparelho digestivo, os produtos da digestão São os mesmos e têm como particularidade o fato de serem absorvidos no próprio local de formação.
O quadro 2. Mostra o local de digestão da fibra bruta em algumas espécies domésticas.
QUADRO 2. Digestão da fibra bruta em algumas espécies
	ESPÉCIES
	LOCAL DE DIGESTÃO
	% DIGERIDA
	Ruminantes
	Rúmem, colo
	50 - 90
	Eqüinos
	Ceco, colo
	13 - 40
	Coelho
	Ceco
	65 - 78
	Suínos
	Ceco, colo
	3 - 25
	Rato
	Ceco
	38 - 46
	Ave
	Ceco
	20 - 30
Além dos AGV, formam-se gases, como o CO2 e o CH4 (metano). Estes são altamente calóricos e são eliminados por eructação, ou via respiratória, ou via intestinal, representando uma perda de energia. Essas perdas prejudicam a avaliação energética de um alimento. Como estimativa, considera-se que 10 % da energia digestível do alimento são perdidas na forma de gases.
4. FATORES QUE AFETAM A UTILIZAÇÃO DA FIBRA
4.1. Espécie Animal
As diferentes espécies de animais diferem na capacidade de digerir a fibra, por haverem diferenças anatômicas no tubo digestivo. O tubo digestivo simples tem pouca capacidade de receber alimentos fibrosos ou tem pouco espaço para hospedar uma massa de bactérias.
4.2. Individualidade
Dentro de uma mesma espécie animal há diferenças na digestibilidade da fibra, que pode ser explicada pela diferença de idade. Tem sido mostrado, mas não muito explicado ainda, que os animais mais jovens digerem a fibra em menor grau do que os adultos.
4.3. Hábitos Nutricionais
A fibra de um alimento tem a digestibilidade aumentada com o tempo de uso. A explicação está nas bactérias presentes no trato digestivo. O animal que recebe uma mesma dieta por tempo prolongado tem uma maior população de bactérias que aproveitam este alimento quando comparadas com os outros. Quando ocorre uma mudança de dieta, há necessidade de 8 a 15 dias para fazer a adaptação total destes microorganismos.
4.4. Composição Nutritiva da Dieta
Os microorganismos exigem energia, nitrogênio, vitaminas e minerais para seu desenvolvimento, sendo que o nitrogênio não precisa ser de origem protéica.
Existem dois grupos de bactérias quanto a utilização da energia. Um grupo obtém a energia do amido e dos açúcares, sendo elas denominadas amilolíticas, outras são as celuloliticas ou as que retiram energia da celulose.
Quando a dieta é composta por alimentos concentrados (ricos em amido e açúcares) e volumosos (ricos em celulose), as primeiras bactérias que atuam são as amiloliticas, as outras atuando duas a três horas após.
Se os teores de nitrogênio, minerais e vitaminas das dietas não forem satisfatórios, a atividade celulolítica não se iniciará eficientemente e a digestibilidade ficará prejudicada.
4.5. Efeito Associativo dos Alimentos
A mistura de dois ou mais alimentos tem aproveitamento maior do que os mesmos isoladamente. Eles se complementam, melhorando o aproveitamento da fibra.
4.6. Moagem dos Alimentos
A granulometria de moagem dos alimentos afeta a utilização da fibra. A moagem muito fina dos alimentos volumosos pode levar a uma maior taxa de passagem pelo aparelho digestivo e, consequentemente, haverá um pior aproveitamento pelos ruminantes.
4.7. Lignificação da Fibra do Alimento
Quanto mais rica em lignina for a fibra, menor será a sua digestibilidade. Isto ocorre devido à indigestibilidadeda lignina e a sua combinação com a celulose e a hemicIulose, dificultando o rompimento de suas moléculas. Não há justaposição da celulose, hemicelulose e lignina, elas se combinam.
4.8. Teor de Hemicelulose na Fibra
A hemicelulose desdobra mais rápido do que a celulose e produz menor quantidade de gás. Seu teor na fibra chega a um máximo de 20 % e pode afetar sua utilização.
5. FUNÇÕES FÍSICAS DA FIBRA
5.1. Volume do Alimento
A fibra influi no volume do alimento que nutricionalmente está associado com o valor nutritivo por unidade de peso. O volume influencia a função peristáltica na qual os resíduos São movimentados através do intestino, o que consequentemente, afeta o aproveitamento do alimento. Os volumosos são de valor nutritivo mais baixo por unidade de peso. Isso é importante no manejo da alimentação dos animais.
5.2. Consumo de Energia
A capacidade do aparelho digestivo pode limitar o grande volume de algum alimento que seria necessário para suprir os nutrientes e energia exigidos para alta produção ou trabalho intenso do animal. Animais adultos podem ser mantidos com o fornecimento de alimentos volumosos. Se são exigidas grandes quantidades de energia e nutrientes, os alimentos volumosos devem ser substituídos pelos concentrados, aumentando assim o consumo de nutrientes sem alterar o volume total de alimentos. Quando há necessidade de reduzir a ingestão de nutrientes, são adicionados alimentos fibrosos.
5.3. Poder Laxativo
A passagem dos resíduos dos alimentos através do tubo digestivo é facilitada pelo volume da massa. Parte desse volume é devido aos gases presos na massa, mas a absorção de água é normalmente a causa primária. A capacidade da matéria fecal reter água é mais relacionada com a natureza da fibra do alimento do que à quantidade de resíduos indigestíveis.
6. CLASSIFICAÇÃO DE CARBOIDRATOS
Há duas grandes classificações de CHO, os chamados CHO estruturais (CE) e os CHO não estruturais (CNE), que se refere ao seu papel nos tecidos vegetais. Os CE são aqueles encontrados na parede celular, responsáveis pela sustentação das plantas, e os CNE localizam-se dentro do conteúdo celular, e geralmente são mais digestíveis que os estruturais.
6.1 Carboidratos estruturais (CE)
A parede celular das células vegetais é formada por uma série de substâncias diferentes, sendo as mais importantes os carboidratos e a lignina. Dentre os carboidratos estruturais, certamente os mais importantes nutricionalmente são a celulose, hemicelulose e a pectina. Os dois primeiros são moléculas mais complexas, que só são quebradas por enzimas produzidas por microrganismos ruminais, e são os componentes principais da fração fibrosa dos alimentos.
A caracterização da fibra alimentar foi objeto de muita discussão entre nutricionistas, até que se chegou ao modelo utilizado atualmente, que separa as frações dos alimentos pelo uso de soluções especiais, chamadas de detergentes. A fibra insolúvel em detergente neutro (FDN) contém a celulose, hemicelulose e a lignina, e é a melhor representação da fibra alimentar. A fibra insolúvel em detergente ácido (FDA) contém apenas celulose e lignina, e contém a fração menos digestível da fibra (a hemicelulose é mais digestível que a celulose).
A pectina, apesar de ser um carboidrato estrutural, consegue ser quebrada por enzimas secretadas pelo ruminante, pois suas moléculas são mais simples, e sua taxa de degradação é bem maior que a de celulose e hemicelulose. Ela é solubilizada pela solução detergente neutro, não entrando na composição da FDN. A pectina se assemelha mais aos carboidratos não estruturais, fazendo parte de uma classe denominada carboidratos não fibrosos (CNF), que, além da pectina, inclui os CNE. Essa é uma classificação definida pelos nutricionistas, pois separa os CHO quanto à facilidade de digestão.
A figura 1 mostra a distribuição dos carboidratos das plantas, e suas diferentes classificações.
Figura 1. Distribuição dos carboidratos das plantas e suas diferentes classificações.
Os CE, contidos na fração FDN, são de digestibilidade mais baixa que os CNF, e suas moléculas só podem ser quebradas por enzimas produzidas pelos microrganismos ruminais. Na parede celular das plantas, os CE ficam ligados à lignina, um polímero fenólico indigestível, que funciona como agente cimentante entre as células (FIGURA 2). À medida que as plantas envelhecem, o teor de lignina na FDN aumenta, o que prejudica a digestibilidade dos CE, pois estes ficam menos disponíveis ao ataque dos microrganismos (FIGURA 3). A lignina é considerada a principal responsável pela queda da digestibilidade dos nutrientes das plantas forrageiras, de forma que quanto maior o teor de lignina, pior a qualidade da forragem.
Figura 2. Esquema de uma célula vegetal e seus componentes
Figura 3. Esquema de uma célula vegetal jovem e passada.
6.2 Efetividade de fibra
O conceito de efetividade de fibra é relativamente recente – foi proposto há menos de 10 anos – e tem relação com a capacidade de um alimento qualquer, seja forragem ou não, de exercer “funções” de fibra, especialmente o que se refere ao funcionamento ruminal, principalmente a manutenção do pH.
Há dois conceitos básicos para expressar a efetividade da fibra, o que chamamos propriamente de Fibra Efetiva (FDNe) e o que chamamos de Fibra Fisicamente Efetiva (FDNfe).
A fibra fisicamente efetiva (FDNfe) de um alimento corresponde à propriedade física da fibra (principalmente tamanho de partículas) que estimula mastigação e estabelece uma estratificação bifásica do conteúdo ruminal, contribuindo para formação do “mat”, sobre um pool de líquido e partículas pequenas. O valor de FDNfe dos alimentos está relacionado à concentração de FDN, tamanho de partículas e redução do tamanho de partículas, sendo estes fatores críticos para estimulação da ruminação e motilidade do rúmen.
Para calcular a FDNfe de um alimento qualquer, multiplica-se o teor de FDN desse alimento por um fator de efetividade (FE), que varia entre 0 e 1, sendo que 0 significa efeito nenhum sobra a mastigação, e 1 significa estímulo máximo à mastigação. O grande problema da determinação desse parâmetro é a necessidade de se realizar ensaios com animais para se determinar o fator de efetividade. 
6.3. Carboidratos não fibrosos
Os CHO mais digestíveis, contidos na fração CNF são solubilizados pela solução detergente neutro, não sendo recuperados na fração insolúvel em detergente neutro (FDN). Os CNF das plantas são calculados por diferença, utilizando a seguinte equação: 
CNF = 100 – [(FDN-NIDN) + PB + EE + MM]
NIDN é a fração nitrogenada indisponível associada à FDN; PB é a proteína bruta; EE é o extrato etéreo, que equivale à gordura contidas no alimento; MM é a fração mineral. Um ponto que comumente gera dúvidas na formulação de rações é a diferença entre as frações CNE e CNF. Basicamente o que difere as duas frações é a pectina, que não é contabilizada nos CNE mas entra nos CNF,como ilustrado na figura 1.