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Curso de Alimentação e Nutrição de Cães e Gatos MÓDULO II Atenção: O material deste módulo está disponível apenas como parâmetro de estudos para este Programa de Educação Continuada. É proibida qualquer forma de comercialização do mesmo. Os créditos do conteúdo aqui contido são dados aos seus respectivos autores descritos na Bibliografia Consultada. Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 37 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados aos seus respectivos autores MÓDULO II Energia e nutrientes Antes de iniciarmos o estudo das necessidades nutricionais e das características dos alimentos utilizados na nutrição e alimentação dos animais de companhia, é necessário que se faça uma breve revisão dos princípios básicos da nutrição, ressaltando as características particulares de cães e gatos. De forma geral podemos dizer que o termo nutrição se refere ao estudo dos alimentos, assim como dos nutrientes e outros componentes que estes contenham. Isto inclui o estudo da ação dos nutrientes específicos, suas interações e seu equilíbrio na dieta. Além disso, a ciência da nutrição inclui o exame do modo como o animal ingere, digere, absorve e utiliza os nutrientes. Nutriente seria qualquer substância que, administrada ao organismo, participe dos processos metabólicos normais e contribua para a manutenção da vida. Nenhum nutriente, isoladamente, consegue promover a manutenção dos processos metabólicos normais de um animal, assim como existem nutrientes que, tomados de forma isolada, não podem ser conceituados como alimento. Por sua vez, a definição conceitual de alimentação seria a ação fisiológica de ingerir, por vontade própria, substâncias que assegurem, pelo menos, a manutenção da vida. Por conseqüência, alimento pode ser definido como toda a substância que, ingerida por vontade própria, elimine a fome, contribuindo com pelo menos um nutriente básico. Assim, alimentos contêm nutrientes (em maior ou menor quantidade) que, quando combinados em proporções adequadas para cada espécie, constituem a dieta. A seguir, apresentaremos as principais informações a respeito da energia e dos princípios nutritivos (água, proteína, lipídeos, carboidratos, vitaminas e minerais). Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 38 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados aos seus respectivos autores Energia À exceção da água, a energia é o componente mais importante a se considerar em uma dieta. As plantas obtêm a sua energia da radiação solar, transformando-as em nutrientes que contêm energia. Alguns animais consomem plantas e delas utilizam diretamente a energia ou então os seus nutrientes em outras moléculas energéticas. A energia não é por si só um nutriente, mas uma propriedade obtida a partir da oxidação de três nutrientes: gorduras (lipídeos), carboidratos e proteínas. Nas plantas, os carboidratos constituem a principal forma de energia armazenada ao passo que nos animais a principal forma de armazenamento são os lipídeos. A energia é necessária para que o trabalho metabólico do organismo ocorra, incluindo a manutenção e a síntese de tecidos orgânicos, a atividade física e a regulação da temperatura corporal. Dessa forma, a principal demanda a ser satisfeita pelo animal é a calórica e somente após o atendimento dessas exigências é que os nutrientes são direcionados a outras funções. A energia é assim uma propriedade de alguns nutrientes e pode ser mensurada a partir da produção de calor, sendo expressa em duas unidades: quilocalorias (Kcal) ou quilojoules (KJ), onde uma caloria equivale a 4,184 KJ. No Brasil, a unidade de medida mais comumente utilizada é a de Kcal. Os cães e gatos precisam de energia para suportar o metabolismo durante a manutenção, o crescimento, a reprodução, a lactação e a atividade física. Na ausência de energia adequada, o desempenho animal será regular, e haverá uma depleção de energia e dos estoques de nutrientes. No entanto, o aproveitamento de energia por qualquer espécie animal nunca é de 100%. Durante a oxidação dos nutrientes, ocorrem perdas nas fezes, na urina, nos gases provenientes de fermentação e no próprio metabolismo (incremento calórico) o que faz com que a eficiência de utilização seja diferente, dependendo do alimento e da capacidade que o sistema digestivo daquela espécie tem em utilizá-lo. Dessa forma, a partição energética leva à classificação da energia em energia bruta, digestível, metabolizável e líquida. A energia bruta (EB) é definida como a energia química total proveniente da combustão completa do alimento em bomba calorimétrica. Por sua vez, a energia Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 39 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados aos seus respectivos autores digestível (ED) é aquela disponível para ser absorvida pela mucosa intestinal, e é obtida descontando as perdas de energia através das fezes (ED= EB- energia das fezes). Já a energia metabolizável (EM), é aquela disponível para ser utilizada pelos tecidos do organismo e considera as perdas adicionais de energia na urina. As perdas pela produção de gases no trato digestivo também deveria ser considerada nesta fase. No entanto, em cães e gatos, esta perda é mínima e geralmente não é registrada; assim, EM= ED- energia da urina. A EM pode ser dividida naquela pura que realmente poderá ser utilizada pelo organismo e a energia perdida durante a termogênese dietética (energia que o animal utiliza para metabolizar os nutrientes). A energia líquida (EL) considera as perdas oriundas da termogênese dietética e constitui a energia necessária para a manutenção de tecidos (metabolismo basal) e para a produção (crescimento, gestação, lactação e atividade física). Em cães e gatos, utilizam-se os sistemas que consideram a energia digestível e metabolizável, já que aqueles que consideram a determinação de energia líquida são procedimentos complexos e o número de dados desta, em animais de companhia, é bastante limitado. O esquema de partição energética está demonstrado na figura 9: Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 40 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados aos seus respectivos autores Figura 9- Partição da energia Por algum tempo considerou-se que o conteúdo de energia de um alimento era o principal fator que regulava o seu consumo. No entanto, devido aos diversos fatores internos e externos que exercem influência sobre a ingestão voluntária de cães e gatos, dentre os quais merece especial destaque a palatabilidade, este fator passou a exercer menor importância na quantidade de alimentos ingerida por cães e gatos. Por esse motivo, é fundamental que a alimentação de animais de companhia seja controlada, especialmente daqueles alimentos que possuem uma concentração energética muito alta, já que o consumo de quantidades de energia maior que as necessidades, pode levar a sobrepeso e à obesidade. Ressaltamos no início do curso que a nutrição pode ser dividida basicamente em dois grandes blocos: o da avaliação dos alimentos e o das exigências nutricionais das espécies, jáque a partir dessas duas informações conseguimos determinar o quanto de um determinado alimento um animal deve consumir. A exigência energética de cães e gatos em cada uma das fases Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 41 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados aos seus respectivos autores fisiológicas será tema do próximo módulo. Focaremos agora nosso estudo na avaliação do conteúdo de energia de alimentos para animais de companhia. Duas maneiras são possíveis para a determinação da concentração energética de uma dieta: a realização de ensaios com animais ou equações de predição. Protocolo mínimo para a determinação da energia metabolizável a partir de ensaios com animais Há duas metodologias para determinar a concentração energética de alimentos para cães e gatos quando se realiza ensaios com animais: a coleta total e o uso de indicadores. No entanto, antes de saber como se determina a energia metabolizável de um alimento, é preciso que se entenda o que é e como calcular a digestibilidade dos nutrientes, já que a digestibilidade da proteína é utilizada para determinação da energia metabolizável quando não se coleta a urina, conforme veremos adiante. Entende-se por digestibilidade uma medida de qualidade da dieta que determina de forma direta qual a proporção de nutrientes disponíveis para a absorção pelo organismo. Da mesma forma que ocorre com a energia, são consideradas as perdas de nutrientes nas fezes e por diferença calcula-se a quantidade assimilada. Quando esses resultados são expressos em porcentagem, obtemos o chamado coeficiente de digestibilidade. Este valor é denominado de aparente já que as fezes contêm alguns resíduos metabólicos que são provenientes do animal e não da dieta. A digestibilidade verdadeira pode ser determinada descontando-se a perda metabólica de nutrientes observada nas fezes. Para tanto, normalmente, faz-se isso submetendo os animais ao jejum ou fornecendo a eles uma dieta livre de proteína. A digestibilidade verdadeira é uma medida mais precisa, mas normalmente a maioria das pesquisas utiliza os valores de digestibilidade real, por serem mais facilmente obtidos e não exigirem métodos que causem desconforto aos animais experimentais. Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 42 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados aos seus respectivos autores A seguir, no quadro 1, há um exemplo de como determinar a digestibilidade aparente da matéria seca e da proteína bruta, extraído de Carciofi et al. (2006). Quadro 1- Cálculo da digestibilidade aparente de nutrientes (coleta total) Um cão foi submetido a um ensaio tendo sido obtido os seguintes resultados: Consumo total de ração (a)= 1200 g Excreção fecal (b) = 240 g Proteína bruta da ração (c) = 24% Proteína bruta das fezes (d) = 20% Coeficiente de digestibilidade aparente da matéria seca (CDAMS) CDAMS= [a-b] x 100 a CDAMS = [1200-240] x 100 = 80% 1200 Coeficiente de digestibilidade aparente da proteína bruta (CDAPB) CDAPB = [(c x a) (d x b)] x 100 (c x a) CDAPB = [(24 x 1200) (20 x 240)] x 100 = 83,3% (24 x 1200) Para os demais nutrientes, o cálculo é o mesmo, devendo-se apenas substituir a concentração de PB pela concentração do nutriente de interesse. Fonte: Carciofi et al. (2006). Todos os valores realizados devem ser colocados na matéria seca, porção de alimento e fezes que contém os nutrientes e a energia. O restante corresponde à água. Assim, se um animal comeu 1320 g de um alimento que contém 90 % de matéria seca, ou seja, 10% de umidade, isto significa que ele ingeriu, na realidade, cerca de 1200 g de matéria seca. Por sua vez, a expressão do conteúdo dos nutrientes na matéria seca do alimento permite que nós façamos comparações entre alimentos que contenham teores de umidade distintos. Por exemplo, se digo que uma ração úmida (com cerca de 80% de água) tem 6% de proteína e, uma seca (cerca de 10% de água) tem 26%, pareceria à primeira vista que elas teriam concentrações muito distintas deste nutriente. Devemos considerar, no entanto, que a água age como um diluente e se Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 43 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados aos seus respectivos autores convertermos a proteína para a matéria seca encontraremos teores de 29% para a ração seca e 30% para a ração úmida (quadro 2). Quadro 2- Correção dos teores de proteína para a matéria seca Ração seca 10% umidade (90 % matéria seca) 26% proteína na matéria natural 26 ------- 90 x ------- 100 = x= 26 x100/90 = 28,89% de proteína na matéria seca Ração úmida 80% umidade (20 % matéria seca) 6% proteína na matéria natural 6 ------- 20 x ------- 100 = x= 6x100/20 = 30% de proteína na matéria seca É claro que o consumo dessas rações será bem distinto, já que a concentração energética, assim como a dos nutrientes, é menor no alimento úmido (como será visto adiante e no próximo módulo). Mas, não há como comparar alimentos com teores distintos de umidade sem realizar a conversão para a matéria seca. Feitas essas considerações, a seguir estarão descritos os protocolos para determinação da energia metabolizável a partir de ensaio com animais, segundo descrito por Carciofi et al. (2006). As indústrias de alimentos comerciais para cães e gatos normalmente realizam esses testes para verificar a digestibilidade de suas dietas e determinar o conteúdo de energia metabolizável. Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 44 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados aos seus respectivos autores No método de coleta total, a primeira etapa neste processo é o recebimento e a identificação da amostra. Os dados referentes ao alimento, tais como tipo, espécie e fase da vida para o qual é destinado, devem ser anotados, juntamente com a marca, fabricante, lote e data de fabricação da ração. Devem-se anotar os níveis de garantia de nutrientes e a lista de ingredientes presente no rótulo da ração, além de verificar e anotar as condições do produto, tais como odor, cor, aspecto, uniformidade, presença de contaminantes e presença de finos no saco. Posteriormente, amostra-se cerca de 500 g do alimento, devidamente identificado e vedado que será utilizado para a realização das análises laboratoriais. Os animais utilizados no teste (seis no mínimo) devem estar clinicamente sadios, sendo desverminados e vacinados. Para a determinação da energia metabolizável mediante a coleta de urina, os animais deverão ser mantidos em gaiolas metabólicas individuais, de inox, durante todo o período experimental. Caso a urina não seja coletada e a energia metabolizável seja estimada com base nos fatores de correção para a perda urinária (conforme será visto a seguir). Os animais poderão ser mantidos em gaiolas individuais equipadas com grade no fundo que permita a separação de fezes e urina, além de permitir a coleta quantitativa segura de fezes, admitindo-se também o uso de baias que permitam a coleta das fezes não contaminadas. O protocolo é dividido em duas fases, sendochamadas de adaptação e coleta. O período de adaptação é composto por um tempo mínimo de cinco dias, tendo por objetivo adaptar o animal à dieta, à gaiola, ajustar a ingestão de alimento e, quando necessário, verificar a manutenção do peso corporal. A fase de coleta deve constar de no mínimo 120 horas para cães e de sete dias para gatos. Durante este dia, toda a produção de fezes e/ou urina devem ser quantificadas e recolhidas. Na fase de coleta o consumo alimentar deve ser rigorosamente mensurado e registrado. O consumo alimentar deverá permanecer constante durante essa última fase, de forma a evitar variações de excreção. Para a fase de adaptação devem-se pesar os animais que participarão do ensaio e anotar o peso em local apropriado, junto com os dados e nome do mesmo. A quantidade de alimento fornecida a cada animal pode ser baseada na quantidade Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 45 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados aos seus respectivos autores necessária para manter o peso corporal ou estimada segundo as necessidades energéticas de manutenção, utilizando-se os procedimentos recomendados pelo NRC (2006) uma associação norte-americana de pesquisadores que determina as exigências nutricionais de diversas espécies, incluindo cães e gatos e que serão detalhadas no módulo 3. e que serão detalhadas no módulo 3. A quantidade diária de alimento pode ser fornecida uma vez ao dia ou dividida em duas porções. Deve- se alimentar os animais sempre no mesmo horário ao longo do ensaio e a água deve estar disponível durante todo o período. Se, na adaptação, o alimento for rejeitado pelos animais ou a maior parte não consumir 75% da quantidade recomendada, o teste deverá ser interrompido. Para ensaios com ração semi-úmida e úmida, deve ser recolhida quantitativamente e armazenada em freezer (-15°C). Ao final do procedimento estas deverão ser homogeneizadas e sua matéria seca determinada. Esta sobra da matéria seca deverá ser empregada no cálculo da ingestão de ração. Por sua vez, na fase de coleta, a quantidade fornecida e as sobras devem ser pesadas em balança de precisão de no mínimo 0,01 g. As fezes devem ser coletadas no mínimo duas vezes ao dia, mas preferencialmente à medida que os animais defecarem, pesadas, armazenadas em saco plástico e congeladas para posterior análise de matéria seca e composição. Os frascos coletores de urina devem conter 1 ml de ácido sulfúrico 1Eq/L, com a finalidade de evitar a deterioração da amostra, ter o volume medido e congelado para posterior análise. Se não houver possibilidade de coleta da urina, podem ser utilizados fatores de correção para estimar as perdas, sendo estes de 1,25 ou 0,86 Kcal/g de proteína digestível ingerida (PDing), para cães e gatos, respectivamente. Seguindo o exemplo proposto anteriormente para avaliar a digestibilidade de nutrientes, nos quadros 3 e 4, estão demonstrados os cálculos da energia metabolizável aparente, com e sem colheita de urina, respectivamente. Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 46 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados aos seus respectivos autores Quadro 3- Cálculo de Energia Metabolizável Aparente (EMA) com colheita de urina Um cão foi submetido a um ensaio tendo sido obtido os seguintes resultados: Consumo total de ração (a)= 1200 g Excreção fecal (b) = 240 g Energia bruta da ração (c) = 4,2 kcal/g Energia bruta da urina (d) = 0,5 kcal/mL Volume de urina (e) = 400 mL Energia bruta das fezes (f) = 3,2 kcal/g EMA (kcal/g) = (ax c) [(bx f) + (d x g)] a EMA (kcal/g) = (1200 x 4,2) [(240 x 3,2)]+ (0,5 x 400)] = 3,39 kcal/g ou 3390 kcal/kg 1200 Fonte: Carciofi et al. (2006). Quadro 4- Cálculo de Energia Metabolizável Aparente (EMA) sem colheita de urina Um cão foi submetido a um ensaio tendo sido obtido os seguintes resultados: Consumo total de ração (a)= 1200 g Excreção fecal (b) = 240 g Energia bruta da ração (c) = 4,2 kcal/g Energia bruta das fezes ( d ) = 3,2 kcal/g Fator de correção (e), segundo a AAFCO (2004) = cães: 1,25 kcal/g de proteína digestível ingerida (PDing) e gatos: 0,86 1,25 kcal/g de PDing EMA (kcal/g) = (ax c) [(bx d) + ( e x proteína digestível ingerida)] a PDing = [a x (c/100)] x (CDAPB/100) PDing = [1200 x (24/100)] x (83,33/100) = 239,9 g EMA (kcal/g) = (1200x 4,2) [(240x 3,2) + ( 1,25 x 239,9)] = 3,31 kcal/g ou 3310 kcal/kg 1200 Fonte: Carciofi et al. (2006). Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 47 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados aos seus respectivos autores Diferente da coleta total, o método com uso de indicadores exige o preparo do alimento para o teste. Quando a ração a ser empregada, já se encontrar extrusada, deve-se calcular a quantidade de alimento necessário para realização do ensaio, moendo com peneira de 2,5 mm ou maior. Peneiras menores não devem ser utilizadas quando os produtos comerciais forem empregados no teste, pois uma moagem mais fina do produto em teste pode involuntariamente elevar a sua digestibilidade, levando a um resultado incorreto. Deve-se pesar exatamente a quantidade de ração obtida após a moagem e calcular a quantidade de óxido crômico a ser adicionada. Sugere-se adição de 0,25% a 0,35% de óxido crômico. Deve-se pesar a quantidade de indicador necessária para a adição na ração e guardar uma amostra de 2 g para uso nas análises laboratoriais, separando parte da ração moída em um recipiente (cerca de 5 Kg) e peneirando sobre ela o óxido crômico, em peneira fina, de forma a desfazer todos os grumos. À medida que o cromo é peneirado sobre a ração, deve ser misturado, para evitar a formação de novos grumos. Deve-se colocar a ração farelada e o conteúdo do recipiente (ração pré- misturada ao óxido crômico) no misturador e efetuar a mistura final do óxido crômico à ração. Depois, retirar 500 g de ração e armazenar em saco plástico apropriado devidamente identificado. Esta amostra será empregada para as determinações laboratoriais para o cálculo de digestibilidade e energia metabolizável. Quando o indicador for adicionado ao produto antes da extrusão, este deverá ser homogeneizado à pré-mistura dos ingredientes da ração e posteriormente extrusado, juntamente com o produto. O procedimento experimental incluindo o número mínimo de animais, fase de adaptação e de coleta, é semelhante ao do método de coleta total, com as seguintes particularidades: não é necessário colher todo o material fecal e nem quantificar o conteúdo alimentar, a ração farelada e misturada ao cromo deve ser fornecida aos animais, umedecida em água na forma pastosa. Gatos se recusam a ingerir o alimento dessa forma, sendo preferível para estes animais a utilização da coleta total ou a mistura do óxido crômico à ração antes da extrusão, e o óxido crômico contido nas fezes e no alimento deve ser quantificado por colorimetria ou Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 48 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados aos seus respectivos autores espectrofotometria de absorção atômica. No quadro 5 e 6 está demonstrada a determinaçãoda digestibilidade dos nutrientes e da energia metabolizável, respectivamente, com o uso de indicador. Quadro 5- Cálculo da digestibilidade aparente de nutrientes (método do indicador) Um cão foi submetido a um ensaio tendo sido obtido os seguintes resultados: Óxido crômico na ração (a)= 0,35% Óxido crômico nas fezes (b) = 2,1% Proteína Bruta da ração (c)= 24% Proteína Bruta das fezes (d)= 20% Coeficiente de digestibilidade aparente da matéria seca (CDAMS) CDAMS (%) = (1-a) x 100 b CDAMS (%) = (1-0,35) x 100 = 83,34% 2,1 Coeficiente de digestibilidade aparente da proteína bruta (CDAPB) CDAPB (%) = 100 [100x (a) x (d)] b c CDAPB (%) = 100 [100x (0,35) x (20)] = 86,11% 2,1 24 Para os demais nutrientes, o cálculo é o mesmo, devendo-se apenas substituir a concentração de PB pela concentração do nutriente de interesse. Fonte: Carciofi et al. (2006). Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 49 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados aos seus respectivos autores Quadro 6- Cálculo de Energia Metabolizável Aparente (EMA) sem colheita de urina Um cão foi submetido a um ensaio tendo sido obtido os seguintes resultados: Óxido crômico na ração (a)= 0,35% Óxido crômico nas fezes (b) = 2,1% Proteína Bruta da ração (c)= 24% Proteína Bruta das fezes (d)= 20% Energia bruta da ração (e) = 4,2 kcal/g Energia bruta das fezes (f) = 3,2 kcal/g Fator de correção (g), segundo a AAFCO (2004) = cães: 1,25 kcal/g de proteína digestível ingerida (PDing) e gatos: 0,86 1,25 kcal/g de PDing EMA (kcal/g) = ED [(PD/100) x g] Onde; ED- Energia digestível; PD- proteína digestível ED = [1- (a) x (f)] x e b e ED = [1- (0,35) x (3,2)] x 4,2 = 3,6 2,1 4,2 PD = [1- (a) x (d)] x c b c PD = [1- (0,35) x (20)] x 24 = 20,68 2,1 24 Então: EMA (kcal/g) = ED [(PD/100) x g] EMA (kcal/g) = 3,6 [(20,68/100) x 1,25] = 3,34 kcal/g ou 3340 kcal/kg de alimento. Fonte: Carciofi et al. (2006). Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 50 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados aos seus respectivos autores Através destes protocolos é que se determina a concentração energética de um alimento utilizando-se ensaios com animais. Determinação de energia metabolizável de um alimento a partir do uso de equações de predição: Em alguns casos, o valor de energia metabolizável não está presente nos rótulos das dietas destinadas aos animais de companhia. E, como a necessidade de energia determina qual é o consumo do animal, é primordial saber quanto de energia metabolizável um alimento possui. Por esse motivo, algumas equações foram desenvolvidas para esse fim. No entanto, é primordial que se saiba que uma equação só se ajusta adequadamente ao alimento se ele apresentar digestibilidade semelhante àquela com os quais a equação foi obtida. Os valores de energia metabolizável podem ser determinados a partir do conteúdo de carboidratos, lipídeos e proteína bruta de um determinado alimento. A primeira equação de predição foi obtida por Robner em 1901 para cães alimentados com carne e vísceras; seus fatores foram mais tarde modificados por Atwater (1902). Os fatores de 4 para proteína, 9 para gordura e 4 kcal/g para carboidratos (ENN) ainda funcionam relativamente bem para cães, quando ingredientes caseiros são utilizados: carne, vísceras (exceto ossos e farinha de ossos), frango, peixe, produtos de amido altamente purificados, produtos lácteos. Nesses alimentos, os ENN são basicamente açúcares ou amido. Os fatores de Atwater devem ser utilizados com alimentos altamente digestíveis, como os substitutivos do leite e alimentos líquidos para a nutrição enteral. Considerando-se os valores de energia bruta de 4,1 kcal/g para carboidratos, 9,4 kcal/g para gordura e 5,7 kcal/g para proteína e mais uma perda urinária de 1,25 de PD, os fatores de Atwater consideram uma digestibilidade de 98% para carboidratos, 96% para gordura e 90% para proteína e são 4, 9 e 4, respectivamente. No entanto, quando os fatores de Atwater são aplicados em dietas padrões para cães, eles superestimam os fatores de energia metabolizável da dieta. Dessa forma, esses fatores foram modificados de acordo com a digestibilidade das dietas aos quais foram aplicados. Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 51 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados aos seus respectivos autores Por esse motivo, foram criados os fatores modificados de Atwater (3,5 para proteína e carboidratos e 8,5 kcal/g para gordura) que são na maior parte derivados de alimentos comerciais padrões típicos disponíveis no mercado na década de 1970 e início da década de 1980, mas que também podem super ou subestimar o conteúdo energético de muitos alimentos atuais. Esses fatores podem ser aplicados para dietas que contenham digestibilidade, como a de alimentos padrão, já que consideram coeficientes de digestibilidade de 80, 90 e 85% para proteína, lipídeos e carboidratos, respectivamente. Os fatores e os coeficientes de digestibilidade das fórmulas de Atwater e de Atwater modificado estão demonstrados no quadro 7. Quadro 7- Fatores de Atwater e Atwater modificado e seus coeficientes de digestibilidade Nutriente Coeficiente de digestibilidade dos alimentos para humanos Fator de Atwater Coeficiente de digestibilidade dos alimentos para animais Fator de Atwater modificado Proteínas Lipídeos Carboidratos 91% 96% 96% 4 kcal/g 9 kcal/g 4 kcal/g 80% 90% 85% 3,5 kcal/g 8,5 kcal/g 3,5 kcal/g Fonte: Case et al. (1998) Para calcular a fração carboidrato (ENN) a ser utilizada nessas fórmulas, é necessário que se conheça os níveis de umidade, proteína bruta, extrato etéreo, fibra bruta e matéria mineral do alimento. Ele é o resultado da seguinte subtração: 100 (umidade+ proteína bruta + extrato etéreo + fibra bruta + matéria mineral). Assim, se um rótulo diz que uma ração para gatos contém 12 % de umidade, 10% de extrato etéreo, 30% de proteína bruta, 4% de fibra bruta e 10% de matéria mineral, ele terá 34% de ENN (extrativos não nitrogenados, ou seja, carboidratos), já que o ENN = 100- (12+10+30+ 4+10). Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 52 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados aos seus respectivos autores No entanto, atualmente, existe no mercado um grande número de alimentos com digestibilidades variando de menos de 70 a mais de 90%, o que não permite o uso de uma única equação com fatores para macronutrientes. A variação na digestibilidade não é menor dentro de uma mesma categoria de alimentos (seco, úmido ou semi-úmido), dessa forma o uso de equações diferenciadas para cada categoria não resolve o problema. Algumas equações têm utilizado a concentração de energia bruta ou fibra (fibra bruta, fibra dietética total ou fibra total) para predizer a digestibilidade da energia. O uso do conteúdo de fibra bruta em equações para a predição da digestibilidade da energia abrange uma grande variedade de alimentospreparados para cães e gatos (quadros 8 e 9). No entanto, em alimentos com um conteúdo de fibra acima de 8% na matéria seca e com uma alta porcentagem de polissacarídeos não amiláceos na fração de fibra bruta, os valores são sistematicamente subestimados. Quadro 8- Equações de predição da energia metabolizável (EM) em alimentos para cães Para alimentos não processados ou comida caseira, tais como carnes, vísceras, produtos lácteos, fontes de amido cozidos, produtos altamente digestíveis (>90%), tais como substitutivos do leite ou dietas enterais: EM (kcal/g) = (4 x g de proteína) + (9 x g de gordura) + (4 x g de ENN) Alimentos comerciais: Passo 1- Determinar a energia bruta por bomba calorimétrica ou através da seguinte equação: EB (kcal/g) = (5,7 x g de proteína) + (9,4 x g de gordura) + [4,1 x (fibra bruta + ENN)] Passo 2- Determinar a porcentagem de digestibilidade da energia (DE) a DE (%) = 91,2 (1,43 x % FB na matéria seca) Passo 3 - Determinar a energia digestível (ED) ED (kcal/g) = (EB x % DE/100) Passo 4 - Determinar a energia metabolizável (EM) EM (kcal/g) = ED- (1,04 x g proteína) a Equação alternativa usando fibra dietética total: DE (%) = 96,6 (0,95 x % FB na matéria seca) Fonte: National Research Council (2006). Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 53 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados aos seus respectivos autores Quadro 9- Equações de predição da energia metabolizável (EM) em alimentos para gatos Para alimentos não processados ou comida caseira, tais como carnes, vísceras, produtos lácteos, fontes de amido cozidos, produtos altamente digestíveis (>90%), tais como substitutivos do leite ou dietas enterais: EM (kcal/g) = (4x g de proteína) + (9 x g de gordura) + (4 x g de ENN) Alimentos comerciais: Passo 1- Determinar a energia bruta por bomba calorimétrica ou através da seguinte equação: EB (kcal/g) = (5,7 x g de proteína) + (9,4 x g de gordura) + [4,1 x (fibra bruta + ENN)] Passo 2- Determinar a porcentagem de digestibilidade da energia (DE)a DE (%) = 87,9 (0,88 x % FB na matéria seca) Passo 3 - Determinar a energia digestível (ED) ED (kcal/g) = (EB x % DE/100) Passo 4 - Determinar a energia metabolizável (EM) EM (kcal/g) = ED- (0,77 x g proteína) a Equação alternativa usando fibra dietética total: DE (%) = 95,6 (0,89 x % FB na matéria seca) Fonte: National Research Council (2006). Atualmente, tem-se recomendado a utilização das fórmulas propostas pelo NRC (2006) para a determinação da energia metabolizável: a de Atwater modificado para alimentos caseiros e não processados e aquela a partir da energia bruta para os comerciais. O guia nutricional da Associação Nacional dos Fabricantes de Alimento pet propõe isso. No entanto, por questões práticas, pode ser utilizada a de Atwater modificado, dependendo da digestibilidade estimada da ração, ou seja, se ela é compatível com os coeficientes adotados por essa equação (de 80-90%, o que podemos supor a partir da composição básica do produto). Tomando como exemplo os níveis de garantia da ração para gatos citada anteriormente e de outra mais úmida para a mesma espécie, vamos determinar o conteúdo de energia metabolizável utilizando as três fórmulas apresentadas: Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 54 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados aos seus respectivos autores Nível de garantia do produto: Seco 12% de umidade (máx.), 10% de extrato etéreo (mín.), 30% de proteína bruta (mín.), 4% de fibra bruta (máx.) e 10% de matéria mineral (máx.) e 34% de ENN (calculado). Úmido 80% de umidade (máx.), 3% de extrato etéreo (mín.), 8% de proteína bruta (mín.), 1,5% de fibra bruta (máx.) e 2,5% de matéria mineral (máx.) e 5% de ENN (calculado). 1ª equação: Atwater EM (kcal/100 g) = (PB x 4) + (EEx 9) + (ENN x 4), onde PB=proteína bruta, EE= extrato etéreo e ENN = extrativo não nitrogenado Seco EM (kcal/100 g) = (30 x 4) + (10 x 9) + (34 x 4) = 120 + 90 + 136 = 346 kcal/100g ou 3460 kcal/kg. Note que por utilizarmos os valores de 30, 10 e 34, que estão expressos em porcentagem, obtivemos o valor em kcal/100g. Se tivéssemos utilizado gramas de nutriente por grama de alimento (0,3, 0,1 e 0,34) obteríamos o valor de 3,46 kcal/g. Normalmente, os valores são expressos em kcal/kg; nesse caso basta multiplicar o valor obtido por 10 (se utilizarmos valores expressos em %) ou por 1000 (se usarmos o valor de g do nutriente). Úmido EM (kcal/100 g) = (PB x 4) + (EEx 9) + (ENN x 4), onde PB=proteína bruta, EE= extrato etéreo e ENN = extrativo não nitrogenado EM (kcal/100 g) = (8 x 4) + (3 x 9) + (5 x 4) = 32 + 27 + 20 = 79 kcal/100g ou 790 kcal/kg. Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 55 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados aos seus respectivos autores 2ª equação: Atwater modificado Seco EM (kcal/100 g) = (PB x 3,5) + (EEx 8,5) + (ENN x 3,5), onde PB=proteína bruta, EE= extrato etéreo e ENN = extrativo não nitrogenado EM (kcal/100 g) = (30 x 3,5) + (10 x 8,5) + (34 x 3,5) = 105+ 85+ 119 = 309 kcal/100g ou 3090 kcal/kg. Note que por utilizarmos os valores de 30, 10 e 34, que estão expressos em porcentagem, obtivemos o valor em kcal/100g. Se tivéssemos utilizado gramas de nutriente por grama de alimento (0,3, 0,1 e 0,34) obteríamos o valor de 3,09 kcal/g. Normalmente, os valores são expressos em kcal/kg; nesse caso basta multiplicar o valor obtido por 10 (se utilizarmos valores expressos em %) ou por 1000 (se usarmos o valor de g do nutriente). Úmido EM (kcal/100 g) = (PB x 3,5) + (EEx 8,5) + (ENN x 3,5), onde PB=proteína bruta, EE= extrato etéreo e ENN = extrativo não nitrogenado EM (kcal/100 g) = (8 x 3,5) + (3 x 8,5) + (5 x 3,5) = 28 + 25,5 + 17,5 = 71 kcal/100g ou 710 kcal/kg. 3ª equação: NRC 2006 Seco EB (kcal/g) = (5,7 x 0,3) + (9,4 x 0,1) + [4,1 x (0,04 + 0,37)] = 1,71+ 0,94 + 1,681 = 4,331 kcal/g ou 4331 kcal/kg DE (%) = 87,9 (0,88 x % FB na matéria seca) DE (%) = 87,9 (0,88 x 4,55*) = 87,9-4,004 = 83,9% * Fibra bruta na matéria natural = 4% 88 % de matéria seca (100-12% umidade) Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 56 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados aos seus respectivos autores Fibra bruta na matéria seca = x 100% de matéria seca X= 4,55% de FB na matéria seca ED (kcal/g) = (EB x % DE/100) ED (kcal/g) = (4,331 x 83,9/100) = 3,634 kcal/g ou 3634 kcal/kg EM (kcal/g) = ED- (0,77 x g proteína) EM (kcal/g) = 3,634- (0,77 x 0,3)= 3,634- 0,231 = 3,403 kcal/g ou 3,403 kcal/kg Úmido EB (kcal/g) = (5,7 x g de proteína) + (9,4 x g de gordura) + [4,1 x (fibra bruta + ENN)] EB (kcal/g) = (5,7 x 0,08) + (9,4 x 0,03) + [4,1 x (0,015 + 0,05)] = 0,456+ 0,282 + 0,2665= 1,005 kcal/g ou 1005 kcal/kg DE (%) = 87,9 (0,88 x % FB na matéria seca) DE (%) = 87,9 (0,88 x 7,5*) = 87,9-6,6 = 81,3% * Fibra bruta na matéria natural = 1,5% 20 % de matéria seca (100- 80% umidade) Fibra bruta na matéria seca = x 100% de matéria seca X= 7,5% de FB na matéria secaED (kcal/g) = (EB x % DE/100) ED (kcal/g) = (1,005 x 81,3/100) = 0,817 kcal/g ou 817 kcal/kg EM (kcal/g) = ED- (0,77 x g proteína) EM (kcal/g) = 0,817- (0,77 x 0,08)= 0,817- 0,0616 = 0,755 kcal/g ou 755 kcal/kg Conforme pôde ser observado, tanto para a ração úmida quanto para a seca, a equação de Atwater modificado subestimou a energia metabolizável e a de Atwater levemente superestimou em relação à nova adotada pelo NRC 2006. Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 57 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados aos seus respectivos autores Densidade energética Como o consumo do animal é baseado nas suas necessidades de energia é preciso que todos os outros nutrientes estejam contidos naquela porção de alimento que o cão ou o gato irá ingerir. Define-se como densidade energética a quantidade de calorias que um determinado alimento possui por unidade de peso, normalmente por quilo. Se a densidade energética é demasiadamente baixa, a ingestão pode ser limitada pelo trato gastrointestinal, causando uma deficiência energética. Além disso, se os nutrientes não estão balanceados com a energia, um consumo insuficiente de proteína, lipídeos, vitaminas, minerais e demais nutrientes vai acontecer. Os teores de nutrientes descritos no guia da Association of American Feed Countrol Officials de 2007 (uma organização composta por membros especialistas de toda América do Norte que tem como objetivo esclarecer e uniformizar as regras federais e estaduais. As quais regem a indústria de alimentos para animais naquela região) prevêem uma densidade energética de 3500 e 4000 kcal EM/kg na matéria seca de dieta para cães e gatos, respectivamente. Muitos alimentos terão estas concentrações energéticas e nesse caso não é necessário fazer a correção para a energia. No entanto, algumas rações possuem os valores consideravelmente maiores de calorias. Nestes casos, os animais precisarão consumir menos para atender as suas necessidades e os outros nutrientes devem então ser ajustados, aumentando proporcionalmente, para que os animais recebam toda a quantidade diária dos demais nutrientes em concentrações menores de alimento. Inversamente, assume-se que alimentos que contenham concentrações menores do que as definidas neste padrão não precisam de correção, pois o animal poderá consumir uma maior quantidade de alimento e dessa forma suprir as suas necessidades de nutrientes (quadro 10). Mas, é importante ressaltar que alimentos com baixa densidade energética não devem ser recomendados para fases de crescimento e reprodução em que as necessidades de energia e nutrientes são maiores. Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 58 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados aos seus respectivos autores Quadro 10- Correção do teor de proteína da dieta para o conteúdo energético do alimento Exemplos: Para todos os casos, consideramos um cão com necessidade energética diária de 1000 kcal/dia (aprenderemos como calcular a necessidade energética no módulo 3). Para determinar quanto um animal deve consumir de ração por dia, devemos dividir a sua necessidade energética diária pela quantidade de energia presente no alimento. Abaixo, colocaremos exemplos de dietas contendo concentrações maiores e menores do que os 3500 sob os quais as exigências de demais nutrientes são fornecidas para os cães. A AAFCO (2007) determina que a exigência mínima de proteína é de 22% na matéria seca de dieta contendo 3500 kcal para animais em crescimento. Os exemplos abaixo consideram rações contendo essa densidade energética, além de densidades maiores e menores: 1º exemplo: 1000/3500 = 286 g do alimento x 22% = 62,9 proteína 2º exemplo: 1000/4200= 238 g do alimento x 22% = 52,46 g proteína 3º exemplo: 1000/3000= 333 g do alimento x 22% =73,3 g de proteína Pelo observado, vemos que quando a concentração energética é maior, a quantidade de alimento que o animal comerá é menor. Se a dieta contiver os mesmos 22% de proteína na matéria seca, o cão não irá ingerir o mínimo de proteína recomendado pela associação. Neste caso, é necessário corrigi-la: 22----- 3500 x ----- 4200 x = 26,5% . Neste caso a ração deve conter no mínimo 26,5% de proteína, para que o animal consuma os 62,9 g (consumirá 63,07%). Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com) 59 Este material deve ser utilizado apenas como parâmetro de estudo deste Programa. Os créditos deste conteúdo são dados aos seus respectivos autores Excesso e deficiência energética O excesso de energia pode levar ao acúmulo de gordura que em grandes concentrações culmina com a obesidade. Quando este acúmulo ocorre precocemente pode levar à hiperplasia de células adipócitas, ou seja, o seu aumento em número, o que predispõe a ocorrência de sobrepeso e obesidade em fases posteriores. Além disso, em cães de raças grandes e gigantes pode levar à aceleração da taxa de crescimento o que induz ao aparecimento de doenças do esqueleto como osteocondroses, osteocondrites e displasias. Essa situação tem sido bastante freqüente nos últimos anos, já que proprietários preocupados em nutrir os seus animais adequadamente acabam fornecendo dietas à vontade, sem limitação de quantidade, o que predispõe a um excesso no aporte energético. Em relação à deficiência, os sinais são freqüentemente não específicos, e o diagnóstico pode ser complicado pela deficiência simultânea de vários nutrientes. O sinal mais fidedigno e visível de uma deficiência de energia é a perda generalizada de peso. Sob condições de parcial ou completa privação alimentar, a maioria dos órgãos internos sofre alguma atrofia. A perda de gordura subcutânea, mesentérica, perirenal, uterina, testicular e retroperitonial são os primeiros sinais. O baixo conteúdo de gordura na medula dos ossos longos é um bom indicador de inanição prolongada. O tamanho do cérebro é menos afetado, mas o tamanho das gônadas pode ser grandemente diminuído. Hipoplasia dos linfonodos, baço e timo levam a uma redução considerável no seu tamanho. As glândulas adrenais normalmente estão aumentadas. O esqueleto dos animais jovens é extremamente sensível à deficiência de energia, e o crescimento pode ser diminuído ou completamente parado. No animal adulto, pode haver osteoporose. A lactação e a habilidade para o trabalho são prejudicadas. Como as proteínas musculares são catabolizadas para energia, a perda de nitrogênio endógeno aumenta. O parasitismo e infecções bacterianas ocorrem freqüentemente sob essas condições e podem se sobrepor aos outros sinais clínicos. Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
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