Aula 4 - Princípios da Nutrição Animal

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA –UFU
Instituto de Ciências Agrárias - ICIAG
Princípios da nutrição animal
Profa. Dra. Adriane Andrade
Melhoramento genético
Evolução na alimentação animal
Evolução na alimentação animal
Valor Nutritivo dos alimentos
“Valor” aqui se define como a capacidade de satisfazer necessidades; e o adjetivo “nutritivo” é empregado para lhe conferir qualidade: que nutre, que tem propriedades de nutrir, de prover substâncias nutritivas que sustentem o organismo.
Necessário para garantir o desempenho das funções produtivas e continuidade da vida.
Nutrição garante:
As atividades ou processos orgânicos que objetivam a manutenção dos animais (suas funções vitais e de integridade estrutural)
Os produtos derivados das funções zootécnicas (leite, carne, pele, etc.) e conservam parte da matéria ou energia contidas originalmente nas substâncias nutritivas providas pelo consumo de alimentos.
Valor nutritivo do alimento
O valor nutritivo do alimento é uma medida de sua capacidade em sustentar grupos de atividades metabólicas inerentes ao organismo animal.
Esse termo refere-se a uma atributo biológico e não químico ou físico, isto é, associa-se ao resultado alcançado pelos animais após consumirem certa quantidade de matéria alimentar.
Os nutrientes que a compõem são de natureza diversa: proteínas, carboidratos, gorduras, vitaminas e minerais.
Apresentação matemática de 
Valor nutritivo (VN)
Conforme se depreende da conceituação sobre a eficiência bruta ou total de utilização dos alimentos por Brody (1945) e por Kleiber (1975), a relação entre valor nutritivo (VN) e o desempenho biológico pode ser assim representada:
VN = G
 I
Em que, G representa a massa de produto animal (carne, leite, lã, etc) obtida pelo consumo alimentar (I) durante o tempo necessário à sua elaboração pelo organismo.
Em alguns nutrientes é possível especificar o VN pela quantidade de sua composição química.
VNnut = G X [NUT]p
 I X [NUT]A
Em que VN nut equivale ao valor nutritivo do nutriente em questão; Nutp corresponde à proporção do nutriente na massa de produto animal formado; e Nut a é a proporção do mesmo nutriente na matéria alimentar oferecida ao animal.
Esse conceito é utilizado no valor nutritivo de proteína, e eficiência de utilização de energia contida nos alimentos e dieta.
Conversão alimentar e eficiência alimentar
Conversão alimentar (CA): Capacidade do animal converter o alimento em uma unidade de produto animal, sendo:
CA = Consumo de alimento/ganho de peso
Eficiência alimentar(EA): Quantidade de produto animal obtida por quantidade unitária de alimento, sendo:
EA = (Ganho de peso/Consumo de alimento) x 10
Deficiência nutritiva e carência nutricional
Deficiência Nutritiva é a insuficiência de um nutriente essencial.
 Carência Nutricional: já é o quadro sintomático apresentado pelo animal como resultado da deficiência nutritiva.
Deficiência nutritiva ocorre, mas não pode ser transformada em carência nutricional.
OBS: eu posso fornecer alguns dia somente uma ração energética, sem inclusão de um alimento proteico. Mas não posso perpetuar esse fornecimento.
NRC – National Research Council 
Quantidade de cada nutriente, requerida por determinada espécie e categoria animal, para sua boa manutenção, produção e reprodução eficientes.
Temos NRC para as principais categorias: Nutrient Requirements of Beef Cattle (2000);
FDN
FDN efetivo = Fibra em detergente neutro efetivo
FDN (fibra em detergente neutro): a fibra em detergente neutro está relacionada com o consumo voluntário. Quanto menor a percentagem de fibra em detergente neutro maior o consumo voluntário. É constituído principalmente por proteínas, gorduras, carboidratos solúveis e pectina, bem como outros constituintes solúveis em água. A parte insolúvel em detergente neutro é constituída de celulose, hemicelulose e proteína lignificada.
FDA
FDA = Fibra em detergente ácido
FDA (fibra em detergente ácido) é a porção de menor digestibilidade da parede celular. É constituída basicamente de lignocelulose (lignina e celulose), sendo inversamente proporcional digestibilidade: quanto mais alta a percentagem de fibra em detergente ácida mais baixa a digestibilidade do material.
Seus valores são de 58 e 32% para FDN e FDA respectivamente.
FIBRA
A fibra é um dos nutrientes que não faz parte dos seis básicos (carboidratos, proteínas, minerais, vitaminas e água), MAS É FUNDAMENTAL PARA O FUNCIONAMENTO DO RÚMEN.
É caracterizada nutricionalmente como carboidratos que não são digeridos por enzimas de mamíferos.
FIBRA
A fibra está localizada principalmente na parede celular das plantas, protegendo o conteúdo celular e dá sustentação às estruturas da planta.
FB = Fibra bruta pouco usada ultimamente
FDN e FDA
Fibra solúvel em detergente neutro (FSDN)
Através destas análises podem ser calculadas a digestibilidade e o consumo de uma forragem
Carboidratos na Planta
Conteúdo Celular
Parede Celular
Ácidos orgânicos
Açucares
Amido
Pectina βGlucana
Frutosanas
FIBRA SOLUVEL EM DETERGENTE NEUTRO
Hemi
celulose
Celulose
FDA
FDN
Lignina
Carbohidratos soluvel em detergente neutro
Hall, 2001 – Figura carboidratos nas plantas forrageiras
NDT
NDT = Nutrientes digestíveis totais
1 caloria (cal) = 4.184 Joules (J)
1 megacaloria (Mcal) = 1.000.000 cal
1 kg NDT = 4.4 Mcal ED
Ou seja,
ED = NDT X 0,04409
NDT medida ligada a ENERGIA
O animal precisa de energia para manter a sua homotermia, processos vitais do corpo, além das atividades físicas, incluindo aquelas associadas com a alimentação.
A nível de mantença, a exigência energética necessária para o metabolismo do jejum deve ser mantida e a perda ou ganho energético do tecido corporal deve ser nulo. O animal ainda precisa de energia para atender as exigências de crescimento, engorda, gestação e lactação.
Energia
A energia pode ser expressa em diversas formas, como energia Bruta (EB), também chamada de calor de combustão de uma substância. É representada pelo calor de sua queima até produzir CO2 e H2O e outros gases. É medida em um aparelho chamado calorímetro ou bomba calorimétrica.
Fracionamento da ENERGIA
 A energia é fracionada:
Temos a energia digestível (ED) é a energia bruta do alimento menos a energia perdida nas fezes através da excreção dos produtos não digeridos.
Energia metabolizável (EM) é calculada pela diferença entre a energia digestível e a energia perdida através de gases combustíveis, como o metano formado no rúmen e intestinos pelas fermentações e a energia perdida na urina (ureia e acido urico).
 EM = EB – perdas ocorridas por fezes, gases e urina
ENERGIA
A energia metabolizável segue duas vias principais:
1- parte é perdida nos trabalhos de digestão e absorção de alimentos
2- Parte vai construir a energia Liquida (EL), que é usada pelo organismo para diferentes fins:manutenção, crescimento, produção de leite, gordura ou trabalho. Sendo assim, tem-se energia líquida para manutenção (ELm), energia líquida para ganho (ELg) e energia líquida para lactação (Ell)
ENERGIA
ED = NDT X 0,04409
EM = 0,82 X ED
Exemplo de Elm e Elg =
ELm = 1,37 X EM – 0,138 X EM2 + 0,0105 EM3 – 1,12
ELg = 1,42 X EM – 0,174 X EM2 + 0,0122 EM3 – 1,65
NDT
NDT = % PD + %ENND + %FD + (%EED x 2,25)
O NDT é fruto da soma dos teores de proteínas digestíveis (PD), extrato não nitrogenado digestíveis (ENND), fibra digestível (FD), extrato etéreo digestível (EED), sendo este multiplicado pelo fator 2,25.
NDT de acordo com o NRC (2001)
Atualmente o NRC tem utilizado fórmulas mais complexas para estimar a quantidade de energia para os alimentos mais comuns.
NDT = CNFvd + PBvd = (Agvd x 2,25) + FDNvd – 7
Onde: CNFvd (Carboidratos não fibrosos verdadeiramente digestíveis) = 0,98 x [100 – FDN – PIND) –PB – EE – Cinzas] X PAF
PAF = fator de ajuste que corrige o valor energético dos alimentos,
conforme processamento mecânico ou térmico.
PBvd (forragem) = proteína verdadeiramente digestível = PB– 1,2 PIDA/PB
PBvd (concentrado) = PB x [1 – (0.4 x PIDA/PB)
AGvd = ácidos graxos verdadeiramente digestíveis (se EE = 1, Ag = 0)
FDN vd = 0,75 X (FDN – PIDN – LDA) x {1 – [LDA/(FDN-PIDN)] 0,667}
PIDN = Proteina indigestível em detergente neutro
PIDA = Proteina indigestível em detergente ácido
LDA = lignina em detergente neutro
Partição de energia na nutrição
 Energia Emetabolizavel Energia liquida
 digestível (50 a 60%) perda por calor (A)
 (65 a 70%) 
EB Energia perdida urina
 Energia perdida (3 a 4%)
 nas fezes
 (30 a 35%) Energia perdida como gases
 (6 a 10%)
A = refere-se à energia perdida devido ao trabalho de digestão
Energia líquida
Energia para mantença (75%)
 a. Metabolismo basal
 b. Atividade voluntária
 c. Manter a temperatura corporal dentro da normalidade
(2) Energia para produção (25%)
 a. Formação do feto e anexos
 b. Sêmen nos machos
 c. Crescimento
 d. Produção de leite
 e. Produção de carne
Os percentuais citados são exemplos do que pode ocorrer, não é aplicável a todas as condições. Muitos fatores estão relacionados e podem afetar.
Proteínas
Proteína Bruta (PB) e a PDR (Proteínas digestíveis no rúmen) e PNDR (proteínas não digestíveis no rúmen).
A exigência de proteína dos ruminantes, durante muito tempo, foi expressa em termos de proteína bruta (PB) e proteína bruta digestível (PD).
Porém observou-se que havia um grande impacto da fração dos compostos nitrogenados não proteicos (CNNP), presente nas rações. E que a resposta obtida com vários níveis de PD variava com a fonte de proteína, além de outros fatores, especialmente o suprimento de energia.
Proteínas
O ARC (1980) enfatizou a necessidade de se considerar a exigência de N da população microbiana para uma adequada fermentação e a exigência de N na forma de aminoácidos do animal hospedeiro, sendo esta calculada como exigência líquida pelo método fatorial.
O NRC (1984) expressava os requerimentos de proteínas em termos de proteína bruta (PB). Em 1985, o subcomitê preferiu adotar como proteína absorvida (PA), e desde 1989 ficou como sinônimo de Proteína metabolizavel (PM), que é definida como proteína verdadeira absorvida pelo intestino, composta por proteina microbiana e proteina ingerida não degradada no rúmen (PNDR)
Proteínas
Em termos de ruminantes, a proteína bruta microbiana (PBM) pode suprir 50% do essencial de PM requerida pelo bovino de corte, dependendo da PNDR contida na dieta.
Modelo UFV e outros
http://cqbal.agropecuaria.ws/webcqbal/index.php
AFRC (1993) - Inglaterra
CSIRO (1990) – Austrália
INRA (1989) - França
Trabalhos nacionais – UFV e outros
Frações: Composição doa alimentos
Energia
Conceito de partição de carboidratos
Proteína
Coeficiente de digestão e NDT
Coeficiente de digestão (%) = ((quantidade consumida – quantidade excretada nas fezes) / quantidade ingerida) x 100
Nutrientes digestíveis totais (NDT) = PBD + CFD + CNFD + EED (2,25)
Capacidade ingestão das diferentes espécies 
10 kg de Matéria Seca
ou
40 kg de pastagem
6 kg de Matéria Seca
ou
25 kg de pastagem
2 kg de Matéria Seca
ou
8 kg de pastagem
Matéria Seca ou Massa Seca
BIOMOLÉCULAS
ÁGUA – H O H
PROTEÍNAS – AMINOÁCIDOS – C O H N
LIPÍDIOS – ÁCIDOS GRAXOS – C O H 
CARBOIDRATOS – GLICOSE – C O H 
VITAMINAS – C O H N
MINERAIS - INORGÂNICOS 
46
ÁGUA
O funcionamento do organismo animal se faz às custas de perdas ininterruptas de água que devem ser repostas constantemente através da água de bebida.
No animal a água intracelular representa mais de 50% do peso vivo, e o conteúdo extracelular 20%. 
ÁGUA
Transporte de nutrientes para os diferentes tecidos
Controle da temperatura dos tecidos – órgãos - organismo
Participa de processos metabólicos celulares
80%
70%
12 %
Manutenção do equilíbrio ácido-base
42 %
ÁGUA
Água de bebida
Consumo de matéria seca (energia/proteína).
Temperatura/umidade ambiente.
Condição fisiológica.
Água metabólica
C51 H97 O6 + 72,5 O2 = 51 CO2 + 49 H2O + Energia
(tripalmitilglicerol) (água metabólica)
C6H12O6 + 6 O2 + 36 ADP = 36 ATP + 6 CO2 + 6 H2O
(glicose) (água metabólica)
Água dos Alimentos
Água – efeito da temperatura ambiente
Temp(ºC)
4,4
10
15,6
21,1
26,7
32,2
37,8
Cons. (l.)
15,5
16,3
17,8
20,1
25,4
33,7
40,9
Efeito da temp. ambiente (ºC) sobre o consumo de água (litros/100 poedeiras)
50
ÁGUA - temperatura da água
Temperatura da água (ºC)
Ganho de Peso (g)
Consumo de água (ml/dia)
Temperatura corporal (ºC)
22,7
55,4
364
42,8
31,1
50,3
359
43,1
42,2
47,0
304
43,3
- Efeito da temperatura da água sobre o ganho de peso, consumo de água e temperatura corporal de frangos de corte mantidos em estresse calórico 
51
Água – Consumo médio
Espécie Consumo per capita (L/animal dia)
Bovino				50,0
Equino				50,0
Suíno				12,5
Ovino				10,0
Aves					0,36
Telles e Domingues (2006)
PROTEÍNAS
AMINOÁCIDOS
ANIMAL
VEGETAL
polipeptídeos
ELEMENTO
PORCENTAGEM
Nitrogênio
15,5 a 18,0 (média 16,0)
Carbono
51,0 a 55,0
Hidrogênio
6,5 a 7,3
Oxigênio
21,5 a 23,5
Enxofre
0,5 a 2,0
Fósforo
0,0 a 1,5
COMPOSIÇÃO ELEMENTAR MÉDIA DAS PROTEÍNAS
PROTEÍNAS
AMINOÁCIDOS
Aromáticos: fenilalanina, tirosina, triptofano
Básicos: lisina, histidina, arginina.
Ácidos: Ac. Glutâmico, Ac. Aspártico
Ramificados: isoleucina, leucina, valina
Sulfurados: metionina, cisteína, cistina
Outros : treonina, serina, asparagina, glutamina, glicina, alanina, prolina.
Ligação peptídica = formação de peptídeos
Proteínas = Polipeptídeos
Terminal Amino
Terminal carboxilico
Ligação peptídica
PROTEÍNAS
 Estrutural (colágeno, elastina, queratina, fibroina, etc.);
Contração e movimentação (actina e miosina, tubulina, etc.);
FUNÇÕES
Fonte de nutrientes e de reserva (ovoalbumina, caseína, etc…) 
Transporte (hemoglobina, lipoproteínas, etc.)
Enzimática (amilase, pepsina, lipase, etc.)
hormonais (insulina, ocitocina, hormônio paratireóideo, etc.)
Defesa (imunoglobulinas ou anticorpos, fibrogênio, trombina, etc.)
AMINOÁCIDOS
ESSENCIAIS – devem estar presentes na dieta.
NÃO-ESSENCIAIS – podem ser produzidos pelo próprio metabolismo do animal a partir de outros aminoácidos absorvidos.
ESSENCIAIS
NÃO ESSENCIAIS
LEITÕES/AVES
SUINOS/AVES
PINTOS
Lisina
Lisina
Lisina
Glicina *
Metionina
Metionina
Metionina
Cistina**
Triptofano
Triptofano
Triptofano
Alanina
Valina
Valina
Valina
Ácido Aspartico
Histidina
Histidina
Histidina
Ácido Glutâmico
Fenilalanina
Fenilalanina
Fenilalanina
Tirosina***
Leucina
Leucina
Leucina
Serina
Isoleucina
Isoleucina
Isoleucina
Prolina
Treonina
Treonina
Treonina
OH-prolina
Arginina
-
Glicina ou
Asparagina
Serina
Glutamina
Prolina
AMINOÁCIDOS
AMINOÁCIDOS LIMITANTES	
Os aminoácidos limitantes referem-se àqueles que estão presentes na dieta em uma concentração menor do que a exigida para o máximo crescimento.
Os aminoácidos mais limitantes para suínos/aves em rações a base de milho e farelo de soja são: 
Aminoácidos
Aves
Suínos
1o. Limitante
Metionina
Lisina
2o.Limitante
Lisina
Metionina
3o. Limitante
Treonina
Triptofano
Treonina Triptofano
 BIOMOLÉCULAS
ÁGUA
PROTEÍNAS
CARBOIDRATOS
LIPÍDIOS
MINERAIS
VITAMINAS
Composição de alimentos 
(volumosos e concentrados) 
Alimentos Volumosos
% Proteína Bruta
% NDT (Energia)
Brachiaria Brizantha
7%
51
Mombaça
9%
54
Silagem de Milho
8%
63
Alimentos concentrados
% Proteína Bruta
% NDT (Energia)
Farelode soja comum
45%
76%
Farelo
de algodão
28%
67%
Milho Grão
9%
81%
TrigoFarelo
16%
63%
Nutriente
Funções
Fontes
Proteína
-constituição, manutenção e renovação dos tecidos;
-formação de enzimas, secreções; hormônios e anticorpos;
Carnes, peixes, ovos, leite e derivados.
Carboidratos 
- fonte primária de energia;
Cereais, leguminosas, raízes e açúcares.
Lipídeos
-estrutural (constituinte membranas) e sustentação de órgãos;
-fornecimento de energia;
-participação na síntese de hormônios;
-conferem sabor e saciedade;
Óleos e azeites, oleaginosas, margarina, creme de leite, banha, toucinho, bacon.
Fibras
- aumento do volume fecal;
- assegura absorção mais lenta;
- redução da glicemia e colesterol;
Cereais integrais, verduras, legumes, frutas.
Vitaminas 
-regulam o crescimento e metabolismo;
- fixam Ca e P nos ossos;
- colaboram na formação dos tecidos e na defesa;
Frutas, legumes, verduras, óleos vegetais.
Minerais
- formação dos tecidos;
- atuam no funcionamento das glândulas e músculos;
- participam na regulação do organismo, digestão e absorção dos alimentos;
Todos os alimentos de origem vegetal e animal.