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Carboidratos na nutrição animal FACULDADE DE TECNOLOGIA E CIÊNCIA CURSO DE MEDICINA VETERINÁRIA DISCIPLINA: NUTRIÇÂO ANIMAL Geógenes da Silva Gonçalves b) DISSACARÍDEOS: sacarose (gli+fru), maltose (gli+gli), lactose (gli+gal), celobiose (gli+gli 1,4) c) OLIGOSSACARÍDEOS: de 3 a 6 unidades de monossacarídeos. Ex.. Dextrina, maltotriose. d) POLISSACARÍDEOS: mais de 6 moléculas de monossacarídeos. Ex. amido, amilopectina, amilose, celulose, glicogênio. CLASSIFICAÇÃO BIOQUÍMICA (HARPER et al., 1982) CLASSIFICAÇÃO BIOQUÍMICA (HARPER et al., 1982) 2. CARBOIDRATOS INSOLÚVEIS: São as “fibras” Compostas por: Celulose, Hemicelulose, (Pectinas), e Lignina a) AÇÃO DA SALIVA: -Amilase salivar. b) AÇÃO ÁCIDA DO ESTÔMAGO: Provoca alguma degradação na estrutura dos polissacarídeos. c) AÇÃO DAS ENZIMAS PANCREÁTICAS: amilase, enzima desramificadora e dextrinase - Redução do tamanho das moléculas, havendo a produção de oligo, di e monossacarídeos. d) AÇÃO DAS ENZIMAS DE MEMBRANA: Dissacaridases – Quebram os dissacarídeos em monossacarídeos livres para absorção. DIGESTÃO: O metabolismo dos carboidratos é essencialmente voltado para a produção de energia. DEGRADAÇÃO DA GLICOSE: 1. GLICÓLISE: Glicose » Piruvato 2. GLICOGENÓLISE: Glicogênio » Glicose Jejum ou estresse Manter glicemia sanguínea normal METABOLISMO: A IMPORTÂNCIA DA FIBRA DIETÉTICA: A fibra se constitui basicamente de componentes da parede celular resistentes às enzimas secretadas pelos animais (Calvert, 1991). A fibra da ração compreende a fração de carboidratos que praticamente não é aproveitada pelos monogástricos. A determinação da fibra é feita de duas formas básicas: Para monogástricos Fibra Bruta Para ruminantes e outros herbívoros: “Frações fibrosas”: Fibra em Detergente Neutro Fibra em Detergente Ácido INTRODUÇÃO • INTRODUÇÃO – Anatomofisiologia das espécies – Classificação e características dos carboidratos • DIGESTÃO DE CARBOIDRATOS EM RUMINANTES – Fermentação ruminal • DIGESTÃO DE CARBOIDRATOS EM MONOGÁSTRICOS – Enzimas e Fases da digestão – Digestão de polissacarídeos em aves • ABSORÇÃO DE CARBOIRATOS CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS MONOSSACARÍDEOS Trioses (C3H6O3) Gliceraldeído, Diidroxicetona Tetroses (C4H8O4) Eritrose, Eritrulose Pentoses (C5H10O5) Ribose, Ribulose, Xilose, Arabinose Hexoses (C6H12O6) Glicose, Frutose, Galactose, Manose Heptoses (C7H14O7) Sedoeptulose OLIGOSSACARÍDEOS Dissacarídeos Sacarose, Lactose, Maltose, Trealose, Celobiose Trissacarídeos Rafinose Tetrassacarídeos Estaquiose NÃO AÇÚCARES HOMOPOLISSACARÍDEOS Pentosanas Arabanas (Arabinanas) Hexosanas Xilanas Glicanas Amido, Glicogênio, Celulose, Dextrinas Frutanas Inulina, Levana, Mananas Galacturanas Ácido péctico Glicosaminas Chitina HETEROPOLISSACARÍDEOS Hemicelulose Gomas, mucilagens Substâncias pécticas Sulfopolissacárides Aminopolissacárides Ácido hialurônico, Condroitina, Heparina DISSACARÍDEO COMPOSIÇÃO FONTE Maltose Glicose + Glicose Cereais, massas e pães Sacarose Glicose + Frutose Cana-de-açucar Lactose Glicose + Galactose Leite PRINCIPAIS DISSACARÍDEOS alpha () beta () a) Glicose Formas isoméricas da glicose O OO O OO Celulose (β14) Amido (α 14) Principais polímeros Proteínas Açúcares Gordura Amido Parede celular primária + Parede celular secundária •Celulose •Hemicelulose •Lignina CÉLULA VEGETAL CELULOSE Polímero linear de glicose ligadas por (14) Unidade básica: celobiose Componete da parede celular vegetal (20 a 40% MS) Aumenta com idade da planta Incrustada com lignina Aproveitamento variável Celulose CARBOIDRATOS Fonte: Nussio, 2004 Proteinas Carboidratos soluveis Vitaminas Proteinas Carboidratos soluveis Vitaminas Planta nova Planta velha Lignina, Hemicelulose, Celulose MATURAÇÃO DA PAREDE CELULAR DAS FORRAGEIRAS GRAMÍNEA NOVA GRAMÍNEA VELHA Parede celular Conteúdo celular ALTA FDN = alta INGESTÃO ALTA FDN = alta ENERGIA ALTA FDA = baixa INGESTÃO ALTA FDA = baixa ENERGIA COMPOSIÇÃO* MS PB EE FDN FDA LIG. SIL. CIN. Ca P NDT ELl IDADE (DIAS) (%) (% na MS) Mcal/kg 30 24,85 13,85 5,61 76,13 42,54 13,78 2,08 8,32 2,18 0,96 55,77 1,20 60 29,70 7,80 4,13 80,86 46,80 9,08 2,14 6,75 2,29 0,83 52,44 1,08 90 35,44 7,53 2,43 84,39 55,93 11,41 2,80 5,35 2,47 0,72 45,33 0,83 120 35,12 6,41 1,75 86,16 48,13 16,01 2,83 5,39 2,57 0,80 51,41 1,04 150 36,91 5,45 1,93 85,14 51,46 12,65 2,39 5,36 2,55 0,68 48,82 0,95 180 36,00 5,47 2,56 86,86 56,50 12,63 5,20 5,61 2,78 0,79 44,89 0,81 210 34,09 4,94 3,44 86,21 52,93 14,64 3,85 5,71 2,72 0,24 47,67 0,91 240 33,01 5,49 4,00 85,73 60,68 16,82 1,85 5,24 2,55 0,23 41,63 0,70 270 35,86 5,00 4,40 86,11 55,99 13,59 3,70 6,23 2,52 0,22 45,29 0,82 300 36,53 4,08 5,06 88,35 57,99 13,61 4,54 5,61 2,62 0,21 43,73 0,77 330 34,69 4,54 5,41 87,99 56,31 11,57 4,12 5,62 2,41 0,25 45,04 0,82 360 30,60 5,39 6,12 86,63 59,63 11,81 3,70 5,49 2,24 0,24 42,46 0,72 Media 33,57 6,33 3,75 85,04 53,74 13,13 3,27 5,89 2,49 0,49 47,04 0,88 COMPOSIÇÃO BROMATOLÓGICA DO CAPIM COLONIÃO AÇUCARES Monossacarídeos Trioses C3 H6 O3 Tet ros es C4 H8 O4 Pentoses C5 H10 O5 Gliceraldeído Diidroxiacetona Eri trose Eritrulose Sedoeptulose Ribulose Ribose Xilose Xilulose Arabinose Hexos es C7H14O7Heptoses C6H12O6 Glicose (Dextrose) Frutose (Levulose) Manose Glactose Estaquiose Oligossacarídeos Dissacarídeos Sacaros e Lactose Maltose Trealose Celobiose Trissacarídeos Rafinose Tetrassacarídeos AÇUCARES Monossacarídeos Trioses C3 H6 O3 Tet ros es C4 H8 O4 Pentoses C5 H10 O5 Gliceraldeído Diidroxiacetona Eri trose Eritrulose Sedoeptulose Ribulose Ribose Xilose Xilulose Arabinose Hexos es C7H14O7Heptoses C6H12O6 Glicose (Dextrose) Frutose (Levulose) Manose Glactose Estaquiose Oligossacarídeos Dissacarídeos Sacaros e Lactose Maltose Trealose Celobiose Trissacarídeos Rafinose Tetrassacarídeos NÃO AÇÚCARES Homopolissacarídeos Pentosanas Hexosanas Arabanas (Arabinanas) Xilanas Glicanas Amido Glicogênio Celulose Dextrinas Frutanas Inulina Levana Mananas Galacturanas Ác. Péctico Glicosaminas Chit ina Heparina Heteropolissacarídeos Hemicelulose Gomas, mucilagens Substâncias pécticas Sulfopolissacarídeos Amilopolissacarídeos Ácido Hialurônico Condroitina NÃO AÇÚCARES Homopolissacarídeos Pentosanas Hexosanas Arabanas (Arabinanas) Xilanas Glicanas Amido Glicogênio Celulose Dextrinas Frutanas Inulina Levana Mananas Galacturanas Ác. Péctico Glicosaminas Chit ina Heparina Heteropolissacarídeos Hemicelulose Gomas, mucilagens Substâncias pécticas Sulfopolissacarídeos Amilopolissacarídeos Ácido Hialurônico Condroitina CARBOIDRATOS NA FISIOLOGIA E DIGESTÃO ANIMAL (RUMINANTES) • Interação – Animal – MO – Dieta – Fisiologia • Extracelular – Aderência - Enzimas – Monossacarídeos • Bactérias – ATP X AGV Ronaldo Lopes Oliveira CARBOIDRATOS • Relação volumoso:concentrado X AGV Proporção (%) Relação volumoso:concentrado Acetato Propionato Butirato 100:00 71,4 16,0 7,9 75:25 68,2 18,1 8,0 50:50 65,3 18,4 10,4 40:60 59,8 25,9 10,2 20:80 53,6 30,6 10,7 Ronaldo Lopes Oliveira Utilização dosÁcidos Graxos VoláteisCorrelação acetato x Gordura do leite Saliva x Fibra Fonte: CPAQ (1987) Alimento Produção de saliva (Litro saliva/kg de alimento ingerido) Concentrado 1,30 Milho floculado 1,37 Pasto tenro 1,53 Pasto maduro 3,30 Feno 5,02 Tamponantes para Bovinos Regime alimentar Tipo de (%) Tampão da MS Bicarbonato de Na Óxido de Mg Óxido de Ca Rico grãos, podre fibra 0,6 – 0,8 0,2 – 0,4 0,0 Silagem de milho c/ partículas finas 0,6 – 08 0,2 – 0,4 1,0 – 2,0 Silagem de gramínea 0,4 – 0,6 0,0 0,0 Dieta rica em amido 0,6 – 1,0 0,2 – 0,4 1,0 – 2,0 Feno longo 0,0 0,0 0,0 Fonte: CPAQ (1987) Ronaldo Lopes Oliveira CONSUMO REGULADO PELA FIBRA (Mertens, 1993) 0 1 2 3 4 5 0 20 40 60 80 100 Teor de FDN na dieta (% MS) C on su m o de M S (% PV /d ia ) Limitação por enchimento Limitação pela energia FDN ótimo Máximo consumo DIGESTÃO DE CARBOIDRATOS AulaMONOGÁSTRICOS) • Polissacarídeos – α-amilase – α-1,4 X β-1,4 • Enzimas Fonte: Vieira, 2004 Principais polissacarídeos a) Amido Energia de reserva das plantas Encontrado nos grãos, tubérculos e frutas Fonte de glicose Podem ser fracionados 1. Amilose 2. Amilopectina 1. Amilose a. 25-30% do amido está nesta forma b. Solúvel em H2O quente c. Cadeia de -D-glicose em ligações -1,4 d. Hidrolizado pela amilase Parte da molécula de amilose mostrando ligações 1,4Maltose 2. Amilopectina 70 - 75% do amido Insolúvel em H2O Cadeia de -D-glicose em ligações -1,4 e - 1,6 Ambas podem ser digeridas por enzimas produzidas pelos animais G - G - G - G - G - G - G - G - G - G - G G - G - G - G - G - G - G - G - G - G - G 1,6 1,4 Amilopectina Amilose Parte da molécula de amilose mostrando ligações 1,4 Enzimas que atuam quebrando o amido: -amilase (saliva) amilose em maltose; -amilase (ID) ataca a amilose e a cadeia linear da amilopectina em resíduos pequenos a maltose restante é atacada pela -glucosidase; -glucosidase ou maltase (ID) maltose e maltoriose em glicose; Glicogênio A. “Amido animal” B. Similar a amilopectina C. Encontrado no fígado e músculo D. Solúvel em H2O E. Considerado fonte de energia apenas no intervalo entre duas refeições. ALIMENTOS E ALIMENTAÇÃO • Mucosa Duodenal (hidrolise final de CHO) •Lactose Glicose + Galactose •Sacarose Glicose + Frutose •Maltose Glicose + Glicose •Isomaltose Glicose + Glicose Lactase Sacarase Maltase Isomaltase Absorção de Carboidratos Maltose Glicose Sódio Absorção de Carboidratos Maltose Glicose Sódio Absorção de Carboidratos Maltose Glicose Sódio Absorção de Carboidratos Maltose Glicose Sódio Absorção de Carboidratos Maltose Glicose Sódio Absorção de Carboidratos Maltose Glicose Sódio Absorção de Carboidratos Maltose Glicose Sódio Absorção de Carboidratos Maltose Glicose Sódio Absorção de Carboidratos Maltose Glicose Sódio Absorção de Carboidratos Maltose Glicose Sódio Amido -amilase -Destrinas Maltotriose Maltose destrinase Membrana da borda em escova Sacarose Lactose 3. Fase de liberação Veia porta Citoplasma 2. Fase mucosa Superfície da borda em escova 1. Fase pancreática Lúmen intestinal maltase sacarase lactase Glicose Glicose Frutose Glicose Galactose 12. Digestão de carboidratos no intestino Celulose Polímero linear de glicose ligadas por (14) Unidade básica: celobiose Componete da parede celular vegetal (20 a 40% MS) Aumenta com idade da planta Incrustada com lignina Aproveitamento variável Celulose Hemicelulose Heteropolissacarídeo com identidade própria Composição glicose, manose, xilose, arabinose e galactose Composto predominante glicose unidas por (1,4) ramificações terminais de xilose unidas por (1,6) Componete da parede celular vegetal 1 2 a 20% da MS de forragens Hidrólise: hexose, pentose e ácido urônico Utilizada de forma parcial pelos herbívoros Pectina Polissacarídeo rico em Ácido galacturônico, com vínculo (1,4) Intercalado com ramnose ligadas por (1,2) Componete da parede celular vegetal Predominate na lamela média Agente cimentante Carboidrato estrutural Solúvel em dertergente neutro Lignina Não é propriamente um carboidrato Polímero complexo de fenil propanóide Está associado com os CHO’s das plantas Indigestível pelos animais e MO Aumenta com a idade da planta Precursores da lignina Lignina Limitação da digestibilidade Efeito tóxico aos MO fibrolíticos (>1 mM) Redução da ação das enzimas microbianas por Hidrofobicidade Impedimento físico de acesso das enzimas Carboidratos na nutrição animal FACULDADE DE TECNOLOGIA E CIÊNCIA CURSO DE MEDICINA VETERINÁRIA DISCIPLINA: HISTOLOGIA VETERINÁRIA Geógenes da Silva Gonçalves