Análise dos Alimentos - Nutrição Animal

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Introdução a Nutrição Animal
Nutrição: soma de processos pelo qual o animal apodera-se e utiliza de substâncias do alimento.
· envolve várias atividades químicas e fisiológicas que transformam elementos contidos no alimento em elementos do corpo.
· interpreta a relação do alimento com o organismo vivo funcional.
Quais questões precisamos ter em mente na nutrição?
· destino do alimento: entender o papel de cada um dos elementos do alimento dentro da dieta, como suprir a demanda de energia, carboidratos e lipídeos.
· quais nutrientes o corpo do animal precisa para seu funcionamento.
· qual a função dos diferentes nutrientes no corpo.
· o que o animal consome dentro do seu comportamento alimentar.
É necessário:
· Entender os processos bioquímicos resultantes do consumo de nutrientes (glicólise, ciclo de krebs, glicogenólise e etc). O animal consome os alimentos de acordo com as reações bioquímicas que ocorrem em seu organismo.
· Compreender como ocorre o metabolismo dos nutrientes em nível tecidual.
· Compreender como os processos metabólicos ocasionam a alteração da produtividade animal.
· Entender a relação alimento x animal: o alimento de forma isolada é sempre diferente do alimento após ser consumido pelo animal.
· Conhecer a exigência nutricional ou demanda nutricional dos animais. Exigência nutricional é a exigência de cada nutriente ou entidade nutricional.
· Atender a demanda nutricional para diferentes categorias de animais: animais castrados, animais não castrados, raças distintas, idades distintas, machos fêmeas e etc.
· Atender a demanda nutricional de acordo com as expectativas de produção: cada meta de produtividade tem uma demanda nutricional distinta.
· Atender a demanda nutricional de forma precisa, otimizando o uso de recursos naturais e maximizando a transformação do alimento em produto animal.
O desempenho animal é produto da genética e de fatores ambientais (sanidade, manejo, nutrição e etc)
SEM O CONHECIMENTO BÁSICO DA NUTRIÇÃO, NÃO É POSSÍVEL OTIMIZAR O USO DE RECURSOS NATURAIS.
Alimento: veículo pelo qual o organismo apodera-se de nutrientes.
Nutrientes: compostos com funções biológicas que suprem a demanda do organismo por substrato para desempenho de funções vitais.
Alimentação: envolve práticas de escolha do alimento, fornecimento do alimento, forma de preparo.
· nem sempre um animal alimentado é um animal nutrido!
Nutrição: demanda um conhecimento da exigência nutricional do animal, visando atendê-la de acordo com as especificidades do animal e as necessidades de produção.
O alimento é subdividido em água e matéria seca, que corresponde a onde se encontram os nutrientes do alimento em questão, ou seja, quanto mais matéria seca presente no alimento, mais nutritivo o alimento é. Isso não significa que o alimento é melhor, porque o alimento deve variar de acordo com a necessidade do animal!
A matéria seca se subdivide em outros dois grandes grupos: a matéria orgânica (proteína, carboidratos, lipídeos e vitaminas) e matéria mineral (macrominerais e microminerais).
Nutrientes: representados por uma entidade química, utilizados no metabolismo celular, utilizados como substrato para reações celulares, sendo importantes para a manutenção das funções vitais do organismo.
ANÁLISE DOS ALIMENTOS
Precisamos conhecer o que o alimento tem a oferecer para o animal a fim de atender precisamente a demanda dos animais.
Por que devemos entender a análise dos alimentos?
· É necessário conhecer a composição da matéria-prima e do produto acabado, a fim de fabricar novos produtos que tenham em vista a composição nutricional dos alimentos ou até mesmo para conhecer o que é fornecido diretamente ao animal.
· Determinar o padrão de identidade e qualidade dos alimentos: a partir do momento que se tem esse conhecimento da composição nutricional do alimento podemos determinar o padrão de qualidade do mesmo.
·  Controlar e garantir a qualidade da matéria prima e/ou do produto: quem fabrica alimentos precisa conhecer os alimentos para produzir produtos de qualidade.
· Estabelecer a composição nutricional dos rótulos.
· Obter dados para o planejamento dietético: ter conhecimento do conteúdo nutricional de cada alimento fornecido ao animal para que seja possível formular uma dieta que atenda cada categoria animal.
· Segurança no consumo dos alimentos: conhecer alimentos que possuem níveis muito elevados de determinado nutriente, evitando prejuízos ocasionados por tal desconhecimento.
· Gerar banco de dados e validação de processo: o conhecimento dos alimentos permite com que os produtos sejam atualizados para a melhor formulação da alimentação animal.
· Desenvolver novos produtos e padrões de qualidade
· Conhecer os efeitos do processamento e da estocagem na qualidade do produto: a forma como o produto é estocado e processado pode interferir na qualidade do alimento, sendo necessário tomar conhecimento desses efeitos.
É necessária, portanto, para avaliar a qualidade dos alimentos e classificá-los de acordo com a sua composição nutricional do alimento.
A análise nutricional tem como objetivo predizer a capacidade produtiva de um alimento. Pode-se prever quanto de produto animal será gerado a partir daquele alimento.
· depende de como o alimento se comporta com o organismo do animal. O mesmo alimento pode gerar produtos diferentes numa mesma espécie animal.
Existem tabelas de composição do alimento que se baseiam em médias dos valores obtidos pela análise de alimentos de diversos locais. Fornece uma estimativa, mesmo que o seu alimento não seja avaliado.
· é apenas uma média, não é uma informação precisa. é recomendado avaliar os alimentos que você dispõe naquele momento para ter um valor mais apurado do alimento disposto na propriedade.
Método Wendee:análise aproximada dos conteúdos do alimento. Método aprimorado com o passar dos anos.
Divide o alimento em - Matéria Seca
 - Proteína Bruta
 - Extrato etéreo
 - Fibra Bruta
 - Extrativos não nitrogenados
 - Matéria mineral 
Baseado nesse conhecimento dos alimentos, somos capazes de agrupá-los em alimentos volumosos e concentrados.
Alimentos volumosos possuem alto conteúdo de fibra bruta (acima de 18%) e uma baixa quantidade de nutrientes em um alto volume, enquanto os alimentos concentrados possuem um alto conteúdo de nutrientes em uma menor massa.
 Volumosos Secos: fenos, palhas, cascas e etc.
 	
       d 
 Úmidos: pastagens, silagens, capineiras e etc.
 
Concentrados Energéticos: possuem menos de 20% de proteína bruta.
	     
 
         	 Proteicos: possuem mais de 20% de proteína bruta.
Física: método simples pouco preciso. Baseia em métodos simples como o odor, a coloração, umidade, relação haste-folha e etc. Não fornece dados suficientes para a formulação da dieta!
Análise do Alimento
Química: segunda etapa da análise do alimento, avalia os constituintes químicos do alimento. Divide o alimento em 6 componentes, de acordo com o método Wendee: teor de umidade/teor de matéria seca, cinzas, proteína bruta, fibra bruta, extrativo não nitrogenado e extrato etéreo.
Preparo das amostras:
· Amostragem: é necessário garantir que a amostra escolhida seja representativa para o todo, seguindo critérios técnicos.
· Adequação da amostra: a forma como o alimento se encontra para que o animal consuma não é compatível com a forma com a qual eles têm que ser apresentados para análise laboratorial.
· Análise da amostra: gera resultados que poderão ser extrapolados para o todo.
Os erros são inevitáveis independente do método, sendo necessário adotar critérios para que eles sejam minimizados. Quando maior o erro, maior a perda de representatividade!
AMOSTRAGEM
Animais a pasto:
· corte em vários pontos do pasto, visto que o animal consome em vários pontos distintos.
· observação da preferência do animal: onde o animal consome.
· obter partes da planta que sãopreferidas pelo animal: o animal não consome as raízes e partes muito próximas à raiz.
Silagens:
· amostragem de todo o perfil do silo.
· evitar amostras próximas à extremidades: há maior ação da umidade e essa área é mais sujeita a intempéries e contaminantes.
Grãos e farelos:
· uso de caladores (amostradores): durante o transporte, o material da região superior ou inferior vai sofrer segregação.
· realizar uma amostragem aleatória em locais diferentes.
· amostrar em áreas distantes das bordas do conteiner em virtude da contaminação.
Grãos e farelos ensacados:
· amostragem de um numeros representativo de sacarias.
· utilização de caladores manuais
· retirada da amostra sem abertura da sacaria.
ADEQUAÇÃO DA AMOSTRA:
A adequação da amostra é necessária para o envio ao laboratório.
· coletar pequenas amostras para análise sem que haja perda de representatividade.
· não se deve descartar uma parte da amostra, deve ser aleatório para não gerar vícios!
Preparo da amostra para análise - Pré-secagem
· a etapa de pré-secagem adequa a amostra para análise, sem que haja alteração da constituição do material.
· nem todos os alimentos demandam pré secagem, é demandada em alimentos com maior teor de umidade (acima de 15%).
· Amostras em que não haja alteração do material ou que seja mínima possível, pois pode causar uma alteração química e uma perda de nutrientes da amostra.
· é a redução do teor de umidade necessária para o processamento físico dos materiais e para que materiais com umidade acima de 15% sejam conservados.
· realizada em estufa de ventilação forçada de 55 a 65°.
Problemas causados pela temperatura elevada:
· deve-se manter o cuidado para que a representatividade das amostras não se perca.
· alteração química do material: ao ser analisado posteriormente a análise será comprometida pela perda de nutrientes.
· pode haver perda de compostos voláteis
· perda de representatividade da amostra
Uso de secagem por calor:
· deve ser avaliado com cautela, nem todas as amostras podem passar por esse método!
· para preservar as características de algumas amostras que não podem passar pela secagem por calor, deve-se optar por outro método.
Liofilização: secagem da amostra congelada por sublimação, ou seja, a água passará do estado sólido para o gasoso.
· quanto menos o cristal de gelo, mais fácil fica o processo.
· o material deve ser mantido congelado durante todo o processo.
· aumento da temperatura junto com o controle da pressão  (vácuo)
Cálculo do valor da umidade perdida:
· a água tem efeito diluidor dos nutrientes, deve-se saber a quantidade de água para ter noção do quão diluídos são os nutrientes.
· Pesa-se a massa do material antes da secagem e depois da secagem:
% amostra seca ao ar  =        Amostra seca ao ar       x 100
				 Peso do alimento natural
É necessário quantificar a quantidade de água perdida no material para que se chegue a um valor exato dos nutrientes que o animal está consumindo.
· o cálculo é baseado na diferença de massa, pesar o animal antes e depois de entrar na estufa.
Redução do tamanho de partículas: não é necessário para todas as amostras, farelos e fubás já tem um tamanho de partícula pequena naturalmente.
· necessário para padronizar a superfície específica do alimento
· melhor homogeneização para futura subamostragem
· demanda processo de desintegração mecânica do material
· realizado por moagem em moinho de facas ou similar
Moagem do material:
· moinho de facas: serve para a desintegração de materiais moles e com baixa resistência.
· moinho de bolas: indicado para materiais muito resistentes.
Determinação da secagem definitiva:
· a amostra após a pré-secagem não é completamente seca, é impossível realizar uma secagem completa do material. Sendo necessário determinar a umidade remanescente após a pré-secagem.
· em alimentos naturalmente com baixo teor de umidade e que não passam pela pré-secagem (farelos e grãos), a umidade observada nessa etapa será a umidade total do alimento.
· essa umidade é representada como “amostra seca em estufa” (ASE)
· deve ser quantificada para uma avaliação precisa dos teores dos demais componentes químicos avaliados no alimento
A determinação da matéria seca é importante pois não é possível trabalhar com amostras completamente secas em laboratório.
· o teor ASE é usado para que haja a correta expressão dos teores obtidos com base na matéria seca da amostra.
· trata-se de um denominador comum a todos os procedimentos. Por isso, os erros dessa etapa se propagam para os demais nutrientes do alimento.
Determinação da secagem definitiva:
· entre os laboratórios, há divergências entre valores como consequência da alteração da quantificação da matéria seca em estufa.
· essa alteração pode provocar em erros que podem ser avaliados posteriormente.
Acondicionamento da amostra:
Utilização de pesa-filtro com tampa:
· colocado entreaberto dentro de uma estufa de secagem a 105°C
· após período de secagem, é fechado
· após removido da estufa deve ser resfriado livre de umidade
· alimentos com baixo teor de umidade por 16hrs.
Dessecador:
· possibilita o resfriamento do pesa filtro (com ou sem amostra) sem que o mesmo obtenha umidade do ar durante o processo.
· utiliza sílica para puxar a umidade.
Cálculo da amostra seca em estufa (ASE):
%ASE =    Amostra após a secagem      x 100
   Amostra antes da secagem
Cálculo da matéria seca na matéria natural:
· quanto dessa matéria seca o animal realmente consome.
· deve-se considerar o número de etapas envolvidas na secagem da amostra
Para alimentos que não passaram por pré-secagem:
%MS = %ASE
Para alimentos que passaram por pré-secagem:
%MS = %ASA x %ASE
	         100
Determinação do Extrato Etéreo ou Gordura Bruta
O termo extrato etéreo
· toda a porção do alimento insolúvel em água, mas que podem ser solubilizadas em matéria orgânica
· solúveis em solventes orgânicos: éter de petróleo,  éter etílico, hexano e benzeno.
Resíduos obtidos da extração:
· fração heterogênea
· lipídeos, cerídeos, pigmentos, fosfaldeídos, etc.
· é chamado de gordura bruta ou extrato etéreo porque não há como separar efetivamente o que é gordura bruta e o que não é gordura bruta, sendo visualizadas todas as amostras que podem ser solubilizadas pelo éter.
Importância de quantificar o extrato etéreo: 
São fontes de carbono que podem ser metabolizadas a fim de que se gere energia. As gorduras podem gerar 25% mais energia que o carboidrato e, se não for quantificada, a energia total do alimento estará sendo subestimada.
Pode-se realizar dois métodos de extração:
Extração com solvente a quente:
· bom para quantificar a gordura bruta.
· não indicado para análises qualitativas da gordura extraída.
· o solvente vai ser aquecido e o conteúdo da amostra pode ser alterado, por isso, a amostra não pode ser posteriormente utilizadas para análises qualitativas.
Etapas:
· a massa da amostra deve ser anteriormente quantificada.
· extração da gordura da amostra com solvente.
· eliminação do solvente por evaporação.
· a gordura extraída é quantificada por diferença de pesagem.
Eficiência da extração:
· natureza do material a ser extraído
· tamanho da partícula
· umidade da amostra
· circulação do solvente pela amostra
· quantidade relativa do solvente
A matéria seca que foi retirada em laboratório se difere da matéria seca natural do ambiente. Deve-se levar em consideração o teor de matéria seca dentro da amostra já seca do alimento a fim de se chegar em um parâmetro comparativo com o material natural do alimento.
Métodos de extração à quente:
Cálculo:
· Pesa-se o Extrato Etéreo (EE) e, utilizando a tara, se subtrai seu peso do peso do copo anteriormente utilizado para pesá-lo.
%EEasa=  EE(g)  x 100
        ASA(g)
ASA = amostra seca ao ar
EE = extrato etéreo
%EEms=  %EEasa  x 100
     %ase
MS= matéria seca
ASE = amostra seca em estufa
Método de extração à frio:
Método de Bligh-Dyer:
· utilizado para extração de gordura da amostra sem aquecimento do solvente.
· indicado para casos em que a gorduraextraída é o foco da análise: permite a extração sem que haja a alteração do material pelo calor.
· usado como procedimento prévio à análise qualitativa da gordura (como o perfil de ácidos graxos)
· esse método NÃO deve ser usado para quantificar a gordura total do alimento por ser um método impreciso e a pela forma subjetiva de extração da gordura.
· nesse método tem-se por objetivo obter uma alíquota da fração extraída, para que seja utilizada em análises qualitativas mantendo a integridade da gordura extraída.
O que é efetivamente quantificado na amostra é o nitrogênio, que é um componente que distingue a proteína dos demais elementos.
Essas substâncias apresentam substâncias químicas semelhantes, mas possuem funções biológicas e bioquímicas distintas.
· existem outros componentes que também apresentam nitrogênio em sua composição, como ácidos nucleicos, aminas e aminoácidos não proteicos.
Então, como conseguimos quantificar a quantidade de proteínas presentes na amostra?
· a quantificação do nitrogênio total não distingue a origem do nitrogênio.
· ao ter conhecimento do total de nitrogênio presente na proteína do alimento conseguimos gerar um fator de conversão do que seria considerado o valor proteico do alimento.
Se em um alimento temos que a constante de nitrogênio na amostra é de 16%, temos que:
Fator de conversão de N em proteína bruta
16g de N ----------------------- 100g de proteína
Xg de N na amostra ---------------- Yg de proteína
Ou, temos que:
Y(g) de proteína = X(g) de N na amostra x 6,25
Princípio do método de Kjeldhal:
Digestão:
· a amostra será submetida à digestão em ácido sulfúrico para que haja a oxidação dos compostos orgânicos.
· o nitrogênio é reduzido e transformado em sulfato de amônia (inorgânico)
Destilação:
· é adicionado hidróxido de sódio concentrado e é elevada a temperatura da solução contendo sulfato de amônia.
· a amônia é liberada em solução de ácido bórico, formando borato ácido de amônia.
Titulação:
· a solução de borato de amônia é titulada com ácido clorídrico padrão
· o volume e concentração do ácido são usados para a determinação do teor de N na amostra.
Avaliação das cinzas ou matéria mineral
Parte do princípio de que a matéria seca é subdividida em matéria orgânica e matéria inorgânica.
· obtido através da incineração da matéria orgânica.
· o material é convertido em CO2, H2O e NO2.
· estimador indireto da quantidade da matéria orgânica total.
Determinação da fibra insolúvel em detergente neutro e da fibra insolúvel em detergente ácido
O termo fibra tem uma definição complexa devido à incompatibilidade do aspecto nutricional e analítico.
A fibra constitui o termo nutricional que compreende:
· compostos indigestíveis ou de lenta digestão
· ocupam espaço no trato gastrointestinal dos animais
Do ponto de vista químico a fibra constitui:
· fração do alimento que contém majoritariamente a mistura de celulose, hemicelulose, lignina, pectina
· a celulose e hemicelulose são digestíveis e podem ser usados como precursores de energia, então, o termo é conflituoso com o termo nutricional. 
A determinação da fibra bruta não é nutricionalmente relevante, visto que não é possível distinguir o teor das frações da fibra.
O método foi aprimorado com o passar dos anos até que atualmente se desenvolveu o sistema FDN/FDA.
Sistema FDN/FDA
Se baseia na recuperação do resíduo fibroso insolúvel em meio neutro ou ácido.
· se utiliza extração em meio aquoso mediada por calor e ação detergente aniônico ou catiônico.
· tem-se como resíduo insolúvel a celulose e a lignina
A análise solubiliza proteínas, gorduras, carboidratos solúveis e pectina.
Parte insolúvel em detergente neutro:
· Celulose
· Hemicelulose
· Lignina
· Proteína danificada por calor
· Proteína de parede celular
· Minerais
*por ter contaminação desse resíduo na amostra, o teor de FDN pode ser subestimado.
Parte insolúvel em detergente ácido:
· Celulose
· Lignina
· Proteína danificada por calor
· Proteína de parede celular
· Minerais
A lignina é um polímero de subunidades aromáticas reconhecido por limitar a digestão de polissacarídeos fibrosos no rúmen.
· desempenha papel de proteção sobre componentes de polissacarídeos da parede celular.
· confere rigidez e resistência física das plantas
· nas plantas forrageiras a lignina reduz o acesso de microrganismos ruminais aos polissacarídeos e atua como barreira física à ação de sistemas enzimáticos dos microrganismos.
· quanto maior o conteúdo de lignina, menor a digestibilidade da fibra.
Carboidratos não fibrosos: fração facilmente digerida pelo animal, tendo digestão quase completa
Engloba:
· ácidos orgânicos
· mono e oligossacarídeos
· amido
%CNF = 100 - (%PB + %EE + %FDN + %cinzas)