Fermentao_e_Microbiologia_ruminal_(Nutrio_animal)_aula_4

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Fermentação e Microbiologia ruminal Nutrição animal) aula 4 1
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Fermentação e Microbiologia 
ruminal (Nutrição animal) aula 
4
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Discente Isabelly Nunes
Rúmen
câmera de fermentação;
microrganismos degradam celulose 
 - formação de gases (metano), mas o principal produzido é o CO2
 - ruminantes tem habilidade para eructar pra expulsar os gases do rúmen
partículas são reduzidas de tamanho dentro do ambiente ruminal vão ser 
absorvidas por meio de processos químicos e essa absorção, essa celulose 
gera energia pro ruminante e produza carne, leite, cresça e reproduza.
produção para atender ambas exigências.
Compartimentos do rúmen
Mar 30, 2021 → Mar 31, 2021
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O rúmen é uma câmera de fermentação dividida em quatro compartimentos;
 Capa gasosa CO2, metano e amônia) produzido durante o processo 
fermentativo;
 Capa sólida com o alimento mais grosseiro (grandes partículas que são 
desembocadas pelo esôfago;
 Camada líquida, parte final (alimento mais fino e mais grosso vai ficar 
sobrenadante.
Pré-ruminante
Nasce como um não ruminante;
os protozoários usam o alimento mais grosseiro, mais fibroso
 e se alimentam de bactérias (equilíbrio>>manutenção das bactérias);
Fungos atuam melhor na presença de fibras.
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⟶ para o desenvolvimento dos microrganismos dentro do rúmen.
Como os microrganismos agem:
 transporte de bactérias ao substrato fibroso. Baixo número de bactérias 
livres e mistura pobre (através dos movimentos ruminais- bactéria 
incorporada);
 adesão inicial não-específica ⟶ bactérias não sabem qual tipo de 
alimento foi consumido .Electrostática, hidrofóbica, iônica. Em superfície 
cortada ou macerada.
 adesão específica ao tecido digestível. Ligação ou adesão da bactéria a 
superfície celular.
💡 Cada bactéria ataca o seu substrato.
 4. proliferação do ataque da bactéria. Permite colonização de superfícies 
disponíveis.
Transporte de nutrientes através das membranas bacterianas:
Passivo >> difusão; osmose. Difusão simples e facilitada com um cofator de 
transporte (proteína; sódio).
Ativo >> fagocitose; pinocitose; bomba de sódio e potássio.
Bactérias 90% usam o transporte passivo e os protozoários o ativo.
Vantagens da ruminação
🐮 permite o animal forragear e comer comida rapidamente, e então armazena 
para digestão posterior;
reduz tamanho da partícula, apenas partículas pequenas deixam rúmen-
retículo;
degradação da parede de plantas impermeáveis (celulose);
aumento do fluxo da saliva pra manter o ambiente ruminal com pH neutro 
>> processo bacteriano eficiente.
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💡 pH acima de 8 (alcalose); pH 5,5 abaixo (acidose). Cuidado!!
Tempo de ruminação
tempo médio para um animal pastando
 - comendo - 8 horas
 - ruminando - 8 horas
 - restante - 8 horas
o tempo de ruminação é bastante variável 
 - redução da forragem: concentrado reduz tempo de ruminação
oferecer muito grão pode prejudicar o animal, pois é rapidamente digerido e 
absorvido >> baixa o pH do rúmen, por consequência da produção do ácido 
lático e principalmente por que diminui a ruminação >> diminui bicarbonato de 
sódio pro rúmen.
💡 bicarbonato de sódio na saliva auxilia na manutenção do pH ruminal.
💡 Não oferecer fibra demais, logo não irá atender a energia do animal 
que ele precisa. E baixo teor de fibra também não mantém o pH 
ruminal ⟶ Dieta equilibrada.
 - redução do tamanho das partículas do alimento decresce tempo 
dispendido para ruminação
Etapas da ruminação
Regurgitação
 - peristáltico reverso carreiam alimento para a boca
remastigação 2° mastigação)
 - líquido embebeda o bolo e engolir
 - mastigação do bolo alimentar
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reinsalivação
 - adição de mais saliva 
redeglutição
 - engolir bolo e líquido
Mecanismo de ruminação: Regurgitação
estímulo - digesta fibrosa arranha superfície próximo esfíncter cardíaco
contração de retículo força a digesta para a cardia
animal inala com epligote que fecha para produzir um vácuo
esfíncter de cardia abre o esôfago dilata
 - pressão negativa (vácuo) suga digesta no esôfago
movimentos peristálticos reversos movem a digesta para a boca
Remastigação do bolo:
a mastigação e a liberação do alimento é mais lenta que durante a fase 
inicial (movimentos latero-laterais) >> alimento macerado >> aumenta 
superfície de contato >> bactérias, protozoários e fungos penetram no 
alimento >> movimentos peristálticos continuam para as bactérias penetrar 
e usar ele.
Reinsalivação da digesta:
a glândula parótida secreta mais saliva durante a ruminação que com o 
animal comendo;
a saliva da glândula parótida secreta mais NaHCO3 que outras glândulas.
Redeglutição:
após a reinsalivação, as contrações ruminais movem o bolo alimentar para 
dentro do rúmen.
Funções das Contrações Ruminais
facilita a penetração de microrganismos o alimento;
mistura conteúdos. Minimiza efeitos da estratificação (três camadas no 
rúmen); move produtos da fermentação AGV's) para a parede do rúmen 
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(expulsão dos gases e absorção dos ácidos graxos produzidos nesse 
processo);
ordena a passagem de partículas pequenas para o omaso;
ruminação;
eructação (expulsão) dos gases da fermentação.
💡 Quem auxilia nesse processo é a faringe e a laringe.
Necessidade de Eructação
o pico de produção de gases ocorre 30 min à 2 horas pós-alimentação 12
27 litros/min). Média é 12 litros/min. ⟶ tempo que produz e mais gasta 
energia.
aproximadamente 30% do CO2 produzido no rúmen é absorvido pelo 
sangue e eliminado pelos pulmões;
apenas 20% do CH4 é eliminado pelos pulmões.
💡 Com uma dieta rica em concentrado, produz mais CO2. Dieta com 
80% de volumoso >> quase 40% de CH4 produz.
Controle de Eructação:
estímulo 
 - distensão gasosa do retículo e do rúmen;
 - esôfago dilata e o animal eructa;
 🐮 1230 L por minuto em bovinos; 317 x por min.
 quanto mais gases produzidos, mais eructação.
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inibição
 - presença da digesta próximo ao esfíncter do cardia; 
 🐮 afeta os esfíncteres; mecanismo protetor que impede que o 
alimento vá so intestino para os pulmões.
a inibição da eructação fará o animal inchar - TIMPANISMO >> acúmulo de 
gases no rúmen
 - a pressão ruminal aumenta de 45 para 100 mm Hg, podendo levar o 
animal asfixiado;
 - formação de uma espuma no rúmen >> TIMPANISMO ESPUMOSO
Simbiose Ruminantes X Microrganismos?
>> a ruminação ocorre para que haja uma simbiose entre o ruminante e os 
microrganismos;
>> o processo é ativo no rúmen e auxiliado pelo retículo para que depois 
alimento triturado para posteriormente ir para o omaso, abomaso e por fim o 
intestino.
Relação simbiótica:
ruminantes para os microrganismos
ambiente ruminal >> calor: 39 +- 2°C; umidade: ingestão de água - 85 a 
90% água
garantia de 18 a 96 horas dependendo da dieta e do animal
 - búfalo - maior tempo de permanência 
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 - ruminantes seletivos - menor tempo de permanência dos 
microrganismos. Ovino e principalmente o caprino (comem rápido).
garantia de remoção 
 - absorção de AGVs > energia para o ruminante;
 - eructação > CO2 e CH4
 - passagem de resíduos indigestíveis (lignina) e microrganismos para o 
trato gastrointestinal baixo
 - movimentos ruminais separam partículas menores
nutrientes
 - substratos oriundos da alimentação animal
 - ureia proveniente da saliva (fornece N para as bastérias).
💡 ureia é reciclada pela saliva, para que as bactérias possam utilizar. 
Saliva é um reciclador de ureia.
ótimoambiente para o crescimento das bactérias
 - Ambiente reduzido (pouco ou nenhum O2 
 🦠 microrganismos estritamente anaeróbicos no interior do rúmen 
 🦠 anaeróbicos funcionais nas paredes do rúmen
pH 6,0 a 7,0
 - saliva contendo bicarbonato e fosfato
Vacas produzem até 250 litros de saliva por dia; secreção contínua; maior 
produção durante o consumo e a ruminação; vacam ruminam 1012 horas/ dia; 
a diminuição do tamanho da partícula reduz o tempo de ruminação, tempo de 
mastigação, produção de saliva e pH ruminal - ACIDOSE
ambiente ótimo (pH)
 - se pH for < 5.7 ao invés de > 6.5
 síntese microbiana cai 50%. bactérias celulolíticas funcionam melhor até 
pH - 6.8 > taxa do uso de carboidratos estruturais decresce 
 bactérias amilolíticas funcionam melhor até pH - 5.8 > mais lactato e 
menos acetato é produzido. 
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 - em seletores de concentrados (cabras), glândula salivares parótidas são 
0.3% do peso do corpo
💡 amilolíticas produzem pouco metano e utilizam muito o propionato >> 
lactato >> acidose ruminal do pH baixo.
Microrganismos para os ruminantes 
digestão de celulose e hemicelulose (ruminantes não conseguem degradar 
alguns componentes da fibra)
produção de fonte de energia AGVs)
💡 ruminantes não usam glicose como fonte de energia.
produção de proteína de alta qualidade >> proteína microbiana (bactérias 
e protozoários passam para o abomaso e intestino delgado e são 
absorvidos)
💡 essa proteína atende 75% da proteína que o ruminante precisa.
produção de vitaminas do complexo B
desintoxicação >> protozoários removem o metano através de pinocitose, 
fagocitose. Consomem também o acido lático (evitar a acidose)
Quais os Produtos Finais da Fermentação 
Microbiana?
Ácido acético
Ácido propriônico
Ácido butírico
CO2
CH4
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Água
Calor
ATP (usado pelos microrganismos)
Massa microbiana
Quais são as desvantagens da fermentação?
incompleto uso da energia alimentar >> com uma dieta composta de fibra 
e concentrado, para cada 1000kcl produzidos, o animal perde de 10 a 20% 
de kcl 
 🐮 perdas pelo calor e produção de gás (muito gasto de energia para a 
fermentação ruminal >> problema!!
requer balanço próprio de energia e proteína na microflora ruminal >> se 
fornecer só energia, o animal não vai ter nitrogênio pra produzir a proteína 
microbiana e nem AA. E se fornecer só proteína e amônia, não terá ácidos 
graxos para produzir a proteína.
💡 Para produzir a proteína microbiana. o ruminante precisa de energia 
na forma de AGVs para os microrganismos produzirem >> pois 
atende 75% de um ruminante. São absorvidas no abomaso.
 Balanço ⟶ Energia e Proteína.
População microbiana ruminal
Três tipos de microrganismos:
bactérias;
protozoários;
fungos.
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🦠 Bactéria >> 98% (principal agente no processo de fermentação); 60% do 
produto
🦠 Archaea (metanogênica) >> 1% >> produção do gás metano.
🦠 Protozoários >> 1% (população de maior tamanho); 40% do peso >> comem 
bactérias, fermenta açúcar, remover produtos.
🦠 Fungos >> 1% >> afrouxar a fibra para que bactérias e protozoários 
penetrem facilmente.
💡 Cada bactéria usa um tipo de substrato (específicas). Acidose 
ruminal, as streptococcus dá o início da acidose.
⟶ celulolíticas e hemicelulolíticas fazem uma digestão mais lenta da fibra.
O bom papel das bactérias é digerir fibras, a maioria dos carboidratos 
fermentativos gerando ácidos graxos voláteis, degradar o ácido lático 
removendo ele do rúmen evitando a acidose e desintoxicar o rúmen do animal.
O mal papel é produzir metano; amônia fazer com que o animal perca energia 
levando o risco de intoxicação, produzir ácidos graxos poli insaturados (t10, 
c12-cla) em que através do processo enzimático 
das bactéria pode levar a uma destruição da microflora do rúmen e também 
dos protozoários.
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💡 como os micróbios funcionam como uma comunidade interativa, 
alguns aparentemente ""maus fatores" ainda estão necessários para 
o bom funcionamento do rúmen.
Efeito da dieta sobre o MO
Reduzem o crescimento microbiano:
mudanças drásticas e rápidas de ração >> mata os microrganismos
 - aproximadamente 34 semanas para microrganismos estabilizarem 
restrição alimentar
excesso de gordura insaturada
 - bactérias não utilizam gordura como energia
 - inibe digestão da fibra e crescimento microbiano
 - diferentes tipos de gordura podem causar diferentes efeitos
A insaturada mata os microrganismos.
excesso de carboidratos não estruturais > grão
 - queda do pH do rúmen, ACIDOSE RUMINAL
 🦠 alimentação à base de açucares > melaço
 🦠 alimentação a base de cevada ou trigo (rapidamente fermentáveis)
 🦠 para prevenir acidose, tem que equilibrar os níveis de lactato
Maximizam o crescimento microbiano:
ingestão máxima de matéria seca
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equilibrar carboidratos e frações proteicas ao mesmo tempo
 - bactérias precisam tanto de energia quanto de N para sintetizar AA
mudança gradual de ração
alimento disponível todo o tempo
 - manutenção estável do pH ruminal
Exigências nutricionais dos microrganismos do 
rúmen
CO2
energia >> produtos da digestão de carboidratos ; fermentação de 
açucares
nitrogênio >> amônia (maior parte do N necessário); AA
minerais >> Co, S, F, K, Ca, Mg, Mn, Fe, Zn, Mo, Se
vitaminas.