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ANÁLISE DE ALIMENTOS Sistema de Weende Sistema de Van Soest A análise dos alimentos é um dos principais pontos a ser observado na nutrição animal. O objetivo principal da análise é o de se conhecer a composição química, além de verificar a identidade Um estudo mais completo dos alimentos e forragens compreenderá o conhecimento das propriedades gerais: aspecto, aroma, sabor, alterações, estrutura microscópica e, ainda, a determinação do teor das substâncias nutritivas, por intermédio das análises aproximativas. Além da análise aproximativa de um alimento, o nutricionista deseja conhecer também sua digestibilidade, isto é, a parte do alimento que estaria disponível para o animal. 2 O conjunto de propriedades apresentadas por um alimento relaciona-se diretamente com a qualidade dos constituintes químicos presentes no mesmo. Nos alimentos de um modo geral, os constituintes químicos podem ser agrupados em duas categorias, conforme mostra a Tabela 1 a seguir. 3 Compreende-se como análise química o conjunto de reações químicas e técnicas de laboratório empregado para identificar as espécies químicas formadoras de um material, bem como descobrir em que quantidade essas espécies estão presentes no material. Já a análise bromatológica identifica o valor nutritivo dos alimentos em termos de grupos de compostos químicos como, por exemplo, Fibra em Detergente Neutro (FDN): lignina, cinza insolúvel, celulose, hemicelulose, proteína insolúvel. Portanto, alguns componentes dos alimentos podem ser determinados por processos químicos diretos, outros são determinados em conjunto, pelo fato de não haver interesse nutricional em separá-los pela inexistência de métodos específicos para sua análise. 4 O método usado para as análises que se fazem normalmente é o chamado Wendee. Por esse método é que se tem a análise proximal dos alimentos, desde 1864. O Sistema de Weende, também chamado Sistema de Análise Proximal, foi criado por Henneberg em 1860, na Weende Experimental Station, na Alemanha. As análises laboratoriais visam separar os componentes dos alimentos em frações de digestibilidade e metabolização previsíveis, a um custo analítico baixo e utilizando métodos rápidos. Análises laboratoriais devem ser utilizadas para dar uma idéia aproximada do valor nutricional de determinada dieta, que é a mistura de todos os ingredientes oferecidos a um animal. 5 Entende-se como substâncias nutritivas àquelas que são necessárias ao organismo para que este possa exibir todas as manifestações vitais, bem como as necessárias à construção e reconstituição dos tecidos. As análises clássicas comumente feitas visam obter as seguintes informações sobre os alimentos: Matéria Seca (MS), Proteína Bruta (PB), Fibra em Detergente Neutro (FDN), Fibra em Detergente Ácido (FDA), Extrato Etéreo (EE), Cinza ou Matéria Mineral (MM), Digestibilidade in vitro da MS (DIVMS). 6 Fração Componente Umidade Água livre e de cristalização; ácidos e bases voláteis (quando presentes); alguns elementos minerais voláteis (Na, Cl, F) Matéria Mineral Todos os elementos minerais presentes, mais carbonatos formados durante a ignição da amostra Proteína Bruta (N x 6,25) Proteínas, aminoácidos, aminas, nitratos, glicosídeos nitrogenados glicolípides, vitaminas do complexo B, ácidos nucléicos e outras substâncias nitrogenadas Extrato Etéreo Gorduras, óleos, ceras, ácidos orgânicos, pigmentos, esteróis, vitaminas lipossolúveis (A, D, E, K) e qualquer substância solúvel em éter Fibra Bruta Celulose, hemicelulose, lignina insolúvel em álcali, proteína desnaturadas pelo calor Extrato não Nitrogenado Açúcares, amidos, pectinas, frutosanas, resinas, taninos, pigmentos, algumas vitaminas hidrossolúveis; traços de celulose, hemicelulose e lignina solúvel em álcali 7 Matéria seca: representa o peso do material analisado totalmente livre de água, extraída num processo de secagem. Cinza ou matéria mineral: é utilizada para estimar a fração bruta de minerais do alimento e também para verificar contaminação na amostra, através de compostos que não fazem parte da fração nutritiva do alimento (solo, metais, etc.). Proteína bruta: Todas as proteínas contêm nitrogênio. Se tomadas em conjunto, apresentarão em média 16 g de nitrogênio para 100 g de proteína. Identificar cada proteína seria extremamente trabalhoso e mesmo desnecessário – interessa, numa primeira avaliação, saber quanto de proteína um alimento contém. Em avaliações posteriores, pode ser de interesse saber qual proteína o alimento contém. Por isso, na análise proximal, determina-se o teor de nitrogênio da amostra (e não o teor de proteína), por ser mais fácil. Sabendo-se que 100 g de proteína contêm 16 g de nitrogênio, a regra de três fica assim: 16N = 100P, logo, 100/16N = P ou N x 6,25 = P 8 Gordura ou extrato etéreo: determina a percentagem de gordura dos alimentos sendo útil para quantificar energia. Extrato não nitrogenado: é um valor calculado a partir da soma de PB, FB, EE e MM, expressos em termos de MS e subtraído de 100. Deveria representar os carboidratos de mais fácil digestão, como os açúcares e o amido. Fibra bruta: quanto maior a percentagem desta fração, menor a qualidade da forragem, podendo limitar o consumo de matéria seca e energia. O grande problema da fibra bruta é que parte dos componentes da parede celular como celulose e lignina é solubilizada, portanto ela subestima o valor da fração de menor digestibilidade do alimento. 9 O método de Weende não é satisfatório para se obter informações sobre os carboidratos, pois inclui no grupo da fibra bruta a celulose e apenas a lignina insolúvel em álcali. Por outro lado, no grupo dos extratos não nitrogenados, encontram-se frações de naturezas diversas, como: amido, hemicelulose, pectina, lignina solúvel em álcali e os carboidratos solúveis em água. Para os nutricionistas, a solubilização da lignina dos alimentos, em proporções variáveis, é um sério defeito no método da FB, pois esta lignina torna-se parte do conteúdo do ENN, que deveria ser o componente mais digestível do alimento. A inclusão da lignina no ENN resulta, no caso de volumosos, em digestibilidades do ENN freqüentemente menores do que as digestibilidades da FB. 10 11 Para resolver o problema da fibra bruta descrito no tópico anterior, tem sido proposto ultimamente o método de Van Soest (1967), o qual divide os componentes da amostra analisada em carboidratos não fibrosos (erroneamente conhecido como conteúdo celular), que compreende as frações solúveis em detergente neutro, conforme preconiza o método. Engloba uma série de compostos químicos e nutricionalmente definidos, tais como: lipídeos, compostos nitrogenados, amido, pectina e outros compostos solúveis em água. A segunda parte, que compreende os carboidratos fibrosos (erroneamente chamado de parede celular), chamada de fibra em detergente neutro (FDN) inclui a proteína insolúvel, a hemicelulose e a lignocelulose que engloba principalmente, as frações de lignina e celulose. Sob o aspecto nutricional, o método Van Soest separa melhor os diversos componentes da fração fibrosa. Portanto, é desejável a substituição da tradicional fibra bruta pela fibra em detergente neutro (FDN) do ponto de vista nutricional. 12 O sistema proposto por Weende não leva em consideração os demais componentes dos alimentos, conforme foi visto no tópico anterior. Sendo apenas químico, não leva em consideração o animal e sua capacidade de transformar alimentos. Tentando suprir esta falha, Henry e Morrison desenvolveram, em 1910, o sistema NDT, que é calculado como segue: NDT = PBd + 2,25 EEd + FDNcpd + CNFd A determinação do NDT na prática é morosa e cara. Atualmente calcula-se o NDT a partir da energia digestível, tomando-se por base que 1 kg de NDT produz cerca de 4400 Kcal de energia digestível. 13 A análise de minerais, tanto os macroscomo os micros, atualmente é realizada com grande precisão pela técnica de absorção atômica. Os macrominerais são expressos em % dos ingredientes e os microminerais na base de mg/kg de alimento ou ppm. As análises mais comuns são para determinação de cálcio e fósforo. DETERMINAÇÃO DE VITAMINAS A análise de vitaminas que antigamente era feita por métodos microbiológicos, hoje está sendo efetuada por espectrofotometria e por cromatografia. As vitaminas A, D e F são expressas em unidades internacionais (UI), as demais são expressas em miligrama. 14 Os aminoácidos que antigamente foram determinados por método microbiológico, hoje são analisados quantitativamente por cromatografias. Na análise de aminoácidos é necessário, inicialmente, hidrolisar as proteínas, o que é feito com ácido clorídrico a 6 N. Com hidrólise ácida, muitos aminoácidos poderão ser destruídos e, para contornar este fato, usa-se a hidrólise ácida para certos aminoácidos e a hidrólise alcalina para outros. 15 Dos nutrientes A digestibilidade na nutrição animal é um conceito crucial para entender como os alimentos são processados e absorvidos pelo trato gastrointestinal dos animais. A digestibilidade refere-se à quantidade de componentes presentes nos alimentos que passam pelo processo de digestão e são absorvidos pelo trato gastrointestinal. Ela pode ser expressa como o Coeficiente de Digestibilidade, apresentado em porcentagem. Importância da Digestibilidade A eficiência dos sistemas de produção animal depende diretamente do consumo de alimentos e da utilização desses alimentos pelos animais. Conhecer a composição química e a digestibilidade da dieta é fundamental para formular dietas balanceadas que maximizem a eficiência alimentar. 17 No método in vivo, os animais são mantidos em gaiolas metabólicas providas de comedouros, saleiros, bebedouros e dispositivos para coleta de urina no caso dos estudos de balanço nitrogenado. Nos ensaios de digestibilidade, os animais são alimentados durante uma semana com quantidades conhecidas de alimento e a produção de fezes é medida pela coleta total de fezes com o auxílio de sacolas que são adaptadas aos animais, que evitam a contaminação com a urina (Salman et al.; 2010). Para a determinação da digestibilidade, consideram-se os nutrientes ingeridos e os recuperados nas fezes, calculando-se o coeficiente de digestibilidade (CD) por diferença: CD= (Nutriente ingerido – Nutriente excretado nas fezes) x 100 Nutriente ingerido 18 Para que técnica in situ seja realizada, é necessário um animal fistulado, no qual são introduzidos pequenos sacos de tnt (tecido não tecido) ou náilon, por meio de uma cânula. Nestes saquinhos está contido o material a ser degradado que fica no rúmen pelo tempo determinado na metodologia. A metodologia como sendo muito utilizada, mas apresenta inúmeras variáveis que influenciam diretamente nos resultados obtidos, como a porosidade e tamanho dos sacos, frequência com que os animais são alimentados, tamanho das partículas do alimento entre outros. Um dos principais fatores para avaliação de alimentos e seu valor nutritivo para bovinos, é a digestibilidade. Desta forma, a quantificação deste parâmetro é de vital importância na elaboração de dietas. 19 Quando comparada a metodologia in vivo, a técnica in situ é menos trabalhosa por utilizar uma quantidade menor de alimentos, ser mais fácil e barata, além de apresentar a degradação ruminal pela digestão total dos alimentos. Com a técnica in situ, pode-se quantificar as frações degradável, não degradável e solúvel quanto a disponibilidade ruminal dos nutrientes, e desta forma, determinar as taxas de degradação da fração degradável. As proporções das frações de alimentos são informações necessárias para adequar as dietas dos ruminantes, além das taxas de digestão, aumentando a eficiência microbiana e a consequente digestão dos alimentos. Para a obtenção destas informações, a técnica in situ é mais interessante, devido sua simplicidade e economia. 20 Acredita-se que todo o alimento, com exceção da lignina, tem total potencial de degradabilidade, porém a digestão nunca acontece totalmente devido a pequenas porções de lignina que estão inseridas na celulose e hemicelulose, a qual a tua como uma barreira contra a ação degradadora dos microrganismos ruminais. Então, a digestibilidade in vitro tem como definição a porção do alimento que o animal consegue digerir e metabolizar. Dois tipos de digestibilidade são considerados, a aparente e a verdadeira. A digestibilidade aparente é a diferença entre a quantidaingerida pelo animal e a quantidade excretada. Já a digestibilidade verdadeira é obtida por meio de um cálculo onde são inseridos a matéria metabólica fecal como perdas endógenas, descamações do epitélio e contaminação por microrganismosde de matéria seca. 21 OBRIGADO willjoaowilliamowilliamo@gmail.com
