Zootecnista Biotecnologias Nutrição Aves Suínos

Essencialmente ligado aos sistemas de produção, o Zootecnista está presente em todas as etapas que envolvem a criação de rebanhos para a alimentação humana e indústria alimentícia. Sendo a nutrição animal uma das principais bases da produção, o Zootecnista deve estar sempre atento às inovações tecnológicas que resultem em aumento da produtividade da criação, bem como da quantidade e qualidade dos produtos de origem animal. Não existe nenhum outro profissional ligado às ciências agrárias que conheça tanto de nutrição e alimentação animal quanto o Zootecnista. Cabe a este profissional o desenvolvimento ou a correta aplicação de tecnologias que possam otimizar o aproveitamento dos nutrientes e possibilitar a flexibilização das formulações com o uso de ingredientes alternativos.

Dentre as áreas de atuação do Zootecnista, destaca-se a nutrição de aves e suínos. Nenhum ramo da atividade agropecuária se desenvolveu tanto e teve tantos investimentos em tecnologias nos últimos anos quanto a avicultura e suinocultura. A carne suína é a mais produzida e consumida no mundo e, no ano de 2007, a produção apresentou um crescimento de 6,5%, enquanto a exportação aumentou 14% em relação ao acumulado no ano de 2006 (Suinocultura Industrial, 2008). A segunda em volume de produção é a carne de frango. No acumulado de 2007, foram abatidas 4,4 bilhões de unidades de frango no mercado brasileiro, representando um aumento de 10,9% no volume abatido, comparativamente ao ano anterior (Avicultura Industrial, 2008). A carne bovina ocupa a terceira posição no ranking mundial, com 50 milhões de toneladas e com crescimento de 1% no período.

No Brasil as cadeias produtivas de aves e suínos são modernas, tanto quanto as dos países desenvolvidos e normalmente são coordenadas pelas agroindústrias processadoras da carne. O Brasil ocupa o 2º e 3º lugares no ranking de maiores produtores de carne de frango e suína, respectivamente (Grolli, 2007). Padrões internacionais de qualidade estão sendo utilizados no produto brasileiro de forma a atender as exigências dos consumidores quanto à segurança alimentar e evitar a aplicação de barreiras não tarifárias às nossas exportações. Constatam-se também avanços nas alternativas de redução do impacto ambiental da produção em diversas regiões (Talamini, 2005). Desta forma, percebe-se que o desenvolvimento da cadeia produtiva no mundo globalizado está cada vez mais rápido, exigindo das pessoas envolvidas evolução e crescimento constante.

Com os recentes aumentos de custo do milho, farelo de soja, óleo de soja e outros ingredientes usados nas formulações de rações para aves e suínos, surge a necessidade de adoção de estratégias nutricionais que resultem em melhor aproveitamento dos nutrientes e conseqüente aumento de produtividade, amenizando, desta forma, o impacto negativo nos custos de produção.

Desta forma, a biotecnologia mostra-se grande aliada na produção animal. A biotecnologia pode ser definida como conjunto de técnicas biológicas desenvolvidas por meio de pesquisa básica e aplicada à pesquisa e desenvolvimento de produtos. A biotecnologia diz respeito à utilização de DNA recombinante, fusão celular e novas técnicas de bioprocessamento, englobando atividades fermentativas, de cultura celular, de recuperação e de concentração de microorganismos ou de produtos do metabolismo microbiano, de produção de anticorpos, entre outros (Etherton, 2003).

O desenvolvimento em escala comercial de ingredientes com maior biodisponibilidade, como os aminoácidos sintéticos e os minerais orgânicos, assumem um papel importante na melhoria da eficiência produtiva de aves e suínos, devido a melhor absorção e melhor utilização pelos animais, bem como na redução da poluição ambiental, por apresentarem menor excreção. Outra estratégia para melhorar o aproveitamento dos nutrientes dos alimentos é a utilização de enzimas exógenas na ração, aumentando a digestibilidade e reduzindo a ação de inibidores de crescimento. O uso de adsorventes de micotoxina, principalmente em dietas formuladas com ingredientes de baixa qualidade, também pode ser utilizado para a melhoria do desempenho, pois os animais alimentados com rações que contenham micotoxinas tornam-se susceptíveis à infecções entéricas. A utilização de antibióticos promotores de crescimento para manutenção da integridade do trato gastrintestinal é prática utilizada em larga escala nas indústrias avícolas e suinícolas (Albino et al., 2006). Atualmente, em função da pressão dos países importadores pelo banimento dos antibióticos das dietas animais, apoiados no aparecimento de cepas resistentes (Edens, 2003), os probióticos, prebióticos, simbióticos e ácidos orgânicos vêm ganhando espaço como alternativa para a melhoria da saúde intestinal. Ressalta-se ainda, a utilização de subprodutos da crescente indústria de combustíveis, como o resíduo seco de destilaria e glicerina, associados ou não com enzimas exógenas, na alimentação animal, possibilitando a redução dos custos de produção.

Por tanto, pretende-se com esta revisão mostrar como os Zootecnistas podem buscar a eficiência produtiva através da aplicação de biotecnologias na nutrição de aves e suínos.

 

Durante muitos anos a formulação de rações para aves e suínos tinha como base um mínimo de proteína bruta, resultando frequentemente em rações com conteúdo de aminoácidos que excedia as exigências dos animais. Com o crescente desenvolvimento da indústria de aminoácidos sintéticos, os nutricionistas puderam passar a formular as rações com o objetivo de satisfazer as necessidades específicas de aminoácidos essenciais (Araújo et al., 2004). Aminoácidos industriais tais como L-Lisina.HCl, DL-Metionina, L-Treonina e L-Triptofano têm significativa participação na aplicabilidade do conceito de proteína ideal para aves, em que a proteína dietética deve atender aos requerimentos de aminoácidos para a mantença e produção sem deficiências ou excessos (Suida, 2001).

Além da redução dos custos da alimentação, os benefícios trazidos pela redução da PB da dieta envolvem a maior eficiência de utilização da proteína e a redução da poluição ambiental, em função da menor excreção de nitrogênio (N) (Sabino et al., 2004). Kerr & Easter (1995) calcularam que para cada ponto percentual reduzido no conteúdo de PB, a quantidade de N excretado foi reduzida em 8% em suínos.

Pode-se afirmar, portanto, que a utilização de aminoácidos sintéticos nas dietas para aves e suínos tem como principais objetivos:

A Tabela 1 mostra a comparação entre uma ração para frangos de corte originalmente formulada em 1997, sem a utilização de lisina e treonina industriais e uma ração reformulada utilizando os mesmos ingredientes e níveis nutricionais, contudo adicionando-se L-Lisina.HCl e LTreonina (Ajinomoto, 2007).

Tabela 1. Impacto da utilização de aminoácidos industriais sobre a formulação de uma ração comercial de 1997 para frangos de corte machos dos 22 aos 33 dias de idade

A adição de lisina e treonina industriais reduziu o custo da ração em 5%, e pôde atender às exigências desses aminoácidos, sem deficiências ou excessos, quando comparada à formulação original. A redução da proteína bruta, em 12% quando comparamos as duas rações (20,87 vs. 18,30%), obtida a partir da redução da inclusão do farelo de soja em 31% (24,46% vs. 16,83%) e do aumento em 14% da inclusão do milho (65,47% vs. 74,32%), além do benefício econômico, trariam benefícios zootécnicos e ambientais, pelo melhor balanceamento de aminoácidos, maximização da retenção de nitrogênio e de energia e redução das perdas de nutrientes não digeridos e não aproveitados pelo metabolismo.

Aftab et al. (2006) afirmam que com a utilização de aminoácidos cristalinos a PB da dieta poderia ser reduzida em 10% dos níveis recomendados pelo NRC (1994) para cada fase de criação das aves. Por outro lado, Dean et al. (2006) reportaram que o desempenho dos frangos não foi comprometido quando as dietas foram formuladas para conter 75 e 80% da PB e suplementadas com aminoácidos essenciais para atender concentrações similares destes aminoácidos às da dieta controle.

Muitas pesquisas demonstram a possibilidade da redução dos níveis de PB com a adição de aminoácidos sintéticos (Kidd et al., 2000; Costa et al., 2001; Aftab et al., 2006), porém níveis de redução acima de três pontos percentuais, mesmo com a suplementação dos aminoácidos essenciais metionina, lisina, treonina e triptofano resultaram em pior desempenho de frangos de corte na fase de crescimento (Sabino et al., 2004; Dean et al., 2006).

Percebe-se, que a progressiva redução da PB da dieta pode levar a uma situação em que outros aminoácidos, como a treonina e principalmente os aminoácidos de cadeia ramificada valina e isoleucina, que são geralmente supridos por dietas com alta PB, tornem-se limitantes ao melhor desempenho (Peganova & Eder, 2002). Desta forma, para se alcançar o aumento do desempenho das aves submetidas à dietas com maiores reduções protéicas, deve-se ter a preocupação de fornecer níveis mínimos de outros aminoácidos limitantes, como isoleucina, valina, arginina e triptofano.

As indústrias avícolas e suinícolas já adicionam rotineiramnete os aminoácidos DLMetionina e L-Lisina.HCl nas suas formulações. O aminoácido L-Treonina está timidamente ganhando mercado. Faz-se necessário, porém, o desenvolvimento de pesquisas que avaliem a importância da suplementação dos aminoácidos L-Triptofano, L-Valina e L-Isoleucina nas dietas, bem como a definição dos níveis mínimos exigidos para o melhor desempenho dos frangos de corte. Aliado ao desempenho, deve-se ter a preocupação com a redução da excreção de nitrogênio para o ambiente e com a melhoria da resposta imune da ave.

Atualmente, o preço da suplementação destes aminoácidos ainda onera os custos de produção. Mas, a exemplo do que ocorreu com outros aminoácidos, como lisina, metionina e treonina, as indústrias de nutrição e avícolas têm mostrado grande interesse nas pesquisas sobre utilização destes produtos na otimização do desempenho das aves. Comprovado os ganhos no desempenho, com certeza haverá maior interesse na utilização destes aminoácidos, alavancando sua produção em maior escala, bem como a maior comercialização e redução nos custos.

 

As vitaminas são compostos orgânicos requeridos em pequenas quantidades para o funcionamento normal dos processos metabólicos de crescimento e produção dos animais (Kopinski, 2005). As aves e suínos são inábeis em sintetizar a maioria das vitaminas porque não possuem as vias metabólicas necessárias para isto. Um pequeno número de vitaminas pode ser sintetizado, mas em taxas abaixo do que seria necessário em todos os estágios fisiológicos. Este grupo inclui a niacina, colina e, em muitas espécies, a vitamina C (Klasing 1998). Além disso, a baixa atividade dos cecos faz com que a quantidade algumas vitaminas que poderiam ser sintetizadas pela microflora do trato gastrintestinal seja desprezível. Por este motivo, a suplementação vitamínica na dieta de aves e suínos é essencial para o seu bom desempenho.

De acordo com Mazzuco (2006), sob condições comerciais dos atuais sistemas de criação, estresses de diversas ordens implicam na necessidade de se elevar os níveis de inclusão das vitaminas exigidas na dieta, de modo a fornecer uma margem de segurança e evitar riscos de deficiência. Embora as vitaminas, mesmo em pequenas quantidades nas rações (0,1 a 0,5% do volume), representem cerca de 3% do total do custo da dieta (Toledo et al., 2006), o benefício promovido pela sua utilização compensa o investimento, ou antes, os prejuízos no desempenho e na saúde dos animais advindos da não suplementação dietética de vitaminas são muito maiores que o custo.

Além do atendimento dos requerimentos nutricionais, a utilização de vitaminas como suplemento nas dietas tem evoluído para o atendimento de objetivos específicos, como a melhoria do sistema imunológico e na qualidade dos produtos (Whitehead, 2002). Segundo Leeson & Caston (2003), o enriquecimento de ovos comerciais com vitaminas (até 50% acima dos níveis diários recomendados) atribui uma função nutritiva/funcional à suplementação vitamínica em dietas de poedeiras comerciais.

 

Estudos com minerais orgânicos ou quelatados têm sido desenvolvidos com a finalidade de garantir a absorção do mineral no trato intestinal, sem entrar no processo de competição iônica (pressão iônica da mucosa intestinal), normalmente determinada pela presença de maior concentração dos íons minerais. Os minerais orgânicos diferenciam-se por otimizar a absorção de microminerais essenciais para a maioria dos processos fisiológicos. Esta otimização torna mais eficiente determinados fenômenos, como o desenvolvimento do sistema imunológico (Zn, Mn e Cu), circulação sanguínea (Fe e Cu), formação óssea (Zn), empenamento (Se) e os demais processos em que os microminerais participam direta ou indiretamente.

Segundo Ashmead et al (1985), os minerais na forma de sais, quando alcançam os proventrículo das aves, sofrem ação de pH ácido, fazendo com que esses sais sejam dissociados ionizando os minerais. Desta forma, esses íons podem se ligar ou reagir com outras moléculas no trato digestivo, como por exemplo, fitatos e oxalatos, sendo que essas reações tornam os minerais indisponíveis para absorção no intestino das aves, podendo causar prejuízo ao máximo desempenho das aves. Em contrapartida, as moléculas dos minerais na forma orgânica não sofrem essa dissociação em pH ácido, permanecendo, portanto, com carga elétrica neutra, sendo que essa ausência de carga protege os minerais de reações químicas com outras moléculas presentes na luz intestinal, podendo assim ser melhor absorvidos pelas aves, tornando-se mais biodisponíveis em relação aos minerais inorgânicos.

Dentre as vantagens do uso de minerais na forma orgânica, estão:

A biodisponibilidade é definida como o grau que um nutriente ingerido é absorvido de maneira que possa ser utilizado no metabolismo do animal. Esta definição determina que o mineral deva estar disponível não somente em nível dietético, mas também em nível do tecido (Harvey, 2001; Ammerman et al. 1995 citado por Jondreville & Révy, 2003). O conhecimento sobre a biodisponibilidade dos minerais nos ingredientes e fontes suplementares é importante para a formulação econômica de uma ração para garantir ótimo desempenho animal. No entanto a biodisponibilidade deve ser entendida como um valor "estimado" que reflete a absorção e a utilização do mineral sob condições de um experimento específico e não de uma propriedade inerente e específica de um ingrediente ou suplemento de ração (Miles & Henry, 2000).

Burkett et al. (2006) verificaram que a utilização de um suplemento de minerais orgânicos (Bioplex) reduziu a concentração fecal de Fe, Cu e Zn sem afetar o desempenho dos suínos.

Avaliando os efeitos da suplementação de rações com níveis crescentes de cobre de fonte orgânica, comparado à fonte inorgânica, sobre o desempenho e incidência de diarréia em leitões desmamados, Muniz et al. (2007) não verificaram efeitos da suplementação de cobre nas formas orgânica ou inorgânica sobre a conversão alimentar e a incidência de diarréia nos leitões, bem como diferenças para consumo diário de ração e ganho diário de peso dos leitões para cada nível de cobre na forma orgânica (50, 100 e 150 ppm), em relação ao tratamento com 240 ppm de cobre como sulfato, demonstrando a possibilidade da substituição do cobre inorgânico por níveis bastante inferiores de cobre orgânico nas dietas, sem prejuízos ao desempenho dos leitões em qualquer um dos períodos avaliados. Entretanto, observaram efeito quadrático dos níveis crescentes de cobre sobre o consumo diário de ração, sendo 90 ppm na forma orgânica o melhor nível para estimular consumo.

 

O particular interesse pelo selênio resultou de estudos clínicos que demonstraram que a suplementação da dieta com selênio orgânico reduziu substancialmente a mortalidade por câncer (Surai, 2006). Adicionalmente, o consumo inadequado de selênio foi relacionado com a susceptibilidade a uma série de doenças virais ou bacterianas e saúde debilitada. Desta forma, as pesquisas e comercialização do selênio na forma orgânica favoreceram o início de uma nova era na nutrição animal, com avanços não só na melhoria da saúde e produtividade, mas também para produção carne, ovos e outros alimentos enriquecidos com selênio.

O selênio inorgânico é absorvido passivamente e, uma vez no corpo, se une com grupos sulfurosos nas proteínas. Essas associações podem se soltar facilmente e as aves podem se tornar deficientes em selênio em um espaço de tempo muito curto. As limitações para uso do selênio inorgânico são bem conhecidas: toxidade, interação com outros minerais, baixa retenção e eficiência para a produção de leite e carne com mínimas reservas no corpo animal. Consequentemente, a alta proporção desse elemento consumido é excretada. Por outro lado, o selênio orgânico na forma de selênio-aminoácido forma parte da proteína e como tal não causa risco de deficiência de selênio.

O selênio é um importante elemento na nutrição de aves e suínos, participando da mantença do sistema antioxidante celular. Em frangos de corte, a deficiência do selênio, especialmente com baixos níveis de vitamina E, causam diátese exudativa, encefalomalácea e atrofia pancreática nutricional. A deficiência de selênio está também associada com o desenvolvimento imune, reduzindo a produção de ovos e aumentando a mortalidade embrionária.

Alguns experimentos com aves de postura, mostrados por Pan et al. (2004) e Xavier et al. (2004) apresentam bons resultados na produção de ovos com o uso do Sel-Plex sozinho ou em combinação com outros minerais orgânicos. A razão para essa melhora com a suplementação do selênio orgânica não está ainda bem esclarecido, mas pode ser relacionada ao principal componente, a selenometionina, que pode ser armazenada no organismo da ave. Cave (1984) e Brake et al. (1985) atribuíram o aumento na produção de ovos em seus experimentos ao aumento na deposição da proteína no organismo. Estes resultados nos levam a ver que o aumento da produção nos mostra uma quantidade maior de folículos maduros, onde estes folículos receptores (proteínas integrais) das gonadotrofinas são melhores sintetizados. A proteção antioxidante da enzima GSH-Px e a função do Zn na síntese de proteína poderão ter contribuído para a síntese e liberação dos hormônios LH e FSH e síntese dos seus receptores. De acordo com Franco e Sakomoto (2007), a suplementação de selênio nas rações de poedeiras não apenas previne os sintomas de deficiência, mas também permite aumentar a concentração deste mineral nos ovos, o que favorece uma maior ingestão de selênio pelos consumidores deste produto. Além disso, o incremento dos níveis de selênio nos ovos possibilita a manutenção da qualidade interna dos ovos durante os períodos de estocagem.

 

Os nucleotídeos formam os blocos estruturais que vão compor o DNA e RNA e estão relacionados a diversas atividades chave nas células. Estas funções tornam os nucleotídeos essenciais para um crescimento adequado, desenvolvimento e manutenção dos organismos de todos os seres vivos.

Partindo-se do princípio de que os animais podem sintetizar quantidades adequadas de nucleotídeos necessários para o crescimento e desenvolvimento normal, estes não são considerados nutrientes dieteticamente essenciais. Entretanto, alguns tecidos como a mucosa intestinal, a medula óssea, e as células hematopoiéticas, do sistema imune e cerebrais apresentam capacidade limitada de síntese de novo de nucleotídeos, dependendo fundamentalmente dos nucleotídeos dietéticos (Córdoba et al., 2008). Além disso, a exigência de nucleotídeos exógenos pode variar consideravelmente, podendo aumentar em certas condições como crescimento rápido dos tecidos, recuperação de lesões e infecções sistêmicas.

De acordo com Tibbets (2007), os principais benefícios da utilização de nucleotídeos nas dietas para animais são:

Existem diversas fontes de nucleotídeos, entre elas a levedura. O extrato de levedura é rico em nucleotídeos, inositol (importante promotor de crescimento), glutamato (estimulante de palatabilidade), proteínas, vitaminas e minerais (Tibbetts, 2004).

A utilização do extrato de levedura nos estágios iniciais de produção aumenta o crescimento, consumo de ração e eficiência alimentar, além de produzir melhoras na morfologia intestinal e saúde animal, a curto e longo prazo. Segundo Esteve-Garcia et al. (2007), durante períodos de intenso desenvolvimento, a disponibilidade de nucleotídeos pode limitar a maturação de tecidos de rápida replicação celular e baixa capacidade biossintética, como o intestino, restringindo, desta forma, a taxa de crescimento, pela menor capacidade de digestão e absorção de nutrientes.

Segundo Rutz (2006), o desenvolvimento de dietas pré-iniciais para aves e suínos e os avanços no conhecimento da fisiologia digestiva e sua relação com a imunidade criaram um novo campo, denominado imuno-nutrição, que busca o fornecimento de bionutrientes ativos que auxiliem no desenvolvimento precoce do trato gastrointestinal e que gerem resultados produtivos melhores.

A suplementação da dieta com nucleotídeos disponíveis é indicada por Córdoba et al. (2008) como uma estratégia para melhorar a saúde e o desempenho de leitões na fase pósdesmame. O desmame geralmente causa um declínio no consumo de ração pelos leitões, que pode acarretar em atrofia das vilosidades intestinais, com conseqüente redução da capacidade absortiva.

Avaliando o efeito da utilização de um extrato de levedura (NuPro®) sobre o desempenho e características de carcaça de frangos de corte, Rutz et al. (2006) verificaram que o desempenho produtivo foi melhor ao se fornecer extrato de levedura de 1 a 7 e de 38 a 42 dias de idade, embora as carcaças não tenham sido afetadas pelos tratamentos. Os autores atribuíram o melhor desempenho das aves ao aumento da relação vilosidade:cripta, propiciado por ação de nucleotídeos presentes no extrato de leveduras, favorecendo o aumento da capacidade de digestão e absorção de nutrientes. Citam, ainda, que a presença de inositol pode ter contribuído para o aumento do peso corporal, pois este é um promotor natural do crescimento. Além disso, o inositol está relacionado com fosfolipídios, que são componentes estruturais das membranas que, por sua vez, mantêm papel na permeabilidade seletiva e na regulação de receptores hormonais situados na superfície celular (Mcdowell, 1989).

 

O controle de problemas sanitários, como enterites e coccidiose, são fundamentais na manutenção da integridade do trato intestinal, pois estes problemas diminuem a absorção dos nutrientes, piorando a eficiência da conversão de ração em carne e aumentando o custo de produção.

Desta forma, os antibióticos são usados em larga escala na formulação das rações como promotores de crescimento, pelo fato deles proporcionarem principalmente a manutenção da saúde intestinal e conseqüente melhora no aproveitamento do alimento pelos animais. Os antibióticos são compostos produzidos por bactérias e fungos que inibem o crescimento de outros microorganismos (Bellaver, 2000).

De acordo com Haese & Silva (2004), o efeito estimulador de crescimento que os antibióticos exercem sobre os animais podem ser explicados pelas seguintes hipóteses:

Neto et al. (2004) reportam, ainda, a utilização dos antibióticos nas dietas como coccidiostáticos (ionóforos), na prevenção de surtos de salmonelose e no controle de helmintos.

Apesar dos grandes benefícios obtidos pelo uso de níveis subterapêuticos dos antibióticos na criação animal, têm surgido críticas severas em relação ao uso rotineiro deste aditivo, por parte de órgãos oficiais de saúde pública, de organizações não governamentais, de profissionais ligados à área de produção animal e da população de maneira geral, principalmente na Europa (Flemming & Freitas, 2005). O uso abusivo e sem critérios de antibióticos na alimentação animal proporcionou o aparecimento de resistência microbiana, bem como a presença de resíduos na carne e derivados, fazendo com que, a partir da década de 70, autoridades e órgãos internacionais de saúde passassem a se preocupar com as rações animais que continham esses produtos (Pelicano et al., 2004).

Segundo Albino et al. (2006) é inquestionável que a relação custo:benefício favorece a escolha do uso de antibióticos como aditivo promotor de crescimento. Todavia, a segurança alimentar começou a ser questionada, principalmente em razão do uso rotineiro desse aditivo na alimentação animal e aparecimento de cepas resistentes e prejudiciais à saúde e terapia animal e humana (Edens, 2003).

Com a restrição do uso de antibióticos (promotores de crescimento) em rações para animais, surge a necessidade de estudos de produtos alternativos, que possam substituí-los na alimentação animal, para manter os altos índices de produtividade e qualidade dos produtos finais.

 

São aditivos constituídos por microorganismos vivos específicos suplementados na dieta com o objetivo de colonizar o trato gastrintestinal com microrganismos benéficos por meio de exclusão competitiva, garantindo melhoria na saúde do animal e maior eficiência no aproveitamento dos nutrientes da ração. Além da exclusão competitiva, também são observados antagonismo direto e melhoria da resposta imune humoral. Este aditivo, na grande maioria das vezes é um grupo de bactérias e leveduras que podem variar em composição e em quantidade. Bacillus subtilis, B. natto, B. megaterium, Lactobacillus acidophilus, L. plantarum, L. brevis, L. casei,Streptococcus lactis, S. faecalis, S. termophilus e Saccharomyces cerevisae, são exemplos destes microrganismos.

Um experimento foi conduzido por Santos et al. (2004) com o objetivo de testar diferentes probióticos empregados na alimentação de frangos de corte visando uma melhora no perfil do desempenho zootécnico e no rendimento de carcaça em comparação com os antimicrobianos. Verificou-se que o uso dos probióticos não melhorou o desempenho dos animais em relação aos promotores de crescimento antimicrobianos. A conversão alimentar das aves que receberam a ração com promotores de crescimento antimicrobianos foi melhor do que a das aves que receberam a ração controle e a ração com os probióticos. Essa diferença na conversão alimentar se refletiu no custo de produção. Os autores observaram que embora o uso dos probióticos tenha onerado o custo de produção, este efeito pode ser minimizado pela a agregação de valor ao frango produzido com probiótico, uma vez que este não deixa resíduos nos produtos de origem animal e não provoca resistência às drogas utilizadas em seres humanos. Estas razões vêm sendo aceitas pelo consumidor, principalmente dos grandes centros urbanos, nos quais se observa uma crescente conscientização das vantagens de consumir carnes com menores riscos da presença de resíduos. Pode-se somar a estas razões os perigos que o uso contínuo dos antimicrobianos nas rações representam no surgimento de resistências múltiplas de bactérias, assim como os impactos negativos que isto pode ter na saúde e no ambiente.

Flemming & Freitas (2005) conduziram um estudo com o objetivo de comparar o efeito do uso de probiótico (Bacillus licheniformis e Bacillus subtilis), probiótico mais mananoligossacarídeos (MOS), promotor de crescimento (avilamicina) e uma dieta controle sem aditivos sobre o desempenho de frangos de corte. Concluiu-se que na primeira semana as aves alimentadas com rações contendo o probiótico e o MOS apresentaram um ganho de peso melhor que os demais grupos. A conversão alimentar do grupo que recebeu probiótico na primeira semana foi melhor do que a do grupo que recebeu promotor de crescimento, não diferindo da inclusão de MOS ou da dieta controle. No resultado acumulado (início ao abate com 42 dias), o probiótico apresentou os melhores resultados para ganho de peso em relação ao controle, não diferindo, entretanto da associação de probiótico com prebiótico (MOS) e o antibiótico.

 

São ingredientes não nutrientes, não digeríveis, que afetam beneficamente o hospedeiro, estimulando seletivamente o crescimento e a atividade de uma ou mais espécies de bactérias benéficas intestinais. Este efeito ocorre principalmente por estimular seletivamente o crescimento e ou a atividade de número limitado de bactérias nos organismo. Como exemplo, tem-se os mananooligossacarídeos (MOS) – que são extraídos da parede celular de Saccharomyces cerevisiae e, os frutooligossacarídeos (FOS) – sintetizados a partir do Aspergillus niger ou Aureobasidium pullulans. Existem ainda os glicooligossacarídeos, galactooligossacarideo. Os mananoligossacarídeos são carboidratos complexos contendo D-manose, derivados da parede celular de leveduras (Saccharomyces cerevisiae).

Os prebióticos têm sido apontados como possível substituto aos antibióticos e têm seus efeitos baseados na redução do crescimento de muitas bactérias enteropatogênicas pela redução do pH, resultante do aumento da produção de ácido lático nos cecos. Algumas bactérias podem reconhecer sítios de ligação nas moléculas dos prebióticos, reduzindo a colonização da mucosa intestinal.

De acordo com Furlan et al. (2004), a alteração da microbiota intestinal causada pelo uso de prebióticos pode ocorrer de duas maneiras: através do fornecimento de nutrientes para as bactérias desejáveis ou através do reconhecimento, pelas bactérias patogênicas, de sítios de ligações nos oligossacarídeos como sendo da mucosa intestinal, reduzindo a colonização intestinal indesejável, resultando em menor inicidência de infecções e melhor integridade da mucosa intestinal. Os oligossacarídeos no intestino promovem a modificação do ecossistema bacteriano com aumento no número de Bifidobacterium e Lactobacillus, que suprimem a atividade de bactérias putrefativas e reduzem a formação de produtos tóxicos da fermentação, tais como amônia, aminas e nitrosaminas (Flickinger et al., 2003).

Albino et al. (2006) avaliaram o rendimento de cortes e o desempenho de frangos alimentados com dietas contendo mananoligossacarídeos e a viabilidade de substituição dos antibióticos por aditivos alternativos. Foram utilizados três tipos de aditivos: um promotor de crescimento (avilamicina) e dois prebióticos (mananoligossacarídeos) com diferentes concentrações de leveduras, denominados MOS standard e MOS alta concentração, incluídos nas dietas na forma isolada ou associados. Verificou-se que a adição de avilamicina e do mananoligossacarídeo standard, isoladamente ou em combinação, proporcionou efeitos benéficos no ganho de peso das aves no período de 1 a 42 dias de idade. Os autores concluíram que prebióticos à base de mananoligossacarídeo podem substituir o antibiótico avilamicina em rações para frangos de corte sem prejuízos à produção.

Costa et al. (2008), trabalhando com codornas de postura, verificaram maiores valores de produção de ovo e massa de ovo em aves que receberam dieta contendo 0,05% de Bio-Mos. Porém, quando se aumentou a suplementação de Bio-Mos para 0,10%, o desempenho foi superior ao apresentado pelas aves submetidas à dieta controle, mas inferior ao daquelas que receberam 0,05% de Bio-Mos (Figura 1). Uma provável explicação está no fato das codornas apresentarem taxa de passagem do alimento mais rápida e um maior consumo de racao relativo ao peso corporal, quando comparado às galinhas. A presença da maior quantidade de oligossacarídeos na dieta com 0,10% de suplementação pode ter estimulado ainda mais a velocidade do trânsito intestinal, reduzindo a digestibilidade dos nutrientes em relação à dieta com 0,05% de Bio-Mos.

Figura 1 – Efeito da adição de prebióticos na dieta sobre a produção de ovo e a massa de ovo de codornas japonesas em postura

 

Os adsorventes são substâncias que não são absorvidas no trato gastrintestinal e tem a capacidade de ligar-se a micotoxinas de modo a transportá-las sem absorção para fora do TGI e, consequentemente impedir a intoxicação por micotoxinas. Os aluminosilicatos, bentonita e mananoligosacaridios são considerados adsorventes (Bellaver, 2000).

As argilas são elementos estruturais do solo utilizadas como minerais industriais com inúmeras aplicações, segundo suas propriedades. São produtos de alto valor no setor farmacêutico, como excipiente de medicamentos, na indústria petroquímica, como catalisadores, entre outros. Na indústria mundial da alimentação animal, o emprego de argilas selecionadas e processadas para o seqüestro das micotoxinas vem sendo cada dia mais freqüente. Vários trabalhos apresentam resultados satisfatórios da utilização de adsorventes de micotoxinas (principalmente aflatoxinas) sobre o desempenho de várias espécies animais.

Smith et al. (2004) conduziram um experimento para avaliar o efeito da micotoxina do Fusarium e da utilização de adsorvente sobre o desempenho de poedeiras de 0 a 8 semanas de postura. Os autores verificaram que a aflatoxina aumentou o consumo de ração pelas aves e piorou a conversão alimentar em quilograma de ração por massa de ovo produzida. A adição de adsorvente resultou em conversão alimentar semelhante à das aves do grupo controle (sem aflatoxina).

Mallmann e Rauber (2006) avaliaram a influência das aflatoxinas adicionadas à dieta e a eficiência de um adsorvente de micotoxinas, sobre o desempenho de perus de corte intoxicados com 500 ppb de aflatoxinas, durante um período de 21 dias. Verificou-se que a aflatoxina apresentou efeito deletério sobre o desenvolvimento de perus de corte durante os primeiros 21 dias de vida. Além disso, pôde-se observar que o adsorvente utilizado apresentou resultados satisfatórios no controle dos efeitos tóxicos destas micotoxinas.

 

A suplementação com enzimas exógenas nas dietas melhora a eficiência de produção das aves e suínos pelo aumento da digestão de produtos de baixa qualidade e redução da perda de nutrientes nas fezes, sendo possível reduzirem os níveis nutricionais da dieta com possíveis vantagens econômicas.

As enzimas são acrescentadas à ração animal com a finalidade de aumentar a sua digestibilidade, remover fatores antinutricionais, melhorar a disponibilidade dos nutrientes, bem como por razões ambientais. Uma grande variedade de carboidrases, proteases, fitases e lipases é utilizada para estes fins (McCleary, 2001). Normalmente, as enzimas comerciais usadas como aditivos não contêm uma única enzima, mas, ao contrário, são preparados enzimáticos contendo uma variedade de enzimas, o que é desejável, uma vez que as rações são compostas por vários ingredientes (Campestrini et al., 2005).

Segundo Buchanan et al. (2007) as enzimas exógenas hidrolizam os polissacarídeos não amiláceos (PNAs) que podem ser potencialmente utilizados pelo animal, aumentando o aproveitamento da energia presente nos alimentos. Adicionalmente, ocorre a liberação do conteúdo celular, que se torna disponível à digestão enzimática, aumentando, desta forma, a digestibilidade de todos os nutrientes. Outra conseqüência importante desta utilização é a redução do impacto negativo destes resíduos não digestivos sobre a viscosidade da digesta (Slominski et al., 2006).

A enzima fitase, por sua vez, hidrolisa o fitato, que está presente em todos os ingredientes de origem vegetal. O fitato é uma molécula polianiônica com potencial para quelatar nutrientes positivamente carregados (Na+, Mg++, K+, Ca++ e Zn++, entre outros), o que caracteriza sua propriedade antinutricional, comprometendo a utilização de proteínas, energia, cálcio e minerais-traço (Selle e Ravindran, 2007). Por conseguinte, o fósforo e outros elementos tornamse disponíveis para o metabolismo animal (Roland et al., 2006).

A disponibilidade e variedade de grãos no Brasil são bastante grandes, o que permite a inclusão e/ou substituição total ou parcial de determinados ingredientes por outros que apresentem preços reduzidos, principalmente em períodos de entressafra. No entanto, tais ingredientes ditos alternativos apresentam restrições quanto ao seu uso na formulação das dietas para aves, por conterem fatores antinutricionais, que prejudicam o desempenho, e conseqüentemente, resultam em baixa uniformidade e lucratividade ao final da produção. O uso de enzimas permite que tais ingredientes sejam utilizados de maneira tão eficiente quanto o são o milho e a soja (Campestrini et al., 2005).

Segundo Wyatt & Bedford (1998), existem diferentes abordagens econômicas ao se considerar a incorporação de enzimas exógenas nas formulações das dietas. Uma aplicação mais simples e provavelmente mais prática, chamada de "over the top" (por cima) com intuito de melhorar o desempenho de forma mais econômica, que consiste em suplementar com as enzimas uma formulação padrão, sem alterar os níveis nutricionais. Uma segunda alternativa seria alterar a formulação da ração reduzindo os nutrientes e adicionando enzimas exógenas para restaurar o valor nutricional da dieta padrão, visando o mesmo desempenho de uma dieta com os níveis nutricionais normais. Se a suplementação for eficiente, os parâmetros produtivos seriam os mesmos (Zanella, 1999). Deve-se avaliar ainda a possibilidade da utilização das enzimas em dietas reformuladas, nas quais a matriz nutricional da enzima deve ser considerada na formulação das dietas, o que possibilitaria uma maior redução nos custos de arraçoamento, haja vista as enzimas contribuírem com cerca de 50 a 75 kcal de EM; 0,1% de Ca e 0,1% de P disponível por quilograma de ração (Wyatt e Bedford, 1998).

Em experimento conduzido na UFPB por Costa et al. (2008) foi avaliado o efeito de enzimas exógenas sobre o desempenho e qualidade dos ovos de poedeiras de segundo ciclo de produção. Os tratamentos consistiram em duas dietas isentas de enzimas (controle positivo e controle negativo (CN)) e duas dietas com adição das enzimas exógenas (dieta reformulada (DR) e dieta on top (OT)). A dieta CP foi formulada para atender as exigências das poedeiras e a dieta CN foi formulada com redução de 5% de energia metabolizável, proteína bruta, lisina digestível e metionina+cistina digestível. A DR foi reformulada com adição de AllzymeTM SSF e Vegpro para fornecer níveis nutricionais semelhantes ao CN, sendo que foi considerado um aporte nutricional de 75 kcal de EM/kg e o farelo de soja foi valorizado em 7% na sua composição em energia, PB, lisina e metionina+cistina. A dieta OT correspondeu à dieta CN mais adição das enzimas on top. O consumo de ração, o peso e a qualidade interna e externa dos ovos não foram afetados pelos tratamentos. A produção (PR) e massa de ovo (MO) e conversão por massa e por dúzia de ovos foram piores com o CN. A adição de enzimas exógenas (DR e OT) resultou em desempenho igual ou superior ao CP nestas variáveis, sendo que para a PR e MO as aves alimentadas com a dieta OT apresentaram os melhores resultados (Figura 2a). Similarmente, as dietas com adição de enzimas resultaram em custo por dúzia de ovo e por massa de ovo produzidas menor que a CP, demonstrando a viabilidade econômica de sua utilização na alimentação das poedeiras (Figura 2b).

Figura 2 – Efeito da adição das enzimas exógenas em dietas para poedeiras de segundo ciclo de produção sobre o desempenho (a) e custos da ração e do arraçoamento por dúzia e por massa de ovo produzidas (b)

Posteriormente, foi realizado um experimento semelhante, porém utilizando-se aves em pico de postura e adicionando-se um novo tratamento, que consistiu em uma dieta reformulada considerando-se 50 kcal de EM/kg de ração (Costa et al., 2008). Da mesma forma que no experimento com aves de segundo ciclo, a suplementação de enzimas exógenas nas dietas para poedeiras em pico de produção proporcionou uma melhoria no desempenho, sendo que os melhores resultados foram obtidos com a adição da enzima on top (Figuras 3a e 3b).

Figura 3 – Efeito da adição das enzimas exógenas em dietas para poedeiras no pico de produção sobre o desempenho (a) e custos da ração e do arraçoamento por dúzia e por massa de ovo produzidas (b)

Estudos mostram que a utilização de enzimas xilanolíticas inibe a fermentação no íleo e estimula a fermentação nos cecos (Bedford, 2001; Persia et al., 2002). A redução da fermentação ileal é benéfica para o hospedeiro, pois grande parte do material fermentado nesta região constitui-se de amido e proteína não digeridos, que, assim, ficariam disponíveis para serem hidrolisados e absorvidos pelo hospedeiro (Bedford, 1996). Além disso, os oligossacarídeos resultantes da degradação dos PNAs pelas enzimas exógenas teriam um efeito prebiótico no ceco, atuando como substrato para a proliferação de bactérias benéficas ao hospedeiro em detrimento de bactérias patógenas, melhorando, desta forma, a saúde da ave (Persia et al., 2002).

A poluição ambiental, pela excreção fecal de nitrogênio e fósforo, pode se dar em maior ou menor grau, dependendo da capacidade de utilização desses nutrientes, pelos animais, que é melhorada com a adição de enzimas exógenas. Suínos e aves excretam mais da metade do fósforo e do nitrogênio que consomem. O uso de enzimas na ração das aves e suínos e outros animais domésticos, melhora a digestibilidade e disponibilidade de certos nutrientes para os animais, principalmente o fósforo, nitrogênio, cálcio, cobre e zinco, diminuindo a sua presença nas fezes e urina, e conseqüentemente, a sua deposição no meio ambiente (Campestrini et al., 2005).

As fitases apresentam aplicações generalizadas, uma vez que seu substrato está presente invariavelmente em dietas para aves e suínos, e sua inclusão resulta em maior biodisponibilidade de fósforo e na redução da excreção deste mineral no ambiente. A proibição do uso de farinhas protéicas de origem animal, que também são fontes de fósforo, tem acelerado a aceitação e utilização de fitase como aditivo em rações para animais em alguns países. A capacidade desta enzima de liberar o fósforo fítico e reduzir a excreção para o meio ambiente está bem documentada; a fitase é uma fonte econômica e alternativa de fósforo e, uma vez que as reservas naturais de fósforo não são renováveis, o seu uso seria benéfico, inclusive, para a preservação de tais contingentes (Selle e Ravindran, 2007).

Estudos realizados por Leytem et al. (2008) e Dozier et al. (2008) demonstram que a redução do fósforo fitato nas dietas pode resultar em menor excreção deste mineral nas excretas das aves. Silva et al. (2008) verificaram que a manipulação dos níveis de proteína e P em rações suplementadas com aminoácidos e fitase pode reduzir, principalmente, a excreção de P, N e Cu, minimizando a poluição ambiental causada por esses elementos.

Portanto, as enzimas exógenas se apresentam como ferramenta na flexibilização das formulações de dietas para aves, possibilitando a utilização de ingredientes não-convencionais sem prejuízo ao desempenho das aves, com conseqüente redução dos custos de produção. Adicionalmente, a suplementação enzimática pode reduzir problemas ambientais, melhorar o ambiente de criação, reduzindo lesões, melhorando, desta forma o bem-estar das aves.

 

As projeções para os próximos dez anos apontam para a crescente participação do milho no cenário mundial como também já se constatou o aumento exponencial do número de usinas produtoras de etanol norte-americano (USDA, 2007). Contudo, a substituição da fonte energética convencional por fontes renováveis, como o etanol proveniente do milho, elevaram o custo de produção aumentando ainda mais o interesse por ingredientes alternativos. Idéias inovadoras têm surgido em diversas direções entre as quais o uso de resíduos e a utilização de gorduras de baixa digestibilidade, mediante a utilização de fosfolipídios, parecem ser medidas apropriadas a curto prazo.

A maioria dos trabalhos de pesquisa sobre alimentação animal está focalizada no uso de co-produtos e na promoção destes ingredientes a fim de reduzir custos tanto na produção animal quanto na indústria de alimentos e combustíveis (Balakrishnan,2004). A utilização de resíduos secos de destilaria com solúveis (DDGS) na alimentação de não-ruminantes (Fastinger et al, 2006) é uma proposta relativamente nova, visto o DDGS ser historicamente utilizado na criação de ruminantes devido ao alto conteúdo em fibra (Ham et al., 1994). O DDGS e um subproduto da fabricacao de etanol; sao residuos secos restantes apos a fermentacao do amido do milho pelas leveduras e enzimas selecionadas para produzir o etanol e o dioxido de carbono. A variabilidade nos níveis nutricionais do DDGS e o baixo valor biológico da proteína são fatores limitantes ao seu uso em dietas para frangos de corte (Fastinger et al, 2006). Além disso, assim como no processamento da soja, o escurecimento do DDGS sugere um aquecimento excessivo e provavelmente a diminuição na digestibilidade de aminoácidos (Parsons et al., 2006). Somado à variação na energia disponível, outro fator considerável é o teor do sódio das amostras de DDGS (0.05 a 0.17%) que é até oito vezes superiores ao do milho (0.02%) (Parsons et al, 2006). No entanto, trabalhos desenvolvidos pelo grupo de pesquisa do Dr. Waldroup da Universidade de Arkansas (EUA), tem encontrado resultados da utilizacao em dietas para frangos de corte em ate 15 a 20% de DDGS sem afetar o desempenho das aves (Wang et al, 2007).

Para suínos, a inclusão recomendada é de até 30% da dieta, porém, para porcas em gestação, existem estudos que sugerem inclusão de 50%. Foi demonstrado que para porcas, 15 a 30% de DDGS na dieta não afetaram o desempenho nem das porcas nem da leitegada (Leonel & Sousa, 2007). Segundo Brito (2008), a inclusão de 10% de DDGS tem sido a mais recomendada, pois, não se observa diferença no desempenho de suínos alimentados com dieta à base de milho e farelo de soja. O autor ressalva que inclusões de 20 e 30% podem reduzir alguns parâmetros de desempenho o qual pode ser devido à impossibilidade de encontrar a exigência dos aminoácidos digestíveis (Brito, 2008). Para frangos de corte os valores de inclusão de DDGS são inferiores aos utilizados para suínos, segundo Scheideler (2005) a maioria dos nutricionistas utiliza de 8 a 10%, aparentemente pela maior capacidade digestiva de suínos em utilizar ingredientes moderadamente fibrosos.

Para aves poedeiras, a inclusão de 30% de DDGS na dieta não afetou o número de ovos/ave/ano, sendo que, existem trabalhos onde 10% de DDGS na dieta, não afetou, a produção, o peso dos ovos e nem a qualidade da casca. Alguns autores sugerem que o DDGS tem efeito positivo sobre a qualidade interna do ovo (aumento na unidade Haugh) quando comparado com outras fontes protéicas como farelo de soja e trigo (Leonel & Sousa, 2007)

Recomendações de inclusão de DDGS acima desse valor estão freqüentemente associadas à adição de enzimas fibrolíticas (Gaines et al., 2007 e Spencer et al., 2007 citados por Holtkamp et al, 2007). A adição de fitase juntamente com xilanase em uma dieta para suínos à base de milho e farelo de soja, com inclusão de 20% de DDGS resultou em aumento de 5,6% na digestibilidade da energia (175 kcal/kg) cerca de 4,5% na digestibilidade ileal dos aminoácidos. A digestibilidade do fósforo aumentou de 22 para 51% (Barletta & Cooksley, 2008).

 

Outro subproduto resultante de produção de biocombustíveis, tanto a partir do milho quanto da gordura de frangos, a glicerina, é um potencial substituto parcial do milho para alimentação animal (Cerrate et al.,2006). A glicerina foi eficientemente utilizada por frangos de corte cujo valor médio assemelhou-se ao do milho (3,434 kcal/kg) (Dozier et al., 2008). A adição de glicerina até o nível de 5% não mostrou nenhum efeito adverso no crescimento ou no rendimento da carcaça. O uso de 10% de glicerina resultou na redução do desempenho dos frangos, que foi grandemente relacionado a problemas na taxa de passagem (Cerrate et al., 2006).

 

Óleos e gorduras são as mais importantes e caras fontes de energia (Blanch et al., 1996). Além disso, após a elevação substancial no preço do grão devido ao deslocamento da produção na geração de energia para outros setores tecnológicos, a busca da melhoria pela utilização da gordura animal dietética transformou-se em interesse mundial. De acordo com o entendimento corrente, a suplementação dietética com fosfolipídios aumenta substancialmente a digestibilidade de ácidos graxos saturados, diminuindo efetivamente o custo da ração. A recomendação do uso de gorduras em dietas típicas para aves e suínos em países asiáticos tem sugerido que a suplementação de 1 a 4 kg/MT de fosfolipídios promove a melhoria na utilização de nutrientes e desempenho animal (Mu, 2007). Dessa maneira, a inclusão de fosfolipídios dietéticos bem como seus efeitos tem sido investigada em diversas direções (Huang et al, 2008).

As mudanças na disponibilidade e no preço dos principais ingredientes que fornecem energia às dietas resultará em mudanças nos padrões de formulação (Penz Júnior & Gianfellici, 2007). De maneira geral, de acordo com essas recomendações, os nutricionistas podem ajustar a especificação das fórmulas para economizar com custos de alimentação enquanto mantêm o desempenho animal ou minimizar os custos de alimentação bem como melhorar o desempenho.

Pode-se discutir qual seria a alternativa mais interessante na formulação de dietas comerciais, porém não restam dúvidas que o uso do DDGS, glicerina e fosfolipídios em dietas animais são propostas comerciais de um mundo globalizado e sem fronteiras.

 

A produção animal do futuro requer do Zootecnista a adoção das biotecnologias disponíveis e o desenvolvimento de novas biotecnologias que viabilizem o melhor aproveitamento das matérias-primas existentes e a melhoria na saúde e desempenho animal, através de produtos seguros que atendam as legislações cada vez mais exigentes.

A biotecnologia torna-se ainda mais importante para um país como o Brasil, que ocupa uma posição privilegiada na produção e exportação de carnes de aves e suínos no competitivo agronegócio mundial, em que as margens são estreitas e os mercados distorcidos por subsídios dos países ricos. Ciências como a Glicômica, com o estudo das estruturas dos açucares para desenvolvimento de prebióticos e adsorventes, e a Nutrigenômica, com o estudo dos efeitos da nutrição na expressão gênica, estão sendo as aliadas da nutrição animal, a exemplo do que ocorreu e ocorre com a nutrição humana. Só permanecerá na atividade quem tiver a coragem de se abrir ao novo.

 

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