Avaliação nutricional e energética do farelo de algodão com ou sem suplementação enzimática para frangos de corte

A avicultura brasileira apresenta constante evolução quanto à produção de carne de frango, alcançando em 2011 um recorde histórico de 13,1 milhões de toneladas, consolidando o País como o terceiro maior produtor mundial (Aveworld, 2012), além de liderar o ranking no setor de exportação a mais de cinco anos, com registro de 3,8 milhões de toneladas (Abef, 2010/2011).

O Nordeste do Brasil é a quarta maior região produtora de frangos de corte, com destaque para o estado de Pernambuco, que responde pela primeira posição no volume de produção na região e sétima no País com 2,93% (Aveworld, 2012).

Contudo, para que a avicultura brasileira consiga manter e até mesmo melhorar esse perfil, o desenvolvimento de novas estratégias nutricionais se faz necessário. Neste sentido, grande parte dos trabalhos de pesquisas sobre alimentação e nutrição avícola, está focado na utilização de enzimas exógenas (Costa et al., 2008), bem como no uso de alimentos alternativos regionais, buscando-se reduzir custos, uma vez que estes representam cerca de 60 a 70% dos custos totais de produção.

Nesta procura, o farelo de algodão (FA) devido a sua alta produção e disponibilidade, tem despertado o interesse dos pesquisadores ao incentivo a novas pesquisas, quanto ao conhecimento de suas qualidades nutricionais e às estratégias de uso (Marsiglio, 2010), que por possuir fatores antinutricionais, como os polissacarídeos não amiláceos (PNA´s), ácido fítico e o gossipol (principal), que podem piorar a qualidade do alimento, diminuindo a digestibilidade dos nutrientes e, consequentemente, seu valor nutricional (Amorim et al. 2011).

A suplementação das rações com enzimas exógenas permite melhor utilização de matérias-primas de menor valor nutritivo, reduzindo os efeitos dos fatores antinutricionais (Paloheimo et al., 2011); proporcionando maior flexibilidade, precisão e economia nas formulações de rações; melhorando a textura das excretas e a qualidade da cama e a redução da poluição ambiental, pela excreção de nutrientes não digeridos (Choct, 2006; Costa et al. 2010; Ceccantini & Lima, 2008; Lelis et al., 2009), podendo trazer reflexos positivos ao desempenho animal, devido ao melhor aproveitamento do alimento exercer forte influência nos índices zootécnicos.

 

O Gossypium, gênero do algodoeiro, apresenta grandes variações de espécies distribuídas em regiões áridas e semiáridas dos trópicos e sub-trópicos (Wendel & Cronn, 2003). Pertencente à família das malváceas (Nagalakshmi et al. 2007), esta dicotiledônea, possui inúmeras aplicações, podendo ser totalmente aproveitada pelo homem, sendo por isso, considerada o boi vegetal (Araújo et al., 2003).

O algodão se constitui a principal fibra têxtil do mundo e o maior produto das Américas, e tanto a fibra, principal produto, como os subprodutos (sementes, línter, óleo, torta, farelo, cascas) atendem segmentos de importâncias socioeconômicos, como o farmacêutico-hospitalar, têxtil e a nutricional, humana e animal, podendo ainda ser usado como adubo orgânico (Carneiro, 2009).

De acordo com a Conab (2011) o Brasil ocupa uma área cultivada de algodão de 1.304,7 mil hectares, dos quais 32% são representados pelo Nordeste, destacando-se os estados da Bahia, Piauí e Maranhão. Em Pernambuco, a produção concentra-se no Agreste e Sertão com uma área de plantio estimada em 2,5 mil hectares e produção de aproximadamente 1,9 mil toneladas de caroço. De acordo com a Aveworld (2012), a colheita da atual safra brasileira de grãos e algodão deverá ser de 170 milhões de toneladas, sete milhões de toneladas a mais do que o volume produzido na safra 2010/2011. A região semiárida do Nordeste tem, na cotonicultura, uma das principais atividades do meio rural, representada, em especial, pelos pequenos e médios produtores (Araújo et al., 2003).

O caroço do algodão, subproduto do beneficiamento e/ou descaroçamento para obtenção da pluma, é coberto com línter e rico em óleo, contendo média de 60% de amêndoa e 40% de fibra. Após a quebra das cascas, o grão liberado possui de 30 a 40% de proteínas e 35 a 40% de lipídios, sendo capaz de fornecer subprodutos muito utilizados no preparo de rações para os animais como o FA (Araújo et al., 2003), obtidos durante o processo industrial, via extração por solvente ou prensagem mecânica, respectivamente, para obtenção do óleo destinado ao consumo humano (Barbosa & Gattás, 2004).

A forma de processamento destinge os subprodutos existentes no mercado, os quais fazem relação ao conteúdo de proteína, fibra e óleo residual, cujo teor depende da maior ou menor eficiência no processamento quando da separação das cascas (Barbosa & Gattás, 2004). Os farelos obtidos por prensagem mecânica são menos proteicos, mais fibrosos e possuem maior teor de óleo residual e coloração marrom em relação aos obtidos por solvente, com menor teor de óleo residual e de cor amarelo-claro dourado (Butolo, 2002; Araújo et al., 2003).

Segundo Souza (2003) e Marsiglio (2010) os subprodutos do algodoeiro ocupam o terceiro lugar em escala mundial de produção, perdendo apenas para o FS e o de canola. E geralmente são comercializados a granel ou ensacados.

O conhecimento do valor nutritivo dos alimentos é de fundamental importância para uma correta formulação de rações, havendo a necessidade de determinar a composição química, a disponibilidade dos nutrientes e a concentração energética dos alimentos (Brumano et al., 2006).

A determinação do teor de proteína bruta (PB), fibra bruta (FB), extrato etéreo (EE) e do gossipol livre são ferramentas importantes para se avaliar o valor nutritivo do FA, e condição obrigatória para uma correta formulação e ajuste nutricional das rações (Souza, 2003; Dávila, 2006).

As variabilidades nos valores de composição química e energética do FA, como demonstrado na Tabela 1., são atribuídas ao tipo de processamento, quantidade de óleo e cascas que permanecem no subproduto (Souza, 2003; Nagalakshmi et al., 2007), além de fatores como as mais diversas condições de cultivo e de solo, de clima, de cultivares e das condições de armazenamento do produto (Calderano et al., 2010; Brumano et al., 2006).

Tabela 1. Composição química e energética do farelo de algodão encontrados na literatura

Os teores de PB de subprodutos obtidos por extração mecânica e por solvente chegam a variar de 22,2 a 30,31% e de 34,19 a 56,02% e os de FB variam de 26,9 a 28,5% e de 12,5 a 17,96%, respectivamente, indicando uma correlação inversamente proporcional entre o conteúdo fibroso e à concentração proteica (Nagalakshmi et al., 2007). Ainda de acordo com esses autores, o conteúdo de óleo residual varia de 18,6 a 75% para subprodutos prensados mecanicamente e de 2,6 a 9,7% para os obtidos via solvente. Já Araújo et al. (2003) relatam valores menores que 2% e de 5% de óleo residual para subprodutos produzidos por solvente e por prensagem, respectivamente.

As tabelas nacionais de composição de alimentos citam farelos com valores médios de 29 e 39% de PB, 24,93 e 13,97% de FB e 1.666 e 1.947 kcal/kg energia metabolizável (EM) para aves, respectivamente (Rostagno et al., 2011).

Esses subprodutos, por serem considerados alimentos proteicos e ricos em fibras, o que lhes conferem baixos teores de EM (cerca de 60 a 70% do valor energético do FS), existe, portanto, a necessidade de suplementação de óleo de soja (Souza, 2003). Segundo Nagalakshmi et al. (2007), os valores de EM variam de 1.901 a 2.811 kcal/kg, e geralmente, o subproduto, produzido mecanicamente, apresenta menor valor energético do que o produzido por solvente, o que poderia ser atribuído a sua maior quantidade de fibra.

Apesar de apresentarem boas percentagens relativas de PB, não possuem bons perfis aminoacídicos, mostrando-se deficientes, principalmente em lisina (Nagalakshmi et al., 2007).

Quando comparado ao FS, possui cerca de 33% do valor de lisina digestível, em função de seu menor conteúdo de lisina total e da formação de complexos lisina-gossipol (Souza, 2003), o que reduz a digestibilidade da proteína e, consequentemente, seu valor nutritivo.

A presença de gossipol e as altas concentrações de fibras, aliados as grandes variações quanto ao valor nutritivo, como a baixa qualidade proteica, são fatores que têm limitado o seu uso em dietas para monogástricos (Nagalakshmi et al., 2007).

Os altos teores de fibra estão relacionados tanto em relação à redução da EM (Bett, 1999) do FA, quanto à sua digestibilidade, por dificultar a absorção dos nutrientes, uma vez que atua como barreira física à ação enzimática do trato gastrointestinal (TGI) (Melo et al., 2010), além de está associada à rápida velocidade de passagem da digesta, ocasionada pela grande quantidade de constituintes da parede celular, acarretando reflexos negativos ao desempenho das aves (Nagalakshmi et al., 2007).

A baixa digestibilidade proteica está condicionada à forma de ação do gossipol, fator antinutricional mais discutido dos subprodutos do algodoeiro. Descoberto em 1915 por Whiters e Camith, segundo Dávila (2006), é um pigmento polifenólico amarelo (C₃₀H₂₈C₈), produzido nas glândulas pigmentares (Barbosa & Gattás, 2004; Nagalakshmi et al., 2007; Lima Júnior et al., 2010) presentes nas camadas sub-epidermiais da maioria dos órgãos do algodoeiro, sendo capaz de causar efeitos citotóxicos aos monogástricos (Vieira & Stipanovik, 1999), encontrado nas folhas, caules, raízes e sementes (Nagalakshmi et al., 2007), apresentando nestas últimas, a maior concentração. Segundo Moreira et al. (2006) o gossipol totaliza de 20,6 a 30% do peso das glândulas.

De acordo com Ezequiel (2002), Barbosa & Gattás (2004), Nagalakshmi et al. (2007) e Lima Júnior et al. (2010), todo o gossipol presente na semente se encontra na forma livre, sendo altamente tóxica para as aves por ser a forma biologicamente ativa. A forma conjugada, obtida durante o processamento para obtenção do farelo, acontece sob condições de aquecimento, quando uma porção do gossipol livre se une a proteínas e/ou grupo amino livre de aminoácidos essenciais como a lisina, formando um complexo indigestível lisina-gossipol, comprometendo a digestibilidade da proteína, por torná-la indisponível ao animal (Nagalakshmi et al., 2007; Lima Júnior et al., 2010). Elevados níveis de gossipol conjugados indicam baixa disponibilidade da lisina e baixa digestibilidade da proteína (Araújo et al. 2003). Por isso, a elevação dos níveis de proteína na ração, assim como a suplementação da mesma com lisina sintética, proporcionam grupos aminas livres para se complexarem com o gossipol livre (Souza, 2003) amenizando a ação deletéria desse fator.

O gossipol livre pode também ligar-se quimicamente com o ferro, formando complexo ferro-gossipol. Dessa forma, a ingestão de níveis elevados de gossipol pode comprometer as funções hepáticas, a taxa de respiração e a capacidade de transporte do oxigênio pelos eritrócitos, possibilitando o surgimento de anemias e ataque cardíaco (Araújo et al. 2003). No entanto, a ação tóxica do gossipol pode ser minimizada pela adição de sais de ferro à dieta, que ao se complexarem com o gossipol, o torna não prejudicial aos animais (Nagalakshmi et al., 2007). A recomendação tem sido usar o sulfato de ferro na proporção de 1:1 (ferro:gossipol livre), nas dietas acima do nível de 100 ppm de gossipol para frangos de corte (Souza, 2003). No entanto, outros produtos, como o óxido ou hidróxido de cálcio, também têm sido indicados com o intuito de neutralizar os efeitos (Araújo et al., 2003; Marsiglio, 2010).

Contudo, segundo Araújo et al. (2003) e Nagalakshmi et al. (2007) uma das últimas tendências de redução do teor de gossipol livre tem sido o melhoramento genético do algodoeiro que não ocasiona perdas ao valor nutricional das proteínas; além de possibilitar alterar os níveis de gossipol (Lordelo et al., 2007). Sendo assim, objetivando-se maximizar a valorização dos derivados proteicos do algodão, foi desenvolvido nos Estados Unidos, um tipo de algodão sem glândulas de gossipol, denominado "glandless", o qual tem sido utilizado mundialmente em várias pesquisas (Araújo et al., 2003).

 

Teores elevados de gossipol livre (acima de 100 ppm) provocam efeitos tóxicos e antinutricionais para os monogástricos (Souza, 2003). As aves são mais tolerantes as altas concentrações desse composto (até 200 ppm) que os suínos (Barbosa & Gattás, 2004). No entanto, a intensidade de sua ação tóxica varia de acordo com o nível utilizado, o período de consumo, a idade do animal e as condições de estresse as quais o animal está submetido (Gamboa et al., 2001a).

Além de apresentar relação direta com quantidade de FA incluso nas rações, as variações nos teores de gossipol, de acordo com Gamboa et al. (2001b) relaciona-se também com a variedade do algodão, grau de extração do óleo e o método utilizado, devendo-se determinar, em análises, o teor de gossipol livre, pois este servirá como ferramenta para calcular o nível de inclusão do FA na dieta (Marsiglio, 2010).

Níveis de gossipol livre podem ser encontrados na proporção de 0,01 (100 ppm) a 0,1% (1000 ppm), mas, recomenda-se usar subprodutos que contenham teor de gossipol inferior 0,04% (400 ppm) (Ruralnews, 2011; Marsiglio, 2010). Apesar de níveis de 0,016% (160 ppm) ser considerado o máximo aceitável para as aves, de forma a não inibir o crescimento (Ruralnews, 2011).

A administração de subprodutos do algodoeiro para aves jovens, segundo Araújo et al. (2003) deve ser cuidadosa uma vez que são mais sensíveis à toxidez do gossipol. Por isso, geralmente não tem sido recomendada a utilização deste farelo para pintinhos na fase pré-inicial, apesar de existirem alguns relatos de uso de até 5% de inclusão do FA, sem que fosse detectado comprometimento no desempenho animal (Souza, 2003).

Segundo Barbosa & Gattás (2004) e Souza (2003) os limites máximos de inclusão desse ingrediente deve ser de 10% para a fase inicial e de 15% para fase de engorda e final da criação de aves. A correção com sulfato ferroso aumenta a tolerância pelas aves a níveis de até 100 ppm na fase inicial e até 200 ppm, nas fases subsequentes. Já a Bunge (2005) relata que o FA pode substituir parcialmente o FS até inclusão máxima de 5% na ração, mesmo quando realizado controle rigoroso do nível de gossipol. Enquanto Ezequiel (2002) indica valor de até 10% nas dietas de frangos. Já Rostagno et al. (2011) sugerem que os níveis máximos de inclusão do FA com 30% de PB, nas rações de frangos de corte sejam de 4 e 5% para as fases inicial e de crescimento, respectivamente.

Segundo Marsiglio (2010) o FA, mesmo quando tratados com sais de ferro, apresentam toxidade às aves. Os efeitos tóxicos são cumulativos e a morte das aves ocorre após quatro a oito semanas de uso, dependendo da concentração de gossipol livre presente no alimento e do tempo de aparecimento da sintomatologia (Ezequiel, 2002). Em ensaio realizado por Gamboa et al. (2001b), a maior concentração do gossipol nos órgãos das aves foram encontrados no fígado, seguido do rim, plasma e músculos.

De leves tremores até a morte em casos mais severos, (Araújo et al., 2003), os sintomas de intoxicação comumente apresentados são: dispnéia, deficiência reprodutiva, edema cardíaco agudo e alterações dos eritrócitos (Marsiglio, 2010). Por meio de compilação literária, Nagalakshmi et al. (2007) relatam que aves intoxicadas pelo gossipol apresentam perda de peso, diminuição do apetite, fraqueza nas pernas. Por isso, o nível de inclusão deste subproduto nas dietas avícolas deve ser criterioso (Marsiglio, 2010).

 

Os efeitos da utilização de subprodutos do algodoeiro em rações para aves vêm sendo experimentalmente avaliados em ensaios de metabolismo e desempenho.

Nos ensaios de metabolismo, Generoso et al. (2008) substituíram 20% da dieta referência (DR) à base de milho e FS pelo FA 28%, objetivando determinar o valor energético deste ingrediente para frangos de corte dos 21 a 30 e de 41 a 50 dias de idade, e encontraram valores de 1.625 e 1.786 kcal/kg e de 1.605 e 1.734 kcal/kg para energia metabolizável aparente (EMA) e a energia metabolizável aparente corrigida para o balanço de nitrogênio (EMAn), respectivamente.

De forma semelhante, Carvalho et al. (2010) trabalhando com 20% de substituição da DR à base de milho e FS pelo FA (0,12% de gossipol) verificaram valores de EMA e EMAn de 1.416 e 1.239 kcal/kg respectivamente, usando frangos dos 14 aos 24 dias de idade. Esses mesmos autores, testando o efeito da inclusão de cinco diferentes níveis (0, 3, 6, 9 e 12%) do FA com 0,12% de gossipol, sobre o desempenho e características de carcaças em frangos dos nove aos 42 dias de idade, não observaram diferenças nos parâmetros avaliados, indicando que o FA pode ser utilizado até o nível de 12%.

Avaliando substituição de 20, 30 e 40% da DR à base de milho e FS pelo FA, Holanda (2011) obteve valores de 784, 935 e 1.079 kcal/kg; 779, 931 e 1.073 kcal/kg, para EMA e EMAn das respectivas substituições, determinados com frangos caipiras Label Rouge dos 10 aos 20 dias de idade. Esse mesmo autor, estudando a substituição a PB do FS pela do FA em 0; 25; 50; 75 e 100% (o que corresponde a níveis de inclusão de 0; 6,75; 13,5; 20,25 e 26,77%, respectivamente), com frangos caipiras dos 14 aos 84 dias de idade, sobre o desempenho e rendimento de carcaça, constatou que até o nível de 38% de substituição da PB do FS pela PB do FA, o que representa 10,67% de inclusão de algodão, não afetou o consumo, ganho de peso e a conversão alimentar, mas alterou o rendimento dos cortes da carcaça, mostrando decréscimo no rendimento de carcaça, peito e sobrecoxa, e aumento na gordura abdominal com a inclusão do farelo.

Da mesma forma, Pousga et al. (2007) obtiveram valor de 3.033 kcal/kg energia metabolizável para o FA. Esses mesmos autores avaliaram também a digestibilidade aparente e verdadeira da matéria seca e dos aminoácidos: lisina, metionina, cistina e treonina do FA, obtidos com galos, e determinaram valores de 83, 82, 82, 91 e 83% e de 91, 89, 97, 98 e 94%, respectivamente.

Avaliando a digestibilidade ileal aparente dos aminoácidos do FA com 44,72% de PB em frangos de corte Cobb aos 14, 28 e 42 dias de idade, Huang et al. (2005) observaram que a digestibilidade dos aminoácidos não foi influenciada pela idade das aves, exceto para lisina e arginina, que foi maior em 0,60% para lisina aos 42 dias de 0,86% para a arginina aos 28 dias de idade.

Em ensaio para avaliação do desempenho zootécnico realizado por Gamboa et al. (2001a) recomenda nível de até 21% de inclusão do FA nas dietas, pois, ao avaliar níveis de 0; 7; 14; 21 e 28% de FA contendo 0; 133; 266; 399 e 532 ppm de gossipol livre, respectivamente, em dietas formuladas com base em aminoácidos digestíveis, para frangos de corte, observaram que o desempenho zootécnico das aves não foi diferente do controle. Em outro trabalho Gamboa et al. (2001b) usando 28% do FA para frangos aos 21 dias de idade, também observou que o desempenho das aves não foi afetado quando comparado com aves alimentadas com FS.

Já Diaw et al. (2010) observou que a inclusão de 18,75% de FA com frangos de corte de um a 45 dias, melhorou o consumo e o ganho de peso, bem como o peso da carcaça, peito, coxa e asas e não alterou a digestibilidade da MS e gordura.

Considerando-se a substituição da PB do FS em 10%, 20%, 30% e 40% pela PB do FA contendo 1.250 ppm de gossipol livre, em dietas formuladas com base em aminoácidos digestíveis, e a análise dos custos das dietas, para frangos de corte dos sete aos 42 dias de idade, quanto ao desempenho e rendimento de cortes, Santos (2006), observaram que a substituição da proteína do FA (35,1% PB) até substituição de 40% (nível de 16,32% de inclusão) não afetou o consumo de ração e nem o ganho de peso, mas piorou a conversão alimentar das aves, o que reduziu a rentabilidade da produção. Nas avaliações de rendimento de carcaça, Santos et al. (2008a), observaram aumento do rendimento de peito, coxa+sobrecoxa, asa e dorso+pescoço, à medida que se aumentava a substituição, mostrarando-se equivalentes ou melhores aos encontrados com dietas formuladas com ingredientes convencionais (milho e FS).

Adeyemo (2010) comparando o desempenho zootécnico de frangos de corte de zero a oito e de quatro a oito semanas de idade, usando níveis crescentes de inclusão de FA (0; 9,68; 19,40; 29,05 e 38,80%), verificou que o peso vivo, a conversão alimentar e o peso da carcaça foram melhores na segunda fase de avaliação, apesar dos maiores custos.

A adoção de medidas de suplementação das dietas com FA tem sido feita com o intuito de inativar os efeitos do gossipol. Neste sentido, Mandal et al. (2004) estudaram a inclusão de 10% de FA com níveis de gossipol livre (0,8; 0,5 e 0,7%), suplementados ou não com ferro na proporção de 2:1 (ferro: gossipol livre), em dietas à base de milho e FS, para frangos de corte de zero a 42 dias de idade, sobre o desempenho, características de carcaça, balanço de nitrogênio, constituintes sanguíneos e órgãos digestivos, e observaram que não houve diferenças significativas para os parâmetros avaliados, exceto para o peso da carcaça eviscerada, com o farelo de 0,7% de gossipol, sem ferro, superando à dieta controle.

Ojewala et al. (2006) usando níveis de 0; 25; 50; 75 e 100% de substituição do FS pelo FA, o equivalente a níveis de inclusão do FA em 0; 7,25; 14,5; 21,75 e 29%, tratado com ferro, em rações para frangos de corte de três a oito semanas de idade, sobre o desempenho biológico e econômico, constataram que o nível máximo de substituição não influenciou no peso corporal, ganho de peso, na conversão alimentar e no consumo das aves; possibilitou ainda, dentre os tratamentos, a obtenção dos maiores valores nutricionais para utilização de nutrientes, além de se mostrar a mais econômica.

Trabalhando com níveis de 0; 13,33; 26,66 e 39,99% de farelo do caroço de algodão extrusado, com 102 ppm de gossipol, em dietas à base de sorgo e suplementadas com sulfato ferroso, para frangos de corte de oito a 42 dias de idade, Pimentel et al. (2007) recomendaram que nível de 13,33% em substituição à PB do FS (6,35% de inclusão) não afeta o desempenho zootécnico e as características de carcaça dos animais.

Já Mushtaq et al. (2008) ao utilizarem níveis de 20 e 30% de inclusão de FA suplementados com três níveis de lisina sintética (0,8; 0,9 e 1%) com adição ou não de enzimas (xilanase e glucanase, 0,50g/kg) em dietas para frangos de corte de um a 42 dias de idades, verificaram que o uso de 30% de FA, reduziu o ganho de peso, piorou a conversão alimentar e diminuiu o rendimento de carne de peito das aves. Porém, a suplementação com enzimas possibilitou melhorar os valores energéticos e o coeficiente de digestibilidade do nitrogênio.

Também usando enzimas, Aftab (2009) avaliou o efeito da inclusão de 20% de FA e outras fontes proteicas (FS, de girassol e de canola) com ou sem adição de 500g/ton de enzimas (xilanases, β-glucanases e celulases) sobre o desempenho de frangos de corte de um a 35 dias de idade, além de quantificar os teores de polissacarídeos não-amiláceos (PNA´s) das dietas experimentais. E constatou-se que a dieta contendo FA proporcionou valores de consumo, ganho e conversão semelhantes aos observados para a dieta controle e o maior teor de PNA´s (17,1% na MS). Também foi verificado que suplementação com enzimas não exerceu efeitos sobre os parâmetros produtivos, o que atribuiu ao elevado teor de xilose solúvel (0,55%).

Já Wang et al. (2008) substituindo 50% da PB do FS pela PB do FA, suplementado ou não com queratinase para frangos de corte no período total (um a 42 dias de idade), verificaram que o uso do FA proporcionou ganhos semelhantes à dieta controle e que a adição de enzimas não alterou o consumo e o ganho, mas melhorou a conversão alimentar das aves.

 

Quimicamente são conceituadas como proteínas globulares, de estrutura terciária ou quaternária, de esferas compactas e irregulares resultantes do enovelamento da cadeia polipeptídica. São excelentes catalisadores biológicos por diminuírem a necessidade energética para que as reações bioquímicas aconteçam. Podem conter vitaminas ou minerais. São bastante solúveis em água. Especializadas na catálise de reações biológicas por aumentar a velocidade das reações e possuem alta especificidade por substratos, atuando em condições específicas de pH, temperatura e umidade (Vieira, 2003). Biologicamente definidas, como produtos da biotecnologia que se somam às enzimas endógenas para aumentar a digestão dos substratos que normalmente não são digeridos das rações e melhorar o desempenho animal (Bertechini, 2006).

São classificadas como aditivos zootécnicos digestivos que agem como ativadores de produção, que segundo o decreto lei n° 76.986 de 06 de janeiro de 1976, atualmente em vigor, constituem toda substância intencionalmente adicionada ao alimento, com a finalidade de conservar, intensificar ou modificar as suas propriedades, sem causar prejuízos ao seu valor nutricional (Campestrini et al., 2005).

De acordo com Amorim et al. (2011) as enzimas podem ser de dois grupos: as Endógenas, que são sintetizadas no TGI dos animais e promovem a quebra das moléculas complexas dos nutrientes em moléculas simples para que possam ser absorvidas pelo organismo, e as Exógenas, que não podem ser secretadas no organismo animal, uma vez que estes não possuem em seu código genético, indicação para sua síntese (Soto-Salanova, 1996) havendo a necessidade de serem administradas às dietas.

As enzimas exógenas utilizadas na nutrição animal são produzidas industrialmente em laboratórios especializados por meio de culturas aeróbicas, derivadas principalmente, da fermentação bacteriana, fúngica e de leveduras. As técnicas industriais para purificação de enzimas têm sido aperfeiçoadas e consistem em submeter um meio de cultura a um processo de fermentação, separação da biomassa, resfriamento, centrifugação, concentração, filtragem, estabilização e controle de qualidade (Cowan, 1993), quando então são analisadas pela atividade específica (UA), disponibilizando para o comércio, o produto enzimático obtido, em sua forma líquida ou em pó, e classificado em produtos monocomponentes ou complexos enzimáticos (Lecznieski, 2006).

Os produtos enzimáticos comumente são adicionados em premix ou diretamente às rações com o propósito de melhorar a utilização de nutrientes, através da redução dos efeitos negativos dos fatores antinutricionais (fitato e PNA´s) susceptíveis à ação enzimática; melhorar o ganho de peso e a conversão alimentar dos animais; possibilitar o aumento dos níveis de inclusão de ingredientes alternativos regionais sem ocasionar problemas produtivos, possibilitando maior flexibilidade, precisão e economia nas formulações de rações; melhorar a textura das excretas e a qualidade da cama e reduzir a poluição ambiental, pela excreção de nutrientes não digeridos (Ceccantini & Lima, 2008), como no caso do fósforo que poderia ser lixiviado para a água de superfície e lençóis freáticos, gerando graves problemas de poluição ambiental (Lima, 2008).

Contudo, a eficiência em promover melhorias na digestibilidade e no desempenho animal está condicionada a alguns aspectos que exercem influência sobre a atuação das enzimas no TGI. Fatores inerentes à própria enzima como a origem, o tipo de enzima aliada a especificidade pelo substrato, concentração do substrato, estrutura química, presença de co-enzimas e inibidores, faixa de pH capaz de expressar a atividade, resistência às secreções digestivas, forma de processamento da ração, quantidades corretas e uniformidade na distribuição, condições de armazenamento, tipo de dieta e ou ingrediente, temperatura e tempo de processamento, grau de moagem e dureza dos grãos, umidade e prazo de validade (Tavernari et al., 2008; Amerah et al., 2011); além de fatores inerentes ao animal como a espécie, estado fisiológico, idade animal e patologias (Choct, 2006; Cowan et al., 1996; Albino et al. 2007).

As fitases (mio-inositol hexaquifosfato fosfohidrolase) são uma das grandes histórias de sucesso na nutrição de monogástrico e na produção animal nas últimas décadas, sendo o termo mais comumente usado para descrever aquelas fosfatases capazes de hidrolisar o fitato (Cowieson, 2011). São as enzimas mais utilizadas na indústria avícola. Começaram a ser estudadas no final da década de 1960 quando pesquisadores avaliaram o efeito da utilização de um resíduo de fermentação de Aspergillus ficcum em aves e observaram uma maior deposição de minerais nos ossos desses animais, proporcionado pelo maior aporte de fósforo (P) (Bertechini, 2006), um macromineral de supra importância para os animais, envolvido nos processos de manutenção e reparo dos tecidos; indispensável para o crescimento juntamente com o cálcio (Ca) e outros minerais; responsável pela mineralização dos ossos e o desenvolvimento muscular (Pereira, 2010).

No entanto, cerca de 60 a 80% do P contido nos vegetais está organicamente complexado na forma de fitato e este constitui uma forma de P indisponível para as aves porque estas não conseguem sintetizar enzimas digestivas capazes de hidrolisar o ácido fítico (Nagashiro, 2007; Singh, 2008). No entanto, Ruiz (2010), em uma revisão, relata que quantidades muito pequenas de fitases endógenas são produzidas pelas bactérias da flora normal do TGI ou mesmo pela mucosa intestinal dos animais, mas, que são insuficientes para catalisar a grande quantidade de fitato presente nos grãos utilizados na alimentação animal, corroborando com Lima (2008). Já Lelis et al. (2009) relata que as aves ou não produzem, ou as produzem em quantidades insignificantes.

Estudos confirmam que a inclusão de fitases nas dietas de frangos de corte, acima do preconizados (500 FTU/kg) (Ruiz, 2010), permite degradar o ácido fítico presente nos vegetais, liberando parte do P (na forma de inositol e ortofosfato(PO4)) e outros minerais que se encontravam indisponíveis pela formação dos complexos insolúveis na forma de quelatos com aminoácidos, amido, cátions (Ca, magnésio, zinco e cobre) e enzimas (pepsina e tripsina, α-amilase) e cofatores de enzimas, aumentando a solubilidade e a digestibilidade desses nutrientes (Ravindran et al. 1999; Singh, 2008; Selle & Ravindran, 2007; Nagashiro, 2007; Selle & Ravindran, 2011) promovendo, consequentemente, melhoria no aproveitamento da energia e proteína, pelas aves (Cowieson, 2011), além de importância ecológica, contribuindo na redução de eliminação de P nas excretas (Singh, 2008; Lima, 2008; Selle & Ravindran, 2007). Além dos benefícios na formação da estrutura óssea com menor incidência de problemas locomotores e, consequentemente, melhor uniformidade dos lotes devido ao fato de aproximadamente 30% do requerimento de P dos animais ser garantido pela fitase (Lecznieski, 2006).

Em estudos realizados por Tavernari et al. (2008) para avaliar os efeitos da adição de um complexo enzimático (celulase, β-glucanase, xilanase e fitase, 100g/ton) sobre o desempenho, rendimento de cortes, valores energéticos e metabolizabilidade para frangos de corte de um a 42 dias de idade alimentados com dietas contendo farelo de girassol, constataram que a adição de enzimas não alterou o desempenho, o rendimento de cortes e nem os valores energéticos, mas causou melhoras na retenção de Ca e P.

Já Costa et al. (2007) verificando a adição de fitase (100 g/t) em dois tipos de rações para frangos de corte nas fases pré-inicial (1-7 dias) e inicial (8-21 dias) com diferentes tipos de ração (A e B) com 2.930 e 3.050 kcal/kg de EM, 23 e 21% PB, 0,5 e 0,46% Pd e 1,0% Ca, respectivamente para as fases pré inicial e inicial, constataram que a adição de fitase apresentou resultados superiores para desempenho em relação às rações sem enzima, para ambas as fases.

Ravindran et al. (2006) conduziram um experimento para avaliar a influência da fitase (E. coli) sobre a energia metabolizável (EMA) e a digestibilidade ileal em frangos de corte de 14 a 21 dias. Os tratamentos continham três níveis de ácido fítico (10,4, 11,8 e 13,6 g/kg, o equivalente a 2,8; 3,3 e 3,8 g de fitato P/kg) e fitase (0, 500, 750 e 1.000 FTU/kg), sendo as concentrações de ácido fítico das dietas manipuladas pela inclusão de farelo de arroz. Também verificaram que a suplementação com fitase melhorou os valores de EM, independentemente da concentração de fitato e também permitiu melhoras na digestibilidade da proteína, dos aminoácidos e do P.

Shaw et al. (2011) observaram aumento do peso corporal, no ganho de peso, no consumo de ração e na resistência óssea de frangos de corte aos 21 dias de idade, ao reduzir o P dietético de 0,45% para 0,35% suplementado com 500 FTU/kg de fitase.

Em experimento realizado por Cardoso Júnior et al. (2010) com frangos de corte (oito a 35 dias) alimentados com dietas suplementadas com 500 FTU/kg de fitase contendo níveis reduzidos de Ca (0,85; 0,75; 0,65 e 0,55%) e P disponível (0,375; 0,325 e 0,275%) sobre o desempenho e percentagem de minerais na tíbia; não verificaram diferenças no desempenho das aves, mas comprometeu o conteúdo de cinzas nos ossos. A adição de enzimas nas rações com níveis de 0,65% de Ca e de 0,325% de P não causou alterações no desenvolvimento das aves, mantendo a relação de 2:1. Também foram observadas melhoras na digestibilidade da matéria seca, proteína e energia, confirmando que a fitase não só libera minerais quelatados ao fitato, mas também proteínas e aminoácidos.

Ravindran et al. (1999) ao estudarem a influência da fitase sobre a digestibilidade ileal em frangos de corte dos 35 a 42 dias de idade alimentados com dietas contendo FA, soja, canola e girassol, verificaram que a suplementação de fitase (1.200 FTU/kg) melhorou a digestibilidade da proteína e aminoácidos para todos os alimentos, com destaque para a treonina e valina.

Verificando o efeito da adição da fitase (100g/t, 500 FTU/kg) em rações com reduções nos níveis de P para frangos de corte na fase final de criação, Laurentiz et al. (2007) observaram que a redução de 0,38% para 0,14% de Pd determinou desempenho e características ósseas semelhantes à dieta controle.

No entanto, Surek et al. (2008) ao analisar a adição ou não de 500 FTU/kg de fitase sobre o desempenho e a metabolizabilidade da MS, PB, energia e a biodisponibilidade do Ca, P, para frangos de corte na fase inicial (1-21 dias de idade), constataram não haver efeito da enzima sobre o desempenho animal. Porém, aumentou o coeficiente de metabolizabilidade da proteína bruta e a biodisponibilidade dos minerais avaliados.

Devido a importante função da proteína para o desenvolvimento animal e o custo proporcional deste nutriente na formulação de rações, o uso de proteases na nutrição avícola têm recebido mais atenção dos pesquisadores. As proteases constituem a família das hidrolases, responsáveis pela catálise das ligações peptídicas entre os aminoácidos das proteínas.

Na nutrição avícola, as proteases exógenas, sintetizadas pelos Bacillus sp., são usadas para quebrar as proteínas pouco disponíveis, designadas de proteínas de armazenamento ou reserva, presentes nos mais diversos ingredientes vegetais, as quais são geradas, principalmente, durante o desenvolvimento das sementes, e possuem enorme afinidade de se ligar ao amido, não conseguindo ser digerida pelo animal (Barletta, 2011), por formar complexo insolúvel na forma de quelato.

Outras potenciais ações das proteases em dietas avícolas têm sido atribuídas ao aumento da produção endógena de peptidase, reduzindo a necessidade de aminoácidos e energia por melhorar a digestibilidade da proteína dietética, além de hidrolisar os antinutrientes da proteína (lecitinas ou inibidores de tripsina), melhorando a eficiência com que a ave utiliza os aminoácidos, reduzindo o turnover proteico (Isaksen et al., 2011).

Pela hidrólise das proteínas resistentes ao processo digestivo das enzimas das próprias aves (Lima et al., 2007), proporcionam redução da proteína bruta da dieta, sem causar alteração no desempenho zootécnico e rendimento de carcaça da aves, apesar de ressaltarem que seus efeitos são mais pronunciados em dietas com reduzidos níveis de aminoacídicos ou proteicos (Yu et al., 2007); possibilitando minimizar a excreção de nitrogênio, fator de enorme importância ecológica (Oxenboll et al., 2011).

Neste sentido, o uso de protease exógena pode ser um aliado útil na alimentação animal, pois, a partir dos resultados de pesquisas, tornar-se-á possível elucidar os mecanismos de ação, dose ótima, os substratos preferidos das proteases, além de explorar as interações entre diferentes produtos enzimáticos, uma vez que Isaksen et al. (2011) comenta sobre a persistência quanto à falta de conhecimento sobre o modo de ação dessas enzimas e de suas condições específicas de atuação.

Segundo Santos et al. (2008b) o uso de produtos enzimáticos em dietas avícolas será cada vez mais discutido e seu uso aprimorado, de tal forma que, muito brevemente, as companhias fornecedoras desses aditivos ampliarão seus conhecimentos, oriundos de pesquisas científicas, para apresentar soluções e opções mais adequadas e adaptadas a realidades específicas, de forma que melhor seja compreendido como o animal responde ao que ingere.

Avaliando o efeito da suplementação de protease em dietas com reduções nos teores de aminoácidos (lisina, metionina e treonina) em frangos de corte de um a 21 dias de idade (Pinto et al., 2011a) e de 22 a 42 dias de idade (Pinto et al., 2011b) verificaram não haver efeito sobre o desempenho zootécnico das aves, apesar de ter melhorado a digestibilidade total dos ingredientes.

Já Mayorga et al. (2011) observaram melhora no desempenho, maior rendimento de carcaça e menor deposição de gordura abdominal ao se utilizar proteases em rações de frangos de corte de um aos 28 dias de idade. Também Gómez et al. (2011) verificaram que a disponibilidade de aminoácidos e o valor energético das rações para frangos de corte dos 13 aos 21 dias de idade foram melhorados com a adição da protease (200 g/t).

 

O farelo de algodão pode ser substituto alternativo a alimentos tradicionalmente usados em dietas avícolas, porém a presença de fatores antinutricionais, como os polissacarídeios não-amiláceos, fitato e, principalmente, o gossipol, limitam sua utilização, em maior escala, na avicultura.

A utilização de enzimas exógenas às dietas de aves possibilita melhorar a digestibilidade desse ingrediente, reduzir os efeitos negativos dos fatores antinutricionais, aumentar a inclusão de ingredientes não convencionais as dietas, melhorar o desempenho animal e a textura das excretas, além de reduzir a poluição ambiental.

A maioria dos resultados com enzimas mostram-se positivos quanto à eficiência de utilização de nutrientes e o desempenho das aves, porém, resultados que se assemelham aos da dieta controle ou pioram os índices zootécnicos também podem ser observados. Essas variações em promover ou não melhorias na digestibilidade e no desempenho animal estão condicionadas aos fatores inerentes às próprias enzimas, ao animal e às formas de manipulação e acondicionamento das mesmas.

Dessa forma, torna-se cada vez mais necessário, entender o modo de ação, possibilidades de uso e a valorização dos ingredientes e/ou da matriz alimentar na utilização de enzimas.

 

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