Uso de enzimas exógenas na avicultura: uma visão crítica
Publicado: 22 de maio de 2013
Por: Diogo de Moraes Cardoso, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Norte de Minas Gerais -IFNMG-, MG, e Programa de Pós-Graduação em Zootecnia, Escola de Veterinária, Universidade Federal de Minas Gerais -UFMG-, MG; Leonardo José Camargos Lara, Departamento de Zootecnia, UFMG, MG; Daniel José Antoniol Miranda, Mariana André Pompeu e Christiane Fernanda de Queiroz Matias, Programa de Pós Graduação, Escola de Veterinária, UFMG, MG, e André Luiz Costa Machado, Médico Veterinário, MSc em Zootecnia.
Sumário
A busca por alternativas que possibilitem a redução dos custos produtivos, em especial na avicultura, vai ao encontro à atuação de produtos como as enzimas exógenas. No entanto, a utilização eficiente de tais produtos depende de resultados expressivos e concretos sobre seus possíveis benefícios. Desta forma, inúmeras pesquisas têm sido conduzidas na tentativa de elucidar melhor o poder das enzimas sobre a melhoria da digestibilidade de ingredientes e consequentemente, sobre o desempenho das aves. Até então, os resultados apresentados, principalmente sobre o grupo de enzimas compreendidas pelas carboidrases e proteases ainda são bastante contraditórios. Diversas metodologias e análises superficiais adotadas pelos pesquisadores levam a uma série de conclusões imprecisas e tendenciosas. Faz-se necessário a adoção de avaliações específicas que vislumbre o potencial prático e objetivo de complexos enzimáticos, sobre tudo que levem em consideração as matérias-primas usadas no Brasil, com vistas à obtenção de resultados claros e pontuais.
Palavras-chave: desempenho, avaliação enzimática, frango de corte.
INTRODUÇÃO
De acordo com o Sindicato Nacional da Indústria de Alimentação Animal (SINDIRAÇÕES), mesmo com a queda na demanda por ração ocasionada pela crise econômica mundial (quase 1 milhão de toneladas comparado ao mesmo período do ano anterior), a indústria da avicultura (corte e postura) ainda demanda quase 50% da totalidade da ração produzida no país (ZANNI, 2009).
Parte da ração utilizada na avicultura é destinada à produção de frangos para exportação. Devido à proibição do uso de antibióticos promotores de crescimento, somada a restrições no uso de farinhas de origem animal por alguns mercados, a busca por medidas capazes de manter a produtividade do setor é almejada a todo instante. Diversas indústrias e pesquisas no segmento apresentam alternativas na tentativa de mitigar possíveis impactos negativos provindos da proibição. Neste contexto as enzimas exógenas são apresentadas como capazes de disponibilizar maior quantidade de nutriente contido na ração, na tentativa de melhorar ou pelo menos manter o desempenho dos animais (SARTORI et al., 2007).
Os efeitos das enzimas exógenas, sobre a digestibilidade dos nutrientes para aves, são muito citados na literatura. Entretanto, a maioria das pesquisas é feita com base no uso destas enzimas em rações contendo ingredientes como aveia, cevada, farelo de trigo e farelo de arroz, realidade contrária à observada no Brasil. Acredita-se que o uso de enzimas exógenas na ração apresente potencial para a melhoria da eficiência produtiva das aves ocasionado pela melhoria da digestão de produtos considerados de baixa qualidade, como os polissacarídeos não amídicos (PNA's), ou mesmo por aproveitar ainda mais os nutrientes de alimentos de elevada digestibilidade (TORRES et al., 2003).
O emprego de enzimas tem sido analisado intensamente por pesquisadores e técnicos que atuam na nutrição de aves. Vários são os motivos que justificam toda essa investida, dentre os quais a possibilidade de incluir no balanceamento da dieta, ingredientes com nutrientes pouco disponíveis aos animais. Outro motivo muito forte relaciona-se a questões ambientais, que forçam a redução da eliminação de substâncias poluentes como o fósforo e o nitrogênio, que podem ser excretados em maior ou menor quantidade, dependendo da manipulação das fórmulas das rações (COSTA et al., 2004).
O uso de enzimas na avicultura apresenta resultados bastante imprevisíveis e por muitas vezes, contraditórios. Alguns dos fatores que propiciam todo esse desarranjo de informações podem ser descritos pelo desajuste de matrizes nutricionais dos ingredientes na formulação, pelas margens de segurança praticadas na indústria avícola (PENS JR. e DARI, 2008) e limitação fisiológica das próprias aves em fases específicas (BRITO, 2008).
Deste modo, objetivou-se com a presente revisão abordar de forma crítica o emprego das enzimas exógenas na alimentação de aves.
Qualidade dos ingredientes
Uma das pressuposições para a eficácia da formulação de dietas é o conhecimento da composição química dos valores de energia metabolizável e da digestibilidade nutricional dos ingredientes (PAULA et al., 2002).
A composição bromatológica e a digestibilidade dos nutrientes podem ser influenciadas pela presença de diferentes fatores como variedade da semente plantada, práticas culturais adotadas, condições climáticas durante o desenvolvimento, colheita, recebimento, processamento e armazenamento (Rodrigues et al., 2001; Parsaie et al., 2006). Da mesma forma existe grande variação na EMAn conferida pelos grãos. Essa diferença, além dos fatores citados acima, está relacionada aos níveis de extrato etéreo (EE) e fibra bruta (FB) dos ingredientes; quanto maior o EE e menor a FB, maior será a EMAn (BRUM et al., 2000).
O conhecimento das variações bromatológicas no alimento é imprescindível para a correta suplementação das exigências nutricionais das espécies e categorias animais. As frações dos alimentos com valor nutricional podem ser degradadas, transformadas ou perdidas e, muitas vezes, não são consideradas, em virtude do desconhecimento das alterações promovidas durante o processamento. O processo de extrusão, por exemplo, pode promover alterações no amido, formando uma fração resistente à ação de enzimas do trato gastrintestinal, degradação de polissacarídeos ou complexação com outros polímeros e degradação de estruturas de baixo peso molecular, podendo diminuir o conteúdo de fibra dietética (BERTIPAGLIA et al., 2008).
A importância da contínua avaliação de ingredientes baseia-se na necessidade de se manter atualizado um banco de dados para melhorar as estimativas das médias de energia metabolizável e nutrientes que estão suprindo as dietas das aves (BRUM et al., 2000).
Além da variação energética existente nos grãos de milho, as proteínas constituem o segundo componente químico majoritário em importância neste grão. O conteúdo protéico deste pode variar entre 6 a 12% (KUHNEN, 2007). Já no farelo de soja, Douglas et al., (2000) avaliaram 12 amostras e observaram variação de 2816 a 3104 Kcal ED ileal/kg de matéria seca em frangos de corte alimentados com dietas à base de milho e farelo de soja. A variação nutricional deste e dos demais ingredientes pode afetar diretamente a atuação da hidrólise enzimática, uma vez que o substrato existente nestes alimentos também está sujeito às mesmas variações.
Atuação das enzimas
As enzimas apresentam estruturas bastante frágeis, podendo ser desarranjadas, tornando-as ineficazes. Vários processos podem contribuir para a ocorrência da desnaturação enzimática, como por exemplo, em situação de calor excessivo, presença de ácidos ou agentes oxidantes (OSERA et al., 2008).
STRADA et al. (2005) citam os fatores que influenciam a atuação das enzimas no organismo animal, destacando- se aqueles relacionados ao processamento da ração, pH do meio, comprimento do trato gastrointestinal, grau de hidratação, temperatura corporal, susceptibilidade da enzima exógena ao ataque da endógena, concentração do produto e tipo de ingrediente utilizado na ração.
Muitas das enzimas estão ligadas à membrana intestinal e apresentam sensibilidade a alterações que, por ventura, ocorram na superfície. Este fato sugere que tanto a digestão como a absorção de nutrientes pelas aves não são fixas, mas são altamente ajustáveis de acordo com a presença de substrato na ração (UNI et al., 1998).
As enzimas limitam sua capacidade catalítica às condições ambientais sob as quais elas atuam. Portanto, o sucesso da utilização das enzimas exógenas necessita de conhecimento sobre os possíveis substratos a serem hidrolisados, juntamente com as condições nas quais as reações são realizadas (LIMA et al., 2002).
A presença de substrato no organismo do animal é fator limitante para que as enzimas possam atuar. Ingredientes tradicionalmente usados como componentes da ração avícola no Brasil, como o milho e farelo de soja, apresentam elevada variabilidade nutricional. Consequentemente ocorre variação nos seus constituintes considerados anti-nutricionais, o que compromete uma possível atuação das enzimas no organismo animal. Observa-se na Tabela 1 a variabilidade de constituintes anti-nutricionais do milho e do farelo de soja.
Tabela 1. Polissacarídeos não Amiláceos totais (%) presentes no milho e no farelo de soja
Os valores encontrados pelos diferentes pesquisadores demonstram grandes variações entre as frações de PNAs dentro dos mesmos alimentos.
O emprego de complexos enzimáticos com diferentes especificidades tem sido proposto para dietas à base de milho e farelo de soja, que, apesar de apresentarem boa qualidade nutricional, acredita-se que poderiam melhorar ainda mais o desempenho de aves (BRUM et al., 2006). Conforme a Tabela 2, o benefício esperado seria a atuação sinérgica das mesmas, em locais específicos, permitindo assim uma resposta mais expressiva no desempenho animal.
Os conhecimentos existentes até então sobre o uso de enzimas ainda não definiram, a contento, os efeitos sobre a valoração real da energia desses ingredientes, bem como os efeitos associativos das diversas enzimas (CARVALHO, 2006).
Efeito da idade da ave
A capacidade digestiva das aves está intimamente relacionada com a idade e com o tempo de contato após eclosão do trato gastrointestinal com o alimento (UNI et al., 1998). LONGO (2003) destaca que durante as primeiras semanas de vida, a atividade enzimática e o desenvolvimento fisiológico não estão totalmente consolidados, embora algumas enzimas já estejam presentes antes da eclosão do ovo. Desta forma, as aves já nasceriam com uma quantidade enzimática mínima e elevaria sua capacidade digestiva em decorrência da sua idade.
Tabela 2. Efeitos esperados de enzimas exógenas utilizadas em rações avícolas
A idade da ave submetida à ração formulada com enzimas deve ser levada em questão. A capacidade de digestão de carboidratos, por exemplo, é observada logo após a eclosão, sendo a amilase pancreática encontrada em aves já no 18o dia de incubação, com sua máxima atividade específica ocorrendo quatro dias após a eclosão (LONGO et al., 2005). O uso de enzima exógena com a mesma finalidade que a anterior pode não surtir efeito em virtude da própria presença endógena desta, podendo até mesmo expor a primeira ao ataque das enzimas endógenas, o que não traria nenhum benefício ao animal. Segundo SKLAN et al. (2000), ocorre elevação na produção das enzimas tão logo iniciada ingestão de alimentos, o que não justificaria a antecipação ou mesmo a inclusão de enzimas exógenas na dieta desta categoria.
Outro motivo bastante contestado quanto ao uso de enzimas em dietas iniciais baseia-se no fato de que possíveis ganhos nesta fase, teoricamente ocasionados pela atuação de enzima exógena, pode não ser expressivo, tampouco justificável, uma vez que as aves não suplementadas com enzimas apresentariam ganho compensatório nas fases seguintes. DOURADO (2008) concluiu que a suplementação com complexo enzimático composto por xilanase, amilase e protease foi eficiente em recuperar o ganho de peso dos frangos no período inicial, de 1-21 dias de idade, entretanto não foi efetiva na fase total (1-42 dias), onde as aves alimentadas com ração sem enzimas igualaram seu desempenho àquelas arraçoadas com enzimas.
Metodologia utilizada
A metodologia empregada nos experimentos com animais para averiguação da atuação enzimática reflete resultados muitas vezes confusos, não condizentes com a realidade, e por muitas vezes, mascara os resultados obtidos. Muitas delas não levam em consideração o efeito ocasionado pela margem de segurança atribuída na ocasião da formulação das dietas, ao passo que, a estreita margem de redução nos valores calculados, com ou sem o emprego das enzimas, por si só não alterariam a resposta animal. O próprio comportamento animal perante uma ração levemente modificada, com pequenas reduções nos seus valores nutricionais, pode não acarretar em prejuízo ao seu desempenho, passando muitas vezes despercebidos e indetectáveis. Dessa forma não poderíamos afirmar com precisão o real ganho ou benefício atribuído ao uso de complexos ou enzimas exógenas de forma isolada ao não levar em consideração uma metodologia que englobe os valores das margens de segurança (BRITO, 2008).
O uso de tratamentos experimentais bem planejados pode ilustrar com clareza os resultados obtidos, sendo o inverso também verdadeiro. Como exemplo, COTTA et al. (2002) utilizaram tratamentos formados por níveis de inclusão de enzimas, de energia (normal e reduzido) e de proteína (normal e reduzido), com uso do tratamento adicional controle, sem enzimas e com níveis normais de energia e proteína. Concluíram que a inclusão de enzima na ração e a redução energética e protéica não alteraram (P > 0,05) o peso das aves, indicando a não influência dos tratamentos analisados. Deste modo, o uso de tratamentos ditos "controle positivo - CP" e "controle negativo - CN", visam evidenciar com qual precisão está se medindo a resposta, ou mesmo, avaliar a matriz nutricional usada para os alimentos e os níveis nutricionais praticados experimentalmente.
Em outro experimento de mesma magnitude, COSTA et al. (2004) usaram tratamentos formados pelo controle, acréscimo de complexo enzimático, e tratamentos acrescidos de níveis crescentes de complexo enzimático com redução decrescente nos níveis protéicos e energéticos. De forma semelhante ao anterior, a adição de enzimas exógenas em rações para frangos de corte não proporcionou diferença entre os tratamentos avaliados. Fica claro que o estudo correto dos tratamentos e a escolha dos mais adequados contribuem para melhor elucidação dos resultados.
O uso de tratamento controle negativo é de suma importância tanto para evidenciar que o padrão utilizado (CP) é o ideal, como para demonstrar que os níveis reduzidos (CN) podem não ser suficientes para provocar deficiência nutricional nas aves.
Alguns pesquisadores afirmam ser possível a suplementação enzimática na tentativa de flexibilizar a formulação de rações, reduzir custos e manter o desempenho dos animais (BRENES et al., 1996). Atualmente existem diversas maneiras de formular rações, sendo elas: atribuindo um valor energético a enzima e incluí-la na matriz nutricional como um novo ingrediente; diminuindo as especificações energéticas da ração em função do cereal, e modificando o valor da energia metabolizável aparente (EMA) do cereal quando se adiciona enzima. Outra opção seria não realizar ajustes na formulação. Desta forma, a resposta da ave indicaria a efetividade da enzima (CAMPESTRINI et al., 2005).
BRUM et al. (2007) avaliaram a atuação enzimática da amilase exógena em rações para frangos de corte. Os tratamentos foram constituídos por: dieta controle sem enzima, sem superestimar a energia (T1), dieta controle com enzima, sem superestimar energia (T2) e tratamentos com suplementação enzimática crescente, superestimando a energia do farelo de soja (T3 ao T6). Concluíram não haver diferença no desempenho entre os tratamentos avaliados.
Em estudo feito por CARDOSO (2009) sobre o efeito de carboidrases exógenas em rações à base de milho e farelo de soja para frangos de corte, foi observado que o uso das enzimas não proporcionou incremento nutricional à ração, tampouco contribuiu para a recuperação dos nutrientes valorados, gerando resultados de desempenho inferior aos tratamentos controles, conforme descrito na Tabela 3.
Tabela 3. Consumo médio de ração (CR), ganho médio de peso (GP) e conversão alimentar (CA) de acordo com os tratamentos, no período de 1 a 42 dias
Observa-se que o tratamento controle positivo (CP) apresentou resultados iguais aos tratamentos com redução nos valores nutricionais, sendo eles os tratamentos controle negativo (CN) e tratamento reformulado com uso de enzima amilase exógena (RA). O autor demonstrou que, mesmo havendo a redução nutricional da dieta controle negativo comparada à positiva, não houve piora no desempenho dos animais. Este fato nos leva a crer que as reduções ocasionadas pela valoração dos ingredientes, milho e farelo de soja, em 1,5 e 6% na energia metabolizável aparente corrigido para balanço zero de nitrogênio (EMAn), respectivamente, não foram suficientes para gerar nos animais queda de desempenho. Todavia, caso este tratamento não fosse adotado, os resultados obtidos com o uso da amilase exógena estaria mascarado e não retrataria a eficácia da enzima, que manteria o desempenho dos animais, comparado ao tratamento controle positivo.
Valorização das dietas e margem de segurança
O uso mais frequente das enzimas na avicultura nacional é realizado através da redução nos níveis nutricionais das dietas. Esta prática se faz necessária em função da viabilização econômica das formulações com a expectativa, no mínimo, da manutenção do desempenho animal (BRITO, 2008).
Existe uma variabilidade natural dos ingredientes e também nas respostas animais aos nutrientes, além disto, ainda não é possível saber exatamente a composição de cada lote de ingrediente que entra no misturador de ração, por isto a adoção de margens de segurança se faz necessária na formulação (CARVALHO, 2002). As margens de segurança podem ser implementadas penalizando o conteúdo nutricional de um ingrediente, subestimando-o ou elevando a necessidade animal acima da recomendada, superestimando o valor nutricional da dieta (OLIVEIRA e HACKENHAAR, 2008).
Falhas na estimativa da composição dos ingredientes podem levar a rações com níveis nutricionais muito diferentes dos especificados pelo nutricionista. Nutrientes em excesso ou faltando levam à ineficiência, pois encarecem demasiadamente as fórmulas ou provocam perdas de desempenho. A adoção de margens de segurança implica diretamente em aumento de custos das rações, sendo assim, o desafio é definir o valor mínimo necessário, mas que o desempenho animal esteja garantido (BRITO, 2008).
Esboços sobre a eficácia de enzimas exógenas nas rações ainda apresentam resultados bastante controversos. Em decorrência de diversos estudos, os pesquisadores vêm tentando averiguar a resposta animal na tentativa de se ajustar a quantidade, ou mesmo a combinação de enzimas a serem utilizadas nas rações. Outra possibilidade bastante visada é a predição da resposta das enzimas dada a concentração de algum componente da ração. Se fosse plausível obter tal resposta, seria possível usar concentrações específicas de enzimas, resultando na melhoria da utilização dos outros componentes da ração e ainda disponibilizando energia a partir deste composto (OTT, 2005).
CONCLUSÕES
A eficácia das enzimas, dentre elas as carboidrases e proteinases ainda apresentam resultados bastante controversos, sendo necessários mais estudos sobre seu uso e benefícios.
Ensaios experimentais devem ser rigorosamente planejados a fim de propiciarem respostas precisas e conclusivas sobre a atuação das enzimas exógenas.
O conhecimento sobre cada enzima, limitações de uso, mecanismo de ação, idade do animal e variabilidade dos ingredientes utilizados nas rações devem ser considerados no momento da escolha da enzima a ser usada, sob risco de imprecisão dos resultados ou mesmo respostas ambíguas.
Resultados mais expressivos e claros são esperados com a nova geração de enzimas, a fim de se reduzir os custos produtivos, manutenção do desempenho e maior viabilidade econômica da atividade.
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**O trabalho foi originalmente publicado no Boletim da Indústria Animal (BIA), do Instituto Zootecnia (IZ/APTA), da Secretaria de Agricultura e Abastecimento do estado de São Paulo, Brasil.
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