Uréia de liberação lenta

Analise química, biológica e toxicológica de uréia de liberação lenta

Publicado: 06/06/2007
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O trabalho objetivou avaliar a liberação da amônia, da uréia processada com polímeros, em comparação com uréia normal. 

Foram realizados análises de solubilidade “in vitro”, avaliação da amônia (NH3) do líquido ruminal ”in vivo” e teste toxicológico.. Os resultados indicaram que a uréia processada com polímeros apresentou liberação da amônia de forma lenta e contínua, que reflete favoravelmente no melhor aproveitamento do nitrogênio pelas bactérias do rúmen. O teste clínico de intoxicação evidenciou que a uréia encapsulada com polímeros, protegeu os bovinos dos sintomas da intoxicação.

1 - INTRODUÇÃO
 
A suplementação protéica através de nitrogênio não protéico (NNP),  é uma prática comum na alimentação de bovinos. A uréia aparece como fonte principal de NNP por ser de baixo custo e pela praticidade na sua utilização. No rúmen, através da ação da enzima uréase, produzida pelos microorganismos, a uréia é transformada em amônia, que é utilizada  pela flora e fauna ruminal na síntese da proteína microbiana.

Um dos agravantes nesse tipo de suplementação é o aumento excessivo da concentração de amônia, logo após a ingestão da uréia, devido a alta taxa de hidrólise no rúmen (Owens et al.1980).Wallace 1979, observou que há aumento no crescimento de bactérias ruminais quando se aumenta a concentração de amônia de 9,7 para 21,4 mg/dl. Na mesma linha de pesquisa, Santos e Huber (1996) sugerem que teores de amônia ruminal maiores que 8 a 15 mg/dl são requeridos para maximizar a digestão de MO no rúmen de vacas em produção. Esse aumento, na dependência de suas proporções, pode ser prejudicial ao animal causando intoxicação, ou de uma forma mais branda, perda de energia durante o metabolismo e excreção da amônia, na forma de uréia, através da urina.

A rápida hidrólise da uréia no rúmen, freqüentemente leva a um  quadro de intoxicação (Combe et al.1960; Oltzen et al.1963.; Males et al. 1979),  o que  torna um fator limitante da utilização da uréia como fonte de NNP, para a síntese das proteínas bacterianas  (Bloomfield et al. 1961; Tudor e Morris 1971; Romero et al. 1976). A uréia plasmática é positivamente relacionada com a ingestão de nitrogênio (N) e tentativas tem sido feitas para utilizar a concentração plasmática de uréia como índice para estimativa do “pool” de uréia (Harmeyer e Martens, 1980), como indicador da atividade protéica do animal (Wittwer et al, 1993) e como índice da degradabilidade da proteína (Bertoni et al 1989) citado por Roseler et al 1993.  Matarazzo  et al. 2006, verificaram variações dos níveis de uréia plasmática de 19,23 a 43,54 mg/dl, com a inclusão de uréia  na ração  que variou de 0% a 2%.

 Eventuais excesso de uréia circulante tem sido relacionados a problemas reprodutivos em vacas.  Segundo Lima et al 2001, níveis de uréia plasmática superiores a 40 mg/dl, o que  corresponde a 18,6 mg/dl de nitrogênio uréico, são tidos como limites, antes que os efeitos deletérios sejam observados na reprodução de vacas.

A sincronização da liberação da amônia com o metabolismo energético, a  nível de rúmen, tem sido uma constante preocupação dos nutricionistas, uma vez que o nível mínimo de amônia para a máxima digestão da fibra é de 5 mg/dl de líquido ruminal (Satter e Slyter, 1974).Vários trabalhos foram realizados com o objetivo de tornar a uréia menos tóxica e conseqüentemente , melhor aproveitável pela fauna e flora ruminal .

Mathison et al 1994, desenvolveu a isobutilidina monouréia, Loest et al. 2001, avaliaram o biureto, enquanto que Bartley e Deyoe, 1975 realizaram trabalhos com a starea. Na mesma linha de pesquisa Prokop e Klopfenstein 1977, recobriram a uréia com formaldeido e Forero et al. 1980, encapsularam a uréia com óleos vegetais (linhaça e tungue), porém sem vantagem, pois uma parcela do NNP destes compostos transitava pelo rúmen sem ser convertidos em amônia, diminuindo assim a síntese protéica. Estes compostos mesmo com a degradação mais lenta do que a uréia, ainda assim, não apresentavam a sincronia com a degradação das fibras ( Henning et al. 1993).

A amônia produzida pelas enzimas bacterianas do rúmen é utilizada para a síntese protéica e como o desenvolvimento da flora e fauna está diretamente relacionado com a digestão dos carboidratos, esta sincronia foi motivo principal para que o tratamento da uréia fosse orientado para o uso de polímeros (Henning et al 1993, Galo et al. 2003,  Akay et al.. 2003 e Jetzabel et al. 2004).

O objetivo do trabalho foi o encapsulamento da uréia com polímeros biodegradáveis e avaliação da taxa de solubilidade (in vitro), do tempo de liberação do nitrogênio do líquido do rúmen (in vivo) e a realização  do teste clínico de intoxicação.


2 - MATERIAL E MÉTODOS

A uréia pecuária, com 45 % de nitrogênio, foi processada na Industria  Kimberlit, localizada na cidade de Olímpia SP.

Em um misturador horizontal foi adicionada uréia pecuária e em seguida foi pulverizado polímeros biodegradáveis, acrescido de catalizadores. Durante o processo foi introduzido ar quente, para facilitar a secagem da uréia. A uréia encapsulada com polímeros, apresentou–se no final do processamento, com  41% de nitrogênio  o que corresponde a um Equivalente Protéico de 256% .

Utilizou-se o teste de Tukey (Pimentel, 1984) para análise de variância dos valores  médios da amônia, nas provas de solubilidade  in vitro e in vivo.


Avaliação química da uréia encapsulada com polímeros Teste de solubilidade.

Em  um becker com 100 ml de água destilada, a 39 C e com agitação de  24 oscilações por minuto, foi adicionado 600mg  de uréia processada (P) . O controle foi feito com uréia normal (N). Durante o período de 2 horas, foram coletadas amostras no tempo de 0, 10, 15, 20 25, 30, 40, ,50, 60, 70, 80, 90, 100, 120,150,180 minutos, para a verificação da % de Nitrogênio liberado . Os resultados estão evidenciados no quadro 1 e figura 1.

Tempo de agitação (min) URÉIA N % de Nitrogênio URÉIA P
5 13,4 7,2
10 27,4 10,5
15 35,5 11,7
20 42,3 13,4
25 44,2 15,6
30 45,0 17,8
35 45,0 19,3
45 45,0 21,4
60 45,0 23,7
90 45,0 25,4
120 45,0 27,5
150 45,0 29,3
180 45,0 31,2

Quadro 1- Teste de solubilização in vitro da uréia normal e encapsulada



Avaliação biológica da uréia encapsulada – Líquido de rúmen.

Foram utilizados 6 bovinos da raça Nelore (4 tratados e 2 controles) , com peso médio de 280 kg, alocados em pastejo de Brachiária decumbens. Os bovinos tiveram à disposição, sal mineral a vontade  em cocho coberto. Ao sal mineral*, com 90 g de fósforo por kg, foi adicionado Uréia Pecuária, para a promover a adaptação animal, na seguinte proporção: 1a- semana 10%, 2a- semana 20 %.

Com 14 dias de adaptação ao sal com uréia, foi fornecido de uma só vez,  para os bovinos do lote (B), 65g de uréia encapsulada para cada animal, enquanto que para o lote controle (A) foi ministrado a uréia normal , na dosagem de  60 g, que corresponde ao consumo de 27g de nitrogênio.

Após o fornecimento de uréia (encapsulada e normal) foi feito a retirada de líquido do rúmen, através sonda esofágica, no tempo de : 0 h-0,15 h, 0,30 h- 1h- 1,30 h- 2,0h- 2,30h- 3,0h-3,30h- 4,0h- 4,30h-5,0h-,5,30h-6,0h-6,30h, 7,0 h, 7,30h. 8,0h, 8,30h, 9,0h 9,30h, 10h..  O líquido ruminal foi analisado em laboratório para a verificação da % de Nitrogênio liberado.

* Composição do sal mineral: P 90 g , Ca 146 g , Mg 10 g ,S 12 g , Na 120 g , Zn 4000 mg  Cu 1500 mg , Mn 1200 mg , Fe 2300 mg , Co 200 mg , I 150 mg , Se 20 mg . Os resultados dos testes são mostrados no quadro 2 e figura 2. 

Hora (minutos) Lote A (Uréia N)  Lote B (Uréia P)
(mg de NH3-N/dl líquido de rúmen)
0  7,5 7,2
15 31,5 10,3
30 45,3  15,8
60  45,4 19,2
90  42,5 24,5
120  35,1 26,8
150  31,3 28,4
180 27,8 32,2
210 25,5 34,8
240 20,2 36,5
270  15,3 38,9
300 12,2 40,2
330 10,3 41,7
360 9,2 42,8
390 8,2 43,5
420 7,3 43,1
450 7,1 42,3
480 6,2 41,5
510  5,1 39,7
540 4,2  37,2
570  3,7 36,5
600  3,5 34,4
Quadro 2 - Médias dos resultados da análise química do líquido ruminal de bovinos da raça Nelore alimentados com uréia Processada (P) e uréia Normal (N)



TESTE CLÍNICO DE INTOXICAÇÃO

Foram utilizados 4 bovinos da raça Nelore, com peso médio de 280 kg, submetido ao regime de confinamento, tendo a disposição capim Napier e concentrado.

Os bovinos foram adaptados durante 14 dias à suplementação com uréia pecuária, nas seguintes dosagens: 1ª-semana: 10g/100 kg de PV, 2ª-semana: 20g/100 Kg de PV.

 O concentrado apresentava na sua composição bromatológica ,12 % de proteína bruta e 62 % de NDT. O volumoso (feno de capim braquiária) foi ministrado à vontade. No décimo quinto dia, foi fornecido de uma só vez, uréia encapsulada com polímeros, na dosagem de 70 g/100 kg de peso vivo.

As amostras de sangue através da venipunção jugular, foram tomadas antes da ingestão de uréia, durante a fase de adaptação com uréia  e 0 h,  1,0 h, 2,0 h, 3,0 h,  4,0 h, 6,0h, 8,0h .após  o consumo da uréia encapsulada. A coleta das amostras foram centrifugadas (5.000 rpm por 15 minutos) e o plasma acondicionado em recipientes de vidro e congelado para análise de uréia. As análises da uréia plasmática foram feitas utilizando um Kit comercial ( Labtest) e as leituras foram feitas em espectofotômetro com filtro de 600nm.

Os valores médios da uréia no sangue (plasma) estão apresentados no Quadro 3. Os valores correspondentes ao Nitrogênio Uréico (Quadro 4) foram obtidos pela muliplicação do valor da uréia plasmática pelo  fator 0,405 (teor de nitrogênio na uréia encapsulada).

Adaptação   Teste          
(média de 14 dias)  0h 1,0h 2,0h 3,0 h 4,0h 6,0h 8,0h
34,8 41,6 43,7 55,4 60,3 59,0 44,5 40,6

Quadro 3- Níveis Médios de Uréia Plasmática (mg/dl) no sangue de bovinos em confinamento.

 

Adaptação   Teste          
(média de 14 dias)  0h 1,0h 2,0h 3,0 h 4,0h 6,0h 8,0h
14,1 16,8 17,7 22,4 24,4 23,9 21,9 16,4

Quadro 4- Níveis Médios de Nitrogênio Uréico (mg/dl) no sangue de bovinos em confinamento


4 - RESULTADOS E DISCUSSÃO

O quadro 1 e fig. 1 indicam que o pico de solubilidade da amônia, aos 30 minutos, foi maior na uréia normal (45,0%), do que na uréia processada (17,8%) mostrando assim que o tratamento da uréia reduziu a solubilidade. O quadro 2 e fig. 2 mostram que o pico de amônia no conteúdo do rúmen, do lote A (uréia normal),apresentou aos  60 minutos após a ingestão, o valor de 45,4 mg. de NH3, enquanto  que o lote B (uréia encapsulada) teve um valor de 19,2 mg de NH3, evidenciando  a liberação lenta da amônia. O quadro 2 e fig. 2 mostram que o pico de solubilização da uréia , no lote A, foi de 45,4 mg. aos 60minutos, enquanto que no lote B foi de 43,5mg. aos 390 minutos .

A liberação rápida da amônia, como se verificou no lote A, é o fator limitante do uso da uréia como fonte de nitrogênio não protéico, pois se houver deficiência de energia na alimentação, situação esta que ocorre com frequência no período da seca, a amônia livre no líquido ruminal não será utilizada pelos microorganismos para sintetizar proteínas bacterianas e conseqüentemente, a amônia ( NH3) será absorvida pelas papilas ruminais   em direção ao fígado, para ser metabolizada no ciclo da ornitina , com dispêndio de energia, que reflete negativamente na fase produtiva e reprodutiva do animal.

O resultado do teste clínico de intoxicação mostrou que a uréia encapsulada com polímeros, mesmo sendo fornecida na dosagem de 70g /100 kg de PV, não evidenciou após 8 horas da ingestão  sinais clínicos de intoxicação.  

Mesmo com a elevação dos valores da uréia plasmática e nitrogênio ureico (quadros 3 e 4) nas três primeiras horas após a ingestão , a uréia encapsulada com polímeros,  protegeu os bovinos dos sintomas de intoxicação

A uréia revestida por polímeros, é uma fonte concentrada de nitrogênio de liberação lenta, que melhora a função do rúmen, otimiza a produção de proteína bacteriana e reduz o risco de intoxicação, pois 48 a 50 % da exigência protéica dos ruminantes é fornecida pela flora bacteriana do rúmen.


5 - CONCLUSÃO

Os resultados apresentados tanto na solubilização da uréia in vitro, quanto no tempo de liberação da amônia do líquido do rúmen, aliado ao teste clínico de intoxicação, mostram que a uréia revestida com polímeros, proporcionou a liberação lenta e contínua da amônia, e evitou  o aparecimento dos sinais clínicos de intoxicação.


6 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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