A baixa eficiência na utilização dos alimentos ainda é um desafio na nutrição animal. Apesar dos avanços dos programas de nutrição de ruminantes, a baixa digestibilidade de algumas forragens é um fator limitante à obtenção de energia pelos animais, o que leva ao aumento do consumo de matéria seca (CMS) necessário para alcançar um bom desempenho, resultando em maiores custos com alimentação e maior produção de resíduos.

Diferentes métodos de tratamentos químicos, físicos e microbiológicos têm sido empregados a fim de melhorar o valor nutritivo dos alimentos. O uso de enzimas fibrolíticas exógenas (EFE) como aditivos nas dietas de pequenos ruminantes busca otimizar a utilização de nutrientes de alimentos pobres (com baixa digestibilidade e baixo consumo) e a eficiência produtiva dos animais. Sua principal função é melhorar a digestão da fibra alimentar, facilitando a "quebra" das paredes celulares dos vegetais, convertendo a ligninocelulose em fontes de energia (glicose e outros açúcares solúveis) prontamente disponíveis às vias metabólicas dos animais.

As EFE comerciais, geralmente compostas por celulases e xilanases, são extratos concentrados provenientes da fermentação de fungos (principalmente Trichoderma longibrachiatum, Aspergillus niger e Aspergillus oryzae) e bactérias (Bacillus spp.). São produtos considerados seguros, uma vez que, além de serem de origem natural, não são tóxicos ou patogênicos, e não apresentam ação antibiótica.

De acordo com Sheppy (2001), as quatro principais razões para o uso de EFE na nutrição animal são:

1 - A inibição de fatores antinutricionais;
2 - O aumento da disponibilidade de amido, proteínas e minerais contidos no interior das paredes celulares de forragens mais fibrosas;
3 - A quebra de ligações químicas específicas dos alimentos, que não são quebradas pelas próprias enzimas dos animais (endógenas), para liberação de mais nutrientes;
4 - O suprimento das necessidades de enzimas endógenas em animais jovens, uma vez que o sistema digestório é imaturo.

O efeito positivo das EFE nas dietas depende de sua estabilidade no alimento (durante e após o processamento) e no rúmen; de sua capacidade em quebrar os polissacarídeos da parede celular da forragem; e da habilidade dos animais em utilizarem eficientemente os produtos oriundos destas reações (Bhat, 2000).

Nesta primeira parte de nosso estudo, apresentaremos as principais formas de atuação das EFE nas diferentes etapas do processo digestivo dos animais. Além disso, discutiremos sobre as formas de aplicação mais indicadas para adição das EFE na alimentação. Na próxima coluna, apresentaremos alguns resultados de desempenho obtidos em pesquisas e as condições alimentares em que o uso de EFE é mais recomendável.

Mecanismos de ação das EFE

A atividade das EFE pode iniciar antes mesmo da ingestão do alimento pelo animal, logo após sua adição à dieta, ou durante a digestão ruminal e/ou pós-ruminal (McAllister et al., 2001).

Assim que ocorre o contato com seus respectivos substratos (porções do alimento que sofrerão as reações das enzimas), desencadeia-se um conjunto de mecanismos que culminam com a redução do conteúdo total da fibra da dieta. As celulases e hemicelulases elevam a taxa de degradação ou "enfraquecem" a parede celular das forragens por meio da hidrólise ("quebra") das principais estruturas fibrosas do alimento (celulose e hemicelulose) e da solubilização parcial de seus componentes, ocasionando a liberação de açúcares solúveis.

No rúmen, as EFE complementam o aporte de enzimas endógenas, potencializando a ação hidrolítica sobre o bolo alimentar. Nesse momento, contribuem para o aumento da degradação e redução do tamanho das partículas dos alimentos, o que leva à diminuição do tempo despendido para colonização e ataque microbiano da fração degradável da fibra alimentar.

Dessa forma, além de favorecer a utilização de energia da dieta e a fermentação ruminal, as EFE determinam maior disponibilidade de nutrientes (celobiose, glicose) úteis aos microrganismos ruminais, resultando no crescimento da biomassa microbiana ruminal total. Isso, por sua vez, acelera a digestão, inclusive de componentes não-estruturais (como o amido, pectina, açúcares), e aumenta o nível de proteína metabolizável que é direcionado às porções inferiores do trato digestivo.

No intestino delgado, as EFE permanecem estáveis por um curto período de tempo, mas ainda são capazes de agir sobre partículas menores dos alimentos. Neste local, atuam indiretamente reduzindo a viscosidade da digesta, e então facilitam a absorção de nutrientes que escapam da digestão ruminal. Assim, favorecem à digestibilidade da dieta e diminuem a excreção fecal de matéria seca (MS), fibra em detergente neutro (FDN), nitrogênio e fósforo, acelerando a taxa de decomposição das fezes e reduzindo a quantidade geral de resíduos produzidos no sistema (Useni, 2011).

Formas de aplicação de EFE na dieta

As EFE são frequentemente aplicadas em baixas concentrações, por volta de 0,5 a 2g/kg de MS da dieta total (Beauchemin et al., 2003), variando em função das características específicas do produto, sobretudo em relação à concentração e ao tipo de atividade das enzimas nele contidas. A adição de EFE em subdosagens não produz resultados positivos sobre a digestibilidade da fibra. Por outro lado, as superdosagens, além de aumentar os custos de produção, podem competir com microrganismos pelos mesmos locais de adesão aos substratos, ou conduzir à liberação de fatores antinutricionais tóxicos no trato digestivo (Brito, 2010).

As EFE podem ser adicionadas às dietas sob a forma líquida ou sólida, tanto em dietas ricas em forragens (compostas por gramíneas e/ou leguminosas) como em dietas com alta proporção de concentrado. No entanto, relatam-se melhores resultados quando aplicadas na forma líquida sobre alimentos secos (como fenos ou concentrados) momentos antes de fornecê-los aos animais (Beauchemin et al., 2003).

A aplicação das EFE diretamente nos alimentos leva ao aumento de sua adsorção ao substrato (maior ligação entre a enzima e o alimento), o que aumenta a resistência das enzimas à degradação protéica, e prolonga sua viabilidade no ambiente ruminal (Beauchemin et al., 2003).
Os alimentos secos possuem um teor de umidade ideal à atuação enzimática, mas isso não impede que bons resultados sejam atingidos com o uso de EFE em silagens (alimentos úmidos), entretanto a dose necessária para tal será possivelmente mais elevada (Beauchemin & Rode, 1996). Ressalta-se que algumas silagens possuem fatores que inibem a atividade de enzimas de origem fúngica, como as EFE, inviabilizando seu uso (Nsereko et al., 2000).

Várias enzimas fibrolíticas utilizadas como aditivos alimentares foram originalmente desenvolvidas como aditivos para silagens (Feng et al., 1996). Nesse sentido, ainda hoje a principal aplicação de EFE em silagens é realizada durante o processo de ensilagem com o objetivo de promover a liberação de açúcares livres para utilização pelos microrganismos fermentativos. Estes produzem lactato e acetato, compostos que levam a redução do pH do meio e favorecem a preservação do alimento. Nessa condição, servem também para aumentar a degradação da parede celular, reduzindo o conteúdo total de fibra da forragem, de forma a melhorar a digestibilidade da matéria orgânica (MO) e permitir maiores níveis de consumo pelos animais (Gwayumba & Christensen, 1997).

Quanto à proporção de volumoso:concentrado da dieta, pesquisas mostram que a digestibilidade dos alimentos melhora à medida que se aumenta a proporção de volumoso na dieta. Relata-se que dietas ricas em fibra, apresentam maior quantidade de substrato disponível para atuação das EFE, proporcionando maior liberação de carboidratos solúveis e, consequentemente, maior digestibilidade e energia (Martins et al., 2006).

Porém, em dietas com alta proporção de concentrado, o uso de EFE também é promissor. Quando o alimento fornecido aos animais é composto por baixa quantidade de volumoso o pH ruminal tende a reduzir, tornando-se mais ácido. Nestas condições, a atividade dos microrganismos ruminais diminui (principalmente dos celulolíticos), o que dificulta a degradação da fibra. Muitas preparações enzimáticas contendo celulases permanecem estáveis e proporcionam atividade fibrolítica satisfatória mesmo em pH 4,5. Dessa forma, os efeitos que deprimem a digestão da fibra são minimizados, contribuindo até mesmo no combate aos possíveis casos de acidose ruminal (Pitt, 1990).

Referências bibliográficas

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