FAZER LOGIN COM O FACEBOOK ESQUECI MINHA SENHA SOU UM NOVO USUÁRIO

Uso de enzimas fibrolíticas exógenas na dieta de ovinos e caprinos. Parte I: mecanismos de ação e formas de aplicação

VÁRIOS AUTORES

PRODUÇÃO

EM 13/07/2012

7
0
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

BEAUCHEMIN, K.A.; COLOMBATTO, D.; MORGAVI, D.P. et al. Use of exogenous fibrolytic enzymes to improve feed utilization by ruminants. Journal of Animal Science, v.81, supl.2, p.E37-E47, 2003.

BEAUCHEMIN, K.A.; RODE, L.M. The potential use of feed enzymes for ruminants. In: CORNELL NUTRITION CONFERENCE FOR FEED MANUFACTURERS, 1996, New York. Proceedings... New York: Rochester Marriot Thruway Hotel, 1996. p.131-141.

BHAT, M.K. Cellulases and related enzymes in biotechnology. Biotechnology Advances, v.18, p.355-383, 2000.

BRITO, F.O. Níveis de complexo enzimático em dietas para ruminantes. 2010. 84f. Dissertação (Mestrado em Zootecnia) - Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos/Universidade de São Paulo, Pirassununga.

FENG, P.; HUNT, C.W.; PRITCHARD, G.T. et al. Effect of enzyme preparations on in situ and in vitro degradation and in vivo digestive characteristics of mature cool-season grass forage in beef steers. Journal of Animal Science, v.74, p.1349-1357, 1996.
GWAYUMBA, W.; CHRISTENSEN, D.A. The effect of fibrolytic enzymes on protein and carbohydrate degradation fractions in forages. Canadian Journal of Animal Science, v.77, p.541-542, 1997. (Abstr.)

MARTINS, A.S.; VIEIRA, P.F.; BERCHIELLI, T.T. et al. Consumo e digestibilidade aparente total em bovinos sob suplementação com enzimas fibrolíticas. Revista Brasileira de Zootecnia, v.35, n.5, p.2118-2124, 2006.

McALLISTER, T.A.; HRISTOV, A.N.; BEAUCHEMIN, K.A. et al. Enzymes in ruminant diets. In: BEDFORD, M.R.; PARTRIDGE, G.G. (Eds.) Enzymes in Farm Animal Nutrition, Oxon: CABI Publishing, p.273-297, 2001.

NSEREKO, V.L.; MORGAVI, D.P.; BEAUCHEMIN, K.A. et al. Inhibition of ruminant feed enzyme polysaccharidase activities by extracts from silages. Canadian Journal of Animal Science, v.80, p.523-526, 2000.

PITT, R.E. Additives for silage and hay preservation. In: SILAGE AND HAY PRESERVATION, New York, 1990. NRAES-5. New York: Ithaca, 1990. p.28-44.

SHEPPY, C. The current feed enzyme market and likely trends. In: BEDFORD, M.R.; PARTRIDGE, G.G. (Eds.) Enzymes in Farm Animal Nutrition. London: CABI Publishing, 2001. p.1-10.

USENI, B.A. Effect of exogenous fibrolytic enzymes on fibre and protein digestion in ruminant animals. 2011. 120f. Dissertação (Mestrado em Ciências Agrícolas) - Stellenbosch University, Matieland-Stellenbosch.

DAMARIS FERREIRA DE SOUZA

SERGIO RODRIGO FERNANDES

Zootecnista pela UFPR. Mestre e atualmente doutorando em Ciências Veterinárias na UFPR. Participa de pesquisas com sistemas de produção de bovinos (LAPBOV-UFPR), caprinos e ovinos para corte (LAPOC-UFPR). Atua na área de nutriçao de ruminantes.

LUCIANA HELENA KOWALSKI

Médica Veterinária pela UFPR. Mestranda em Nutrição e Produção Animal pela UFPR- Campus Palotina. Tem experiência e atua na área de produção e reprodução de ovinos e caprinos.

7

DEIXE SUA OPINIÃO SOBRE ESSE ARTIGO! SEGUIR COMENTÁRIOS

5000 caracteres restantes
ANEXAR IMAGEM
ANEXAR IMAGEM

Selecione a imagem

INSERIR VÍDEO
INSERIR VÍDEO

Copie o endereço (URL) do vídeo, direto da barra de endereços de seu navegador, e cole-a abaixo:

Todos os comentários são moderados pela equipe MilkPoint, e as opiniões aqui expressas são de responsabilidade exclusiva dos leitores. Contamos com sua colaboração. Obrigado.

SEU COMENTÁRIO FOI ENVIADO COM SUCESSO!

Você pode fazer mais comentários se desejar. Eles serão publicados após a analise da nossa equipe.

JOSÉ PEDRO RIBEIRO DOS SANTOS

TAPAUA - AMAZONAS - OVINOS/CAPRINOS

EM 26/03/2014

Achei muito interessante o assunto. Gostaria de saber se posso usar na silagem da folha de mandioca. Grato.
DAMARIS FERREIRA DE SOUZA

CURITIBA - PARANÁ - ESTUDANTE

EM 19/07/2012

Márcio, Maurílio e demais interessados,



Seguem alguns exemplos (existem outros) de complexos comerciais de EFE e seus fabricantes, para uso em diferentes tipos de dietas de ovinos e caprinos:



- Alfa® (celulase, amilase, glicose-oxidase), Farmline International, Schaumburg, IL, USA;



-Alphazyme® (celulase, xilanase, celobiase, alfa-amilase, pectinase), Finnfeeds International, Marlborough, Wiltshire, UK;



-Fibrozyme®, Alltech Inc., Nicholasville, KY, USA;



-Grass® (celulase, glicose-oxidase), Farmline International, Schaumburg, IL, USA;



-Grasszyme® (celulase, xilanase, celobiase, glicose-oxidase), Finnfeeds International, Marlborough, Wiltshire, UK;



-Liquicell 2500® (xilanase, endoglucanase, exoglucanase, beta-D-glicosidase, alfa-L-arabinofuranosidase), Specialty Enzymes and Biochemicals, Fresno, CA, USA;



-Maxicell 200® (celulase), George A. Jeffreys, Salem, VA, USA.



-Natugrain 33-L® (endo-1,3(4)-beta-glucanase, endo-1,4-beta-xilanase), BASF Corporation, Ludwigshafen, Germany;



-Promote N.E.T. ® (celulase e xilanase), Agribands International, St. Louis, MO;



-Promote® (celulase e xilanase), Biovance Technologies Inc., Omaha, NE, USA;



-Promote® (xilanase e endoglucanase), Biovance Technologies Inc., Omaha, NE, USA;



-Spezyme CP® (celulase), Genencor, Rochester, NY, USA;



-Xylanase B® (celulase e xilanase), Biovance Technologies Inc., Omaha, NE, USA;



...Após a escolha do complexo enzimático, precisam entrar em contato com o distribuidor do produto (buscar por sites, etc.) e ver qual a dose recomendada para cada tipo de dieta, em suas particularidades, tá ok?!



Bom trabalho a todos!

E estamos à disposição!
DAMARIS FERREIRA DE SOUZA

CURITIBA - PARANÁ - ESTUDANTE

EM 19/07/2012

Olá Maurílio!

O uso de EFE durante a ensilagem de milho pode levar ao aumento da qualidade nutricional da silagem sim! As EFE podem aumentar a taxa de acidificação, suprir a quantidade de substratos necessários para fermentação e reduzir o conteúdo de fibra da silagem. Elas podem aumentar a taxa inicial de fermentação e de degradação, causando o aumento da ingestão de MS da silagem resultante.

Porém, é necessário tomar cuidado na escolha do composto enzimático a ser utilizado, e levar em consideração o tipo de híbrido e o grau de maturidade do milho da sua pesquisa. Para a silagem de milho, têm sido observados bons resultados com o uso de produtos à base de endoglucanases e celulases, ao passo que àqueles constituídos por amilases e xilanases não parecem ser tão efetivos. Isso depende muito de fatores que alteram a estabilidade (pH, temperatura, etc.) e a função específica de cada enzima.

Um produto que experimentalmente produziu bons resultados qdo adicionado durante o processo de ensilagem do milho é o Liquicell 2500 (L, Specialty Enzymes and Biochemicals, Fresno, CA, USA), mesmo em baixas doses (0,8 mL/kg de MS).

De forma geral, a maioria dos compostos enzimáticos são importados, não sei te informar se existe produção de EFE aqui no Brasil. Aí precisa tentar entrar em contato com algum fornecedor (buscar site, e-mail, ...) e, de acordo com a escolha do produto, se informar sobre a dosagem recomendada pelo fabricante, tá ok?!

E boa sorte com seu trabalho, Maurílio!

MÁRCIO DA COSTA CARDOSO

BOM DESPACHO - MINAS GERAIS - CONSULTORIA/EXTENSÃO RURAL

EM 18/07/2012

O K , qualquer novidade me comunique.

Outra dúvida é onde comprar as EFE, tem algum produto comercial, como usar?
DAMARIS FERREIRA DE SOUZA

CURITIBA - PARANÁ - ESTUDANTE

EM 17/07/2012

Olá Márcio!

Sua pergunta é bem pertinente.

No caso particular da cana-de-açúcar, considero prudente esperar por mais resultados de pesquisas para determinar se de fato vale à pena o uso destas enzimas durante o processo de ensilagem. Por enqto, os resultados são contraditórios. Alguns com resposta positiva e outros em que não se observa nenhuma melhora sobre a composição bromatológica ou sobre os parâmetros fermentativos.

Por outro lado, a adição destas enzimas em dietas com cana-de-açúcar (in natura moída, bagaço-de-cana, e até mesmo em silagens de cana) tem promovido resultados satisfatórios. Relata-se aumento da degradação da parede celular, da colonização microbiana, da digestibilidade de MS, FDN e até FDA pelo seu uso. Consequentemente, há melhor aproveitamento de nutrientes, menor tempo de retenção do alimento no rúmen, maior consumo e melhores índices de desempenho animal.

Pelo que tenho visto, o tratamento da cana com uréia, e a adição das enzimas sobre o concentrado da dieta, são recomendáveis para maior efetividade. Mas não são regra! Cada caso é um caso!

Temos que permanecer atentos aos resultados de pesquisas que forem surgindo sobre o uso das enzimas em dietas com cana-de-açúcar. Até aqui os resultados têm sido promissores.

E qualquer dúvida estamos à disposição!

MAURÍLIO SALLA LORENZATO

RIBEIRÃO PRETO - SÃO PAULO - PESQUISA/ENSINO

EM 16/07/2012

Olá, estou fazendo um levantamento sobre produção de  silagem de milho prensado e embalado em sacos plásticos de aprox. 40 kg para maior durabilidade do produto e para facilitar o manuseio e armazenamento do mesmo. Gostaria de saber se com a aplicação de EFE no momento da ensilagem vou aumentar a qualidade do silo? Qual a quantidade posso aplicar por tonelada e onde adquirir EFE? Obrigado.
MÁRCIO DA COSTA CARDOSO

BOM DESPACHO - MINAS GERAIS - CONSULTORIA/EXTENSÃO RURAL

EM 14/07/2012

Gostaria de saber mais sobre o uso das EFE em cana de açucar, tanto in natura, qto na ensilagem. Será q melhora mto sua qualidade, visto q a cana possui mta fibra?