Refratômetro de Brix e sólidos totais da dieta líquida

"Afinal, devemos ou não usar o refratômetro de Brix para avaliar o teor de sólidos totais da dieta líquida de bezerras?"

Em julho de 2016 publicamos um texto discutindo dados recém publicados por Floren et al. (2016) na mais importante revista científica da indústria leiteira, o Journal of Dairy Science, sobre como avaliar o teor de sólidos totais de sucedâneos utilizando refratômetro de Brix.

Recentemente esse tema voltou a ser discutido por inúmeros produtores que tiveram problemas de diluição nos sucedâneos e consequentemente maior ocorrência de diarreia e de empanzinamento.

Com o aumento da adoção de sistemas de aleitamento intensivo nos últimos anos, seja pelo aumento de volume ou pelo adensamento da dieta líquida fornecida, o entendimento do teor de sólidos passou a ser importante. Neste contexto, a consistência na alimentação é fator determinante do sucesso deste manejo alimentar.

Alguns estudos mostram que a variação no teor de sólidos totais e também no volume de sucedâneo fornecido resultaram em reduzido desempenho em bezerros sob condições de desafio ambiental (o que é bastante comum nos sistemas de produção nacionais).

A inconsistência na preparação/diluição do sucedâneo resulta em variações no teor de sólidos totais e consequentemente na quantidade de nutrientes consumida diariamente. Outra grande fonte de inconsistência na dieta líquida é a adoção de leite descarte, o qual tem variação diária no teor de sólidos totais, o que vem sendo corrigido com a adição de sucedâneos ou corretores de sólidos.

Assim, é importante ter protocolos bem estabelecidos para o preparo da dieta líquida para que as variações diárias no volume e no teor de sólidos totais sejam minimizadas.

Um dos problemas associados com o aumento no teor de sólidos totais da dieta líquida é a alta osmolaridade. Por osmolaridade entenda número de partícula osmoticamente ativa de soluto por quilograma ou litros de solvente. Assim, quanto mais soluto (sucedâneo ou corretor) é incluído no solvente (água ou leite), maior será a osmolaridade da dieta líquida.  Sódio, lactose e proteína são os principais causadores do aumento da osmolaridade da dieta líquida. Normalmente, o leite e sucedâneos diluídos para 12,5% de sólidos têm osmolaridade em torno de 280 mOsm, semelhante a osmolaridade do sangue dos animais, e a recomendação é de que com o aumento do teor de sólidos totais, a dieta não tenha valores acima de 600 mOsm.

Isso porque a osmolaridade efetiva das vilosidades intestinais é de aproximadamente 600 mOsm/kg e quando a dieta líquida tem osmolaridade maior, o gradiente de concentração perde sua eficácia e a absorção é inibida, podendo levar à diarreia osmótica.

Outro efeito comum é a menor taxa de esvaziamento do abomaso, aumentando o risco de inchaço deste órgão devido à presença de carboidratos no sucedâneo que fermentam facilmente resultando em produção excessiva de gás, o famoso empanzinamento abomasal.

A lenta taxa de esvaziamento, causada por maior osmolaridade, também fazer com que o pH abomasal seja mais alto, permitindo a sobrevivência de microrganismos, o que aumenta potencialmente o risco de diarreia. Além disso, pode haver recusa de consumo, o que vai reduzir o desempenho e saúde geral dos animais.

Para tentar manter a consistência do teor de sólidos totais, depois de fixado o valor com base em efeitos do adensamento na osmolaridade da dieta líquida, é importante checar a consistência do preparo.

Obviamente, o primeiro passo é ter um método bem estabelecido para diluição do sucedâneo, a começar pelo entendimento das recomendações de rótulo de diferentes produtos. Quando a recomendação diz “diluir 1:8”, isso quer dizer que com 1 kg de pó serão preparados 8 L de sucedâneo, assim o que teremos é 125 g/L de sucedâneo, ou um sucedâneo com 12,5% de sólidos totais.

No entanto, em várias situações vemos o uso de 1 kg de sucedâneo com a adição de mais 8 L de água, o que ao final deverá resultar em torno de 9L de sucedâneo diluído. Nesta situação, tem 111 g/L de sucedâneo diluído, ou 11,1% de sólidos totais.

Seguindo este exemplo, se quisermos preparar sucedâneo com 14% de sólidos, ou 140 g/L, devemos pesar 1 Kg de sucedâneo e adicionar água até o volume de 7 L. Assim, esta é sempre uma relação de peso por volume de sucedâneo diluído. Mas como verificar se essa mistura foi feita corretamente?

Algumas propriedades têm usado o refratômetro do tipo Brix para mensurar o teor de sólidos totais da dieta líquida.  No caso do leite, o teor de Brix é fortemente relacionado com o teor de sólidos totais, o qual é estimado através da soma de 2 pontos à leitura de Brix, metodologia validada por Moore et al. (2009).

Por exemplo, quando o leite tem leitura de 10% de Brix, isso representa 12% de sólidos totais. Com essa medida podemos entender a necessidade de correção ou de adensamento do leite. No entanto, existem poucas evidências para a estimativa do teor de sólidos de sucedâneos ou de leite adensado com corretores ou sucedâneos a partir de leituras de Brix.  

No estudo de Floren et al. (2016) foi avaliado o uso do refratômetro digital e óptico do tipo Brix para estimar o teor de sólidos totais presentes em amostra de 5 sucedâneos diferentes. Os sucedâneos foram diluídos até atingirem as concentrações de sólidos totais entre 5,5 e 18%, resultando em 90 soluções diferentes.

Como resultado, os dois refratômetros resultaram em boa correlação de leitura e, para estimar a quantidade de sólidos totais presentes nas soluções pelo refratômetro óptico e digital, foi adicionado a leitura do Brix um valor de 1,08 e 1,47 respectivamente (Figura 1). Dessa maneira, os autores afirmam que o uso dos refratômetros de Brix podem ser benéficos para o monitoramento da concentração de sólidos totais em sucedâneos diluídos, promovendo maior consistência alimentar aos animais.

Figura 1 - Sólidos totais (%) das soluções de sucedâneo em comparação com a leitura determinada pelo refratômetro do tipo Brix (%) digital ou ótico (%). Adaptado de Floren et al., (2016).

Felizmente as formulações de sucedâneos mudaram de forma considerável nos últimos anos, o que faz com que muitos resultados de pesquisa mais antigos podem hoje não ser mais tão relevantes. Por exemplo, um estudo antigo mostrou que bezerros alimentados com maior quantidade ou concentração de sucedâneo tiveram maior probabilidade de apresentar diarreia (Jenny et al., 1982), o que resultou em recomendações de fornecimento de menores volumes e restrições quanto ao teor de sólidos. Anos depois, Bach et al. (2013) não encontraram nenhuma relação entre o aumento de sólidos nas formulações mais modernas e ocorrência de diarreia.

No caso do uso de refratômetro do tipo Brix, isso também ocorre, especialmente por que as regressões validadas no trabalho de Floren e seus colaboradores em 2016 são específicas para aqueles produtos comerciais.

Inclusive, fazia parte da conclusão do artigo a sugestão de que diferenças observadas quando da avaliação de leite e de sucedâneo fossem em função da diferença de composição deste fluídos, sendo necessário mais estudos para isso. Ainda assim, os autores sugerem esta ferramenta como interessante, especialmente para avaliação rápida pelo nutricionista quando começam a ocorrer casos de empanzinamento.

Por outro lado, existe muita crítica sobre o uso de refratometria como rotina para manutenção de consistência no teor de sólidos totais de sucedâneos ou de leite adensado (Vermeire, 2017). Mesmo com a validação de medida de sólidos no leite, quando se adiciona corretor ou sucedâneo ao leite, perde-se esta forte correlação. Da mesma forma, devido a diferenças na formulação, ou seja, fontes e concentração de proteína e gordura diferentes nos sucedâneos, a estimativa do teor de sólidos através de leitura de Brix é questionável.

A pesquisa de Vermeire (2017) teve como objetivo desenvolver um conjunto de dados que permitiria a um fabricante de sucedâneos lácteos incluir leituras de Brix em seus rótulos como parte de suas instruções de mistura. Estas recomendações no rótulo de produtos facilitariam a obtenção de diluições com menores variações diárias nos teores de sólidos totais, ou seja, trariam consistência ao manejo alimentar.

As formulações mais atuais de sucedâneos lácteos têm em sua composição diversos ingredientes como soro de leite, concentrado de proteína de soro e leite desnatado. Além disso, ingredientes não lácteos, como proteína de trigo, proteína de soja e proteína do plasma sanguíneo, podem ser usados. Algumas formulações podem ainda trazer outras fontes de proteína menos usuais como farinha de ervilha entre outras. Assim, tanto as fontes quando os teores de proteína são bastante variáveis nos produtos comerciais disponíveis.

Quando diferentes ingredientes individuais foram diluídos na concentração de 150 g/L, utilizando-se água destilada, para avaliação em refratômetro de Brix, observou-se que nenhum dos ingredientes mostrou relação consistente ou precisa entre o teor de sólidos real e a leitura Brix (Figura 2).

Figura 2 - Grau Brix e teor de sólidos de diferentes fontes de proteína de origem láctea. Adaptado de Vermeire, 2017.

Para atrapalhar ainda mais esta discussão, lembro que o valor de brix tem alta correlação com os açúcares das soluções e que a lactose é normalmente o constituinte com maior concentração nos sucedâneos (44 a 50%).

Pensando em composição em porcentagem, os níveis de lactose variam inversamente com os níveis de proteína, gordura e cinzas. Mas, a expectativa de que o Brix reflita o conteúdo de lactose do sucedâneo lácteo de maneira mais consistente não se confirma. Vermeire (2017) criou várias formulações com a combinação de soro de leite, proteína concentrada de soro de leite e gordura desidratada para ajustar os níveis de proteína e gordura. As amostras foram diluídas novamente para 15% de sólidos e avaliadas (Figuras 3 e 4).

Figura 3 - Grau Brix e teor de sólidos de diferentes sucedâneos lácteos contento proteína bruta de 12 a 31%. Adaptado de Vermeire, 2017.

Figura 4 - Grau Brix e teor de sólidos de diferentes sucedâneos lácteos contento gordura de 10 a 22%. Adaptado de Vermeire, 2017.

Com o aumento do teor de proteína e consequentemente menor teor de lactose, houve na verdade aumento nas leituras de Brix (Figura 3), o que não era esperado. No caso do aumento no nível de gordura, houve uma pequena redução na leitura de Brix, mas a uma taxa que não reflete a alteração nos teores de lactose (Figura 4). Assim, em nenhuma das situações as leituras de brix refletiram o teor de sólidos totais dos sucedâneos formulados. 

Então como diluir sucedâneos de forma consistente no que diz respeito ao teor de sólidos e evitar problemas no manejo alimentar de bezerros? Simples! Pese a quantidade de sucedâneo e adicione água morna (seguindo orientações do fabricante quanto a temperatura) até alcançar o volume final de preparo.

Se o bezerreiro conta com 100 bezerros recebendo 3 L por refeição, o tratador deverá preparar 300 L. Considerando por exemplo a diluição para 14% de sólidos, ou 140 g/L diluído, cada bezerro receberá 420 g de pó por refeição, o que para 100 bezerro totaliza 42 kg. Outro raciocínio é multiplicar 300 L por 140 g para obter a necessidade total de pó de 42 kg. Pesado essa quantidade de pó, o tratador deve adicionar água morna (seguindo orientações do fabricante quanto a temperatura) até que alcance o volume final de 300 L, mais ou menos 258 L de água. É importante que o volume final de sucedâneo diluído seja mensurado.

Diferente do que vem sendo feito à campo, o refratômetro do tipo brix não é uma ferramenta com boa acurácia para a estimativa dos teores de sólidos totais em sucedâneos ou leite adensado.

Então podemos aposentar os refratômetros para este fim? Não, podemos usar como uma estimativa grosseira e entender de bate pronto se casos recorrentes de empanzinamento abomasal e diarreias são oriundos de falhas na diluição de sucedâneos ou adensamento de leite, resultando em teores de sólidos totais elevados, com alta osmolaridade. Mas não deve ser utilizada de forma rotineira para avaliar a diluição.

Referências bibliográficas
Floren, H.K.; Sischo, W.M.; Crudo, C.; Moore, D.A. Technical note: use of a digital and an optical brix refractometer to estimate total solids in milk replacer solutions for calves. Journal of Dairy Science, v. 99, n. 9, p. 7517-7522, set. 2016. American Dairy Science Association.

Moore, D.A.; Taylor, J.; Hartman, M.L.; Sischo, W.M. Quality assessments of waste milk at a calf ranch. Journal of Dairy Science, v. 92, n. 7, p. 3503-3509, jul. 2009. American Dairy Science Association.

Vermeire, D. A. Not the Brix: Refractometers inaccurate at measuring milk replacer solids.  Progressive Dairyman. Publicado em 29 de dezembro de 2017. https://www.progressivedairy.com/topics/calves-heifers/not-the-brix-refractometers-inaccurate-at-measuring-milk-replacer-solids