8 - Babcock Institute - University of Wisconsin–Madison
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Instituto <strong>Babcock</strong> para Pesquisa<br />
e Desenvolvimento da Pecuária<br />
Leiteira Internacional<br />
<strong>University</strong> <strong>of</strong> Wisconsin-Madison<br />
Essenciais em<br />
Gado de Leite<br />
2) COMPOSIÇÃO E ANÁLISE DE ALIMENTOS<br />
INTRODUÇÃO<br />
Os alimentos contém nutrientes que são<br />
usados para atender os requerimentos dos<br />
animais. A maioria dos alimentos para<br />
vacas de leite consiste em caules, folhas,<br />
sementes e raizes de várias plantas. As<br />
vacas também podem ser alimentadas com<br />
sub-produtos industriais (farelos, melaço,<br />
resíduo de cervejaria, etc.) e estas dietas<br />
normalmente precisam ser suplementadas<br />
com pequenas quantidades de vitaminas e<br />
minerais. Os alimentos para bovinos<br />
leiteiros são classificados como:<br />
• Forragem;<br />
• Concentrado;<br />
• Suplemento proteico;<br />
• Suplemento (vitamina e mineral).<br />
Esta classificação é um pouco discutível,<br />
mas ela se baseia no valor nutricional do<br />
alimento. Os Nutrientes são substâncias<br />
químicas necessárias para a manutenção,<br />
crescimento, produção, reprodução e saúde<br />
do animal. Existem cinco categorias de<br />
nutrientes:<br />
• Água;<br />
• Energia (carboidratos, proteínas, lipídeos);<br />
• Proteína (compostos nitrogenados);<br />
• Minerais;<br />
• Vitaminas.<br />
Os alimentos também podem conter<br />
substâncias sem valor nutritivo (Figura 1).<br />
Alguns compostos têm estruturas<br />
complexas as quais não são digeríveis e<br />
podem iinterferir na digestão de alguns<br />
nutrientes (ex: lignina, tanino). Além disso,<br />
certas plantas contém toxinas que podem<br />
ser prejudiciais para a saúde do animal.<br />
Michel A. Wattiaux<br />
<strong>Babcock</strong> <strong>Institute</strong><br />
A COMPOSIÇÃO DOS ALIMENTOS<br />
Água e matéria seca<br />
Quando os alimentos são colocados em<br />
um forno com temperature de 105°C por 24<br />
horas, a água (H20) evapora e o material<br />
restante é chamado de matéria seca. Os<br />
alimentos contém quantidades variadas de<br />
água. Em estágios imaturos do crescimento,<br />
a maioria das plantas contém cerca de 70 a<br />
80% de água (20 a 30% de matéria seca).<br />
Contudo, as sementes contém apenas 8 a<br />
10% de água (90 a 92% de matéria seca). A<br />
quantidade de água nos alimentos<br />
normalmente não é motivo de preocupação.<br />
Vacas lactantes bebem cerca de 4 a 5 kg de<br />
água para cada kg de matéria seca que elas<br />
comem. Os bovinos leiteiros precisam ter<br />
acesso à água limpa e fresca durante a<br />
maior parte do dia.<br />
A material seca contém todos os<br />
nutrientes (exceto água) que são necessários<br />
para os bovinos. A concentração de<br />
nutrientes nos alimentos normalmente são<br />
expressos com base na quantidade de<br />
matérioa seca (MS) ao invés da matéria<br />
verde (MV), pois:<br />
• A quantidade de água nos alimentos<br />
pode variar, portanto, o valor nutritivo<br />
de diferentes alimentos pode ser<br />
comparado mais facilmente quando a<br />
concentração é expressa com base na<br />
matéria seca.<br />
• Quando expressa em material seca, a<br />
concentraçaõ de nutrientes dos<br />
alimentos pode ser comparada<br />
diretamente com a concentração de<br />
nutrientes necessários da dieta das<br />
vacas.<br />
A matéria orgânica e minerais<br />
5
Essenciais em Gado de Leite—Nutrição e Alimentação<br />
A matéria seca dos alimentos pode ser<br />
classificada em matéria orgânica e matéria<br />
inorgânica. Compostos que contém carbono<br />
(C), hidrogênio (H), oxigênio (O) e<br />
nitrogênio (N), são classificados como<br />
orgânicos. Os compostos inorgânicos ou<br />
minerais (cálcio, fósforo etc.)representam<br />
um grupo químico diferente. Quando um<br />
alimento é colocado em um forno a 550°C<br />
por 24 horas, a matéria orgânica é<br />
queimada e o que resta são os minerais ou<br />
cinzas. Em plantas, a fração mineral varia de<br />
1% a 12%. As forragens normalmente<br />
contém mais cinzas que sementes e grãos.<br />
Os sub-produtos animais derivados de<br />
ossos pode conter cerca de 30% de minerais<br />
(principalmente cálcio e fósforo). Os<br />
minerais são frequentemente classificados<br />
como macro- ou micro-minerais (Tabela 1).<br />
Esta distinção se baseia somente na<br />
quantidade necessária pelos animais.<br />
Alguns minerias são possivelmente<br />
essenciais (ex: bário, bromo, niquel) e<br />
outros podem ter efeitos negativos na<br />
digestibilidade dos alimentos (ex: sílica).<br />
6<br />
Nutrientes nitrogenados<br />
O nitrogênio esta presente em proteínas e<br />
outros compostos da matéria orgânica dos<br />
alimentos. As proteínas são compostas de<br />
uma ou várias cadeias de aminoácidos.<br />
Uma sequência de 20 aminoácidos<br />
encontrados nas proteínas são<br />
determinadas pelo código genético. Esta<br />
sequência determina a estrutura e a função<br />
de cada proteína no corpo. Existem<br />
aminoácidos essenciais e não essenciais. Em<br />
oposição aos aos aminoácidos essenciais<br />
que podem ser sintetizados pelo organismo,<br />
os aminoácidos essenciais precisam estar<br />
presentes na dieta, pois o organismo é<br />
incapaz de sintetiza-los.<br />
Quando o nitrogênio não faz parte de da<br />
estrutura de proteínas, como no caso da<br />
uréia e da amônia, ele é chamado de<br />
nitrogênio não proteico (NNP). O<br />
nitrogênio não proteico não têm valor<br />
nutritivo para animais de estômagos<br />
simples. Contudo, em ruminantes, o NNP<br />
pode ser utilizado pela flora ruminal na<br />
Tabela 1: Minerais necessários na dieta de<br />
ruminantes e seus símbolos químicos.<br />
Macro Símbolo Micro Símbolo<br />
minerais químico minerais químico<br />
Cálcio Ca Iodo I<br />
Fósforo P Ferro Fe<br />
Magnésio Mg Cobre Cu<br />
Sódio Na Cobalto Co<br />
Potássio K Manganês Mn<br />
Cloro Cl Molibdênio Mo<br />
Enx<strong>of</strong>re S Zinco Zn<br />
Selênio Se<br />
síntese de aminoácidos e proteínas que<br />
serão úteis para o animal.<br />
Um químico dinamarquês, J.G. Kjeldhal,<br />
desenvolveu um método para a<br />
quantificação do nitrogênio em 1893. Em<br />
média, as proteínas contém cerca de 16% de<br />
nitrogênio. Portanto, a porcentagem de<br />
proteína em um alimento é normalmente<br />
calculada como a quantidade de nitrogênio<br />
multiplicada por 6.25 (100/16 = 6.25). Esta<br />
medida é chamada de proteína bruta (PB). A<br />
palavra “bruta” se refere ao fato de que<br />
nem todo o nitrogênio de um alimento esta<br />
na forma de proteína. Frequentemente, a<br />
proteína bruta superestima a quantidade de<br />
proteína verdadeira (PV) do alimento. A<br />
porcentagem de proteína bruta nas<br />
forragens pode variar de 5% (resíduos de<br />
plantio) a 20% (leguminosas de boa<br />
qualidade). Os farelos de grãos podem<br />
conter de 30 a 50% de PB e sub-produtos<br />
animais podem conter mais de 60% de PB.<br />
Nutrientes energéticos<br />
A energia disponível nos alimentos para o<br />
animal não pode ser quantificada por uma<br />
simples análise laboratorial. A melhor<br />
maneira de medir esta energia é por meio<br />
de experimentações. No corpo, o carbono<br />
(C), o hidrogênio (H) e o oxigênio (O) dos<br />
carboidratos, lipídeos e proteínas pode ser<br />
convertido em água (H 2 O) e dióxido de<br />
carbono (CO 2 ) com a libração de energia. A<br />
megacaloria (Mcal) é frequentemente<br />
utilizada como medida de energia, mas o<br />
Joule (J) é a unidade <strong>of</strong>icial para a medida<br />
de energia. Nos aliemntos para vacas de<br />
leite, a energia é expressa em Mcal ou<br />
Energia Líquida para a Lactação (NE l ).
Figura 1: A composição dos alimentos e análises laboratoriais de rotina.<br />
Esta unidade representa a quantidade de<br />
energia em um alimento que esta<br />
disponível para a manutenção do peso<br />
corporal e pela produção de leite. Por<br />
exemplo, são necessárias 0.74 Mcal NE l para<br />
produzir 1 kg de leite; sendo que a energia<br />
2—Composição e Análise de Alimentos<br />
nos alimentos varia de 0.9 a 2.2 Mcal <strong>of</strong><br />
NE l /kg de matéria seca.<br />
Os lipídeos e outras substâncias da<br />
família das gorduras são medidos por um<br />
método chamado de extração pelo éter (EE)<br />
e normalmente estes compostos produzem<br />
cerca de 2.25 vezes mais energia que<br />
7
Essenciais em Gado de Leite—Nutrição e Alimentação<br />
carboidratos. Contudo, a maioria da energia<br />
das forragens e de concentrados se origina<br />
dos carboidratos. Os alimentos para vacas<br />
normalmente contém menos de 5% de<br />
lipídeos, mas cerca de 50 a 80% de<br />
carboidratos. Existem três tipos principais<br />
de carboidratos nas plantas:<br />
• Açucares simples (glicose, frutose);<br />
• Carboidratos de reserva (amido) ou<br />
também chamados de carboidratos não<br />
estruturais, não fibrosos, ou<br />
carboidratos presentes fora da parede<br />
celular;<br />
• Carboidratos estruturais também<br />
chamados de carboidratos fibrosos ou<br />
de parede celular (celulose e<br />
hemicelulose).<br />
A glicose é encontrada em grandes<br />
quantidades em certos tipos de alimentos<br />
(melaço, soro de leite). O amido é o<br />
principal componente de grãos de cereais<br />
(trigo, cevada, milho, etc.). A celulose e a<br />
hemicelulose são principalmente<br />
encontradas nos caules das plantas. O<br />
amido e a celulose são feitos de longas<br />
cadeias de glicose. A ligação entre as<br />
moléculas de glucose no amido podem ser<br />
quebradas facilmente, mas na cellulose<br />
estas ligações resistem às enzimas<br />
degestivas de animais superiores. Contudo,<br />
as bactérias ruminais possuem enzimas que<br />
podem extrair a glicose contida nas fibras.<br />
A celulose e a hemicelulose estão<br />
associadas com a lignina (um composto<br />
fenólico) na parede celular. A quantidade<br />
de fibras (ex: parede celular) nos alimentos<br />
têm um papel importante no seu valor<br />
nutricional. Em geral, quanto menos fibra,<br />
maior é o valor energético de uma<br />
forragem. As fibras na forma de partículas<br />
grandes são necessárias na dieta das vacas<br />
pois:<br />
• Estimulam a ruminação, que é<br />
necessária para manter o processo<br />
digestivo e a saúde do animal;<br />
• É essencial para evitar a diminuição da<br />
porcentagem de gordura do leite.<br />
8<br />
Em muitos países, a fibra bruta ainda é o<br />
método <strong>of</strong>ficial para medir a quantidade de<br />
fibra de um alimento, mas a fibra<br />
detergente neutra (FDN) é um método<br />
laboratorial mais recente que pode estimar<br />
de uma maneira mais acurada a quantidade<br />
de celulose, hemicelulose e lignina nos<br />
alimentos. A potencial capacidade de<br />
ingestão de um alimento pela vaca é<br />
inversamente proporcional à quantidade de<br />
FDN do alimento. Além disso, a fibra<br />
detergente ácida (FDA) que quantifica a<br />
quantidade de celulose e lignina, é um bom<br />
indicador da digestibilidade de uma<br />
forragem. Os açucares presentes na FDN e<br />
na FDA são fermentadas mais<br />
vagarosamente pelas bactérias ruminais,<br />
mas o material que se encontra fora da<br />
parede celular (compostos solúveis como<br />
açucares simples, e algumas proteínas),<br />
normalmente são rapidamente<br />
fermentadas.<br />
A porcentagem de carboidratos não<br />
fibrosos (CNF) em um alimento é<br />
normalmente calculado levando-se em<br />
conta as cinzas, proteína bruta, extrato<br />
etéreo e o FDN:<br />
CNF = 100 – (cinzas + PB + EE + FDN).<br />
Vitaminas<br />
A quantidade de vitaminas nos alimentos<br />
não é calculada normalmente, mas as<br />
vitaminas em pequena quantidade são<br />
essenciais para a manutenção da saúde. As<br />
vitaminas são classificadas em vitaminas<br />
hidrosolúveis (nove vitaminas do complexo<br />
B e a vitamina C) ou vitaminas liposolúveis<br />
(β-caroteno ou provitamina A, vitaminas<br />
D 2 , D 3 , E e K). Em vacas, a suplementação<br />
de vitaminas do complexo B é menos<br />
importante, pois as bactérias ruminais<br />
podem sintetiza-las.