Como a água está presente nos alimentos em duas frações água livre é ligada neste caso quais as propriedades químicas da fração de água livre?

A análise dos alimentos é um dos principais pontos a ser observado na nutrição animal. O objetivo principal da análise é o de se conhecer a composição química, além de verificar a identidade

Um estudo mais completo dos alimentos e forragens compreenderá o conhecimento das propriedades gerais: aspecto, aroma, sabor, alterações, estrutura microscópica e, ainda, a determinação do teor das substâncias nutritivas, por intermédio das análises aproximativas. Além da análise aproximativa de um alimento, o nutricionista deseja conhecer também sua digestibilidade, isto é, a parte do alimento que estaria disponível para o animal.

1. Valor nutritivo dos alimentos

O conjunto de propriedades apresentadas por um alimento relaciona-se diretamente com a qualidade dos constituintes químicos presentes no mesmo. Nos alimentos de um modo geral, os constituintes químicos podem ser agrupados em duas categorias, conforme mostra a Tabela 1 a seguir.

Tabela 1. Constituintes químicos dos alimentos

Essas substâncias são responsáveis pelas características nutritivas e/ou sensoriais dos alimentos, atuando de modo diverso, como pode ser visualizado na Tabela 2.

Tabela 2. Atuação dos compostos químicos nas características nutritivas e sensoriais dos alimentos

Algumas substâncias são chamadas “acessórios” e são importantes na organização dos sistemas biológicos, conforme mostra a Tabela 3.

Tabela 3. Substâncias acessórios dos alimentos

Substâncias acessórios importantes na organização dos sistemas biológicos

Enzimas – Vitaminas – Sais minerais – Hormônios

Substâncias acessórios importantes na organização dos sistemas biológicos

Enzimas – Vitaminas – Sais minerais – Hormônios

2. Métodos de avaliação dos alimentos

2.1. Análises Químicas e Bromatológicas

Compreende-se como análise química o conjunto de reações químicas e técnicas de laboratório empregado para identificar as espécies químicas formadoras de um material, bem como descobrir em que quantidade essas espécies estão presentes no material. Já a análise bromatológica identifica o valor nutritivo dos alimentos em termos de grupos de compostos químicos como, por exemplo, Fibra em Detergente Neutro (FDN): lignina, cinza insolúvel, celulose, hemicelulose, proteína insolúvel. Portanto, alguns componentes dos alimentos podem ser determinados por processos químicos diretos, outros são determinados em conjunto, pelo fato de não haver interesse nutricional em separá-los pela inexistência de métodos específicos para sua análise.

A. Sistema de Weende

O método usado para análise, que se faz normalmente, é chamado de Weende e foi proposto por Henneberg em 1864, na Estação Experimental de Weende na Alemanha. Por esse método é que se tem a análise aproximativa dos alimentos, desde 1864. As técnicas ainda são quase as mesmas, com exceção do nitrogênio, que é feito segundo o método Kjeldahl (A.O.A.C., 1970). Segundo Henneberg, o alimento é composto conforme o esquema abaixo da Tabela 4 a seguir.

Tabela 4. Sistema de Weende proposto por Henneberg em 1864

Baseada neste esquema, a Estação Experimental de Weende propôs a Análise Aproximativa do alimento, também conhecida como Composição Centesimal. O princípio da análise é o de agrupar componentes/nutrientes que apresentem alguma propriedade em comum.

As análises clássicas comumente feitas visam a obter informações sobre os seguintes componentes dos alimentos:

Tabela 1. Esquema da análise proximal dos alimentos, com especificação dos componentes químicos das frações.

Fonte: Adaptado de Nunes, 1998

• Matéria seca: representa o peso do material analisado totalmente livre de água, extraída num processo de secagem. É um dado de extrema importância, principalmente quando obtido de alimentos volumosos, que normalmente apresentam umidade variável. Os valores de matéria seca facilitam a comparação qualitativa dos diversos nutrientes, entre diferentes alimentos. A composição dos alimentos em tabelas, o cálculo das necessidades dos alimentos e o consumo de alimentos são expressos em termos de matéria seca.

A umidade na ração afeta o valor energético porque há menos matéria seca na ração e conseqüentemente, menos nutrientes ela pode ter. A água não é combustível no tecido animal e não contribui para o valor energético da ração. Contudo, o consumo total de água influencia a utilização alimentar, portanto ela afeta também o mecanismo fisiológico, pois há exigência de cerca de 1 ml de água para cada 3 calorias ingeridas.

• Cinza ou matéria mineral: é utilizada para estimar a fração bruta de minerais do alimento e também para verificar contaminação na amostra, através de compostos que não fazem parte da fração nutritiva do alimento (solo, metais, etc.).

O conteúdo de matéria mineral dos alimentos é também importante porque a cinza não é combustível e, portanto não produz energia. Em conseqüência quanto maior o teor de cinza do alimento, menor será seu valor energético.

• Proteína bruta: Todas as proteínas contêm nitrogênio. Se tomadas em conjunto, apresentarão em média 16 g de nitrogênio para 100 g de proteína. Identificar cada proteína seria extremamente trabalhoso e mesmo desnecessário – interessa, numa primeira avaliação, saber quanto de proteína um alimento contém. Em avaliações posteriores, pode ser de interesse saber qual proteína o alimento contém. Por isso, na análise proximal, determina-se o teor de nitrogênio da amostra (e não o teor de proteína), por ser mais fácil. Sabendo-se que 100 g de proteína contêm 16 g de nitrogênio, a regra de três fica assim:

16N = 100P, logo, 100/16N = P ou N x 6,25 = P

Fica implícito que toda substância contendo nitrogênio, presente no alimento, aparecerá no resultado da análise como proteína, mesmo não o sendo – daí a denominação de proteína bruta. Existem métodos para se determinar a proteína verdadeira de um alimento, mas são refinamentos que não pertencem à análise proximal.

• Gordura ou extrato etéreo: determina a percentagem de gordura dos alimentos sendo útil para quantificar energia. Os alimentos com altos teores de gorduras têm altos valores de NDT (Nutrientes Digestíveis Totais), pelo fato das gorduras fornecerem 2,25 vezes mais energia quando comparadas aos carboidratos e proteínas.

• Extrato não nitrogenado: é um valor calculado a partir da soma de PB, FB, EE e MM, expressos em termos de MS e subtraído de 100. Deveria representar os carboidratos de mais fácil digestão, como os açúcares e o amido.

• Fibra bruta: quanto maior a percentagem desta fração, menor a qualidade da forragem, podendo limitar o consumo de matéria seca e energia. O grande problema da fibra bruta é que parte dos componentes da parede celular como celulose e lignina é solubilizada, portanto ela subestima o valor da fração de menor digestibilidade do alimento.

A determinação da Matéria Seca (MS) é o ponto de partida da análise dos alimentos. É de grande importância, uma vez que a preservação do alimento pode depender do teor de umidade presente no material e, além disso, quando se compara o valor nutritivo de dois ou mais alimentos, temos que levar em consideração os respectivos teores de matéria seca. Por outro lado, se desejamos comparar o resultado de análises realizadas em diferentes épocas, locais ou regiões, sempre fazemos essa comparação em base da matéria seca, isto é, como se o alimento contivesse 100% da matéria seca. Geralmente, é feita a MS pelo método indireto, onde se admite que a perda de peso corresponde ao peso da água perdida. Na realidade, outras substâncias voláteis, além da água, são consideradas também, como água, ocasionando algum erro, o que vem a ser uma desvantagem do método.

O esquema de análise proposto por Weende, apesar de fornecer uma idéia de valor nutritivo do alimento, é falho em vários aspectos bem conhecidos pelos que estão familiarizados com este esquema: a análise de fibra bruta (FB), além do empirismo de sua técnica, é composta de celulose e parte da lignina insolúvel. O extrato não nitrogenado (ENN) é calculado por diferença, conseqüentemente, todos os erros cometidos nas análises anteriores irão refletir nesta fração, e, portanto, não representa muito bem a fração de carboidratos solúveis ou digestíveis. É importante chamar a atenção também, que normalmente o valor do extrato etéreo (EE) é superestimado, já que além das gorduras o éter extrai também compostos intimamente ligados ou associados às gorduras, tais como: fosfatídeos, esteróis (colesterol), clorofila, xantofila, óleos voláteis, resina etc.; se estiverem presentes na amostra. No caso dos capins e outros volumosos comete-se grande erro na determinação do extrato etéreo porque eles são relativamente ricos nestes compostos não lipídicos quando comparados com a fração lipídica.

O método de Weende não é satisfatório para se obter informações sobre os carboidratos, pois inclui no grupo da fibra bruta a celulose e apenas a lignina insolúvel em álcali. Por outro lado, no grupo dos extratos não nitrogenados, encontram-se frações de naturezas diversas, como: amido, hemicelulose, pectina, lignina solúvel em álcali e os carboidratos solúveis em água. Para os nutricionistas, a solubilização da lignina dos alimentos, em proporções variáveis, é um sério defeito no método da FB, pois esta lignina torna-se parte do conteúdo do ENN, que deveria ser o componente mais digestível do alimento. A inclusão da lignina no ENN resulta, no caso de volumosos, em digestibilidades do ENN freqüentemente menores do que as digestibilidades da FB.

Esta divisão parece insatisfatória do ponto de vista nutricional, pois é conhecido que a hemicelulose, pectina e lignina solúvel em álcali não apresentam as mesmas características nutricionais dos outros componentes englobados sob o termo extratos não nitrogenados. Uma separação química dos polissacarídeos somente seria útil se descermos aos pormenores do peso molecular, posição das ligações glicosídeas, etc. Portanto, uma análise extremamente sofisticada seria necessária para separar os vários componentes do alimento sob os aspectos químicos e nutricionais.

B. Van Soest

Para resolver o problema da fibra bruta descrito no tópico anterior, tem sido proposto ultimamente o método de Van Soest (1967), o qual divide os componentes da amostra analisada em carboidratos não fibrosos (erroneamente conhecido como conteúdo celular), que compreende as frações solúveis em detergente neutro, conforme preconiza o método. Engloba uma série de compostos químicos e nutricionalmente definidos, tais como: lipídeos, compostos nitrogenados, amido, pectina e outros compostos solúveis em água. A segunda parte, que compreende os carboidratos fibrosos (erroneamente chamado de parede celular), chamada de fibra em detergente neutro (FDN) inclui a proteína insolúvel, a hemicelulose e a lignocelulose que engloba principalmente, as frações de lignina e celulose. Sob o aspecto nutricional, o método Van Soest separa melhor os diversos componentes da fração fibrosa. Portanto, é desejável a substituição da tradicional fibra bruta pela fibra em detergente neutro (FDN) do ponto de vista nutricional.

Na realidade os métodos de Weende e de Van Soest nos fornecem informações suficientes sobre a composição química de determinado alimento.

C. Nutrientes digestíveis totais

O sistema proposto por Weende não leva em consideração os demais componentes dos alimentos, conforme foi visto no tópico anterior. Sendo apenas químico, não leva em consideração o animal e sua capacidade de transformar alimentos. Tentando suprir esta falha, Henry e Morrison desenvolveram, em 1910, o sistema NDT, que é calculado como segue:

NDT = PBd + 2,25 EEd + FDNcpd + CNFd

A determinação do NDT na prática é morosa e cara. Atualmente calcula-se o NDT a partir da energia digestível, tomando-se por base que 1 kg de NDT produz cerca de 4400 Kcal de energia digestível.

D. Determinação de minerais

A análise de minerais, tanto os macros como os micros, atualmente é realizada com grande precisão pela técnica de absorção atômica. Os macrominerais são expressos em % dos ingredientes e os microminerais na base de mg/kg de alimento ou ppm. As análises mais comuns são para determinação de cálcio e fósforo.

E. Determinação de vitaminas

A análise de vitaminas que antigamente era feita por métodos microbiológicos, hoje está sendo efetuada por espectrofotometria e por cromatografia. As vitaminas A, D e F são expressas em unidades internacionais (UI), as demais são expressas em miligrama.

F. Determinação de aminoácidos

Os aminoácidos que antigamente foram determinados por método microbiológico, hoje são analisados quantitativamente por cromatografias. Na análise de aminoácidos é necessário, inicialmente, hidrolisar as proteínas, o que é feito com ácido clorídrico a 6 N. Com hidrólise ácida, muitos aminoácidos poderão ser destruídos e, para contornar este fato, usa-se a hidrólise ácida para certos aminoácidos e a hidrólise alcalina para outros.

Posteriormente, o hidrolisado pode ser analisado por cromatografia gasosa ou separado por cromatografia em coluna, e analisado por calorimetria, usando ninidrina como reagente. O analisador de aminoácidos separa e analisa os aminoácidos.

G. Outras análises e testes

· Teste de Eber

· Reação de Kreis

· Testes de peróxidos

· Índice de Uréase

· Teste de Gossipol

· Determinação do nitrogênio não protéico

· Determinação da digestibilidade in vitro

· Determinação da presença de pesticidas

· Determinação do conteúdo de NaCl

· Determinação do teor de caroteno

· Determinação do teor de xantofilas

· Determinação de micotoxinas

· Determinação do pH

2.2 Análises Físicas

Existe uma grande quantidade de testes que ainda poderão ser feitos para o controle de qualidade dos alimentos e da própria ração balanceada. Entre eles estão:

A. Testes microscópicos

Através dos testes microscópicos, determina-se o formato das células e dos grãos de amido dos ingredientes. Em função destes parâmetros é possível detectar-se falsificações.

B. Determinação do valor energético

A energia bruta de um alimento pode ser avaliada através do calor produzido durante sua combustão em uma bomba calorimétrica. A determinação da energia bruta é bastante usada em pesquisas para avaliar os valores de energia metabolizável do alimento.

C. Granulometria

A determinação da granulometria de moagem dos alimentos, principalmente das sementes de milho e soja, é bastante importante na fabricação de rações balanceadas. Sabe-se que a digestibilidade da ração é bastante influenciada pelo tamanho das partículas dos alimentos que a constitui.

D. Secagem

O grau de secagem dos grãos é importante para fazer seu armazenamento, evitando-se o desenvolvimento de fungos e perda do material. Além disso, o teor de matéria seca dos ingredientes da ração influencia no total dos nutrientes e da energia da ração.

E. Torração

A avaliação do grau de cozimento, tostagem ou torração é bastante importante para avaliar a qualidade do alimento. O excesso de torração pode desnaturar as proteínas do alimento, tornando-o de baixa qualidade. Muitas vezes é observado excesso de torração no farelo de soja.

F. Excesso de escamas, ossos, chifres, pêlos, sangue, cartilagens, materiais estranhos, etc

Estes tipos de determinações são bastante usados para avaliar produtos e sub-produtos de origem animal.

As farinhas de pescados não de vem conter excessos de escamas, cartilagens, ossos e sangue. Estes materiais, apesar de conter níveis elevados de proteínas, cálcio e fósforo, possue baixa qualidade e aproveitamento pelos animais.

Ë comum observar a adição fraudulenta de ossos, sangue, chifres, pêlos, cascas e conteúdo do aparelho digestivo nas farinhas de carne. Estes resíduos possuem elevados teores de proteínas, mas de qualidade e aproveitamento muito baixo.

G. Densidade, cor e odor

A determinação destes características é também bastante importante para avaliar a qualidade da matéria prima de uma ração. São usadas constantemente para ajudar no diagnóstico de fraudes.

2.2. Análises Bacteriológicas

As análises bacteriológicas são usadas para verificar o grau de contaminação com microorganismos e presença de toxinas. A aspergilose é bastante comum nos concentrados de origem vegetal, principalmente no farelo de amendoim, e precisa ser avaliada antes do uso destes alimentos.

As farinhas de origem animal são freqüentemente contaminados com microrganismos que diminui o desempenho dos animais, provocando diarréias e em casos mais graves, a morte. As determinações mais comuns são:

· Contagem e tipificação de microrganismos

· Aspergilos

· Salmonelas

· Coliformes

· Fungos, etc.

2.3. Testes biológicos

Vários testes podem ser realizados, entre eles estão a determinação do valor biológico das proteínas e o valor energético dos alimentos.

As forragens constituem, freqüentemente, a principal fonte de nutrientes para os bovinos e, às vezes, são o único alimento oferecido, sob a forma de pasto verde picado, silagens ou feno. De todos os nutrientes necessários às exigências dos bovinos, a energia constitui a principal contribuição das forragens. Por isto, torna-se importante conhecer a digestibilidade de cada uma das forragens que compõe a alimentação destes animais.

Resumindo, podem-se citar os seguintes testes biológicos:

· Valor biológico de proteínas

· Digestibilidade in vivo

· Valor energético dos alimentos

· Biodisponibilidade de nutrientes

· Avaliação do valor nutricional de alimentos através do desempenho dos animais

· Avaliação dos efeitos dos fatores anti-nutricionais presentes em alimentos, etc.

Fracionamento de proteína e carboidrato pelo CNCPS

1. Introdução

As determinações de proteína e energia não levam em consideração a dinâmica da fermentação ruminal e as perdas. Para solucionar estes problemas os sistemas modernos de adequação de dietas para ruminantes enfatizam a necessidade da sincronização da degradação de nitrogênio e carboidrato no rúmen, para que se obtenha a máxima eficiência de síntese de proteína microbiana, bem como a redução das perdas energéticas e nitrogenadas decorrentes da fermentação ruminal. Com base neste princípio o sistema Cornell – Cornell Net Carbohydrate and Protein System (CNCPS) criou o fracionamento dos carboidratos e proteínas para poder predizer com maior precisão o desempenho dos animais a partir dos ingredientes da dieta. O CNCPS, por intermédio de modelos mecanicistas, estima a quantidade de proteína microbiana sintetizada, o escape ruminal de nutrientes e, com isso, a proteína metabolizável, a partir dos dados relativos às frações de carboidratos e proteínas, bem como de suas taxas de degradação. Estas informações podem ser utilizadas como base para predizer a EM e proteína absorvida.

2. Fracionamento dos alimentos

O CNCPS assume que os alimentos são compostos de proteína, carboidratos, gorduras, minerais e água. A matéria seca (MS) da proteína e dos carboidratos são novamente subdivididos pela composição química, características físicas, degradação ruminal e características de digestibilidade pós-ruminal. As frações de proteína, carboidrato, mineral, gordura e água nos alimentos pode ser originada das seguintes análises químicas laboratoriais padrão (SNIFFEN et al., 1992):

a) MS dos alimentos;

b) Fibra detergente neutro (FDN) e lignina (VAN SOEST et al., 1991);

c) Nitrogênio total como analisado através do macro ou micro Kjeldahl;

d) Proteína solúvel como determinado pelo procedimento de KRISHNAMOORTHY et al. (1983);

e) Nitrogênio que é insolúvel em detergente neutro (NIDN) (sem sulfito de sódio) e detergente ácido (NIDA) (VAN SOEST et al., 1991);

f) Minerais (MM);

g) Gordura solúvel em extrator (EE); e

h) Cálculo do carboidrato não fibroso (CNF) pela determinação do FDN, proteína, gordura, e minerais ou diretamente (VAN SOEST et al., 1991): 100 – [(FDN – PIDN) + EE + MM].

3. Fracionamento da proteína dos alimentos

Importância – As exigências em proteína metabolizável dos ruminantes são atendidas pela proteína microbiana sintetizada no rúmen e pela proteína dietética digestível que escapa à fermentação ruminal, o que torna a nutrição protéica do ruminante bastante complexa. Portanto, qualquer método para determinação da qualidade da proteína dos alimentos deve, necessariamente, considerar a contribuição do alimento para a síntese de proteína microbiana e para a proteína que escapa do rúmen.

A proteína é dividida em três frações: nitrogênio não protéico (NNP), proteína verdadeira, e nitrogênio indisponível. Isto tem sido descrito como fração A (NNP), B (proteína verdadeira), e C (proteína indisponível), respectivamente. A proteína verdadeira é novamente fracionada em três subfrações (B1, B2 e B3) baseada nas suas taxas inerentes de degradação ruminal.

Fator de Conversão – O fator 6,25 é normalmente usado para se transformar a % de nitrogênio em proteína, levando-se em conta que as proteínas contêm, em média, 16% de nitrogênio.

Quando o teor da fração A dos alimentos estiver alto, pode resultar em perdas nitrogenadas ruminais na forma de amônia – NH3. Isto porque, esta fração esta prontamente disponível no rúmen de tal forma que os microorganismos não podem utilizar, quando em excesso, todos os aminoácidos e NH3 liberados. Em tais situações, a adição de fontes energéticas de rápida degradação pode reduzir as perdas nitrogenadas e melhorar o desempenho animal, em virtude do aumento da síntese de proteína microbiana no rúmen. (MALAFAIA, 1997).

A taxa de digestão da fração B1 é de 150 a 300%/h (SNIFFEN et al., 1992).

O nitrogênio associado com o FDN é normalmente a proteína ligada à parede celular que também inclui o nitrogênio indisponível encontrado no resíduo de detergente ácido. A proteína insolúvel em solução de detergente neutro, mas solúvel em detergente ácido é digestível, porém lentamente degradável e tem sido definida como a fração B3 no CNCPS. Geralmente a proteína associada à parede celular está amplamente ligada aos carboidratos hemicelulolíticos (glicoproteínas) que estão envolvidos na ligação ramificada de cadeias de carboidratos na parede celular da planta (Fry, 1988, citado por LICITRA et al., 1996). O aquecimento desnatura a fração B2 das proteínas e pode aumentar a proteína indisponível e assim aumentar a fração B3 bem como a fração C obtida como NIDA.

Essas proteínas estão quimicamente ligadas à parede celular vegetal, apresentando as funções de defesa contra patógenos, de elasticidade, no processo de lignificação e na rigidez da parede celular vegetal (Showalter, 1993, citado por MALAFAIA e VIEIRA, 1997).

Não é possível uma completa extração de todo nitrogênio da parede celular da planta. A parte central do resíduo parece ser resistente, indigestível e está associada com a lignina em forragens tenras que não contêm tanino. O tanino quando presente, é um dos fatores possivelmente responsável por aumentar a proteína insolúvel associada com a parede celular da planta. Outro fator é a reação de Maillard ou caramelização enzimática causada pelo aquecimento e secagem. Estas frações têm baixa disponibilidade biológica e tende a ser reconsiderada na FDA (VAN SOEST and MASON, 1991).

O nitrogênio insolúvel em detergente ácido (NIDA) é considerado como indigestível durante sua permanência no trato gastrintestinal. Esta fração é denominada fração C no Sistema de Cornell.

Para determinar o NIDA é necessário fazer a fibra detergente ácida (FDA). A FDA é entendida como uma preparação para a determinação da celulose, lignina, NIDA, cinza insolúvel em detergente ácido (CIA) e sílica. Ela não é uma fração fibrosa válida para uso nutricional ou para a predição de digestibilidade.

As análises seqüenciais para as frações fibrosas são atrativas porque interferências importantes podem ser encontradas e porque o uso de amostra é mais econômico. A principal vantagem é que estimam com maior precisão o conteúdo de hemicelulose e celulose por diferença. A hemicelulose estimada pela subtração da FDA pela FDN será tão baixa quando a pectina for precipitada dentro do FDA. A sílica biogênica tem um efeito semelhante porque ela é solúvel em solução de detergente neutro e insolúvel em solução de detergente ácido (VAN SOEST et al., 1991).

A análise seqüencial de FDA é determinada a partir do resíduo da análise de FDN. Devido o fato da solução de detergente neutro solubilizar pectinas, cinzas e outros compostos não removidos por detergente ácido, a FDA seqüencial é menor que a FDA direta na maioria dos alimentos. Todos os métodos para FDA isolam principalmente celulose e lignina com alguma contaminação por pectina, cinza e compostos nitrogenados (principalmente produtos da reação de escurecimento não-enzimático (MERTENS, 1992)).

Mediante a diferença entre os teores de NIDN e os de NIDA, pode-se determinar a fração B3 (SNIFFEN et al., 1992).

A fração B3 é degradada lentamente no rúmen e, portanto, apresenta elevado escape, sendo potencial fonte de aminoácidos no intestino delgado (CABRAL, 1999). A taxa de digestão da fração B3 é de 0,1 A 1%/h (SNIFFEN et al., 1992).

A fração B2, a qual é degradada em taxa intermediária no rúmen, serve tanto como fonte de aminoácidos e peptídeos no rúmen, quanto no intestino delgado (CABRAL, 1999). A taxa de digestão da fração B2 é de 5 a 15%/h (SNIFFEN et al., 1992).

A determinação do NIDN e do NIDA segue inicialmente os mesmos protocolos para obtenção da fibra em detergente neutro (FDN) descritos por VAN SOEST et al. (1991).

Considerações do fracionamento de proteína

A taxa de degradação dos alimentos é influenciada pela taxa de passagem que varia devido ao tamanho da partícula, densidade, hidratação e nível de alimentação. A fração A e B1, por apresentar elevada degradação, sendo pouco afetada pelo aumento da taxa de passagem. Dessa forma, pode-se inferir que é a principal fonte de nitrogênio no rúmen nas primeiras horas após a ingestão de alimentos, e sua contribuição no duodeno é muito pequena. Entretanto, as frações B2 e B3, por apresentar taxa intermediária e lenta de digestão no rúmen, respectivamente, tendem a escapar em maior proporção e serem mais afetadas pelo aumento da taxa de passagem, contribuindo com a maior parte da proteína potencialmente digestível no intestino delgado.

Os alimentos que contribuem com maior proporção de PNDR digestível no intestino delgado (PNDRd) são aqueles com maior percentagem das frações B2 e B3.

Portanto, constata-se a importância da determinação das frações que compõem a PB dos alimentos e de suas taxas de digestão, pois, dessa forma torna-se possível estimar a degradação ruminal e o escape protéico, que, aliados aos dados de digestibilidade intestinal, permitem estimar a proteína metabolizável de cada alimento (CABRAL, 1999).

Segundo VALADARES FILHO (2000), nem todo fracionamento protéico feito pelo CNCPS deveria ser adotado no Brasil, em relação à avaliação protéica dos alimentos para ruminantes. Apenas deveriam ser obrigatórias, além da análise de PB, pelo menos a determinação da fração dos compostos nitrogenados não protéicos, da fração insolúvel em detergente ácido (NIDA) e insolúvel em detergente neutro (NIDN), isto é as frações A, C e por diferença (NIDN – NIDA) a fração B3, respectivamente. Porém, dependendo da finalidade da pesquisa, o fracionamento conforme descrito pelo CNCPS, se torna necessário, principalmente, quando se pretende calcular o escape ruminal de proteína oriundo de cada uma dessas frações.

Como a quantificação e a estimativa das taxas de degradação dessas frações de proteína são responsáveis pelo maior ou menor escape de nitrogênio ruminal e pelo atendimento dos requerimentos de nitrogênio dos microorganismos ruminais, fica implícito que alimentos com teores de PB similares, mas com diferenças nestas frações e nas suas taxas de degradação, resultarão em predições incorretas sobre o desempenho animal se na formulação das rações não for considerada a dinâmica destas frações no rúmen e nos intestinos (MALAFAIA, 1997).

Tabela 01 – Percentagem de proteína bruta (PB), proteína não-degradada no rúmen e digestível no intestino delgado (PNDRd) e das frações nitrogenadas

Fonte: CABRAL, 1999.

4. Fracionamento de carboidrato dos alimentos

Importância – Se baseia na classificação das bactérias ruminais quanto à utilização dos carboidratos que constituem a parede celular vegetal e daqueles que se localizam no conteúdo celular com função não-estrutural. A caracterização das frações que constituem os carboidratos dos alimentos obtidos nas condições tropicais e a determinação das taxas de degradação de cada fração serão instrumentos valiosos para formulação de rações que visem à maximização do crescimento microbiano ruminal e, consequentemente, a melhor predição do desempenho dos animais.

Determinação do conteúdo de carboidratos totais

Os carboidratos são a principal reserva da energia fotossintética nas plantas, constituindo 50 a 80% da matéria seca das plantas forrageiras e dos cereais. Para os ruminantes, representam a principal fonte de energia para manutenção de suas funções fisiológicas, que, devido à fermentação microbiana, a qual altera a natureza dos componentes da dieta, tornam-se disponíveis principalmente na forma de ácidos graxos voláteis (CABRAL, 1999).

Depois de determinado a PB, EE e MM contido no alimento, expressando-os como percentagem da MS, o conteúdo de carboidrato total (CHO) no alimento pode ser estimado, calculando por diferença (100 – PB – EE – MM) (SNIFFEN et al., 1992).

4.1 – Determinação química das frações de carboidratos dos alimentos

Os carboidratos podem ser classificados como carboidratos fibrosos (CF) e não fibrosos (CNF), de acordo com o seu comportamento no trato gastrintestinal (TGI). Os primeiros compreendem basicamente a celulose e hemicelulose, que, juntamente com a lignina, desempenham funções de sustentação e proteção e são lenta e parcialmente disponíveis, além de ocuparem espaço no TGI. Já os CNF, representados pelos açúcares solúveis em água (mono e dissacarídeos), amido e pectina, são rápida e completamente digeríveis no TGI. Entretanto, o CNCPS classifica os carboidratos de acordo com a taxa de degradação (fração A é rápida e é açúcar solúvel; fração B1 é intermediária e é amido + pectina; fração B2 é lenta e é a parede celular disponível; e a fração C é a parede celular indisponível). Estas frações são calculadas de alimentos contendo carboidratos não fibroso (CNF), carboidrato fibroso (CF) e fração indigestível (C).

Devido à variação na contaminação de solo nas forragens e alimentos, o conteúdo de cinzas deve ser informado ou excluído da FDN. A solução de detergente neutro dissolve pectina e sílica biogênica, mas não os minerais do solo silicatados (VAN SOEST et al., 1991).

O conteúdo de lignina nas forragens varia de 5 a 25% da parede celular da planta; as leguminosas têm um maior conteúdo do que as gramíneas. Porém as leguminosas são tipicamente mais digestíveis do que as gramíneas pelo fato de conterem menos FDN, mesmo que elas contenham mais lignina e que a digestibilidade de sua fibra seja menor que as das gramíneas (MERTENS, 1992).

Com o aumento da maturidade, principalmente das gramíneas tropicais, implica no aumento da síntese de constituintes da parede celular, bem como do seu espessamento e da deposição de lignina, o que tende a aumentar a fração indigerível, reduzindo, dessa forma, a fração potencialmente digerível (WILSON, 1994).

Determinação da fração C – A estimativa da fração C a partir da fórmula proposta por SNIFFEN et al. (1992), a qual se baseia na concentração de lignina dos alimentos (lignina x 2,4) tende a subestimar a respectiva fração em volumosos tropicais, quando comparada aos valores encontrados a partir da determinação do resíduo indigerível após 144 horas de digestão, contudo isso somente será correto se esse resíduo for corrigido para proteína e cinzas. Nessas gramíneas, outros fatores além da concentração de lignina têm sido correlacionados negativamente à sua digestibilidade.

A incubação ruminal por sete dias resultou em valores menores para o resíduo da FDN. Dessa forma, para se ter idéia da real extensão da degradação ruminal da FDN, as forrageiras obtidas em condições tropicais deverão ser incubadas por períodos superiores a 96 horas (MALAFAIA, 1997).

Tem-se recomendado atualmente que a fração seja determinada através do material remanescente após 144 horas de digestão in situ ou in vitro.

O aumento da fração C e a redução dos CNF podem implicar em redução da disponibilidade de energia para os microrganismos que fermentam carboidratos fibrosos e não-fibrosos o que poderia influir na eficiência de síntese de proteína microbiana e, ainda, conduzir a perdas de nitrogênio no rúmen, se porventura forem utilizados suplementos protéicos de média ou rápida degradação (CABRAL, 1999).

Considerações do fracionamento de carboidrato

As diferenças nas frações de carboidratos (B2 e CNF) entre os alimentos, bem como a sua alteração com o avanço da maturidade das plantas, podem afetar a disponibilidade de energia no rúmen para crescimento microbiano, o que, por sua vez, influencia o fluxo de proteína microbiana para o intestino delgado (CABRAL, 1999).

Os alimentos com elevada fração de CNF são boas fontes de energia para crescimento dos microorganismos que utilizam carboidratos não fibrosos. Dessa forma, seria benéfica a inclusão de fontes protéicas de rápida e média degradação no rúmen, quando estes alimentos compõem a base da dieta, objetivando a sincronização entre a liberação de energia e nitrogênio, uma vez que a liberação de energia de maneira mais rápida que a sua utilização para crescimento microbiano pode levar ao processo de dissipação de energia por parte dos microorganismos, conhecido como Energy Spilling.

Quando expressos em percentagem dos carboidratos totais, os valores dos carboidratos não-fibrosos (CNF), obtidos pela diferença MO – (PB+ EE + FDNcp), revelaram-se como adequados para aferir a obtenção da fração A + B1 por meio das análises seqüenciais da FDN, utilizando-se a fórmula 100 – (C + B2). Notou-se que, em ambos os casos, os valores foram semelhantes. Esta proposta de caracterização das frações A e B1 se fundamenta no aspecto da praticidade para cálculo de rações para ruminantes e no aspecto analítico, uma vez que as metodologias de determinação do amido não resultam em valores verossímeis e não apresentam boa repetibilidade em função da natureza heterogênea dos tecidos vegetais (MALAFAIA, 1997). A fração B2 constitui basicamente de parede celular digestível (FDN) (MALAFAIA, 1997).

As taxas de degradação das frações A, B1 e B2 variam entre 200-300,20-40 e 5-10%/h, respectivamente (SNIFFEN et al., 1992).

Tabela 02 – Frações de carboidratos nos volumosos e nos concentrados

Slides da aula sobre métodos de avaliação dos alimentos

O que é água ligada é água livre em um alimento?

Quais os tipos de água presente nos alimentos?

Qual a importância da água em alimentos?

Quais substâncias podem ser adicionadas aos alimentos para a redução da atividade da água?