Degradabilidade in situ do farelo de canola tratado com calor e/ou tanino

In situ disappearance of canola meal treated with heat and/or tannin

Resumos

O objetivo deste trabalho foi avaliar a degradabilidade in situ do farelo de canola comercial tratado com água (controle), em autoclave a 127ºC por 30 min (CC), com 15% de tanino de acácia negra (Acacia mearnsii) (CT) e tanino seguido de autoclavagem (CTC). O efeito destes tratamentos sobre a degradação in situ da matéria seca (MS) e proteína bruta (PB) foi avaliado pela técnica de saco de náilon, usando duas vacas da raça Holandesa fistuladas no rúmen. As estimativas de degradação efetiva, considerando a taxa de passagem de 5%/h, para a MS, foram 74,5; 64,2; 75,1; e 70,5% nos tratamentos, controle, CC, CT e CTC e as de degradação efetiva da PB, 86,5; 64,0; 82,6; e 69,9%, respectivamente. Não foi observado efeito do tratamento com tanino sobre a degradação da MS, no entanto, houve pequena influência sobre a degradação da PB. Os tratamentos (CC e CTC) reduziram a degradação da MS e PB. O efeito do aquecimento, aplicado após o tratamento com tanino, foi menor que seu efeito isolado, resultando em interação significativa. O tratamento com calor foi o mais efetivo na redução da degradação ruminal da MS e PB do farelo de canola.

degradabilidade; farelo de canola; proteína protegida; tanino

The objective of this work was to evaluate the in situ disappearance of canola meal treated with water (control), in autoclave at 127ºC for 30 min (CC), with 15% of Acacia mearnsii tannin (CT) and tannin followed by autoclaving (CTC). The effect of these treatments on in situ disappearance of dry matter (DM) and crude protein (CP) was evaluated by the nylon bag technique, using two rumen fistulated Holstein cows. The estimates of effective degradation of DM for control, CC, CT and CTC were 74.5, 64.2, 75.1, and 70.5%, and effective degradation of CP were 86.5, 64.0, 82.6, and 69.9%, respectively, assuming rumen of 5%/h outflow rate. No effect of tannin treatment on DM degradation was reported, however, there was a small influence on CP degradation. The treatments (CC and CTC) reduced DM and CP degradation. The heating effect, after tannin treatment, was smaller than its isolated effect, resulting in significant interaction. The heat treatment was the most effective to reduce ruminal degradation of canola meal DM and CP.

degradability; canola meal; protected protein; tannin

Degradabilidade in situ do farelo de canola tratado com calor e/ou tanino^*

In situ disappearance of canola meal treated with heat and/or tannin

Vânia Regina Loyola^I;nGeraldo Tadeu dos Santos^II,V; Lúcia Maria Zeoula^II,V; Vanderlei Bett^III; André Luiz Taborianski Pereira^IV

^IZootecnista

^IIProfessor do Departamento de Zootecnia - UEM-CCA-DZO

^IIIAluno do Mestrado em Zootecnia da UEM-CCA-DZO

^IVAluno do Curso de Graduação em Zootecnia - Bolsista de Iniciação Científica - CNPq

^VPesquisador - Bolsista do CNPq

RESUMO

O objetivo deste trabalho foi avaliar a degradabilidade in situ do farelo de canola comercial tratado com água (controle), em autoclave a 127^oC por 30 min (CC), com 15% de tanino de acácia negra (Acacia mearnsii) (CT) e tanino seguido de autoclavagem (CTC). O efeito destes tratamentos sobre a degradação in situ da matéria seca (MS) e proteína bruta (PB) foi avaliado pela técnica de saco de náilon, usando duas vacas da raça Holandesa fistuladas no rúmen. As estimativas de degradação efetiva, considerando a taxa de passagem de 5%/h, para a MS, foram 74,5; 64,2; 75,1; e 70,5% nos tratamentos, controle, CC, CT e CTC e as de degradação efetiva da PB, 86,5; 64,0; 82,6; e 69,9%, respectivamente. Não foi observado efeito do tratamento com tanino sobre a degradação da MS, no entanto, houve pequena influência sobre a degradação da PB. Os tratamentos (CC e CTC) reduziram a degradação da MS e PB. O efeito do aquecimento, aplicado após o tratamento com tanino, foi menor que seu efeito isolado, resultando em interação significativa. O tratamento com calor foi o mais efetivo na redução da degradação ruminal da MS e PB do farelo de canola.

Palavras-chave: degradabilidade, farelo de canola, proteína protegida, tanino

ABSTRACT

The objective of this work was to evaluate the in situ disappearance of canola meal treated with water (control), in autoclave at 127^oC for 30 min (CC), with 15% of Acacia mearnsii tannin (CT) and tannin followed by autoclaving (CTC). The effect of these treatments on in situ disappearance of dry matter (DM) and crude protein (CP) was evaluated by the nylon bag technique, using two rumen fistulated Holstein cows. The estimates of effective degradation of DM for control, CC, CT and CTC were 74.5, 64.2, 75.1, and 70.5%, and effective degradation of CP were 86.5, 64.0, 82.6, and 69.9%, respectively, assuming rumen of 5%/h outflow rate. No effect of tannin treatment on DM degradation was reported, however, there was a small influence on CP degradation. The treatments (CC and CTC) reduced DM and CP degradation. The heating effect, after tannin treatment, was smaller than its isolated effect, resulting in significant interaction. The heat treatment was the most effective to reduce ruminal degradation of canola meal DM and CP.

Key Words: degradability, canola meal, protected protein, tannin

Introdução

O farelo de canola é um suplemento protéico com alto teor de proteína bruta (37% na MS), no entanto, grande parte de sua proteína é degradada no rúmen (de BOER et al., 1987), tornando o farelo de canola fonte relativamente pobre em proteína não-degradável (KHORASANI et al., 1989).

Entre os vários métodos propostos para diminuir a degradabilidade ruminal de proteínas de alto valor biológico, destacam-se o tratamento com calor, formaldeído e tanino (VARVIKKO et al., 1983; MOSHTAGHI NIA e INGALLS, 1992; e PACE et al., 1993). Esta estratégia visa atender as elevadas exigências de proteína não-degradável no rúmen de animais em alta produção (ÆRSKOV, 1982).

O tratamento térmico tem sido largamente utilizado com o objetivo de diminuir a degradabilidade ruminal de fontes protéicas rapidamente degradáveis, como os farelos de canola e soja (MIR et al., 1984; McKINNON et al., 1991; e MOSHTAGHI NIA e INGALLS, 1992). A diminuição da degradabilidade da PB provocada pelo calor pode ser resultado da desnaturação da proteína e redução na sua solubilidade, o que favoreceria maior proporção de aminoácidos no intestino delgado (VAN SOEST, 1982). Em virtude de o farelo de canola já sofrer aquecimento úmido durante o processo de extração de óleo, o aquecimento adicional poderia ser um método simples para aumentar o valor deste farelo para animais em alta produção.

A pesquisa sobre o uso de taninos, como agente de proteção protéica, ainda é pouco desenvolvida. Alguns estudos de avaliação da proteção contra a degradação, realizados em in vitro, em líquido de rúmen, e de digestibilidade enzimática ainda não permitem evidenciar, conclusivamente, vantagem real (MÜHLBACH et al., 1982). Nesse sentido, PACE et al. (1993) observaram redução na degradabilidade ruminal in vitro da MS do farelo de soja tratado com tanino condensado. No entanto, RODRIGUES e LÓPES (1980) não obtiveram diferenças entre os efeitos do farelo de soja, tratado ou não com tanino condensado, sobre desempenho e balanço de nitrogênio de ovinos. MÜHLBACH et al. (1982) concluíram que, embora o tratamento do farelo de soja com tanino condensado tenha sido eficiente na proteção contra a desaminação, a reversão desta proteção pela ação enzimática não foi total, diminuindo, dessa forma, as vantagens obtidas com a redução da desaminação no rúmen. O nível de aplicação de tanino necessário à obtenção de proteção adequada, sem redução de sua disponibilidade intestinal, ainda não está definido e, provavelmente, depende do tipo de tanino empregado (condensado ou hidrolisável) e do tipo de proteína que será tratada.

Segundo DRIEDGER e HATFIELD (1972), a adição de tanino reduziu a desaminação do farelo de soja e o calor e/ou pressão da peletização podem favorecer as ligações entre tanino e proteína. No mesmo sentido, KHORASANI et al. (1989) submeteram o farelo de canola a aquecimento, após tratamento com ácido clorídrico, acético, fórmico ou propiônico, e concluíram que a redução na disponibilidade protéica não ocorreu unicamente em razão da ação dos ácidos. Da mesma forma, em virtude de o calor e o tanino exercerem ação protetora da fração protéica, possivelmente exista efeito interativo entre os tratamentos.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a degradabilidade in situ da MS e PB do farelo de canola tratado com calor, tanino e a associação calor e tanino.

Material e Métodos

Duas vacas da raça Holandesa multíparas, em lactação, munidas de fístula ruminal, foram utilizadas neste experimento para estudo da degradabilidade in situ. A alimentação das vacas foi à base de ração total misturada, contendo 27 kg de silagem de milho, 6 kg de ração concentrada (proporção de 55% de volumoso e 45% de concentrado, com base na MS) e minerais, de acordo com o NRC (1989), conforme composição química apresentada na Tabela 2. O período de adaptação à alimentação experimental foi de 21 dias. Os animais foram alimentados três vezes ao dia (8, 13 e 16 h) e soltos em piquete para repouso, nos intervalos.

Os tratamentos utilizados no experimento foram:

C - farelo de canola (var. ICIOLA-41) tratado com água (controle);

CC - farelo de canola tratado com calor;

CT - farelo de canola tratado com 15% de tanino de acácia; e

CTC - farelo de canola tratado com 15% de tanino de acácia, seguido de tratamento térmico.

Para cada 100 g de farelo de canola controle, foram adicionados 100 mL de água destilada, sendo a mistura seca em estufa, a 55°C, durante 48 horas. Ao tratamento com calor (CC), foi adicionado água destilada e, em seguida, a mistura foi colocada em bandejas de alumínio, disposta em camadas de 2 cm, aquecida em autoclave, a 127ºC por 30 min (pressão de 1,5 kgf/cm²), e secas a 55ºC, em estufa, durante 48 horas. O tratamento com tanino (CT) ocorreu da seguinte forma: 15 g de tanino de acácia foram diluídos em 100 mL de água destilada e adicionado a 100 g do substrato. Após aplicação, a mistura foi seca em estufa, a 55°C, durante 48 horas. No tratamento com tanino e calor (CTC), o teor e a forma de aplicação do tanino foram os mesmos que CT; em seguida, a mistura foi aquecida da mesma forma que CC. Todos os tratamentos foram estocados em sacos plásticos. O extrato de acácia negra (Acacia mearnsii) (SETA LM-10) utilizado continha 71,2% de tanino na matéria natural (MN). O teor de tanino de acácia negra (15%) foi escolhido em função dos resultados obtidos por MÜHLBACH et al. (1982). Os teores de MS e PB do farelo de canola nos diferentes tratamentos estão apresentados na Tabela 1.

A degradabilidade da MS e PB do farelo de canola foi estimada pela técnica in situ de saco de náilon. Os sacos lacrados a quente, feitos de náilon (ANKOM-Technology Co., Fairport, NY14450-USA), de dimensão 5 x 7 cm, com poros de aproximadamente 53 mm, foram utilizados para incubação ruminal. As amostras foram moídas em peneira de 2 mm, e aproximadamente 2 g de amostra (base MN) foram colocados em cada um dos sacos, que foram fechados e atados com fios de náilon de 15 cm de comprimento. Os sacos, em duplicatas, para cada animal, foram presos a uma barra cilíndrica de ferro inox de 540 g. Durante a incubação, a barra foi presa à cânula por um fio de náilon de 60 cm. Os tempos de incubação foram 3, 6, 9, 24 e 48 horas, com todos os sacos retirados do rúmen ao mesmo tempo. Após a remoção, os sacos foram lavados à máquina por 4 ciclos de 10 min com troca de água, juntamente com os sacos representando o tempo 0 h. Após a lavagem, todos os sacos foram secos em estufa, com ar forçado, a 55ºC, por 72 horas. A porcentagem de degradação da MS e PB, em cada tempo, foi calculada pela proporção de alimento que permaneceu nos sacos, não sendo corrigida para contaminação bacteriana. A degradação da MS e PB foram calculadas utilizando-se a equação descrita por MEHERZ e ∅RSKOV (1977):

em que p é taxa de degradação no tempo t; a, fração de MS ou PB que é prontamente degradável no rúmen; b, fração da MS ou PB que é potencialmente degradável; c, taxa constante de degradação da fração b; e t, tempo de incubação.

Os parâmetros não-lineares a, b e c foram estimados por meio de procedimentos iterativos de quadrados mínimos (iterative least-squares procedures) (SAS, 1985). A degradabilidade efetiva da MS (DEMS) e PB (DEPB) no rúmen foram calculadas usando a seguinte equação de ÆRSKOV e McDONALD (1979):

em que k é taxa estimada de passagem dos sólidos no rúmen; os demais parâmetros já foram descritos acima.

A degradação efetiva da MS e PB foi estimada para cada tratamento, assumindo-se a taxa de passagem no rúmen de 5%/h, atribuída ao nível de ingestão médio (ARC, 1984).

Amostras dos tratamentos e dos respectivos resíduos dos sacos foram analisadas para matéria seca e proteína bruta (N x 6,25) pelo método Kjeldahl (AOAC, 1980).

Os valores observados de degradação da MS e PB foram submetidos à ANOVA, de acordo com delineamento inteiramente casualizado em arranjo fatorial 2 x 2, sendo dois níveis de calor (ausência e presença) e dois níveis de tanino (ausência e presença), utilizando-se o GLM do SAS (1985). As vacas foram consideradas como repetições.

O modelo estatístico para análise dos dados foi:

em que

y_ijk é observação referente à repetição k, que recebeu o nível de calor i com o nível de tanino j; μ, constante geral; a_i, efeito do nível de calor i (presença ou ausência); β_j, efeito do nível de tanino j (presença ou ausência); (αβ)_ij, efeito da interação entre o nível de calor i e nível de tanino j; e E_(ij)k, erro aleatório associado a cada observação k, que recebeu a combinação nível i de calor e nível j de tanino.

Resultados e Discussão

As estimativas não-lineares e a degradabilidade efetiva do farelo de canola tratado com calor e/ou tanino são apresentadas na Tabela 3.

Aproximadamente 57% da MS e 63% da PB (a) do farelo de canola controle (C) desapareceram quase imediatamente do rúmen. A taxa de degradação (c) da MS e PB deste mesmo tratamento foi de 17,6 e 19,5% e as frações sujeitas à degradação (b), 25,9 e 31,1%, respectivamente. A degradabilidade efetiva da MS (DEMS) e a DE da PB (DEPB) foram 74,6 e 86,5%, respectivamente, para taxa de passagem de 5%/h.

Os valores de DEMS e DEPB para o farelo de canola controle, encontrados no presente trabalho, aproximam-se dos relatados por BAILEY e HIRONAKA (1984). No entanto, as estimativas de a, b, c, DEMS e DEPB diferem das encontradas por KIRKPATRICK e KENNELLY (1987) e KENDALL et al. (1991), para farelo de canola.

Fatores que parecem influenciar as estimativas de degradabilidade incluem diferenças entre processos de manufatura do farelo de canola (KENDALL et al., 1991) e nível de concentrado (PETIT, 1992) e de PB (KIRKPATRICK e KENNELLY, 1987) nas dietas consumidas pelos animais fistulados utilizados nas incubações in situ. Constatou-se que os animais deste trabalho receberam maior proporção de volumoso que concentrado: 55 e 45%, respectivamente, e que aumento na quantidade de volumoso está associado a incremento na degradação protéica da dieta pelos microrganismos ruminais (∅RSKOV, 1982). Os altos valores da fração solúvel obtidos para o farelo de canola, comparados com os de autores citados, podem ser conseqüência das finas partículas produzidas após a secagem do farelo, sendo que, no procedimento in situ, estão prontamente disponíveis aos microrganismos ruminais ou perdas de partículas no processo de lavagem dos sacos (HUNTINGTON e GIVENS, 1997).

As frações solúveis da MS e PB do farelo de canola sofreram redução (P<0,05) sob ação do tratamento com calor. O tratamento com tanino não teve efeito sobre estas frações, e a associação tanino-calor reduziu (P<0,05) apenas a fração solúvel da PB, porém, em menor intensidade que o tratamento com calor. A taxa de degradação da fração b da MS e PB foi influenciada apenas pelo efeito do aquecimento.

De acordo com LEHNINGER (1976), a exposição de proteínas a altas temperaturas ou extremos de pH causa sua desnaturação, devido à ruptura das pontes de hidrogênio, resultando em alteração da estrutura terciária da proteína. O maior efeito da desnaturação é o decréscimo da solubilidade protéica em soluções aquosas (AAR et al., 1984), como constatado pelos resultados deste trabalho. O mecanismo de proteção por tratamento térmico envolve, principalmente, a reação de Maillard (HURREL e FINOT, 1985), cujos primeiros estádios (aldosilaminas e bases de Schiff) são caracterizados por ligações resistentes à ação enzimática (Schroeder et al., 1955, citados por MOSIMANYANA e MOWAT, 1992). Dessa forma, o tratamento térmico reduz a degradação ruminal, parcialmente, por bloquear os sítios reativos para enzimas proteolíticas microbianas e reduzir a solubilidade protéica (BRODERICK e CRAIG, 1980; WALTZ e LOERCH, 1986). O tratamento térmico reduz a taxa de degradação e a fração solúvel e aumenta a fração potencialmente degradável (VANHATALO et al., 1995), o que está de acordo com os resultados obtidos pelo presente trabalho.

A redução da degradabilidade da MS e PB, como conseqüência do tratamento térmico, tem sido observada em outros trabalhos utilizando farelo ou semente de canola (MIR et al., 1984; McKINNON et al., 1991; e MOSHTAGHI NIA e INGALLS, 1992). A redução na DEPB de 26,0%, comparada ao controle, encontrada neste trabalho, é semelhante aos resultados de McKINNON et al. (1991), que relataram diminuição em relação ao farelo de canola não-tratado, de 27% na proteína degradável do farelo aquecido a 125°C, por 30 min. Da mesma forma, MOSHTAGHI NIA e INGALLS (1992) observaram redução na degradabilidade ruminal da PB do farelo de canola autoclavado, a 127°C por 30 min, comparado ao controle, de 53%. Da mesma forma, MIR et al. (1984) verificaram decréscimo bem menor (6,6%) na degradabilidade da PB do farelo de canola, comparado ao controle, como conseqüência do aquecimento a 120°C, por 20 min.

Por outro lado, os taninos se ligam às proteínas por interação de seus grupos hidroxila reativos com grupos carbonila das proteínas. Pontes de hidrogênio e interações hidrofóbicas parecem ser as principais ligações envolvidas na formação dos complexos tanino-proteína (ARTZ et al., 1987), sendo as pontes de hidrogênio mais dependentes pH que as interações hidrofóbicas. Os taninos condensados diminuem a utilização protéica por interação com a proteína, formando complexos indigestíveis; por inativação das enzimas proteolíticas; por interferência com o muco epitelial protetivo do intestino; ou por alteração na absorção dos nutrientes digeridos (Oh e Hoff, 1986, citados por ALZUETA et al., 1992). Os taninos podem inibir o processo de adesão/ataque microbiano às partículas alimentares (MAKKAR et al., 1988).

Os resultados pouco expressivos, obtidos para o tratamento com tanino, discordam dos relatos de DRIEDGER e HATFIELD (1972), em que a adição de 10% de tanino reduziu em 90% a deaminação do farelo de soja. Da mesma forma, a avaliação do tanino de acácia negra, feita por MÜHLBACH et al. (1982), demonstrou efetividade na proteção da proteína do farelo de soja, em estudos de digestão in vitro. PACE et al. (1993) concluíram que 20% de tanino condensado provocaram diminuição na degradabilidade ruminal in vitro da MS do farelo de soja. No entanto, a reação entre taninos e proteínas depende da configuração espacial das moléculas e disponibilidade dos grupos fenólicos reativos (Pierpoint, 1983 citado por MANGAN, 1988), portanto, diferentes proteínas possuem diferentes afinidades por taninos (Hagerman e Butler, 1978 citados por MANGAN, 1988). Existe a possibilidade de que o teor testado de tanino condensado não tenha sido suficiente para atingir o mesmo grau de proteção, obtido por outros autores, para o farelo de soja.

O efeito isolado do calor (CC), comparado ao controle, reduziu (P<0,05) a DEMS em 13,9% e a DEPB em 26,0%, enquanto, em presença de tanino (CTC), a redução (P<0,05) foi de 5,5% para DEMS e 19,2% para DEPB. O tanino (CT) não produziu efeito (P>0,05) sobre a DEMS e acarretou decréscimo de apenas 4,5% para DEPB, comparado ao controle. Verifica-se que o tratamento com calor, quando associado ao tanino, promoveu menor redução na degradabilidade do farelo de canola, o que explica o efeito interativo entre os fatores. Estes resultados discordam da suposição de DRIEDGER e HATFIELD (1972) de que o calor e/ou pressão da peletização podem favorecer as ligações entre tanino e a proteína do farelo de soja. A presença do tanino pode ter impedido a formação dos complexos proteína-carboidrato (reação de Maillard) durante o aquecimento, como ocorreu no tratamento exclusivo com calor. Neste caso, a reatividade e solubilidade do tanino podem ter sofrido alteração após o aquecimento (KADAM et al., 1987).

A hipótese de que o desempenho de vacas leiteiras em alta produção e ruminantes em crescimento pode ser incrementado pela redução da degradabilidade protéica no rúmen (ARC, 1984; NRC, 1989) não foi confirmada por alguns autores, não sendo encontrada evidência em experimentos com animais (RODRIGUES e LÓPES, 1980, ONYANGO e INGALLS, 1994). Portanto, tem-se enfatizado (NRC, 1989) que, somados aos dados obtidos em estudos utilizando sacos de náilon, dados de resposta produtiva são necessários para se verificar o efeito do tratamento sobre o valor nutritivo da proteína alimentar para ruminantes.

Conclusões

Entre os tratamentos testados, o tratamento com calor foi o mais efetivo em reduzir a degradação ruminal da MS e PB do farelo de canola. O tratamento com tanino de acácia negra não teve efeito sobre a degradabilidade da MS e causou leve redução na degradabilidade da PB. O tratamento que associou tanino e calor acarretou redução intermediária na degradação da MS e PB. Concluiu-se que a associação dos tratamentos não propiciou aumento na ação protetora, ao contrário, a ação do calor foi prejudicada devido à influência do tanino.

Recebido em: 24/06/97

Aceito em: 04/12/98

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Parte da Dissertação apresentada à UEM, pelo primeiro autor, como um dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Zootecnia.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  16 Out 2012
• Data do Fascículo
  1999

Histórico

• Recebido
  24 Jun 1997
• Aceito
  04 Dez 1998