Ação da fitase sobre a disponibilidade biológica do fósforo, por intermédio da técnica de diluição isotópica, em dietas com farelo de arroz integral para suínos

Effect of phytase on the biological availability of phosphorus by means of isotopic dilution technique, in whole rice meal based diets, for swines

Resumos

RESUMO - Esta pesquisa foi realizada para determinar as perdas endógenas fecais de fósforo e a ação da fitase sobre a disponibilidade biológica do P nas rações e no farelo integral de arroz (FAI), para suínos em crescimento, por meio da técnica de diluição isotópica. Os leitões foram distribuídos em delineamento inteiramente casualizado, com quatro tratamentos e três repetições. Os tratamentos consistiram de duas dietas sem FAI (com ou sem 1250 FTU [Unidade de Atividade de Fitase]/kg ração), com 0,34% de P total, e outras duas com FAI (sem ou com 1250 FTU/kg ração), com 0,56% de P total. No 11º dia do experimento, foram aplicados em cada animal, por via endovenosa, 7,4 MBq de 32P. As perdas endógenas fecais não foram influenciadas pela ação da fitase. A adição de fitase reduziu o P total excretado nas fezes e melhorou a absorção e a disponibilidade biológica do P das dietas com farelo de arroz integral.

biodisponibilidade; farelo de arroz integral; fitase; fósforo; radiofósforo; suíno

Ação da Fitase sobre a Disponibilidade Biológica do Fósforo, por Intermédio da Técnica de Diluição Isotópica, em Dietas com Farelo de Arroz Integral para Suínos

Agustinho Valente de Figueirêdo¹, Elias Tadeu Fialho², Dorinha Miriam S.S. Vitti³, João Batista Lopes¹, José Cleto da Silva Filho², Antonio Soares Teixeira², José Augusto de Freitas Lima²

RESUMO - Esta pesquisa foi realizada para determinar as perdas endógenas fecais de fósforo e a ação da fitase sobre a disponibilidade biológica do P nas rações e no farelo integral de arroz (FAI), para suínos em crescimento, por meio da técnica de diluição isotópica. Os leitões foram distribuídos em delineamento inteiramente casualizado, com quatro tratamentos e três repetições. Os tratamentos consistiram de duas dietas sem FAI (com ou sem 1250 FTU [Unidade de Atividade de Fitase]/kg ração), com 0,34% de P total, e outras duas com FAI (sem ou com 1250 FTU/kg ração), com 0,56% de P total. No 11^o dia do experimento, foram aplicados em cada animal, por via endovenosa, 7,4 MBq de ³²P. As perdas endógenas fecais não foram influenciadas pela ação da fitase. A adição de fitase reduziu o P total excretado nas fezes e melhorou a absorção e a disponibilidade biológica do P das dietas com farelo de arroz integral.

Palavras-chave: biodisponibilidade, farelo de arroz integral, fitase, fósforo, radiofósforo, suíno

Effect of Phytase on the Biological Availability of Phosphorus by Means of Isotopic Dilution Technique, in Whole Rice Meal Based Diets, for Swines

ABSTRACT - This experiment was carried out to determine the endogenous fecal losses of P and the effect of phytase on the biological availability of P in the diets and in the whole rice meal (WRM) for growing swines, by means of the isotopic dilution technique. The barrows were allotted to a complete randomized experimental design, with four treatments and three replicates. The treatments consisted on two diets without WRM (with or without 1250 FTU [Unit of Phytase Activity]/kg diet), with 0.34% total P, and other two diets with WRM (with or without 1250 FTU/kg of diet), with 0.56% total P. An the 11^th day, each animal was intravenously injected with 7.4 MBq ³²P. The endogenous fecal losses of P were not affected by the action of phytase. The phytase addition reduced the total P excreted in the feces and improved the absorption and the biological availability of P of diets with whole rice meal.

Key Words: bioavailability, whole rice meal, phytase, phosphorus, radiophosphorus, swine

Introdução

O fósforo é um nutriente básico das rações de aves e suínos que requer atenção especial por parte dos nutricionistas, pois participa de inúmeras funções metabólicas no organismo animal, além de constituir-se no mineral que mais onera os custos das rações.

Resultados contraditórios de disponibilidade biológica desse mineral em diversos alimentos, associados a custos elevados dos suplementos de fósforo nas dietas de monogástricos, têm induzido o meio técnico-científico a realizar diversas pesquisas em busca de fontes alternativas de fósforo, visando ao seu melhor aproveitamento.

Assim, o conhecimento da disponibilidade biológica dos minerais nos ingredientes das rações é de grande importância no processo de formulação de dietas de baixo custo, pois possibilita o fornecimento de quantidades adequadas, para que o suíno consiga se desenvolver com maior eficiência, o criador obtenha maior lucratividade e o meio ambiente seja menos poluído, devido à incorporação de menores quantidades de fósforo provenientes dos dejetos.

As dietas de suínos e aves no Brasil são formuladas à base de ingredientes de origem vegetal, geralmente, grãos de cereais, que possuem mais da metade do fósforo sob a forma de fitato, com disponibilidade biológica variando entre 18 e 60% (CROMWELL, 1979; CORLEY et al., 1980). A maioria dos alimentos de origem vegetal apresenta baixo teor de fósforo. Já o farelo de arroz integral possui teores relativamente elevados em P total, porém apresenta-se em grande parte na forma de fitato, uma forma química de baixa disponibilidade para aves e suínos. Assim, aumentando a disponibilidade do fósforo fítico dos ingredientes das rações destes animais, reduz-se a necessidade de suplementação de fósforo inorgânico nas dietas. Por outro lado, o fitato complexa cátions como o Ca, Zn, Fe, Mn e outros (NEWMANN, 1994) e, com a melhora na utilização do fósforo fítico, haverá, também, melhor utilização destes cátions.

O fósforo inorgânico das sementes de plantas, de modo geral, é bem digerido pelos suínos e aves, mas, segundo CROMWELL (1980), ainda não se sabe se sua disponibilidade é total para esses animais. É importante destacar que a habilidade dos suínos para utilizar o P fítico melhora com a idade, devido, possivelmente, à maior concentração da quantidade da enzima fitase presente no intestino dos animais mais velhos (McGILLIVRAY, 1978). As enzimas fitase e algumas fosfatases têm sido isoladas no trato gastrointestinal de suínos e aves, contudo, as quantidades são, aparentemente, insuficientes ou o meio intestinal não é apropriado para permitir uma hidrólise mais eficiente dos grupos ortofosfatos da molécula de fitato (CROMWELL, 1980). O uso destas enzimas tem demonstrado sua importância em melhorar a eficiência de utilização do fósforo fítico por animais não-ruminantes e, assim, reduzir a suplementação de fósforo mineral, o que proporcionará redução de 20 a 30% do P excretado nas fezes (SIMONS et al. 1990).

YI et al. (1996), ao adicionarem níveis crescentes de fitase microbial, 0; 350; 700; 1050; ou 1400 unidades/kg de dieta, para leitões jovens, sem P inorgânico suplementar, observaram que a adição desta enzima resultou em acréscimo linear no ganho de peso e na conversão alimentar. Quando a ração continha P suplementar (0,32%), a excreção fecal de P reduziu com o uso da fitase. Esses autores concluíram que a liberação de 1 g de P inorgânico exigiu, aproximadamente, 676 unidades de fitase, o que correspondeu a 77% do P liberado do fitato.

O presente trabalho teve o objetivo de determinar as perdas endógenas fecais de P e a ação da fitase sobre a disponibilidade biológica do P nas rações e no farelo de arroz integral, para suínos em crescimento, por meio da técnica de diluição isotópica.

Material e Métodos

A pesquisa foi desenvolvida no Setor de Suinocultura do Departamento de Zootecnia da Universidade Federal de Lavras e no Laboratório de Nutrição Animal do Centro de Energia Nuclear na Agricultura da Universidade de São Paulo, no período de junho a novembro de 1998, utilizando-se 12 leitões, machos, castrados, com peso vivo médio inicial de 25,80 kg.

Os tratamentos (Tabela 1) consistiram de: A - dieta à base de milho, farelo de soja, óleo de soja e premix mineral e vitamínica, sem P suplementar, com 0,34% P total; B - dieta A, com a adição de 1250 FTU de fitase/kg de ração; C - dieta formulada com milho, farelo de soja, óleo de soja e farelo de arroz integral, com premix mineral e vitamínico, sem P suplementar, com 0,56% de P total; e D - semelhante ao C, porém, com a adição de 1250 FTU de fitase/kg de ração.

A enzima utilizada no experimento foi a NATUPHOS 5000, fornecida pela BASF, que é uma marca registrada da fitase obtida por intermédio de fermentação por meio de fungos do grupo Aspergillus niger. É um pó de cor amarelo-pardo, que contém atividade inicial mínima de 5000 FTU/g. Uma unidade de atividade de fitase (FTU) é definida pela quantidade de enzima que libera 1 micromol de fósforo inorgânico em 1 minuto num substrato de sódio-fitato a 37^oC em pH 5,5.

As dietas foram formuladas de modo a atender às exigências dos leitões em crescimento (ROSTAGNO et al. 1987). Entretanto, os tratamentos A e B apresentaram níveis de fósforo total abaixo das recomendações (0,34% Pt), uma vez que não foi adicionado fósforo inorgânico às dietas experimentais. Já nas dietas contendo FAI, o nível de Pt atendia às exigências dos animais (0,56% Pt). A distribuição das rações foi realizada em duas refeições diárias, sendo umedecidas com água, na proporção 1:1 (água/ração), com as quantidades fornecidas, levando-se em consideração o consumo registrado na fase pré-experimental, tendo-se o cuidado para não ocorrer sobras.

Os leitões foram alojados, durante todo o experimento, em gaiolas individuais de metabolismo, onde permaneceram por um período de 18 dias, sendo seis de adaptação às gaiolas e às dietas experimentais e cinco de coletas de fezes e urina, para determinação do fósforo inorgânico. No 11^o dia do experimento, 7,4 MBq de ³²P, como fosfato de sódio (Na₂HP0₄), livre de carregador, foram injetados, por via endovenosa, em cada animal. Após a injeção do radiotraçador, procedeu-se, durante sete dias, à coleta de fezes, urina e amostras de sangue, para leitura da radioatividade.

As análises químicas dos ingredientes e das dietas seguiram as recomendações da ASSOCIATION OF OFFICIAL ANALYTICAL CHEMISTS - AOAC (1980). O conteúdo de P inorgânico no plasma e na urina foi determinado por colorimetria, segundo FISKE e SUBBAROW (1925), e nas dietas e nas fezes, pelo método vanadato-molibdato (SARRUGE e HAAG, 1974). A contagem da radioatividade do ³²P nas amostras de fezes e plasma foi realizada em espectrômetro de cintilação líquida por efeito Cerenkov (IAEA, 1979; NASCIMENTO FILHO e LOBÃO, 1977).

Os cálculos do percentual da atividade do ³²P injetada no plasma e nas fezes e as atividades específicas determinadas no plasma e nas fezes foram feitos de acordo com LOFGREN (1960) e o valor do fósforo endógeno, conforme COMAR et al. (1953) e VITTI (1989). Devido à impossibilidade de se fazer a determinação do fitato das rações e, posteriormente, das excreções fecais, o que permitiria quantificar o total de fósforo fítico hidrolisado pela fitase, determinou-se apenas o teor de fósforo total nas fezes (Tabela 2).

Com os valores da disponibilidade biológica do P das dietas à base de milho e farelo de soja, sem o farelo de arroz integral (A e B), calculou-se, por fracionamento, a disponibilidade biológica do P do farelo de arroz integral nas dietas contendo FAI, com e sem fitase microbial, seguindo-se os procedimentos adotados por FIGUEIRÊDO (1998).

Os resultados foram submetidos à análise de variância e à comparação das médias por contrates ortogonais (SAS, 1986), considerando-se um delineamento inteiramente casualizado, com quatro tratamentos e três repetições, sendo a unidade experimental representada por um animal/gaiola. Contrastes ortogonais foram formados para o experimento entre níveis de tratamentos:

Contraste C₁ = comparação entre dietas sem e com FAI (A,B vs C,D);

Contraste C₂ = comparação entre as dietas sem FAI, observando o efeito da fitase (A vs B); e

Contraste C₃ = comparação entre as dietas com FAI (14,30%), observando-se o efeito da fitase (C vs D).

Resultados e Discussão

Os dados do estudo de metabolismo de fósforo, em função dos tratamentos experimentais para suínos em crescimento, encontram-se na Tabela 2.

A fitase não influenciou o consumo de ração e de fósforo total. Com relação ao consumo de ração, o resultado é semelhante ao obtido por BELLAVER et al. (1983), que não observaram diferenças no consumo entre as dietas com e sem P suplementar. Da mesma forma, YOUNG et al. (1993) não constataram efeito da inclusão da enzima fitase, em até 1000 FTU/kg da dieta, sobre o consumo de ração por leitões. Os animais dos tratamentos sem FAI (A e B) consumiram menores (P<0,01) quantidades de fósforo em relação àqueles dos tratamentos contendo FAI (C e D). Isso ocorreu em razão do maior percentual de fósforo total presente nas rações que continham farelo de arroz integral (0,56% Pt) em relação às dietas sem FAI (0,34% Pt), não tendo sido observado efeito da fitase sobre a ingestão deste mineral entre as dietas com o mesmo nível de fósforo total.

O contraste C₁ demonstrou que a utilização de FAI aumentou (P<0,01) proporcionalmente a excreção fecal de fósforo, confirmando as altas concentrações de fitato presente no farelo de arroz integral (NELSON et al. 1968). Por outro lado, observou-se que a adição de 1250 FTU de fitase/kg de dieta promoveu redução (P<0,01) nos teores de P total excretados nas fezes dos suínos.

Os resultados deste experimento estão em consonância com os de SIMONOS e VERSTEEGH (1990), YOUNG et al. (1993), CROMWEL et al. (1995) e YI et al. (1996), ao observarem redução no conteúdo de P total excretado nas fezes de suínos alimentados com dietas à base de milho e farelo de soja, com o uso de fitase microbial.

O contraste C₂ revelou que a fitase em 1250 FTU/kg de dieta foi eficiente em reduzir os teores de P fecal de 44,99 para 31,83% em relação ao fósforo total consumido, promovendo, assim, redução de 29,25% entre as dietas sem FAI. Do mesmo modo, o contraste C₃ mostrou que a adição de fitase reduziu a excreção de fósforo nas fezes de 55,21 para 30,53% em relação ao Pt consumido, levando à redução de 44,70% entre as dietas com FAI. Portanto, na ração com FAI, a redução foi 54% maior que a ocorrida na ração sem o farelo de arroz integral. De maneira semelhante, TEICHMANN et al. (1998) observaram efeito linear positivo dos níveis de fitase sobre o conteúdo do fósforo total nas excretas de frango de corte.

Por outro lado, o P endógeno fecal e urinário não sofreu influência da ação da enzima fitase microbial e da quantidade de fósforo consumido. A similaridade observada nos valores do fósforo metabólico fecal e urinário pode ser explicada pelo consumo insuficiente de fósforo disponível para atender às exigências de suínos em crescimento (National Research Council - NRC, 1998). Nessas condições, as excreções de fósforo por essas vias são mínimas e iguais às perdas obrigatórias do metabolismo (PARTRIDGE et al., 1980). Assim, GEORGIEVSKII (1982) e BREVES e SCHRÖDER (1991) relataram que a excreção de fósforo endógeno pelas fezes e pela urina representa importante mecanismo de controle homeostático do fósforo, em não-ruminantes. A tendência observada para o P endógeno está de acordo com FIGUEIRÊDO et al. (1997) e LOPES et al. (1998), os quais constataram que, em situação de restrição de P, as perdas endógenas fecais são mínimas e iguais à parte obrigatória do metabolismo.

O P absorvido verdadeiro e o P retido aparente foram influenciados (P<0,01) pela adição da fitase somente nas dietas com farelo de arroz integral, em que se constatou maior absorção e retenção desse elemento na dieta com a adição da enzima, o que está de acordo com SIMONS e VERSTEEGH (1990) e CROMWELL et al. (1995), em trabalho com níveis crescentes de fitase, em dietas de suínos em crescimento à base de grão de cereais.

A fitase influiu (P<0,01) positivamente na taxa de absorção verdadeira ou disponibilidade biológica do fósforo, nas dietas com e sem FAI. Nas dietas sem FAI, a adição de fitase (1250 FTU/kg dieta) melhorou a eficiência de utilização do P fítico pelos leitões em 29,89%. Já nas dietas com FAI, a ação desta enzima aumentou a utilização do P fítico em 40,78%. Este resultado está de acordo com os de KETAREN et al. (1993), em pesquisa com suínos em crescimento, em que a suplementação de fitase (1000 FTU/kg dieta) aumentou em 53% a digestibilidade aparente do fósforo do farelo de soja. De maneira semelhante, SIMONS e VERSTEEGH (1990), em pesquisa com frangos de corte, constaram que a adição de fitase em 1000 FTU/ kg da dieta aumentou a disponibilidade do fósforo em aproximadamente 60%.

A disponibilidade biológica do fósforo do farelo de arroz integral, quando se excluiu a interferência do fósforo do milho e do farelo de soja, teve incremento de 69,17% na dieta suplementada com 1250 FTU/kg de ração, passando de 40,19, na dieta sem fitase, para 67,99%, com a presença desta enzima. A disponibilidade biológica do P da dieta contendo FAI, sem fitase, foi superior à encontrada por PEO JR. (1991), em que os valores da disponibilidade biológica do P no milho, no farelo de soja e no farelo de arroz variaram entre 9 e 29; 36 e 39%; e 25%, respectivamente. Todavia, esses valores foram inferiores aos 48,22 e 66,3% obtidos, respectivamente, por BELLAVER et al. (1983) e BELLAVER et al. (1984), em dieta de leitões em crescimento, constituída de farelo de soja e milho, sem P suplementar.

A ação da enzima fitase e o conteúdo de P das dietas não influíram no P inorgânico no plasma, o que difere de YOUNG et al. (1993), que constataram aumento na concentração de P inorgânico no plasma com o aumento dos níveis de fitase nas dietas.

Os níveis de P no sangue encontram-se na faixa normal relatada na literatura, com variação entre 4,0 e 9,0 mg/dL (UNDERWOOD et al., 1981; GÜRTLER et al., 1984; e McDOWELL, 1992). Essa constatação pode estar relacionada com o curto período experimental, pois, segundo ENGSTRON et al. (1985), a hipofosfatemia, em dietas para suínos deficientes em P, instala-se progressivamente, atingindo a média mínima de P inorgânico no plasma, em torno de 34 a 41 dias de restrição do mineral na dieta. Conforme DeLUCA (1979) e GEORGIEVSKII (1982), o metabolismo de cálcio e de fósforo é, altamente, regulado por um sistema hormonal constituído pelo paratormônio, calcitonina e metabólitos de vitamina D, que agem no sentido de manter a concentração desses minerais no sangue em níveis suficientes para a adequada mineralização.

Conclusões

As perdas endógenas fecais não foram influenciadas pela adição de fitase.

A fitase reduziu o P total excretado nas fezes e melhorou a absorção e a disponibilidade biológica do fósforo das dietas com farelo de arroz integral.

Referências Bibliográficas

Recebido em: 06/01/99

Aceito em: 26/05/99

² Professor do Departamento de Zootecnia - UFLA. E.mail: [e-mail]

³ Pesquisador do CENA-USP. E.mail: [e-mail]

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  03 Fev 2004
• Data do Fascículo
  Fev 2000

Histórico

• Aceito
  26 Maio 1999
• Recebido
  06 Jan 1999