Essencias em gado de leite Capitulo 2

Vá a capítulo 1: Processo digestivo na vaca de leite

Nutrition e alimentação

Capítulo 2: Composi ção e análise de alimentos

Michel A. Wattiaux
UW Madison Department of Dairy Science

Tradução:
Alexandre H. Souza

Vá a capítulo 3: O metabolismo de carboidratos em bovinos de leite

INTRODUÇÃO

Os alimentos contém nutrientes que são usados para atender os requerimentos dos animais. A maioria dos alimentos para vacas de leite consiste em caules, folhas, sementes e raizes de várias plantas. As vacas também podem ser alimentadas com sub-produtos industriais (farelos, melaço, resíduo de cervejaria, etc.) e estas dietas normalmente precisam ser suplementadas com pequenas quantidades de vitaminas e minerais. Os alimentos para bovinos leiteiros são classificados como:

  • Forragem
  • Concentrado
  • Suplemento proteico
  • Suplemento (vitamina e mineral)

Esta classificação é um pouco discutível, mas ela se baseia no valor nutricional do alimento. Os Nutrientes são substâncias químicas necessárias para a manutenção, crescimento, produção, reprodução e saúde do animal. Existem cinco categorias de nutrientes:

  • Água
  • Energia (carboidratos, proteínas, lipídeos)
  • Proteína (compostos nitrogenados)
  • Minerais
  • Vitaminas

Os alimentos também podem conter substâncias sem valor nutritivo (Figura 1). Alguns compostos têm estruturas complexas as quais não são digeríveis e podem iinterferir na digestão de alguns nutrientes (ex: lignina, tanino). Além disso, certas plantas contém toxinas que podem ser prejudiciais para a saúde do animal.

A COMPOSIÇÃO DOS ALIMENTOS

Água e matéria seca

Quando os alimentos são colocados em um forno com temperature de 105°C por 24 horas, a água (H 2 0) evapora e o material restante é chamado de matéria seca . Os alimentos contém quantidades variadas de água. Em estágios imaturos do crescimento, a maioria das plantas contém cerca de 70 a 80% de água (20 a 30% de matéria seca). Contudo, as sementes contém apenas 8 a 10% de água (90 a 92% de matéria seca). A quantidade de água nos alimentos normalmente não é motivo de preocupação. Vacas lactantes bebem cerca de 4 a 5 kg de água para cada kg de matéria seca que elas comem. Os bovinos leiteiros precisam ter acesso à água limpa e fresca durante a maior parte do dia.

A material seca contém todos os nutrientes (exceto água) que são necessários para os bovinos. A concentração de nutrientes nos alimentos normalmente são expressos com base na quantidade de matérioa seca (MS) ao invés da matéria verde (MV), pois:

  • A quantidade de água nos alimentos pode variar, portanto, o valor nutritivo de diferentes alimentos pode ser comparado mais facilmente quando a concentração é expressa com base na matéria seca.
  • Quando expressa em material seca, a concentraçaõ de nutrientes dos alimentos pode ser comparada diretamente com a concentração de nutrientes necessários da dieta das vacas.

A matéria orgânica e minerais

A matéria seca dos alimentos pode ser classificada em matéria orgânica e matéria inorgânica. Compostos que contém carbono (C), hidrogênio (H), oxigênio (O) e nitrogênio (N), são classificados como orgânicos. Os compostos inorgânicos ou minerais (cálcio, fósforo etc.)representam um grupo químico diferente. Quando um alimento é colocado em um forno a 550°C por 24 horas, a matéria orgânica é queimada e o que resta são os minerais ou cinzas . Em plantas, a fração mineral varia de 1% a 12%. As forragens normalmente contém mais cinzas que sementes e grãos. Os sub-produtos animais derivados de ossos pode conter cerca de 30% de minerais (principalmente cálcio e fósforo). Os minerais são frequentemente classificados como macro- ou micro-minerais (Tabela 1). Esta distinção se baseia somente na quantidade necessária pelos animais. Alguns minerias são possivelmente essenciais (ex: bário, bromo, niquel) e outros podem ter efeitos negativos na digestibilidade dos alimentos (ex: sílica).

Nutrientes nitrogenados

O nitrogênio esta presente em proteínas e outros compostos da matéria orgânica dos alimentos. As proteínas são compostas de uma ou várias cadeias de aminoácidos. Uma sequência de 20 aminoácidos encontrados nas proteínas são determinadas pelo código genético. Esta sequência determina a estrutura e a função de cada proteína no corpo. Existem aminoácidos essenciais e não essenciais. Em oposição aos aos aminoácidos essenciais que podem ser sintetizados pelo organismo, os aminoácidos essenciais precisam estar presentes na dieta, pois o organismo é incapaz de sintetiza-los.

Quando o nitrogênio não faz parte de da estrutura de proteínas, como no caso da uréia e da amônia, ele é chamado de nitrogênio não proteico (NNP). O nitrogênio não proteico não têm valor nutritivo para animais de estômagos simples. Contudo, em ruminantes, o NNP pode ser utilizado pela flora ruminal na síntese de aminoácidos e proteínas que serão úteis para o animal.

Tabela 1: Minerais necessários na dieta de ruminantes e seus símbolos químicos.
Macro minerais Símbolo químico
Cálcio Ca
Fósforo P
Magnésio Mg
Sódio Na
Potássio K
Cloro Cl
Enxofre S
Iodo I
Ferro Fe
Cobre Cu
Cobalto Co
Manganês Mn
Molibdênio Mo
Zinco Zn
Selênio Se

Um químico dinamarquês, J.G. Kjeldhal, desenvolveu um método para a quantificação do nitrogênio em 1893. Em média, as proteínas contém cerca de 16% de nitrogênio. Portanto, a porcentagem de proteína em um alimento é normalmente calculada como a quantidade de nitrogênio multiplicada por 6.25 (100/16 = 6.25). Esta medida é chamada de proteína bruta (PB). A palavra "bruta" se refere ao fato de que nem todo o nitrogênio de um alimento esta na forma de proteína. Frequentemente, a proteína bruta superestima a quantidade de proteína verdadeira (PV) do alimento. A porcentagem de proteína bruta nas forragens pode variar de 5% (resíduos de plantio) a 20% (leguminosas de boa qualidade). Os farelos de grãos podem conter de 30 a 50% de PB e sub-produtos animais podem conter mais de 60% de PB.

Nutrientes energéticos

A energia disponível nos alimentos para o animal não pode ser quantificada por uma simples análise laboratorial. A melhor maneira de medir esta energia é por meio de experimentações. No corpo, o carbono (C), o hidrogênio (H) e o oxigênio (O) dos carboidratos, lipídeos e proteínas pode ser convertido em água (H 2 O) e dióxido de carbono (CO 2 ) com a libração de energia . A megacaloria (Mcal) é frequentemente utilizada como medida de energia, mas o Joule (J) é a unidade oficial para a medida de energia. Nos aliemntos para vacas de leite, a energia é expressa em Mcal ou Energia Líquida para a Lactação (NE l ).

Composiçãp de alimentaçã e análise do laboratório da rotina
Figura 1: A composição dos alimentos e análises laboratoriais de rotina.

Esta unidade representa a quantidade de energia em um alimento que esta disponível para a manutenção do peso corporal e pela produção de leite. Por exemplo, são necessárias 0.74 Mcal NE l para produzir 1 kg de leite; sendo que a energia nos alimentos varia de 0.9 a 2.2 Mcal of NE l /kg de matéria seca.

Os lipídeos e outras substâncias da família das gorduras são medidos por um método chamado de extração pelo éter (EE) e normalmente estes compostos produzem cerca de 2.25 vezes mais energia que carboidratos. Contudo, a maioria da energia das forragens e de concentrados se origina dos carboidratos. Os alimentos para vacas normalmente contém menos de 5% de lipídeos, mas cerca de 50 a 80% de carboidratos. Existem três tipos principais de carboidratos nas plantas:

  • Açucares simples (glicose, frutose)
  • Carboidratos de reserva (amido) ou também chamados de carboidratos não estruturais, não fibrosos, ou carboidratos presentes fora da parede celular
  • Carboidratos estruturais também chamados de carboidratos fibrosos ou de parede celular (celulose e hemicelulose)

A glicose é encontrada em grandes quantidades em certos tipos de alimentos (melaço, soro de leite). O amido é o principal componente de grãos de cereais (trigo, cevada, milho, etc.). A celulose e a hemicelulose são principalmente encontradas nos caules das plantas. O amido e a celulose são feitos de longas cadeias de glicose. A ligação entre as moléculas de glucose no amido podem ser quebradas facilmente, mas na cellulose estas ligações resistem às enzimas degestivas de animais superiores. Contudo, as bactérias ruminais possuem enzimas que podem extrair a glicose contida nas fibras.

A celulose e a hemicelulose estão associadas com a lignina (um composto fenólico) na parede celular. A quantidade de fibras (ex: parede celular) nos alimentos têm um papel importante no seu valor nutricional. Em geral, quanto menos fibra, maior é o valor energético de uma forragem. As fibras na forma de partículas grandes são necessárias na dieta das vacas pois:

  • Estimulam a ruminação, que é necessária para manter o processo digestivo e a saúde do animal
  • É essencial para evitar a diminuição da porcentagem de gordura do leite

Em muitos países, a fibra bruta ainda é o método official para medir a quantidade de fibra de um alimento, mas a fibra detergente neutra (FDN) é um método laboratorial mais recente que pode estimar de uma maneira mais acurada a quantidade de celulose, hemicelulose e lignina nos alimentos. A potencial capacidade de ingestão de um alimento pela vaca é inversamente proporcional à quantidade de FDN do alimento. Além disso, a fibra detergente ácida (FDA) que quantifica a quantidade de celulose e lignina, é um bom indicador da digestibilidade de uma forragem. Os açucares presentes na FDN e na FDA são fermentadas mais vagarosamente pelas bactérias ruminais, mas o material que se encontra fora da parede celular (compostos solúveis como açucares simples, e algumas proteínas), normalmente são rapidamente fermentadas.

A porcentagem de carboidratos não fibrosos (CNF) em um alimento é normalmente calculado levando-se em conta as cinzas, proteína bruta, extrato etéreo e o FDN:

CNF = 100 - (cinzas + PB + EE + FDN).

Vitamina

A quantidade de vitaminas nos alimentos não é calculada normalmente, mas as vitaminas em pequena quantidade são essenciais para a manutenção da saúde. As vitaminas são classificadas em vitaminas hidrosolúveis (nove vitaminas do complexo B e a vitamina C) ou vitaminas liposolúveis ( b -caroteno ou provitamina A, vitaminas D 2 , D 3 , E e K). Em vacas, a suplementação de vitaminas do complexo B é menos importante, pois as bactérias ruminais podem sintetiza-las.

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