aula 1 valor nutricional

Serviço Nacional de Aprendizagem Rural

Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária

VALOR NUTRICIONAL DOS ALIMENTOS

Sergio Raposo de MedeirosPesquisador da Embrapa de Gado de Corte

Campo Grande - MS

INTRODUÇÃO

Ao final desta aula, o aluno saberá calcular o valor energético à partir

dos componentes analisados e identificar fatores anti-nutricionais.

• VALOR NUTRICIONAL DOS ALIMENTOS:

Valor Alimentar = Valor Nutritivo (teor de nutrientes) X CONSUMO

VALOR NUTRICIONAL E VALOR ALIMENTAR

Valor Alimentar: Mais ligado à atividade produtiva!

• Ruminantes: Trabalha-se sempre na Matéria SecaComposição das dietas Umidade muito variável (20-90%)!

COMPOSIÇÃO DOS ALIMENTOS

15 10 Umidade

Carboidratonão fibroso

Proteina

Minerais

Gordura

Carboidratonão fibroso

Proteina

Minerais

Gordura

Matéria Original = MS + Água (g/kg) Matéria Seca (g/kg)

• Matéria Seca: Em duas etapas

DETERMINAÇÃO DA MATÉRIA SECA

1) PRIMEIRA MATÉRIA SECA OU

PRÉ-SECAGEM

2) SEGUNDA MATÉRIA SECA OU

SECAGEM DEFINITIVA

• A amostra é seca por 48 horas (ou

até peso constante) entre 50-65o C

em uma estufa com ventilação

forçada.

• Contém de 1 a 5% de água residual

na amostra.

• Alíquota da amostra 1ª MS é

colocada por 2 horas (ou até peso

constante) em uma estufa à 105o C.

• Sem água residual, portanto,

representa 100% de Matéria Seca.

Evita alta temperatura antes da análise dos nutrientes

EFEITO DA %MS DA CANA NA INGESTÃO DE MS DA DIETA

16,67 kg Matéria Original de cana (= 5 kg MS usando valor de tabela)

Ingestão in

natura

% MS IMS1

Cana mais úmida 16.67 26.00% 4.33

Cana igual a tabela 16.67 30.00% 5.00

Cana mais seca 16.67 34.00% 5.67

Se MS menor Menor IMS Desempenho comprometido

Ingestão in

natura

% MS IMS1

Cana mais úmida 16.67 26.00% 4.33

Cana mais seca 16.67 34.00% 5.67

Se MS menor Maior IMS Interpretação equivocada de baixa IMO;

Perda de oportunidade economia no custo mínimo...

Ingestão in

natura

% MS IMS1

Cana mais úmida 16.67 26.00% 4.33

Cana mais seca 16.67 34.00% 5.67

Ambos os casos: Dietas desbalanceadas

Se MS menor Maior IMS Interpretação equivocada de baixa IMO;

Perda de oportunidade economia no custo mínimo...

CONTROLE DE MS DE VOLUMOSOS COM

MICRO-ONDAS

MATERIAL NECESSÁRIO:• Forno de micro-ondas com Prato Giratório e um Copo

• Bandeja de Material Não Higroscópico (Plástico, por exemplo).

• Balança com precisão de, no mínimo, 0,1% do peso da amostra.

PROCEDIMENTO:

a. Pese a Bandeja e Anote o Peso

b. Coloque a amostra sobre a Bandeja. Anote o peso da Bandeja + Amostra.

c. Coloque um copo com água no forno de microondas. (Ajuda evitar que a

amostra carbonize)

50 g de amostra

balança com

precisão de 0,050 g

(50 mg).

MICRO-ONDAS

d. Coloque a Bandeja + Amostra no Forno de microondas.

e. Ajuste o temporizador do Forno de microondas para 3 minutos na potência

máxima e ligue-o.

f. Retire a Bandeja + Amostra do Forno de microondas. Pese e Anote.

g. Repita os itens “e” e “f” até que as leituras das pesagens repitam o mesmo

valor por duas vezes (ou mais) ou que o valor não afete o cálculo em mais

de 1% do valor da umidade.

h. Faça os cálculos conforme o item quatro.

Amostra Peso

Bandeja

Bandeja +

Amostra

Cana - Inicial 50 g 150 g 100 g

Cana - 3’ 121 g 71 g

Cana - 6’(3+3) 100 g 50 g

Cana - 9’(6+3) 91 g 41 g

Cana - 12’(9+3) 85 g 35 g

Cana - 15’(12+3) 80 g 30 g

Cana - 18’(15+3) 80 g 30 g

(100g - 30g) 70g

% de Água da amostra = -------------- X 100 = ----------- X 100 = 70%

100g 100g

% MS = 100 - % Água da amostra = 100 - 70 = 30%

O material tem 30% de Matéria Seca

Peso Inicial da Amostra = (150g - 50g)= 100g

Peso Final da Amostra = (80g - 50g)= 30g

MICRO-ONDAS

OBSERVAÇÕES MUITO IMPORTANTES:

• Amostra mínima : 25 g.

Pode ser preciso mais: Balança de 0,1 g de precisão, pesar no mínimo 100 g de

amostra (0,1g 0,1% = 100g).

• Não encher todo o copo para evitar espirrar água (Um pouco de gelo junto, ajuda!).

• Espalhar bem a amostra no recipiente (Evita queima da amostra no centro).

• É vantagem picar a amostra.

• Não recomenda-se o uso para:

– Forragens ensiladas: Se usar, lembrar que o valor será subestimado em 5 a 10%

da MS por causa da perda dos ácidos orgânicos.

– Silagens com grãos: Ainda assim, dá uma ideia do teor de MS destas.

MICRO-ONDAS

DETERMINAÇÃO DE PROTEÍNA

• Determina-se o teor de nitrogênio (N) da amostra

• N representa, em média, 16% do peso da proteína, portanto o peso da proteína é igual a 6,25 (=100/16) vezes o peso do N !

PB = %N X 6,25

Por exemplo:

10% N = 62,5% PB, pois

10 %N X 6,25 = 62,5% PB

Prot. Verdadeira

N Não protéico

Prot. Indisponível

PRINCIPAL FRACIONAMENTO DA PROTEÍNA

Fracionamento típico de uma forragem fresca em Proteína Verdadeira,

Nitrogênio Não Protéico e Proteína Indisponível

(Fonte: Van Soest, 1995; NRC, 2001)

FRAÇÕES DA PB

NNP PIDA

Proteína

Verdadeira

FRAÇÕES DA PB

Proteína Verdadeira:

NNP PIDA

Proteína

Verdadeira

FRAÇÕES DA PB

São compostas de aminoácidos

NNP PIDA

Proteína

Verdadeira

FRAÇÕES DA PB

Nitrogênio não proteico (NNP):

NNP PIDA

Proteína

Verdadeira

FRAÇÕES DA PB

É composto de bases nucléicas, nitrato, amônia....

NNP PIDA

Proteína

Verdadeira

FRAÇÕES DA PB

Proteína indisponível em detergente ácido (PIDA):

NNP PIDA

Proteína

Verdadeira

FRAÇÕES DA PB

Proteína indisponível em detergente ácido (PIDA):

É composta de proteína aderida à fibra

NNP PIDA

Proteína

Verdadeira

Verd. DR

Verd. NDR

PROTEÍNA VERDADEIRA X NNP:

O que não é N não protéico (NNP) Área azulada

= Proteína Verdadeira*

*N ligado ao FDA, também é subtraído

PROTEÍNA DEGRADÁVEL X INDEGRADÁVEL:

O que Não é Degradável no Rúmen (PNDR) =

Proteína Degradável no Rúmen (área pontos

brancos)

PDR (% PB) = 15% + 55% = 70%

PROTEÍNA DEGRADÁVEL E INDEGRADÁVEL

Figuras representam 100% de PB

PDR: PROTEÍNA DEGRADÁVEL NO RÚMEN

Cuidado com o modo de expressão!

– Menos comum: como unidades percentuais da MS

– Exemplo: Silagem com 8,00% de PB e 69 % da PB como PDR

5,52% da MS é PDR

8 % PB

5,52 %

da MS é

(8,00 X 69/100 =5,52%)

PROTEÍNA LIGADA À FIBRA

• Parte da PB está ligada à fibra (FDN) PIDIN

Ligações covalentes com polissacarídeos da parede celular

Solubilidade e Degradação!

• Parte da PB está ligada à fibra (FDA) PIDA

– Considerado indisponível para o animal

PROTEÍNA INDISPONÍVEL EM DETERGENTE ÁCIDO

• Alimentos que passem por processos de aquecimento na

armazenagem e/ou processamento.

• Aquecimento do alimento pode aumentar PB ligada à fibra:

– Leve: Aumenta PB na FDN (PIDIN)

– Elevado: Aumenta PB na FDA (PIDA)

FIBRA BRUTA (FB)

É a porção do alimento resistente ao tratamento com ácido e base diluídos:

Carboidratos estruturais (Celulose e Lignina).

FB entra no cálculo do Extrativo Não Nitrogenado :

ENN = 100% MS – (% PB + % EE + %FB + % CZ)

ENN: amido, pectina, hemicelulose e lignina solúvel em álcali

PROBLEMAS

Subestima teor real de fibra;

ENN: não representa bem a fração de CHO solúveis.

FIBRA BRUTA (FB)

É a porção do alimento resistente ao tratamento com ácido e base diluídos:

Carboidratos estruturais (Celulose e Lignina).

FB entra no cálculo do Extrativo Não Nitrogenado :

ENN = 100% MS – (% PB + % EE + %FB + % CZ)

ENN: amido, pectina, hemicelulose e lignina solúvel em álcali

PROBLEMAS

Subestima teor real de fibra;

ENN: não representa bem a fração de CHO solúveis.

FIBRA DETERGENTE NEUTRO (FDN)

• FDN: Criada por Van Soest (anos 60);

• Representa bem CHO Estrutural da parede celular material mais difícil de

digerir para animais em geral = fibra da dieta;

• FDN = fibra insolúvel dos alimentos (indigestível ou lentamente digestível) que

ocupa espaço no trato digestivo (Mertens, 2002).

FIBRA EM DETERGENTE ÁCIDO (FDA)

• É apenas uma análise preparatória para:– Lignina,

– N-FDA e

– Cinza insolúvel em detergente ácido.

• FDA não seria uma fração válida para uso nutricional oupredição de digestibilidade ela não representa a fibrada dieta.

FIBRA DE VAN SOEST

FDN: Celulose, Hemicelulose, Lignina e PIDIN

Solubiliza o conteúdo celular (CC)

Fibra em Detergente Neutro (FDN)

FIBRA DE VAN SOEST

Fibra em Detergente Ácido (FDA)

FIBRA DE VAN SOEST

FDA: Celulose, Lignina, PIDA

FIBRA DE VAN SOEST

Solubiliza Hemicelulose

FIBRA DE VAN SOEST

Hemicelulose = FDN – FDA

OS CARBOIDRATOS E SUAS FRAÇÕES

• CARBOIDRATOS ESTRUTURAIS (CE)

– Dá forma e estrutura à planta;

– Resistente à degradação por enzimas de mamíferos.

• CARBOIDRATOS NÃO ESTRUTURAIS (CNE)

– Ligados à reserva e translocação de energia, síntese de outros produtos, etc.;

– São determinados por análises químicas específicas.

• Carboidratos Não Fibrosos (CNF)

%CNF = 100 – (% PB + % EE + %FDNLivre de PB + % CZ)

PB = proteína bruta EE = extrato etéreo

CZ = cinza FDNLivre de PB = FDN – PIDIN

POLISSACARÍDEOS NÃO AMILÁCEOS HIDROSSOLÚVEISFazem parte da fração CNF

• São solúveis em Detergente Neutro (recuperadas no FDN), mas resistentes àsenzimas digestivas de mamíferos (portanto, CHO estruturais)!!!

• Vários compostos: beta-glucanas, pectinas, galactanas entre outros

RELAÇÃO ENTRE CNF E CNE

• Definida pela fórmula abaixo:

CNF = CNE + PNA hidrossolúveis

Logo: CNF – CNE= PNA hidrossolúveis

• Usualmente a maior parte da diferença entre CNE e CNF é

causada pela pectina!

CHOS NÃO FIBROSOS VS. CHOS NÃO ESTRUTURAIS

• Gramíneas CNF são semelhantes ao de CNE

– Portanto, são pobres em PNA hidrossolúveis!

• Polpa de citrus, polpa de beterraba e leguminosas São ricas

em pectina:

– Resultado de CNF é bem maior que CNE;

– Portanto, são ricos em PNA hidrossolúveis.

CNF, CNE E PNA HIDROSSOLÚVEIS - ALIMENTOS

CNF1 CNE2 PNA hidros.3 Alimento % MS % MS % MS

Silagem de Alfafa 18,4 7,5 10,9 Feno de Alfafa 22,0 12,5 9,5

Silagem de Milho 41,0 34,7 6,3

Milho moído 67,5 68,7 -1,2 Polpa de Beterraba 36,2 19,5 16,7

Caroço de algodão 10,0 6,4 3,6 Cevada, grão 60,7 62,0 -1,3

Glutenose 17,3 12,0 5,3

Casca de Soja 14,1 5,3 8,8 Farelo de Soja, 45% 34,4 17,2 17,2

1 CNF = 100% MS – (% PB + % EE + %NDFlivre de PB + % CZ)2 CNE determinados conforme o método enzimático (Smith, 1981)3 PNA hidros. = CNF – CNE

Fonte: NRC, 2001

Glutenose 17,3 12,0 5,3

Fonte: NRC, 2001

Leguminosa Alto PNAH

Glutenose 17,3 12,0 5,3

Fonte: NRC, 2001

Leguminosa Alto PNAHGramínea Baixo PNAH

LIGNINA

Fracionada em dois tipos:

1) Core: Principal polímero da lignina, mais condensado e mais resistente

à degradação. Pode ser considerada mais próxima à lignina verdadeira.

2) Não Core: Compostos fenólicos extraíveis associados à lignina core,

como o ácido ferúlico e ácido p-cumárico.

DETERMINAÇÃO DE LIGNINA

• Metodologias usuais:– Lignina via ácido sulfúrico (Klason)

– Lignina via permanganato

• Via permanganato Entrando em desuso:

Menor associação com degradação da fibra do que a Lignina sulfúrico

EXTRATO ETÉREO (EE)

Representa a fração gordurosa: • Triglicerídios, galatolipídios e fosfolipídios;

• Pigmentos;

• Ceras;

• Óleos essenciais;

• Compostos fenólicos.

• Tem alta densidade energética

Lipídios: 2,25 x mais energia CHO

• Pode superestimar valor energia do alimento

Todos compostos não lipídicos praticamente não contribuem com energia, mas são

multiplicados por 2,25 para o cálculo de NDT !!!

EXTRATO ETÉREO (EE)

CONTRIBUIÇÃO ENERGÉTICA DA FRAÇÃO EE

Alimentos Composição do extrato etéreo

Implicação

Forragens 50% galactolipídeos e 50% compostos não

lipídicos

Valor energético bem inferior ao previsto com o fator 2,25

Bagaço de cana-de-açúcar tratado à pressão e vapor

Ceras e monômeros fenólicos

Valor praticamente nulo de energia para

o EE do BTPV Alimentos

concentrados 70-80% ácidos graxos Fator 2,25 é

adequado Triglicerídeos 90% ácidos graxos e

10% glicerol Fator 2,25 é adequado

CINZAS

• Determinada pela combustão da matéria orgânica;

• Correspondem a fração mineral.

DETERMINAÇÃO DO NDT

%NDT = %PBD + %FBD + % ENND + (2,25 x EED)

PBD = proteína bruta digestível

FBD = fibra bruta digestível

ENND = extrativo não nitrogenado digestível

EED = extrato etéreo digestível

Ensaios de Digestibilidade (Coleta total de fezes):

NDT PELOS TEORES DOS NUTRIENTES

– Kearl (1982) Sistema Proximal (PB, ENN, EE, FB e MM)

• Empírica: Simplesmente relação matemática;

• Dependente de população.

– Weiss et al. (1993) Sistema Proximal + Van Soest (PB, CNE, EE, FDN,

Lignina e MM)

• Mecanística: Relação biológica, causa:efeito;

• Independente de população.

ESTIMATIVA DO NDT (KEARL, 1982)

1. %NDT = -17.2649 + 1.2120%PB + 0.8352%ENN + 2.4637%EE + 0.4475%FB

2. %NDT = -21.7656 + 1.4284%PB + 1.0277%ENN + 1.2321%EE + 0.4867%FB

3. %NDT = -21.9391 + 1.0538%PB + 0.9736%ENN + .03316%EE + 0.4590%FB

4. %NDT = 40.2625 + 0.1969%PB + 0.4228%ENN + 1.1903%EE - 0.1379%FB

5. %NDT = 40.3227 + 0.5398%PB + 0.4448%ENN + 1.4218%EE - 0.7007%FB

1 - Feno, Palha e Resíduos Secos 2 - Pastagens e Forragens Frescas

3 - Silagens de Volumosos 4 - Alimentos Energéticos: <20%PB e 18%FB

5 - Suplementos Protéicos: >20%PB.

Limitação : alimentos precisam se encaixar nas fórmulas:

• Resíduo de Limpeza de Soja (19% PB e 24% FB)

• Qual fórmula usar ?

• Problema insolúvel !

• ATENÇÃO: Também impróprias para mistura de alimentos.

1 - Feno, Palha e Resíduos Secos ........................... 67 %

2 - Pastagens e Forragens Frescas.......................... 74 %

3 - Silagens de Volumosos....................................... 68 %

4 - Alimentos Energéticos: <20%PB e 18%FB....... 66 %

5 - Suplementos Protéicos: >20%PB...................... 60 %

ESTIMATIVA DO NDT (KEARL, 1982)

EQUAÇÃO DE ENERGIA DE MÚLTIPLOS COMPONENTES

NDT = (0,98xCNF) + (AP) + (2,25x(EE-1)) + (0,82)x(FDNLP - L) x

(1 - ((L/FDNLP)0,667))) - 7

CNF = CHO não estruturais = 100 - PB - MM - EE – FDNLP

PB = Proteína Bruta EE = Extrato etéreo

MM = Matéria mineral FDN = FDN livre de cinzas

PIDN = PB ligada ao FDN

FDNLP = FDN livre de prot. = NDF - PIDN

PIDA = PB ligada ao FDA AP = PB – PIDA = PB disponível

L = Lignina (Weiss et al, 1993)

WEISS: INDEPENDENTE DE POPULAÇÃO

“A relação que existe entre um nutriente e energia para o alimento A é

igual a que existe para esse mesmo nutriente e energia para o

alimento B”

…ou seja o FDN do milho digestível resulta no mesmo valor do FDN

digestível da alfafa ...e assim por diante!

“WEISS” : TODOS ALIMENTOS E MISTURAS

• Casca de Soja: NDT de tabela = 68%

– Kearl

– Weiss

1 - Feno, Palha e Resíduos Secos ........................... 56 %

2 - Pastagens e Forragens Frescas.......................... 59 %

3 - Silagens de Volumosos....................................... 57 %

4 - Alimentos Energéticos: <20%PB e 18%FB....... 58 %

5 - Suplementos Protéicos: >20%PB...................... 41 %

IMS = 1 X Mantença................................................ 68 %IMS = 3 X Mantença................................................ 65 %a

“WEISS” MELHOR POR INCLUIR LIGNINA

• Forragem com diferentes tempos de maturação

60 dias 120 dias Redução

NDT Kearl 58,49 52,84 - 10%

NDT Weiss

57,01 49,38 - 14%

Kearl só desconta pelo aumento de FB, enquanto Weiss, além do aumento

do FDN, inclui o efeito da lignina!

TANINOS

• É um dos compostos fenólicos mais comuns em plantas

• Efeitos negativos:

1) Redução na ingestão de MS

2) Ligações com a proteína da dieta

3) Complexação com enzimas digestivas

4) Interações com o trato digestivo

5) Efeitos tóxicos diretos.

GOSSIPOL

• Efeitos são reduzidos em ruminantes em relação a monogátricos efeitos de diluição e ligação às proteínas livres do rúmen Inativa toxicidade do Gossipol

• Efeitos na reprodução de ruminantes:

1) Redução na libido

2) Menor espermatogênese (reversível)

3) Mortalidade embrionária

NITRATOS

• No rúmen, se transforma em Nitrito sangue Metahemoglobina Cessa

trocas gasosas Animal morre por asfixia

Nitrato Nitrito

RÚMEN

SANGUE

Hemoglobina

Metahemoglobina

O2 CO2

Nitrito

GLICOSÍDEOS CIANOGÊNICOS

• Glicosídeos Cianogênicos se transformam em Ácido cianídrico

(HCN);

• HCN Rapidamente absorvido Cianeto interfere com cadeia

respiratória Morte;

• Hidrólise: Espontânea ou ajudada por enzimas depois que os

Glicosídeos cianogênicos são liberados (cortado, esmagado,

mastigado...).

Glicosídeos Cianogênicos Ácido Cianídrico (HCN)Hidrólise

SANGUE

Extravasam do Conteúdo

Celular: Mastigação, corte, etc.

SANGUE

Cianeto (CN)

SANGUE

Cianeto (CN)Interfere

Cadeia Respiratória

SANGUE

Cadeia Respiratória

SANGUE

Morte do Animal

MICOTOXINAS

Ocorrência tanto em produtos armazenados como à campo

• Ações negativas relacionadas às micotoxinas são:

1) Pior desempenho e eficiência;

2) Problemas reprodutivos;

3) Redução na resistência imunológica;

4) Indução a danos patológicos no fígado e outros órgãos.

Obrigado.

Sergio Raposo de MedeirosPesquisadores Embrapa de Gado de Corte

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