UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIS ESCOLA DE VETERINRIA PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM CINCIA ANIMAL

Disciplina: SEMINRIOS APLICADOS.

Protena ideal na formulao de dietas para aves

Bruno Moreira dos Santos Orientador: Prof. Dr. Jos Henrique Stringhini

GOINIA 2010

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BRUNO MOREIRA DOS SANTOS

Protena ideal na formulao de dietas para aves

Seminrio apresentado junto Disciplina Seminrios Aplicados do Programa de PsGraduao em Cincia Animal da Escola de Veterinria da Universidade Federal de Gois.

Nvel: Doutorado.

rea de Concentrao: Produo Animal

Linha de Pesquisa: Metabolismo nutricional, fontes alimentares e suplementares em raes

Orientador: Prof. Dr. Jos Henrique Stringhini - UFG Comit de Orientao: Prof.Dr. Alessandra G.Mascarenhas (UFG) Prof. Dr. Maria Auxiliadora Andrade - UFG

GOINIA 2010

iii SUMRIO

1. INTRODUO ...................................................................................................1 2. REVISO DE LITERATURA ...............................................................................3 2.1 Conceito de protena ideal.................................................................................3 2.2 Lisina .................................................................................................................4 2.3 Perfil de aminocidos ........................................................................................5 2.4 Dificuldades da utilizao da protena ideal ......................................................7 2.5 Aplicao da protena ideal ...............................................................................9 3 CONSIDERAES FINAIS. .............................................................................. 13 4 REFERNCIAS. ................................................................................................. 14

iv LISTA DE TABELAS

Tabela 1. Perfil ideal de aminocidos para poedeiras brancas................................... 6 Tabela 2 Relao aminoacido/lisina para utilizado para estimar as exigncias de aminocidos para aves de reposio leves e pesada e galinhas de postura .............. 7 Tabela 3 - Digestibilidade fecal da proteina bruta e aminocidos de alguns alimentos para aves..................................................................................................................... 9 Tabela 4. Desempenho de frangos de corte alimentados com dietas formuladas a base de protena bruta e protena ideal no perodo de 1 a 21 dias de idade. ........... 10 Tabela 5. Efeito do conceito de Protena e do sexo sobre o consumo de Rao (CR)g, peso corporal (PC)g, converso alimentar (CA), ganho mdio dirio (GMD) e ndice de eficincia nutricional (IEN) no perodo experimental (1-42 dias).. .............. 10 Tabela 6. Consumo de rao (CR), ganho de peso (GP) e converso alimentar (CA) de frangos de corte, machos, no perodo de 1-21 e de 1-42 dias de idade segundo o conceito protico e a linhagem .................................................................................. 11 Tabela 7 Consumo de rao (CR), ganho de peso (GP) e converso alimentar (CA) de frangos de corte no perodo de 1 a 21 dias de idade, alimentados com diferentes nveis de protena e energia.. .................................................................................... 12

1 1. INTRODUO

O avano no desenvolvimento da produo avcola como fonte de alimento protico e energtico, seja carne ou ovos, levou a estudos cada vez mais precisos quanto ao alimento fornecido a essas aves, objetivando o fornecimento de alimento protico de qualidade e de baixo custo. A alta eficincia produtiva alcanada se deve, em grande parte, s pesquisas relacionadas com a formulao de raes que fornecem o aporte para manifestao da expresso gentica do animal. A nutrio responsvel por 70 a 75% do custo de produo e, por sua vez, a protena responsvel por 25% deste valor. Assim, estudos relacionados nutrio devem buscar a menor contribuio protica na dieta sem prejudicar o desempenho das aves, garantir a eficincia produtiva e evitar, ao mximo, o desperdcio de nutrientes pelo fornecimento cada vez mais especfico dos componentes necessrios ave. Dietas formuladas para aves foram, durante muitos anos, baseadas no teor de protena bruta (quantidade de nitrognio x 6,25), o que tornava as raes super ou subestimadas quanto ao nvel de aminocidos, com desperdcio nutricional ou ineficincia de produo. Segundo COSTA et al. (2004), o excesso de aminocidos da dieta metabolizado e o nitrognio excretado, gerando gasto de energia e produo de calor endgeno, alm de contribuir para a poluio ambiental. A produo de aminocidos industriais e a disponibilidade do seu uso como suplemento na rao animal possibilitou a formulao de raes com menores teores de protena bruta e facilitou os estudos quanto exigncia de aminocidos dos animais nas diferentes fases e sistemas de criao. Assim, diversos dados de pesquisa sobre respostas dos animais a diferentes nveis de aminocidos j esto disponveis e muito j se conhece sobre interaes que alteram suas exigncias. A associao entre o uso de aminocidos industriais e a facilidade de quantificar a constituio aminoacdica dos alimentos e da dieta como um todo possibilitou o surgimento do conceito da protena ideal. A idia de protena ideal consiste no fornecimento de um balano de aminocidos exigidos, sem excesso nem deficincia, suprindo todos os

2 aminocidos para mantena e ganho mximo de protena corporal e reduzindo a excreo de nitrognio (LIMA & SILVA, 2007). A formulao de raes baseadas no conceito da protena ideal garante o fornecimento de um adequado pool de aminocidos com menor incremento da protena bruta minimizando os custos e favorecendo o melhor desempenho animal. A reduo da excreo de nitrognio contribui tambm para a preservao do meio ambiente com menor contaminao do solo e gua. Segundo PAVAN et al. (2005), as aves excretam grandes quantidades de nitrognio, que representa os resduos do metabolismo das protenas no organismo animal. O excesso de nitrognio pode causar dano cultura e especialmente prejudicial aos rios e s reservas de gua de profundidade. Com base nessas premissas, elaborou-se esse texto que visa compreender o conceito de protena ideal com suas vantagens e desvantagens bem como demonstrar os resultados da sua utilizao na produo avcola.

3 2 REVISO DA LITERATURA

2.1 Conceito de Protena Ideal

A composio ou perfil das protenas do corpo em aminocidos essenciais relativamente estvel. Existe pouca variao de acordo com a espcie e as principais funes fisiolgicas do organismo, tais como digesto, manuteno e ativao do sistema imune (HACKENHAAR & LEMME 2005) Portanto. o fornecimento de aminocidos na dieta deve obedecer a um padro que garanta o adequado pool para sntese protica. O conceito de protena ideal tem por objetivo fornecer uma mistura de aminocidos essenciais na proporo exata da exigncia de um animal, suprindo todos os aminocidos para mantena e ganho mximo de protena corporal, sem excesso nem deficincia (EMMERT & BAKER, 1997) primeiramente desenvolvido para nutrio de sunos. A protena ideal deve conter os 20 aminocidos em nveis requeridos para atender as exigncias de manuteno e mxima deposio de protena (VAN HEUGTEN & VAN KEMPEM, 1999). Quando o animal ingere a quantidade de aminocidos balanceados acima da mantena h elevao da quantidade de protena corporal. Isto ocorrer at que a capacidade mxima de sintetizar protena tenha sido alcanada. Acima desta capacidade, os aminocidos no so usados para sntese protica e, como no podem ser estocados no corpo por perodos prolongados de tempo, sero catabolizados (MOUGHAN, 2003). De acordo com MOURA (2004), o conceito de protena ideal, proposto para nutrio animal, estabelece que todos os aminocidos essenciais sejam expressos em proporo ideal ou percentagem de um aminocido-referncia. A idia bsica que, embora as exigncias de aminocidos essenciais da ave possam variar entre as diversas situaes prticas, as relaes entre estes aminocidos permanecem razoavelmente estveis. Assim, devem ser avaliadas as respostas de um nico aminocido referncia enquanto que os aminocidos restantes so ento ajustados apenas atravs de clculos (HACKENHAAR & LEMME, 2005).

4 As propores de aminocidos devem ser expressas em

aminocidos digestveis devido as diferentes taxas de absoro dos mesmos encontrada nos diversos ingredientes utilizados. EMMERT & BAKER (1997) sugere o uso de aminocidos digestveis mesmo em dietas a base de milho e soja em que os nveis de aminocidos totais e aminocidos digestveis so semelhantes.

2.2. Lisina

O aminocido geralmente usado como referncia a lisina. Em situaes prticas os aminocidos sulfurados, lisina, treonina, triptofano, valina e arginina, so os mais importantes para produo de sunos e aves. Segundo EMMERT & BAKER (1997), a lisina foi escolhida como aminocido referncia por vrias razes: 1) o segundo aminocido limitante para aves aps a metionina e a sua suplementao economicamente vivel; 2) a anlise de lisina relativamente simples em relao a metionina e cistina. 3) a lisina no possui papel de precursor sendo usada exclusivamente para sntese protica e manuteno.. 4) h grande quantidade de informaes na literatura sobre as exigncias de lisina, sob as mais variadas condies de ambiente, dieta, gentipo, categoria, sexo e composio corporal. Alm destas razes, CUARN (2000) ressalta ainda que a lisina no sofre transaminao e, portanto, a possibilidade de re-sntese no organismo do suno nula e que, diante do lento turnover e por ser o primeiro aminocido limitante para a sntese da protena muscular, h efetiva correspondncia entre a digestibilidade ileal verdadeira e a disponibilidade biolgica. Desta forma, fica claro que toda lisina ingerida ser destinada a sntese de protena muscular e no sofrera desvio metablico para transformao em outros aminocidos aumentando a confiabilidade dos estudos de exigncia.

5 2.3. Perfil ideal de aminocidos

O perfil de aminocidos emprega o conceito de que enquanto a exigncia de aminocidos absoluta muda drasticamente devido a fatores genticos ou ambientais, as relaes entre eles so pouco afetadas. Assim, determinando o perfil ideal de aminocidos a exigncia de um nico aminocido pode ser determinada experimentalmente e estimado um modelo para todos os outros (BREGENDAHL et al. 2008). SAKOMURA & ROSTAGNO (2007) relatam a existncia de dois mtodos para estimar as exigncias de nutrientes para as aves de postura, o mtodo emprico de dose resposta baseado no desempenho das aves, e o mtodo fatorial. Segundo ROSTAGNO et al. (2007), o mtodo dose-resposta estima a exigncia nutricional de determinado nutriente pela avaliao da resposta a variveis pr-definidas como ganho de peso, converso alimentar, deposio de carne magra, produo de ovos no perodo, atravs do oferecimento de quantidades crescentes do nutriente (nveis) nas dietas. Neste mtodo, a exigncia do animal de um nutriente se d no nvel mximo de resposta das variveis analisadas, como mximo ganho de peso, por exemplo. O modelo fatorial sugere que a exigncia aminoacdica baseada na diviso das exigncias nutricionais entre mantena, produo e

crescimento. Os valores de exigncias nas aves so obtidos atravs da diviso da exigncia liquida para deposio de protena corporal e das penas pelo coeficiente de utilizao dos aminocidos absorvidos (SAKOMURA & ROSTAGNO, 2007). A exigncia de mantena definida como a quantidade de aminocidos necessria para manter o equilbrio corporal. Com todas as informaes sobre a reteno lquida de aminocidos na protena corporal e nas penas, utilizao dos aminocidos absorvidos e exigncia de mantena, a exigncia geral de cada aminocido digestvel pode ser calculada

(HACKENHAAR & LEMME 2005) EMMERT & BAKER (1997) sugerem estimar as taxas ideais de cada aminocido pela reviso da literatura, em vez de tentar determinar as necessidades individuais em todas as possveis condies, atentando para a

6 exigncia da lisina por ser a base para a definio de requisitos para todos os outros aminocidos essenciais. Porm, estudos de exigncias apresentam dados discrepantes em funo de diferenas fisiolgicas e ambientais particulares de cada

experimento. BREGENDAHL et al. (2008), recomendando o estudo do perfil de aminocidos a partir de experimentos baseados no mesmo grupo animal, na mesma poca experimental e sobre as mesmas condies ambientais

avaliando todos os aminocidos essenciais e suas exigncias ao mesmo tempo realizou o estudo do perfil de aminocidos em poedeiras Hy line com 36 semanas. Neste estudo sete experimentos simultneos em separado determinaram a proporo ideal de arginina, isoleucina, metionina,

metionina+cistina, treonina, triptofano e valina relativo a lisina para a mxima massa de ovos comparando com os resultados encontrados por outros autores (Tabela 1). TABELA 1 Perfil ideal de aminocidos para poedeiras brancas.Aminocido NRC (1994)* 100 101 94 43 84 68 23 101 CVB (1996)** 100 79 50 93 66 19 86 Coon & Zhang (1999)** 100 130 86 49 81 73 20 102 Leeson & Summers (2005)* 100 103 79 51 88 80 21 89 Rostagno (2005)** 100 100 83 50 91 66 23 90 Bregendahl et al. (2008)** 100 79 47 94 77 22 93

Lisina Arginina Isoleucina Metionina Met+Cys Treonina Triptofano Valina

* Calculado a partir de exigncias de aminocidos totais. ** Calculado a partir de recomendaes de aminocidos digestveis. Fonte: adaptado de BREGENDAHL et al. (2008)

ROSTAGNO et al. (2005) publicou um perfil de aminocidos para aves de postura em suas diversas fases, calculado no conceito do modelo fatorial (Tabela 2).

7 TABELA 2- Relao aminocido/lisina utilizada para estimar as exigncias de aminocidos de aves de reposio leves e pesadas e galinhas de posturaFase Inicial Cria Idade (semanas) 16 7 - 12 Lisina 100 100 100 100 Metionina 40 40 44 44 Metionina + Cistina 73 73 80 80 Triptofano 18 18 20 20 Treonina 67 70 68 71 Arginina 107 105 108 106 Glicina + Serina 130 120 Valina 76 78 80 81 Isoleucina 69 70 75 76 Leucina 112 111 118 117 Histidina 37 37 38 38 Fenilalanina 66 66 69 69 Fenilalanina + Tirosina 121 120 125 125 Fonte: Adaptado de ROSTAGNO et al.(2005) Recria 13 - 18 100 100 45 45 82 83 22 22 69 72 110 107 110 82 83 77 78 125 124 39 39 72 72 130 130 Galinha poedeira 100 100 50 49 91 90 23 23 66 68 100 96 80 90 90 83 83 122 119 29 28 65 63 118 115

Segundo SILVA et al. (2006), os efeitos dos aminocidos sobre o desempenho das aves so explicados por trs tipos de imbalanos: desequilbrio, toxidez e/ou antagonismo. O desequilbrio entre os aminocidos a forma mais comum nos estudos envolvendo estes nutrientes, devido a complexidade do perfeito relacionamento entre os aminocidos limitantes e os no essenciais. Desta forma o perfil ideal de aminocidos visa evitar esses efeitos e garantir o melhor balano entre eles e sua participao efetiva no desenvolvimento e mantena do animal.

2.4. Dificuldades da utilizao da protena ideal

Segundo BAKER (1993), a protena ideal no existe na pratica, sendo possvel apenas aproximar ao mximo os nveis de aminocidos com as exigncias das aves nas diferentes fases de produo. Essa afirmao se justifica pela necessidade dentro do conceito da protena ideal do

conhecimento exato dos teores de aminocidos de cada ingrediente da dieta considerando que teor aminoacdico dos alimentos variam entre as culturas, poca, tempo de armazenagem etc.

8 A necessidade do conhecimento dos teores de aminocidos da dieta exige que o banco de dados de composio dos ingredientes seja constantemente atualizado. Pois segundo HACKENHAAR & LEMME (2005), cuidados devem ser tomados para que a matriz nutricional reflita a real composio dos ingredientes evitando produo de raes deficientes ou desbalanceadas. MOUGHAN (2003) ainda relata que os procedimentos convencionais de determinao de aminocidos podem ser enganosos, pois no detectam as alteraes na estrutura dos aminocidos surgidos durante o processamento ou armazenamento do material. No entanto, tais mudanas na estrutura podem ter efeitos nutricionais importantes, e tm implicaes para a determinao da disponibilidade de aminocidos. As protenas podem reagir com gorduras e os seus produtos de oxidao, vitamina B6, aditivos qumicos e principalmente com aucares redutores tornando o aminocido indisponvel para o animal. Segundo HACKENHAAR & LEMME (2005), o perfil de aminocidos tambm pode sofrer alterao em funo de fatores dietticos (nvel de protena, teor energtico, presena de inibidores de proteases, relao Arg:Lis e Tre:Lis); condies ambientais (densidade de criao, estresse trmico, padro sanitrio) e fatores genticos (sexo, linhagem e desenvolvimento gentico) comprometendo a pratica do uso da protena ideal. NETO & OLIVEIRA (2009) relatam que falhas na aplicao do conceito de protena ideal podem advir tambm de fatores como deficincia de aminocidos no-essenciais, reduo do nvel de potssio ou alterao no balano inico, e ainda o desequilbrio entre algum aminocido. Fator importante a ser considerado na utilizao da protena ideal a diferena da digestibidade dos aminocidos nos diversos ingredientes (Tabela 3) que deve ser mensurada para melhor adequao do perfil de aminocidos da dieta. Segundo BORTOLO (2008), dentre os procedimentos prticos de obteno dos valores de digestiblidade tem-se o mtodo de ensaio multienzimtico que mede os grupos alfa-amino liberados durante a hidrlise da protena e peptdeos e se correlaciona bem com procedimento in vivo e a reflectncia prximo ao infravermelho (NIRS Near Infrared Reflectance

9 Spectroscopy ) que possui vantagem de ser um mtodo rpido, porm necessita de um grande numero de amostras para sua calibrao.

TABELA 3

Digestibilidade fecal da protena bruta (PB) e aminocidos de alguns alimentos para aves.

Ingrediente Milho Cevada Aveia Trigo Sorgo Ervilhas Farelo de Soja Farelo de Girassol Farelo de Canola Farinha de Carne Farinha de Peixe

Teor de Protena (%) PB 8.7 10.7 11.2 11.9 10.1 20.6 45.0 34.0 34.3 58.6 66.0 84 87 88 55 78 89 84 64 76 67 83

Digestibilidade (%) Lys 70 86 61 83 91 69 78 84 70 63 94 Met 75 85 65 87 88 87 93 65 69 79 78 Cys 81 76 60 85 75 85 75 75 89 . 44 76 Th 72 80 84 80 76 81 70 81 75 81 85

Fonte: Adaptado de SCHUTTE & JONG. (1998)

2.4. Aplicao da Protena Ideal

ANDRADE et al. (2003) conduziram experimentos utilizando nveis de protena com a suplementao de aminocidos e concluram que, de forma geral, as variveis qualidade de ovos no foram afetados pela reduo protica, alm de ser possvel obter o mesmo desempenho e produtividade de poedeiras com reduo de custos das dietas, por meio da diminuio da protena diettica e suplementao de aminocidos. ARAJO et al. (2001) confirmaram a vantagem de se fornecer ao frango de corte no perodo de um a 21 dias de idade uma dieta formulada com base em aminocidos digestveis no conceito de protena ideal com maiores pesos corporais e ganho de peso conforme Tabela 4.

10TABELA 4 Desempenho de frangos de corte alimentados com dietas formuladas a base de protena bruta (PB) e protena ideal (PI) no perodo de 1 a 21 dias de idade Caractersticas PB Machos Peso inicial ( g) Peso final ( g) Ganho de peso (g) Consumo (g) Converso alimentar 42 a 693 b 651 b 1074 a 1,62 a PB Fmea 43 a 685 a 642 b 1065 a 1,66 a PI Machos 42 a 778 a 736 a 1082 a 1,47 43 a 764 a 721 a 1075 a 1,49 b 1,02 1,54 1,25 2,80 2,16 PI Fmea CV (%)

1 Mdias seguidas de mesma letra, na mesma linha no diferem entre si pelo teste de tukey ( p > 0,05) Fonte: ARAJO et al. (2001)

MENDONZA et al. (2001) avaliaram respostas de desempenho para frangos de corte (Tabela 5) criados com sexos separados, alimentados pelo conceito de protena bruta e protena ideal e encontraram diferenas em ganho de peso de 7% para machos e 4,8% para fmeas, quando alimentadas no conceito de protena ideal.TABELA 5 - Efeito do conceito de Protena e do sexo sobre o consumo de Rao (CR)g, peso corporal (PC)g, converso alimentar (CA), ganho mdio dirio (GMD) e ndice de eficincia nutricional (IEN) no perodo experimental (142 dias). Tratamento T1 T2 T3 T4 C V (%) CR(g) 4411 b 4000 d 4755a 4160 c PC(g) 2385 b 2044 d 2553a 2142 c 3,14 CA 1,85a 1,96 b 1,86a 1,94 b 1,75 GMD 56,80 48,67 d 60,79a 51,0 c 3,14 IEN 305 b 249 d 326a 263 c 4,0

Mdias seguidas por letras diferentes, nas colunas, diferem entre si pelo teste de Tukey a 5%. T1 (macho,conceito PB); T2 (fmea, conceito PB); T3 (macho,conceito PI) e T4 (fmea, conceito PI). Fonte: Adaptado de MENDONZA et al. (2001).

11 TOLEDO et al.2004 estudaram dietas a base de milho e farelo de soja formuladas no conceito de protena ideal e protena bruta sobre o desempenho de frangos de corte machos criados no inverno e no vero e verificaram melhor desempenho biolgico e eficincia reprodutiva para dietas baseadas nas exigncias de aminocidos digestveis (Tabela 6)

TABELA 6- Consumo de rao (CR), ganho de peso (GP), e converso alimentar (CA) de frangos de corte, machos, no perodo de 1-21 e de 1-42 dias de idade segundo o conceito protico e a linhagem 1 a 21 dias 1 a 42 dias Periodo total R$ R$ CR(g) GP(g) CA CR(g) GP(g) CA ton/R2. Ton/GP3 Conceito protico (CP) Proteina 1241 721b 1,726 4698 2408b 1,942b 320,3 629,0 Bruta Protena 1237 744a 1,66 4602b 2541a 1,811a 326,6 601,3 ideal Linhagem1(L) A 1220b 705b 1,733b 4492b 2344b 1,911b B 1258a 760a 1,656a 4806a 2606a 1,842a Probabilidade CP 0,798 0,041 0,118 0,063 0,0001 0,0001 (L) 0,030 0,0001 0,059 0,0001 0,0001 0,003 CV% 3,20 3,62 5,60 2,54 1,81 2,68a, b =mdias seguidas de letras diferentes nas colunas, diferem entre si pelo teste F 1. A= Hybro G; B= Hybro PG 2. R$/ton/R= reais por tonelada de rao 3. R$/ton/GP= reais por tonelada de ganho de peso Fonte: adaptado de TOLEDO et al. 2004.

NARVEZ-SOLARTE et al. (2005) avaliaram a utilizao eficiente da proteina com adio de Metionina+Cystina na dieta de aves de postura e observaram efeito quadrtico para produo, peso e massa de ovos, consumo de rao, converso alimentar e ganho de peso como mostra a tabela 7.

12TABELA 7 O efeito da TSAA na performance de galinhas de postura de 22 a 38 semanas de idade. Met+Cys (%) Produo de Ovos (ovo/ave/d) 0.484 0.534 0.584 0.634 0.684 0.734 CV % 70.2 86.6 90.9 90.3 93.6 90.8 4.54 53.9 57.4 59.7 59.7 60.5 60.5 2.33 ** Peso do ovo (g) Massa de Ovos (g/ave/d) 37.8 49.7 54.3 54.0 56.6 54.7 4.55 ** Consumo de rao (g) 91.9 401.3 108.0 106.8 108.1 107.3 6.01 ** 2.43 2.10 1.99 1.98 1.91 1.96 3.77 ** 190.0 118.5 185.6 179.7 215.2 207.2 3.77 ** CA (kg/kg) Ganho de Peso (g)

Efeito Quadrtico

** P