RESUMO
Com o objetivo de avaliar hibisco e sacharina como suplementos para
tourinhos, quatro animais cruzados foram distribuídos em um
delineamento experimental de quadrado latino. Os tratamentos foram: 1 –
75% pasto + 25% concentrado; 2 – 50% pasto + 25% concentrado + 25%
hibisco; 3 – 50% pasto + 25% concentrado + 25% sacharina; e 4 – 25%
pasto + 25% concentrado + 25% hibisco + 25% sacharina. Foram avaliadas
a composição das dietas, a fermentação ruminal e as taxas de degradação
da MS e da PB. Os valores de pH ruminal variaram de 5,82 a 6,98 – para
as dietas suplementadas com hibisco, 9 horasoras após a alimentação e,
com sacharina, no momento da alimentação. Os teores de N
amoniacal não tiveram grandes alterações quando apenas hibisco ou
sacharina foram acrescidos à dieta, mas houve efeito significativo
quando ambos foram acrescentados (P>0,001). A concentração de ácidos
graxos de cadeia curta no líquido ruminal diminuiu em virtude da
presença de sacharina na dieta (P<0,01). A dieta com sacharina
apresentou maior fração prontamente solúvel da MS e da PB (P<0,01).
A sacharina promoveu maior efeito na degradação da MS das dietas totais
(P<0,05). A inclusão de hibisco e de sacharina aumentou a degradação
das dietas de tourinhos alimentados a pasto (P<0,05). Ao incluir
esses alimentos, o ambiente e a funcionalidade ruminal foram
melhorados. Considera-se viável, na suplementação, a substituição
parcial do concentrado pelos alimentos testados.
PALAVRAS-CHAVES: Fermentação ruminal, taxa de degradação, degradabilidade.
ABSTRACT
RUMEN CHARACTERISTICS OF YOUNG BULLS FED DIETS BASED ON GRASS AND COMMERCIAL CONCENTRATE SUPPLEMENTED WITH Hibiscus rosa-sinensis AND Sacharina
Aiming at evaluating hibiscus (
Hibiscus rosa-sinensis)
and sacharina as supplements for young bulls, four crossbred animals
were displayed in a Latin square experimental design. The following
treatments were performed: 1 – 75% pasture + 25% concentrate; 2 – 50%
pasture + 25% concentrate + 25% hibiscus; 3 – 50% pasture + 25%
concentrate + 25% saccharina; and 4 – 25% pasture + 25% concentrate +
25% hibiscus + 25% saccharina. Diet composition, rumen fermentation, DM
and CP degradation rates were evaluated. Rumen pH values varied from
5.82 to 6.98, for diets supplemented with hibiscus, at 9h post-feeding,
and with saccharina, at the feeding moment. Ammonia N contents did not
present great changes when only hibiscus or saccharina were added to
the diet, but there was a significant effect when both were added
(P<0.001). Rumen SCFA concentrations were lower due to saccharine
presence in the diet (P<0.01). Sacharina diet presented higher
values for readily soluble fraction for DM and CP (P<0.01).
Sacharina promoted a higher effect on DM degradation of total diets
(P<0.05). Hibiscus and saccharina inclusion increased the
degradation of diets for grazing young bulls (P<0.05). Including
these feed to the concentrate, the rumen environment and functionality
were improved. Thus, it is viable the partial replacement of
concentrate by the tested feed.
KEYWORDS: Rumen fermentation, degradation rate, degradability.
INTRODUÇÃO
A alimentação de ruminantes nas regiões tropicais do México é feita à
base de pastos de baixa qualidade, os quais são ricos em fibras e
deficientes em proteína e energia, e, isoladamente, durante parte do
ano, são capazes apenas de promover baixos níveis de produção. Além
disso, a pecuária nessas áreas apresenta problemas graves devido à
carência de forragem, ocasionada pelas fortes secas ou inundações. A
falta de chuvas faz com que os pastos percam qualidade, devido à
redução de folhas e aumento do teor de fibras. Consequentemente,
ocorrem perdas de peso nos animais e, em condições severas, alguns
deles podem morrer principalmente os mais jovens (ALAYÓN
et al., 1998).
No trópico mexicano, a engorda dos animais desmamados pode ser feita
com uso de árvores e arbustos forrageiros ou de cana-de-açúcar
(ARANDA-IBÁÑEZ & OSORIO, 2003). A integração de árvores e arbustos
à alimentação melhora o ganho de peso dos animais, devido ao fato de as
folhas dessas plantas terem alto teor proteico. Existe no México uma
grande variedade de espécies de árvores e arbustos que tem potencial
para serem incorporados aos sistemas de produção de ruminantes nos
trópicos. Uma delas é o hibisco, conhecido no México como tulipán, cujo
nome científico é
Hibiscus rosa-sinensis, que tem sido testado em algumas regiões como alimento para ruminantes em virtude de sua boa qualidade nutricional.
No entanto, a cana-de-açúcar é indiscutivelmente considerada como
recurso forrageiro com potencial estratégico para épocas de seca, pois,
nas regiões tropicais, existem condições favoráveis para que apresente
alto rendimento de matéria seca (MS), em comparação com outras
forragens. Essa planta possui uma grande quantidade de carboidratos
solúveis, em forma preponderante de sacarose, mas com baixo teor de
proteína bruta (PB), ao redor de 2,5%. Contudo, pode-se obter a cana
enriquecida, ou sacharina, mediante a fermentação aeróbica, em estado
sólido, da cana-de-açúcar limpa (livre de folhas e de ponta) e moída
combinada com ureia e sais minerais. Ela contém compostos nitrogenados
proteicos e não proteicos obtidos pelo incremento da massa microbiana.
Seu teor de proteína verdadeira é de 11% a 16 % de MS (ELÍAS
et al., 1990).
Sendo assim, objetivou-se com este estudo determinar as taxas de
degradação dos alimentos e a fermentação ruminal de tourinhos
alimentados com diversas combinações de pasto, hibisco, sacharina e
suplemento concentrado.
MATERIAL E MÉTODOS
Animais e dietas
Foram utilizados quatro tourinhos (F1: Pardo Suíço x Brahman), de
aproximadamente dois anos de idade, fistulados no rúmen com cânulas
flexíveis permanentes, durante quatro períodos de 21 dias, dos quais 14
foram para adaptação e 7 para as medições e coletas de amostras. Os
animais estiveram alojados em baias individuais, sendo alimentados com
dois diferentes tratamentos e tendo livre acesso à água e ao sal
mineralizado. A alimentação, fornecida uma vez ao dia, foi composta por
capim-estrela-africana (Cynodon plectostachyus) e concentrado, com ou
sem a adição de hibisco e sacharina. O capim e o hibisco foram colhidos
de piquetes e oferecidos frescos aos animais (teor de MS de 29,56% e
23,66% para capim e hibisco, respectivamente).
Tratamentos
Avaliaram-se quatro dietas, sendo elas:
• Dieta 1 – 75% pasto + 25% concentrado;
• Dieta 2 – 50% pasto + 25% concentrado + 25% hibisco;
• Dieta 3 – 50% pasto + 25% concentrado + 25% sacharina; e
• Dieta 4 – 25% pasto + 25% concentrado + 25% hibisco + 25% sacharina.
Variáveis avaliadas
A taxa e a extensão da degradação ruminal da MS e da PB foram medidas pela técnica in situ (ØRSKOV
et al.,
1980), usando os tourinhos alimentados com as dietas experimentais. Os
sacos de nylon com as amostras de capim-estrela-africana, hibisco,
sacharina, concentrado e dietas totais, de acordo com os tratamentos,
foram incubados, em duplicata, por 3, 6, 12, 24, 48, 72, 96 e 120
horas. Depois da incubação, lavaram-se os sacos em lavadora doméstica,
várias vezes, até que a água saísse limpa. Os sacos foram, então, secos
em estufa com circulação forçada de ar, a 60ºC, por 48 horas.
O desaparecimento da MS e da PB dos alimentos e das dietas totais foi
calculado como a diferença entre o material originalmente incubado e o
material residual. Os dados de desaparecimento ruminal foram ajustados
pelo modelo exponencial proposto por ØRSKOV & McDONALD (1979) e
modificado por McDONALD (1981) sendo p = A, para t < t0; e p =
a+b(1–exp–ct), para t > t0, em que p é a degradabilidade no tempo t;
A é a solubilidade inicial, ou fração prontamente solúvel; t0 é o tempo
de colonização (lag time); a e b são constantes matemáticas do modelo;
e c é a taxa de degradação. Desse modelo deriva-se B = (a+b)–A, no qual
B corresponde à fração insolúvel degradável e a degradablidade
potencial é dada pela soma das frações A e B. O teor de proteína bruta
foi determinado pelo método de micro-Kjeldahl.
Para o pH ruminal, o líquido ruminal foi coletado do saco ventral às 0,
3, 6 e 9 horas após o fornecimento das dietas. Nessas amostras, o pH
ruminal foi medido com potenciômetro modelo 10 Fisher Scientific.
Depois de medir o pH ruminal, 4 mL do líquido ruminal foram amostrados,
acidificados com 1 mL de ácido metafosfórico concentrado a 25%
(peso:volume) e armazenados sob congelamento até posteriores análises
de concentrações de N amoniacal e ácidos graxos de cadeia curta (AGCC):
acetato, propionato e butirato. Determinaram-se as concentrações de N
amoniacal pelo método do indofenol (McCULLOUGH, 1967), utilizando um
espectrofotômetro Perkin Elmer Lambda 25, e dos AGCC, por cromatografia
gasosa (ERWIN
et al., 1961), com uso de um cromatógrafo Varian Star.
Delineamento experimental
Os dados foram analisados como um quadrado latino 4 x 4, com quatro
animais e quatro períodos (STEEL & TORRIE, 1980), por meio do
procedimento GLM do pacote estatístico SAS (2001). Analisaram-se as
variáveis que compõem os produtos da fermentação ruminal como medidas
repetidas no tempo.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
A composição química dos alimentos utilizados é apresentada na
Tabela 1.
Os teores de proteína bruta, proteína verdadeira (PV) e fração solúvel
da MS foram mais baixos para o capim-estrela-africana. Já os teores de
fibra em detergente neutro, fibra em detergente ácido e hemicelulose
foram mais altos para esse capim. O concentrado apresentou os maiores
teores de PB e PV. Os valores altos de proteína apresentados pela
sacharina foram efeito da fermentação aeróbica das leveduras que se
encontram naturalmente na cana-de-açúcar e da adição de ureia e sulfato
de amônio, farelo de soja e sorgo.
Os valores de PB e PV da sacharina chamam a atenção. Eles podem ser
explicados pelo modo como esse alimento é processado. No México, país
onde foi realizado o experimento, a sacharina é produzida com a mistura
de 68,7% de cana-de-açúcar (colmos desfolhados moídos), 1,5% de ureia,
0,5% de mistura mineral, 0,3% de sulfato de amônio, 5% de Vitafert®
(cultivo de lactobacilos vivos), e ainda 4% de farelo de soja e 20% de
farelo de sorgo. Essa mistura de ingredientes, fermentada em presença
de ar, por cerca de 24 horas, aumenta o teor proteico e eleva a
qualidade da proteína.
A matéria orgânica foi similar para os quatro alimentos. O hibisco e a
sacharina apresentaram os mais baixos níveis de hemicelulose, e os mais
altos da fração solúvel de matéria seca. Esses resultados refletiram-se
nas dietas, pois hibisco e sacharina aumentaram os teores de PB, PV e
na fração prontamente solúvel da MS (AMS), e diminuíram os teores das
diferentes frações fibrosas.
O pH ruminal nos diferentes tempos após a alimentação é apresentado na
Tabela 2.
O pH ruminal diminui com o decorrer do tempo após a alimentação, mas o
pH às 6 e às 9 horas, com a suplementação de sacharina, é mais alto que
o da dieta 1. Esses valores estão associados à concentração de N
amoniacal e de AGCC, que na dieta com sacharina foram menores para
aqueles horários. Esse efeito da concentração de AGCC na diminuição do
pH foi relatado por RUSSEL (1998).
Observaram-se os valores de pH mais elevados imediatamente antes da
alimentação (tempo 0), e, posteriormente, foram decrescendo com o
passar do tempo, até alcançar os níveis mais baixos às 9 horas após a
alimentação.
Assim como a inclusão de sacharina, a de hibisco também aumentou a concentração de N amoniacal (
Tabela 2).
Foi ainda observado o efeito da interação entre a sacharina e o
hibisco. Ao se adicionar a sacharina ou o hibisco, não houve alteração
na concentração de N amoniacal. No entanto, a concentração diminuiu
quando ambos foram acrescentados à dieta. Esse efeito pode estar
relacionado com as taxas de degradação da parte solúvel da proteína da
sacharina e do hibisco (
Tabela 7). Todas as dietas alcançaram máxima concentração de N amoniacal às 3 horas após a alimentação, diminuindo posteriormente.
A concentração de ácidos graxos de cadeia curta do líquido ruminal
diminuiu em virtude da presença de sacharina na dieta. Também houve
efeito da interação entre a sacharina e o hibisco, sendo que, nas
dietas sem sacharina, o hibisco aumentou a concentração de AGCC no
líquido ruminal. Contudo, nas dietas com sacharina, essa concentração
diminuiu, quando foi acrescentado o hibisco. Também se observou que os
valores variaram com o tempo após a alimentação (
Tabela 2):
as concentrações mais baixas foram observadas para o tempo 0 e às 3
horas pós-prandiais, aumentando gradativamente até as 9 horas.
As alterações na concentração de AGCC estão relacionadas ao tipo de
dieta e às taxas de degradação do alimento. A sacharina apresentou
menor taxa de degradação que o hibisco (
Tabela 4).
Nas dietas (
Tabela 2),
não houve efeito da sacharina, do hibisco ou do tempo na proporção de
ácido acético ruminal. Os valores variaram de 63,8% a 69,3%. O mesmo
foi observado para a proporção de ácido propiônico, que variou de 18,0%
a 20,5%.
Para o ácido butírico, não houve efeito nem da sacharina nem do
hibisco, mas houve uma interação entre o hibisco e o tempo, sendo que
as dietas com hibisco foram superiores no tempo 0 e às 3 horas, e
iguais às outras nos demais horários. Também houve uma tripla interação
entre a sacharina, o hibisco e o tempo, na qual, nos tempos 0 e 3
horas, para as dietas sem sacharina, a adição de hibisco aumentou a
concentração de ácido butírico; no entanto, não houve diferença para as
dietas com sacharina. Às 6 e às 9 horas, não houve diferença para a
sacharina ou para o hibisco.
A relação acetato:propionato não variou por efeito da sacharina, do hibisco ou do tempo após a alimentação.
Os produtos finais da fermentação ruminal dependem da dieta, e a
relação acetato:propionato normalmente é mais baixa para os alimentos
concentrados (cereais) que para as forragens (BLAXTER, 1962). Quando
essa relação diminui, a produção de metano (CH4) diminui e a retenção
de energia para o animal é aumentada (WOLIN, 1960). Algumas bactérias
ruminais, digestoras de amido, produzem quantidades significativas de
propionato, mas muitas bactérias fibrolíticas produzem grandes
quantidades de succinato, um intermediário que eventualmente é
convertido em propionato (HUNGATE, 1966). A fermentação dos grãos de
cereais muitas vezes causa uma redução no pH ruminal, e esse fato é
mais dramático quando o consumo de alimento é alto (SLYTER, 1966). O
lactato pode ser um intermediário na conversão de amido em propionato
(HUNGATE, 1966). Quando o pH é menor que 5,3, a relação
acetato:propionato é aumentada dramaticamente e também aumenta a
quantidade de H
2. Esses resultados indicam que as bactérias
que produzem propionato podem ser muitas vezes mais sensíveis ao pH que
as bactérias que produzem acetato e H
2 (RUSSELL, 1998).
TAMMINGA (1992) estimou que 50% do N da dieta são perdidos pelo
ruminante (no caso de vacas leiteiras) pela excreção urinária. Desses
50%, aproximadamente 30% são perdidos devido ao metabolismo ineficiente
do rúmen. Além disso, a utilização eficiente da amônia no rúmen é um
fator central que determina os custos econômicos e o impacto ambiental
da produção de ruminantes (HRISTOV
et al., 2003). Se não é utilizada para a produção de massa microbiana, a amônia ruminal se detoxifica no fígado (LOBLEY
et al., 1995) e uma porção significativa dela é perdida através da excreção da ureia urinária.
Em alguns estudos (CECAVA
et al.,
1990), a alimentação com fontes de proteína suscetíveis de degradação
ruminal aumentou a eficiência da síntese de proteína microbiana e/ou o
fluxo de N microbiano no intestino delgado, em comparação com proteínas
mais resistentes à degradação ruminal. Essas condições podem ser
devidas ao aumento da concentração de N amoniacal e/ou aos produtos da
quebra da proteína, necessários para o crescimento microbiano (HESPELL,
1979). Na maioria dos casos, os efeitos das concentrações dos fatores
de crescimento da proteólise na síntese de proteína são confundidos com
as concentrações ruminais de N amoniacal. A eficiência do rendimento e
o crescimento microbiano também são afetados pela quantidade de matéria
orgânica fermentada no rúmen (ROHR
et al.,
1986). Teoricamente, as concentrações adequadas de N amoniacal podem
maximizar o crescimento microbiano se as concentrações de outros
nutrientes são insuficientes para isso (CECAVA
et al., 1991).
As dietas com concentrado, baseadas em milho, podem aumentar a
disponibilidade de energia em todos os locais do trato
gastrointestinal, pelo fato de ser mais provável o aumento do
suprimento de carboidratos não estruturais (amido) (CECAVA
et al.,
1991). A amônia é a fonte de N preferida pelas bactérias fibrolíticas
(HUNGATE, 1966) e também é necessária às fermentadoras de amido para a
síntese de proteína microbiana (COTTA & RUSSEL, 1982). SCHAEFER
et al.
(1980) relataram que não mais que 5 mg/dl de N amoniacal são
necessários para o máximo crescimento microbiano. Porém, WALLACE (1979)
observou que as taxas aumentadas de degradação in situ da MS e da PB de
grãos de cevada foram acompanhadas pelo crescimento bacteriano,
aumentando quando a concentração de N amoniacal passou de 9,7 a 21,4
mg/dl de fluido ruminal. Do mesmo modo, MEHREZ
et al.
(1977) relataram que as taxas de degradação in situ foram maximizadas
em concentrações de N amoniacal acima de 20 mg/dl de fluido ruminal.
As constantes de degradação ruminal da matéria seca encontradas para o
pasto de capim-estrela-africana, usado como base das dietas dos
animais, são apresentadas na
Tabela 3. Em nenhuma das constantes de degradação ruminal da MS foi observado efeito da sacharina ou do hibisco.
As taxas de degradação da MS da sacharina, do hibisco e do concentrado são expostas na
Tabela 4.
A sacharina apresentou os maiores valores da fração prontamente solúvel
(A), e o hibisco, os valores mais altos da fração insolúvel
fermentescível (B), e da taxa de degradação (c). O concentrado foi o
que apresentou maior potencial de degradação (A+B).
As frações prontamente solúveis (A) e potencialmente degradáveis (A+B)
assim como a degradabilidade efetiva (DE) das dietas aumentaram quando
a sacharina foi incluída (
Tabela 5). O hibisco somente afetou a degradabilidade efetiva (DE).
Nenhuma das variáveis estudadas para a degradação da proteína bruta do
capim foi afetada pelo hibisco. Somente foi observado o efeito da
sacharina no aumento da fração potencialmente degradável (A+B),
mostrado na
Tabela 6.
As taxas de degradação da proteína bruta da sacharina, do hibisco e do concentrado são apresentadas na
Tabela 7.
Para a degradabilidade de proteína, a sacharina apresentou os maiores
valores de solubilidade inicial (A) e de degradabilidade efetiva (DE).
O hibisco apresentou os maiores valores da fração insolúvel degradável
(B), as mais altas taxas de degradação (c), e ainda apresentou um tempo
de colonização discreto (t0). O concentrado teve os mais elevados
valores de degradabilidade potencial da proteína bruta (A+B).
A fração A da proteína bruta da dieta (
Tabela 8)
aumentou por efeito da sacharina. A fração B também foi afetada, tanto
por inclusão da sacharina como do hibisco, além de ter apresentado
efeito da interação: a adição de hibisco aumentou a fração B, mas a
inclusão de sacharina, ou de sacharina e hibisco, não afetou essa
fração.
O grau e a extensão da degradação dos alimentos podem estar relacionados ao crescimento microbiano. Por um lado, RUSSEL
et al.
(1980) mostraram que a infusão de ureia aumentou proporcionalmente as
quantidades de bactérias associadas e a concentração total de AGCC, mas
isso pareceu ter pouco ou nenhum impacto sobre a degradação ruminal.
Esse fato sugere que a concentração de N amoniacal para o máximo
crescimento microbiano difere da máxima degradação dos alimentos. Por
outro lado, WALLACE (1979) observou que o aumento da degradação da MS e
da PB foi acompanhado do aumento do crescimento bacteriano, quando a
concentração de N amoniacal subiu de 9,7 para 21,4 mg/dl.
A disponibilidade de energia tem uma influência modificadora importante
sobre a degradação ruminal dos alimentos. Assim, como o número de
bactérias pode aumentar em resposta ao aumento da concentração de
amônio, a degradação da fibra dentro dos sacos de nylon não foi
afetada, pois a entrada de bactérias celulolíticas foi limitada devido
ao ataque de bactérias ao material fibroso no rúmen. A produção de AGCC
no rúmen está de certo modo relacionada ao pH ruminal, o qual é um dos
reguladores importantes da eficiência da síntese microbiana e da
absorção de aminoácidos (RUSSELL & DOMBROWSKI, 1980).
Aumentando-se o teor de PB da dieta pode haver não apenas maior
produção animal (WU & SETTER, 2000), mas também aumento das
concentrações de N amoniacal ruminal e de N ureico no sangue, e, por
consequência, podem ocorrer maiores perdas de N na urina (CASTILLO
et al.,
2001). A perda de N no rúmen foi relatada por TAMMINGA (1992) como o
maior contribuidor para as perdas de N do animal como um todo. Se não
for usada para a síntese de proteína microbiana, a proteína degradável
no rúmen pode ser convertida em N amoniacal. Este, por sua vez, pode
ser absorvido pela parede ruminal, detoxificam a ureia no fígado
(LOBLEY
et al., 1995) e
gradualmente ser excretado via urina. Certa quantidade da proteína
degradável no rúmen pode passar ao rúmen e contribuir para o fluxo
duodenal de aminoácidos e peptídeos (CHOI
et al.,
2002). O excesso de N amoniacal da proteína degradável no rúmen aumenta
a síntese de proteína microbiana dos ruminantes (HRISTOV
et al.,
2004). Esse excesso de proteína degradável da dieta dos ruminantes não
pode ser utilizado eficientemente para a síntese de proteína microbiana
e será perdido em grande quantidade através da excreção de N urinário.
As bactérias mistas do rúmen produzem menos metano e amônia quando o pH
é menor que 6,0 (ERFLE
et al., 1982).
CONCLUSÃO
A inclusão de hibisco e de sacharina aumentou a degradação das dietas à
base de pasto a que foram submetidos os tourinhos. Ao incluir-se essas
forragens, junto com o concentrado, melhorou-se o comportamento ruminal
dos animais. Por tais motivos, considera-se possível a substituição
parcial do concentrado empregado na suplementação de ruminantes quando
os alimentos referidos são disponíveis, o que representa um ganho para
o pecuarista, já que os grãos normalmente são comprados. Assim sendo,
considera-se essa alternativa alimentar viável para melhorar a produção
animal em regiões tropicais.
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Submetido
em: 1o out. 2008. Aceito em:
14 jan. 2011.