Grãos de destilaria para ruminantes: avaliando a qualidade da proteína

Postado em: 07/01/2022 - 6 min de leitura

Grãos de destilaria para ruminantes: avaliando a qualidade da proteína
A proteína que a vaca recebe tem 2 origens: proteína alimentar e proteína microbiana. Dependendo de sua degradabilidade, parte da proteína alimentar é decomposta no rúmen (RDP) por microrganismos específicos que usarão seu nitrogênio (e às vezes outros elementos), cadeias de carbono, hidrogênio, oxigênio e energia para produzir sua própria proteína.
 
A passagem da digesta do pré-estômago para o intestino carregará essa proteína (MP) como constituinte das células microbianas a serem digeridas no intestino. A proteína não degradável (RUP) no rúmen passará intacta para o intestino para também ser digerida lá. Geralmente há uma pequena fração (proteína danificada pelo calor) que não pode ser digerida e passa intacta pelo trato digerido, terminando no esterco.
 
Proteína não degradável no rúmen
 
Precisamos pensar na proteína em termos de 2 macro pools, a população ruminal e o hospedeiro. Vamos nos concentrar na importância da proteína que escapa do rúmen e é digerida no intestino da vaca. Frequentemente, chamamos essa proteína de bypass de proteína ou proteína não degradável no rúmen (RUP).
 
Para que as proteínas sejam degradadas por microrganismos ou enzimas animais, elas devem estar em solução aquosa. Portanto, é fácil entender por que a solubilidade da proteína está associada à degradabilidade. Alguns alimentos têm mais proteína não degradável no rúmen por causa de sua estrutura inerente que os torna relativamente insolúveis. Um exemplo é a proteína prolamina (zeína) do grão de milho, que apresenta menor degradabilidade no rúmen devido à sua hidrofobicidade. Outros casos de degradabilidade inerente reduzida são polímeros polifenólicos, como taninos, que inibem as enzimas reduzindo a taxa de degradação e desaminação de proteínas no rúmen. Outros fatores são, por exemplo, o tratamento térmico da proteína, seja não intencional (aquecimento durante a preservação) ou intencional durante a secagem, que leva a uma reação química entre os aminoácidos e os açúcares redutores (reação de Maillard), o que torna ambos os nutrientes indisponíveis para a digestão. Vamos nos concentrar no aquecimento, já que ele foi amplamente adotado pela indústria de rações como um método para proteger a proteína vegetal da degradação ruminal.
 
Quando o aquecimento é muito
 
Quando os alimentos são aquecidos na presença de umidade, em uma temperatura suficientemente alta e durante o tempo suficiente, ocorre uma reação chamada reação de Maillard (M. Maillard. 1925). Em termos simplificados, a reação começa quando o grupo amino de um aminoácido (frequentemente lisina) reage com o grupo carbonila de um carboidrato redutor, formando uma glucosamina. Não apenas os açúcares podem ser vinculados à reação de Maillard, mas também a hemicelulose, reduzindo ainda mais a disponibilidade de outros carboidratos altamente digeríveis em ruminantes e outras espécies animais. A glucosamina então sofre o que é chamado de "rearranjo Amadori", que quimicamente consiste na conversão da N-glucosamina na ceto-amina correspondente. A ceto-amina então forma melanoidinas e outros polímeros nitrogenados marrons que conferem a cor marrom característica aos alimentos danificados pelo calor. O resultado final são compostos que não podem ser digeridos e, portanto, reduzem o suprimento de proteína, carboidrato e energia para o animal. Porém, o estágio inicial dessa cadeia de eventos (produção de glucosamina) é reversível, tornando-se irreversível quando a reação progride além da conversão de cetoamina. O desafio para a indústria de ração animal é determinar o ponto em que a proteína é menos degradável (estágios iniciais da reação) no rúmen, mas ainda é digerida no intestino.
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Grãos secos de destilaria (DDG)
 
É bem sabido que DDG é uma boa fonte de proteína não degradável no rúmen. Uma vez que a degradabilidade da proteína do milho é de aproximadamente 50%, qualquer proteína bruta não degradável (PB) acima desse valor normalmente será o resultado do aquecimento durante o processamento. É importante determinar quanto dessa proteína ainda está disponível do ponto de vista nutricional. O sistema detergente de análise mede a fibra em detergente neutro (FDN) e a fibra em detergente ácido (FDA). As mudanças na degradabilidade da proteína que ocorrem durante o processamento podem ser medidas analisando o nitrogênio (ou proteína) recuperado na fração de NDF (PB insolúvel em detergente neutro; NDICP). Esta análise inclui proteína tanto nos estágios iniciais da reação de Maillard, quanto aquela que foi irreversivelmente danificada (além da formação de cetoaminas). A análise do ADICP (PB insolúvel em detergente ácido; ADICP), por outro lado, determina a proteína que está 100% indisponível para o animal. 
 
Frações de proteína em grãos de destilaria
 
Para avaliar os efeitos da secagem na proteína, foram examinadas milhares de amostras de milho com casca e grãos de destilaria úmidos e secos analisados ??pelo Dairy One Laboratory (NY) entre 2004 e 2020. O milho com casca geralmente passa por uma etapa de cozimento antes da adição da levedura para fermentação, portanto, pode-se esperar mudanças na degradabilidade da proteína em grãos de destilaria úmida. Da mesma forma, para obter DDG, o produto úmido já destilado é geralmente seco por calor (algumas tecnologias não), portanto, algumas alterações na proteína também são esperadas entre o produto úmido e o seco.
 
Tabela 1 - Frações proteicas médias em grãos de destilaria de milho, úmidos e secos

A Tabela 1 acima mostra a variabilidade observada nas frações de proteína entre grãos de milho, grãos de destilaria úmida e grãos de destilaria secos. A primeira coisa a notar é a mudança na proteína solúvel, que cai entre o grão de milho e os dois coprodutos. Isso era de se esperar, uma vez que parte dessa proteína é precisamente aquela que fará parte do resultado da proteína não degradada no rúmen dos tratamentos térmicos, primeiro do cozimento e depois da secagem. Isso se reflete na segunda linha, que também mostra uma redução paralela na proteína degradável de 36,9% no grão de milho para 31,7% no DDG. Como esperado, os tratamentos térmicos também resultaram em alterações no ADICP%. O aumento nesta fração entre o grão de milho e os grãos de destilaria úmida foi de apenas 3,3 unidades percentuais, e uma porcentagem insignificante de 0,1 unidades percentuais entre este e o produto seco.
 
Os açúcares e os aminoácidos provavelmente passaram por diferentes estágios da reação de Maillard, particularmente durante a etapa de cozimento. No entanto, como a secagem ocorre após a fermentação, provavelmente não há açúcares disponíveis para reagir com os aminoácidos para aumentar ainda mais o ADICP. O NDICP aumentou quase 7 pontos percentuais no resultado do cozimento do milho moído (lembre-se que o ADICP está contido no NDICP). A diferença entre o NDICP e o ADICP é a proteína que está apenas nas etapas iniciais da reação de Maillard e provavelmente ainda está disponível para digestão. O NDICP aumentou apenas 0,6 unidades percentuais como resultado da secagem do produto, mostrando novamente que o dano à proteína foi minimizado nesta última etapa. A lignina refletiu as mudanças observadas na PB nas frações da fibra e mostrou que a maior parte da mudança na proteína aconteceu durante o cozimento (4,8 - 1,1), e foram quase nulas como resultado da secagem (5,0 - 4,8).
 
Resultados independentes relatados pelo Dairy One Laboratories mostram como a tecnologia usada na indústria do etanol durante o século XXI transformou os grãos de destilaria em um produto altamente confiável e estável. Algumas das preocupações do passado com o aquecimento do produto durante a secagem quase desapareceram. As mudanças observadas entre o grão de milho e os coprodutos úmidos e secos provavelmente melhoram sua digestibilidade, resultando em uma fonte altamente desejável de energia e proteína de bypass biodegradável.

* Baseado no artigo Distillers’ grains for ruminants: Assessing protein quality, de Alvaro Garcia, nutricionista da Dellait Dairy Nutrition & Management.
 
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