Tecnologias para a melhora da eficiência de digestão da fibra em ruminantes

Tecnologias e estratégias que visam a melhoria da eficiência de digestão da fibra em ruminantes

Fibra é um dos principais nutrientes na dieta de ruminantes, e é oriunda principalmente de forragens, tais como, pastagem, silagem, feno, ou subprodutos da indústria agrícola.

A fibra desempenha dois papeis essenciais na nutrição. Um deles é de fornecer capacidade física, estimulando a salivação do animal, vital para o funcionamento do rúmen e saúde do animal.

O segundo papel, o que possui suma importância, é a capacidade de ser degradada no rúmen pelos microrganismos, gerando composto denominando ácidos graxos voláteis, a principal fonte de energia para ruminantes.

Entretanto, a capacidade de degradação da fibra tem grande variação entre os nutrientes da dieta, e um dos principais fatores que influencia isso é a organização e composição dessa fração. Para melhor entender esse aspecto da capacidade de degradação da fibra é primordial entender o que é a fibra na planta.

Fibra, também conhecida como parede celular, é uma estrutura complexa e vital para plantas de modo geral. É responsável por prover estrutura, integridade, flexibilidade, e proteção contra patógenos e estresse, como uma barreira física. A fibra é constituída predominantemente por três compostos: celulose, hemicelulose e lignina.

Isso acontece porque para um nutriente ser degradado no rúmen, é necessário a síntese da enzima que desempenha esse papel, e a síntese de enzimas que degradam lignina no rúmen é praticamente insignificante.

Pesquisas ao longo de décadas vem mostrando que aumentar degradação da fibra está fortemente relacionada com:

Desta forma, tecnologias e estratégias vêm sendo estudadas e desenvolvidas com o intuito de aumentar sua degradação.

[cadastrar] O processamento mecânico tem um efeito positivo na degradação da fibra, efetivo da fibra.

Desta forma, o aumento da digestão relacionado a redução do tamanho de partícula é relacionado ao aumento da superfície de contato e consequentemente aumento da velocidade de degradação no rúmen, intensificando a ingestão do animal. Dentre essas tecnologias, picagem, trituração e peletização são as mais populares.

O segundo tipo de estratégia para aumentar a digestão da fibra vem da utilização de híbridos com uma concentração reduzida de lignina comparada com a planta convencional. Um exemplo muito difundido desta tecnologia são os híbridos BMR. Do inglês, BMR significa Brown-Midrib, que se traduz para nervura marrom.

O nome vem da característica do híbrido, uma vez que o gene confere a presença da nervura central das folhas na coloração marrom. Ferraretto e Shaver reportaram em um estudo de meta-analise o aumento da digestibilidade da fibra, ingestão de matéria seca, e produção de leite em vacas alimentadas com silagem de milho BMR vs. silagem de milho tradicional.

Entretanto, o custo da utilização de silagem de milho BMR deve ser ponderada comparada a silagem de milho convencional, e geralmente é uma ferramenta extraordinária em casos de animais que apresentam um reduzido consumo e exigência aumentada, como vacas no período de transição.

Similar ao milho, pesquisas também tem demonstrado que o sorgo BMR apresenta um aumento da digestão da fibra, ingestão, e produção de leite comparado ao sorgo tradicional. Além do milho e do sorgo, tecnologias de melhoramento vêm sendo aplicadas também para aumentar a digestão da alfafa.

Outro tipo utilizado de estratégias para aumentar a digestão da fibra são os tratamentos químicos. Os tratamentos químicos consistem na utilização de produtos, tais como amônia, hidróxido de sódio, hidróxido de cálcio.

O intuito destes tratamentos é quebrar a ligação entre hemicelulose e lignina, e rompendo a cristalização da celulose, aumentando assim a disponibilidade de ambos os carboidratos fibroso: hemicelulose e celulose.

Entretanto, tratamentos químicos como esses devem ser utilizados com cautela, pois podem causar intoxicações, além de ser corrosivo para o maquinário agrícola.

Tratamento químicos são muito eficientes em aumentar a digestão da fibra, principalmente de ingredientes com baixa digestão, como resíduos da agroindústria, favorecendo a utilização desses resíduos para substituir ingredientes tradicionais e reduzir o custo de produção.

Na mesma direção, enzimas fibrolíticas também tem demonstrado melhora na digestão da fibra, aumento do consumo e produção animal quando usada para tratar ingredientes usados na nutrição de ruminantes. O efeito das enzimas fibroliticas são divididos em três partes, o efeito pré-ingestivo, ruminal e pós-ruminal.

O efeito pré-ingestivo consiste em haver uma melhora na composição do ingrediente antes do fornecimento ao animal, como redução da celulose e hemicelulose que são hidrolisadas (vulgarmente dizendo, quebrados) em tipos de carboidratos que são mais acessíveis para microrganismos.

Neste segundo plano, o efeito ruminal toma seu posto, onde os carboidratos oriundos das hidrolises da celulose e hemicelulose são fermentados mais rapidamente e eficientemente pelas bactérias ruminais, resultando em uma maior degradação ruminal e aumento na capacidade de ingestão do animal, devido a um aumento da taxa de passagem.

O terceiro e último efeito, que é o pós-ruminal, é relacionado a redução da viscosidade no intestino que interfere negativamente na absorção de outros nutrientes. Como alguns tipos de hemicelulose, tem o aspecto viscoso, hemicelulose que chega intacta ao intestino delgado pode interferir negativamente no aproveitamento da dieta, pois forma uma barreira.

A utilização de enzimas que degradam hemicelulose antes de fornecer ao animal pode evitar esse tipo de condição.

A cada ano novas tecnologias e estratégias associadas com enzimas vem sendo desenvolvidas. Um exemplo pouco explorado de enzimas com futuro potencial são enzimas capazes de hidrolisar lignina. Existe um tipo de fungo, conhecido popularmente como fungo da podridão branca, que sintetiza inúmeras enzimas que hidrolisam lignina.

Trabalhos recentes desenvolvidos na Universidade Estadual de Maringá, sob orientação da professora Dra. Lucia Zeoula, em parceria com a professora Dr. Paula Pintro demonstrou que enzimas sintetizas por um fungo da podridão branca foi capaz de reduzir a concentração de lignina, celulose e hemicelulose na silagem de milho, além de aumentar a digestão in vitro da fibra do material tratado.

Resultados semelhantes no aumento da digestão da fibra de cabras em lactação também foi observado por Agustinho et al. (2021) quando resíduo do cultivo de cogumelo foi usado como fonte enzimática para tratar silagem de milho durante a ensilagem.

Entretanto, o resultado não foi consistente quando usado para tratar silagem de milho em condições com uma menor concentração de lignina, em trabalho desenvolvido nos Estados Unidos, em parceria entre grupos de pesquisa da Universidade Estadual de Maringá e Universidade da Florida (sob orientação do professor Dr. Antonio Faciola).