Matérias-primas: fatores que influenciam a variação de seus coeficientes de digestibilidade

INTRODUÇÃO

A formulação de dietas com valores de digestibilidade ou disponibilidade tem a grande vantagem de considerar as variações de digestibilidade entre ingredientes e ainda no mesmo ingrediente. O conceito de formulação de rações considerando os valores de digestibilidade é de grande importância pela variação de digestibilidade que existe entre ingredientes devido a fatores intrínsecos, ou a fatores independentes das matérias primas. O conhecimento mais preciso da digestibilidade dos nutrientes nas matérias-primas do efeito de processamentos industriais sobre a digestibilidade dos nutrientes nos permite ter uma avaliação mais precisa da qualidade nutricional dos ingredientes. (Creswell e Swick, 2001; Rostagno 2005)

FATORES QUE AFETAM A DIGESTIBILIDADE DE NUTRIENTES

A digestibilidade dos nutrientes depende de vários fatores, mesmo que possam ser classificados em fatores próprios da matéria-prima, que por sua vez se classifica em fatores independentes do nutriente em questão (aminoácidos, fósforo, etc) e fatores próprios ao nutriente, e em fatores externos à matéria-prima, que principalmente se referem a condições de tratamentos ou processamentos industriais aplicados a matérias-primas, a fim de reduzir os fatores antinutricionais, melhorar a apresentação das matérias-primas ou modificar a digestibilidade dos nutrientes (Alonso e colaboradores, 2000; Abd El-Hady e Habiba, 2003; Duodu e colaboradores, 2003).

FATORES PRÓPRIOS DA MATÉRIA PRIMA:

"FATORES PRÓPRIOS DO NUTRIENTE"

Este ponto refere-se àquelas características próprias dos nutrientes, que dependem directamente do tipo e da quantidade de nutriente presente no ingreditente ou alimento, como pode ser o caso das glutelinas, que são proteínas de baixo peso molecular, mas com uma alta proporção de ligações dissulfeto (Paulis e Wall, 1971, citado por Lasztity, 1999). Enquanto estes factores interajam nas matérias-primas originais, o impacto e a importância destes pode ser aumentada dramaticamente devido a características de tratamento ou processamentos industriais aplicados aos ingredientes. Entre os fatores mais importantes estão:

1. Ligações dissulfeto cruzadas. Estas ligações ocorrem normalmente em proteínas com um elevado teor de aminoácidos contendo enxofre, contudo, é igualmente importante em alguns ingredientes, tais como o sorgo quando submetido a processamentos térmicos, situação que afecta significativamente a digestibilidade da proteína e dos aminoácidos, especialmente cisteína (Duodu et al, 2003).

2. Hidrofobicidade. Um exemplo são as proteínas hidrofóbicas, que são as mais inacessíveis ao ataque enzimático no trato digestivo. Um exemplo deste efeito é o caso prolaminas do sorgo (kafirinas) comparadas às prolaminas de milho (zeínas); as prolaminas de sorgo são mais hidrofóbicas, o quem vem sendo associado com uma menor digestibilidade, particularmente após processos de cozimento ou processamentos térmicos (Duodu et al, 2004).

fig

"FATORES INDEPENDENTES PARA NUTRIENTE"

Este grupo inclui aqueles que são diretamente dependentes da interação entre conteúdo do nutriente e diferentes frações do ingrediente. Esses fatores estão descritos a seguir:

1. A estrutura organizacional do grão. O grão ou sementes de oleaginosas apresentam diferentes frações com diferentes características e funções. Um grão pode ou não estar coberto por casca, que seguem, em localização, o pericarpo, endosperma e o gérmen. Cada uma das fracções apresentam não só diferentes associações e interações entre proteínas, carbohidratos e lípidos, mas também diferentes proporções e tipos de cada um destes componentes (Cassab, 1998; Waldron et al, 2003; Duodu et al, 2003).

2. Presença de substâncias tóxicas ou prejudiciais, como os inibidores de tripsina de soja, compostos polifenólicos, tais como taninos do sorgo ou gossipol na farinha de algodão (Nelson et al, 1975, Francis et al, 2001), etc.

3. Fitatos: o fósforo se armazena nos tecidos vegetais ligados a uma molécula de inositol, como mioinositol 1,2,3,4,5,6 fosfato hexaquis deshidrogenado. Os fitatos se encontram em forma livre, no caso são conhecidos como ácido fítico, ou formando complexos com sais de cálcio, magnésio ou potássio, onde são chamados fitinas (Plaami, 1997). Esta classe de compostos tem um efeito direto sobre a disponibilidade do fósforo em matérias-primas, em espécies não-ruminantes e mais acentuada nos animais jovens.

4. Componentes e composição das paredes celulares. Este ponto refere-se às interacções entre os carbohidratos das paredes celulares com proteínas ou lípidos, e a presença de carbohidratos solúveis, que pelas suas próprias características, resultam num aumento da viscosidade do conteúdo intestinal (Choct, 2002; Broz e Beardsworth, 2002). Existem em maior ou menor grau uma associação de proteínas e pericarpo ou paredes celulares presentes no endosperma, tanto em grãos como em sementes de leguminosas. Essas associações podem reduzir a digestibilidade da proteína e aminoácidos em duas formas, a primeira é dificultando o contato direto entre as proteínas do ingrediente com as enzimas digestivas, formando complexos indigestibles entre proteínas e carboidratos.

5. Amido ou conteúdo de carbohidratos redutores presente nos ingredientes. Há uma associação direta entre o amido e proteínas, principalmente a nível de endosperma e corpos protéicos glutelina presentes nas paredes celulares que cobrem os grânulos de amido. A digestibilidade dos corpos proteicos pode ser reduzida pela sua interação com o amido, e vice-versa. Esta interacção pode ser reduzida através da utilização de enzimas (alfa-amilase) ou aumentada no caso de tratamentos térmicos que promovam uma gelatinização do amido (Duodu et al, 2003), ou libertação de açúcares redutores em conjunto com altas temperaturas (Martínez Amezcua, 2005b).

6. Lípidos ou compostos derivados de lipídios, como por exemplo as saponinas (esteroides ou glucósidos triterpenoides). Estes compostos podem formar complexos com as proteínas. Esta associação afeta a digestibilidade da proteína, possivelmente bloqueando a ação das enzimas digestivas, no entanto, este efeito negativo da interação é estimado menor ao considerar que por outro lado, se reduz a toxicidade de saponina e seu efeito negativo sobre as enzimas digestivas como la ipase pancreática (Francis et al, 2001; Francis et al, 2002).

FATORES EXTERNOS DA MATÉRIA-PRIMA

Neste grupo estão principalmente as características dos processamentos industriais aplicados às matérias-primas de modo a modificar a apresentação da matéria-prima, separar as fracções e/ou reduzir a presença de factores anti-nutricionais (Wiryawan e Dingle, 1999; Alonso et al, 2000; Francis et al, 2001). Dentro dos tratamentos ou processamento mais comuns e usados para melhorar a digestibilidade ou reduzir o efeito negativo dos factores antinutricionais se encondo. Diversos estudos demonstraram a eficácia destas enzimas sobre os seus substratos específicos. A adição de fitase ao alimento (Ravindran 1995, Peter et al, 2001); provou sua eficácia liberando o fósforo dos fitatos, mas não sobre a digestibilidade de aminoácidos ou energia da dieta (Augspurger e Baker, 2004; Onyango et al , 2005; Martínez Amezcua 2005). Do mesmo modo a adição de enzimas específicas, tais como as ß-glucanasas ou combinação de enzimas tais como hemicelulases, xilanases, pentosanas e celulasas provaram ser eficazes para incrementar o valor energético e nutritivo da proteína daqueles cereais ou leguminosas que apresentem esse tipo de carbohidratos diferentes do amido, como mostrado na Tabela 1.

tab

3. Tratamento térmicos. O principal efeito do calor é desnaturalizar proteínas, no caso de leguminosas, a finalidade é desnaturar compostos antinutricionais tais como os inibidores da tripsina ou quimotripsina, lectinas e outros compostos sensíveis à temperatura.

Embora seja verdade que uma temperatura adequada destrói uma parte importante dos fatores anti-nutricionais mencionados, se suas condições são excessivas em temperatura ou tempo, mesmo em condições de pelotização como comenta MacCracken (2002), corremos o risco de afetar negativamente a digestibilidade da proteína e dos amino ácidos, especialmente de lisina, como mostrado em um trabalho de Ljokjel et al (2000) que avaliou a concentração e a digestibilidade verdadeira e fecal de farelo de soja e farinha de peixe submetidas a tratamentos térmicos adicionais em dietas para mincs.

Os efeitos prejudiciais de tratamentos térmicos excessivos podem existir devido a vários efeitos ou alterações na proteína, ou nos próprios aminoácidos individuais. Dentro das modificações mais importantes encontramos as seguintes:

a) Racemização e formação de isopéptidos. A transformação de L-aminoácidos a D-aminoácidos (Lewis e Baker, 1995; Vrese et ai, 2000,.. Duodu et al, 2004).

b) Mudanças na estrutura secundária da proteína. Tratamentos térmicos pode causar uma mudança na estrutura secundária das proteínas. Se observa principalmente uma mudança no arranjo de hélices alfa na estrutura laminar antiparalela ou estrutura Beta laminar (Duodu et al, 2004), com menor acesso às enzimas digestivas.

c) Formação de produtos de Maillard entre carboidratos redutores e o grupo amino epsilon da lisina (Wiryawan et al, 1999). A reação Maillard ocorre quando um composto redutor ou açúcar entra em contato com um grupo amino livre de aminoácidos livres, na mesma proteína em si ou com outros compostos com um grupo amino livre, tal como certas vitaminas do complexo B ( Horvat e Jakas, 2004).

RESUMO

Vários fatores afetam a digestibilidade das matérias-primas. Dentro do mais importantes se encontram aqueles relacionados à fatores próprios dos ingredientes, que são divididas em factores independentes do nutriente e fatores próprios ao nutriente para nutriente. Por outro lado, se apresentam os fatores externos ou independentes do ingrediente.

foto

Carlos Martínez Amezcua, PhD

Acompanhe
Clique e compartilhe