Utilização de gordura na nutrição animal Prof Dr Sebastião Aparecido Borges Universidade Tuiuti PR BSA Assessoria Agropecuária

Matéria seca Água Matérias minerais Cinzas Matéria orgânica Macro-elementos Oligoelementos Cloretos, Fosfatos, Sulfatos, Carbonatos de Cálcio, Sódio, Potássio, Silício Cobre, Zinco, Manganês, Cobalto, Ferro, Iodo, Selênio... Matérias hidrocarbonadas (Constituídas de C, H, O) Matérias nitrogenadas totais (Constituídas de C, H, O, N) Vitaminas Matérias graxas (Lipídios) Celulose Hemicelulose Lignina (Glicidios de Membrana Nitrogênio solúvel Proteínas Lipossolúveis A, D, E, K Hidrossolúveis B, C Pectinas) Amido Amoníaco Aminas Aminoácidos Peptidios 12 à 14 % 5 à 16 % 2 à 8 % 13 à 24% 2 à 7 % COMPOSIÇÃO BIOQUÍMICA DE UM ALIMENTO Fontes Glicídios INTRODUÇÃO FB Extrato etéreo

Óleos e Gorduras São constituintes naturais dos ingredientes usados nas rações Podem ser adicionados para ajustar os níveis energéticos Animais de alta performance > necessidades nutricionais Fontes de ácidos graxos essenciais no metabolismo animal INTRODUÇÃO

Óleos e Gorduras (Lipídios): conceitos Grupo de substâncias químicas heterogêneas insolúveis em água e solúveis em solventes orgânicos como clorofórmio, éter de petróleo ou álcoois (Hyvonen, 1996) Os termos óleos e gorduras referem-se a uma classe específica de lipídios responsáveis pela estocagem de energia em animais e vegetais (Nelson e Cox, 2000) Diferença básica entre óleos e gorduras está na forma física a temperatura ambiente: líquida para óleos e sólida ou pastosa para gorduras (Dziezak, 1989) INTRODUÇÃO

Componentes dos Óleos e Gorduras (Lipídios) Componentes maiores: triglicerídios Componentes menores: diglicerídios, monoglicerídios, ácidos graxos livres, fosfolipídios, esterois, ceras, colesterol e vitaminas lipossolúveis (Gunstone, 1994) Lipídio presente em maior quantidade no organismo animal TRIGLICERÍDIO Característica química: INTRODUÇÃO Um álcool Ao qual se ligam 3 ácidos graxos

Ácidos graxos Principais constituintes dos lipídios, conferindo suas propriedades gerais Característica: Os AG essenciais são poliinsaturados Cadeia saturada ou insaturada; linear, cíclica ou ramificada; número par ou ímpar de C; INTRODUÇÃO

Ácidos graxos Os AG com menos de 10 C são líquidos, hidrossolúveis e saturados Os AG de 2 a 6 C – ácidos graxos voláteis AGV – acético-2C; propiônico-3C; butírico-4C; valérico-5C; isovalérico-6C Os AG de 12 a 24 C saturados são sólidos em temperatura ambiente e os insaturados são líquidos oleosos Temperatura ambiente (22 o C): Gordura = triglicerídeos sólidos, semi-sólidos = AG saturados cadeia longa Óleos = triglicerídeos líquidos = AG insaturados INTRODUÇÃO

Alguns ácidos graxos de ocorrência natural SímboloEstruturaNome Comum (Ácido...) P.F.* ( o C) Ácidos graxos saturados de cadeia curta 4:0CH 3 (CH 2 ) 2 COOHButírico-8,0 6:0CH 3 (CH 2 ) 4 COOHCapróico-3,0 Ácidos graxos saturados de cadeia média 8:0CH 3 (CH 2 ) 6 COOHCaprílico17,0 10:0CH 3 (CH 2 ) 8 COOHCáprico31,0 12:0CH 3 (CH 2 ) 10 COOHLáurico44,2 Ácidos graxos saturados de cadeia longa 14:0CH 3 (CH 2 ) 12 COOHMirístico53,9 16:0CH 3 (CH 2 ) 14 COOHPalmítico63,1 18:0CH 3 (CH 2 ) 16 COOHEsteárico69,6 20:0CH 3 (CH 2 ) 18 COOHAraquídico76,5 24:0CH 3 (CH 2 ) 22 COOHLignocérico86,0 Ácidos Graxos Não-Saturados 16:1CH 3 (CH 2 ) 5 CH=CH(CH 2 ) 7 COOHPalmitoléico -0,5 18:1CH 3 (CH 2 ) 7 CH=CH(CH 2 ) 7 COOHOléico13,4 18:2CH 3 (CH 2 ) 4 CH=CHCH 2 CH=CH(CH 2 ) 7 COOHLinoléico -5,0 18:3CH 3 CH 2 CH(=CHCH 2 CH) 2 =CH(CH 2 ) 7 COOHLinolênico-11,0 20:4CH 3 (CH 2 ) 4 (CH=CHCH 2 ) 3 CH=CH(CH 2 ) 3 COOHAraquidônico-49,5 20:5(EPA -  3)Eicosapentanóico-50,0 22:6(DHA -  6)Docosahexaenóico-50,0 Lehninger (1980); Jefo (1999). * P.F.: Ponto de fusão

Ácidos graxos essenciais AGE = linolênico, linoléico e araquidônico AGE nutricionalmente = linoléico AGE metabolicamente = araquidônico AG araquidônico sintetizado através do linoléico INTRODUÇÃO

Cadeia de biosíntese das séries Ômega 3 e Ômega 6 Série  -3 Ácido  linolênico (LNA) C18:3  -3 C18:4  -3 C20:4  -3 C20:5  -3 Ácidoecosapentenóico(EPA) C22:5  -3 Ácidodocosaenóico(DHA) C22:6  -3 Conversão dos ác. graxos polinsaturados superiores em ecosanóides PG : Prostaglandinas - LT :Leucotrinas - TX :Tromboxanas Série  -6 Ácido linoléico (LA) C18:2  -6 C18:3  -6 C20:3  -6 C20:4  -6 ÁcidoAraquidônico (AA) C22:4  -6 Acide docopentaenóico (DPA) C22:5  -6 PG LT TX  desaturase  de  deesaturase INTRODUÇÃO Desaturação = adição de duplas ligações Elongação = adição de 2 C na cadeia (Watkins, 1991) Ecosanóides: regulam (crescimento, lactação, reprodução, sistema imune, inflamações).

Integridade e permeabilidade da membrana Desenvolvimento dos embriões As prostaglandinas tem ação sobre o aparelho genital e sobre as funções celulares Efeito anti agregação de plaquetas sangüíneas Processos anti-inflamatórios : AGPI = vasodilatador Melhora atividade de leucócitos e celulas reguladoras da função imune EPA e DHA - O aumento de imunidade e da resistência não específica foi observada quando  -6 /  -3 decrescem (Volgarev, 1993). O interesse das séries Ômega 3 e Ômega 6 INTRODUÇÃO

Deficiência de Ácidos graxos essenciais Queda de desempenho: ganho de peso, produção de ovos e leite Problemas de reprodução: ovulação, mortalidade embrionária Alterações no desenvolvimento das características sexuais em machos Aumento da permeabilidade da pele e membrana celular Dificuldade de cicatrização de feridas Queda da resposta imunológica; menor resistência às doenças Aumento do tamanho e no conteúdo de gordura no fígado Deficiência de AGE – armazenamento da ração, ausência de antioxidante, rancificação, oxidação dos AGE e vit D e E INTRODUÇÃO

Composição em ácidos graxos de diferentes óleos e gorduras importantes Ácido graxoOleo de sojaOleo de cocoOleo de palmaGordura porcoGordura bovina C4:0Butirico C6:0Caproico-0, C8:0Caprilico ,02 C10:0Caprico ,25 0,22 C12:0Laurico ,5 0-0,250,44 C14:0Miristico , ,05 C16:0Palmitico ,01 C16:1Palmitoleico--0-0, ,24 C18:0Estearico ,07 C18:1Oleico ,21 C18:2Linoleico C18:3Linolenico , ,51,65 C20:0Aracdico0-0, ,50,06 C20:1Aracdonico0-0, ,86 C22:0DHA0-0,5- --0,59 INSATURADO ,34 SATURADO ,66

Funções Nas células: reserva energética (tecido adiposo) e estrutural (membrana celular lipoprotéica) Fontes de ácidos graxos essenciais Precursores de substâncias essenciais à vida (prostaglandinas, esteróides, hormônios...) Auxiliam na absorção de vitaminas e outras substâncias lipossolúveis FUNÇÕES DOS LIPÍDEOS

Funções Isolante térmico, proteção órgãos Quando metabolizados pela célula fornecem 2,25 vezes mais energia que os carboidratos Marmorização da carne interpondo-se entre fibras musculares tornando-se macia e apetecível Melhora a aceitação de rações pulverulentas FUNÇÕES DOS LIPÍDEOS

Fonte de energia para animais Energia Bruta: valores médios (kcal/kg) Carboidratos:4.150 Proteínas:5.650 Gorduras:9.400 (CHO x 2,25) FUNÇÕES DOS LIPÍDEOS

A digestão ocorre a partir do duodeno pela ação da lipase, colipase e sais biliares DIGESTÃO E ABSORÇÃO LIPÍDEOS

As micelas se aproximam das microvilosidades e seus elementos são absorvidos pelos enterócitos com a participação da proteína ligadora de ácidos graxos (FABP) Ácidos graxos livres e monoglicerídios são ressintetizados a triglicerídios e com Vit e ésteres de colesterol, são incorporados às apoproteínas, formando os quilomicrons, levados pela circulação portal DIGESTÃO E ABSORÇÃO LIPÍDEOS

Digestibilidade da gordura em frangos de diferentes idades DIGESTÃO E ABSORÇÃO LIPÍDEOS Idade (semanas) Digestibilidade Óleo vegetal* Sebo bovino 1 85,20 b 41,00 b ,35 a 71,00 a *Foram utilizados óleo de soja e óleo de milho, segundo cada autor Fonte: adaptado de Carew et al. (1972) e Mossab et al. (2000). Idade X Fonte

Relação entre idades e valores de energia metabolizável aparente corrigida para nitrogênio (EMAn) das gorduras para frangos Fonte: adaptado de Menten et al. (2003). DIGESTÃO E ABSORÇÃO LIPÍDEOS Idade X Fonte

Digestibilidade de várias fontes de gordura para leitões de diferentes idades Fonte: adaptado de Frobish et al. (1970). DIGESTÃO E ABSORÇÃO LIPÍDEOS Idade X Fonte

Efeito do comprimento cadeia carbônica sobre a digestibilidade em suínos de diferentes idades DIGESTÃO E ABSORÇÃO LIPÍDEOS Idade X Comprimento da cadeia

Na fase inicial a reduzida absorção de gordura parece ser causada pela baixa produção de lipase pancreática e sais biliares A adição de ácido cólico, quenodesoxicólico e taurocolato aumentam a absorção de sebo bovino em frangos (Gomez e Polin, 1976) A secreção de sais biliares aumenta 10 vezes no período de 4 a 21 dias de idade em frangos e de lipase 20 vezes (Noy e Sklan, 1995) A concentração de lipase é 5 vezes menor em relação a amilase e tripsina aos 7 dias de idade (Noy e Sklan, 1995) DIGESTÃO E ABSORÇÃO LIPÍDEOS

Variação da digestibilidade de algumas fontes de gordura com o aumento de ácidos graxos livres (AGL) em relação aos triglicerídios (TG) Fonte: adaptado de Wiseman e Salvador (1991). DIGESTÃO E ABSORÇÃO LIPÍDEOS Relação TG/AGL

Mistura de ácidos graxos insaturados aumenta a absorção de ácido palmítico e esteárico (Renner e Hill, 1961) O ácido oléico favorece absorção de palmítico (Garret e Young, 1975) DIGESTÃO E ABSORÇÃO LIPÍDEOS Relação AG insaturado / AG saturado

Energia Metabolizável Suínos (kcal/kg) Energia Metabolizável Aves (kcal/kg) NDT Óleo de Soja Óleo de Frango Sebo Bovino Banha Suína Ácidos Graxos Óleo de canola Óleo de milho Óleo de coco Gord protegia Fonte : Adaptado de Rostagno et al. (2005); Borges (2005) Valores energéticos de óleos e gorduras VALOR NUTRICIONAL

Valores energéticos de óleos e gorduras VALOR NUTRICIONAL Fatores que influenciam na determinação da energia de óleos e gorduras Nível de inclusão nas dietas Tipo de dieta utilizada Idade do animal Ambiente Genética e Sexo Sanidade

Valores energéticos de óleos e gorduras VALOR NUTRICIONAL Valores de EM determinados por diferentes pesquisadores variando o nível de inclusão de sebo bovino na dieta e a idade das aves AutoresIdade (semanas)Inclusão (%)EM (kcal/kg) Young et al Young et al Sibbald et al Sibbald et al Artman NRC * Rostagno et al * Há vários outros valores atribuídos ao sebo dependendo de sua composição nas tabelas do NRC

QUALIDADE E VALOR NUTRICIONAL Avaliação de óleos e gorduras A preocupação com a qualidade e estabilidade de óleos e gorduras deve estar sempre presente Óleos e gorduras, particularmente os compostos por ácidos graxos insaturados são altamente suscetíveis à oxidação A rancidez oxidativa ou peroxidação lipídica é a principal causa da perda de qualidade do alimento ou da ração (Scott, 1982)

Avaliação de óleos e gorduras Análises sensoriais Aspecto, odor, cor, contaminantes, sabor ?? Análise subjetiva – comparar com padrão do laboratório QUALIDADE E VALOR NUTRICIONAL

Avaliação de óleos e gorduras Análises químicas Umidade – avalia presença de água (< 1%) Água acelera o processo de oxidação Total de AG – avalia o total de lipídeos presentes na amostra Quanto menor o valor encontrado menor será o valor energético Ácidos Graxos Livres – determina o percentual de AGL na amostra Umidade e calor provoca quebra do triglicerídeo Minerais aceleram esse processo QUALIDADE E VALOR NUTRICIONAL

Índice de iodo O Iodo Liga-se às duplas ligações Qtde de Iodo em g fixada por 100 g de ácido graxo Indica grau de saturação Avaliação de óleos e gorduras QUALIDADE E VALOR NUTRICIONAL

Processo de hidrólise de um triglicerídeo (óleo ou gordura) com liberação de um ácido graxo livre Glicerol Ácido Graxo livre CH 2 CH CH 2 AGL possuem menor valor energético que o triglicerídeo Avaliação de óleos e gorduras QUALIDADE E VALOR NUTRICIONAL

Avaliação de óleos e gorduras O resultado da oxidação de óleos e gorduras é a formação de radicais peróxidos Processo de oxidação é caracterizado por uma sequência de reações em cadeia induzidas por radicais livres Dependente: composição de AG, grau de insaturação, pressão de oxigênio, temperatura, luz, umidade, metais (Cu, Fe, Mn) QUALIDADE E VALOR NUTRICIONAL Rancificação oxidativa: ácidos graxos insaturados, vit e pigmentos, formando peróxidos e outros produtos secundários

Avaliação de óleos e gorduras Hidrólise das gorduras Formação de peróxidos Degradação de AG, vit A, D, E, K Degradação de AG formando: Malonaldeído, aldeídos, ácidos graxos cíclicos, cetonas, álcoois, hidrocarbonetos, etc.... Alteração de sabor, aroma, cor, textura Redução do valor nutricional da gordura QUALIDADE E VALOR NUTRICIONAL

Concentração de peróxidos e aldeídos no processo de oxidação de óleos e gorduras Inicialmente há elevação na concentração de peróxidos. Peróxidos são instáveis, se decompõem em produtos intermediários (aldeídos, álcools, cetonas e hidrocarbonetos). A concentração de aldeídos cresce lentamente atingindo níveis elevados no final do processo de oxidação. QUALIDADE E VALOR NUTRICIONAL

Impacto da qualidade do óleo de vísceras sobre energia metabolizável (Kcal/kg) para aves Fonte: adaptado de Racanicci et al. (2003) Óleo frescoÓleo oxidado Acidez, mgNaOH/g 1,494,24 Absortividade 232 nm 4,6418,54 Absortividade 232 nm 0,473,76 QUALIDADE E VALOR NUTRICIONAL

AnáliseÓleo de sojaÓleo de vísceras Sebo bovinoÓleo de peixes Ácido graxo Umidade a 105 C % < 0,5< 1 < 3 AG totais % Acidez em Ac Oleico % < 3...5< < 1,5< 1,5...? Indice peróxido mEq/1000g < 3...8< 5...8< < 5...? Impurezas %< 1,5 ?? Indice de iodo Padrão para controle de qualidade dos diferentes óleos e gorduras

Antioxidantes Antioxidantes são substâncias que retardam ou previnem a oxidação do “substrato” Mecanismo de ação: interrompe a cadeia de reações; eliminação do oxigênio do meio; interrupção da fase de iniciação (Robey, 1994; Adams, 1999) Quebra da cadeia de reações: interceptam radicais livres no processo oxidativo Tocoferois, óleos essenciais (orégano, alecrim), BHT, BHA, propil galato Supressão do oxigênio: reagem diretamente com o O 2 retirando-o do sistema Ácido ascórbico e ascorbil palmitato Interrupção da fase de iniciação: quelatando íons que catalisam a oxidação Ácido cítrico e fosfórico QUALIDADE E VALOR NUTRICIONAL

Vantagens do uso de óleos e gorduras Atender requerimento nutricional Melhora palatabilidade Melhora conversão alimentar Controla poeira em Fábricas Melhora a aparência das rações Menor desgaste de equipamentos CONSIDERAÇÕES FINAIS

Desvantagens do uso de óleos e gorduras Custo Necessidade de equipamentos Oscilações de qualidade CONSIDERAÇÕES FINAIS

A utilização de óleos e gorduras depende da qualidade, concentração de AG, idade do animal e relação custo/beneficio. CONSIDERAÇÕES FINAIS