Comparando métodos de proteção da proteína de soja para bypass ruminal

Otimizar a utilização de proteínas em dietas de ruminantes requer uma consideração cuidadosa de como as fontes proteicas são processadas para minimizar a degradação ruminal e maximizar os aminoácidos disponíveis para absorção intestinal. Especificamente para a proteína de soja, uma valiosa fonte de aminoácidos essenciais, vários métodos de proteção visam alcançar o que é conhecido como proteína não degradável no rúmen (PNDR) ou proteína de bypass. A eficácia desses métodos vai além de simplesmente aumentar a PNDR; ela abrange a manutenção ou o suporte da digestibilidade intestinal e o fornecimento final de proteína metabolizável ao animal.

Cropenta Insight

Ao avaliar proteínas protegidas do rúmen, os formuladores frequentemente focam nos valores de PNDR, mas a digestibilidade intestinal é igualmente crucial. De acordo com a documentação do produto, um produto como Bypass Soy Protein MP, derivado de farelo de soja não OGM e melaço tratado via reação de Maillard controlada, demonstra uma alta PNDR calculada quando avaliado a uma taxa de passagem consistente, juntamente com digestibilidade intestinal quase completa desta PNDR. Este equilíbrio de proteção ruminal e alta digestibilidade intestinal é essencial para a entrega precisa de aminoácidos em dietas de ruminantes.

Compreendendo a cinética de degradação ruminal e a proteção

A cinética de degradação ruminal descreve como as proteínas dietéticas são quebradas por microrganismos do rúmen. Os parâmetros chave incluem a fração solúvel (S), a fração lavável mas insolúvel (W-S), a fração potencialmente degradável (D), a fração não degradável (U) e a taxa de degradação fracionada por hora (Kd) ^[1]. A degradação efetiva e a PNDR subsequente são calculadas a partir de D, Kd e uma taxa de passagem fracionada assumida (Kp), que é estimada a partir da ingestão e produção, não diretamente medida na técnica da sacola de nylon. É importante notar que os valores de PNDR são comparáveis apenas quando avaliados à mesma taxa de passagem assumida ^[2].

Vários métodos visam alterar essa cinética para proteger a proteína de soja da degradação ruminal extensiva. Estes incluem tratamento térmico, tratamentos químicos e reações com açúcares redutores. No entanto, o processamento excessivo pode ter efeitos prejudiciais, potencialmente diminuindo tanto a degradação ruminal quanto a digestibilidade intestinal subsequente ^[3].

Tratamentos térmicos e químicos para proteção ruminal

O tratamento térmico é uma abordagem comum para proteger proteínas. Ele pode alterar a estrutura proteica, tornando-a menos acessível às enzimas microbianas no rúmen. O grau de calor, duração e teor de umidade durante o processamento influenciam a extensão da proteção. Por exemplo, o processamento termomecânico, às vezes combinado com a facilitação enzimática, pode reduzir fatores antinutricionais e potencialmente contribuir para a digestibilidade dos nutrientes no farelo de soja ^[3]. No entanto, o impacto exato na degradação ruminal e na digestibilidade intestinal requer avaliação cuidadosa.

Tratamentos químicos, como os que envolvem lignossulfonatos, também têm sido empregados para proteger proteínas. Esses tratamentos visam criar complexos que resistem à quebra microbiana no rúmen. No entanto, a eficácia pode variar. Pesquisas sobre farelo de colza tratado com lignossulfonato, por exemplo, descobriram que, embora influenciasse a proteína não degradável no rúmen (UDP) em comparação com o farelo não tratado, o aumento foi substancialmente menor do que o frequentemente esperado ou declarado nas informações do produto ^[4]. Historicamente, o tratamento com formaldeído era usado para criar proteínas altamente resistentes, mas seu uso não é mais permitido devido a preocupações com resíduos e segurança.

Reação de Maillard na proteção da proteína de soja

Outra abordagem para proteger a proteína de soja envolve reações de Maillard controladas. Essa reação ocorre entre açúcares redutores (como glicose, frutose ou xilose) e grupos amino livres, particularmente o grupo épsilon-amino da lisina. Através de uma série de etapas envolvendo bases de Schiff e produtos de Amadori, melanoidinas são formadas. Quando controlado, esse processo pode tornar a proteína mais resistente aos microrganismos do rúmen, enquanto ainda permite que o ácido e as enzimas no abomaso e no intestino delgado liberem aminoácidos. No entanto, reações de Maillard excessivas podem levar à destruição da lisina reativa, afetando assim a digestibilidade geral e a palatabilidade ^[2].

Por exemplo, de acordo com a documentação do produto, Bypass Soy Protein MP, uma proteína protegida do rúmen derivada de farelo de soja não OGM, é produzida usando uma reação de Maillard controlada com açúcares redutores C5 e C6 selecionados de melaço tratado. Esse processo, projetado para controlar a distribuição de açúcar, penetração de temperatura, umidade, tempo de processamento e homogeneidade, visa criar melanoidinas que resistem à quebra microbiana no rúmen. Em seguida, a desnaturação ácida no abomaso e a subsequente digestão enzimática no intestino delgado são destinadas a liberar os aminoácidos ^[2].

Avaliando a digestibilidade intestinal e a proteína metabolizável

Uma alta porcentagem de PNDR por si só não garante valor nutricional; ela deve ser acoplada a uma digestibilidade intestinal adequada. A parcela da proteína não degradada no rúmen que é digerida no intestino delgado, medida, por exemplo, com a técnica da sacola de nylon móvel em vacas com cânulas duodenais, é um indicador crucial. Se a PNDR tem baixa digestibilidade intestinal, ela fornece pouca proteína utilizável ao animal. Por exemplo, a documentação do produto para Bypass Soy Protein MP relata uma PNDR calculada acima de 80% a uma taxa de passagem assumida de 6%/h, com a digestibilidade intestinal da proteína não degradada no rúmen relatada como próxima de 100% ^[2]. Essa avaliação abrangente, combinando tanto a porcentagem de PNDR quanto sua digestibilidade intestinal, fornece uma imagem mais precisa e holística da verdadeira contribuição nutricional da proteína para o fornecimento de proteína metabolizável do animal.

Sistemas de avaliação de proteína nutricional, como o sistema holandês DVE/OEB, o sistema alemão nXP/RNB, INRA PDI ou proteína metabolizável CNCPS, traduzem essas características de degradação e digestibilidade em valores de formulação. Esses sistemas ajudam a determinar a proteína digestível disponível para o animal e o balanço proteico do rúmen. Os valores diferem entre os sistemas e dependem da taxa de passagem assumida ^[2].

Desafios na medição e aplicação

É importante diferenciar entre métodos in-vitro e in-situ para avaliar a degradação proteica. Testes de degradação proteica in-vitro, que frequentemente usam métodos enzimáticos ou de fracionamento, podem se correlacionar mal com as medições in-situ realizadas em vacas fistuladas no rúmen. Essa discrepância é particularmente evidente para proteínas protegidas por calor e por Maillard, onde os métodos in-vitro podem superestimar a proteção ruminal em dezenas de pontos percentuais em comparação com as medições in-vivo. Consequentemente, os valores declarados com base em métodos in-vitro podem não ser comparáveis com os valores derivados in-situ ^[2].

A escolha do método de proteção ruminal para a proteína de soja influencia significativamente seu valor nutricional para o gado leiteiro. Métodos como reações de Maillard controladas visam equilibrar a resistência ruminal com a subsequente digestibilidade intestinal, contribuindo assim para o fornecimento de proteína metabolizável. Compreender os mecanismos específicos de proteção e seu impacto verificado na cinética de degradação ruminal e na digestibilidade intestinal dos aminoácidos é vital para formuladores que visam otimizar a utilização de proteínas em dietas de ruminantes ^[5].

Resumo técnico

Vários métodos protegem a proteína de soja da degradação ruminal, incluindo calor e reações de Maillard controladas, para influenciar seu fornecimento de proteína metabolizável a ruminantes. A proteção eficaz equilibra a resistência ruminal com alta digestibilidade intestinal da proteína não degradada. A avaliação desses métodos requer medições in-situ da cinética de degradação e da digestibilidade intestinal subsequente, pois os testes in-vitro podem superestimar a proteção, particularmente para proteínas tratadas por Maillard. A taxa de passagem assumida influencia os valores de PNDR, ressaltando a necessidade de metodologia consistente nas comparações.

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