Como proteínas protegidas no rúmen afetam a excreção de nitrogênio em vacas leiteiras

A otimização do tipo de proteína na ração de vacas leiteiras é uma consideração crítica para o manejo da excreção de nitrogênio. Ao ajustar o equilíbrio entre a proteína degradável no rúmen (PDR) e a proteína não degradável no rúmen (PNDR), os nutricionistas podem influenciar a quantidade de nitrogênio que as vacas excretam. Essa abordagem alavanca a fisiologia digestiva da vaca para aprimorar a utilização da proteína.

Cropenta Insight

Para formuladores de ingredientes para rações, focar na precisão da entrega de proteína é fundamental para gerenciar a excreção de nitrogênio de forma eficaz. A compreensão do impacto das nuances de vários métodos de proteção, tanto no desvio ruminal quanto na digestibilidade intestinal subsequente, fornece uma base científica para o desenvolvimento de rações que atendam às necessidades dos animais, suportem a utilização de nitrogênio e contribuam para um perfil proteico equilibrado.

Dinâmica da Proteína no Rúmen e Utilização de Nitrogênio

Vacas leiteiras necessitam de proteína dietética para a síntese de proteína microbiana no rúmen e para a absorção de aminoácidos no intestino delgado. A proteína degradável no rúmen (PDR) serve como a principal fonte de nitrogênio para os microrganismos ruminais, que então produzem proteína microbiana – uma fonte significativa de aminoácidos para a vaca ^[1]. Por outro lado, a proteína não degradável no rúmen (PNDR), também conhecida como proteína de escape, escapa da degradação ruminal e é digerida diretamente no intestino delgado.

Quando os níveis de proteína bruta na dieta excedem os requisitos para a síntese de proteína microbiana ou proteína metabolizável, o excesso de nitrogênio pode ser convertido em amônia no rúmen. Essa amônia é então absorvida, transportada para o fígado, convertida em ureia e subsequentemente excretada, principalmente na urina ^[1]. A excreção excessiva de nitrogênio urinário não apenas representa uma perda de proteína dietética, mas também indica uma eficiência de uso de nitrogênio subótima no animal leiteiro. Portanto, estratégias que aprimoram a utilização de proteínas são associadas à redução da produção de nitrogênio.

O Papel das Proteínas Protegidas no Rúmen

A proteção ruminal envolve o tratamento de fontes proteicas para reduzir sua degradação por microrganismos ruminais, permitindo que mais proteína alcance o intestino delgado para digestão e absorção ^[1]. Métodos comuns para proteção de proteínas incluem tratamento térmico e reações de Maillard controladas com açúcares redutores, juntamente com outras abordagens como o tratamento com lignossulfonato ^{[2, 3]}. O objetivo é equilibrar o desvio ruminal eficaz com boa digestibilidade intestinal; o excesso de processamento pode diminuir ambos.

Um estudo investigou os efeitos da suplementação de metionina protegida no rúmen na excreção de nitrogênio em vacas leiteiras lactantes ^[1]. Embora o foco principal fosse na metionina, o princípio mais amplo dos aminoácidos protegidos no rúmen, que são constituintes das proteínas protegidas no rúmen, é relevante. O estudo descobriu que a suplementação estratégica poderia influenciar a utilização de nutrientes, enfatizando o potencial da entrega direcionada de proteínas para afetar o balanço geral de nitrogênio. Os valores de degradação eficaz e PNDR são derivados de parâmetros como a fração solúvel (S), fração potencialmente degradável (D), taxa de degradação fracionária (Kd) e uma taxa de passagem fracionária assumida (Kp). Os valores de PNDR são comparáveis apenas quando avaliados à mesma taxa de passagem assumida ^{[2, 3]}.

Sabe-se que as reações de Maillard controladas criam melanoidinas que resistem à degradação microbiana no rúmen, mas permitem que o ácido e as enzimas no abomaso e no intestino delgado liberem aminoácidos. Por exemplo, de acordo com a documentação do produto ^[2], uma fonte proteica tratada específica apresentou uma PNDR calculada acima de 80% a uma taxa de passagem assumida de 6%/h, com digestibilidade intestinal da proteína não degradada no rúmen próxima de 100%. Este trabalho in vivo foi realizado por um instituto de pesquisa independente sob o protocolo in situ holandês.

Essas medições também foram realizadas in vivo por um instituto de pesquisa independente ^[3]. A documentação do produto para Bypass Soy Protein MP ^[2] e Bypass Rapeseed MP ^[3] cita essas medições in vivo independentes e observa que os testes de degradação proteica in vitro podem superestimar a proteção ruminal em comparação com as medições in vivo.

Impacto na Excreção de Nitrogênio

Ao aumentar o suprimento de proteína metabolizável para o intestino delgado através de proteínas protegidas no rúmen, as vacas leiteiras podem potencialmente utilizar o nitrogênio dietético de forma mais eficiente. Isso ocorre quando o suprimento de PNDR é balanceado com PDR adequada para a síntese de proteína microbiana ^[1]. Quando o equilíbrio é alcançado, menos nitrogênio está disponível no rúmen para conversão em amônia, reduzindo assim a quantidade de ureia sintetizada no fígado e subsequentemente excretada na urina. Esse mecanismo contribui para a eficiência do uso de proteínas ^[4].

A relação quantitativa entre os níveis de proteína protegida no rúmen e a excreção de nitrogênio urinário é complexa, influenciada por fatores como a ingestão total de ração, os níveis de produção de leite e a eficiência da síntese de proteína microbiana ^[1]. Estudos sugerem que uma melhor correspondência entre os suprimentos de nitrogênio e energia no rúmen pode contribuir ainda mais para a eficiência da utilização de proteínas ^[5]. No entanto, um estudo independente comparando farelos de colza tratados física e termicamente e tratados com lignossulfonato contra farelo de colza não tratado não observou diferenças significativas na produção de proteína do leite ou na eficiência do nitrogênio da ração, e observou que a proteína não degradada no rúmen (PNDR) medida para os farelos tratados foi menor do que os valores declarados ^[6]. Isso enfatiza a importância de medições in vivo robustas para uma avaliação precisa da proteína.

O objetivo é fornecer aminoácidos essenciais de forma eficiente para a vaca, minimizando a excreção de nitrogênio em excesso ^[1]. Essa abordagem se alinha aos sistemas de avaliação nutricional de proteínas, como o sistema holandês DVE/OEB, que consideram tanto a proteína digestível intestinal quanto o balanço proteico ruminal. Um valor de proteína digestível mais alto de PNDR, quando o balanço proteico ruminal é mantido próximo de zero, sugere uma utilização eficaz de proteínas ^{[2, 3]}.

Resumo técnico

Proteínas protegidas no rúmen podem contribuir para a redução da excreção de nitrogênio em vacas leiteiras ao aumentar o suprimento de aminoácidos disponíveis para digestão intestinal. Essa utilização aprimorada, quando a proteína não degradável no rúmen (PNDR) é balanceada com a proteína degradável no rúmen (PDR) para a síntese de proteína microbiana, pode diminuir quantitativamente a produção de nitrogênio na urina. Medições in vivo precisas de PNDR em taxas de passagem consistentes e digestibilidade intestinal são críticas para avaliar a eficácia do ingrediente.

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