Como parte da série de seminários on-line de pesquisa global da Trouw Nutrition, um webinar de download sob demanda, “Óxidos na produção pecuária:principais riscos e alternativas atuais para sua substituição completa, ”Destaca as principais preocupações associadas ao uso de fontes de óxido de minerais traço para complementar a ração alimentar - incluindo baixa solubilidade, variabilidade de alta qualidade e biodisponibilidade limitada no animal. Pesquisas que exploram a fabricação de minerais e o modo de ação no animal sugerem que esses problemas podem ser resolvidos usando fontes alternativas de minerais traço, em suplementos à base de hidroxicloreto, escreve Davi Brito De Araujo, minerais traço do gerente do programa regional, Trouw Nutrition.
As fontes de minerais residuais fornecem nutrientes necessários para o gado que, de outra forma, não fariam parte da dieta basal. A adição de nutrientes residuais, como zinco (Zn), manganês (Mn) e cobre (Cu), pode melhorar o desempenho das espécies de gado. Uma vez absorvido pelo animal, todos os metais residuais são usados da mesma maneira. Contudo, os minerais na ração só fornecem valor nutricional ao animal quando são absorvidos através da parede intestinal para a corrente sanguínea. Nesse estágio, o metabolismo do animal determina onde e como o traço de metal será usado. A fonte mineral é importante. Algumas fontes de minerais - como o óxido de zinco - são caracterizadas por baixos níveis de solubilidade e biodisponibilidade limitada, o que significa que eles entregam quantidades inconsistentes do metal aos animais.
As deficiências de minerais residuais podem fazer com que o animal não atinja seu desempenho máximo, embora fornecer muito do mineral pode levar à toxicidade subclínica. A incerteza quanto à quantidade de absorção de minerais que ocorre em um animal pode dificultar os esforços para formular dietas precisamente para atender às necessidades de animais específicos ou rebanhos e rebanhos.
Desenvolvimento de minerais traço
Inicialmente, minerais à base de óxidos foram adicionados às dietas para apoiar a produção animal. A nutrição mineral traço sofreu uma evolução. Na década de 1940, melhorias na produção de sulfato, processos de fabricação e qualidade, levou a que os sulfatos se tornassem uma alternativa preferida para a alimentação e nutrição do gado em comparação com os óxidos. Na década de 1970, oligoelementos orgânicos foram introduzidos para fornecer biodisponibilidade melhorada, homogeneidade e reatividade, pois a genética em mudança precisava de níveis mais elevados de minerais traço. Contudo, o alto custo dos oligoelementos orgânicos, juntamente com sua menor concentração de metais, muitas vezes significava que os produtores os usavam apenas para fornecer uma parte das necessidades minerais de seu gado.
Em meados da década de 1990, os minerais-traço de hidroxicloreto foram desenvolvidos para preencher a lacuna entre os tipos ineficientes de minerais-traço inorgânicos como óxidos e sulfatos e os minerais-traço orgânicos proibitivamente caros. A nova fonte mineral pretendia fornecer uma e substituição econômica para uso de minerais inorgânicos.
Uso de óxido de zinco e métodos de produção
Embora o óxido de zinco seja um mineral comum usado na alimentação animal, o composto inorgânico (ZnO) também está incluído em uma gama de outros produtos, como borrachas, plásticos, concreto, baterias, retardadores de fogo e pomadas. Não houve grandes mudanças no desempenho dos óxidos quando usados em rações, pois a indústria de rações não é o principal mercado para o produto mineral.
Por volume, a indústria da borracha é quem mais consome óxido de zinco anualmente. Mais de 50% do óxido de zinco gerado globalmente vai para a produção de produtos de borracha, pois o composto é insolúvel em água. De forma similar, a fabricação de concreto é responsável por cerca de 30% do óxido de zinco produzido. O uso de ração animal representa cerca de 8,2% do uso industrial anual de óxido de zinco. Em outras palavras, a alimentação animal não é o principal mercado para o óxido de zinco e o produto não foi desenvolvido para uso na alimentação animal.
Existem vários métodos de produção usados para gerar óxido de zinco - dois processos principais usados são o processo direto, também conhecido como processo americano, e o processo indireto, ou processo francês.
O processo de produção direta usa uma variedade de compostos que contêm zinco, também chamados de minérios de zinco. Os compostos são aquecidos para gerar vapores de metal que são oxidados pela combustão do ar para criar óxido de zinco. Contudo, porque o nível de zinco, outros metais e impurezas podem variar amplamente de acordo com o minério de zinco usado, o produto final tende a ter uma qualidade inferior ao óxido de zinco gerado pelo método indireto. No processo indireto, zinco metálico com pureza de 92-99% é fervido para gerar um vapor, que é então oxidado.
Variações e métodos de produção adicionais incluem o processo químico úmido, o método do subproduto do hidrossulfureto e o Processo Waelz. O processo Waelz tende a gerar óxido de zinco com altos níveis de impurezas, incluindo altos níveis de metais pesados. Apesar dessas preocupações, O processo Waelz é o método mais comum usado para gerar os oligoelementos destinados ao uso em rações ou pré-misturas de animais. A via produz óxido de zinco que tende a variar em cor, textura e granulometria. Ele também normalmente tem um valor de biodisponibilidade relativa reduzido (RBV).
Absorção e biodisponibilidade de zinco
Como os minerais traços de diferentes fontes têm uma gama de eficiências de absorção, eles fornecem diferentes níveis do mineral quando usados em rações para animais. Por exemplo, de acordo com o NRC Dairy 2001, quando fornecido no mesmo nível, o sulfato de cobre tem um coeficiente de absorção de 5%, enquanto o óxido de cobre está a 1%. De forma similar, o sulfato de zinco é absorvido em 20%, enquanto o óxido de zinco é cerca de 10%. Entre os diferentes tipos de minerais traço, óxidos são bem conhecidos por terem menor eficiência de absorção, Contudo, minerais à base de óxido continuam a ser usados provavelmente devido ao seu baixo preço.
Embora as diretrizes nutricionais para a formulação de rações forneçam a eficiência estimada das taxas de absorção de minerais traço, incluindo zinco e cobre, a taxa real de absorção e biodisponibilidade de oligoelementos à base de óxidos pode variar e pode ser difícil de prever. Além de resultados diferentes com base no produto, a absorção pode ser influenciada por fatores como espécies, genética, Gênero sexual, estado fisiológico, e idade animal.
Com o entendimento de que a biodisponibilidade de minerais vestigiais pode variar, uma equipe de pesquisadores da Universidade de Illinois elaborou uma série de estudos explorando a biodisponibilidade do zinco de fontes múltiplas. Os estudos avaliaram vários óxidos de zinco, sulfatos de zinco e suplementos de metal de zinco em comparação com uma curva de resposta gerada usando um sistema de alta qualidade, sulfato de zinco de grau analítico. O objetivo do projeto era determinar a biodisponibilidade relativa dos minerais traço e entender o quão baixa a biodisponibilidade relativa dos óxidos de zinco pode ser dentro do animal. O estudo descobriu que, em comparação com a curva padrão de biodisponibilidade do sulfato de zinco, a biodisponibilidade relativa do óxido de zinco pode variar muito. A faixa de biodisponibilidade relativa encontrada para os diferentes suplementos de óxido de zinco examinados levanta a questão sobre como precisamente os nutricionistas são capazes de calcular quanto do metal está disponível para uso animal.
Neste estudo, três ensaios analisaram o ganho de peso do gado e a fonte de óxido de zinco - mais uma vez em comparação com um analítico, ou grau superior, fonte de zinco. O primeiro ensaio encontrou uma gama de biodisponibilidade em fontes de óxido de zinco. O RBV para os minerais no teste variou muito - algumas fontes de óxido de zinco tiveram porcentagens de RBV de 41%, enquanto outros exibiram uma biodisponibilidade de 89% ou 97%. De forma similar, o segundo e o terceiro ensaios estabeleceram uma curva de regressão padrão relacionada à ingestão de zinco suplementar e analisaram diferentes formas de óxido de zinco, sulfato de zinco e zinco metálico. Embora a biodisponibilidade relativa para algumas fontes de óxido de zinco se aproxime dos resultados encontrados com o sulfato de zinco, outros foram muito mais baixos e próximos aos resultados encontrados com o uso de zinco metálico, que não é usado como suplemento na alimentação animal. A variação geral mostrou produtos apresentando valores de biodisponibilidade relativa de 39% a 93%.
A forma como o óxido de zinco é feito pode influenciar muito a biodisponibilidade do metal traço no suplemento dentro do animal. O óxido de zinco produzido através do processo Waelz pode apresentar grande variação na biodisponibilidade relativa, o que torna mais difícil formular uma ração nutricionalmente completa. De acordo com o estudo anterior, as fontes de ZnO com menor RBV foram originadas do processo Waelz. Trouw Nutrition conduziu um grande estudo com o PARC Institute olhando para o uso de uma seleção de óxidos de zinco, de 18 fornecedores diferentes em vários países e fabricados usando vários processos. No julgamento, algumas fontes de zinco tiveram um RBV inferior a 40%, enquanto outros estavam perto de 60%. Contudo, o óxido de zinco de melhor qualidade tende a ser mais caro e tende a ser usado com mais frequência em áreas como a indústria farmacêutica do que na alimentação animal.
Uma equipe de pesquisa da Universidade da Flórida, explorou a solubilidade e o uso de minerais inorgânicos de zinco quando aplicados com ruminantes. Os pesquisadores descobriram que o zinco à base de sulfato era solúvel em uma variedade de solventes, no entanto, o zinco à base de óxido não se dissociou na água, e apenas parcialmente dissociado em tampões de pH muito mais baixos, como ácido cítrico a 2% e HCl 0,12 N. Ao fornecer minerais para o gado, o tempo de entrega do mineral influencia a absorção. Se os minerais são solúveis muito cedo, que é o caso das fontes de sulfato, eles não alcançam os locais de absorção completamente, devido a inúmeras interações com outros metais e antagonistas presentes na digesta. Se eles não forem solúveis o suficiente, que é o caso dos óxidos, eles não são absorvidos por um animal quando o metal atinge os locais de absorção no intestino delgado de forma livre. Depois de conduzir uma regressão linear explorando a quantidade de zinco nos tecidos animais, os pesquisadores descobriram que o óxido de zinco de grau de alimentação teve uma alta variação no RBV quando comparado aos sulfatos, em termos de quanto estava presente em diferentes órgãos e tecidos como o rim, pâncreas e fígado.
Solubilidade e estabilidade do zinco
Pesquisas adicionais focaram na solubilidade de diferentes formas de minerais de zinco e se eles se dissociaram no trato gastrointestinal - onde precisariam ser absorvidos para entrar na corrente sanguínea. Pesquisadores da Trouw Nutrition Masterlab na Holanda, examinou o óxido de zinco de diferentes fornecedores e produzido em vários países diferentes, e comparou os resultados de solubilidade com o mineral-traço de hidroxicloreto Selko® IntelliBond® Z. Todos os minerais-traço foram expostos a um tampão ácido de pH 2,0. Os pesquisadores descobriram que 100% do mineral à base de hidroxicloreto era solúvel nos primeiros 20 minutos. Contudo, nenhum dos quatro suplementos de óxido de zinco jamais se dissociou completamente quando exposto a um pH de 2. Dois tipos de aditivo de óxido de zinco atingiram um pico de solubilidade de 80 ou 90% após cerca de 2 horas. Versões adicionais do mineral-traço à base de óxido examinadas levaram quatro horas para disponibilizar cerca de 60% do mineral. Essa falta de solubilidade tem um impacto tremendo na quantidade de zinco que pode ser absorvida pelo animal.
Ensaios de óxido de zinco e IntelliBond
Em um ensaio de alimentação em larga escala feito no Reino Unido, olhando para o uso e função de minerais-traço, 1, 080 frangos de corte machos receberam uma das duas dietas por 35 dias. A primeira dieta incluiu 15ppm de sulfato de cobre e 80ppm de óxido de zinco e a segunda dieta incluiu 15ppm de cobre de IntelliBond C e 80ppm de zinco de IntelliBond Z. As aves foram pesadas nos dias 0, 10, 21, 28 e 35. Amostras de músculo e sangue foram coletadas no dia 28 para verificar a expressão gênica e os níveis de marcadores de resposta ao estresse presentes no plasma sanguíneo. As aves que receberam a dieta com minerais inorgânicos reduziram o ganho de peso, consumo de ração e desempenho geral em comparação com aqueles que receberam suplementos minerais à base de hidroxicloreto. Adicionalmente, pássaros recebendo os minerais-traço à base de hidroxila tiveram quantidades reduzidas de marcadores de estresse oxidativo em seu sangue.
Um segundo estudo avícola em galinhas poedeiras foi conduzido na Texas A&M University. No julgamento, 506 poedeiras receberam uma das duas dietas por 51 semanas. Os tratamentos incluíram uma alimentação com 80ppm de zinco e 60ppm de manganês de fontes de óxido, e uma segunda dieta com 80 ppm de zinco e 60 ppm de manganês, de IntelliBond Z e InteliBond M, respectivamente. As camadas foram avaliadas na produção de ovos, conversão alimentar de ovo, resistência e espessura da casca. Camadas tratadas com IntelliBond tiveram uma taxa de colocação mais alta, melhorou a conversão alimentar de ovos e produziu cascas de ovos mais espessas em comparação com as camadas que receberam os minerais-traço à base de óxido.
Adicionalmente, em um estudo canadense analisando a produção de suínos, 400 porcos receberam uma das duas dietas por 56 dias. As dietas incluíam 125 ppm de cobre de IntelliBond C e 125 ppm de zinco de óxido de zinco, ou 125 ppm de cobre e 125 ppm de zinco, do IntelliBond C e Z. Os porcos foram pesados no início e no final do ensaio. No final do período de alimentação, os porcos que receberam dietas baseadas em IntelliBond eram mais pesados e tiveram uma taxa de mortalidade ligeiramente mais baixa do que os suínos suplementados com a combinação de IntelliBond C e ZnO. De forma similar, porcos com suplementos IntelliBond completos experimentaram menos variação de peso em todo o grupo do que aqueles com outra dieta.
Seleção de oligoelementos para uso em rações
Geral, o exame de fontes de minerais residuais descobriu que diferentes tipos de óxido de zinco de grau de alimentação podem variar em características químicas e físicas, enquanto fornece vários níveis de biodisponibilidade. Além disso, os múltiplos processos e métodos usados para gerar óxido de zinco tornam a previsão de quanto do zinco metálico estará disponível para o gado menos precisa e mais complicada. Alguns métodos de fabricação - como o processo Waelz comumente usado - parecem gerar óxido de zinco com mais variação e menor biodisponibilidade em comparação com o óxido de zinco fabricado de outras maneiras.
Mudar o fornecedor de um oligoelemento ou o tipo de óxido de zinco usado na ração ou pré-misturas pode influenciar muito o desempenho animal e os resultados com base na quantidade de variação entre os oligoelementos de óxido de zinco. Descobriu-se que a troca do óxido de zinco por um mineral de traço de zinco hidroxicloreto melhora o desempenho animal. O hidroxicloreto de zinco fornece uma solução mais estável, forma previsível e biodisponível do mineral traço do que o óxido de zinco ou outras formas de zinco inorgânico. Trouw Nutrition e parceiros de pesquisa universitários avaliaram os minerais traço IntelliBond. A pesquisa no IntelliBond se reflete em mais de 200 estudos, incluindo frangos, leitões, crescer-finalizadores, bezerros, novilhos de corte e vacas leiteiras.
“Diferentes fontes de óxido de zinco de grau de alimentação são bastante variáveis em qualidade e aparência, que inclui cor e textura, também solubilidade, conteúdo de zinco, biodisponibilidade, impurezas e também metais de processamento. O processo de fabricação distinto e também o subprocesso torna a previsão dos resultados de óxido de zinco ainda mais complexa, ”Diz Davi Brito De Araujo, gerente global do programa de minerais traço, Trouw Nutrition. “Substituir a quantidade de óxido de zinco por hidroxicloreto de zinco pode apoiar a garantia de qualidade e também os resultados de desempenho animal. A pesquisa mostra que o hidroxicloreto de zinco oferece muito mais estabilidade, segurança, biodisponibilidade, e resultados de desempenho do que o óxido de zinco e outras fontes inorgânicas de zinco. ”
