por Dominique P Bureau, Professor, Departamento de Biociências Animais, Universidade de Guelph A produção rentável de alimentos para animais que satisfaçam tanto as necessidades nutricionais dos animais como os objectivos específicos de produção depende da definição precisa de especificações alimentares ideais com base em nutrientes digeríveis ou biodisponíveis. Também requer a caracterização precisa da composição nutricional e da digestibilidade dos recursos alimentares utilizados na formulação.
Nossa pesquisa na Universidade de Guelph mostrou consistentemente que a digestibilidade de proteínas e aminoácidos pode variar acentuadamente entre diferentes tipos de ingredientes e até mesmo entre lotes do mesmo ingrediente. Na década de 1990, documentámos uma variabilidade significativa na digestibilidade das proteínas e na biodisponibilidade dos aminoácidos na truta arco-íris quando alimentada com diferentes lotes dos mesmos ingredientes alimentares. Trabalhos mais recentes com peixes e camarões confirmam que esta variabilidade persiste entre espécies e origens geográficas.
Colaborações com o Centro de Pesquisa APOTEC (cidade de Ho Chi Minh, Vietnã), Wittaya Aqua e o Laboratório de Pesquisa em Nutrição de Peixes da Universidade de Guelph revelaram diferenças de 5 a 15% na digestibilidade da proteína bruta e dos aminoácidos essenciais entre farelos de soja (SBM), farinhas de carne e ossos (MBM) e grãos de destilaria secos e solúveis de milho (DDGS) de diferentes origens na tilápia do Nilo e no camarão branco do Pacífico (Tabela 1). Ensaios de crescimento com os mesmos ingredientes mostraram que variações na digestibilidade aparente se traduziram em diferenças mensuráveis na biodisponibilidade de aminoácidos, conforme demonstrado por fortes correlações entre os níveis de aminoácidos digestíveis nas dietas e o ganho de proteína (Figura 1). Essas descobertas ressaltam a importância econômica da seleção de lotes de ingredientes, conforme ilustrado por uma simulação dos custos de produção de tilápia usando SBM de diversas origens (Tabela 2).
A causa das diferenças de digestibilidade entre ingredientes semelhantes permanece obscura, mas tanto a origem da matéria-prima como as condições de processamento estão implicadas. O processamento térmico – secagem, cozimento ou torragem – é fundamental para muitos ingredientes de rações, e o tratamento térmico é um provável impulsionador da variação de digestibilidade observada. A exposição ao calor pode desencadear uma série de alterações químicas, coletivamente denominadas “danos causados pelo calor”, incluindo oxidação de proteínas, pirólise, racemização de aminoácidos, reações de Maillard e reticulação de aminoácidos. Embora estas reações tenham sido estudadas sob condições laboratoriais controladas, suas contribuições relativas e efeitos combinados em ingredientes comerciais para rações não são bem compreendidos.
As reações de Maillard recebem atenção especial porque ocorrem em temperaturas elevadas e envolvem grupos amino reagindo com açúcares redutores. A lisina é o aminoácido mais suscetível, seguida pela arginina. A lisina reativa é, portanto, usada como um indicador da intensidade da reação de Maillard, e ensaios recentes permitem agora a quantificação dos produtos da reação de Maillard.
Contudo, as reações de Maillard representam apenas parte do quadro. O calor também pode causar reticulação de proteínas, formando compostos como lisinoalanina (LAL), histidinoalanina (HAL) e lantionina (LAN). Esses aminoácidos reticulados podem criar peptídeos resistentes à digestão enzimática, mesmo que permaneçam solúveis e pareçam digeríveis in vitro. Jahanbin et al. (2021) mostraram que temperaturas de processamento mais elevadas reduziram as concentrações de aminoácidos essenciais, ao mesmo tempo que aumentaram os aminoácidos reticulados. Dado que estes péptidos podem não ser absorvidos ou utilizados pelos animais, o valor nutritivo das proteínas afectadas é diminuído. A avaliação direta da biodisponibilidade de aminoácidos é, portanto, essencial, mas normalmente é muito complexa, cara e demorada para uso rotineiro na indústria.
Avaliar a extensão dos danos causados pelo calor e as suas consequências nutricionais continua a ser um desafio. Os métodos padrão de controle de qualidade — como a análise rotineira de aminoácidos — não detectam resíduos danificados ou reticulados. Ensaios in vitro comuns, incluindo o teste de degradabilidade da pepsina-HCl, diferenciam mal ingredientes com danos térmicos variados. Técnicas emergentes – ensaios de digestibilidade pH-stat, espectroscopia Raman ou medição direta de marcadores de danos causados pelo calor – mostram-se promissoras, mas ainda não são validadas ou práticas para uso rotineiro.
A espectroscopia no infravermelho próximo (NIRS) é a ferramenta de CQ mais amplamente utilizada na indústria de rações, mas sua capacidade de prever o valor nutritivo de ingredientes danificados pelo calor é limitada sem calibrações robustas e específicas para cada ingrediente. O desenvolvimento de tais calibrações exigiria um grande esforço para levar em conta as complexas mudanças químicas associadas aos danos causados pelo calor. Consequentemente, a indústria de rações carece atualmente de ferramentas rápidas, confiáveis e práticas para avaliar o impacto dos danos causados pelo calor na qualidade dos ingredientes. Essas ferramentas permitiriam aos fabricantes estimar com maior precisão o teor de aminoácidos digeríveis e biodisponíveis de diferentes lotes, melhorando a precisão da formulação e a relação custo-eficácia.
Wittaya Aqua, APOTEC e o Laboratório de Pesquisa em Nutrição de Peixes da Universidade de Guelph estão ativamente pesquisando sobre este tema com o apoio do Conselho de Exportação de Soja dos Estados Unidos (USSEC) e outros parceiros. Prevemos progressos significativos nos próximos meses e agradecemos o feedback e a colaboração das partes interessadas da indústria interessadas em avançar neste esforço de investigação.
Tabela 1:Resumo dos resultados de testes recentes de digestibilidade realizados em colaboração entre o Centro de Pesquisa APOTEC (Vietnã), Wittaya Aqua e o Laboratório de Pesquisa em Nutrição de Peixes da Universidade de Guelph. Coeficiente de Digestibilidade Aparente (ADC) Proteína Bruta Energia Bruta Arginina Lisina Treonina
Tilápia do Nilo (ensaio 1) % % % % % SBM da Argentina 88 79 94 96 77 SBM do Brasil 85 83 94 98 74 SBM dos EUA 91 86 95 98 84
Tilápia do Nilo (ensaio 2) SBM da Argentina 85 79 93 94 84 MBM lote 1 dos EUA 91 80 90 93 86 MBM lote 2 dos EUA 87 81 91 91 77 MBM lote da Hungria 80 69 77 78 72
Camarão branco do Pacífico DDGS lote 1 dos EUA 86 77 66 60 86 DDGS lote 2 dos EUA 80 82 74 67 87
Figura 1:Ganho de proteína do camarão branco do Pacífico durante um teste de crescimento de 56 dias em função da arginina total e digestível das dietas experimentais. 
Tabela 2:Comparação bioeconômica de cenários de produção de tilápia do Nilo* avaliando a relação custo-benefício de rações formuladas com fontes de farelo de soja de digestibilidade variada (simulação por Wittaya Aqua com base em testes de laboratório realizados no Vietnã) Dieta com SBM dos EUA Dieta com SBM argentino Dieta com SBM brasileiro Estoque de estoque 35.000 35.000 35.000
Peso da meia g/peixe 30 30 30
Dias de cultura (DOC) dias 162 167 173
Peso da colheita g/peixe 1.000 1.000 1.000
eFCR 1,49 1,54 1,56
Sobrevivência % 70 70 70
Ciclos de produção por ano 2.3 2.2 2.1
Custos de produção Custo do feed USD/tonelada 756 757 758
Alevinos vacinados USD/Fingerling 0,175 0,175 0,175
Depreciação do investimento USD/ano 30.000 30.000 30.000
Energia USD/dia 20 20 20
Mão-de-obra USD/dia 30 30 30
Colheita e processamento USD/kg 0,4 0,4 0,4
Preço de mercado da tilápia inteira USD/kg 2,25 2,25 2,25
Preço de mercado do filé de tilápia USD/kg 7,50 7,50 7,50
Resumo da colheita /ano Coletar inventário 55.200 53.547 51.690
Colheita de biomassa kg 55.200 53.547 51.690
Valor de biomassa (como peixe inteiro) USD 124.200 120.481 116.303
Rendimento de filé por peixe % 34 34 34
Peso do filé kg 18.768 18.206 17.575
Valor total do filé (Renda) USD/ano
140.760 136.546 131.810 Requisito de feed cumulativo kg 82.800 82.249 82.497
Custo cumulativo da ração USD 62.597 62.262 62.533
Custo dos alevinos na lotação USD 13.800 13.387 12.923
Custo de colheita e processamento USD/ano 22.080 21.419 20.676
Custo de energia, mão de obra e depreciação de investimento USD/ano 25.750 25.750 25.750
Custo total de produção USD/ano
124.227 122.818 121.882 Lucro/Perda USD/ano 16.533 13.728 9.928
Lucro/Perda USD/kg 0,30 0,26 0,19
Margem %
13 11 8 *
A modelagem bioeconômica foi realizada considerando um cenário típico de produção do IPRS, cultivando tilápia do Nilo de 30 g para 1.000 g a uma temperatura da água de 29 graus Celsius, com um estoque de 35.000 peixes (140 peixes/m 3) e taxa de sobrevivência de 70%. Os componentes de custo são baseados em estimativas para a Colômbia.
