PROTEÍNAS NA ALIMENTAÇÃO ANIMAL

Polímeros complexos de aminoácidos, unidos entre si por ligações peptídicas. Diferenciam-se pela seqüência e número com que os aminoácidos encontram-se unidos.

20 aminoácidos (microorganismos, animais e plantas)

Sob o ponto de vista da nutrição animal: AAs são classificados em essenciais e não essenciais.

Os aminoácidos consistem em um átomo de carbono (carbono alfa), ligado ao grupo amina (NH2), ao grupo carboxila (COOH), ao átomo de hidrogênio e a cadeia lateral R que é única para cada aminoácido.

H \ R – C - COOH / NH2

Estrutura dos Aminoácidos

Proteína – alimentação animal

A proteína é o componente mais caro da ração animal; A qualidade de um alimento pode ser comparada com a de

outro pela composição dos AAs (presença AAs essenciais) Os vegetais sintetizam todos os AAs de que precisam, mas

têm qualidade inferior à proteína animal; Dietas elaboradas apenas com cereais e farelos não atendem

as necessidades de AAs, sendo necessária a inclusão de AAs industriais

A redução da proteína de rações à base de milho e soja requer suplementação com AAs industriais

Constituíntes elementos estruturais: colágeno, elastina, queratina

Contração muscular: miosina, actina Transporte (receptor/carreador membrana celular): gorduras,vitaminas e minerais (hemoglobina, lipoproteína); Formação de enzimas, hormônios, anticorpos Fonte alternativa de energia (deficiência alimentar CHO e Gordura)

FUNÇÕES DAS PROTEÍNAS

QUALIDADE DA PROTEÍNA

A qualidade de uma proteína refere-se à quantidade, proporção e interações dos aminoácidos essenciais em função do requisito animalFatores importantes ligados à qualidade protéica:

Presença de AAs essenciais AA Limitante Disponibilidade dos AAs (digestibilidade proteína) Quantidade total de proteína na dieta Energia / Vitaminas / Minerais

Aminoácidos Essenciais

São aqueles que não são sintetizados no organismo em velocidade suficiente para atender as necessidades do animal considerando que necessitam de muitos passos metabólicos para sua biossíntese

São dietéticamente essenciais: Lisina, Metionina, Triptofano, Valina, Histidina, Fenilalanina, Leucina, Isoleucina, Treonina, Arginina

QUALIDADE DA PROTEÍNA

São indispensáveis na dieta

Atualmente as dietas de aves e suínos são formuladas para fornecer aos animais os aminoácidos essenciais em uma relação

balanceada com a lisina - aminoácido referência

As proteínas de origem vegetal são deficientes em aminoácidos essenciais, especialmente os cereais que, de um modo geral, representam a maior fração das dietas animais, e são deficientes principalmente em lisina e treonina

A LISINA é utilizada como aminoácido referência por possuir as seguintes características: É um aminoácido estritamente essencial, não havendo nenhuma via de síntese endógena.

Possui metabolismo orientado principalmente para deposição de proteína corporal.

O conhecimento da sua exigência para aves e suínos relacionada com cada fase de produção encontra-se disponível.

A sua suplementação nas dietas de aves e suínos é economicamente viável

Aminoácido Limitante

Mesmo que todos os aminoácidos essenciais estejam presentes na dieta, em quantidades adequadas, mas com exceção de um, a síntese protéica efetuada pelo animal far-se-á até o nível daquele presente em menor quantidade;

QUALIDADE DA PROTEÍNA

1º Limitante: Lisina / 2º Limitante: Metionina /3º Limitante: treonina

Disponibilidade dos Aminoácidos

Digestão protéica pode estar impedida ou limitada, pela presença de inibidores enzimáticos (o mais conhecido é o inibidor da tripsina presente na soja crua)

Uma das causas mais comuns do excesso de calor, sobre a proteína, é a reação de Maillard, na qual açucares redutores combinam-se com o grupo amino da lisina, tornando o aminoácido biologicamente indisponível para o animal.

Quantidade de Proteína na Dieta

Animais monogástricos - as formulações de rações são realizadas em função do

que se denominada “Proteína Ideal”

Proteína Ideal

“Relação ideal de AAs na dieta”“refere-se a dietas que possuem o perfil de

aminoácidos nas proporções exatas das necessidades dos animais.”

A utilização de dietas equilibradas em todos os aminoácidos contribui para aumentar significativamente a retenção dos mesmos e reduzir a emissão de N de excretas no meio ambiente.

A exigência nutricional das aves é principalmente por aminoácidos e não simplesmente pela proteína bruta da ração O conceito “proteína ideal” torna possível reduzir o teor protéico das rações e, concomitantemente, manter os aminoácidos essenciais dentro dos níveis adequados às exigências das aves

A proteína ideal é, portanto definid como um balanço exato de aminoácidos capaz de prover sem excesso ou déficit as necessidades de todos os aminoácidos essenciais.

Uso de aminoácidos sintéticos (Industriais)

Com o surgimento da produção de aminoácidos sintéticos, as dietas passaram a ser formuladas com menor nível protéico e com níveis de aminoácidos mais próximos das necessidades da ave.

Aminoácidos industriais para nutrição animal

A produção dos aminoácidos industriais permitiu a redução da proteína dietética de uma forma eficiente, tanto zootecnicamente como economicamente.

A redução proteica das dietas via adição de aminoácidos industriais oferece as seguintes vantagens:

Redução do custo de formulação. Melhora de desempenho em condições de temperaturas ambientais altas. Otimização da eficiência proteica. Redução de excreção de nitrogênio e volume de fezes.

Aminoácidos industriais para nutrição animal

Produção de poedeiras de 18 a 32 semanas de idade alimentadas com duas dietas antes e pós pico de produção

DIGESTÃO DA PROTEÍNA - MonogástricosESTOMAGO INTESTINO DELGADO

Secreção de Gastrina (Cel G)

Estímulo Secreção de HCl

Secreção Pepsinogênio (gl. Pilórica)

PEPSINA

Hidrólise das ligações peptídicas

Proteínas e fragmentos de Peptídeos e AAs

Ação das enzimas:Tripsina, Quimotripsina,

Carboxipeptidase, Elastase (secretadas no pâncreas)

Hidrólise no lúmen ID

Peptídeos e AAs

Aminopeptidadses (mucosa)

Aminoácidos livres e Oligopepetideos

(ABSORÇÃO)

Absorção

Os sistemas de absorção de AAs podem ser por transporte ativo (Bomba de Na+) ou facilitado

O transporte ativo apresenta maior eficiência na absorção, por atuar contra o gradiente de concentração

AAs absorvidos

Vários Destinos

Metabólicos

Utilizados para SÍNTESE PROTÉICA – Mantença e Produção Poderão ser desaminados (def. energética), esqueletos de

carbono metabolismo energético ATP Síntese de aminoácidos não essenciais (transaminacão) Precursores de compostos nitrogenados, (ác. nucléicos, creatina, colina e tiroxina;) Síntese de glicose (gliconeogênese); Convertidos a gordura (cetona e corpos cetônicos)

Processos biológicos do metabolismo dos AAs (suíno)

1. Absorção de Aminoácidos

2. Mantença “Turnover” de proteína corporal; perda tegumental; perda endógena de AAs no intestino; síntese de outros compostos; perda urinária

3. Produção Deposição protéica compostos úteis (carne, ovos, leite, embriões, fetos, etc.)

NOTA:

Independente da fonte, os AAs absorvidos no intestino vão pra corrente sanguínea, e aqueles que não são incorporados à proteína biológica são degradados no fígado, ou seja, AAs em excesso não são armazenados e nem excretados como AAs.

AAs excesso catabolizados: - o grupo amino é removido e excretado como ác. Úrico (aves) e uréia (mamíferos)- o esqueleto de C entra vias metabólicas de energia

Consumo de AAs em excesso é dispendioso

Exigências de Proteínas / AAs

IDADE DO ANIMAL

Necessidades dietéticas de proteínas decrescem com o avanço da idade dos animais

Exigências Nutricionais de Frangos de Corte Machos de Desempenho Regular

    Idade, dias    1-7 8-21 22-33 34-42 43-46

Faixa de Peso kg 0,04-0,18

0,21-0,79

0,85-1,68

1,77-2,46

2,55-2,80

Peso Médio Kg. 0,100 0,463 1,330 2,198 2,675

Ganho g/dia 19,6 45,8 77,6 87,0 85,7

Consumo g/dia 23,0 65,8 137 181 202Proteína % 22,00 20,00 19,00 17.80 17,00

Exigência P Disp. g/dia 0,108 0,253 0,459 0,525 0,525

Exigência P Dig. g/dia 0,091 0,222 0,421 0,481 0,483

Exigência Lis.Dig. g/dia 0,300 0,751 1,432 1,754 1,800

Energia

Metabolizávelkcal/kg 2,925 2,980 3,050 3,100 3,150

Exigências Nutricionais de Aves de Reposição Leves de Acordo com o Nível Energético da Ração

Fase Inicial Cria RecriaIdade (semanas) 1- 6 7 - 12 13 - 18EM kcal/kg 2.900 2.900 2.900Proteína Bruta % 18,00 16,0 14,0Cálcio % 0,940 0,832 0,800Fósforo Disponível % 0,437 0,392 0,310Fósforo Digestível % 0,367 0,334 0,275Potássio % 0,530 0,520 0,500Sódio % 0,180 0,160 0,150Cloro % 0,160 0,150 0,140Ácido Linoléico % 1,027 1,000 0,980Aminoácido Dig. Total Dig. Total Dig. TotalLisina % 0,876 0,973 0,621 0,690 0,483 0,537Metionina % 0,350 0,389 0,273 0,304 0,217 0,242

Exigências Nutricionais de Galinhas Poedeiras Leves (g/ave/dia)

Nutriente Poedeiras LevesProteína Bruta 16,5Cálcio 4,02Fósforo Disponível 0,300Fósforo Digestível 0,270Potássio 0,580Sódio 0,225Cloro 0,200Ácido Linoléico 1,210Peso Corporal, kg 1,500 1,600 1,650Ganho, g/dia 1,0 0,2 0,0Massa de Ovo, g/dia 55,5 51,0 48,0Aminoácido1 Dig. Total Dig. Total Dig. TotalLisina 0,803 0,902 0,736 0,827 0,697 0,783Metionina 0,402 0,442 0,368 0,405 0,349 0,384

Exigências Nutricionais de Suínos Machos Castrados de Alto Potencial Genético com Desempenho

Regular

Fase Inicial Crescimento TerminaçãoPeso Vivo, kg 15 a 30 30 a 50 50 a 70 70 a 100 100 a 120Idade, dias 44 - 70 71 – 95 96 - 117 118 - 148 149 – 171Peso Médio, kg 22,5 40 60 85 110Consumo, kg/dia 1,094 1,880 2,475 2,980 3,495Exig. P Disp, g/dia 3,90 5,73 6,08 6,56 6,47Exig. P Dig, g/dia 3,78 5,55 6,05 6,53 6,34Exig. Lisina Dig. g/dia 11,01 17,06 19,90 21,39 20,13Energia Metab, kcal/kg

3230 3230 3230 3230 3230

  NutrienteProteína, % 17,35 15,80 14,30 12,71 11,60Cálcio, % 0,721 0,627 0,503 0,451 0,376Fósforo Disponível, % 0,357 0,305 0,246 0,220 0,185

Exigências Nutricionais de Suínos Reprodutores em Gestação

(% da Ração)

  Marrãs PorcasPeríodo Gestação, dias 0-70 70-114 0-70 70-114

Peso Corporal, kg 130 170 200 230Ganho de Peso, kg / dia 0,45 0,3 0,33 0,16Ganho Reprodutivo, kg/dia 0,07 0,43 0,08 0,47

E. Metabolizável, kcal/kg 3000 3000 3000 3000Consumo, g 2133 2430 2461 2590Proteína Bruta, % 14,06 14,81 11,58 13,32Cálcio, % 0,727 0,700 0,691 0,714Fósforo Disponível, % 0,389 0,375 0,370 0,386

PROTEÍNA ANIMAIS RUMINANTES

PROTEÍNA ANIMAIS RUMINANTES

A proteína contida nos alimentos dos ruminantes é composta por uma fração degradável no rúmen (PDR) e uma fração não degradável no rúmen (PNDR)

A degradação no rúmen ocorre pela ação de enzimas microbianas (proteases, peptidases, deaminases)

Os microorganismos degradam a PB da dieta e utilizam os peptídeos, aminoácidos e amônia para a síntese microbiana e multiplicação celular

Proteína Microbiana (PM)

A atividade das proteases microbianas ocorre associada à superfície da parede bacteriana: PROTEÍNA NO RÚMEN adsorção pela bactéria ação das proteases oligopeptídeos e aminoácidos livres No interior da cél. bacteriana: peptídeos a aa`s livres incoorporação dos aa`s na proteína bacteriana deaminação de aa`s livres amônia e esqueletos carbonônicos uso da amônia para síntese de aa`s microbianos difusão da amônia não utilizada para fora da célula.

PROTEÍNA - RUMINANTES

Arg His

Ile Leu Lys Met

Phe

Thr Trp

Val AAE

Tec. Muscular

16,8 6,3 7,1 17,0 16,3 5,1 8,9 9,9 2,5 10,1

Leite 7,2 5,5 11,4 19,5 16,0 5,5 10,0 8,9 3,0 13,0

Bactérias 10,3 2,9

10,9

16,6

16,0

5,3 12,4

12,6

- 12,8

47,5

Protozoários 9,3 3,6 12,7 15,8 20,6 4,2 10,7 10,5 2,8 9,7

Silagem 6,4 5,5 10,3 27,8 7,5 4,8 12,0 10,1 1,4 14,1

Cevada 12,8 5,9 9,6 18,4 9,6 4,5 13,3 9,1 3,1 13,6 38,5Milho 10,8 7,0 8,2 19,1 7,0 5,0 11,3 8,4 1,7 11,5 42,3Sorgo 9,4 5,8 9,4 30,9 5,6 4,3 12,6 8,0 2,2 11,8 39,8Trigo 15,2 6,6 9,7 18,9 8,0 4,6 12,6 8,3 3,4 12,6 31,9

F. algodão 25,4 6,0 7,7 13,9 9,6 3,8 12,2 7,7 2,9 10,8 43,1

F. de soja 16,3 5,7

10,8

17,0

13,7

3,1 11,0

8,6 3,0

10,6

47,6

F. girassol 19,4 5,9 10,1 15,5 8,6 5,4 11,0 9,1 2,8 12,3 45,0Farinha sangue 7,6 11,2 2,1 22,8 15,7 2,1 12,3 8,1 2,7 15,4 49,4Farinha penas 14,7 1,1 10,0 29,3 3,9 2,1 10,0 10,5 1,5 17,1 31,4Farinha peixe 13,1 5,7 9,3 16,5 17,0 6,3 8,8 9,5 2,4 11,3 44,8

Farinha carne e ossos

20,5 5,5

7,8 16,2

14,2

3,6 9,2 9,0 1,8

12,1

38,0

Perfil de aminoácidos essenciais (AAe) do leite, tecido muscular, bactérias,protozoários e de alguns alimentos.

PROTEÍNA - Animais Ruminantes1. PDR Proteína Degradada no Rúmen

PDR Enzimas Proteolíticas Peptídeos Aminoácidos

AMÔNIA

PM

2. PNDR Proteína Não Degradada no Rúmen

PNDR Enzimas intestinais Aminoácidos

Absorção

CHEGAM AO INTESTINO DELGADO PARA DIGESTÃO: PM e PNDR

Rúmen

ItensAlimentos

SM FM FGM FS FA GS GST CA FPE FCO FSA FP

PNDR (%) 26 59 65 33 38 25 51 29 73 70 79 82AAs absorvidos (g/KgMS)

Met 0,12 0,61 7,46 1,56 2,80 0,92 1,75 1,08 12,76 2,83 7,10 3,09Lys 0,31 0,90 4,42 10,67 7,41 6,27 11,93 2,85 32,04 18,89 61,94 16,21Arg 0,27 0,99 11,32 15,60 17,33 9,18 17,44 6,67 32,31 27,93 33,22 46,80Thr 0,31 1,53 10,45 6,09 6,08 3,58 6,81 2,34 18,79 8,50 31,37 26,30Leu 0,92 5,85 57,88 12,53 9,79 7,37 14,01 3,77 31,51 18,42 88,86 52,42Ile 0,35 1,47 15,49 7,78 6,37 4,58 8,70 2,45 20,36 8,20 5,84 29,02Val 0,46 2,05 14,99 7,11 8,06 4,18 7,95 3,10 21,62 12,38 60,21 50,15His 0,15 1,12 8,74 4,52 3,52 2,66 5,06 1,36 10,34 4,86 42,77 5,93Phe 0,42 1,99 23,12 8,23 9,67 4,84 9,20 3,72 19,46 10,22 52,12 32,86

Frações de proteína bruta (PB) e proteína não degradada no rúmen (PNDR) de alguns alimentos

SM = silagem de milho; FM = fubá de milho; FGM = farelo de glúten de milho; FS = farelo de soja; FA = farelo de algodão; GS = grão de soja; GST = grão de soja tostado; CA = caroço de algodão; FPE = farinha de peixe; FCO = farinha de carne e ossos; FSA = farinha de sangue e FP = farinha de penas.

4. N Endógeno (N Reciclado)

Amônia excedente no Rúmen

Excreção renal Saliva

Rúmen – difusão

Fígado (Uréia)

PROTEÍNA - Animais Ruminantes

PROTEÍNA - Animais Ruminantes

Solubilização

Os microorganismos ruminais sintetizam suas proteínas a partir da amônia e dos aminoácidos liberados no rúmen pela degradação da proteína dietética e pelo NNP salivar

A amônia é a fonte preferida de N para as bactérias fermentadoras de fibras.

Estudos sugerem que 5 a 8 mg de N_NH3 / 100 mL de fluido ruminal é a concentração ideal para o crescimento microbiano

SÍNTESE DE PROTEÍNA MICROBIANA

A relação Energia:Proteína pode ser alterada pelo tipo de carboidrato ou pela proporção de concentrado na dieta.

Além do N disponível, o fator mais importante a afetar o crescimento microbiano é a quantidade de matéria orgânica fermentável, isto é, a disponibilidade de ENERGIA para a síntese dos constituíntes celulares bacterianos

SÍNTESE DE PROTEÍNA MICROBIANA

Requisitos para Síntese da Proteína Microbiana no Rúmen

Nitrogênio – Amônia e AA’s (PDR / NNP )

ENERGIA > consumo de MOF > síntese de PM

Certa quantidade de aminoácido pré-formado

Fósforo (para formação dos ácidos nucléicos)

Enxofre (síntese dos aminoácidos sulfurados)

Proporção Volumoso: Concentrado

Volumoso de baixa qualidade síntese de PM

Concentrado (excesso) pH rúmen inibe síntese de PM

Figura 07. Efeito da ingestão de proteína na dinâmica ruminal e a sua relação com a ingestão de energia. Adaptado de: Nocek & Russell (1988).

METABOLISMO DE COMPOSTOS NITROGENADOS NO RUMINANTE