Manipulação da Fermentação Ruminal

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O rúmen é um ambiente aberto, composto por um ecossistema no qual os alimentos consumidos são fermentados a ácidos graxos voláteis (AGV) e biomassa microbiana, servindo de fonte energética e proteica, respectivamente, para o animal. A microbiota ruminal tem a capacidade de, por meio dos processos de degradação e fermentação ruminal, utilizar alimentos com baixo valor biológico para os ruminantes e transformá-los em proteína de alto valor biológico e energia, que serão utilizadas pelos bovinos para o crescimento, reprodução e produção de carne, leite e lã.

Na bovinocultura moderna, a tentativa da maximização da produção animal tem, muitas vezes, promovido grandes alterações no ambiente ruminal, com instabilidade da microbiota e queda do pH ruminal. Estas alterações fazem com que o metabolismo e o crescimento da microbiota ruminal sejam insuficientes para suportar altas produções, devido à menor produção de proteína microbiana e AGV. Essas alterações levam não só a menores desempenhos produtivos, mas, muitas vezes, a enfermidades clínicas e subclínicas, tais como a acidose aguda, crônica ou o timpanismo.

A manipulação da fermentação ruminal tem como objetivos: maximizar a eficiência de utilização do alimento e aumentar a produtividade do animal. Pode-se considerar a manipulação da fermentação ruminal como um processo de otimização, onde as condições ótimas são alcançadas pela maximização e/ou minimização dos processos de fermentação, dependendo de fatores como o tipo e o nível de alimentação, bem como a produção animal. Alguns mecanismos utilizados seguem a seguir:

  1. Ionóforos

São antibióticos coccidiostáticos produzidos por várias cepas de Streptomyces sp. Dentre os vários ionóforos conhecidos, os mais utilizados na alimentação de bovinos são monensina, lasalocida, salinomicina e narasina.

As respostas encontradas com a utilização dos ionóforos são bastante variáveis, fenômeno que pode ser explicado em parte pelos diferentes protocolos, dose e tipo de ionóforo utilizado, condições experimentais, diferenças nas dietas e condições fisiológicas dos animais em que são realizados os experimentos com estes aditivos.

A ação dos ionóforos para melhorar a eficiência alimentar nos ruminantes está relacionada a mudanças na população microbiana do rúmen, selecionando as bactérias Gram-negativas (Bacteroides, Prevotella, Megasphaera, Selenomonas, Succinomonas, Succinivibrio e Veillonella), produtoras de ácido propiônico e inibindo as Gram-positivas (Eubacterium, Lactobacillus e Streptococcus) maiores produtoras de ácido acético, butírico e láctico, H2 e metano. Este mecanismo pode provocar as seguintes alterações ruminais:

  • Aumento na produção de propionato e redução na produção de metano, resultando numa eficiência aumentada do metabolismo energético do rúmen e/ou animal;
  • Redução da degradação da proteína e deaminação de aminoácidos, resultando na melhora do metabolismo do nitrogênio no rúmen e/ou animal;
  • Redução na produção de ácido lático e formação de espuma no rúmen, levando a redução dos distúrbios ruminais.
  • Probióticos

Os probióticos podem ser definidos como suplementos alimentares microbianos vivos que afetam de maneira benéfica o animal hospedeiro por melhorar seu balanço microbiano. Comparadas aos outros aditivos alimentares, principalmente aos ionóforos, poucas pesquisas têm sido conduzidas para se avaliar os efeitos dos aditivos microbianos sobre o crescimento e o metabolismo, seja do animal ou da microbiota ruminal.

Os resultados in vivo destes aditivos se mostram variados. Algumas pesquisas têm apresentado um aumento no ganho de peso, na produção de leite e na digestibilidade total dos componentes dos alimentos, mas outras têm observado poucas influências dos probióticos nestes parâmetros. Pesquisas in vitro, realizadas com culturas de microrganismos ruminais também têm sido inconsistentes.

Os vários resultados obtidos podem estar relacionados com o tipo de dieta que é fornecida aos animais, sendo os melhores resultados obtidos com animais alimentados à base de silagem de milho.

  • Vitaminas

As vitaminas B e K são importantes na nutrição da bactéria ruminal. A vitamina K é necessária para poucas espécies. Algumas vitaminas B (biotina, ácido fólico, niacina, tiamina, vitamina B12, piridoxina, ácido pantotênico e ácido paraminobenzóico) participam em muitas reações bioquímicas no metabolismo microbiano ruminal. Pelo fato da síntese microbiana de vitamina B ser suficiente para atender as exigências dos microrganismos e do ruminante, a suplementação alimentar de vitamina B só é necessária para novilhos pré-ruminantes.

A síntese de vitamina B12 pelos microrganismos ruminais é adequada, desde que o cobalto não seja deficiente. A vitamina B12 te várias funções metabólicas, a mais importante é o cofator da metil-malonilCoA isomerase. Essa enzima catalisa a reação do metilmalonil –CoA à succinil-CoA, um intermediário na produção do ácido propiônico.

 A tiamina, como tiamina pirofosfato, participa em muitas reações metabólicas, particularmente nas reações de descarboxilação. A adição de tiamina aumenta a quantidade e eficiência da produção de proteína microbiana.

O ácido fólico é um cofator essencial no metabolismo de certas bactérias ruminais. A suplementação com o ácido fólico diminui o pH ruminal, aumentando significantemente a concentração de propionato ruminal, mas não tem efeitos sobre a concentração de acetato e butirato.

  • Minerais

A deficiência ou o desbalanço de certos minerais, tanto os macros (cálcio, cloro, magnésio, fósforo e enxofre) quanto os micros (cobalto, cobre, ferro, iodo, manganês, molibdênio, selênio e zinco) causam depressão no consumo de alimentos.

Os macrominerais influenciam a atividade microbiana através de três características fisico-químicas relacionadas: capacidade tampão, taxa de diluição e osmolaridade. Os protozoários são mais sensíveis ao excesso de alguns minerais traço, particularmente o cobalto, o cobre e o zinco do que as bactérias. A maioria dos minerais serve como cofatores.

A manipulação da fermentação ruminal com a utilização de minerais requer cuidados, pois uma concentração deficiente ou excessiva de um mineral pode afetar a utilização de outros minerais pelos microrganismos e o hospedeiro.

  • Lipídeos

O fornecimento de gordura na dieta (saturada ou insaturada) em concentrações elevadas (acima de 5% da matéria seca total) pode causar decréscimo na ingestão de matéria seca e na digestibilidade de alguns nutrientes, especialmente da fibra. Essas alterações da digestibilidade da fibra são acompanhadas por alterações nas proporções dos diferentes AGV no rúmen.

A influência dos lipídios sobre a degradação da fibra depende da natureza do lipídio fornecido (saturação ou insaturação e esterificação) e da quantidade utilizada. Ácidos graxos insaturados são mais tóxicos aos microrganismos ruminais.

Os seguintes mecanismos são responsáveis pela diminuição da degradação da fração fibrosa da dieta: formação de uma barreira física, evitando o ataque microbiano; modificação da população microbiana, devido aos efeitos tóxicos da gordura; inibição da atividade microbiana, devido ao efeito da gordura sobre a tensão superficial da membrana celular e diminuição na disponibilidade de certos cátions (Ca e Mg), formando complexos insolúveis com os ácidos graxos de cadeia longa. Este último efeito poderia estar relacionado diretamente com a disponibilidade de cátions para a função microbiana, ou indiretamente sobre o pH do rúmen.

As mudanças nos parâmetros da fermentação ruminal em resposta à adição de gordura na dieta têm sido variáveis e relacionadas às porcentagens fornecidas, ao tipo de dieta fornecida e à resposta individual de cada animal.

Um aditivo ideal deve ser específico e persistir em sua ação, não ser absorvido no trato digestivo e não ser tóxico ao animal hospedeiro, não deixar resíduos nos tecidos e ser biodegradável quando excretado pelo animal.

Os modificadores da fermentação ruminal causam uma série de efeitos correlacionados como a inibição do metano, alteração nas proporções de AGVs, alterações de pH ruminal, digestibilidade dos componentes alimentares, produção de proteína microbiana, diminuição no número e atividade dos protozoários, entre outros. A decisão em como utilizar os modificadores da fermentação ruminal dependerá do tipo de alimentação, espécie animal e objetivos de produção.

Artigo escrito por Sabrina Coneglian | Especialista em Inovação e Desenvolvimento de Mercado – FEED
da Mosaic Fertilizantes

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