Frações de Carboidratos de Alimentos Volumosos e suas Taxas de Degradação Estimadas pela Técnica de Produção de Gases

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1 Rev. bras. zootec., 29(6): , 2 (Suplemento 1) Frações de Carboidratos de Alimentos Volumosos e suas Taxas de Degradação Estimadas pela Técnica de Produção de Gases Luciano da Silva Cabral 1, Sebastião de Campos Valadares Filho 2, Pedro Antônio Muniz Malafaia 3, Rogério de Paula Lana 2, José Fernando Coelho da Silva 4, Ricardo Augusto Mendonça Vieira, Euzânia Sales Pereira 6 RESUMO - Os objetivos deste trabalho foram determinar as frações que compõem os carboidratos totais (CT) e estimar as taxas de digestão dos carboidratos não-fibrosos (CNF) e da fração insolúvel em detergente neutro (FDN), por intermédio da técnica de produção de gases, para alguns alimentos. Os alimentos estudados foram o capim-elefante cultivado em duas estações do ano (primavera e verão), submetido a duas idades de corte (42 e 63 dias); o capim tifton-8 obtido aos 3 e cm de altura de corte; os fenos de alfafa e de capim-coastcross; as silagens de milho e sorgo; e a cana-de-açúcar. Foram calculados os teores de carboidratos totais (CT) e as suas frações C, B 2 e CNF e obtido, in vitro, o volume de gás produzido pela MS, FDN e CNF de amostras dos alimentos. A silage m de sorgo, a cana-de-açúcar e o capim tifton-8 destacaram-se pelo elevado teor de carboidratos potencialmente digeríveis (CNF + B 2 ), de CNF e fração C e da fração B 2, respectivamente. O capim-elefante e o capim tifton-8 destacaram-se pela pequena e elevada produção de gás, respectivamente. O feno de alfafa, as silagens de milho e sorgo e a cana-de-açúcar apresentaram elevado volume de gás oriundo dos CNF. As taxas de digestão dos CNF e da FDN variaram de,62 a,2273 h -1 e,3 a,2 h -1, respectivamente. Palavras-chave: fermentação, cinética, rúmen Forage Carbohydrate Fractions and its Degradation Rates Estimated by Gas Production Technique ABSTRACT - The objective this work was to determine the total carbohydrates composed fractions, and to estimate the digestion rate of the no-fiber (NFC) carbohydrate and neutral detergent insoluble fractions of some feeds using the gas production technique. The evaluated feeds were the elephant-grass cut during spring and summer in 42 and 63 day of age, tifton-8 grass harvested with height of 3 and cm, alfalfa hay, coast-cross hay, corn silage, sorghum silage and sugar cane. The total carbohydrate and theirs C, B 2 and NFC fractions were determined. The gas yield from DM, NDF and the NFC was measured by In vitro anaerobic incubations. The sorghum silage, sugar cane and tifton-8 grass presented high potentially digestible content (NFC and B 2 ), of NFC and C fractions, and B 2 fraction, respectively. The elephant-grass and tifton-8 grass presented lower and higher gas production, respectively. The alfalfa hay, corn silage, sorghum silage and sugar cane presented high gas volume from NFC. The digestion rates of NFC and NDF ranged from.62 to.2273 h -1 and from.3 a.2 h -1, respectively. Key Words: fermentation, kinetic, rumen Introdução Em termos nutricionais, nos vegetais, os carboidratos podem ser classificados como carboidratos fibrosos (CF) e não-fibrosos (CNF). Os primeiros compreendem os polímeros que compõem a parede celular vegetal, que, juntamente com a lignina, desempenham funções de sustentação e proteção, representados basicamente pela celulose e hemicelulose, os quais são lenta e parcialmente disponíveis e ocupam espaço no trato gastrintestinal (TGI). Os CNF, representados pelos açúcares solúveis em água (mono e dissacarídeos), amido e pectina, são rápida e completamente digeríveis no TGI (MERTENS, 1987; MERTENS, 1996). Entretanto, no CNCPS - The Cornel Net Carbohydrate and Protein System, os carboidratos totais são classificados de acordo com suas taxas de digestão, em fração A, representada pelos açúcares solúveis, os quais são prontamente fermentados no rúmen; fração B 1, que compreende o amido e a pectina, os quais apresentam taxas intermediárias de digestão; fração B 2, que 1 Estudante de Doutorado da UFV-DZO, 3671-, Viçosa, MG. E.mail: lscabral@alunos.ufv.br 2 Professor da UFV-DZO, 3671-, Viçosa, MG. 3 Professor da UFRRJ-IZ-DNAP, , Seropédica, RJ. E.mail: malafeia@ufrrj.br 4 Professor da UENF-CCTA-LZNA, Campos dos Goytacazes, RJ Pesquisador do Instituto Melon de Paula, Anápolis, GO. 6 Professora da UNIOESTE-DPA, PR.

2 288 CABRAL et al. corresponde à fração lenta e potencialmente digerível da parede celular; e fração C, representada pela porção indigerível da fibra ao longo do TGI (SNIFFEN et al., 1992). No CNCPS é enfatizada a necessidade da sincronização na degradação de N e carboidratos no rúmen, para que se obtenha a máxima eficiência de síntese de proteína microbiana, bem como a redução das perdas energéticas e nitrogenadas decorrentes da fermentação ruminal. Modelos mecanicistas são utilizados para estimativa da quantidade de proteína microbiana sintetizada, do escape ruminal de nutrientes e, com isso, da proteína metabolizável, a partir dos dados relativos às frações de carboidratos e proteínas, bem como de suas taxas de degradação. Dessa forma, espera-se predizer com maior exatidão o desempenho dos animais a partir dos ingredientes da dieta (RUSSELL et al., 1992; SNIFFEN et al., 1992). Para que isto possa ser alcançado, devem-se desenvolver técnicas precisas e acuradas, simples e não-onerosas para a estimativa dos parâmetros cinéticos da degradação dos nutrientes no trato gastrintestinal. As taxas de degradação da proteína têm sido comumente determinadas a partir de estudos in situ e in vitro, cujos resultados têm sido relativamente satisfatórios. As taxas de degradação da fibra são normalmente obtidas a partir de técnicas gravimétricas, as quais apresentam limitações, por serem laboriosas, além de apresentarem baixa repetibilidade e não permitirem a determinação das taxas de digestão da fração solúvel dos alimentos, visto que a alteração no peso da amostra incubada nos tempos iniciais de fermentação é relativamente pequena, o que dificulta a sua mensuração (SCHOFIELD e PELL, 1994). Devido às limitações impostas por estas técnicas, o método que mensura a produção cumulativa dos gases vem sendo utilizado com sucesso para estimativa das taxas de digestão das frações solúveis e insolúveis dos carboidratos, com base no princípio de que os gases produzidos são oriundos do metabolismo microbiano, a partir da fermentação do material incubado (PELL e SCHOFIELD, 1993; MALAFAIA et al., 1998). Considerando que os carboidratos são a principal fonte de energia para o crescimento microbiano e a proteína microbiana, a principal fonte de aminoácidos para o hospedeiro, as variações em suas frações, bem como nas taxas de digestão entre e dentro de alimentos, podem afetar o suprimento de proteína microbiana ao intestino delgado e, conseqüentemente, o desempenho animal. Portanto, foram objetivos deste trabalho determinar as frações que compõem os carboidratos totais de forrageiras, bem como estimar as taxas de digestão das frações solúveis e insolúveis em detergente neutro pela técnica de produção de gases. Material e Métodos As forrageiras avaliadas neste estudo foram o capim-elefante (Pennisetum pupureum, cv. Cameroom) cultivado durante a primavera de 1996 e o verão de 1997, submetido à adubação nitrogenada anual de 18 kg N/ha e duas idades de corte (42 e 63 dias de rebrota); o capim tifton-8 (Cynodon sp.) obtido em duas alturas de corte (3 e cm); as silagens de milho (Zea mays) e de sorgo (Sorghum vulgare); os fenos de alfafa (Medicago sativa) e de capim-coastcross (Cynodon dactylon); e a canade-açúcar (Saccharum officinarum, L.). As amostras dos alimentos, imediatamente após a sua coleta, com exceção dos fenos, foram pré-secas em estufa de ventilação forçada a o C durante 72 horas. Posteriormente, todos os alimentos foram moídos em peneira de 1 mm e analisados para matéria seca (MS), proteína bruta (PB), matéria mineral (MM) e extrato etéreo (EE), segundo ASSOCIATION OF OFFICIAL ANALYTICAL CHEMISTS - AOAC (199), e fibra insolúvel em detergente neutro (FDN) e ácido (FDA), FDN corrigida para seu contéudo em cinzas e proteína (FDNcp) e lignina (VAN SOEST et al., 1991). Os carboidratos totais foram calculados a partir da fórmula CT= 1-(%PB+%EE+% Cinzas); a fração C foi obtida a partir do resíduo indigerível após 72 horas de incubação com líquido de rúmen segundo MERTENS (1987); a fração B2, a partir da subtração da fração C da FDNcp; e os carboidratos nãofibrosos (CNF), a partir da fórmula: CNF = 1 - (%PB + %FDNcp + %EE + %Cinzas), de acordo com SNIFFEN et al. (1992). O preparo das amostras para as incubações in vitro, pela técnica de produção de gases, foi realizado tomando-se aproximadamente g de amostra seca ao ar (ASA) moída a 1 mm, a qual foi submetida à fervura durante 1 hora em solução detergente neutra. Posteriormente, o resíduo foi filtrado em saco de náilon e exaustivamente lavado com água quente e acetona, para a retirada completa do detergente, e, então, colocado em estufa de ventilação forçada a o C durante 48 horas. Aproximadamente 4 mg de MS de cada ali-

3 Rev. bras. zootec. mento e quantidade de FDN que proporcionasse a mesma proporção nos frascos da MS foram pesados e colocados em frascos plásticos de ml, em triplicata. Estes, por sua vez, receberam 4 ml de água destilada para hidratar a amostra, enquanto, a partir de aspersão com CO 2, a solução tampão de McDougal (McDOUGAL, 1949) foi reduzida até que seu ph baixasse de 8,6 para aproximadamente 6,8-7,. Neste momento, adicionou-se uma solução redutora recém-preparada, composta de 62 mg de HCLcisteína e 62 mg de sulfeto de sódio, 4 ml de NaOH 1 N e ml de água destilada e volume calculado para fornecer 2 ml por frasco de incubação. Em cada frasco de incubação, foram adicionados 28 ml da solução total (26 ml de solução tampão e 2 ml de solução redutora), sob aspersão de CO 2, para que as condições anaeróbicas fossem garantidas. Em seguida, foram inoculados 8 ml de líquido de rúmen, proveniente de um bovino castrado alimentado com dieta composta de volumoso mais concentrado na proporção 7:3, filtrado em cada frasco, sempre sob aspersão com CO 2, os quais foram imediatamente vedados com tampa de borracha e lacrados com tampa plástica rosqueada e, então, mantidos em banho-maria a 39 o C, segundo MALAFAIA et al. (1998a). As leituras da pressão e volume dos gases foram realizadas por meio de um manônetro (-1 kgf/cm 2 ) acoplado a uma seringa (2 ml), conforme descrito por MALAFAIA et al. (1998a), nos seguintes tempos:,, 1, 2, 3, 4,, 6, 9, 12, 18, 24, 3, 36, 48, 6 e 72 horas após o início da incubação. Para descontar o volume de gás oriundo do líquido de rúmen e da solução tampão, dois frascos foram incubados sem amostra (branco); dessa forma, para cada tempo de leitura, o volume de gás dos frascos com amostra foi subtraído do volume dos frascos sem amostra. Com o somatório do volume de gás para cada tempo de leitura, puderam ser estabelecidas as curvas de produção cumulativa dos gases oriundos da MS e FDN, sendo a curva correspondente à fração solúvel em detergente neutro (CNF) obtida pela diferença entre o gás da MS e o da FDN para cada tempo de incubação. A cinética da produção cumulativa dos gases oriundos das frações de CNF e FDN foi analisada empregando-se o modelo logístico unicompartimental (SCHOFIELD et al., 1994): V(t) = V f 1 + exp [2-4*c*(T-L)] no qual V(t) é o volume acumulado no tempo t; V f (ml/1 mg MS), o total de gás produzido a partir da 289 fração em questão; c (h -1 ), a taxa de crescimento específico dos microrganismos sofre a fração; L, a latência; e T, o tempo (h). As taxas de degradação ruminal dos CNF e da FDN foram estimadas como µm/vf; em que µm equivale à taxa máxima de produção de gás. Os parâmetros cinéticos relativos à fração de CNF foram estimados a partir da produção cumulativa de gás até 12 horas de incubação, ou até o momento em que a assíntota fosse estabelecida (STEFANON et al., 1996; DOANE et al., 1997; e DOANE et al., 1998). Para a realização dos ajustes, utilizou-se o processo iterativo do algoritmo de Marquadt, implantado no software Sistema de Análises Estatísticas e Genéticas - SAEG (EUCLYDES, 1993). Resultados e Discussão A primeira pressuposição feita para utilização da técnica de produção de gás é que o gás gerado nos frascos de fermentação, o qual é utilizado para interpretação das características nutricionais e estimativa das taxas de digestão das frações que compõem os alimentos, é oriundo da fermentação do material incubado. Entretanto, ainda existem algumas dúvidas e, portanto, torna-se necessária a conjunta mensuração do gás produzido e do desaparecimento da massa de amostra ao longo da incubação para comprovação desta pressuposição. A equação Ŷ =,2883x +,2323 (r 2 =,9977) estabelece a relação entre o desaparecimento de FDN incubada e a produção de gás, a partir da qual se constata a relação linear existente entre as variáveis independentes (FDN) e dependentes (volume de gás), como sugerido por PELL e SCHOFIELD (1993), o que fornece subsídios para sugerir que a técnica pode ser utilizada para a estimativa do valor nutricional de alimentos. A composição bromatológica, bem como as proporções e os teores das frações de carboidratos dos alimentos, é apresentada nas Tabelas 1 e 2. No que diz respeito ao capim-elefante, pode ser observado que houve somente pequena alteração das frações de carboidratos, com o avanço da idade de corte, em ambas as estações, com ligeiro aumento da fração C, e redução da fração B 2. Tal fato é esperado, uma vez que o aumento da maturidade, principalmente em gramíneas tropicais, implica no aumento da síntese de constituintes da parede celular, bem como do seu espessamento e da deposição de lignina, o que tende a aumentar a fração indigerível, reduzindo, dessa forma, a fração potencialmente digerível (WILSON

4 29 Tabela 1 - Composição química dos alimentos Table 1 - Chemical composition of the feeds Alimentos Feeds CABRAL et al. % na matéria seca % in dry matter PB EE MM FDN Lignina CT Lignina 1 CP NDF Lignin TC Lignin C. elefante p-42d 14,16 1,23 9,3 74,7 4,69 7,31 6,27 C. elefante p-63d 11,68 1,23 9,3 77,4 6,38 77,79 8,24 C. elefante v-42d 14, 1,23 9,3 72,6 4,89 7,47 6,73 C. elefante v-63d 1, 1,23 9,3 77,4 6,78 79,47 8,7 C. tifton-8 3cm 14,67 1,7 6,14 71,4 3,46 78,12 4,84 Tifton-8 grass C. tifton-8 cm 9,96 1,67 6,9 7,1 4,47 81,47,9 Tifton-8 grass Silagem de milho 7,9 1,84 4,6 71,62 4,37 86,1 6,1 Corn silage Silagem de sorgo 6,17 2,46 4,9 63,36,67 87,28 8,94 Sorghum silage Feno de alfafa 18,7 1,9 8,2 46,88 8,38 71,64 17,87 Alfalfa hay Feno de coastcross 1,4 1,2 4,2 78,26,86 83,88 7,26 Coastcross hay Cana-de-açúcar 2,,74 2,94 6,2 12, 93,82 19,93 Sucar cane p = primavera, v = verão. 42d = 42 dias de idade, 63d=63 dias de idade. 1 % na FDN (% in NDF). 1994). As pequenas diferenças encontradas possivelmente são explicadas pela elevada idade do corte aos 42 dias de idade. Os CNF também não foram alterados com o avanço da maturidade dentro de estações, porém esta fração foi, em média, 3% maior no verão que a respectiva fração na primavera. MALAFAIA et al. (1998) observaram no, capim-elefante cortado aos 6 dias, valor da fração B 2 similar à obtida neste estudo, entretanto, a fração C foi 22% inferior. A diferença desta última fração pode ser atribuída ao método de determinação, uma vez que foi obtida a partir da concentração de lignina multiplicada pela constante 2,4, bem como ao efeito do ambiente, visto que o capim-elefante avaliado neste estudo foi cultivado em condições climáticas diferentes daquelas impostas ao avaliado pelos referidos autores. O avanço da idade de corte do capim tifton-8 implicou em redução da porcentagem de PB em 32%, ligeiro aumento dos carboidratos totais, incremento da fração C em 17% e redução dos CNF em 19%. A alteração da fração C, com o avanço da idade, pode ser, em parte, atribuída ao aumento da concentração de lignina na FDN em 23%. MALAFAIA et al. (1998) observaram que o valor da fração C do capim tifton-8 foi similar, entretanto, a fração B 2 observada por esses autores foi 9% superior e os CNF, em média, 121% inferiores aos valores obtidos neste estudo. O incremento da fração C e a redução dos CNF podem implicar em diminuição da disponibilidade de energia para os microrganismos que fermentam carboidratos fibrosos e não-fibrosos, o que poderia influir na eficiência de síntese de proteína microbiana e, ainda, conduzir a perdas de N no rúmen, se porventura forem utilizados suplementos protéicos de média ou rápida degradação. Quando se comparam as silagens de milho e sorgo, nota-se que, apesar da maior concentração de lignina na FDN da silagem de sorgo, esta apresentou concentração 21% menor de fração C que a silagem de milho. A fração B 2 das duas silagens apresentaram valores bem próximos, entretanto, quando se observam os CNF, nota-se que a silagem de sorgo possui esta fração 46% superior, ou 71 g/kg de MS a

5 Rev. bras. zootec. Tabela 2 - Frações de carboidratos como porcentagem dos carboidratos totais (CT) e teores na matéria seca Table 2 - Carbohydrates fractions as percentage of the total carbohydrates and amount in the dry matter Alimentos % CT g/kg MS Feeds %TC g/kg DM C B 2 CNF C B 2 CNF C. elefante p-42d 2,1 69,32,8 189,3 22,3 42,2 C. elefante p-63d 26,1 68,4,4 22,33 32,47 43,9 C. elefante v-42d 24,37 67,8 7,78 183,91 12,8 8,71 C. elefante v-63d 26,1 66,77 7,22 26,7 3,62 7,38 C. tifton-8 3cm 16,6 68,73 14,67 129,68 36,92 114,6 Tifton-8 grass C. tifton-8 cm 19,37 68,76 11,87 7,81 6,19 96,7 Tifton-8 grass Silagem de milho 24,8 8,6 17,32 28,32 6,9 149,83 Corn silage Silagem de sorgo 19,86 4,89 2,2 173,34 479,8 22,38 Sorghum silage Feno de alfafa 21,66 48,9 3,2,17 344,2 216,71 Alfalfa hay Feno de coastcross 21,76 6,4 12,79 182,2 48,99 17,28 Coastcross hay Cana-de-açúcar 42,2 21,3 3,9 398,92 21,99 337,28 Sucar cane 291 mais de CNF que a silagem de milho. A fração C encontrada para a silagem de milho, neste trabalho, foi 37% superior e os CNF, 29% inferiores aos valores de 17,6 e 22,3% encontrados por MALAFAIA et al. (1998), para as respectivas frações. Embora não se tenha o conhecimento da proporção de grãos das silagens, presume-se que a silagem de sorgo apresenta maior concentração destes, o que explicaria sua maior concentração de CNF. Portanto, pode-se inferir que a silagem de sorgo, avaliada neste trabalho, apresentou melhor valor nutricional que a silagem de milho, do ponto de vista energético, uma vez que possui maior teor (43 g/kg-1ms) de carboidratos potencialmente digeríveis (CNF e B2) que a silagem de milho. O feno de alfafa apresentou cerca de 8% a mais de PB que o feno de capim-coastcross e outra notável diferença entre as forragens deve-se à menor concentração de FDN no feno de alfafa que no feno de coastcross e, por conseguinte, concentração de CNF duas vezes maior, o que permite a alfafa ser classificada como um volumoso de alta qualidade. Uma vez que a concentração de FDN das forrageiras tem sido negativamente correlacionada à ingestão de matéria seca (MERTENS, 1987), pode-se inferir que, devido ao maior efeito físico exercido pela maior concentração de FDN, o feno de capim-coastcross promoveria menor ingestão de matéria seca que o feno de alfafa. No que diz respeito às frações de carboidratos, as forragens são similares quanto à proporção da fração C, entretanto, o feno de capim-coastcross possui 17% a mais desta fração, quando expressa em g/kg de MS, já que a sua concentração em carboidratos totais, bem como de FDN, é maior que o feno de alfafa. Entretanto, deve ser lembrado que as leguminosas apresentam FDN com menor extensão de digestão que as gramíneas, o que pode ser verificado quando se compara a fração B 2 das forragens, a qual é 2 g kg -1 MS maior para o feno de coastcross, ou quando a fração C é expressa como porcentagem da FDN. Este fato pode ser atribuído à maior concentração de lignina na FDN do feno de alfafa, a qual é duas vezes maior que a do feno de capim-coastcross (Tabela 1). A cana-de-açúcar contrasta com os demais alimentos, por possuir baixo porcentual de PB, numericamente, as maiores frações C (399 g kg -1 MS) e de CNF (337 g kg -1 MS) e a menor fração B 2. A elevada fração C pode ser atribuída à elevada concentração de lignina em sua FDN, e a elevada fração CNF,

6 292 CABRAL et al. principalmente, à alta concentração de açúcares solúveis (mono e dissacarídeos) em seu colmo. A tifton-8 cortado aos 3 cm se destacou pela elevada Nas Figura 1, pode-se observar que o capim utilização da cana-de-açúcar na alimentação de ruminantes seria benéfica do ponto de vista de sua (CNF e B 2 proporção de carboidratos potencialmente digeríveis ), uma vez que apresenta pequena fração elevada fração de CNF, a qual poderia suportar C. Entretanto, na Figura 2, cujas frações de rápido crescimento microbiano no rúmen, entretanto, carboidratos são expressas em g kg -1 MS, pode-se devido à baixa digestão da FDN (elevada fração C), notar que a silagem de sorgo apresentou teor de teria forte efeito de repleção ruminal, provavelmente carboidratos potencialmente digeríveis 43 g kg -1 MS levando à limitação da ingestão de matéria seca em superior ao da silagem de milho e do capim tifton-8 animais de elevada demanda nutricional. cortado com cm de altura, os quais apresentaram, A maior fração C encontrada no capim-elefante, depois da silagem de sorgo, o maior teor de carboidratos na cana-de-açúcar e silagem de milho em relação potencialmente digeríveis. Dessa forma, pode-se aos demais alimentos pode ser atribuída à elevada inferir que a silagem de sorgo seria o alimento de proporção de colmos nestas gramíneas, os quais, melhor valor energético, entre os alimentos avaliados segundo WILSON (1994), apresentam maior conteúdo de parede celular, com parede epidermal de elevada proporção de CNF, principalmente na neste estudo. Este fato pode ser atribuído à presença muito mais espessa que a das folhas, sendo forma de amido, presente em seus grãos. suportada internamente por células lignificadas do A cana-de-açúcar, o feno de alfafa e a silagem de esclerênquima e dos feixes vasculares, apresentando sorgo destacaram-se pela elevada fração CNF, sendo, elevada resistência à degradação. portanto, boas fontes de energia para o crescimento 1% 1 8% 8 CT 6% 4% CNF B2 C CT (g/kg MS) 6 4 CNF B2 C 2% 2 % Alimentos Feeds Alimentos Feeds Figura 1 - Frações dos carboidratos totais (CT) do capimelefante cortado aos 42 e 63 dias na primavera (1 e 2) e no verão (3 e 4), do capim tifton-8 obtido aos 3 e cm de altura ( e 6), das silagens de milho e sorgo (7 e 8), dos fenos de alfafa e d e capim-coastcross (9 e 1) e da canade-açúcar (11). Figure 1 - Total carbohydrates fractions of the elephant grass chopped during spring and summer at 42 and 63 day of age (1, 2, 3 and 4), tifton-8 grass harvested with height of 3 and cm ( and 6), corn silage and sorghum silage (7 and 8), alfalfa hay and coastcross hay (9 and 1) and sugar cane (11). Figura 2 - Teores das frações de carboidratos totais (CT) na MS do capim-elefante cortado aos 42 e 63 dias na primavera ( 1 e 2) e no verão (3 e 4), do capim tifton- 8 obtido aos 3 e cm de altura ( e 6), das silagens de milho e sorgo (7 e 8), dos fenos de alfafa e de capim-coastcross (9 e 1) e da canade-açúcar (11). Figure 2 - Amounts of the carbohydrates fractions in DM of the elephant grass chopped during spring and summer at 42 and 63 day of age (1, 2, 3 and 4), tifton-8 grass harvested with height of 3 and cm ( and 6), corn silage and sorghum silage (7 and 8), alfalfa hay and coastcross hay (9 and 1) and sugar cane (11).

7 Rev. bras. zootec. dos microrganismos que utilizam carboidratos nãofibrosos. Dessa forma, seria benéfica a inclusão de fontes protéicas de rápida e média degradação no rúmen, quando estes alimentos compuserem a dieta, objetivando a sincronização entre a liberação de energia e N (NOCEK e RUSSELL, 1988). A liberação de energia de maneira mais rápida que a sua utilização para crescimento microbiano pode levar ao processo de dissipação de energia por parte dos microrganismos (VAN KESSEL e RUSSELL, 1996; RUSSELL, 1998). Os capins-elefante e tifton-8 apresentam-se como os volumosos de maior fração B 2, ou seja, fibra potencialmente digestível e, dessa forma, dietas à base destas gramíneas suportam melhor o crescimento dos microrganismos que utilizam carboidratos fibrosos. Portanto, a utilização dietética de N não-protéico ou fontes protéicas de lenta degradação no rúmen seriam desejáveis. Os parâmetros cinéticas dos alimentos são apresentados na Tabela 3, na qual pode ser observado que, para o capim-elefante, o avanço da maturidade durante a primavera resultou em redução da produção total de gases em 11%, diminuição na proporção dos gases oriundos dos CNF em 32% e aumento da proporção dos gases provenientes da fração B 2 em %. Este comportamento não foi verificado durante o verão, entretanto, a contribuição dos gases provenientes da fração B 2 foi, em média, durante o verão, 9% maior que na primavera. O avanço da idade de corte do capim-elefante na primavera acarretou aumento da taxa de digestão dos CNF e da fração B 2 em e 38%, respectivamente, o que contraria a maioria dos autores, principalmente quanto à fração B 2. Esperarse-ia redução na taxa de digestão desta fração, uma vez que o aumento da maturidade determina incremento da concentração de lignina e espessamento da parede celular que limitam marcadamente o acesso microbiano (WILSON, 1994). Entretanto, durante o verão, o avanço da maturidade teve efeito contrário nas características cinéticas das frações, pois a taxa de digestão da fração B 2 foi reduzida em 18% e dos CNF, em 29%. MALAFAIA et al. (1998), por intermédio de estudos in situ, encontraram o valor de,32 h -1 para a taxa de digestão da FDN do capimelefante com 6 dias de rebrota, a qual está próxima aos valores estimados neste estudo, com exceção do capim-elefante cortado com 63 dias na primavera. No capim tifton-8, o avanço da maturidade promoveu aumento da taxa de digestão da fração B 2 em 2%, embora a produção total de gás, bem como a Tabela 3 - Volume de gás total da matéria seca e proporção dos gases oriundos dos CNF e da fração B 2 e taxas de digestão (c) Table 3 - Total gas volume of the dry matter and proportion of the gas from NFC and the B 2 fraction and digestion rate (c) Parâmetros Parameters Alimentos Gás total CNF B 2 CNF B 2 C (h -1 ) C (h -1 ) Feeds (ml) (ml) (ml) (%) (%) CNF B 2 C. elefante p-42d 14,91 4,38 1,3 29,38 7,62,62,4 C. elefante p-63d 13,31 2,67 1,64 2,6 79,94,1629,2 C. elefante v-42d 16,8 3,2 13, 19,3 8,6,189,38 C. elefante v-63d 16,73 2,78 13,9 16,62 83,38,1318,3 C. tifton-8 3cm 22,4 3,18 19,22 14,2 8,8,222,393 Tifton-8 grass C. tifton-8 cm 22,64 2,74 19,9 12,11 87,89,2273,49 Tifton-8 grass Silagem de milho 19,44 9,28 1,16 47,74 2,26,949,37 Corn silage Silagem de sorgo 21,79 11,1 1,28 2,82 47,18,1313,393 Sorghum silage Feno de alfafa 18,7 13,82 4,93 73,71 26,29,184,48 Alfalfa hay Feno de coastcross 19,94 2,93 17,1 14,69 8,31,2162,48 Coastcross hay Cana-de-açúcar 19,42 11,98 7,44 61,7 38,3,226,386 Sucar cane

8 294 CABRAL et al. contribuição de cada fração, não tenha sido alterada. estes se refere à proporção dos gases produzidos, A taxa de digestão encontrada para a fração B 2 do pois 73% dos gases totais do feno de alfafa são capim tifton-8 com 3 cm de altura está próxima ao provenientes dos CNF e, no caso do feno de capimcoastcross, somente 14% dos gases são oriundos valor de,36 h -1 obtido por MALAFAIA et al. (1998), para o capim tifton-8 cortado com 6 dias de desta fração, sendo a mesma diferença entre rebrota. Embora o capim tifton-8 cortado aos 3 cm leguminosas e gramíneas observada por SCHOFIELD de altura possua 28 g kg -1 MS a menos de fração C e PELL (199). que o obtido aos cm de altura, a produção total de A taxa de digestão dos CNF do feno de capimcoastcross foi 1% superior à estimada para o feno gás foi semelhante. Este fato pode ser atribuído à fermentação da proteína, uma vez que o capim cortado de alfafa, observando-se o inverso para a fração B 2. aos 3 cm possui 47% a mais de PB que aos cm A pequena taxa de digestão encontrada para os CNF de altura, que, segundo alguns autores, gera somente do feno de alfafa pode ser justificada também pela 32% dos gases produzidos pela fermentação de fermentação de proteínas solúveis, as quais estão carboidratos. CONE e VAN GELDER (1999) presentes em elevada concentração nesta forrageira observaram que a incubação de forrageiras jovens e e, como já citado anteriormente, propiciam menor com elevado teor de PB gerou, inexplicavelmente, produção de gás que a fermentação de carboidratos menor produção de gás que plantas mais velhas e (CONE e VAN GELDER, 1999). A maior taxa de com menor teor de PB. Constataram, para cada digestão da fração B 2 para o feno de alfafa pode ser unidade porcentual de proteína fermentada, redução atribuída ao tipo de parede celular característico de de 2,48 ml g -1 MO, principalmente nas horas iniciais leguminosas, com menor proporção de feixes de incubação, devido à fermentação das proteínas vasculares e tecidos de sustentação (WILSON, 1994). solúveis, o que poderia afetar o volume final de gás Na cana-de-açúcar, os CNF, semelhantemente ao dos CNF. Entretanto, a concentração de amônia, feno de alfafa, contribuem com a maior proporção oriunda da fermentação da proteína, também influencia o equilíbrio do tampão bicarbonato, por captu- Nas Figuras 3 e 4 pode ser visualizada a contribui- dos gases produzidos (61%). rar íons H+ e prevenir a liberação de CO 2. Portanto, ção da FDN e dos CNF na produção total de gás da cada mmol de amônia produzido impede a liberação MS. Entre os alimentos, as silagens de milho e sorgo, de,87 mmol de gás. o feno de alfafa e a cana-de-açúcar destacaram-se A silagem de sorgo apresentou produção total de pela maior contribuição dos CNF para a produção de gás 12% maior que a silagem de milho, bem como gás total. Dessa forma, pode-se inferir que, nestes para o volume de gás produzido pelos CNF, que foi alimentos, esta fração é a principal fonte de energia 22% maior. Já o volume de gás da fração B 2 foi para crescimento microbiano no rúmen, enquanto nos praticamente igual para as duas silagens, entretanto, capins-elefante e tifton-8 e o feno de capimcoastcross, a fração B 2 quando expresso como porcentagem do total de gás, é a principal fonte de energia esta fração contribuiu com 47 e 2%, para as silagens para crescimento microbiano, a qual é degradada em de sorgo e milho, respectivamente. Adicionalmente, taxa mais lenta que os CNF. A fermentação do capim as taxas de digestão da fração B 2 e dos CNF foram tifton-8 proporcionou, numericamente, a maior produção total de gás, e a sua fração B 2 1 e 38% maiores, respectivamente, para a silagem pode ser de sorgo. A taxa de digestão estimada para a fração classificada como a mais extensivamente degradada. B 2 da silagem de milho, neste estudo, foi bem superior Entretanto, o contrário pode ser observado para a ao valor de,23 h -1 encontrado por MALAFAIA et mesma fração do feno de alfafa e da cana-de-açúcar, al. (1998). Esta diferença pode ser atribuída à melhor a qual propiciou menor volume de gás. uniformidade físico-química do ambiente de incubação in vitro, o que não é verificado com a técnica in numericamente, o maior teor de carboidratos poten- Embora a silagem de sorgo tenha apresentado, situ, podendo com isso afetar os parâmetros cinéticos cialmente digeríveis, a sua fermentação produziu da digestão dos alimentos, principalmente da FDN. cerca de 3% a menos de gás que o capim tifton-8, o A fermentação do feno de alfafa resultou em que pode ser explicado pela diferença nas vias produção total de gás similar ao valor encontrado por fermentativas que predominaram durante a degradação desses alimentos. Em virtude de a silagem de STEFANON et al. (1996), mas foi 6% menor que o volume encontrado para o feno de capim-coastcross, sorgo apresentar boa parte dos seus carboidratos na portanto, pode-se inferir que a grande diferença entre forma de amido, presente nos grãos, espera-se que a

9 Rev. bras. zootec. Elefante-primavera (42 dias) 2 2 Elefante-primavera (63 dias) ml/1 mg 1 1 MS FDN CNF Elefante-verão (42 dias) 2 Elefante-verão (63 dias) 2 2 ml/1 mg Tifton-3cm 2 Tifton-cm 2 2 ml/1 mg ml/ 1 mg tempo de incubação (h) Tempo de incubação (h) Incubation time Tempo de incubação (h) Incubation time Figura 3 - Curvas de produção de gás da MS, FDN e CNF dos capins elefante e tifton-8. Figure 3 - Gas production curves of the DM, NDF and NFC of the elephant grass and tifton-8 grass.

10 Feno de alfafa CABRAL et al. 2 2 Feno de coast-cross ml/1 mg ml/ 1 mg 1 1 MS FDN CNF ml/1 mg Silagem de milho Silagem de sorgo Cana-de-açúcar 2 ml/1 mg tempo de incubação (h) Tempo de incubação (h) Incubation time Figura 4 - Curvas de produção de gás da MS, FDN e CNF dos fenos de alfafa e de capim-coastcross, das silagens de milho e sorgo e da cana-de-açúcar. Figure 4 - Gas production curves of the DM, NDF and NFC from alfalfa hay and from coastcross hay, of corn and sorghum silages and sugar cane.

11 Rev. bras. zootec. fermentação destes produza mais propionato que acetato. Segundo BEUVINK e SPOELSTRA (1992), a produção de propionato gera somente,87 mol/mol de AGV (produção indireta) e nenhum gás diretamente e a produção de acetato, 2 moles de CO 2 por mol de glicose (produção direta) e,87 mol/mol de AGV, indiretamente. Portanto, a comparação de alimentos somente com base na produção cumulativa de gás pode levar a conclusões equivocadas sobre o valor energético dos alimentos, uma vez que a proporção molar dos AGVs afeta o volume de gás produzido por mol de hexose fermentada. A estimativa da taxa de digestão dos CNF, utilizando-se o volume de gás compreendido entre 12 e 24 horas de incubação, resultou em taxas de digestão desta fração próximas aos valores observados por DOANE et al. (1997). A utilização desse intervalo de tempo, em vez de 72 horas, baseia-se no fato de que os CNF, por serem rapidamente fermentados, resultam em curvas de produção cumulativa de gás, cuja assíntota é estabelecida neste período, indicando que esta fração foi completamente degradada. Dessa forma, alterações no volume de gás após este período estão relacionadas ao turnover microbiano e às mudanças na taxa de digestão da FDN (CONE et al., 1996; CONE et al., 1997; e STEFANON et al., 1996). Vale ressaltar que a comparação dos dados referentes às taxas de digestão das frações FDN e CNF, obtidas neste estudo com as estimativas de SCHOFIELD e PELL (199) ou MALAFAIA et al. (1998), é imprópria, uma vez que esses autores utilizaram modelos bicompartimentais para estas estimativas, partindo da pressuposição de que cada fração apresentava natureza heterogênea. Entretanto, neste trabalho, considerando as frações de carboidratos sugeridas pelo CNCPS, as quais são consideradas isoladamente como uma fração homogênea, foram utilizados modelos unicompartimentais para a obtenção das estimativas das taxas de digestão de cada fração. A estimativa da fração C a partir da fórmula proposta por SNIFFEN et al. (1992), baseada na concentração de lignina dos alimentos (Lignina x 2,4), tende a subestimar a respectiva fração em volumosos tropicais, quando comparada aos valores encontrados a partir da determinação do resíduo indigerível após 72 horas de digestão, como proposto por MERTENS (1987). Nessas gramíneas, outros fatores além da concentração de lignina têm sido correlacionados negativamente à sua digestibilidade. As diferenças nas frações de carboidratos (B 2 e 297 CNF) entre os alimentos, bem como a sua alteração com o avanço da maturidade das plantas, podem afetar a disponibilidade de energia no rúmen para crescimento microbiano, o que, por sua vez, influencia ria o fluxo de proteína microbiana para o intestino delgado. Conclusões A técnica de produção de gás permitiu estimar as taxas de digestão das frações insolúveis e, principalmente, das frações solúveis (CNF) dos carboidratos totais. Estas frações contribuíram com a maior produção de gás nas primeiras 12 horas de incubação, sendo neste período a principal fonte de energia para crescimento microbiano. Em gramíneas tropicais, principalmente em estádio de maturidade avançado, a fração FDN contribuiu com a maior proporção dos gases produzidos ao longo da incubação. Referências Bibliográficas ASSOCIATION OF OFFICIAL ANALYTICAL CHEMISTS - AOAC Official methods of analysis..ed., Arlington, Virginia. 1117p. BEUVINK, J.M.W., SPOELSTRA, S.F Interactions between substrate, fermentation end-products, buffering systems and gas production upon fermentation of different carbohydrates by mixed rumen microorganisms in vitro. Appl. Microb. Techn., 37(4):-9. CONE, J.W., VAN GELDER, A.H., VISSCHER, G.J.W. et al Influence of rumen fluid and substrate concentration on fermentation kinetics measured with a fully automated time related gas production apparatus. Anim. Feed Sci. Technol., 61(1,4): CONE, J.W., VAN GELDER, A.H., DRIEHUIS, F Description of gas production profiles with a three-phasic model. Anim. Feed Sci. Technol., 66(1,4):31-4. CONE, J.W., VAN GELDER, A.H Influence of protein fermentation on gas production profiles. Anim. Feed Sci. Technol., 76(3-4): DOANE, P.H., PELL, A.N., SCHOFIELD, P The effect of preservation method on the neutral detergent soluble fractions of forages. J. Anim. Sci., 7(4): DOANE, P.H., PELL, A.N., SCHOFIELD, P Ensiling effects on the ethanol fractionation of forages using gas production. J. Anim. Sci., 76(3): MALAFAIA, P.A.M., VALADARES FILHO, S.C., VIEIRA, R.A.M. et al. 1998a. Cinética ruminal de alguns alimentos investigada por técnicas gravimétricas e metabólicas. R. Bras. Zootec., 27(2): MALAFAIA, P.A.M., VALADARES FILHO, S.C., VIEIRA, R.A.M. et al. 1998b. Determinação da frações que constituem os carboidratos totais e da cinética ruminal da fibra em detergente neutro de alguns alimentos para ruminantes. R. Bras. Zootec., 27(4): McDOUGAL, E.I Studies on ruminal saliva. 1. The composition and output of sheep s saliva. Biochem. J., 43(1):99-19.

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