Uso de ácidos orgânicos na nutrição de suínos

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1 Uso de ácidos orgânicos na nutrição de suínos Everton L Krabbe 1 ; Edenilse Gopinger 2 1 Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária- EMBRAPA, CNPSA; 2 Universidade Federal de Pelotas. Introdução Desde há algumas décadas que os ácidos orgânicos são utilizados na indústria alimentar como conservantes, protegendo os alimentos da atividade destrutiva de bactérias e fungos ou aumentando a conservação de alimentos fermentados, como as silagens (Canibe et al., 2001). A sua utilização na alimentação animal tem também sido muito explorada, com o intuito de acidificar as dietas para animais. Ácidos orgânicos são substâncias que contém uma ou mais carboxilas em sua molécula. Em geral, quando o termo ácido orgânico é empregado na produção animal, refere-se aos ácidos fracos, de cadeia curta (C1-C7) (Dibner e Buttin, 2002) que produzem menor quantidade de prótons por molécula ao se dissociarem. Existe uma atenção muito grande quanto aos aspectos sanitários da suinocultura, não obstante também são focos de preocupação as recentes mudanças na legislação europeia com respeito ao banimento de aditivos antimicrobianos (promotores de crescimento) nas rações, pela possibilidade do desenvolvimento de resistência bacteriana. Neste sentido, na contramão do banimento dos antimicrobianos, uma fatia expressiva de aditivos alternativos (probióticos, prebióticos, ácidos orgânicos, etc.) tem-se sido apresentados. Os ácidos orgânicos têm sido uma das alternativas promissoras, em substituição aos antibióticos em rações para leitões. Os ácidos orgânicos não dissociados podem difundir-se passivamente através da parede celular das bactérias, dissociar-se, quando o ph interno é superior à constante de dissociação (pka), e promover a diminuição do ph intracelular. Os íons H+ reduzem o ph interno, e isto é incompatível com certas classes de bactérias que não toleram um gradiente significativo de ph em ambos os lados da membrana (CHIQUIERI ET AL, 2009).

2 Ácidos orgânicos em suínos Em suínos, o interesse principal em utilizar acidificantes é na fase de desmama, pelo fato de que leitões têm produção inadequada de ácido clorídrico e baixa capacidade em manter o ph gástrico adequado nessa fase. Durante o aleitamento, o ácido lático é produzido por bactérias as quais utilizam a lactose do leite da porca como substrato. Com a mudança da dieta do leite para a ração, há proliferação de outros microrganismos que geralmente desencadeiam resultados negativos sobre o desempenho do leitão. Ácidos orgânicos ajudam a manter o ph gástrico estabilizado, melhoram a digestão de proteínas, estimulam secreção de bicarbonato e enzimas pancreáticas, que podem auxiliar o processo de esvaziamento gástrico e na absorção de nutrientes no intestino. Devido a sua ação antimicrobiana, previne algumas enteropatias como Lawsonia intracellularis, Clostridium sp., E. coli. (HAYASHI,2012). Por isso, segundo Eidelsburger (2001), os ácidos orgânicos atuam pelos seguintes mecanismos: a ) efeito antimicrobiano nos alimentos em si e, cuja concentração ótima, para higienizar os alimentos, é menor do que a necessária para acidificar o trato digestivo; b ) pela diminuição do ph na parte inicial do trato digestivo e consequentes efeitos sobre a produção de pepsina e na digestão, bem como pela ação bactericida e bacteriostática na microflora (bactérias, fungos e leveduras) do trato digestivo. A ação antimicrobiana se dá porque o ácido diminui a capacidade de aderência da bactéria com fimbria à parede intestinal, tendo ainda forte capacidade de desnaturação sobre as proteínas; c) pela sua capacidade aniônica tamponante com cátions das dietas (Ca ++, Mg ++, Fe ++, Cu ++, Zn ++), aumentando a digestibilidade e retenção desses elementos e d ) pela utilização da energia do ácido no metabolismo demonstrado por Hume et al. (1993) com ácido propiônico. A eficácia de um ácido em inibir micróbios é dependente do seu valor de pka que é o ph ao qual 50% do ácido é dissociado. Ácidos orgânicos com alto valor de pka são mais efetivos preservativos e sua eficácia antimicrobiana é geralmente melhorada com aumento do comprimento da cadeia e grau de insaturação (Foegeding & Busta, 1991), mas a limitada solubilidade em água desses ácidos restringe o seu uso.

3 Um importante objetivo do uso de ácidos orgânicos na dieta dos suínos é a inibição da microflora intestinal que compete com o animal pelos nutrientes e, consequentemente a redução dos seus metabolitos tóxicos (amônia e aminas). O combate aos microrganismos patogênicos (por exemplo, E. coli e Salmonella) existentes, quer no trato digestivo, quer na ração, é também benéfico para a saúde do animal. Segundo Gauthier (2003) a inclusão de ácidos e sais orgânicos entre 1 e 2% na ração pode reduzir o ph estomacal e a proliferação de microorganismos patogênicos no trato digestivo, melhorar o ganho de peso diário e a conversão alimentar dos leitões. É importante salientar a respeito da capacidade tamponante (B-value) de alimentos ou de rações que podem reduzir a eficiência de utilização dos acidificantes. Segundo Ostermann, (2002), alimentos com baixo B-value ajudam na ativação do pepsinogênio e portanto, na digestibilidade da proteína, no controle da população bacteriana no estômago, na redução da proliferação de bactérias patogênicas, no esvaziamento estomacal e a evitar a formação de aminas biogênicas; que em síntese resulta em alta mobilidade dos intestinos e aumento da pressão sangüínea. Há de se considerar também o valor de energia destes produtos e o fato de que, na maioria dos casos é toda metabolizada pelo animal (Roth, 2000). Cada ácido orgânico possui propriedades diferentes em relação às propriedades físicas e químicas (Quadro 1), a cada bactéria envolvida, dependendo do ph, da concentração, da dissociação (pka), capacidade tampão da ração, do tempo de retenção/exposição e do nível de inclusão. Entretanto as respostas à utilização dos acidificantes podem variar de acordo com o tipo de ácido empregado, a dosagem, o efeito depressivo sobre o consumo e o estado sanitário dos animais e o ambiente.

4 Quadro 1- Propriedades físicas e químicas dos ácidos orgânicos mais utilizados como acidificantes nas dietas. Substância Acidez pka Solubilidade P.molecular Energia Apresentação em H2O g/mol bruta KJ/g Ac. Fórmico 3, ,0 5,8 Liquida Ac. Acético 4, ,8 Liquida Ac. Propiônico 4, ,1 20,8 Liquida Ac. Láctico 3, ,1 15,1 Liquida Ac. Fumárico 3,03/4,38-116,1 11,5 Sólida Ac. Cítrico 3,14/4,76/6, ,1 10,3 Sólida Ac. Sórbico 4,76-112,1 26,5 Sólida Formiato Ca ,1 3,9 Sólida Formiato Na ,0 3,9 Sólida Propionato Ca ,2 16,6 Sólida pka = -log ([ H + ][A]/[ HA]) Solubilidade: ++/+/- : alta, média e baixa. Fonte: Roth (2000). O uso de ácidos orgânicos podem aumentar a digestibilidade total aparente e retenção de nutrientes em dietas para leitões (PARTANEN, 2001). Em particular, os ácidos orgânicos exercem uma pequena, mas positiva influência na retenção de proteína bruta e energia. Freitas et al (2006), testando diferentes misturas de ácido lático, fórmico e fosfórico observaram que a utilização de 0,84% de ácidos orgânicos na dieta proporcionou melhor conversão alimentar em leitões no período de 21 a 35 dias e melhor consistência de fezes e controle de E. coli α-hemólise e Streptococcus sp. com a suplementação de 0,84% de ácidos orgânicos no período de 21 a 35 dias e de 0,63% no período de 36 a 49 dias. Ribeiro et al (2002) ao avaliar os efeitos da adição dos níveis de 0, 0,5, 1,0, 1,5 e 2,0% de ácido fumárico nas rações de leitões, sobre o desempenho e ocorrência de diarreia, na fase de creche, observaram que na fase inicial I não foi observado efeito dos tratamentos sobre ganho diário de peso (GDP), consumo diário de ração (CDR) e conversão alimentar (CA). A adição de 1,0% de ácido fumárico à dieta preveniu o aparecimento de diarreia nos primeiros 10 dias após desmama. Na fase inicial total, foi observado efeito dos tratamentos sobre o consumo diário de ração, sendo que os animais que receberam 1,0% de ácidos apresentaram maior consumo. Não sendo observado efeito no ganho de peso e conversão alimentar.

5 Tsiloyiannis et al. (2001), avaliaram em leitões o efeito da suplementação de ácidos orgânicos na eficácia do controle da síndrome de diarréia pósdesmame, causado principalmente pela E.coli. Foram suplementados com os níveis de ácidos: lático (1,6%), propiônico (1,0%), fórmico (1,2%), málico (1,2%), cítrico (1,5%) e fumárico (1,5%), em comparação ao grupo controle sem antibiótico ou com uso de dieta medicada com lincomicina (44ppm) e espectinomicina (44ppm). Em todos os parâmetros avaliados, os ácidos orgânicos reduziram a incidência e severidade de diarréia e o desempenho foi significativamente melhor que o grupo controle, sem o uso de antibióticos. Braz et al. (2011), avaliaram diferentes combinações de acidificantes contendo ácido fórmico, fosfórico, lático e butirato de sódio testadas em comparação a tratamento com colistina e dieta controle, para leitões desmamados em torno de 24 dias. Os resultados mostraram que misturas contendo lático mais butirato de sódio proporcionaram melhores resultados para peso aos 14 dias e ganho diário de peso e melhor conversão alimentar que outros tratamentos, além de apresentar menores valores de profundidade de cripta do jejuno e maior relação altura de vilosidade: profundidade de cripta do jejuno que outros tratamentos. Chiqquieri et al. (2009), no estudo com a inclusão de 0,2% de uma mistura de ácidos orgânicos constituído de benzóico, fumárico, cítrico e fosfórico em comparação ao antibiótico neomicina na dieta de leitões desmamados aos 21 dias de idade, não observaram diferença no consumo e na altura de vilosidades, podendo estar associado principalmente ao fato dos animais terem sido criados em um ambiente de baixo desafio sanitário. Vilas Boas (2014), avaliaram uma mistura de ácidos orgânicos (21% ácido lático, 18% de ácido fórmico e 10% de ácido cítrico), 0,1% de Butirato e a 0,5% da mistura dos ácidos orgânicos+ 0,1% de Butirato de Sódio. Não observaram efeito dos acidificantes sobre o consumo diário de ração (CDR), ganho de peso diário (GDP) e índice de conversão alimentar (CA), nos três períodos estudados (0 a 10, 0 a 24, e 0 a 45 dias de experimento). Não houve efeito dos ácidos orgânicos, sobre os coeficientes de digestibilidade aparente da matéria seca, proteína bruta, energia bruta e sobre os valores de energia digestível e metabolizável em leitões na fase de creche.

6 Considerações finais Ácidos orgânicos têm mostrado excelentes resultados tanto em condições experimentais como no campo. Suas combinações, bem como o uso de outros aditivos alternativos como enzimas, probióticos, prebióticos, extratos, óleos vegetais e imunomoduladores são candidatos com alto potencial na substituição dos antibióticos. Outros estudos devem ser realizados com diversas combinações dos aditivos citados, sempre levando em consideração as necessidades e os desafios sanitários existentes no campo. No entanto os resultados do uso dos ácidos orgânicos na alimentação dos animais são dependentes da concentração e das combinações dos ácidos empregados bem como da capacidade tamponante da dieta utilizada. Novas gerações de produtos, como os ácidos protegidos, surgem como uma opção interessante, mesmo em animais com idade mais avançada. O mercado deverá determinar quais os rumos a serem adotados pela cadeia produtiva, que sujeita a preferência dos consumidores, provavelmente se adaptará as novas demandas, viabilizando assim, este tipo de recurso, em substituição aos antibióticos melhoradores de desempenho.

7 Referências Bibliográficas BRAZ, D.B.; COSTA L.B.; BERENCHTEIN, B. et al. Acidificantes como alternativas aos antimicrobianos promotores de crescimento de leitões. Arch. Zootec. v. 60, n.231, p , CHIQUIERI, J. et al. Ácidos orgânicos na alimentação de leitões desmamados. Arch. Zootec. v.58, p , 2009 (Suplemento 1). Dibner, J. J. e Buttin, P. Use of Organic Acids as a Model to Study the Impact of Gut Microflora on Nutrition and Metabolism. J. Appl. Poult. Res. 11: Eidelsburger, U. Feeding short-chain organic acids to pigs. Nottingham. Nottingham University Press. P Freitas, L.S.; Lopes, D.C.; Freitas, A.F.; Carneiro, J.C.; Corassa, A.; Pena, S.M.; Costa, L. F. Avaliação de ácidos orgânicos em dietas para leitões de 21 a 49 dias de idade. R. Bras. Zootec., v.35, n.4, p , 2006 (supl.). FOEGEDING, P.M. & BUSTA, F.F. Chemical food preservatives. In Disinfection,Sterilization and Preservation.p Philadelphia, PA: Lea & Febiger GAUTHIER, R. Avanços atuais em suinocultura. Pork Word. Ano 3, nº 15, p Hayashi, R. Acidificantes ganham espaço na alimentação animal. A lavoura, 689, Hume, M. E., Corrier, D. E., Ivie, G. W. e Deloach, J. R. Metabolism of [14 C] propionic acid in broiler chicks. Poultry Science, 72: OSTERMANN, J.D. Ciclo internacional de conferências. Metachen Ind. e Com. Ltda RIBEIRO, P. R.; KRONKA, R. N.; THOMAZ, M. C.; CASTILLO SOTO, W. L.; SILVA, L. P. G.; KRONKA, S. N.; HANNAS, M. I. Adição de ácido fumárico em rações de suínos e seus efeitos nas fases inicial e crescimento/terminação. Ars Veterinaria, Jaboticabal, SP, Vol. 18, nº 1, 70-77, ROTH, F.X. Ácidos orgánicos en nutrición porcina: eficacia y modo de acción. XVI Curso de Especialización FEDNA. 11p Disponivel em: acessado em 25/11/2015. PARTANEN, K. Organic acids Their efficacy and modes of action in pigs. In:, Piva, A., Bach Knudsen K.E. and Lindberg, J.E. (Eds). Gut Environment of Pigs Nottingham, UK: Nottingham University Press, 2001., p

8 TSILOYIANNIS, V.K.; KYRIAKIS, S.C. et al. The effect of organic acids on the control of porcine post-weding diarrhea. Research in Veterinary Science. v.70, i.3, p , Vilas Boas, A.D.C. Suplementação de ácidos orgânicos em dietas para leitões na fase de creche. Dissertação (mestrado). Instituto de Zootecnia, Nova Odessa