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Revista de Ciências Agrárias

Print version ISSN 0871-018X

Rev. de Ciências Agrárias vol.37 no.1 Lisboa Mar. 2014

 

ARTIGO

Degradabilidade ruminal da matéria seca e da FND da casca de banana tratada com cal virgem

Ruminal degradability of banana peel treated with virgin lime

Flávio P. Monção1, Sidnei T. Reis1, João Paulo S. Rigueira1, Eleuza Clarete J. Sales1, Ana Paula S. Antunes3, Euclides R. Oliveira4 e Zaqueu G. Carvalho1

 

1 Departamento de Ciências Agrárias, Universidade Estadual de Montes Claros, Av. Reinaldo Viana, 2630, Bairro Bico da Pedra, Caixa Postal 91, Janaúba, Minas Gerais, Brasil. E-mails: moncaomoncao@yahoo.com.br, autor for correspondence; sidnei.reis@unimontes.br; jpzootecnia@hotmail.com; ecjsales@ibest.com.br; zakzootecnia@yahoo.com.br

2 Departamento de Ciências Agrárias, Universidade Estadual da Bahia, Rodovia BR 415, Km 03, Itapetinga – BA, CEP: 45700-000, Brasil. E-mail: anapaula-antunes@hotmail.com

3 Faculdade de Ciências Agrárias, Universidade Federal da Grande Dourados , Rodovia Dourados - Itahum, Km 12 - Cidade Universitária, Caixa Postal 533, Dourados, Mato Grosso do Sul, Brasil. E-mail: euclidesoliveira@ufgd.edu.br

 

RESUMO

Objetivou-se avaliar a cinética de degradação da matéria seca e fibra em detergente neutro da casca de banana tratada com cal virgem em diferentes níveis de inclusão na matéria natural. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado com quatro tratamentos (1%, 2%, 3% e 4% de cal virgem) mais a testemunha e três repetições. Para o ensaio de degradabilidade foram utilizados três novilhos mestiço, Holandês x Nelore, com 400 kg de peso corporal, castrados, devidamente identificados e canulados no rúmen. Verificou-se degradabilidade potencial de 69,79% na matéria seca para a casca de banana tratada com 4% de cal virgem. Os resultados da fração degradável para fibra em detergente neutro no tratamento com 4% de cal virgem foram de 60,26%, enquanto, a casca de banana testemunha, apresentou valores de degradação de 60,56%. Houve incremento nos parâmetros da degradabilidade da matéria seca da fração “a” de 42,62% para 46,42% da casca de banana testemunha para a casca de banana tratada com 4% de cal virgem. Para a degradabilidade efetiva da fibra em detergente neutro foi observado valores de 23,67% e 22,26%, respectivamente, para a casca de banana testemunha e a tratada com 4% de cal virgem.

Palavras-chave: aditivo, álcali, cinética, coprodutos, ruminantes

 

ABSTRACT

This trial aimed to evaluate the kinetics of degradation of dry matter and neutral detergent fiber from peel of banana treated with virgin lime in different levels of inclusion in natural material. The experimental design used was the completely randomized blocks with four treatments (1%, 2%, 3% and 4% of virgin lime) plus the witness and three repetitions. For testing we used three degradability steers mestizo, Holstein x Nellore, with 400 kg of body weight, neutered, properly identified and rumen cannulated. There was 69.79% potential degradability in dry matter for the banana peel treated with 4 of virgin lime. The results of the degradable fraction for neutral detergent fiber in the treatment with 4% of virgin lime were 60.26%, while, the banana peel witness presented values of degradation of 60.56%. There was an increase in the parameters of the degradability of dry matter fraction the 42.62% for 46.42% banana peel witness to the banana peel treated with 4% of quicklime. For the effective degradability in neutral detergent fiber was observed values of 23.6%7 and 22.26% respectively for the banana peel witness and treated with 4% of virgin lime.

Keywords: additive, alkalis, kinetic, co products, ruminants

 

Introdução

A alimentação animal é um dos fatores que mais onera o custo de produção (Bosa et al. 2012). Com isso, coprodutos das agroindústrias como a casca de banana têm recebido atenção especial, uma vez que apresentam baixo custo de aquisição e apresentam valor nutricional com potencial para alimentação animal (Omer, 2009). A indústria de processamento de alimentos produz grandes quantidades de coprodutos que são desperdiçados, tornando uma fonte poluidora do meio ambiente (Goes et al., 2008).

No entanto, a grande dificuldade da utilização da casca de banana para alimentação animal em épocas estratégicas, consiste no manejo desse coproduto que apresenta em torno de 85% de água na matéria natural, o que inviabiliza o armazenamento e o tempo de estocagem.

A utilização de cal virgem (óxido de cálcio) como agente alcalino já vêm sendo usados com o intuito de melhorar a degradabilidade e digestibilidade de alimentos volumosos de baixo valor nutritivo como a cana-de-açúcar, e também melhorar o perfil de fermentação e permitir um melhor aproveitamento dos nutrientes das dietas que os contém por parte dos animais (Calderon e Shimada 1980).

Os agentes alcalinizantes atuam solubilizando parcialmente a hemicelulose, promovem o fenômeno conhecido como “intumescimento alcalino da celulose”, que consiste na expansão das moléculas de celulose, causando a ruptura das ligações das pontes de hidrogênio, as quais, segundo Jackson (1977), confere a cristalinidade da celulose, aumentando a digestão desta e da hemicelulose. De acordo com Klopfenstein (1978) o teor de lignina normalmente não é alterado pelo tratamento químico, mas a ação deste leva ao aumento da taxa de degradação da fibra.

De acordo com Van Soest (1994), algumas ligações que ocorrem durante a formação da parede celular são susceptíveis a ação de agentes alcalinizantes. O aumento da disponibilidade de nutrientes pode ser feito por meio da quebra das ligações entre lignina e os carboidratos da parede celular ou ainda, pela hidrólise dos polissacarídeos da parede celular, resultando na liberação de açúcares solúveis.

Neste sentido, é interessante conhecer o efeito da cal virgem, qual proporção de uso e o efeito sobre o valor nutricional da casca da banana.

Nos atuais sistemas de adequação de dietas para ruminantes, são necessárias informações relativas às proporções das frações dos alimentos, bem como de suas taxas de degradação. Isto é relevante no sentido de sincronizar a disponibilidade de energia e nitrogênio no rúmen e maximizar a eficiência microbiana e a digestão dos alimentos, além de reduzir as perdas decorrentes da fermentação ruminal (Goes et al., 2011).

A sincronização entre a fermentação de proteína e de carboidratos, para uma mesma taxa de degradação, promove a máxima síntese microbiana e aumenta a proteína metabolizável (Martins et al., 1999). Contudo, para que esses ingredientes alternativos possam ser usados com maior embasamento técnico e nutricional e garantam verdadeira alternativa econômica às oscilações de preço dos ingredientes usualmente utilizados, faz-se necessário maior conhecimento do potencial de utilização dos nutrientes (Zervoudakis et al., 2006).

Dentre os métodos de avaliação de alimentos para ruminantes, a técnica in situ tem se destacado, por ser precisa e apresentar menor custo que as técnicas in vivo (Nocek, 1988). A avaliação in situ das diferentes frações dos alimentos permite maximizar a síntese de proteína microbiana, reduzir perdas energéticas e nitrogenadas (Carvalho et al., 2009) e formular dietas que atendam às exigências dos microrganismos ruminais e do hospedeiro, resultando em maior produtividade animal e minimização dos custos da dieta (Lousada Jr et al., 2005; Veloso et al. 2006).

Considerando o exposto acima, objetivou-se avaliar a cinética de degradação da matéria seca e fibra em detergente neutro da casca de banana tratada com cal virgem em diferentes níveis de inclusão na matéria natural.

 

Material e Métodos

O experimento foi realizado no Departamento de Zootecnia da Universidade Estadual de Montes Claros, UNIMONTES, Campus Avançado de Janaúba – MG. As coordenadas geográficas são 15o47’50” latitude Sul e 43o18’31” longitude oeste, a altitude de 516 m.

As amostras da casca de banana madura fresca (5kg) foram acondicionadas em recipientes de polietileno com capacidade de 25 l e então calculada a quantidade da cal virgem a ser adicionada nas concentrações de 1,0; 2,0; 3,0 e 4,0% da matéria natural (MN). No Quadro 1, consta a composição química da cal virgem mensurada segundo a metodologia descrita por Camargo et al. (2009).

 

 

Após a aplicação da cal virgem e devida homogeneização, a casca de banana foi pré-seca ao sol durante cinco dias. Após perda de aproximadamente 85% de umidade, as mesmas foram armazenadas para análises.

Posteriormente, parte das amostras, foram moída em peneira de crivo de 5 mm de diâmetro, destinadas à realização do estudo da cinética da degradação ruminal e o restante, moída em peneira com crivo de 1mm, para análise química, conforme pode ser observada no Quadro 2. O teor de matéria seca definitiva foi determinada após as amostras, pré-seca, serem levadas à estufa a 105 oC, durante 8-h, de acordo com a metodológica descrita por Detman et al. (2012), sendo o resíduo incinerado em forno mulfa e avaliado o teor de cinzas. Os teores de proteína bruta (PB) foram analisados de acordo com os procedimentos descritos pela Association of Official Analytical Chemists (1997). O teor de fibra em detergente neutro (FDN), fibra em detergente ácido (FDA), hemecelulose (HEM) e lignina (LIG), e foram estimados pelo método descrito de Van Soest et al. (1991).

 

 

O teor de carboidratos totais (CT) foi estimado pela equação: CT (%) = 100 – [PB (%) + EE (%) + cinzas (%)] e os de carboidratos não fibrosos (CNF) segundo Sniffen et al. (1992).

Para o ensaio de degradabilidade foram utilizados três novilhos mestiços, Holandês x Nelore, com 400 kg de peso corporal, castrados, devidamente identificados e canulados no rúmen, mantidos em sistema intensivo de criação com cochos e bebedouros.

Os animais foram adaptados à dieta durante 14 dias, por meio da qual receberam como volumoso, a cana de açúcar e casca de banana pré-seca e concentrado a base de milho e farelo de soja, que forneceu condições necessárias ao funcionamento normal do rúmen.

As amostras foram acondicionadas em sacos de TNT (Tecido não tecido), conforme recomendação de Casali et al. (2008), de tamanho 15 x 7,5 cm, com malhas de 52 micras, na quantidade de 2,0g de MS/ saco, a fim de manter uma relação próxima de 20 mg de MS/cm² de área superficial do saco (Nocek, 1988).

Os sacos de TNT contendo as amostras foram fechados em máquina seladora e alojados em sacola de filó acoplada um fio de náilon de 80 cm de comprimento presa à tampa da cânula por uma das extremidades, o que permitiu que a sacola de filó com as amostras se alojassem na porção ventral do rúmen. Os períodos de incubação corresponderam aos tempos de zero; 3; 6; 12; 24; 36; 48; 72; 96 e 120 horas, e os sacos de TNT foram incubados na ordem inversa dos tempos, para serem retirados todos ao mesmo tempo, ao final do período, e desta forma, promover lavagem uniforme do material por ocasião da retirada do rúmen.

Após o período de incubação total de 120 horas, os sacos de TNT foram lavados manualmente em água gelada e corrente até que esta se apresentasse limpa, para proceder, então, à secagem em estufa de ventilação forçada à 55oC, por 72 horas.

Obtida a matéria seca (MS) das amostras, as mesmas foram utilizadas para a estimação da fibra em detergente neutro (FDN), segundo a metodologia de Van Soest et al. (1991).

Os dados de degradabilidade in situ da MS e da FDN foram obtidos pela relação da diferença de peso encontrada para cada componente, entre as pesagens efetuadas antes e após a incubação ruminal, e expressos em porcentagem.

O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado com quatro tratamentos (1, 2, 3 e 4 % de cal virgem) mais a testemunha e três repetições. Os dados obtidos nos tempos de incubação para MS foram ajustados para regressão não-linear pelo método de Gauss-Newton, conforme a equação proposta por Ørskov e Mcdonald (1979): Y=a+b (1-e-ct), em que: Y = degradação acumulada do componente nutritivo analisado, após o tempo t; a = intercepto de curva de degradação quando t = 0, que corresponde à fração solúvel em água do componente nutritivo analisado; b = potencial da degradação da fração insolúvel em água do componente nutritivo analisado; a+b = degradação potencial do componente nutritivo analisado quando o tempo não é fator limitante; c = taxa de degradação por ação fermentativa de b; t = tempo de incubação.

Depois de calculados, os coeficientes a, b e c foram aplicados à equação proposta por Ørskov e Mcdonald (1979): DE=a+(b*c/c+k), em que: DE = degradação ruminal efetiva do componente nutritivo analisado; k = taxa de passagem do alimento.

Assumiram-se taxas de passagem de partículas no rúmen estimadas em 2, 5 e 8 % h-1, conforme sugerido pelo AFRC (1993).

A degradabilidade da FDN foi estimada utilizando-se o modelo de Mertens e Loften (1980): Rt = B x e-ct + I, em que Rt= fração degradada no tempo t; B=fração insolúvel potencialmente degradável e I = fração indigestível. Após os ajustes da equação de degradação da FDN, procedeu-se à padronização de frações, conforme proposto por Waldo et al. (1972), utilizando-se as equações: Bp= B/(B+I) × 100; Ip= I/ (B+I) × 100, em que: Bp = fração potencialmente degradável padronizada (%); Ip= fração indigestível padronizada (%); B=fração insolúvel potencialmente degradável e I = fração indigestível. No cálculo da degradabilidade efetiva da FDN, utilizou-se o modelo: DE= Bp x c/(c+k), em que Bp é a fração potencialmente degradável (%) padronizada.

As médias quando significativas foram submetidas ao teste de Dunnett em relação à testemunha utilizando o procedimento GLM do SAS (SAS, Institute, 2000) há 5 % de probabilidade. O efeito dos níveis de inclusão da cal virgem, sobre os parâmetros de degradação ruminal da MS e FDN da casca de banana, foram analisados por meio de equações de regressão, entre a variável independente (níveis de inclusão) e as variáveis dependentes, obtidas no experimento (parâmetros de degradação) por meio do programa estatístico SISVAR (Ferreira, 2011), há 5 % de probabilidade.

 

Resultados e Discussão

Para os parâmetros de degradabilidade da MS da casca de banana tratada com 4,0% de cal virgem, a fração solúvel “a” apresentou valor de 46,26%, ao passo que para a testemunha, observou-se valor igual a 41,65%. Como relatado em trabalhos de Balieiro et al. (2007), maior benefício da cal virgem é reduzir a fração indegradável, contribuindo significativamente para maior recuperação de carboidratos não fibrosos (CNF) (Quadro 3).

 

 

Nos níveis de 1%, 2% e 3% foi constatada redução de 9,53%; 12,74% e 13,98% na fração solúvel da casca de banana em relação à testemunha, respectivamente, possivelmente devido a baixa concentração principalmente de óxido de cálcio presente na cal virgem (38%) utilizada neste estudo. Isso justifica a grande variação dos resultados encontrados na literatura quando se utiliza cal virgem (Moraes et al. 2008; Mota et al. 2010; Macedo et al. 2011) com o intuito de melhorar a degradabilidade das frações dos alimentos de baixo valor nutricional. As médias ajustaram-se ao modelo quadrático de regressão, sendo o nível de cal virgem, que minimizou o teor de fração solúvel, foi de 2,0 %.

Para a fração insolúvel em água, mas potencialmente degradável “b” da matéria seca da casca de banana tratada com cal virgem, não houve diferença (P>0,05) em dos tratamentos em relação a testemunha, com média de 22,7 %. Para Mota et al. (2010), a ação da cal virgem sobre a fração “b”, depende de vários fatores, dentre estes, a concentração dos componentes constituintes, dentre esses, o óxido de cálcio é o que promove maior alteração nos componentes da parede celular, favorecendo o incremento da degradabilidade ruminal.

Segundo Mota et al. (2010), a variação nos teores de óxido de cálcio está relacionada com a origem e tipo de rocha calcária utilizada no processo de calcinação para formação da cal virgem, o que per-mite uma variação de resposta em pesquisas dessa natureza. Macedo et al. (2011) trabalharam com cal virgem, contendo 53,1 % de óxido de cálcio, em cana-de-açúcar, observaram aumento na fração “b” apenas nos níveis acima de 2 %. Romão et al. (2013) ao avaliarem os efeitos da adição de diferentes porcentagens de cal virgem, com 90 % de óxido de cálcio, sobre a degradabilidade in situ da matéria seca de cana-de-açúcar, obtiveram variação para a fração insolúvel potencialmente degradável, a partir de 1,5 % de inclusão de cal virgem.

A taxa de degradação constante da fração “b” da matéria seca, não foi influenciada (p>0,05) pela adição de níveis crescente de cal virgem na matéria natural em relação a testemunha, com média de 2,5 % h-1. Esse resultado está abaixo do encontrado por Omer (2009) que avaliou a casca de banana, in natura, encontrou taxa de degradação da fração “b” de 5,0 % h-1. As variações observadas podem ser explicadas pelas oscilações edafoclimáticas, genéticas e pela adaptação da microbiota ruminal.

Segundo Omer (2009), a casca de banana apresenta elevada fração “a” (açúcares solúveis) em relação há outros alimentos volumosos, o que promove rápido crescimento microbiano no rúmen. Entretanto, a baixa taxa de degradação ruminal da fração potencialmente degradável “b” pode reduzir a ingestão de MS e a disponibilidade de energia, o que limita o desempenho produtivo dos animais.

A degradabilidade potencial (DP) da MS variou de 68,5 a 70,9 %, após o período de incubação de 120 horas, respectivamente, para a casca de banana testemunha e a tratada com o nível de 4 % de cal virgem (Quadro 3), valores estes que não diferiram (p>0,05) entre os níveis em relação a testemunha. Comportamento este diferente do encontrado por Macedo et al. (2011) que ao incubarem por 144 horas a cana-de-açúcar sem aditivo e com 1, 2 e 3% de cal virgem na MN, obtiveram aumentos da degradabilidade potencial da matéria seca de 63,4 %; 72,7 %; 76,7 % e 80,7 % para os respectivos tratamentos, sendo que o tratamento com 3 % de cal virgem promoveu maior degradabilidade potencial da MS. Para os níveis de inclusão utilizados de cal virgem, observou-se efeito quadrático (p<0,05) para a DP da MS da casca de banana, sendo o nível de 2,1 % que apresentou menor DP da casca de banana.

A DE foi estimada mediante as taxas de passagem de 2,5 % e 8 % por hora. Observa-se que a DE da MS da casca de banana tratada com cal virgem, independente da taxa de passagem, apresentou menores valores em comparação à casca de banana testemunha, demonstrando a baixa potencialidade da cal virgem utilizada (baixa concentração de CaO) em melhorar a degradação efetiva da MS da casca de banana. Para os níveis utilizados, houve diferença significativa (p<0,05), sendo que as médias ajustaram-se ao modelo quadrático de regressão. Os níveis de cal virgem que representam os pontos de mínimo das curvas foram de 2,2 %; 2,2 % e 2,1%, para as taxas de passagem de 2,5 % e 8%, respectivamente.

Ribeiro et al. (2009) trabalharam com cana-de-açúcar in natura aditivado com 2,25 % de cal virgem e observaram incremento na DE de 20,7 %; 20,6 % e 20,2 % para as respectivas taxas de passagem de 2,5 % e 8 %, quando utilizou 2,25% de cal virgem na MN. Possivelmente essas variações de respostas em relação aos resultados desta pesquisa podem ser explicadas pelas diferenças de substratos, processamento, tamanho de partícula e a quantidade utilizada na hidrólise.

Em relação aos parâmetros da degradação da fração fibrosa, não houve diferença significativa (p>0,05) sobre a fração insolúvel padronizada da FDN em relação a testemunha (Quadro 4). Esses resultados evidenciam que a cal virgem, não interferiu nas ligações das hemiceluloses e celuloses, a ponto de alterar positivamente os parâmetros avaliados.

 

 

Campos et al. (2011) avaliaram cana-de-açúcar tratada com 0,5 %; 1,0 % e 2,0 % de cal virgem na MN e não observaram efeito da cal virgem sobre os parâmetros ruminais da FDN. Para os autores a ausência de resposta da degradabilidade da FDN à cal virgem em amostras pré-secas deve-se provavelmente a um efeito de compensação entre a perda de CNF durante a secagem e o aumento da degradabilidade da fibra devido à hidrólise provocada pelo aditivo.

A taxa de degradação da fração Bp não teve efeito significativo (p>0,05) entre os níveis em relação a testemunha com média de 3,1 % por hora (Quadro 4). Carvalho et al. (2009) encontraram taxa de degradação do milho, farelo de soja, torta de dendê e farelo de cacau de 6,3; 4,2; 3,9 e 2,6 % por hora, respectivamente. Neste sentido, a taxa de degradação encontrada para a casca de banana testemunha (3,3 % por hora) está próxima aos obtidos para o fare-lo soja conforme Carvalho et al. (2009), permitindo inferir que, a casca de banana apresenta potencial próximos de outros alimentos com valor nutricional já estabelecido.

Segundo Jung (1989), a taxa e a extensão da degradação microbiana da fração insolúvel da fração fibrosa é dependente principalmente do teor de lignina e do seu grau de interação com os outros componentes da parede celular (Quadro 1). No entanto, a degradabilidade da parede celular está mais relacionada às características intrínsecas dos seus componentes do que da proporção entre eles (Van Soest, 1994).

Nesta pesquisa, os teores de lignina e da fibra em detergente ácido (Quadro 2) reduziram com incremento dos níveis de cal virgem, entretanto, não o suficiente para aumentar a degradabilidade efetiva (DE) da casca de banana.

Relacionando esses resultados com as teorias sobre a ingestão de alimentos pelos animais, pode-se inferir que, quanto maior a ingestão de FDN, menor será a taxa de passagem do alimento, devido a menor taxa de degradação, limitando o consumo pelo enchimento ruminal. Nesta pesquisa, as médias da FDN (Quadro 2) ficaram abaixo da preconizada por Van Soest (1994) como limitante para o consumo de nutrientes (55 %) permitindo inferir que o teor de FDN da casca de banana não limita o consumo pelo enchimento ruminal.

No tocante, a DE da FDN de casca de banana suplementada com cal virgem não diferiu (p<0,05) da testemunha com médias de 36,1 %; 21,9 % e 16,5 % para as taxa de passagem de 2,5 % e 8 %. Observa-se que os valores médios da DE da FDN nas taxas de passagens de 2,5 % e 8 % por hora são próximos dos encontrados por Carvalho et al. (2009) para o milho, farelo de cacau e torta de dendê, indicando que a casca de banana possui elevado potencial de utilização e substituição ao milho em dietas de animais ruminantes, caso a mesma seja utilizada como volumoso exclusivo.

 

Conclusão

A inclusão de cal virgem em níveis superiores a 2,09% em casca de banana aumenta a degradabilidade potencial da matéria seca e não altera a degradabilidade in situ da fibra em detergente neutro.

 

Agradecimentos

À UNIMONTES pelo apoio do projecto de pesquisa, ao Banco do Nordeste do Brasil pelo apoio financeiro, à FAPEMIG e ao CNPq pelo apoio financeiro e concessão de bolsas.

 

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Recebido/Received: 2013.10.17

Aceitação/Accepted: 2013.12.12

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