Associação da Quitosana e do líquido da Castanha de Caju, como aditivos em dietas para ruminantes: Concentração de Amônia e pH do Líquido Ruminal, in vitro

Rafael Henrique de Tonissi e Buschinelli de Goes1, Elis Regina de Queiroz Vieira2, Kelly Cristina da Silva Brabes3, Raquel Tenório de Oliveira4, Charles Jhonnatan dos Santos Souza5, Amanna Gonzaga Jacaúna6, Jefferson Rodrigues Gandra7, Leonardo de Oliveira Seno8
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RESUMO -

O objetivo deste trabalho foi avaliar o pH e as concentrações de amônia (NAR) do líquido ruminal in vitro de dietas para ruminantes contendo líquido da casca da castanha de caju (LCC) e/ou quitosana (QUIT). As dietas foram compostas de cinco proporções de volumoso: concentrado (100:00, 65:35, 50:50, 35:65, 20:80). Os tratamentos consistiam na adição de 500mg/kg de MS do LCC; 500 mg/kg de MS de QUIT; e associação da LCC + QUIT (500 mg/kg de MS + 500 mg/kg de MS), e 200 mg/kg de MS de monensina. As coletas do líquido ruminal tamponado foram realizadas a 0, 2, 4, 6, 8 e 10 h após a incubação. Não foi verificado efeito para aditivo e da interação aditivo*relação para pH e NAR no líquido ruminal. Independente do aditivo utilizado o pH manteve-se acima de 6,0 e NAR manteve-se acima de 10mmol/dL. Foi verificado efeito significativo da relação volumoso: concentrado para pH (P=0,0029) e NAR (P=0,0019). A inclusão do LCC e Quitosana não alteraram os valores de pH e NAR do líquido ruminal in vitro.

Palavras-chave: cardol, ácido anacardio, cardanol, antimicrobiano, chitina

Association of Chitosan and Cashew nut shell Liquid, as additives in diets for ruminants: Ammonia Concentration and Ruminal Liquid pH, in vitro

ABSTRACT - The objective of this work was to evaluate the pH and ammonia concentrations (NAR) of ruminal liquid in vitro of diets for ruminants containing cashew nut shell liquid (LCC) and / or chitosan (QUIT). The diets were composed of five roghage: concentrate ration (100: 00, 65:35, 50:50, 35:65, 20:80). The treatments consisted of the addition of 500mg / kg DM of LCC; 500 mg / kg QUIT MS; association of LCC + QUIT (500 mg / kg DM + 500 mg / kg DM), and 200 mg / kg monensin MS. Buffered ruminal fluid samples were collected at 0, 2, 4, 6, 8 and 10 h after incubation. No effect was observed for additive and additive interaction*ratio for pH and NAR in ruminal fluid. Regardless of the additive used, the pH remained above 6.0 and NAR remained above 10 mmol / dL. There was a significant effect of the roghage: concentrate ration for pH (P = 0.0029) and NAR (P = 0.0019). The inclusion of LCC and Chitosan did not alter pH and NAR values of the ruminal liquid in vitro
Keywords: cardol, cardanol, anarcadic acid, chitin, antimicrobial


Introdução

A globalização dos mercados e a maior exigência dos consumidores, em especial nos aspectos relativo a saúde humana, tem forçado os governos a normatizarem regras para o uso de aditivos na alimentação animal, inclusive com a restrição a alguns produtos. Com base no “Principio da Precaução”, a União Europeia (UE), em 1999, baniu a utilização de antibióticos como promotores de crescimento; e em 2006, proibiu o uso de ionóforos, como a monensina e lasalocida sódica, baseado na “postura preventiva” das autoridades da UE. Por este motivo, a substituição de antibióticos, por substâncias ou compostos naturais alternativos vêm ao encontro às necessidades dos consumidores, especialmente quando os produtos visam a exportação ao mercado comum europeu. O líquido extraído da casca da castanha de caju (LCCC) é um óleo funcional, fonte natural de lipídios fenólicos e possui atividade antimicrobiana e antioxidante (BENCHAAR et al., 2008). A quitosana é um biopolímero natural derivado da desacetilação da quitina, o componente principal do exoesqueleto de crustáceos, algas, insetos e na parede celular de alguns fungos e bactérias, que atua como um alimento funcional (TERBOJEVICH et al., 1993).

Revisão Bibliográfica

A quitosana é um polissacarídeo de ocorrência natural que tem revelado versatilidade e propriedades promissoras para sua utilização segura em uma ampla variedade de produtos e aplicações. Oriundo da quitina é o segundo polímero mais abundante na natureza. Este polímero tem sido utilizado com inúmeros interesses nas pesquisas e na prática, entre suas aplicações destaca-se sua utilização na indústria de alimentos como biofilme comestível para prolongar o tempo de prateleira (“shelf-life”) de produtos perecíveis (ROMANAZZI et al.,2003; ZIVANOVIC, 2005; AIDER, 2010). A eficiência antimicrobiana da quitosana é bem documentada na literatura (MUZZARELLI et al., 1990; SHAHIDI et al., 1999; JEON et al., 2002); possuindo amplo espectro de ação com doses mínimas inibitórias contra ambas bactérias, gram positivas e gram negativas (TANG et al. 2010). Recentemente, os estudos tendem caracterizar a quitosana preferivelmente como bacteriostático, sendo que a literatura a considera como detentora de atividade bactericida ou bacteriostática, apesar de não elucidar a distinção entre ambos os mecanismos de ação (COMA et al., 2002; POTARA et al., 2011;TAO et al., 2011). O ácido anacárdico, o cardol e o cardanol encontrados no líquido da castanha de caju (Anacardium occidentale), se destacam por sua função antimicrobiana e antiinflamatória, com ação inibitória à resistência de bactérias. O mecanismo bactericida do líquido da castanha de caju (LCC) ainda não foi totalmente esclarecido. No entanto, a ação antibacteriana parece estar relacionada ao caráter anfipático dos lipídios fenólicos. A interação dos grupos hidroxílicos do anel aromático com fosfolipídios por meio de ligações de hidrogênio é o fator responsável da alta afinidade do LCC às bicamadas lipídicas presentes nas membranas bacterianas (KOZUBEK, 1999). A atividade antibacteriana do LCC, foi avaliada por Himejima & Kubo (1991) e Parasa et al. (2011), que encontraram ação sobre bactérias Gram-positivas, enquanto que as Gram-negativas são resistentes. Com isso, surgiu por parte dos cientistas um interesse maior em se avaliar alternativas, como o uso de extratos vegetais, óleos essenciais, enzimas e probióticos, a fim de manipular o ecossistema microbiano ruminal. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar os parâmetros da fermentação ruminal (pH e N-NH3) de dietas para ruminantes contendo líquido da casca da castanha de caju e/ou quitosana.

Materiais e Métodos

O experimento foi realizado no e Laboratório de Nutrição Animal (LANA) da Universidade Federal da Grande Dourados, no município de Dourados – MS. Foram utilizados dois bovinos mestiços, castrados, com peso médio de 350 kg±, providos de cânula ruminal como doadores de inóculo ruminal. Os animais permaneceram em piquetes de capim U. brizantha cv Marandu. Os tratamentos consistiram em cinco relações volumoso com concentrado (100:00, 65:35; 50:50; 35:65 e 20:80) e quatro tipos de aditivos: monensina (controle); líquido da casca da castanha de caju (LCCC); quitosana em pó (Q); e líquido da casca da castanha de caju e quitosana (LCCCQ) nas proporções: 500mg/kg de MS do LCCC; 500 mg/kg de MS de Q; 200 mg/kg de MS de monensina; e 500 mg/kg de MS cada LCCC/Q. As dietas foram compostas de feno de Tifton 85 (Cynodon spp) como volumoso e, milho (49,72%), farelo de soja (40,05%) e suplemento mineral (10,23%) como concentrado, em todas as relações V: C. As coletas do líquido ruminal dos animais foram realizadas sempre pela manhã (8 horas). O material coletado era coado em gaze e armazenado em garrafas previamente aquecidas e mantidas a 39oC com fusão de CO2 e vedadas para serem transportados até o laboratório. As coletas diárias foram realizadas em intervalos de 2 horas nos tempos 0, 2, 4, 6, 8 e 10 h após a incubação (“hora 0”) para análise de pH e nitrogênio amoniacal. Em cada horário, foram coletados 80 ml do líquido ruminal tamponado, utilizando uma seringa e a torneira de três vias instalada na tampa dos jarros. O pH foi determinado imediatamente após a coleta. Aproximadamente 40 ml foram acidificada com 1mL de ácido clorídrico (HCL 1:1) para análise de nitrogênio amoniacal (N-NH3), e armazenado em freezer para posterior análise. Ao final do experimento, as amostras para N-NH3 foram descongeladas e colocadas em tubos de eppendorf, centrifugadas por 10 min a 3000 rpm. Em seguida, foi coletado uma alíquota de 2ml do sobrenadante, sendo colocado em tubos de ensaio para determinação do nitrogênio amoniacal (N-NH3) pelo método da destilação de Kjealdhl com a adição de hidróxido de potássio (método INCT-CA N-007/1), segundo metodologia descrita por Detmann et al. (2012). O delineamento utilizado foi o inteiramente casualizado, e os dados analisados pelo software estatístico SAS University Edition® (SAS INSTITUTE, 2015).

Resultados e Discussão

Após análise de variância, não foi verificado efeito do aditivo e da interação aditivo*relação para as variáveis pH e NH₃ no líquido ruminal. O líquido da casca da castanha de caju associado ou não com a quitosana, tiveram o mesmo comportamento que a monensina. Independente do aditivo utilizado nas dietas, o pH manteve-se acima de 6,0 e o N-NH₃ manteve-se acima de 10mmol/dl, faixa ótima para atividade dos microrganismos presente no rúmen. Foi verificado efeito significativo da relação volumoso: concentrado para os valores de pH (P=0,0029) e N-NH₃ (P=0,0019), onde se constatou que o aumento de concentração do N-NH3 diminuiu o pH, apresentando leve variação (Tabela 1). Tabela 1. Efeito dos aditivos e das diferentes relações volumoso: concentrado sobre os parâmetros de pH e concentrações de NH₃.
Variáveis Relação V: C EPM P-Valores
100 65 50 35 20 Aditivo V: C Interação
pH 6,68 6,58 6,55 6,56 6,66 0,01 0,8509 0,0029 0,687
NH₃ 16,04 17,42 13,71 17,56 10,67 1,43 0,5758 0,0019 1
  O pH ruminal manteve-se acima de 6,0 e as concentrações de N-NH3 acima de 10 (mg/dL), dentro da faixa ótima de atuação da atividade dos microrganismos (STROBEL & RUSSEL, 1986). Para os parâmetros de N-NH3 foi observado um aumento na quantidade de amônia com o tempo de coleta, em que, os valores máximos obtidos foram menores para dietas com maior proporção de concentrado, o que sugere que teve uma maior utilização da amônia para o crescimento dos microrganismos. Isto era esperado, já que a maior quantidade de concentrado reduz as concentrações de amônia no rúmen (CHAPAVAL et al., 2008). Desta forma, pode-se observar que LCCC e/ou quitosana, atuam como aditivo e desempenham um papel importante na manutenção do pH e do nitrogênio do líquido ruminal de bovinos, podendo ser substituídos pelos antibióticos ionóforo.

Conclusões

Os resultados observados neste experimento demonstraram que a quitosana e LCCC, adicionados a dieta de ruminantes como aditivos moduladores da fermentação ruminal mantém o pH acima de 6,0 e as concentrações de N-NH3 acima de 10 mg/dL o que favorece a atividade dos microrganismos ruminais.


Referências

AIDER, M.; Chitosan application for active bio-based films production and potential in the food industry: Review. LWT - Food Science and Technology. V. 43, N.6, 837–842, 2010. BENCHAAR, C.; CALSAMIGLIA,S.; CHAVES, A.V.; FRASER, G. R.; COLOMBATTO, D.; MCALLISTER,T.A.; BEAUCHEMIN, K. A. A review of plant-derived essential oils in ruminant nutrition and production. Animal Feed Science Technology. v. 145, p.209–228, 2008 CHAPAVAL, L.; MELOTTI, L.; ROSSI JÚNIOR, P.; OLIVINDO, C.S.; REGO, J.P.A. Relação volumoso concentrado sobre as concentrações ruminais de amônia, pH e ácidos graxos voláteis em vacas leiteiras mestiças. Revista Brasileira de Saúde e Produção Animal., v. 9, n.1, p. 18-28, jan/mar, 2008. DETMANN, E.; PAULINO, M. F.; MANTOVANI, H. C.; VALADARES FILHO, S. C.; SAMPAIO, C. B.; SOUZA, M. A.; LAZZARINI, I.; DETMANN, K. S. C. Parameterization of ruminal fibre degradation in low-quality tropical forage using Michaelis-Menten kinetics. Livestock Science, v. 126, n. 1-3, p. 136-146, 2009. European Commission. 2003. Regulation (EC) No 1831/2003 of the European Parliament and of the Council of 22 September 2003 on additives for use in animal nutrition. Off. J. Eur. Commun. L268:29-43. JEON, Y. L.; KAMIL, J. Y. V. A; SHAHIDI, F. Chitosan as an edible invisible film for quality preservation of herring and Atlantic cod. Journal of Agriculture Food Chemistry, v. 20, p. 5167-5178, 2002. MUZZARELLI, R.; TARSI, R.; FILIPPINI, O.; GIOVANETTI, E.; BIAGINI, G.; VARALDO, P. E. Antimicrobial properties of N-carboxybutyl chitosan. Antimicrobial Agents and Chemotherapy, v. 34, p. 2019-2023, 1990. POTARA, M.; JAKAB, E.; DAMERT, A.; POPESCU, O.; CANPEAN, V.; ASTILEAN, S. Synergistic antibacterial activity of chitosan-silver nanocomposites on Staphylococcus aureus.  Nanotechnology, v. 22, n. 13, p. 135-144, 2011. ROMANAZZI, G., NIGRO, F., IPPOLITO, A., Short hypobaric treatments potentiate the effect of chitosan in reducing storage decay of sweet cherries. Postharvest Biol. Technol. 29, 73–80. 2003. SHAHIDI, F. Food applications of chitin and chitosans. Trends in Food Science Technology, v. 10, n. 2, p. 37-51, 1999. STROBEL, H.J.; RUSSELL, J.B. Effect of pH and energy spilling on bacterial protein synthesis by carbohydrate-limited cultures of mixed rumen bacteria. Journal of Dairy Science. v.69, n.11, p.2941-2947, 1986. TANG, H.; ZHANG, P.; KIEFT, T. L.; RYAN, S. J.; BAKER, S. M.; WIESMANN, W. P.; ROGELJ, S. Antibacterial action of a novel functionalized chitosan-arginine against gram negative bacteria. Acta Biomaterialia, v. 6, p. 2562-2571, 2010. TAO, Y.; QIAN, L. H.; XIE, J. Effect of chitosan on membrane permeability and cell morphology of Pseudomonas aeruginosa and Staphyloccocus aureus. Carbohydrate Polymers, v. 86, n. 2, p. 969-974, 2011. ZIVANOVIC . S.; CHI, S.   DRAUGHON, F.A. Antimicrobial Activity of Chitosan Films Enriched with Essential Oils. Journal of Food Science. 05/2006; 70(1):M45 - M51