Degradabilidade ruminal de milho reidratado submetido à amilase e pepsina

Wériko dos Santos Cursino1, Ronaldo Francisco de Lima2, Ícaro dos Santos Cabral3, Diego Souza Pantoja4, Rosimery Menezes Frisso5, Danielly Pimentel Oliveira6, Hilacy de Souza Araújo7, Marclley Eydie Pereira Pereira8
1 - Universidade Federal do Amazonas - UFAM
2 - Universidade Federal do Amazonas - UFAM
3 - Universidade Federal do Amazonas - UFAM
4 - Universidade Federal do Amazonas - UFAM
5 - Universidade Federal do Amazonas - UFAM
6 - Universidade Federal do Amazonas - UFAM
7 - Universidade Federal do Amazonas - UFAM
8 - Universidade Federal do Amazonas - UFAM

RESUMO -

Objetivou-se com esse trabalho avaliar a degradabilidade ruminal da ensilagem de milho grão reidratado adicionado ou não de pepsina e amilase. O milho grão foi moído à 5 mm, separado em quatro partes, umedecido à 40%, adicionado ou não amilase e pepsina e em seguida ensilados por 90 dias em silos experimentais de PVC. Após a abertura dos silos, amostras foram desidratadas em estufas de ventilação forçada a 55°C por 72 horas e moídas em moinho com peneira de 2 mm. Em seguida, 5 g de amostras foram pesadas em saquinhos do tipo filet com dimensões de 15 x 10 cm e incubados por 3, 6, 12 e 24 horas no rúmen uma novilha com cânula ruminal. A adição de amilase não afetou a degradabilidade ruminal, porém a adição de pepsina melhorou a degradabilidade ruminal do milho em todos os tempos.

Palavras-chave: milho, amiloglicosidases, proteases

Rumen degradability of rehydrated maize subjected to amylase and pepsin.

ABSTRACT - The objective of this work was to evaluate the ruminal degradability of rehydrated maize silage, whether or not added with pepsin and amylase. The corn grain was milled at 5 mm, separated into four parts, moistened at 40% moisture, added or not amylase and pepsin and then ensiled for 90 days in experimental PVC silos. After opening the silos, samples were dehydrated in forced ventilation greenhouses at 55 ° C for 72 hours and ground in a 2 mm sieve mill. Then 5 g of samples were weighed in 15 x 10 cm filet-type sachets and incubated for 3, 6, 12 and 24 hours in the rumen with a heifer with ruminal cannula. The addition of amylase did not affect rumen degradability, but the addition of pepsin improved rumen degradability of corn at all times.
Keywords: cornn, amiloglicosidases, proteases


Introdução

O milho é um dos principais ingredientes energéticos na dieta de ruminantes. No entanto, a maioria dos híbridos brasileiros são de textura dura, caracterizado com endosperma flint o que lhe confere baixa digestibilidade comparado a híbridos de endosperma farináceo (CORRÊA et al., 2002). Essa característica está relacionada à sua matriz proteica que é determinado pelo teor de prolamina no seu endosperma (HOFFMAN et al., 2012).  Essa proteína é hidrofóbica impedindo a hidratação do amido, e o acesso dos microrganismos ruminais para a degradação. Mc Allister et al., (1993) estudando a influência da matriz proteica sobre a digestão do amido observaram que, o milho tratado com protease in vitro teve a digestão de amido dobrada e concluíram que a matriz proteica do milho foi um fator importante na digestão ruminal do amido. O processo de ensilagem tem mostrado melhora na degradação dessas proteínas (HOFFMAN et al., 2011) em grão úmido, colhido antes do processo total de maturação, sendo ensilado em torno de 40% de umidade. Por tanto, o uso de proteases pode melhorar o acesso microbiano ao amido no processo de ensilagem, que combinado ao uso de uma amiloglicosidade disponibilizará açucares livres para Lactobacillus do processo fermentativo. Assim, objetivou-se com esse trabalho avaliar a degradabilidade ruminal da ensilagem de milho grão reidratado adicionado ou não de pepsina e amilase.

Revisão Bibliográfica

No Brasil, o milho cultivado é do tipo duro (Flint) (CORREA et al., 2002). O amido no endosperma do milho duro é quase todo rígido (vítreo), enquanto o milho farináceo tem grande parte de seu amido como endosperma farináceo. Assim os híbridos de milho se diferem pela sua relação de endosperma vítreo: farináceo (WATSON, 1987). Correa et al. (2002), compararam híbridos de milhos cultivados no Brasil e nos Estados Unidos. O híbrido brasileiro menos vítreo teve maior vitreosidade que o mais vítreo dos EUA. Foi observada correlação negativa alta entre vitreosidade e degradabilidade ruminal do amido. O aumento da vitreosidade está associado à diminuição da degradação ruminal do amido (PHILIPPEAU e MICHALET-DOUREAU, 1998). O amido é formado por dois polímeros de glicose, a amilose, um polímero longo e linear, com cerca de 99% das ligações ∝-1-4, e a amilopectina, uma molécula maior que a amilose, mais insolúvel, com ligações ∝-1-4, e ramificações ∝-1-6 (LEHNINGER, 1998). Desta forma fontes de amido com maiores teores de amilopectina, podem apresentar maior digestibilidade (JOBIM et al., 2003). A digestibilidade do amido do milho é limitada, também, pela matriz protéica, formada principalmente pelas prolaminas-zeína que compreendem de 50 a 60% do total da proteína (HAMAKER et al., 1995) e aumentam com o avanço da maturidade do grão encapsulando o amido dentro de uma matriz de proteínas hidrofóbicas (MU-FORSTER e WASSERMAN, 1998; BUCHANAN et al., 2000) impedindo o acesso de enzimas. Philippeau et al. (2000) quantificaram a relação entre vitreosidade e concentração de prolaminas-zeína no milho e concluíram que milhos mais vítreos contêm mais prolaminas- zeína do que milhos menos vítreos. A silagem de milho reidratado vem ser uma alternativa para aumentar a digestibilidade do amido, considerando que os ácidos da fermentação ou o processo de proteólise podem degradar as prolaminas-zeína durante o processo fermentativo (BARON et al., 1986). Hoffman et al. (2011), observaram que a ensilagem de milho por 240 dias reduziu as concentrações de prolaminas-zeína ao longo do tempo. Estudos em nosso laboratório sugeriu que a protease melhorou a digestibilidade ruminal do amido do milho. No entanto esse trabalho foi feito com 1g de protease por kg de milho, e o milho utilizado foi triturado em moinho com peneira de 10 mm. Por tanto, há necessidade de testar menores doses de protease combinados com diferentes tamanhos de partícula do milho para reduzir o custo do tratamento.

Materiais e Métodos

O milho grão foi moído em desintegrador de martelo DPM Júnior (Nogueira Máquinas Agrícolas, São João da Boa Vista, SP) com peneira de 5 mm. Em seguida separados 4 subamostra de 80 kg sendo adicionados ou não pepsina (Pepsina 1:10000) e amilase AMG 300L(Novozymes) em um fatorial 2x2, sendo: 1) Milho com amilase e pepsina (AP); 2) Milho com pepsina (A); 3) Milho com pepsina (P); 4) Milho (M). O milho moído recebeu 40% de umidade, em seguida adicionados os tratamentos (pepsina 1 g/Kg e amilase 200 ml/t de milho) e ensilados por 90 dias em silos de PVC medindo 10 x 50 cm adaptados com válvula tipo Bunsen. Todos os tratamentos foram inoculados com 600000 UFC/g de Lactobacillus plantarum (Lallemand Brasil, Aparecida de Goiânia - GO). Após a conclusão do tempo de ensilagem e abertura dos silos, uma amostra de 100 g foi desidratada à 55oC por 72 horas e em seguida moídas em moinho do tipo Thomas-Willey acoplado com peneira de 2 mm.  Para ensaio de degradabilidade ruminal, foi utilizada uma novilha zebu, com 280 kg de peso vivo e com cânula ruminal. Foram pesados 5 g de silagem de milho em saquinhos de nylon com dimensões de 15 x 10 cm e lacrados com braçadeiras de nylon. Os saquinhos foram colocados dentro do rúmen em um saco maior de nylon, com dimensões de 30 x 35 cm, contendo um peso de 500g para manter as amostras abaixo do mat ruminal. Os saquinhos foram colocados com 24, 12, 6 e 3 horas antes de serem retirados todos juntos do rúmen. Após a retirada do rúmen, foram colocados em água com gelo para interromper a degradação e lavados em água corrente. Após a lavagem os saquinhos foram colocados em estufa ventilada por 72 horas, a 55°C, e pesados para determinar a degradação ao longo do tempo do material incubado.

Resultados e Discussão

A degradabilidade ruminal ao longo do tempo de incubação das silagens de grão de milho reidratado e ensilados por 90 dias estão apresentados na Tabela 1. A adição de amilase não alterou a degradação da matéria seca do milho A degradabilidade das silagens foi aumentada em todos os tempos de incubação ruminal, e em todos os tratamentos. A degradabilidade ruminal, quando adicionado a pepsina, apresentou aumento em 13% da taxa de degradação ruminal. A pepsina parece ter degradado as proteínas prolaminas e com isso aumentado a degradabilidade da matéria seca do milho. A degradabilidade ruminal, quando o milho foi ensilado com protease em comparação ao milho sem protease, foi aumentado em 9,25%, 9,13%, 10,49% e 7,2% quando incubados no rúmen por 3, 6, 12 e 24 horas, respectivamente. Essa considerável melhora na degradabilidade ruminal pode refletir em melhor eficiência alimentar ao animal e maior síntese de proteína microbiana no rúmen, visto que houve melhora na degradabilidade já nas primeiras 3 horas de incubação, justamente quando há pico de degradação proteica no rúmen. Sendo assim, animais alimentados com silagem de grão reidratado por 90 dias e adicionados pepsina poderão ter maior sincronismo ruminal entre nitrogênio e carboidrato (FERRARETO et al., 2013). Segundo Cotta (1988), a digestão do amido requer bactérias do rúmen para degradar primeiro as prolaminas-zeína, via proteólise antes da atividade amilolítica.

Conclusões

A adição de pepsina na dose de uma grama por quilograma de milho no processo de ensilagem foi eficiente em melhorar a degradabilidade ruminal do milho.

Gráficos e Tabelas




Referências

BARON, V.S.; STEVENSON, K.R.; BUCHANAN-SMITH. J.G. Proteolysis and fermentation of corn-grain ensiled at several moisture levels and under several simulated storage methods. J. Anim. Sci. v.66, p.451-461, 1986. BUCHANAN, B.B.; GRUISSEM, W.; JONES, R.L. Biochemistry and Molecular Biology of Plants. Am. Soc. of Plant Physiol., Rockville, MD. 2000. CORREA, C.E.S.; SHAVER, R.D.; PEREIRA, M.N.; LAUER, J.G.; KOHN, K. Relationship between corn vitreousness and ruminal in situ starch degradability. J. Dai. Sci., Lancaster, v.85, n.11, p.3008-3012, 2002. COTTA, M. Amylolytic of Selected Species of Ruminal Bacteria. Applied and Environmental Microbiology. v.54, n.3, p.772-776, 1988. FERRARETTO, L. F. Relationships between dry matter content, ensiling, ammonia-nitrogen, and ruminal in vitro starch digestibility in high-moisture corn samples. J. Dairy Sci. cap. 97 : p. 3221–3227, 2014. HAMAKER, B.R.; MOHAMED, A.A.; HABBEN, J.E.; HUANG, C.P.; LARKINS, B.A. Efficient procedure for extracting maize and sorghum kernel proteins reveals higher prolamin contents than the conventional method. Cereal Chem. v.72, n.6, p.583-588, 1995. HOFFMAN, P.C., ESSER, N.M.; SHAVER, R.D.; COBLENTZ, W.; SCOTT, M.P.; BODNAR, A.L.; SCHMIDT, R.; CHARELY, B. Influence of ensiling time and inoculation on alteration of the starch-protein matrix in high moisture corn. J. Dairy Sci. v.94, n.5, p.2465-2474, 2011. HOFFMAN, P.C.; MERTENS, D.R.; LARSON, J.; COBLENTZ, W.K.; SHAVER R. D.  A query for effective mean particle size of dry and high moisture corns. Journal of Dairy Science, v.95, p. 3467 – 3477, 2012. JOBIM C.C., BRANCO A.B., SANTOS G.T. Silagem de grãos úmidos na alimentação de bovinos. In: V Simpósio Goiano sobre Manejo e Nutrição de Bovinos de Corte e Leite, Goiânia. p. 357-376, 2003. LEHNINGER, A. L. Princípio de Bioquímica. 4ª ed. São Paulo: Savier, p.105,1998. MC ALLISTER, T. A.; PHILLIPE, R. C.; RODE, L. M. CHENG, K. J. Effect of the protein matrix on the digestion of cereal grains by ruminal microorganisms. J. Anim. Sci., Champaign, v.71, n.1, p. 205-212, 1993. MU-FORSTER, C.; WASSERMAN, B. P. Surface localization of zein storage proteins in starch granules frim maize endosperm: Proteolytic removal by thermolysin and in vitro cross-linking of granule-associated polypeptides. Plant Physiology. v.116 p.1563-1571, 1998. PHILIPPEAU, C.; LANDRY, J.; MICHALET-DOREAU, B. Influence of the protein distribution of maize endosperm on ruminal starch degradability. J. Sci. Food and Agric. v.80 p.404-408, 2000. PHILIPPEAU, C.; MICHALET-DOREAU, B. Influence of genotype and ensiling of corn grain on in situ degradation of starch in the rumen. J. Dairy Sci. v.81, p.2178–2184, 1998. WATSON, S. A. Structure and Composition. In: s. A. Watson; e. R. Ramstad, (ed.) Corn chemistry and Technology. American Association of Cereal Chemists, Inc., St. Paul, MN, p. 53–82, 1987