Conhecer o conteúdo e a estrutura das frações indigestíveis e dos fatores antinutricionais presentes nos ingredientes da ração é o primeiro passo para alcançar a ação enzimática ideal. As enzimas usadas na alimentação devem corresponder aos substratos específicos nelas encontrados.
Xilanases e arabinofuranosidases: efeitos complementares visam uma gama mais ampla de arabinoxilanos
Um artigo escrito em colaboração com o INRA (Lafond et al., 2014) mostrou que, enzimas atuam de forma específica em cada ligação química, e por isso diferentes tipos de enzimas são necessários para quebrar os arabinoxilanos. As endoxilanases atuam hidrolisando a estrutura da xilose, porém, sua atividade é frequentemente prejudicada pela substituição dos resíduos de arabinose na cadeia principal. Para serem eficientes, as endo-1,4-β-xilanases precisam de um longo trecho de xiloses não substituídas, a fim de quebrar as ligações moleculares na estrutura do xilano (Lafond et al., 2014). Desta forma, aplicar enzimas desramificadoras, como a α-L arabinofuranosidases (Abfs), cria uma estrutura de xilose livre para a ação das endo-1,4-β-xilanases. (Figura 1).
Figura 1. Mecanismo de degradação de arabinoxilanos
Dependendo das substituições que ocorrem na estrutura da xilose em cada tipo de cereal, diferentes Abfs são necessárias para o trabalho de desramificação, como visto na Figura 2.
Figura 2. Uma gama de Abfs é necessária para decompor todos os tipos de ligações de xilose
Uma proporção menor de arabinoxilanos também pode apresentar ácidos ferúlicos ligados à estrutura do xilano, estes são suscetíveis à feruloil esterase, uma enzima de desramificação secundária que pode liberar ácidos ferulóicos. A feruloil esterase de T. versatilis é capaz de desramificar arabinoxilanos de milho (Vangsøe, C; tese de doutorado, maio 2020), liberando compostos fenólicos com efeitos benéficos, como antiinflamatório, tipo de ação já comprovada na saúde intestinal humana.
Propriedades antinutricionais dos PNAs e consequências nos parâmetros de desempenho dos suínos
Estudar como a composição em PNAs, particularmente arabinoxilanos (AX), são dependentes dos ingredientes, e como isso afeta a energia metabolizável aparente (EMA) e o efeito da enzima, (Sun et al., 2019) mostraram que dietas incluindo trigo, farelo de trigo e farelo de soja continham até 69% mais FDN e 71% mais AX total do que as dietas contendo somente trigo e farelo de soja. A digestibilidade da matéria orgânica foi menor para as dietas ricas em PNAs. As carboidrases nas rações permitem uma melhoria da digestibilidade da energia bruta de 0,5% a 2,8% para suínos de 60 kg em fase de crescimento, dependendo da quantidade de substrato. A melhora mais acentuada foi observada na dieta com maior nível de AX.
| Nutrientes | Dieta A | Dieta B | Dieta C |
|---|---|---|---|
| Materia seca, % | 85,4 | 85,4 | 845,4 |
| Proteína bruta, % | 16,7 | 16,2 | 15,7 |
| Gordura, % | 1,5 | 1,8 | 2,1 |
| PNA, % | 11,8 | 15,9 | 20 |
| AX solúvel, g/kg | 15,5 | 20,8 | 26,2 |
| AX insolúvel, g/kg | 53,3 | 72,8 | 92,0 |
Gráfico 1. A digestibilidade da energia bruta está ligada ao conteúdo de AX da dieta
Esse estudo demonstrou que os conteúdos de PNA e AX nas dietas estão diretamente relacionados ao nível de metabolização da energia bruta para a energia digestível e sua correlação com o efeito da carboidrase.
Torna-se mais do que importante usar uma grande variedade de atividades enzimáticas. Com a utilização de muitas enzimas diferentes na dieta, aumenta-se a probabilidade de se ter a enzima correta para quebrar as diferentes ramificações dos heteroxilanos dos ingredientes.
Aumentando o potencial ao combinar multi-carboidrases com altas doses de fitase
Qualquer que seja a dose, as carboidrases e as fitases têm efeitos distintos e complementares. Portanto, um tipo de enzima não pode substituir a eficiência de uma combinação, pois atuam em substratos diferentes e têm impactos diferentes – mas sempre melhoram a digestibilidade. De fato, a adição de carboidrases e fitases aumenta a disponibilidade de energia e outros nutrientes, como aminoácidos e gorduras (Tabela 1). Como consequência, em teoria, sua matriz nutricional poderia ser a soma das duas enzimas.
Ao mesmo tempo, as carboidrases liberam mais nutrientes e reduzem a viscosidade da digesta, quebrando os PNAs. Além disso, polissacarídeos curtos, criados pela ação de carboidrases, têm efeito prebiótico favorecendo a microbiota benéfica dos animais
Esses três efeitos não podem ser alcançados usando apenas uma alta dose de fitase. A ação primária das carboidrases nos PNAs potencializa a eficiência da fitase, pois a enzima tem maior acesso aos fitatos localizados no interior da célula. Quando usados em conjunto, as ações das carboidrases e das fitases são significativamente aumentadas – há melhorias mais acentuadas na energia digestível (ED), bem como nas disponibilidades de minerais e nutrientes. Se olharmos para os aminoácidos em particular, a combinação de carboidrases e altos níveis de fitase mostrou melhorar ainda mais sua digestibilidade – em comparação com altos níveis de fitase sozinha (Figura 6, Jerez-Bogota et al., 2020 e meta-análise de fitase – dados internos).
Figura 6. Efeito na digestibilidade dos aminoácidos da fitase sozinha ou em combinação com um complexo de multi-carboidrase.
Metanálise de fitase: os dados (n = 293) foram analisados por análise de variância com a publicação como efeito aleatório, dieta (n = 13) e aminoácidos (n = 8) como efeitos fixos e dose de fitase como variável contínua.efecto aleatorio, la dieta (n = 13) y los aminoácidos (n = 8) como efectos fijos y la dosis de fitasa como variable continua.
Conclusão
Muitos fatores devem ser considerados ao escolher uma solução enzimática para alcançar os resultados esperados, e, portanto, a nutrição ideal da ração:
- Concentração de PNAs na dieta e nível de fitato, que são os substratos da enzima
- Tipo, cinética e nível de fitases suplementares
- Solubilidade e concentração dietética de P não-fítico
- Concentração dietética de cátions multivalentes – por exemplo, alto teor de cálcio na dieta afeta a eficácia da fitase
- Atividade da fitase endógena na dieta basal
- Tipo, cinética e número de carboidrases suplementares (xilanase única vs complexo de carboidrases contendo enzimas de desramificação)
- Presença de diferentes xilanases e diferentes ß-glucanases
- Presença de enzimas desramificadoras
As enzimas são específicas aos seus substratos. É por isso que uma mesma família ou dosagem de enzimas podem levar a diferentes níveis de atividade e diferentes desempenhos nos suínos, dependendo do contexto alimentar. Ao escolher uma solução enzimática, ter o entendimento completo de todos os substratos da dieta e dos fatores antinutricionais presentes na ração permitirá eleger a melhor solução para sua granja.
