AULA 2 - AGUA, PROTEÍNAS E - SOL

UNIVERSIDADE CATÓLICA DE GOIÁS
DEPARTAMENTO DE ZOOTECNIA
ZOO 4310 – NUTRIÇÃO DOS ANIMAIS DOMÉSTICOS
PROFESSOR JOAO DAROS MALAQUIAS JUNIOR
AULA 02 – ÁGUA, PROTEÍNAS E CARBOIDRATOS NOS ALIMENTOS E
NOS ANIMAIS.
ÁGUA
A água é um nutriente presente em grande quantidade na célula viva e é
essencial à sua sobrevivência. É constituinte do corpo de todos os animais em
porcentagem relativamente constante.
A água é um nutriente tão importante que a perda de um décimo da água
corporal pode resultar em morte por desidratação enquanto que o animal
pode perder, praticamente, toda a gordura e metade da proteína do corpo,
sem nenhum problema.
Existe uma grande variação entre espécies. O jumento está entre as mais
resistentes, sobrevive com perdas hídricas acima de 30% do seu peso.
1) DISTRIBUIÇÃO NOS TECIDOS DO CORPO ANIMAL
PESSOA ADULTA (70 kg)
Representa 60% do seu peso  42 lts;
65% dos 42 lts (27 lts)  intracelulares;
35% dos 42 lts (15 lts)  extracelulares;
ANIMAIS
bezerro ao nascer  71,8%;
bovino aos 6 meses de idade (desmame)  69,1%;
garrote (novilho) magro  52,0%;
garrote (novilho) gordo  48,0%;
boi adulto muito gordo  43,5%;
vaca leiteira em produção  56,8%.
2) PROPRIEDADES E FUNÇÕES
 Constituinte ativo e estrutural.
 Poderoso solvente.
 Veículo dos nutrientes na digestão, absorção, transporte e excreção.
 Dispersante ideal, facilitando as reações tissulares.
 Alto calor específico, absorvendo o calor das reações com um mínimo
de elevação da temperatura corporal.
 Alta tensão superficial auxiliando na coesão das células e manutenção
das articulações.
 Baixa viscosidade, o que facilita sua passagem e das substâncias nela
dissolvidas pelos capilares sem esforço elevado do coração.
 Participa nos processos metabólicos: Ex.:
(C6H12O6 + 6O2 + 36ADP + 36Pi ↔ 6CO2 + 6H2O + 36ATP)
3) ORIGEM DA ÁGUA CORPORAL
Ingerida ´in natura`;
Presente nos alimentos (livre, estrutural e constituicional);
Produzida nas reações tissulares (água metabólica).
4) PERDAS:
Ar expirado
Constante em todos os animais
Evaporação (pele), insensível ou
Constante em todos os animais
respiração
Sudorese ou transpiração
Descontínua (cão não sua)
cavalo > jumento > boi > búfalo > cabra >
carneiro>porco
Baba
Descontínua (boi, cachorro)
Urina
Periódica
Fezes
Periódica
FONTE: NUNES (1998).
5) ÁGUA NOS ALIMENTOS
O teor de água nos alimentos é muito variável, especialmente nas plantas
forrageiras. Para melhor comparação entre esses alimentos, é preciso avaliálos com base na composição da matéria seca.
Os ALIMENTOS SECOS são pouco palatáveis, pulverulentos e/ou
empastam na boca ou estômago reduzindo o consumo.
Grãos e farelos, ultilizados na alimentação animal, se armazenados com mais
de 14% de UMIDADE apresentam curto período de conservação.
6) NUTRIENTES E SUBSTÂNCIAS TÓXICAS
ÁGUA DURA OU CALCÁREA  certas águas precipitam sabões (não
espumam) ou formam crostas em superfícies quentes;
dureza  expressa pela soma de Ca2+ e Mg2+ (equivalentes quantidades
de carbonato de cálcio);
outros cátions que contribuem com a dureza  estrôncio, ferro, alumínio,
zinco e manganês;
ingestão continuada  deficiência de zinco em suínos e outros
monogástricos e aparecimento da doença paraqueratose.
SALINIDADE DA
ÁGUA

Sólidos
(concentração iônica total, em mg/L);
Água mole ou potável  0 a 1.000 mg/L;
Água salobra  1.000 a 10.000 mg/L;
Água salgada  10.000 a 100.000 mg/L;
Salmoura  acima de 100.000 mg/L.
Dissolvidos
Totais
(SDT)
PROTEÍNA
A palavra PROTEÍNA origina-se to termo grego proteios, que
significa primeiro, ou de principal importância.
É um nutriente importante na nutrição humana e funciona como
identificador de regiões ricas e pobres.
É um nutriente caro.
Não é produzido como substância de reserva de energia, exceto no
leite e no ovo, como os carboidratos e as gorduras.
Exerce inúmeras funções na célula.
Produzida pela célula conforme o código genético do animal.
1) FUNÇÕES CELULARES
Elementos estruturais (colágeno, elastina, queratina, fibroina, etc.);
Contração e movimentação (actina e miosina, tubulina, etc.);
Fonte de nutrientes de reserva (ovoalbumina (OVO), caseína
(LEITE);
Veículo de transporte para gorduras, vitaminas e alguns minerais
(hemoglobina, lipoproteínas, etc.);
Pontes de ligação ou receptores na parede celular (proteínas da
membrana celular);
Atividades
enzimáticas
e
hormonais
(insulina,
hormônio
paratireóideo);
Defesa do organismo (imunoglobulinas ou anticorpos, fibrogênio e
trombina, etc.)
Formação da maior parte dos músculos, órgãos internos e externos,
tecidos conectivo e cartilaginoso;
2) PROPRIEDADES ESTRUTURAIS
Estrutura primária  seqüência linear dos aminoácidos que
compõem a cadeia polipeptídica;
Estrutura secundária  estrutura originada em conseqüência das
interações das ligações de H entre aminoácidos distantes um do outro
na estrutura primária;
Estrutura terciária  tendência da cadeia polipeptídica a enrolar-se
ou dobrar-se, formando uma estrutura complexa, mais ou menos
rígida;
Estrutura quaternária  estrutura resultante de interações entre
unidades polipeptídicas isoladas de uma proteína contendo mais de
uma subunidade.
3) CATEGORIAS
Fibrosas  compostas de cadeias filamentosas individuais e
alongadas, as quais se unem lateralmente por diversos tipos de
ligações cruzadas, formando uma estrutura muito estável e quase
insolúvel (queratina, seda, colágeno);
Globulares  são relativamente solúveis e bastante compactas
devido ao considerável número de dobras da longa cadeia peptídica
(citocromo C, proteínas do sangue – albumina do soro,
glicoproteínas, anticorpos, hemoglobina, hormônios, enzimas,
proteínas de nutrição);
4) DEFINIÇÃO E ESTRUTURA
Compostos nitrogenados orgânicos complexos, presentes em todas as
células vivas, formados fundamentalmente por C, H, O e N. Pode
conter ainda alguns minerais como o S, P, Cu, Fe, etc. Os compostos
nitrogenados que entram na formação das proteínas são conhecidos
como aminoácidos (aas), compostos orgânicos que contêm um grupo
ácido (carboxílico) e pelo menos um grupo amínico.
5) COMPOSIÇÃO DAS PROTEÍNAS
ELEMENTOS
PORCENTAGENS
Nitrogênio
15,5 a 18,0 (média 16,0)
Carbono
51,0 a 55,0
Hidrogênio
6,5 a 7,3
Oxigênio
21,5 a 23,5
Enxofre
0,5 a 2,0
Fósforo
0,0 a 1,5
6) AMINOÁCIDOS (aas)
Ácido orgânico nitrogenado:
COOH
H2N
C
H
R
R  radical (H ou uma cadeia alifática ou aromática);
COOH  grupo carboxílico e NH2  grupo amínico;
C  carbono , imediatamente ligado à carboxila (COOH) 
exceção PROLINA e HIDROXIPROLINA;
LIGAÇÃO PEPTÍDICA  -N-C- entre dois aas   H2O;
CONFIGURAÇÃO  “L”, oposta à do D-gliceraldeído.
7) DETERMINAÇÃO E CLASSIFICAÇÃO
Os aas da amostra são determinados no analisador de aas por meio de
cromatografia em coluna de troca de íons semi-automaticamente.
Podem ser classificados conforme a NATUREZA, a POLARIDADE
DA CADEIA R ou conforme o DESTINO NO METABOLISMO.
QUANTO À NATUREZA DO GRUPO R
Aromáticos  fenilalanina, tirosina, triptofano;
Básicos  lisina, histidina;
Ramificados  isoleucina, leucina, valina;
Sulfurados  metionina, cisteína, cistina;
Outros  treonina.
QUANTO À POLARIDADE DO GRUPO R
R Não polar ou hidrofóbico  alanina, valina, leucina, isoleucina,
prolina, fenilalanina, triptofano, metionina;
R Polar mas sem carga  glicina, serina, treonina, cistina,
tirosina, asparagina, glutamina ( podem formar pontes de H);
R Positivo  lisina, arginina, histidina;
R Negativo  aspártico, glutâmico, hidroxiprolina e hidroxilisina.
QUANTO AO DESTINO NO METABOLISMO ANIMAL
Glicogênicos  arginina, metionina, cisteína, cistina, histidina,
treonina, valina (podem se transformar em glicose);
Glicocetogênicos  fenilalanina, tirosina e triptofano, isoleucina e
lisina (podem se transformar em glicose ou em corpos cetônicos);
Cetogênicos  leucina (pode se transformar em corpos cetônicos).
8) AMINOÁCIDOS NÃO PROTÉICOS
Presentes no metabolismo animal mas que não participam de
moléculas protéicas.
Foram identificados mais de 200 aas não protéicos em produtos
naturais (plantas superiores): ex.:
citrulina e ornitina  ciclo da uréia e síntese de arginina;
betalanina  isômero da alanina, faz parte da vitamina ácido
pantotênico;
creatina  amina, derivada da glicina, faz parte do fosfato de
creatina (armazenamento de energia);
9) AMINOÁCIDOS INDISPENSÁVIES (ESSENCIAIS)
“Aquele que o animal não pode sintetizar de forma alguma, ou em
quantidade adequada ou em velocidade apropriada às suas
necessidades fisiológicas e de produção (NUNES, 1998)”.
As plantas sintetizam todos os aas que necessitam.
Os animais sintetizam somente de 10 a 12 aas dos 22 a 24 aas
encontrados em suas proteínas.
Os microorganismos ruminais sintetizam todos os aas que o ruminante
necessita (simbiose);
10) AMINOÁCIDO LIMITANTE
O aas em menor quantidade na dieta é chamado de primeiro limitante
(Lis, Tre, Met e Tri);
O excesso dos aas não limitantes permite a deaminação e oxidação
da cadeia carbonada para o fornecimento de energia para a célula.
11) DISPONIBILIDADE DOS AMINOÁCIDOS
Celulose, hemicelulose e lignina: as proteínas ligadas a esses
carboidratos da parede celular vegetal tornam-se mais inacessíveis ao
ataque enzimático dos microorganismos.
Inibidores enzimáticos: existe uma substância inibidora da ação da
enzima gástrica pepsina que está presente no grão de soja crua.
Quando se submete o grão de soja ao aquecimento, esta substância é
inativada porque é termolábil.
Por outro lado excesso de aquecimento provoca a reação de Maillard,
onde carboidratos redutores (amido e açúcares) se ligam à porção R
dos aas das proteínas formando um composto indigestível. Isto é
muito importante na produção de leite em pó, farinha de peixe e
farelos de soja e algodão, se o material for superaquecido, ocorre
reação de Maillard, reduzindo a digestibilidade do alimento.
REAÇÃO DE MAILLARD
NH3+
CHO’s redutores  NH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH-COO




Lis com carbono eta na
extremidade esquerda da cadeia
CARBOIDRATOS
Os carbohidratos são substâncias componentes da célula cuja
composição característica básica é um átomo de carbono ligado a uma
molécula de água (H20) (hidrato de carbono), com um número maior
ou a igual a 3 carbonos. Também são considerados como parte deste
grupo outras substancias que não se encaixam nesta definição, como
as ligninas, hemiceluloses, pectinas,etc, que por função semelhante,
ou proximidade física na célula vegetal são incluídas no mesmo
grupo.
1) COMPOSIÇÃO
Plantas  os carboidratos podem representar 75% ou mais das folhas
das plantas. Normalmente na forma de celulose, hemicelulose e
lignina.
Animais  os carboidratos representam apenas 0,5 a 1,0% da célula
animal. Normalmente na forma de glicose e glicogênio.
2) CLASSIFICAÇÃO
Açúcares  baixo peso molecular, simples e solúveis em água
(sacarose).
Não açúcares  alto peso molecular, complexos e insolúveis em água
(amido).
3) CONFIGURAÇÕES
Aldose (GLICOSE) o grupo químico do carbono 1 é um aldeído.
Cetose (FRUTOSE) o grupo químico do carbono 1 é uma cetona.
 e  (posição da –OH do C 1);
AÇÚCARES
Monossacarídeos
Trioses (C3H6O3)
Gliceraldeído
Diidroxiacetona
Tetroses (C4H8O4)
Eritrose
Eritrulose
Pentoses (C5H10O5)
Ribose
Ribulose
Xilose
Xilubiose
Arabinose
Hexoses (C6H12O6)
Glicose
Frutose
Galactose
Manose
Oligossacarídeos
Heptoses (C7H14O7)
Sedoeptulose
Dissacarídeos
Sacarose
Lactose
Maltose
Trealose
Celobiose
Trissacarídeos
Rafinose
Tetrassacarídeos
Estaquiose
NÃO AÇÚCARES
Homopolissacarídeos
Pentosanas
Arabanas (arabinanas)
Xilanas
Hexosanas
Glicanas
Amido
Glicogênio
Celulose
Dextrinas
Frutanas
Inulina
Levana
Mananas
Heteropolissacarídeos
Galacturanas
Ac. Pectico
Glicosaminas
Chitina
Hemiceluloses
Gomas, mucilagens
Substâncias pécticas
Sulfopolissacárides
Aminopolissacárides
Ac. Hialurônico
Condroitina
Heparina
 IMPORTÂNCIA GERAL
6CO2 + 6H2O + 673 cal  C6H12O6 + 6O2
Esqueleto de C  síntese de compostos (aas não essenciais);
Alta afinidade pelo ácido fosfórico  compostos de alta energia;
Participação em estruturas  DNA e RNA;
Presença em certas plantas  glicosídeos tóxicos aos animais.
 IMPORTÂNCIA EM PARTICULAR
1. MONOSSACARÍDEOS
Mais simples  aldose gliceraldeído e cetose diidroxiacetona;
Hexoses mais abundantes  D(+)glicose e D(-)frutose;
1.1 PENTOSES
L-arabinose  componente da hemicelulose e goma arábica,
presente nas silagens;
D-xilose  componente da hemicelulose (pentosanas  xilanas);
D-ribose  em toda célula (RNA), vitaminas e coenzimas.
1.2 HEXOSES
D(+)glicose  livre em plantas, frutas, mel, sangue, linfa e líquido
cefalorraquidiano.
a) fonte imediata de energia
b) monômero dos amidos e celuloses;
D(-)frutose  livre ou polimerizada em folhas verdes, frutos,
sacarose, frutosanas e mel. Participa do metabolismo como frutose1 fosfato e frutose-6-fosfato;
D(+)manose  polimerizada como mananas em fungos, bactérias
e leveduras e livre em glicoproteínas;
D(+)galactose  GLICOSE  LACTOSE = GALACTOSE,
açúcar do leite, pigmentos antociânicos, galactolipídeos, gomas e
mucilagens.
1.3 HEPTOSES
D(+)sedoeptulose  na forma de fosfato, ocorre como
intermediário na via das pentoses;
2. DISSACARÍDEOS
Sacarose
a) açúcar,
b) cana (200 kg/t), beterraba (150-200 kg/t)
c) 1,4-glicose-frutose e c) 160oC (maltose) e a 200oC (caramelo).
Maltose
a) malte, cevada;
b) -1,4-glicose-glicose
c) produzida através do amido ou glicogênio.
Lactose
a) leite;
b) -1,4-glicose-galactose;
c) 4,6 a 4,8% no leite;
d) Transforma-se em ÁCIDO LÁTICO no processo de
acidificação do leite promovido por bactérias (Streptococcus lactis)
e) 150oC (amarelada) e a 175oC (carameliza  lactocaramelo).
Celobiose
a) -1,4-glicose-glicose com estrutura básica a repetição da
celulose
b) não se encontra livre na natureza.
Trealose
a) fungos e algas marinhos
b) -1,1-glicose-glicose.
H
C=O
H - C- OH
H - C – OH
H
Gliceraldeído (aldose)
H
H - C - OH
C=O
H – C - OH
H
Diidroxiacetona (cetose)
H
H
C=O
H - C - OH
H - C - OH
C=O
OH - C - H
OH - C - H
H - C - OH
H - C - OH
H - C- OH
H - C – OH
CH2OH
D-Glicose (aldoexose)
CH2OH
D-Frutose (cetoexose)
H
H
C=O
C=O
H - C - OH
CH2
H - C - OH
H - C - OH
H - C- OH
H - C – OH
CH2OH
CH2OH
D-Ribose
2-Desoxi-D-Ribose
açúcar componente do
açúcar componente do
ácido ribonucléico (RNA)
ácido desoxirribonucléico (DNA)
Ligação glicosídica  formada pela reação entre um grupo
hidroxila de um dos açúcares e o carbono anomérico do outro
açúcar.
CH2OH
O
O
H
H
H
OH
OH
H
H
OH
HOCH2
O
H
H
OH
OH
CH2OH
H
SACAROSE
CH2OH
CH2OH
O
O
H
H
H
OH
OH
H
H
OH
H
O
H
OH
OH
H
H
OH
H
MALTOSE
CH2OH
CH2OH
O
OH
H
H
OH
H
H
OH
O
H
H
O
LACTOSE
H
OH
OH
H
H
OH
H
3. TRISSACARÍDEOS
3 moléculas de HEXOSES  perda de (H2O)2
Rafinose
a) semente de algodão (0,8%), pequenas quantidades no açúcar da
beterraba e acumula no melaço;
b) HIDRÓLISE  GLICOSE, FRUTOSE e GALACTOSE.
4. TETRASSACARÍDEOS
4 moléculas de HEXOSES  perda de (H2O)3
Estaquiose (NR)
a) sementes de leguminosas e plantas de rizoma comestível e b)
HIDRÓLISE  2 GALACTOSE  1 GLICOSE  1
FRUTOSE.
5. POLISSACARÍDEOS
Diferem nos monômeros (hexoses, pentoses e ácidos urônicos);
diferem
dos
oligossacarídeos
nas
propriedades
físicas
(cristalinidade e solubilidade);
Material de reserva e estrutural das plantas;
Quantitativamente, a fonte mais importante de energia na natureza.
5.1 AMIDO
Homopolissacarídeo, CHO de reserva das plantas, composto de
amilose e amilopectina.
AMILOSE:
Polímero de glicose com ligações -1,4- (unidade de repetição
maltose, -1,4-glicose-glicose);
10 a 20% do amido total;
-amilase (animal)  quebra da molécula, formando a maltose;
AMILOPECTINA:
Polímero de glicose com ligações -1,4- e -1,6-, molécula
ramificada;
80 a 90% do amido total;
-glucosidase (MALTASE – mucosa intestinal)  quebra a
maltose em 2 glicoses;
-amilase (enzima vegetal ou bacteriana)  quebra a cadeia linear
(-1,4-), 60% da amilopectina, produzindo maltose; 40% restantes
da amilopectina  dextrina ou dextrina limite;
-amilase (animal)  quebra a cadeia linear (-1,4-) chegando
mais perto das ramificações -1,6-;
oligo-1,6-glucosidase (ISOMALTASE - intestinal)  quebra as
ramificações -1,6- (isomaltose, -1,6-glicose-glicose).
5.2 GLICOGÊNIO
Homopolissacarídeo, chamado de amido animal;
Baixa quantidade no corpo  não considerado amido de reserva;
Assemelha-se mais à AMILOPECTINA (estrutura ramificada).
5.3 CELULOSE
Polímero de glicose (homopolissacarídeo – 10.000 unidade de
glicose) com ligações -1,4-;
Atacada
apenas
por
enzimas
(celulases)
produzidas
por
microrganismos (rúmen e intestino grosso);
Material estrutural da parede celular;
Envelhecimento  encrustamento da celulose pela lignina
reduzindo a digestibilidade;
Com a floração do capim há o aumento da % de lignina e da força
de ligação com a celulose e hemicelulose da parede celular.
Forrageiras
20 a 40% da MS
Madeiras
40 a 50% da MS
Fibra de algodão
> 96% da MS
FONTE: NUNES (1998).
5.4 HEMICELULOSE
Hteropolissacarídeo, 12 a 20% da MS das forragens;
Hdrólise  HEXOSES, PENTOSES e ÁCIDOS URÔNICOS;
Parcialmente utilizados por não herbívoros e totalmente
utilizados por herbívoros;
Hemiceluloses das gramíneas  cadeia principal de xilanas (-1,4glicose-glicose) e cadeia lateral de ácido metilglucurônico;
Hemiceluloses das leguminosas  xilanas não ramificadas.
5.5 SUBSTÂNCIAS PÉCTICAS
Polissacarídeos vegetais, sinônimo de pectina (do francês pectine,
derivado do grego pectós ‘coagulado’), ácido D-galacturônico
principal constituinte;
Classificação indefinida  homo (ácido galacturônico) e
heteropolissacarídeo (ácido galacturônico  D-galactose, Larabinose e L-ramnose).
 CHO’S NA NUTRIÇÃO ANIMAL
Grãos de cereais ( amido); folhas dos vegetais, palhas, talos (
celulose); tubérculos e raízes ( em fécula e açúcares) e frutos (
açúcares e ácidos orgânicos);
Alimento energético de origem animal importante  leite (lactose
– glicogênio da carne e do fígado prontamente transformado em
ácido lático);
glicose (nutriente glicídico celular), amido (reserva glicídica
vegetal) e celulose (importante na nutrição animal - ruminantes).
 LITERATURA CITADA
1. ANDRIGUETTO, J.M.; PERLY, L.; MINARDI, I.; et al.. Nutrição animal – As
bases e os fundamentos da nutrição animal – Os alimentos. Volume 1, 4a edição, 2a
impressão. São Paulo-Nobel. 1986. 395 p..
2. CONN, E.E. & STUMPF, P.K.
Introdução à bioquímica. São Paulo, Edgard
Blücher, 1980. 525 p..
3. LEHNINGER, A.L. Princípios de bioquímica. São Paulo-SARVIER, 1986. 725 p..
4. NUNES, I.J. Nutrição animal básica. 2. ed. Ver. Aum. Belo Horizonte: FEP-MVZ
Editora, 1998. 388 p..
5. VASCONCELLOS, P.M.B. Guia prático para o confinador. São Paulo:Nobel,
1993. 226 p..