Composição em aminoácidos de silagens químicas, biológicas e enzimáticas preparadas com resíduos de sardinha

Determination of amino-acid composition of silages prepared from sardine residues

COMPOSIÇÃO EM AMINOÁCIDOS DE SILAGENS QUÍMICAS, BIOLÓGICAS E ENZIMÁTICAS PREPARADAS COM RESÍDUOS DE SARDINHA¹

MORALES-ULLOA², Doris Floridalma & OETTERER², Marília

RESUMO

Determinou-se a composição em aminoácidos de silagens químicas, biológicas e enzimáticas elaboradas com resíduos de sardinha. Entre os aminoácidos essenciais a leucina apresentou valores mais altos para todas as silagens, a saber, em g/100g de proteína, 8,31 (química); 8,33 (protease 1 semana); 8,42 (pepsina), e 8,06 (inóculo L. plantarum + melaço 2 semanas), seguida pela lisina 6,46; 6,50 6,45, e 9,01; a fenilalanina com 5,32; 5,35 e 5,25 e 5,18. Destaque especial para o aumento na concentração de valina no decorrer do processo de ensilagem passando de 4,80 g/100g de proteína na matéria-prima para 7,67 na silagem química (3 semanas); 6,26 na silagem com meio inóculo de L.plantarum + melaço (48 horas); 6,27 na silagem protease (1 semana) e 6,02 na silagem pepsina (2 semanas). A maior concentração de aminoácidos encontrados foi para o ácido glutâmico, que apresentou teor inicial de 15,20g/100g de proteína e posteriormente 14,02 na silagem química após 1 semana; 14,89 na silagem enzimática com protease (1 semana) e 17,09 na silagem biológica com meio inóculo L.plantarum + melaço após 48 horas.

Palavras-chaves: silagem de pescado, aminoácidos, resíduos de pescado, sardinha.

SUMMARY

DETERMINATION OF AMINO-ACID COMPOSITION OF SILAGES PREPARED FROM SARDINE RESIDUES. The composition and amino-acid concentration of chemical, biological and enzymatic silages prepared from sardine residues, were determined. The essential amino-acid, leucine showed the highest values in all silages (8.31; 8,33 8.42; and 8.06 g/100g protein), followed by lysine (6.46, 6.50, 6.45 and 9,.01 g/100 protein), for chemical silage, protease silage after one week pepsin silage in the L. plantarum after 2 weeks respectively). Phenylalanine showed a value of 5.32g/100g protein in the chemical silages after one week, 5.35g/100g in the protease silage after one week, 5.25g/100g in the pepsin silage after two weeks and 5.18g/100g in the silage inoculated with L. plantarum plus its medium, also after two weeks. The increase in the valine during the silage processing deserves special mention, increasing from 4.80/100g protein in the raw material to 7.67 in the chemical silage (3 weeks); 6.26 in the biological silage (L. plantarum + molasse) after 48 hours and 6.27 in the protease silage after one week and 6.02 in the pepsine silage after 2 weeks. The greatest concentration was present by glutamic acid, showed an initial value of 15.20 g/100g protein and later, 14.02 in the chemical silage (1 week), 14.89 in the enzymatic silage with protease (1 week) and 17.09 in the L. plantarum + molasse silage after 48 hours.

Key words: fish silage, amino acids, fish residues, sardine.

1 — INTRODUÇÃO

Do total da captura mundial de pescado, cerca de 72% são comercializados nos mercados como pescado fresco, congelado, enlatado e salgado; os 28% restantes seguem para a produção de ração animal. Os processos de comercialização e industrialização para consumo humano rendem de 25 a 70% da matéria-prima como produto comestível. Assim, as partes não aproveitadas, somam cerca de 20 milhões de toneladas; esta sobra é igual ao peso do pescado inteiro utilizado para elaboração de farinha, o que mostra que mais de 2/3 da captura não está sendo utilizada como alimento humano (5, 9, 15, 22).

Em países tropicais, grande quantidade de pescado é perdida, especialmente em pesca de pequeno porte. É obvio que metodologias que utilizem esses peixes são necessárias e urgentes para transformá-los preferencialmente em alimentação humana. Pesquisas tem sido conduzidas com esse objetivo, mas, enquanto o fato não se efetiva o caminho mais viável é transformá-los em alimentação animal. Em situações em que não é possível transformar resíduos de peixe em alimento a base de peixe para o consumo humano, a silagem de pescado para alimentação animal representa uma alternativa para a utilização desses resíduos (3).

A utilização potencial de resíduos de pescado como suplemento protéico é grande. O total de aminoácidos e a proporção entre eles fornecida pela ração é que determina o seu valor nutritivo, principalmente quando as proteínas são provenientes de fontes de origem vegetal, as quais são deficientes em alguns aminoácidos, podendo estas ser melhoradas pela adição de quantidades de proteína de pescado (6).

Este trabalho tem como objetivo avaliar os aminoácidos presentes em silagens do material residual proveniente da indústria enlatadora de sardinha, o aproveitamento desta biomassa leva a vantagens econômicas e contribui para sanar o problema de eliminação de resíduos, matéria poluente e de difícil descarte para a indústria.

2 — REVISÃO DE LITERATURA

Segundo KOMPIANG (13) a silagem de pescado se constitui em um produto líquido preservado pela ação de ácidos (silagem química) ou por fermentação microbiana induzida por carboidratos (silagem biológica). Pode ser feita também a partir do pescado inteiro ou do material residual do pescado, quando a liquefação é conduzida pela ação de enzimas naturalmente presentes nos tecidos ou adicionadas (silagem enzimática).

Na manufatura de silagem, onde as enzimas naturalmente presentes no pescado são incorporadas à biomassa através da moagem, o ajuste do pH favorece a rápida ação dessas enzimas inibindo a ação das bactérias. Produtos liquefeitos de pescado podem ser obtidos pela adição à biomassa de bactérias produtoras de ácido lático (27).

Durante o processo de ensilagem, as proteínas são hidrolisadas pelas enzimas e o nitrogênio torna-se mais solúvel. Nos resíduos constituidos de vísceras e pele, a proteólise é maior durante as primeiras 24 horas. O teor de nitrogênio solúvel aumenta 10 a 20% nos primeiros dias de estocagem a 23°C; após 10 dias, o aumento deste é de 75% e após 1 mês de 85%. Transcorridos os primeiros 3 dias de ensilagem, 50% do nitrogênio está sob a forma de nitrogênio não protéico e o teor de aminoácidos livres aumenta rapidamente durante os primeiros 5 dias de armazenamento (1, 28, 25).

Após duas semanas, 85% da proteína da silagem está em solução. A fenilalanina e particularmente a tirosina, são levemente solúveis em solução aquosa. Em estocagem longa estes aminoácidos precipitam-se devido ao fato de serem liberados na hidrólise protéica. Os teores de proteína e de lisina são elevados após uma semana. Um aumento no NPU (Net Protein Utilization) pode ser devido ao acréscimo do teor de lisina (29).

Acredita-se que o grau de hidrólise pode ser usado como critério químico para avaliar a silagem de pescado. A hidrólise das proteínas em aminoácidos livres torna-as mais utilizáveis para a biossíntese do que as proteínas intactas (4).

Tão importante quanto conhecer a composição da silagem é conhecer as mudanças químicas que ocorrem durante o armazenamento. Para DISNEY et al (3) a liquefação é entendida como uma autólise, mais predominantemente proteólise, cujos resultados aparecem muito rapidamente na primeira semana, quando 70% do nitrogênio presente torna-se solúvel. Tais alterações são dependentes da temperatura e favorecidas a 30°C.

Para RAA & GILBERT (21) os produtos secundários da oxidação das gorduras podem reagir com as proteínas e consequentemente reduzir seu valor nutricional. Segundo ESPE et al (4) uma explicação provável para a redução do valor biológico da proteína das silagens armazenadas, pode ser o fato de que os aminoácidos livres e os pequenos peptídeos serem rapidamente desviados da síntese protéica e entrarem na rota catabólica.

O aumento do teor de nitrogênio solúvel é resultado da degradação da proteína e pode ser observado um aumento nos níveis de aminoácidos e peptídeos de cadeia curta. Estas alterações podem melhorar a digestibilidade da silagem (8).

Segundo JOHNSON et al (11) em silagem de pescado, a solubilidade da proteína foi maior após a digestão com ácido fórmico e os níveis de aminoácidos livres foram altos logo após a fermentação. Em presença de excesso de açúcar, pode ocorrer um aumento dos produtos da reação de Maillard.

A perda de aminoácidos durante o armazenamento de silagens biológicas pode ser devida a interação com os açúcares não utilizados. Metionina, cistina, triptofano, tirosina, ácido glutâmico, prolina e lisina são os aminoácidos mais afetados (10).

Altos níveis de aminoácidos livres na dieta interferem com o mecanismo de absorção de aminoácidos e peptídeos. Os aminoácidos absorvidos como peptídeos reduzem as flutuações no nível de aminoácidos no plasma e são disponíveis para a síntese protéica por longos períodos, mais do que os absorvidos como aminoácidos livres (25).

Estudos feitos por STONE & HARDY (26) mostraram que nos primeiros 3 a 7 dias de ensilagem ocorre uma proteólise intensa, na qual a maioria das proteínas é convertida em peptídeos de cadeia curta, uma parcela dos quais é hidrolisada a aminoácidos livres, ao mesmo tempo ocorre a liberação de lisina e de arginina.

Segundo STROM & EGGUM (27), vários estudos reportam a perda parcial de triptofano durante a ensilagem e subsequente armazenamento. Os autores mostraram também que os níveis de cistina e metiniona não apresentam alterações apresentando médias de 3,4 ± 0,3 g e 3,5 ± 0,2 g/ 100g de proteína.

KOMPIANG et al (14) testaram a silagem química em ração para frangos e constataram que estes cresceram menos que aqueles alimentados com farinha de peixe, mesmo quando a ingestão foi igual. As silagens não diferiram da farinha de peixe na composição em aminoácidos. O crescimento lento dos frangos pode ter ocorrido em parte, devido à baixa ingestão da ração contendo silagem, mas também pela baixa eficiência da taxa de conversão. Segundo os mesmos autores, um ganho de peso relativamente pobre foi obtido em ensaios com suinos, e o mesmo comportamento pôde ser visto em ensaios com ratos feitos por MORALES-ULLOA & OETTERER (20).

O baixo crescimento de frangos alimentados com silagem, ocorre devido a substâncias geradas durante a autólise enzimática, a deficiência de tiamina, a degradação de aminoácidos e à presença de produtos tóxicos da fração lipídica. Em silagens submetidas a aquecimento após a adição de ácidos e antes da adição dos elementos fermentescíveis, não foram observadas diferenças na performance dos frangos, o que sugere que a autólise enzimática é de menor importância na diminuição do valor nutricional da silagem. Também não foram encontradas diferenças significativas nos aminoácidos essenciais durante o armazenamento a 30°C por 21 dias, exceto para o triptofano (14).

3 — MATERIAIS E MÉTODOS

3.1 – Preparo das silagens

A matéria-prima constituiu-se de sardinha (Sardinella brasiliensis) na forma congelada acondicionada em sacos plásticos procedente do mercado atacadista. Esta matéria-prima foi transformada em uma massa homogênea conforme metodologia descrita por MORALES-ULLOA & OETTERER (20), visando simular o material residual encontrado nas indústrias processadoras de sardinha.

A seguir, a massa homogênea foi colocada em beckers de 2000 ml, cada um contendo 500 gramas de biomassa e divididas em lotes de acordo com o tratamento. À biomassa, adicionou-se a mistura 1:1 de ácido fórmico (88%) e ácido propiônico (100%). Utilizou-se a mistura de ácidos a 3% (v/p) em relação à biomassa, conforme preconizado por KOMPIANG (13). A massa foi revolvida manualmente com espátula, para a acidificação tornar-se homogênea. As silagens foram mantidas a temperatura ambiente durante 3 semanas para a silagem química, 1 semana para a silagem com protease e 2 semanas para as silagens com protease e biológicas. A silagem química foi um pré-tratamento para o preparo das silagens biológicas e enzimáticas.

Os beckers contendo 500 gramas da biomassa obtida como descrito anteriormente, foram divididos em lotes como descrito a seguir:

Para a obtenção das silagens biológicas foram utilizados o Lactobacillus plantarum FT-074-B e o Pediococcus acidilactici FT-025-B, as quais foram obtidas do Laboratório de Laticínios do Departamento de Tecnologia Agroindustrial da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiróz" da Universidade de São Paulo. Foram estabelecidas duas condições para cada microrganismo, conforme MORALES-ULLOA & OETTERER (20) com um total de 4 tratamentos, a saber:

– Tratamento I – 500 gramas de silagem química; 100 ml de meio inóculo de L. plantarum e 100 ml de água destilada.

– Tratamento II – 500 gramas de silagem química; 100 ml de meio inóculo de P. acidilactici e 100 ml de água destilada.

– Tratamento III – 500 gramas de silagem química; 100 ml de meio inóculo de L. plantarum 100 ml de melaço e 100 ml de água destilada.

– Tratamento IV – 500 gramas de silagem química; 100 ml de meio inóculo de P acidilactici, 100 ml de melaço e100 ml de água destilada.

Para a obtenção das silagens enzimáticas foram estabelecidas duas condições conforme descrito por VALÉRIO (28):

– Tratamento I – 500 gramas de silagem química; Pepsina A, produzida a partir da mucosa do estômago de suino com 91 unidades/mg,e 100 ml de água destilada.

– Tratamento II – 500 gramas de silagem química; e protease, tipo II do Aspergillus orizae e 100 ml de água destilada.

3.2 – Coleta de amostras

Os sistemas foram revolvidos previamente à coleta das amostras para análise considerando a silagem recém obtida como tempo zero; as outras análises foram feitas com 48 horas, e semanalmente. O preparo das amostras para as análises consistiu em secagem a 105°C até peso constante, obtendo-se as farinhas para a análise de proteína e aminoácidos.

3.3 – Proteína e aminoácidos

Os teores de proteína nas farinhas foram determinados segundo metodologia de LOWRY (16).

A composição e a concentração de aminoácidos foram determinadas de acordo com a técnica proposta por SPACKMAN et al. (23), a qual consiste na separação dos mesmos em resina sulfonada, utilizando uma série de tampões como eluentes. Após serem submetidos a hidrólise ácida (HCl 6N a 110°C por 22 horas), os aminoácidos foram quantificados em analisador Beckman Aminoacid Analiser. Os aminoácidos analisados foram os seguintes: ácido aspártico, treonina, serina, ácido glutâmico, prolina, glicina, alanina, valina, metionina, isoleucina, leucina, fenilalanina, histidina, lisina, arginina. (24, 19).

3.4 – Lisina disponível

A quantidade de lisina disponível foi determinada segundo KAKADE & LIENER (12), sendo a leitura feita em espectofotômetro Micronal B382 em comprimento de onda de 346nm.

3.5 – Metionina disponível

A quantidade de metionina disponível foi obtida através do método McCARTHY & SULLIVAN (18), modificado por LUNDER (17).

4 — RESULTADOS E DISCUSSÃO

A Tabela 1 apresenta os resultados das análises de proteínas e de aminoácidos da matéria-prima e das silagens químicas e enzimáticas nos diferentes períodos de armazenamento.

A Tabela 2 apresenta os resultados das análises de proteínas e de aminoácidos da matéria-prima e das silagens biológicas nos diferentes tempos de fermentação.

A Tabela 3 compara os resultados obtidos com o padrão da FAO.

Quando comparada a composição em aminoácidos das silagens, com a da matéria-prima (Tabelas 1 e 2), nota-se que de uma maneira geral há uma tendência à diminuição dos teores destes durante o processo de ensilagem, com exceção dos aminoácidos valina e tirosina. Para JOHNSON et al (11) a redução no teor de aminoácidos pode ocorrer provavelmente devido a reações entre grupos a-aminos e grupos aldeídos e a extensão destas alterações avança com o estágio da reação.

Com relação aos aminoácidos essenciais (Tabela 3) o maior valor encontrado foi de leucina, mantendo-se os valores quase que estáveis nos diferentes tempos de armazenamento das silagens biológicas e enzimáticas; na silagem química na terceira semana de armazenamento as perdas foram de 5,5%, com relação à recém preparada.

Para STROM & EGGUM (26) o mais importante do ponto de vista nutricional da silagem são os níveis de lisina, cistina e metionina.

Considerando-se o aminoácido lisina, na Tabela 3 pode-se observar que com exceção da silagem biológica preparada com melaço, todas apresentam este aminoácido em maior quantidade do que o padrão da FAO.

A lisina foi o segundo aminoácido essencial em concentração encontrado nas silagens, sendo que nas silagens biológicas sem melaço verificou-se um aumento de 28,84% e 31,91%; para as silagens preparadas com o P. acidilactici e com o L. plantarum; nas silagens com melaço ocorreu a diminuição sendo de 52,12% para a silagem elaborada com L. plantarum e de 59,44% para a silagem com P. acidilactici após 2 semanas de ensilagem. Ainda com relação à lisina na silagem química houve uma diminuição de 4% nas primeiras duas semanas, passando para 12% na terceira semana; na silagem preparada com pepsina após 2 semanas o teor diminuiu 5,56%, e na silagem preparada com protease após 1 semana de armazenamento esse valor caiu para 4,83%. Todas as silagens elaboradas com meio inóculo sem melaço exibiram valores maiores de lisina

Os valores de metionina nas silagens biológicas mostram um aumento considerável com relação à matéria-prima, sendo estes de 50,40% e 60,88% para as silagens com melaço e L. plantarum após 1 semana e para o P. acidilactici após 2 semanas de ensilagem, respectivamente. Nas outras silagens houve uma diminuição nos valores desse aminoácido; na silagem preparada com pepsina após uma semana de armazenamento constatou-se uma redução de 14,91% na primeira semana e 37,50% na segunda semana; na silagem com protease esse valor caiu 73,39% após 1 semana de ensilagem.

Em todas as silagens, a leucina se apresenta como a terceira em concentração, exceto para as silagens biológicas sem melaço, tanto para L. plantarum, como para o P. acidilactici, com e sem melaço.

Os maiores valores de fenilalanina foram encontardos nas silagens com meio inóculo de L.plantarum + melaço em todos os tempos.

O ácido glutâmico é o principal aminoácido presente nas diferentes silagens sendo que nas silagens químicas há uma tendência à diminuição, nas silagens biológicas e enzimáticas verifica-se uma tendência ao aumento, sendo esta maior para as silagens biológicas. Estes resultados estão de acordo com os obtidos por JAMES et al (10). O ácido aspártico aparece em segundo lugar em concentração em todas as silagens verificando-se que durante o período de armazenamento da silagem química não houve mudanças significativas.

Para a maioria das silagens observa-se um aumento de amônia no decorrer do processo, e segundo GILBERT & RAA (7), este fato ocorre devido provavelmente a reações de desaminação.

No final da terceira semana da silagem química nota-se um aumento de 59,79% no teor de valina; a isoleucina aumentou 3,87% e nos outros aminoácidos houve uma diminuição na concentração em relação aos teores na matéria-prima.

Analisando o teor protéico das diferentes silagens, vemos que este foi maior para aquelas elaboradas com meio inóculo, pela própria composição do meio, e os menores valores obtidos foram para aquelas elaboradas com melaço, isto como consequência da diluição provocada pelo mesmo.

5 — CONCLUSÕES

É viável o preparo das silagens enzimáticas e biológicas com resíduos acidificados de sardinha (Sardinella brasiliensis) provenientes da indústria enlatadora e/ou da comercialização. Estes processos mantêm a qualidade protéica dos produtos obtidos.

6 — REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

AGRADECIMENTOS

As autoras agradecem à CAPES através do Programa de Estudantes Convênio de Pós Graduação pela concessão de Bolsa de mestrado e à FAPESP pelo suporte financeiro, da mesma forma à Dra Úrsula M. Lanfer Marquez da FCF/USP pela realização das análises de aminoácidos.

² Universidade de São Paulo - Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiróz" - ESALQ/USP, C.P. 9. CEP 13418-900, S.P. Brasil.

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Recebido para publicação em 11/12/96. Aceito para publicação em 14/11/97.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  14 Dez 2004
• Data do Fascículo
  Dez 1997

Histórico

• Recebido
  11 Dez 1996
• Aceito
  14 Nov 1997