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Arquivo Brasileiro de Medicina Veterinária e Zootecnia

On-line version ISSN 1678-4162

Arq. Bras. Med. Vet. Zootec. vol.54 no.1 Belo Horizonte Feb. 2002

http://dx.doi.org/10.1590/S0102-09352002000100008 

Lignina isolada da palha de milho utilizada com indicador em ensaios de digestibilidade. Estudo comparativo

[Lignin from corn crop residue used with indicator in experiment of apparent digestibility. Comparative study]

 

E.O.S. Saliba1 N.M. Rodriguez1, L.C. Gonçalves1 S.A.L. Morais2, D. Piló-Veloso3

1Escola de Veterinária da UFMG
Caixa Postal 567
30123-970 - Belo Horizonte, MG
2Universidade Federal de Uberlândia
3Depto. de Química - ICEx - UFMG

 

Recebido para publicação em 20 de janeiro de 2001.
Recebido para publicação, após modificações, em 24 de setembro de 2001.

 

 

RESUMO

Este experimento foi conduzido com o objetivo de comparar a lignina isolada da palha de milho (LPM-RM) com indicadores utilizados em ensaios de consumo e digestibilidade. Utilizaram-se além da LPM-RM, óxido crômico (Cr2O3), cloreto de itérbio (YbCl3.6H2O), fibra detergente ácido indigestível (FDA - ind), teor de metoxila da lignina (OCH3), lignina Klason (LK) e lignina determinada por espectroscopia no infravermelho (LIG-IV). O coeficiente de digestibilidade diferiu apenas entre a metoxila e os demais indicadores. Todos os indicadores foram semelhantes quanto à recuperação fecal, exceto a metoxila que teve baixa recuperação (44,6%). Os dados de digestibilidade obtidos com LIG-IV, Cr2O3 e YbCl3.6H2O foram semelhantes entre si mas diferentes dos demais indicadores (21% superior no caso do Cr2O3 e 24% inferiores no caso da LIG-IV e do itérbio), quando comparados com a coleta total.

Palavras-chave: Ruminante, lignina, indicador, digestibilidade

 

ABSTRACT

This experiment was conducted aiming to comparing lignin isolated from corn crop residue (LPM-RM) and other indicators. In addition to LPM-RM, chromium oxide (Cr2O3), ytherbium (YbCl3.6H2O), acid detergent indigestible fiber (FAD-ind), methoxil (OCH3), Klason lignin (KL) and lignin-infrared (LIG-IV) were also used. The comparative study demonstrated that the digestibility coefficient by indicator (CD-I), when compared to many indicators, was different only for methoxyl in relation to the others. All indicators were statistically similar in relation to fecal recovery, except for methoxil that had low recovery (44,56%). When compared to the total collection, digestibility data obtained with infrared-lignin, and Ytherbium chloride (Yb) were similar (21% superior in case of chromium oxide and 24% in case of LIG-IV and Yb).

Keywords: Ruminant, lignin, indicator, digestibility

 

 

INTRODUÇÃO

Indicador é o termo utilizado para denominar material usado na estimativa qualitativa ou quantitativa de fenômenos fisiológicos ou nutricionais. Um indicador, portanto, é uma referência, um composto usado como monitor químico (hidrólise e síntese) e físico (fluxo) de aspectos da digestão e/ou de metabólitos (Owens & Hanson, 1992). Possui grande aplicação no estudo das taxas de passagem de líquidos e sólidos, de consumo voluntário, de produção fecal e de digestibilidade de alimentos em animais em pastejo ou confinados (Teixeira, 1997). A validade de um indicador pode ser observada baseando-se em métodos alternativos, tais como coleta total das fezes ou esvaziamento ruminal.

O sesquióxido de cromo (Cr2O3) é um dos vários compostos de cromo com características de indicador inerte. Usado freqüentemente como indicador de fase sólida intestinal, pode ser utilizado na forma radioativa ou não. Alimentos contêm pouco cromo, menos que 0,1mg/g (Schrolder et al., 1962 apud Kotb & Luckey, 1972).

Ellis (1968) discute inúmeras propriedades dos elementos terras raras, as quais sugerem vantagens no seu uso como indicador. Esses elementos têm afinidade pela parede celular das plantas e são úteis para estudar passagem da digesta em ruminantes.

Dados variáveis de digestibilidade e recuperação de lignina são atribuídos aos métodos analíticos usados para a sua determinação (Giger, 1985).

O não conhecimento detalhado da estrutura da lignina torna difícil a especificidade de todos os métodos de sua determinação. Price et al. (1964) apud Kotb & Luckey (1972) compararam o método do H2SO4 72% com o método lignina em detergente ácido (LDA) de van Soest (1967), quando a lignina foi usada para estimar o consumo de matéria seca (MS) em ovinos. O consumo foi consideravelmente mais alto quando  LDA foi usado.

A metoxila (OCH3) está contida na molécula da lignina, sendo parte de sua constituição química. O conteúdo de metoxila e lignina das plantas aumenta com a maturidade (van Soest, 1994).

O objetivo deste experimento foi comparar a lignina isolada da palha de milho com outros indicadores comumente utilizados em ensaios de digestibilidade.

 

MATERIAL E MÉTODOS

As análises químicas foram realizadas no laboratório de nutrição animal do Departamento de Zootecnia da Escola de Veterinária da UFMG, laboratórios do Departamento de Química do Instituto de Ciências  Exatas da UFMG e nos laboratórios da Química da Madeira do Departamento de Química da Universidade Federal de Uberlândia.

Foram utilizados cinco carneiros como  animais experimentais, arreados com bolsas coletoras de fezes e instalados em gaiolas de metabolismo. As instalações onde os animais estavam alojados eram lavadas diariamente pela manhã. Os animais foram alimentados com uma dieta à base de feno de capim-jaraguá, suplementado com 1,2% de uréia.

O feno foi oferecido para um nível de sobras de 20%. A dieta era fornecida em duas refeições diárias, divididas em partes iguais, às 8 e 16h. Os animais receberam sal mineral e água à vontade. A dose do indicador oferecida aos animais foi dividida em duas porções fornecidas antes de cada refeição.

Os indicadores externos foram Cr2O3 (cromo) 4g/dia/animal; YbCl3.6H2O (itérbio), 1ml/dia/animal (solução contendo 50g/100ml), LPM-RM (lignina isolada do resíduo de milho) 0,1g/dia/animal. Os internos foram OCH3 (metoxila), na realidade uma mistura da metoxila da lignina do feno (interno) acrescida da metoxila da LPM-RM (externo), FDA- ind (fibra detergente ácido indigestível) e LK (lignina Klason).

Para cada indicador, os animais foram adaptados durante 10 dias sendo posteriormente submetidos a período de coleta de fezes e de sobras de alimentos durante sete dias.

Um indicador externo, itérbio, foi utilizado junto com os indicadores internos (FDA-ind e LK). Os outros dois indicadores externos (LPM-RM e Cr2O3) foram usados em experimentos separados. A metoxila foi utilizada junto com a LPM-RM.

Foram preparadas amostras compostas de sete dias de coleta para cada indicador, moídas em peneira de 1mm e acondicionadas em vidros fechados.

As análises químicas efetuadas foram matéria seca (MS), nitrogênio (N), fibra em detergente ácido (FDA), lignina Klason (LK) segundo AOAC Internacional (Cunniff, 1995) e metoxila segundo Klimova (1977). Para dosagem de cromo e de itérbio utilizou-se a espectrofotometria de absorção atômica (EAA), conforme  Williams et al. (1962) e Prigge et al. (1981), respectivamente. O aparelho utilizado foi o espectrofotômetro de absorção atômica Hitachi, modelo Z-8200.

As análises por espectroscopia no infravermelho foram feitas em aparelho modelo Watson Galaxy séries FTIR3000, em pastilhas de KBr.

O delineamento experimental foi o inteiramente ao acaso, com seis tratamentos (indicadores) e cinco repetições (animais). Foram feitas análise de variância e comparação de médias utilizando-se a diferença mínima significativa, conforme técnicas recomendadas por Snedecor & Cochran (1980).

Os indicadores foram comparados mediante as fórmulas:

Fez-se coleta total de fezes e sobras de ração com cada indicador a fim de compará-las com a produção fecal. A digestibilidade foi calculada com o uso dos indicadores.

 

RESULTADOS E DISCUSSÃO

A Tab. 1 apresenta as médias da produção fecal e do consumo, e os coeficientes de digestibilidade aparente da MS calculados pelo uso de indicadores e de coleta fecal total.

 

 

O consumo de matéria seca do experimento com indicadores permaneceu pouco acima de 640g/dia. Portanto, o consumo de  alimento manteve-se praticamente constante, sendo de 45,02g/d/kg0,75, o que está de acordo com os valores sugeridos no Nutrient... (1988).

A produção de fezes calculada pelo indicador diferiu da produção de fezes pela coleta total apenas quando se utilizou a metoxila e o cromo como indicadores, cujos valores foram de 147,55g versus 331,13g e 274,17g versus 340,87g, respectivamente. As produções fecais estimadas mediante o uso dos indicadores não diferiram  entre si, exceto no caso da metoxila, cujo valor foi bastante inferior aos demais. O maior CV para a estimativa da produção fecal aconteceu com a LIG-IV (54,4%) e o menor com o Yb (13,5%). O CV obtido com a LK foi relativamente baixo (16%) mas a média de produção fecal não foi diferente da PF-T (P<0,05) para os três indicadores citados.

A produção fecal determinada por meio da coleta total foi semelhante para todos os períodos em que se fez a coleta, mas com CV em torno de 30%. Os coeficientes de digestibilidade, quando foram estimados pelos dados obtidos com os indicadores, diferiram daqueles determinados por meio da coleta total de fezes, para FDA-ind, LK e metoxila. A média obtida com o FDA-ind foi a mais próxima do valor obtido pela coleta total (42,63 versus 49,73%), porém como o CV foi baixo (9,2%), a diferença foi significativa.

O CD-I metoxila diferiu dos demais indicadores, os CD-I cromo, FDA-ind, itérbio e LIG-IV foram semelhantes entre si e a LK diferiu de cromo e metoxila. Os coeficientes de digestibilidade obtidos por coleta total de fezes foram similares (±50%), com CV relativamente baixos.

Lignina tem sido freqüentemente considerada como indigestível e conseqüentemente utilizada como indicador. Entretanto a literatura mostra problemas com a determinação da lignina e sua recuperação fecal. Jung & Fahey (1983) mostraram que a lignina é degradada ou modificada estruturalmente durante a passagem pelo trato gastrointestinal resultando em baixa recuperação fecal. A perda de material durante a passagem pelos intestinos é um dos critérios de avaliação do indicador, sendo uma das razões pela qual a lignina, como indicador, deve ser usada com cuidado.

As razões aventadas para explicar a baixa recuperação da lignina nas fezes são: 1 - digestão aparente resultante da formação de complexo solúvel lignina-carboidrato, o qual não é recuperado nas fezes; 2 - destruição parcial da lignina fecal durante análise e diferenças físicas e/ou químicas entre os alimentos e fezes quanto à natureza do material empiricamente definido como lignina (Church, 1988).

Berchielli (1994), ao comparar cromo, itérbio e FDN indigestível na predição do coeficiente de digestão da MS, encontrou diferenças significativas entre indicadores. Os valores obtidos foram 38,8%, 57,8% e 80,2% para cromo, itérbio e FDN indigestível, respectivamente.

Mamorama et al. (1991), em revisão sobre a bioconversão de palhas para ruminantes, afirmaram que a degradação da lignina ocorreu em pH ácido, sob condições oxidativas e aeróbicas.

Fahey et al. (1979) encontraram correlação negativa entre a digestibilidade da LK e a obtida pela técnica do brometo de acetila, afirmando que a variação entre as técnicas de determinação pode ter ocasionado esse valor negativo. O método do brometo de acetila é mais sensível para detectar os componentes solúveis da lignina do que o do H2SO4 72%. No método do H2SO4 os componentes solúveis da lignina podem ser liberados pelo ácido e, então, o teor de LK é subestimado.

van Soest (1993) relata que a lignina é o mais importante componente da parede celular secundária que limita a digestibilidade. Seu uso na nutrição, como é um componente indigestível, pode servir como indicador. No entanto, Giger (1985) não encontrou associação entre o conteúdo de lignina e a digestibilidade aparente, e observou variação em até 50% nos resultados conforme as técnicas analíticas utilizadas.

Prigge et al. (1981), em trabalho com o cloreto de itérbio e o óxido crômico como indicadores fecais, compararam a MS fecal calculada pelos indicadores com a coleta total de fezes. Verificaram que as fezes estimadas pelo YbCl3 não diferiram dos valores obtidos pela coleta total. Com o cromo, o valor foi subestimado (P<0,05).

Os dados de recuperação fecal para os diversos indicadores estudados estão na Tab. 2.

 

 

Todos os indicadores foram estatisticamente semelhantes quanto à recuperação fecal, exceto a metoxila que teve baixa recuperação (44,6%).  O CV do itérbio foi bastante alto (74,2%), o que indica certa precaução ao se discutirem as diferenças entre os valores. O FDA-ind mostrou o menor CV porém com valor médio 14% superior ao esperado de 100%.

 

CONCLUSÕES

Apesar de a lignina isolada do resíduo de milho ser indigestível, não se justifica seu isolamento para usá-la como indicador. O alto CV (54%) dos dados de produção fecal obtidos com a LIG-IV pode sugerir que a lignina isolada não se mistura uniformemente com a fase sólida intestinal. A LK e a metoxila não são recomendáveis como indicadores de digestibilidade.

 

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BERCHIELLI, T.T. Efeito da relação volumoso:concentrado sobre a partição da digestão, a síntese de proteína microbiana, produção de ácidos graxos voláteis e o desempenho de novilhos em confinamento. 1994. 104f. Tese (Doutorado em Ciência Animal). Escola de Veterinária da UFMG, Belo Horizonte, MG.        [ Links ]

CHURCH, D.E. The ruminant animal digestive physiology and nutrition. New Jersey Printice Hall, 1988. 563p.        [ Links ]

CUNNIFF, P. (Ed.). Official methods of analysis of AOAC International. 16.ed. Arlington: AOAC International, 1995. v.1.        [ Links ]

ELLIS, W.C. Dysprosium as an indigestible marker and its determination by radioactivation analysis. J. Agric. Food Chem., v.16, p.220-223, 1968.        [ Links ]

FAHEY Jr., G.C.; McLAREN, G.A.; WILLIANS, J.E. Lignin digestiblity by lambs fed boter low quality and high quality roughages. J. Anim. Sci., v.48, p.941-946, 1979.        [ Links ]

GIGER, S. Revue sur les méthodes de dosage de la lignine utilisées en alimentation animale. Ann. Zootec., v.34, p.85-122, 1985.        [ Links ]

JUNC, H.G.; FAHEY Jr., G.C. Nutritional implications of phenolic monomers and lignin: a review. J. Anim. Sci., v.57, p.206-219, 1983.        [ Links ]

KLIMOVA, V.A. Basic methods of organic microanalysis. Moscou: MIR, 1977. p.147-155: Determination of Alkoxyl groups.        [ Links ]

KOTB, A.R.; LUCKEY, T.D. Markers in nutrition. Nutr. Abstr. Rev., v.42, p.813-845, 1972.         [ Links ]

MAMORAMA, J.B., PRAJAPATI, NEELAKANTAN, S. Bioconversion of straw for ruminant feeding - a review. Asian J. Dairy Res., v.10, p.1-9, 1991.        [ Links ]

NUTRIENT requeriment of dairy cattle. 6.ed. Washington: National Research Council, 1988. 157p.        [ Links ]

OWENS, F.N.; HANSON, C.F. Symposium: external and internal markers for appraising site and extent of digestion in ruminants. J. Dairy Sci., v.75, p.2605-2617, 1992.        [ Links ]

PRIGGE, E.C.; VARGA, G.A.; VICINI, J.L. et al. Comparison of ytterbium chloride and chronium sesquioxde as fecal indicators. J. Anim. Sci., v.53, p.1629-1633, 1981.        [ Links ]

SNEDECOR, G.W.; COCHRAN, W.G. Statistical methods. 7.ed. Ames: Iowa State University, 1980. 507p.        [ Links ]

TEIXEIRA, J.C. Introdução aos métodos de determinação de digestibilidade em ruminantes. In: SIMPÓSIO INTERNACIONAL DE DIGESTIBILIDADE DE RUMINANTES, 1997, Lavras. Anais... Lavras: UFLA, 1997. p.7-28.        [ Links ]

van SOEST, P.J. Cell wall matrix interactions and degradation-session synopsis. In: JUNG, H.G., BUXTON, D.R.; HATFIELD, R.D. et al. (Ed.). Forage cell wall structure and digestibility. Madison: American Society of Agronomy, 1993. p.377-393.        [ Links ]

van SOEST, P.J. Nutritional ecology of the ruminant. 2.ed. Ithaca: Cornell University, 1994. 476p.        [ Links ]

van SOEST, P.J. Development of a comprehensive system of feed analysis and its aplication to forages.J. Anim. Sci., v.26, p.119-123, 1967.        [ Links ]

WILLIANS, C.H.; DAVID, D.J.; ILSMAA, O. The determination of chronic oxide in falces samples by atomic absorption spectrophotometry. J. Agric. Sci., v.59, p.381-385, 1962.        [ Links ]

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