Enzimas são proteínas globulares com uma complexa estrutura tridimensional que aceleram processos químicos. Elas exercem seus efeitos catalíticos em condições ambientais adequadas, como pH, temperatura e umidade, além de possuírem substratos específicos para atuação. As enzimas podem ser endógenas (secretadas pelo animal) ou exógenas (adicionadas às rações). A ampla maioria das enzimas exógenas utilizadas nas dietas animais é oriunda de fontes de fermentação fúngicas ou bacterianas.
Foto: Arquivo/ O Presente Rural070
A proteína presente na dieta precisa ser hidrolisada pelas enzimas proteolíticas digestivas das aves, que quebram as ligações peptídicas entre os aminoácidos, tornando-os disponíveis para absorção pelo epitélio. Sabendo que o TGI das aves é mais curto que o dos mamíferos, é necessário que a maquinaria funcione de maneira eficiente para promover os processos de trituração do alimento e desnaturação das proteínas pela ação enzimática. A digestão proteica inicia-se no proventrículo. Nos segmentos anteriores ao proventrículo, como boca, esôfago e papo não existe ação de enzimas proteolíticas, nem ação mecânica de trituração.
No proventrículo há a secreção de ácido clorídrico (HCl) e pepsinogênio pelas células principais. O ambiente ácido (pH em torno de 2,0) proporcionado pelo HCl é ideal e transforma o pepsinogênio em pepsina. Essa enzima é caracterizada como endopeptidase e cliva as ligações entre os aminoácidos leucina-valina, tirosinaleucina, fenilalanina-tirosina. Porém, a eficiência da digestão proteica no proventrículo depende da característica física da proteína ingerida e do tempo de permanência nesse segmento.
No duodeno, as proteínas da dieta sofrem ação das enzimas secretadas pelo pâncreas e intestino. As principais enzimas proteolíticas secretadas pelo pâncreas são: tripsina, quimiotripsina, carboxipeptidases A e B e elastase.
A tripsina e a quimiotripsina são endopeptidases e quebram as ligações peptídicas em locais específicos no centro da cadeia. A tripsina hidrolisa ligações dos aminoácidos lisina e arginina e a quimiotripsina cliva as ligações entre fenilalanina e tirosina. As carboxipeptidases são exopeptidases que hidrolisam as porções terminais da cadeia de aminoácidos.
A hidrólise proteica se completa pela presença das peptidases de membrana que culminam na absorção de aminoácidos livres e dipeptídeos para dentro dos enterócitos, que serão absorvidos na corrente sanguínea somente na forma de aminoácidos livres após ação de peptidases citosólicas.
Nas últimas décadas diferentes grupos de enzimas exógenas tem sido estudadas para aves objetivando melhorar o aproveitamento do alimento oferecidos para esses animais. Porém, existe grande variação dos resultados de digestibilidade publicados com enzimas. Essa variação pode ocorrer principalmente em função dos seguintes fatores: diferenças na metodologia para determinar a digestibilidade dos nutrientes, composição e dose da enzima utilizada em cada ensaio, e ainda se há a mistura de enzimas, podendo haver efeitos sinérgicos que alteram e dificultam a comparação dos resultados entre trabalhos, pH ótimo da enzima e pH dos segmentos intestinais, forma física da dieta (farelada, peletizada), idade das aves, presença de fatores antinutricionais nas dietas, entre outros.
Assim, a utilização de enzimas na nutrição animal deve levar em consideração que estas precisam manter um nível de atividade suficiente para que se possa obter resposta significativa em termos de desempenho zootécnico com o seu uso. Além disso, é importante que, mesmo com a mistura de outros ingredientes em uma ração, ou em situações de armazenamento do produto em diferentes temperaturas, as enzimas se mantenham ativas ao longo de todo o processo de produção de rações e também não se degradem pela ação das enzimas endógenas do animal. Logo, o processo industrial através do qual se obtém enzimas exógenas deve levar em consideração essas variáveis.
Do ponto de vista científico e ou prático, a utilização de enzimas, por exemplo as proteases, deve prever a presença e a quantidade do substrato alvo (proteína) na dieta, bem como a recuperação segura da enzima nas rações após o processamento das mesmas. Outro aspecto relevante é a medida ou recuperação do substrato nas excretas das aves. Não menos importante, mas pouco estudado, é o conhecimento do comportamento das enzimas exógenas na luz intestinal frente às diferentes condições químicas e aos diferentes substratos presentes.
As enzimas podem ser comercializadas na forma de Blends ou de Mono componentes. Blends são complexos enzimáticos que contêm mais de um tipo de enzima ou são combinações de enzimas mono componentes. Por exemplo, uma Serino Protease ou, a associação de uma Serino Protease com uma Protease Aspártica; neste último caso, uma com ação em pH ácido (estômago) e outra com ação em pH neutro-alcalino (duodeno, jejuno). As enzimas atuais têm predominância de uma atividade específica, protease, por exemplo.
Tuoying (2005) cita que enzimas são adicionadas às rações como aditivos alimentares a mais de 50 anos, porém a partir de 1995 notou-se grande avanço das pesquisas na área de enzimologia para nutrição. Krabe & Lorandi (2014) mostraram uma tendência de aumento no número de pesquisas com proteases nos últimos três anos para frangos de corte e concluem que as proteases ou enzimas proteolíticas serão o próximo foco intensivo de pesquisa na nutrição animal relacionada à enzimologia e nutrição.
A aplicação de proteases na nutrição de aves tem como principal objetivo complementar a ação das enzimas endógenas secretadas pelo animal. A fisiologia do TGI desses animais secreta diversos tipos de enzimas proteolíticas, entretanto com a inclusão de enzimas exógenas, o aproveitamento desses nutrientes pode ser intensificado.
De acordo com Siala et al. (2009), a grande maioria das proteases são obtidas a partir de cepas bacterianas de Bacillus. Entretanto, as proteases fúngicas representam grande potencial de crescimento, uma vez que possuem maior facilidade de processamento do que as de origem bacteriana. Os autores isolaram o microrganismo Aspergillus niger como grande produtor de proteases ácidas, tendo atividade ótima em pH em torno de 3,0, considerando-o de uso estratégico para a indústria. Castro et al. (2014) concordaram com o exposto e citaram que as proteases de A. niger são mais ativas em pH entre 3,0 e 4,0, mas são estáveis em pH variando de 2,5 a 4,5. Com relação às proteases de origem bacteriana, Pant et al. (2015) citam que a indústria geralmente as utiliza como produtoras de proteases e que as oriundas de fermentação por bactérias do gênero Bacillus subtilis são consideradas proteases alcalinas e possuem pH de atividade entre 7,0 e 8,0, sendo o ponto ótimo de pH 7,4.
Dassi et al., (2016) mostraram o efeito da associação de uma protease acida com uma protease alcalina sobre a digestibilidade de fontes proteicas das rações. Houve um efeito significativo das proteases sobre a digestibilidade da fração proteica, bem como sobre a metabolizabilidade da energia. Outro aspecto importante é o fato de que a suplementação de proteases resulta em uma importante redução no erro padrão da media, o que confere uma maior previsibilidade em formulações práticas de rações.
Artigo escrito por Sebastião Aparecido Borges, Consultor Técnico Científico.
Fonte: O Presente Rural
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