A alimentação moderna de ruminantes envolve interações complexas que impactam tanto a produtividade quanto o impacto ambiental. Aditivos alimentares como os fitogênicos surgiram como uma abordagem promissora para equilibrar esses resultados. Como parte do projeto CORFO: 22PTECCC-219373, este estudo investigou as propriedades da nossa formulação Quillaja , visando abordar os desafios relacionados às emissões da pecuária. O projeto está alinhado com as metas globais de sustentabilidade, oferecendo soluções de ponta para reduzir as emissões de metano e amônia, ao mesmo tempo que aumenta a absorção de nutrientes e a produtividade em ruminantes.
Visão geral do processo:
A fermentação ruminal é um processo crucial para a digestão de nutrientes em ruminantes. O rúmen abriga um ecossistema microbiano diversificado que trabalha em simbiose para degradar fibras e carboidratos em ácidos graxos voláteis (AGVs). Ao mesmo tempo, esse processo gera grandes quantidades de gases de efeito estufa, como metano e amônia, que contribuem para as mudanças climáticas e intensificam os desafios para o manejo agrícola.
Os aditivos fitogênicos para ração são utilizados por produtores de ruminantes para otimizar a utilização de nutrientes, melhorar a saúde intestinal e reduzir as emissões, principalmente de metano (CH₄) e amônia (NH₃). Esses aditivos podem melhorar o desempenho do rebanho, como o ganho de peso e a conversão alimentar. No entanto, muitas soluções atuais enfrentam desafios, incluindo altos custos de tratamento e possíveis declínios nos parâmetros produtivos. O fornecimento e a produção sustentáveis também são fundamentais para o manejo responsável da pecuária.
O papel da Quillaja: Nossa solução natural
Nossa Quillaja tem demonstrado um potencial promissor para enfrentar esses desafios de emissões. Ao otimizar a absorção de nutrientes, reduzir as emissões de metano e amônia e melhorar a saúde intestinal, Quillaja oferece uma solução sustentável para a produção pecuária. A seguir, exploramos como Quillaja saponaria atua para mitigar essas emissões, com base em pesquisas científicas e aplicações práticas.
Mecanismos das saponinas na metanogênese
O metano é produzido por arqueias metanogênicas durante a fermentação entérica, enquanto a amônia resulta da decomposição do nitrogênio presente nos alimentos. Muitos fatores influenciam a produção de CH₄ , como a dieta basal, as populações microbianas e as interações entre a composição dos alimentos e a microbiota. O manejo dessas emissões é complexo, pois a redução da metanogênese pode interromper a via de fermentação e, consequentemente, reduzir a principal fonte de energia para ruminantes. Portanto, avaliar a resposta da fermentação ruminal aos aditivos alimentares é crucial para equilibrar o desempenho e o impacto ambiental.
Acredita-se que as saponinas, compostos tensoativos naturais, interrompam a metanogênese ao atingirem as arqueas metanogênicas — microrganismos essenciais para a produção de metano. Sua estrutura anfipática pode interferir nas membranas celulares das arqueas, potencialmente reduzindo sua atividade.
Mecanismos:
- Ruptura da membrana: as interações saponina-colesterol comprometem a integridade da membrana celular (Fleck et al., 2019).
- Modulação microbiana: as saponinas reduzem as bactérias e os fungos celulolíticos, limitando a disponibilidade de hidrogênio para a formação de CH4 ( Jayanegara et al., 2014).
Metodologia: Simulação do rúmen para insights do mundo real
Utilizando a Técnica de Simulação do Rúmen (RUSITEC), nosso estudo simulou o ambiente de fermentação ruminal para avaliar o impacto das saponinas Quillaja nas emissões e na eficiência de utilização de nutrientes.
Crédito: Professor Jorge Ávila, Universidade de Concepción.
Resultados: Emissões e melhorias na produtividade
Reduções de Emissões:
Os testes demonstraram reduções significativas nas emissões de metano e amônia, destacando os benefícios ambientais do uso de nossa solução patenteada para a pecuária responsável.
A inclusão do nosso extrato de Quillaia levou a alterações nos perfis de AGV (ácidos graxos voláteis), notadamente aumentando o propionato e reduzindo os níveis de acetato e butirato. O propionato é um ácido graxo volátil essencial que aumenta a disponibilidade de energia e melhora a eficiência alimentar, contribuindo para altos níveis de produção de leite e produtividade geral das vacas (Duplessis et al., 2017)
Perfis de Ácidos Graxos Voláteis (AGV):
Kim et al. (2022) descobriram que a redução dos níveis excessivos de acetato no rúmen pode prevenir distúrbios metabólicos como a acidose. Essa redução ajuda a manter um ambiente de fermentação mais equilibrado, promovendo, em última análise, uma função ruminal mais saudável e reduzindo o risco de acidose em vacas lactantes. Além disso, a redução do butirato, com valores entre 3% e 7% no primeiro e segundo estudos, respectivamente, indica ainda mais um ambiente ruminal mais saudável.
Essas mudanças promovem uma melhor eficiência energética, crucial para otimizar o aproveitamento da ração, melhorar a saúde do gado e reduzir o desperdício no sistema.
Métricas de digestibilidade:
Embora a digestibilidade da matéria seca (DMS) tenha permanecido estável, os ensaios demonstraram aumento no desaparecimento da fibra e na disponibilidade de proteína. Essas melhorias contribuem para uma melhor eficiência alimentar e desempenho geral do rebanho.
Comparação com alternativas
Em comparação com outros aditivos para ração, como os taninos de castanha, nosso extrato de Quillaia demonstrou um desempenho superior, principalmente na redução das emissões de metano e amônia. Como mostra o gráfico abaixo, nossa solução reduziu significativamente as emissões de metano (CH₄) e amônia (NH₃), alcançando resultados semelhantes ou melhores com uma dose menor, o que a torna uma opção mais econômica.
Em relação aos perfis de AGV (ácidos graxos voláteis), tanto a quilaia quanto a castanha reduziram o total de AGV e a relação A:P (ácidos graxos voláteis). No entanto, nossa fórmula apresentou um equilíbrio mais favorável, promovendo maior eficiência energética e mitigando compostos nocivos, o que indica uma solução mais sustentável para a produção pecuária.
A digestibilidade destaca o impacto positivo da nossa fórmula Quillaja na utilização de nutrientes. Ela resultou em uma menor redução na ingestão de matéria seca (IMS) em comparação com os taninos de castanha. Além disso, a Quillaja melhorou o desaparecimento in vitro de fibras e proteínas, enquanto os taninos de castanha apresentaram efeitos negativos.
Esses resultados demonstram que nossa solução patenteada não apenas reduz as emissões, mas também aumenta a digestibilidade dos nutrientes, oferecendo uma vantagem na melhoria da eficiência alimentar e do desempenho do gado.
Posicionamento Quillaja após os resultados
O estudo demonstra que nossa solução patenteada de Quillaia reduz as emissões de metano e amônia, aumenta a eficiência alimentar e apoia a pecuária sustentável. Notavelmente, Quillaja saponaria alcança esses resultados com doses menores em comparação com outros aditivos, tornando-se uma opção mais econômica para os produtores. Essa maior eficiência, aliada aos benefícios ambientais, posiciona nossa solução à base de Quillaia como uma estratégia fundamental para a produção pecuária sustentável e economicamente viável.
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Referências:
- Fleck, JD, Betti, AH, Da Silva, FP, Troian, EA, Olivaro, C., Ferreira, F., & Verza, SG (2019). Saponinas de Quillaja saponaria e Quillaja brasiliensis: características químicas particulares e atividades biológicas. Moléculas, 24(1), 171. https://doi.org/10.3390/molecules24010171
- Jayanegara, A., Wina, E., & Takahashi, J. (2014). Meta-análise sobre as propriedades de mitigação do metano de fontes ricas em saponinas no rúmen: influência dos níveis de adição e das fontes vegetais. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences, 27(10), 1426–1435. https://doi.org/10.5713/ajas.2014.14086
- Kim, SH, Ramos, SC, Valencia, RA, Cho, YI, & Lee, SS (2022). Estresse térmico: efeitos sobre os microrganismos do rúmen e a fisiologia do hospedeiro, e estratégias para atenuar os impactos negativos em vacas leiteiras em lactação. Frontiers in Microbiology, 13. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.804562
- Duplessis, M., Lapierre, H., Ouattara, B., Bissonnette, N., Pellerin, D., Laforest, J., & Girard, C. (2017). Metabolismo de propionato e glicose em todo o corpo de vacas leiteiras multíparas recebendo suplementos de ácido fólico e vitamina B12. Journal of Dairy Science, 100(10), 8578–8589. https://doi.org/10.3168/jds.2017-13056
