UNIVERSIDADE ESTADUAL DO SUDOESTE DA BAHIA
PROGRAMA DE PÓS - GRADUAÇÃO EM ZOOTECNIA
NÍVEL MESTRADO
MARIA MAGNA SILVA PEREIRA
Inclusion of glycerol in forage diets increases methane production in a rumen
simulation technique system
Jorge Avila-Stagno, Alexandre V. Chaves, Gabriel O. Ribeiro Jr, Emilio M. Ungerfeld
and Tim A. McAllister
British Journal of Nutrition, 2013- doi: 10.1017/S0007114513003206
Resumo do artigo cientifico, apresentado ao
professor D.Sc. Luiz Gustavo Ribeiro Pereira,
como parte das exigências da disciplina:
Avaliação de Metano na Produção de
Ruminantes.
Itapetinga – Bahia
Outubro – 2014
Inclusão de glicerol em dietas de forragem aumenta a produção de metano em um
sistema de técnica de simulação de rúmen
Introdução: O glicerol pode ser absorvido diretamente pela parede do rúmen e ser
convertido em glicose no fígado ou ser metabolizado no rúmen fermentado
principalmente a propionato, resultando no decréscimo da relação acetato:propionato e
consequentemente reduzir a produção de CH4. Testou-se a hipótese de que a inclusão de
glicerol até 150 g / kg MS em dietas à base de forragem pode diminuir a produção de
CH4 em um sistema de fermentação semi-contínuo (RUSITEC, técnica de simulação de
rúmen). Avaliou-se no presente estudo os efeitos da adição de glicerol em uma dieta de
forragem utilizando a técnica de fermentação semi-contínua (RUSITEC) nas variáveis
de fermentação, incluindo a produção de CH4.
Métodos experimentais: O presente experimento foi conduzido na Agriculture and
Agri-Food Canada Research Centre in Lethbridge, Alberta, Canadá. O delineamento
experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, com quatro tratamentos dietéticos
replicados em dois aparelhos RUSITEC. A duração do experimento foi de 15dias, sendo
os 8 primeiros utilizados para a adaptação, seguido por 7 dias de amostragem (Dias 9 a
15). As dietas experimentais avaliadas eram à base de feno de bromo, silagem de milho
e glicerol, nas seguintes proporções: 8,5g de feno de bromo + 1,5g de silagem de milho
(controle); 8,5g de feno de bromo + 1,0g de silagem de milho + 0,5 g glicerol; 8,5g de
feno de bromo + 0,5g de silagem de milho + 1,0 g de glicerol; 8,5g de feno de bromo +
1,5g de glicerol. As amostras de feno e silagem foram moídas a 4 mm. A glicerina
apresentava uma pureza de 99,5%. Cada aparelho RUSITEC continha oito
fermentadores anaeróbicos de volume 920 mL. Cada fermentador tinha uma entrada
para a infusão de solução tampão (saliva artificial) e uma porta de saída do efluente. Os
fermentadores eram mantidos a 39ºC. Os quatro tratamentos dietéticos foram
aleatoriamente designados para fermentadores duplicados dentro de cada aparelho
RUSITEC. O inoculo (líquido e sólido da digesta ruminal) foram obtidos de dois
animais fistulados, alimentados com uma dieta contendo silagem de forragem de
cevada, grão de cevada e um suplemento mineral vitamínico, duas horas após a
alimentação. Em cada fermentador foram adicionados 720 mL de líquido ruminal, 180
mL de saliva artificial e um saquinho contendo 20 g da digesta sólida, além de dois
sacos contendo amostras da dieta (um contendo silagem de milho, e o outro contendo
feno+glicerol). Depois de 24 horas, o saco contendo as 20 g da digesta sólida foi
retirado de dentro de cada fermentador, e foram adicionados sacos contendo as dietas,
os mesmos permaneciam nos fermentadores por 48 horas. A Cada 48 horas de
incubação os sacos eram substituídos e o pH do fermentador era registrado diariamente.
Cada RUSITEC foi iniciado em dias consecutivos. Foi realizada a análise de
digestibilidade da MS. Cada fermentador tinha acoplado um saco de armazenamento do
gás produzido dentro do período de 24 horas e, a cada troca dos sacos de dietas (a cada
24h), 20 ml de gás foram coletados com seringa e depositados em frascos com vácuo,
para posterior quantificação de metano por cromatografia gasosa. O restante do volume
do gás produzido foi quantificado com o auxílio de um manômetro. Para determinar a
concentração de ácidos graxos voláteis (AGV), foram coletados 4ml do efluente
contidos em recipiente acoplados em cada fermentador. As coletas foram realizadas a
cada troca de sacos das dietas. Foram realizadas análises de MS, cinzas, FDA, FDN, N
total e EE tanto das amostras incubadas (dietas), quanto dos resíduos após a
fermentação de 48 horas. As concentrações de AGV e NH3-N no líquido efluente foram
determinadas por cromatografia gasosa, e pelo método de Berthelot modificado,
respectivamente. A concentração de CH4 nas amostras de gás foi determinada utilizando
um cromatógrafo a gás Varian equipado com CG- carbono -PLOT de coluna de 30m x
0,32 milímetros x 3µm. Os dados foram analisados usando o procedimento MIXED do
SAS, contrastes polinomiais ortogonais foram realizados para testar lineares,
quadráticos e cúbicos respostas a concentrações crescentes de glicerol (0, 50, 100 e 150
g / kg DM) no substrato. A significância foi declarada em P< 0,05, e uma tendência foi
discutida quando, (0,05 > P < 0,10).
Resultados: As concentrações crescentes de glicerol resultaram em um aumento linear
da digestão da MS do feno e da silagem de milho. A digestibilidade da proteína bruta do
feno não foi afetada, mas a digestibilidade da proteína da silagem aumentou
linearmente. As digestibilidades da FDN e FDA do feno e da silagem aumentaram
linearmente. Não houve interação entre tratamentos e amostragem dia para qualquer das
variáveis de fermentação. O pH diminuiu linearmente e aumentou a produção total de
ácidos graxos voláteis . Houve um efeito quadrático para a produção de acetato com o
aumento das concentrações de glicerol, enquanto que a produção de propionato
aumentou linearmente, resultando em um efeito linear e quadrático declínio na relação
acetato:propionato. Também houve aumento linear na produção de butirato e o valerato.
A concentração de NH3 reduziu linearmente, porém houve uma tendência do aumento
linear da produção diária de gás e o CH4 aumentou linearmente. Isso resultou no
aumento de mg CH4/ dia, no total CH4/g MS incubadas e mg CH4/ g de MS do feno
digerida .
Discussão: O aumento linear da digestibilidade da MS, FDN e FDA do feno e da
silagem estão de acordo com as conclusões de estudos anteriores. Maior digestibilidade
da proteína bruta da silagem está em contraste com os resultados de estudos
antecedentes, que relataram não afetar a digestibilidade total das proteínas no trato
digestivo em vacas leiteiras alimentadas com glicerol. É possível que algumas espécies
proteolíticas e fibrolíticas possam ter respondido de forma diferente ao glicerol no
presente estudo, mas isso é difícil determinar como as populações microbianas não
foram determinadas. Estudos anteriores têm relatado uma diminuição molar de acetato e
aumento na proporção de propionato em condições in vitro ou in vivo utilizando o
glicerol em substratos e dieta dos animais, respectivamente. Isto coincide com os
resultados do estudo e confirma as propriedades propiônicas do glicerol. O aumento
linear da produção de CH4 em função da MS total digerida contradiz a hipótese dos
autores. E pode ser justificada segundo os mesmos através das seguintes constatações, o
glicerol é um substrato mais reduzido do que os açúcares e libera dois pares de elétrons
para cada mol de glicerol convertido em piruvato, assim, não há a incorporação de
elétrons na conversão de glicerol em propionato. Uma outra explicação alternativa para
o aumento da produção de CH4 com glicerol baseia-se na conversão do equimolar de
glicerol e etanol para formiato por um isolado de rúmen identificado como Klebsiella
planticola Formiato que é um precursor de CH4. A adaptação dos animais doadores para
dietas contendo glicerol parece ter afetado a fermentação quando glicerol foi incluído
em incubações in vitro com inoculo de lote adaptado, sugerindo que a adaptação
microbiana influencia na digestão e nos produtos finais da fermentação.
Conclusão: O aumento das concentrações de glicerol na dieta a base de forragem
incubadas em um aparelho RUSITEC aumentou a digestibilidade de MS, FDN e FDA
do feno de Bromo e silagem de milho e a digestibilidade da proteína bruta da silagem de
milho. A relação acetato:propionato foi linearmente diminuída como resultado do
aumento da produção de propionato. As concentrações de CH4 em gás e CH4 totais
produzidos por unidade de MS incubada ou digerida foram aumentadas, a fermentação
de glicerol a propionato não agiu como dissipador de hidrogênio.
Considerações sobre o artigo: Na tabela 4 do artigo os autores apresentam valores da
produção de metano (mg/g de MS digerida do feno), mas não tem como quantificar o
metano do feno se este estava no mesmo fermentador que os outros ingredientes da
dieta, e o gás coletado para avaliação vinha do fermentador como um todo e não do
saquinho que continha feno. Outra consideração é a respeito da adaptação dos animais
doadores, pois no material e métodos eles descrevem a dieta dos animais e não cita a
glicerina, já na discussão é afirmado que os animais eram adaptados à dieta testada. No
mais o artigo me ajudou a entender a técnica de avaliação do metano entérico in vitro,
especificamente através do aparelho RUSITEC.