Uyumlaştırma Problemleri*
I. Terminoloji ve Kapsam
Enzimas existem praticamente em todos os lugares. Elas ocorrem naturalmente e são produzidas por todos os organismos vivos, são catalisadores naturais, aceleram as reações químicas que permitem que todos os seres vivos funcionem, desde simples organismos
4 SYERS, K. J.; HARRIS, R. F.; ARMSTRONG, D. E. Phosphate chemistry in lake sediments. Journal Env. Qual. v. 2, n. 1, p. 1 -14. 1973.
unicelulares, até as plantas, insetos e os seres humanos (BEDFORD; PARTRIDGE, 2001). A manutenção da vida celular depende da contínua ocorrência de um conjunto de reações químicas, que devem atender duas exigências fundamentais: precisam ser altamente específicas, de modo a gerar produtos definidos, e devem ocorrer a velocidades adequadas à fisiologia celular. Para que estas reações ocorram, atendendo todas as exigências orgânicas, as enzimas são fundamentais (ARAÚJO; SILVA, 2008).
A razão principal para o uso da tecnologia enzimática é para melhorar o valor nutritivo dos alimentos. Todos os animais utilizam de enzimas na digestão dos alimentos, tanto as produzidas pelos animais em si ou as produzidas pelos microrganismos presentes no trato digestivo. No entanto, o processo do aparelho digestivo está longe de ser 100% eficiente. Portanto, a suplementação de rações com enzimas para aumentar a eficiência da digestão pode ser visto como uma extensão do próprio processo digestivo do animal.
Simplificando, há quatro razões principais para uso de enzimas na alimentação animal:
1. Para quebrar fatores anti-nutricionais que estão presentes em muitos ingredientes de dietas. Estas substâncias, muitas das quais não são suscetíveis à digestão por enzimas endógenas animal, podem interferir com a digestão normal, causando um pior desempenho e distúrbios digestivos.
2. Aumentar a disponibilidade de amido, proteínas e minerais, não tão acessíveis para as próprias enzimas digestivas do animal, ou ligadas em uma forma química que o animal é incapaz de digerir (por exemplo, o P como o ácido fítico).
3. Para quebrar ligações químicas específicas em matérias-primas que não são normalmente quebradas pelas enzimas do próprio animal, liberando assim mais nutrientes.
4. Para complementar as enzimas produzidas por animais jovens, onde, por causa da imaturidade de seu próprio sistema digestivo, a produção da enzima endógena pode ser inadequada (BEDFORD; PARTRIDGE, 2001).
O decreto lei nº. 76.896 de 06 de janeiro de 1976, atualmente em vigor, define como aditivo alimentar toda a substância intencionalmente adicionada ao alimento com a finalidade de conservar, intensificar ou modificar as suas propriedades, desde que não prejudique o seu valor nutricional. Os aditivos enzimáticos não possuem função nutricional direta, mas auxiliam o processo digestivo melhorando a digestibilidade dos nutrientes presentes na dieta (CAMPESTRINI et al., 2005).
A utilização de enzimas em rações animais tem aumentado nos últimos anos, principalmente devido aos benefícios que podem trazer com relação ao aspecto econômico,
meio ambiente e a busca do maior aproveitamento das matérias-primas tradicionais e dos ingredientes alternativos (NUNES et al., 2001).
No Brasil, o uso de enzimas foi relacionado principalmente ao custo elevado das fontes de P com a utilização de fitases, e posteriormente, visualizando reduções no custo de formulações com a melhor disponibilização de nutrientes (proteases e carboidrases). Quando corretamente empregadas e avaliadas, as enzimas não apresentam desvantagens. O principal objetivo da utilização de enzimas, senão o único, é o aumento da rentabilidade da produção animal, seja ele em função da redução do custo de formulação ou através dos resultados zootécnicos adequados, proporcionados tecnicamente pelo aumento da digestibilidade dos nutrientes, redução dos fatores anti-nutricionais e além de efeito conseqüente, de benefícios da saúde intestinal com a redução do substrato para microflora patogênica. E, no aspecto ambiental, com a redução da excreção de nutrientes (GONÇALVES et al., 2001).
Fitase, segundo Newman5 (1991), apud Fireman e Fireman (1998), é o nome dado a um grupo de enzimas em cuja presença se processa a hidrólise do ácido fítico em mio-inositol e Pi. Bioquimicamente conhecida como 3-fitase, a fitase, que hoje é utilizada em maior escala nas rações animais, tem como nome sistemático mio-inositol hexa-quisfosfato 3- fosfohidrolase e classificada pela “Enzyme Commission” sob o no 3.1.3.8. (WEBB et al.6, 1992, apud Fireman e Fireman, 1998). Mesmo apresentando diferentes fontes de fitase, estudos têm comprovado que as mais promissoras comercialmente ainda são as microbianas como as provenientes das bactérias Bacillus sp, Enterobacter sp., Escherichia coli, de leveduras como Arxula adeninivorasns e Hansenula polymorpha e fungos como Aspergillus
sp., Penicillium sp. e Talaromyces thermophilus (PANDEY et al., 2001). Em geral, o
substrato mais utilizado para o A. niger, A. terreus e E. coli é o ácido fítico (WYSS et al., 1999).
Uma unidade de fitase (UF ou FTU) é definida, segundo Engelen et al. (1994) como a quantidade de enzima que libera 1 micromol (mmol) de Pi por minuto, proveniente do fitato de sódio 0.0015 mol.L-1 a pH 5,5 e temperatura de 37ºC (COSTA et al., 2004).
Desde 1968, com o primeiro trabalho usando fitase, que essa enzima tem atraído a atenção dos nutricionistas, e artigos foram publicados, indicando que a disponibilidade do P fitico pode ser significativamente melhorada com a adição de fitase nas dietas. No entanto,
5 NEWMAN, K. Phytase: The enzyme, its origin and characteristics: impact and potential for increasing
phosphorus availability. In: Biotechnology of feed industry. Proceedings of Alltech’s seventh annual symposion. Edt. T. P. Lyons. Alltech Technical Publication , Nicholasville, Kentuchy, p. 169 – 177, 1991.
6 WEBB, E. C. Enzyme Nomenclature. Recommendations of Nomenclature Committee of the Internacional
naquele tempo, o custo da produção da enzima era um obstáculo para seu uso. A produção comercial de fitase é facilmente atingida com culturas microbianas, mas, para que se processe a enzima em escala comercial, é necessário que o microrganismo a produza extracelularmente (FIREMAN, 1998).
A enzima fitase produzida pelo Aspergillus niger tem sido utilizada com sucesso nas rações de aves, com a função de liberar parte do P complexado na forma de fitato e melhorar a digestibilidade da proteína bruta e dos aminoácidos e a absorção de minerais (COSTA et al., 2004). Ela catalisa o desdobramento do ácido fosfórico de inositol liberando deste modo o ortofosfato para ser absorvido. O uso nas rações da enzima fitase com a finalidade de aumentar o aproveitamento do P orgânico, que está na forma de fitato nos ingredientes de origem vegetal, vem sendo pesquisado com a finalidade de reduzir o custo da adição do Pi na ração (BORMANN, 2001).
A eficácia da fitase microbiana é afetada por fatores como a temperatura, pH, umidade, vitaminas, minerais, relação Ca: P da dieta, metais pesados e por agentes oxidantes, a maioria encontrada nos suplementos minerais e vitamínicos. O Ca tanto pode exercer uma ação inibidora como ativadora dessa enzima. Em pH 6,0 elevadas quantidades de cálcio (> 7 g/kg) formam o fitato de cálcio, que se precipita e, portanto, não pode ser hidrolisado pela fitase. Portanto, para se obter um bom efeito da fitase é preciso limitar a suplementação de P e Ca a uma quantidade necessária (LIGEIRO, 2007).