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ReHAgro/Newton Paiva Pós Graduação em Nutrição de Bovinos de Leite e Corte
Metabolismo e Digestão de lipídios em vacas leiteiras
Sérgio Rubens Veiga Soares Belo Horizonte JULHO/2009
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Sérgio Rubens Veiga Soares
Metabolismo e Digestão de lipídios em vacas leiteiras
Monografia apresentada à Pós Graduação em Nutrição de Bovinos de Leite e Corte – ReHAgro/Newton Paiva, como requisito parcial para obtenção de título de especialista em nutrição de bovinos de leite e corte. Orientador: Orientador: Hudson Costa
BELO HORIZONTE JULHO/2009
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Sérgio Rubens Veiga Soares
Metabolismo e Digestão de lipídios em vacas leiteiras
Monografia apresentada à Pós Graduação em Nutrição de Bovinos de Leite e Corte – ReHAgro/Newton Paiva, como requisito parcial para obtenção de título de especialista em nutrição de bovinos de leite e corte. Orientador: Orientador: Hudson Costa
BELO HORIZONTE JULHO/2009
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RESUMO Nos últimos anos, a seleção genética aumentou significativamente a capacidade de produção de leite das vacas leiteiras. Essa alta capacidade de produção só é atingida quando as exigências de nutrientes são supridas pela dieta. Os lipídeos são usados na dieta de vacas leiteiras com o objetivo de aumentar a densidade energética da dieta, melhorar o balanço energético e promover incrementos na reprodução e imunidade do animal. Os efeitos da suplementação de gordura na dieta dependem de alguns fatores, tais como: quantidade de carbonos, presença e número de insaturações, formação de complexos com outras substâncias e estado físico da gordura. Ao atingirem o rúmen, as gorduras podem passar por duas transformações pelos microrganismos rumenais: lipólise e biohidrogenação. Quando os lipídeos chegam ao rúmen, a primeira reação a ocorrer é a hidrólise da ligação éster dos triglicerídeos, fosfolipídios e glicolipídios. A biohidrogenação de ácidos graxos insaturados é a segunda transformação pela qual os lipídios podem passam dentro do rúmen. Como consequência do metabolismo rumenal, os lipídios que entram no intestino delgado consistem de ácidos graxos altamente saturados, principalmente ácidos esteáricos e palmíticos. Existem várias vias no processo de biohidrogenação e muitos fatores relacionados à dieta e ambiente rumenal afetam esse processo. Como consequência, existem inúmeros ácidos graxos intermediários produzidos durante a biohidrogenação rumenal. Pesquisas recentes têm estabelecido que alguns desses ácidos graxos são moléculas sinalizadoras que regulam o processo metabólico da vaca e outras têm benefícios para a saúde humana quando consumidas em produtos lácteos. O metabolismo pós-absorção intestinal dos lipídios é também complexo e avanços no entendimento vem ocorrendo. O uso de ácidos graxos como fonte de energia e para a síntese de gordura do leite e corporal tem sido extensivamente investigado. Os sais de cálcio apresentam as maiores digestibilidade entre as fontes de ácidos graxos insaturados, portanto provendo mais energia digestível e podendo ter efeitos positivos na produção.
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LISTA DE ABREVIATURAS AG – Ácido graxo AGL – Ácido graxo livre AGCL – Ácido graxo de cadeia longa AGNE – Ácido graxo não esterificado CLA – Ácido linoléico conjugado DHA – Ácido docosaexaenóico docosaexaenóico EPA – Ácido eicosapentaenóico eicosapentaenóico FDN – Fibra em detergente neutro FA’s - mistura de ácidos graxos FA - ácidos graxos insaturados insaturados GL - glicolipídios IMS – Ingestão de matéria seca LCG 4% - Leite corrigido para gordura 4% MS – Matéria seca PL - fosfolipídios; f osfolipídios; PUFA – Ácidos graxos poliinsaturados TG - triglicerídeos VFA’s - ácidos graxos voláteis
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SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO.........................................................................................................5 2. REVISÃO DE LITERATURA....................................................................................6 2.1 Utilização de lipídios em dietas de vacas leiteiras...............................................6 2.2 Caracterização das gorduras...............................................................................6 2.3 Metabolismo rumenal dos lipídios........................................................................9 2.3.1 Hidrólise dos lipídios no rúmen.............................................................10 2.3.2 Biohidrogenação rumenal.....................................................................10 2.3.3 Participação dos Lipídios microbianos no metabolismo dos lipídios... 15 2.3.4 Influência dos suplementos de gordura no metabolismo rumenal....... 16 2.3.5 Relação das propriedades dos lipídios com o metabolismo rumenal.. 17 2.4 Digestibilidade intestinal dos lipídios.................................................................19 2.4.1 Biologia da absorção dos lipídios .........................................................19 2.4.2 Dinâmica da absorção dos lipídios .......................................................20 2.5 Efeitos da Ingestão de lipídios na Ingestão de Matéria Seca...........................30 2.6 Estratégias de Fornecimento de lipídios...........................................................31 3. CONCLUSÕES.....................................................................................................31 RERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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1. INTRODUÇÃO Nos últimos anos, a seleção genética aumentou significativamente a capacidade de produção de leite das vacas leiteiras. Essa alta capacidade de produção só é atingida quando as exigências de nutrientes são supridas pela dieta. Uma forma de garantir o fornecimento de nutrientes às vacas leiteiras é aumentar a concentração do mesmo na dieta, principalmente nos animais que estão passando por períodos de restrição de consumo. No período pós parto, as vacas não conseguem consumir toda a energia necessária para a produção de leite. Elas entram, então, em um período de balanço energético negativo. Para suprir a deficiência de energia, a vaca utiliza suas reservas corporais de gordura (Figura 1). No entanto, a mobilização excessiva de gordura leva a alterações no metabolismo que podem gerar problemas de saúde. A inclusão de gorduras na dieta pode ser uma forma de suprir a deficiência de energia dessas vacas.
Fonte: Apostila técnica Megalac-E O fornecimento de lipídeos na dieta de vacas leiteiras tem sido muito utilizado para aumentar a densidade energética da dieta. Entretanto, podem fornecer mais do que apenas um aumento de energia na dieta (NRC, 2001).
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Os carboidratos fermentáveis no rúmen consistem da principal fonte de energia na dieta. A energia desses carboidratos é liberada pelo processo de fermentação no rúmen com liberação de calor. O calor liberado aumenta a temperatura corporal do animal e por consequência pode entrar em estresse térmico. Os lipídeos, ao contrário dos carboidratos, não são fermentados no rúmen e, portanto, não produzem calor. Dessa forma, podem ser adicionados na dieta como estratégia para a redução do estresse térmico, principalmente nos meses mais quentes do ano. Os estudos mais recentes demonstram que algumas fontes de lipídeos contêm ácidos graxos que exercem efeito sobre a reprodução de vacas. Acredita-se que o fornecimento desses ácidos graxos altera o metabolismo relacionado à reprodução, levando a aumentos na eficiência reprodutiva do rebanho. 2. REVISÃO DE LITERATURA Ao fornecer qualquer alimento para vacas, deve ser entendido que ele passará para o rúmen e, portanto pode sofrer alteração em suas características pela ação das bactérias rumenais. Dessa forma, conhecer o metabolismo dos lipídeos em vacas é essencial para entender os potenciais benefícios dos mesmos e as melhores formas de fornecimento. 2.1.
Utilização de lipídeos em dietas de vacas leiteiras
Os lipídeos são usados na dieta de vacas leiteiras com o objetivo de aumentar a densidade energética da dieta, melhorar o balanço energético e promover incrementos na reprodução e imunidade do animal. Os efeitos da suplementação de gordura na dieta dependem de alguns fatores, tais como: quantidade de carbonos, presença e número de insaturações, formação de complexos com outras substâncias e estado físico da gordura. 2.2.
Caracterização das gorduras
O termo gordura é utilizado para denominar compostos ricos em ácidos graxos (AG’s) de cadeia longa incluindo os triglicerídeos, fosfolipídeos, ácidos graxos não
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estereficados (AGNE’s) e sais de cálcio de AGCL (NRC, 2001). Na análise química, as gorduras são compostos orgânicos extraídos por éter. O éter remove de uma amostra os componentes lipossolúveis, tais como mono-, di- e triglicerídeos, ácidos graxos livres, vitaminas lipossolúveis, esteróis, saponinas, ceras e alguns pigmentos lipossolúveis. A gordura verdadeira, denominada como triglicerídeo, é um composto químico formado por um glicerol (composto de três carbonos) com um ácido graxo ligado a cada um dos carbonos. Os ácidos graxos podem ter estrutura variável, e isso diferencia as gorduras entre si. Os ácidos graxos variam no comprimento da cadeia, usualmente contendo de 16 a 22 carbonos. Esses ácidos graxos podem ser saturados ou insaturados. Os ácidos graxos saturados possuem todos os átomos de hidrogênios de suas moléculas ligados a um átomo de carbono. Os ácidos graxos insaturados possuem uma ou mais duplas ligações, pois nem todas as suas ligações estão preenchidas com átomos de hidrogênio. Os principais ácidos graxos da dieta estão apresentados na tabela 1. Tabela 1 – Tipo, Estrutura, Nome Comum e Fórmula dos principais ácidos graxos da dieta Tipo Saturado Saturado Insaturado Polinsaturado Polinsaturado
Estrutura
C16H32O2 C18H36O2 C18H35O2 C18H34O2 C18H33O2
Nome Comum Ácido palmítico Ácido esteárico Ácido oléico Ácido linoléico Ácido linolênico
Fórmula C 16:0 C 18:0 C 18:1 C 18:2 C 18:3
Existem várias formas de gordura que podem ser fornecidas às vacas leiteiras, tais como as sementes de oleaginosas, gordura animal, mistura de gordura animal e vegetal, gordura seca em grânulos e gordura “protegida” (NRC, 2001). As gorduras vegetais têm, em sua maioria, grandes quantidades de ácidos graxos insaturados. A soja, algodão e girassol têm altos teores de ácido linoléico. As forragens e semente de linhaça têm altos teores de ácido linolênico. Os ácidos graxos saturados são mais comuns nas gorduras animais, como o sebo.
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É importante entender essas variações na composição dos lipídeos, pois existe variação dos mesmos quanto à reatividade no rúmen e suas digestibilidade. Os ácidos graxos saturados são menos disponíveis no intestino do que os ácidos graxos saturados, como o ácido esteárico (C18:0). Portanto, os ácidos graxos que aumentam o fluxo de ácido esteárico para o intestino possuem menor energia disponível para a vaca. O ácido palmítico (C16:0) é também um ácido graxo saturado, mas parece ser relativamente melhor absorvido no intestino do que o ácido esteárico, provavelmente devido ao tamanho da sua cadeia de carbono e maior solubilidade. Os triglicerídeos saturados que passam do rúmen possuem baixa digestibilidade no intestino. Como citado anteriormente, os triglicerídeos não são fermentados no rúmen, portanto não são fonte de energia para os microrganismos rumenais. Além disso, os triglicerídeos insaturados possuem certa toxicidade aos microrganismos rumenais. Como forma de proteção, eles desenvolveram um mecanismo de defesa conhecido como biohidrogenação. Esse processo consiste em desfazer as duplas ligações dos triglicerídeos insaturados e acrescentar um átomo de hidrogênio, formando uma ligação simples com o carbono (Figura 2). Isso é nada mais que um processo de saturação do triglicerídeo. Figura 2 – Esquema da biohidrogrenação rumenal. Adaptado de Harfoot & Hazlewood (1997)
Ácido linoléico (cis-9, cis-12, C18:2) H Ácido trans-vaccênico (trans-11, C18:1) H Ácido esteárico (C18:0)
No processo de biohidrogenação, enzimas microbianas saturam o ácido linoléico (C18:2) adicionando hidrogênio nas duplas ligações até que a molécula seja totalmente saturada e transformada à ácido esteárico. No processo de formação do
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ácido esteárico, produtos intermediários são formados, como os ácidos trans 18:1 e ácidos linoléicos conjugados (CLA’s). Esses intermediários passam do rúmen ao intestino onde são absorvidos. 2.3.
Metabolismo rumenal dos lipídeos
Ao atingirem o rúmen, as gorduras podem passar por duas transformações pelos microrganismos rumenais: lipólise e biohidrogenação. A lipólise é um processo que libera ácidos graxos livres no rúmen a partir de lipídeos esterificados das plantas e, depois passam por um processo de biohidrogenação (Jenkins, 1993). A taxa de lipólise varia de acordo com a quantidade e a composição dos ácidos graxos da gordura fornecida na dieta (NRC, 2001). Davis (1990) propôs um esquema bastante ilustrativo do metabolismo das gorduras no rúmen. Figura 3 – Esquema de digestão das gorduras no rúmen. Reproduzido por Davis (1990).
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Abreviações GL- glicolipídios; TG- triglicerídeos; FA’s- mistura de ácidos graxos; FA- ácidos graxos insaturados; VFA’s- ácidos graxos voláteis; PL- fosfolipídios; Transacids- intermediários no processo de hidrogenação; partículas alimentares.
FA- ácidos graxos aderidos à
2.3.1. Hidrólise dos lipídios no rúmen
Quando os lipídeos chegam ao rúmen, a primeira reação a ocorrer é a hidrólise da ligação éster dos triglicerídeos, fosfolipídios e glicolipídios. As bactérias rumenais são as principais responsáveis por esse processo. Existe pouca evidência de que protozoários e fungos ou lipases da saliva ou planta tenham participação significativa nesse processo. A hidrólise ocorre no meio extracelular e o glicerol e açúcares liberados são rapidamente metabolizados pelas bactérias rumenais (Bauman et al., 2003).
Segundo Harfoot & Hazlewood (1997) a Anaerovibrio lipolytica é responsável pela hidrólise de triglicerídeos e Butyrivibrio fibrisolvens hidrolisam fosfolipídios e glicolipídios. Existem inúmeros fatores que afetam a taxa e extensão da hidrólise, mas em geral é maior do que 85% (Harfoot, 1981 e Doreau et al., 1997). a taxa de hidrólise reduz a medida em que se aumenta o nível de lipídios na dieta (Beam et al., 2000). É reduzida também quando a atividade e crescimento das bactérias é inibida, como em caso de pH rumenal baixo ou uso de ionóforos (Van Nevel & Demeyer, 1995; 1996b; Demeyer & Doreau, 1999).
2.3.2. Biohidrogenação rumenal
A biohidrogenação de ácidos graxos insaturados é a segunda transformação pela qual os lipídios podem passam dentro do rúmen. É necessário que tenha ácidos graxos livres para ocorrer e, portanto, a taxa da biohidrogenação é dependente da taxa de hidrólise. Os fatores que afetam a hidrólise afetarão a biohidrogenação também (Figura 3). A maior parte da biohidrogenação, acima de 80%, ocorre em
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associação com pequenas partículas alimentares e isso tem sido atribuído às enzimas extracelulares bacterianas associadas aos alimentos ou livres em suspensão no líquido rumenal (Harfoot & Hazlewood, 1997). Os maiores substratos são o ácido linoléico e linolênico (Figura 4) e a taxa de biohidrogenação rumenal dos ácidos graxos é mais alta à medida que o grau de insaturação aumenta. Para a maioria das dietas a taxa de biohidrogenção do ácido linoléico e linolênico é de 70-95% e 85-100%, respectivamente (Doreau & Ferlay, 1994; Beam et al., 2000). Quando dietas ricas em concentrado são fornecidas, a taxa de hidrogenação é reduzida, o que pode ser atribuído à inibição da lipólise em pH rumenal baixo provocado por essas dietas (Van Nevel & Demeyer, 1995; Van Nevel & Demeyer, 1996b). A hidrogenação também é afetada quando uma quantidade excessiva de lipídios não protegidos está presente na dieta. O quanto a gordura interfere com a fermentação microbiana não está claro, mas acredita-se que é um resultado da cobertura das partículas alimentares ou um efeito tóxico direto sobre os microrganismos rumenais (Jenkins, 1993). Óleo de peixe contém dois ácidos graxos de cadeia longa, ácido eicosapentaenóico (EPA; 20:5) e ácido docosaexaenóico (DHA; 22:6), que são frequentemente incluídos em suplementos de lipídios protegidos do rúmen feitos para aumentarem o desempenho reprodutivo. O grau pelo qual EPA e DHA são biohidrogenados no rúmen ainda não está bem entendido. Estudos conduzidos in vitro sugerem que a biohidrogenação desses dois ácidos graxos Omega-3 é pequena (Ashes et al., 1992; Gulati et al., 1999). No entanto, estudos in vivo envolvendo suplementos de lipídios a base de óleo de peixe indicam que muito mais do EPA e DHA são biohidrogenados, embora seja a uma taxa menor do que as observadas para o ácido linoléico e linolênico (Chilliard et al., 2000; Wachira et al., 2000; Scollan et al., 2001). O processo de biohidrogenação foi proposto usando culturas puras de microrganismos rumenais (Figura 4). As bactérias rumenais envolvidas nesse processo foram classificadas em dois grupos, A e B, baseados em suas reações metabólicas (Kemp & Lander, 1984). Para que um ácido graxo poliinsaturado
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(PUFA) seja completamente biohidrogenado, bactérias de ambos os grupos são geralmente requeridas (Figura 4). Embora o Grupo A contenha muitas bactérias capazes de hidrogenar PUFA a ácidos graxos trans 18:1, somente algumas espécies caracterizadas como Grupo B podem hidrogenar um ácido graxo trans 18:1 a ácido esteárico (Harfoot & Hazlewood, 1997). Esse fato explica porque o aumento do fornecimento de PUFA causa simultaneamente um aumento na concentração de ácidos graxos monoinsaturados e uma redução na concentração de ácidos graxos saturados (Noble et al., 1974; Felner et al., 1995). O passo inicial da biohidrogenação rumenal envolve uma isomerização da dupla ligação cis- 12 para uma configuração trans- 11 resultando em um ácido graxo di- ou trienóico (Figura 3). O próximo passo é a redução da dupla ligação cis- 9 formando um ácido graxo trans- 11. O passo final é mais um hidrogenação da dupla ligação trans- 11 produzindo ácido esteárico (via do ácido linoléico e linolênico) ou trans- 15 18:1 (via do ácido linolênico). É possível também afetar diferentemente os passos do processo de biohidrogenação. Suplementos a base de óleo de peixe fornecidos na dieta parecem inibir o último passo da biohidrogenação porque eles aumentam a saída de ácidos graxos trans 18:1 e reduzem a de ácido esteárico (Wachira et al., 2000; Shingfield et al., 2003). Portanto, os suplementos a base de óleo de peixe afetam principalmente as bactérias do Grupo B. De maneira semelhante, dietas que causam redução no pH e o fornecimento de ionóforos inibem o passo final da biohidrogenação resultando em acúmulo do ácido graxo trans 18:1. No entanto, a taxa de inibição é muito menor do que a inibição da hidrólise (Van Nevel & Demeyer, 1995; Van Nevel & Demeyer, 1996b).
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Figura 4 – Etapas bioquímicas para biohidrogenação de ácido linoléico e linolênico no rúmen (adaptado de Harfoot & Hazlewood, 1997) cis-9, cis-12
C18:2 Ácido linoléico
cis-9, cis-12, cis-15
C18:2 α-Ácido linolênico (Grupo A e B)
(Grupo A)
cis-9, trans-11, cis-15
C18:2
(Grupo A e B)
cis-9, trans-11
trans-11, cis-15
C18:2
(Grupo A)
C18:2 (Grupo B)
(Grupo A)
trans-11 C18:1
trans-15 e cis-15 C18:1
Ácido vaccênico (Grupo B)
C18:0 Ácido esteárico
Dois importantes intermediários no processo de biohidrogenação são o trans- 11 18:1 (Ácido Vaccênico; VA) formados a partir de ácido linoléico e ácido linolênico e cis- 9, trans- 11 ácido linoléico conjugado (CLA) formado na biohidrogenação do ácido linoléico. Esses intermediários estão presentes em quantidades apreciáveis na gordura dos ruminantes, em uma relação de 3:1 (CLA:VA), mas no rúmen CLA cis- 9, trans -11 é apenas um intermediário transitório, enquanto o VA é que se acumula no rúmen. A diferença é porque a maioria do cis- 9, trans- 11 CLA encontrado na gordura dos ruminantes origina-se na glândula mamária e tecido adiposo pela síntese endógena envolvendo a enzima delta-9 dessaturase com VA vindo do rúmen usado como substrato (Bauman et al, 2003). Essa descoberta é de especial importância no desenvolvimento de alimentos nutracêuticos, pois cis- 9, trans- 11 CLA está entre os mais potentes anticarcinogênicos naturais (Lock & Bauman, 2003).
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À medida que as técnicas de análises melhoraram, a complexidade do processo da biohidrogenação no rúmen começou a ser revelado. Além dos passos envolvendo trans- 11 18:1 e cis- 9, trans- 11 CLA como intermediários, devem existir inúmeras outras reações. Uma grande variação de isômeros do trans 18:1 e isômeros do CLA está apresentada na Figura 5 com seus respectivos fluxos para fora do rúmen, baseado em dados de novilhas e vacas em lactação. Tabela 2. Efeito da variação na posição da dupla ligação dos ácidos graxos 18:1 e 18:2 conjugado no fluxo da saída rumenal (g/dia) em novilhas em crescimento e vacas em lactação
trans
18:2 Conjugado Isômero Isômero Fluxo rumenal trans-4 trans-7, cis-9 <0.01 trans-5 trans-7, trans-9 <0.01-0.05 trans-6-8 trans-8, cis-10 0.01-0.02 trans-9 trans-8, trans-10 <0.01-0.10 trans-10 cis-9, cis-11 <0.01-0.01 trans-11 cis-9, trans-11 0.19-2.86 trans-12 trans-9, trans-11 0.22-0.55 trans-13 + 14 trans-10, cis-12 0.02-0.32 trans-15 trans-10, trans-12 0.05-0.06 trans-16 cis-11, trans-13 0.01-0.10 trans-11, cis-13 0.01-0.46 trans-11, trans-13 0.09-0.40 cis-12, trans-14 <0.01-0.05 trans-12, trans-14 0.08-0.19 Dados de três estudos nos quais as amostras foram coletadas no duodeno (Duckett et al., 2002; Piperova et al., 2002) ou omaso (Shingfield et al., 2003) Trans
18:1 Fluxo rumenal 0.5-0.7 0.4-0.6 0.4-6.7 0.8-6.2 1.7-29.1 5.0-121.0 0.5-9.5 6.5-22.9 3.2-8.5 3.1-8.0
Claramente, muitos intermediários são formados na biohidrogenação rumenal de PUFA e esses são absorvidos e incorporados à gordura do ruminante. Uma parte desses isômeros deve ser formada por migração da ligação química (Griinari & Bauman, 1999) e uma porção dos isômeros do trans 18:1 podem ser formados a partir de ácido oléico cis- 9 18:1 (Mosley et al., 2002). Em condições de ácidos graxos insaturados em excesso no rúmen ou pH rumenal baixo, alguns isômeros trans de ácidos graxos podem ser formados, tais como trans -10 18:1 ou trans -10, cis -12 18:2 ou ambos. Esses ácidos graxos já foram associados com depressão da gordura do leite (Griinari et al., 1998; Baumgard et al., 2000; Bauman & Griinari, 2003). Outros isômeros intermediários, como cis-9, trans 11 18:2 e trans -11 18:1, formados durante a digestão rumenal normal não causam
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depressão na gordura do leite (Baumgard et al., 2000). Portanto, dependendo de quanto os ácidos graxos saem do rúmen na forma saturada, como ácido esteárico, ou na forma dos intermediários insaturados influenciará em quanto de energia será disponibilizada para absorção e os efeitos dos ácidos graxos na gordura do leite. Dessa forma, a dieta e alterações no ambiente rumenal podem mudar as vias da biohidrogenação resultando em mudanças nos ácidos graxos intermediários Kim et al. (2002) identificaram uma bactéria rumenal, Megasphera elsdenii , que produz quantidades significativas de trans- 10, cis-12 CLA. No entanto, ainda não se sabe o quanto as várias vias da biohidrogenação estão associadas com enzimas específicas das bactérias ou que representam uma falta de especificidade das enzimas. 2.3.3. Participação dos Lipídios microbianos no metabolismo dos lipídios
Uma porção dos ácidos graxos encontrados no rúmen são fosfolipídios componentes das membranas microbianas. Esses ácidos graxos são derivados da síntese de novo , principalmente 16:0 e 18:0, e de ácidos graxos pré-formados, principalmente PUFA (Jenkins, 1993; Harfoot & Hazlewood, 1997). Então, o nível de suplementação de gorduras e a composição dos ácidos graxos podem alterar a composição da membrana dos microrganismos (Bauchart et al., 1990; O’Kelly & Spiers, 1991). Demeyer & Doreau (1999) reuniram dados de 5 estudos e estimaram que as bactérias devem contribuir em até 17% dos lipídios saindo do rúmen em dietas a base de silagem de milho. 2.3.4. Influência dos Suplementos de gordura no metabolismo rumenal
Suplementos de gordura são usados como um meio para aumentar a densidade energética da dieta e muitas dessas gorduras são denominadas como inertes. Nesse caso, ser inerte significa que o suplemento de gordura ou de ácidos graxos tem efeitos mínimos na fermentação rumenal. Embora considerados como inertes ainda podem ser hidrolisados ou hidrogenados.
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Os suplementos de gordura são geralmente protegidos do rúmen como meio de evitar os efeitos deletérios da gordura na fermentação rumenal. Esses suplementos devem passar por um processo em que fiquem inertes no rúmen, mas sejam absorvidos no intestino (Wu & Papas, 1997). Os métodos de proteção recentes são pH dependentes e utilizam a diferença entre pH rumenal (5.5-6.7) e abomasal (2-4). Esses métodos incluem tratamento com formaldeído (Ashes et al., 1979), microencapsulamento com uma camada de lipídeo insolúvel em água (Putman et al., 2003), preparação de mistura de ácidos graxos (Fotouhi & Jenkins, 1992) e formação de sais de Ca de ácidos graxos (Jenkins & Palmquist, 1984). Os dois primeiros métodos podem proteger ácidos graxos livres ou esterificados, enquanto os outros dois métodos protegem os ácidos graxos livres. No Brasil, os suplementos de gordura mais conhecidos são os sais de Ca de ácidos graxos. O mecanismo pelo qual o complexo de Ca com ácidos graxos está relacionado à baixa atividade do mesmo no ambiente rumenal. No entanto, fatores como baixo pH rumenal aumento da insaturação dos ácidos graxos podem levar à dissociação do complexo permitindo que a biohidrogenação ocorra (Demeyer & Doreau, 1999). Van Nevel & Demeyer (1996a) relataram que ácidos graxos livres derivados de óleo de soja ou sais de cálcio dos mesmos ácidos graxos incubados em pH diferentes, perderam por volta de 30% de proteção da biohidrogenação quando passaram de um pH de 6.9 para 6.0. Além disso, o grau de saturação dos ácidos graxos parece ser importante, sendo que PUFA são mais facilmente dissociados dos sais de cálcio do que ácidos graxos monoinsaturados (Sukhija & Palmquist, 1990). Além disso, tem sido mostrado que a digestão e absorção da gordura em mamíferos são geralmente influenciadas pela composição de ácidos graxos presentes no intestino (Freeman, 1984). Alguns perfis de composição de ácidos graxos possuem menores valores de digestibilidade do que outros. Outro ponto relacionado aos ácidos graxos no rúmen é a atividade da gordura no mesmo. Ácidos graxos insaturados apresentam-se geralmente na forma líquida sob temperatura rumenal e são tóxicos a determinadas bactérias, resultando em redução da digestão das fibras (Jenkins, 2002). Quanto mais insaturado o ácido graxo, mais potente o seu efeito tóxico para os microrganismos rumenais.
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Gorduras ativas no rúmen são aquelas que têm o efeito combinado da hidrogenação dos ácidos graxos insaturados com formação de intermediários que atuam no processo de redução da gordura do leite e interferem no processo de digestão da fibra. Isso não significa que gorduras ativas no rúmen não podem ser fornecidas na dieta. É possível fornecer esses tipos de gorduras, mantendo sua concentração no rúmen e também na dieta em certos limites, de forma que a digestão da fibra não seja tão afetada e a depressão na gordura do leite não comece a ocorrer. Por outro lado, existem as gorduras inertes no rúmen. Esses tipos de ácidos graxos têm pouca influência no metabolismo do rúmen. Eles sofrem apenas uma biohidrogenação limitada e permanecem relativamente sólidos na temperatura do rúmen. Não inibem as bactérias rumenais ou reduzem a fermentabilidade da dieta. Recentemente, as duas formas de ácidos graxos inertes no rúmen disponíveis são os sais de cálcio de ácidos graxos insaturados e ácidos graxos insaturados hidrogenados. 2.3.5. Relação das Propriedades dos lipídios com o metabolismo rumenal
Sais de cálcio de ácidos graxos consistem de ácidos graxos associados a um íon de cálcio em vez da molécula de glicerol. Quando o cálcio está associado com ácidos graxos insaturados, a gordura suplementada na dieta tem diferentes propriedades físicas, na verdade são semelhantes aos ácidos graxos saturados. São sólidos mesmo em altas temperaturas não liquefazem. Portanto, têm baixa solubilidade no rúmen e são menos susceptíveis à biohidrogenação. Os sais de cálcio variam em suas propriedades nutricionais, inclusive em sua capacidade de ser inerte ao metabolismo do rúmen e em sua resistência à biohidorgenação. Os sais de cálcio dissociam-se em íons livres de cálcio e ácidos graxos livres, assim como a maioria dos sais, e os ácidos graxos insaturados livres estão sujeitos à biohidrogenação ou outras interações com os microrganismos rumenais. A dissociação dos sabões pode ser considerada como uma reação análoga à lipólise dos glicerídeos, uma vez que ambas liberam ácidos graxos para o rúmen. A
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dissociação está relacionada ao pH do rúmen. O pK, pH no qual 50% do sal está na forma dissociada e 50% está na forma molecular, está por volta de 4.5 para sais de cálcio de ácidos graxos, mas varia de acordo com o tamanho da cadeia de carbono e o grau de insaturação do ácido graxo. Ácidos graxos de cadeia mais curta e insaturados têm pK ligeiramente mais alto, significando que uma grande proporção dos sais de cálcio estarão dissociados em qualquer pH do rúmen. À medida que o pH do rúmen reduz, maior é a dissociação dos sais de cálcio. Em pH normal, mais do que 60% a 90% dos sais de cálcio podem permanecer intacto e sair do rúmen. O tempo de permanência do rúmen também influenciará essa taxa. Os sais que se dissociam podem ser biohidrogenados e contribuir para um aumento da gordura ativa no rúmen. A pesquisa tem mostrado que por volta de 50% do C18:1 é hidrogenado no rúmen comparado a 80% de hidrogenação de gordura ativas no rúmen (Wu et al., 1991). Um ponto chave é que não somente a gordura insaturada é menos ativa no rúmen mas como também mais ácidos graxos insaturados permanecem, e menos ácido esteárico, permanecem disponíveis para aumentar a digestibilidade intestinal da gordura. Embora exista alguma liberação de ácidos graxos, a quantidade de ácidos graxos livres a qualquer momento que possam causar os problemas relatados pelas gorduras ativas no rúmen não é suficiente, a não ser que haja uma suplementação extremamente excessiva. A pesquisa no início da década de 1980 mostrou que suplementação com até 10% de sais cálcio na matéria seca da dieta não foram capazes de reduzir a digestibilidade da dieta. É importante lembrar que 10% de sais de cálcio na matéria seca da dieta é uma recomendação excessiva e foi feita para testar a capacidade da gordura ser inerte (Downer et al., 1987). A baixa dissociação dos sais de cálcio de ácidos graxos combinados com uma faixa de pH normal e uma taxa de passagem do rúmen consistente com uma vaca em lactação são razões para que essa gordura pode ser chamada como inerte no rúmen, ou gordura protegida (Jenkins and Palmquist et al., 1984). Fotouhi & Jenkins (1992) descreveram esse conceito de ácidos graxos protegidos e by pass.
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2.4.
Digestibilidade intestinal dos lipídios
2.4.1. Biologia da absorção dos lipídios
Análises dos lipídios que chegam ao intestino delgado têm mostrado que eles são virtualmente idênticos àqueles que saem do rúmen. Portanto, não existe absorção ou modificação significativa dos ácidos graxos de cadeia média e longa no omaso ou abomaso (Noble, 1981). Como consequência do metabolismo rumenal, os lipídios que entram no intestino delgado consistem de ácidos graxos altamente saturados, principalmente ácidos esteáricos e palmíticos. A quantidade total de lipídios que chegam ao duodeno é geralmente maior do que a quantidade ingerida. Em dietas com alto teor de forragem essa diferença é mais significativa. Os suplementos de lipídios usados na dieta podem resultar em maior, igual ou menor fluxo pós ruminal em relação aos ácidos graxos ingeridos, devido à variação de efeitos que podem ter sobre a síntese microbiana de lipídios (Demeyer & Doreau, 1999; Lock & Shingfield, 2003). Aproximadamente de 80-90% dos lipídios que chegam ao intestino delgado são ácidos graxos livres aderidos às partículas alimentares (Davis, 1990; Doureua & Chilliard, 1997). O restante dos lipídios são fosfolipídios microbianos e pequenas quantidades de triglicerídeos e glicolipídios residual dos alimentos, e esses ácidos graxos esterificados são hidrolisados por lipases intestinais e pancreáticas (Doreau & Ferlay, 1994). Quando gorduras protegidas são fornecidas a vacas leiteiras, aumentos no fluxo de triglicerídeos serão observados somente quando lipídios encapsulados são fornecidos. Sais de cálcio de ácidos graxos são a fonte predominante de lipídios protegidos fornecidos a ruminantes e esses se dissociam em algum nível no rúmen, mas a dissociação é muito maior no abomaso, onde o pH é muito mais baixo. Portanto, os suplementos de lipídios protegidos como sais de cálcio compõem o pool de ácidos graxos livres que chegam ao intestino delgado.
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A absorção de gordura no intestino delgado ocorre no jejuno e a formação de micelas é a chave para a absorção eficiente de ácidos graxos em todas as espécies (Davis, 1990). Em não ruminantes, é necessário monoacylgliceróis para a formação das micelas (Doreau & Chilliard, 1997). No entanto, devido à quase completa hidrólise de ácidos graxos da dieta no rúmen, esses estão ausentes na digesta presente no intestino delgado de ruminantes. Isso é compensado pela bile e suco pancreático (Figura 6; Demeyer & Doureau, 1999). A bile fornece sais biliares e lecitina e o suco pancreático fornece enzimas para converter lecitina a lisolecitina e bicarbonato, a fim de aumentar o pH (Davis, 1990). As lisolecitinas e os sais biliares liberam os ácidos graxos das partículas alimentasres e bactérias, e isso permite a formaçãos das micelas. Uma vez que as micelas são formadas, são levadas pelas células epiteliais do jejuno onde os ácidos graxos são reesterificados em trilglicerídeos e então armazenados em quilomícrons (Demeyer & Doreau, 1999).
Figura 5 – Digestão da gordura no intestino delgado de ruminantes. Reproduzido de Davis (1990). Fígado
Pâncreas
Suco pancreático Ácidos graxos livres (AGL’s)
Bile
Fosfolipídios microbianos
Lecitina Fosfolipídios
SB AGL’s Liso-L
Sais biliares (SB)
Rúmen Fosfolipases
Micela
Lúmen do intestino delgado
Lisolecitina (Liso-L)
Mucosa intestinal
2.4.2. Dinâmica da absorção dos lipídios
Doreau & Ferlay (1994) fizeram uma grande revisão de literatura sobre a digestão de lipídios usando dados obtidos do desaparecimento de ácidos graxos entre duodeno e íleo ou entre duodeno e fezes. Estudos baseados em desaparecimento de lipídios em todo trato não foram usados pois tipicamente subestimam a disgestibilidade dos ácidos graxos no intestino delgado e fornecem resultados questionáveis (Doreau & Ferlay, 1994). Isso está principalmente relacionado a estimativas erradas da ingestão de ácidos graxos e porque o fluxo dos mesmos para o duodeno é geralmente maior do que a quantidade ingerida. Doreau
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& Ferlay (1994) encontraram um grande variação nos valores relatados para digestibilidade dos ácidos graxos, de 55 até 92%, mas essa variação não foi relatada para a ingestão de ácidos graxos. Na realidade, a capacidade de vacas leiteiras em absorver ácidos graxos de cadeia longa é muito alta e pode exceder 1 kg/dia (Doreau & Chilliard, 19997). Em monogástricos, a digestibilidade individual de ácidos graxos reduz quando aumenta o tamanho da cadeia dos ácidos graxos e aumenta quando o número de duplas ligações aumenta (Lessire et al., 1992). Embora padrões similares sejam observados em ruminantes, as diferenças são pequenas (Ferlay et al., 1993). A digestibilidade não difere significativamente entre ácidos graxos saturados de 16 e 18 carbonos e é menor para àqueles saturados de cadeia maior quando comparados aos PUFA’s. A revisão de Doreau & Ferlay (1994) relatou que as digestibilidades médias foram 0.77, 0.85, 0.83 e 0.76 para ácidos graxos de 18 carbonos com zero, uma, duas e três duplas ligações, respectivamente. Outra abordagem para investigar a digestibilidade de ácidos graxos é a infusão abomasal de ácidos graxos. Esses estudos geralmente têm obtido resultados semelhantes de digestibilidade. A exceção é a digestibilidade do ácido linoléico no qual a infusão abomasal observa um valor um pouco mais alto. Isso está provavelmente relacionado à mensurações inadequadas de C18:3 em dietas sem suplementação, pois o fluxo desse ácido graxo saindo do rúmen é mínimo. Avila et al. (2000) avaliaram os efeitos da suplementação de gordura de diferentes fontes variando as proporções de ácidos graxos saturados e insaturados na digestibilidade dos mesmos. Aumentando o grau de insaturação de fontes de gordura infundidas no abomaso não afetou a digestibilidade dos ácidos graxos cis -9 18:1, 18:2 ou 18:3 que variaram de 0.67, 0.64 e 0.76, respectivamente. A digestibilidade do ácido graxo trans 18:1 foi maior quando comparado a cis -9 18:1, resultado também encontrado por Enjalbert et al. (1997). Então, deve haver diferenças na absorção de isômeros do 18:1, embora os dados ainda sejam limitados. Isso pode estar relacionado a um processo evolutivo uma vez que quantidades muito menores de isômeros cis 18:1 chegam ao intestino delgado comparado aos isômeros trans 18:1 dos ruminantes. Com os recentes avanços nas
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técnicas de análise, diferenças na digestibilidade de ácidos graxos individuais e isômeros de ácidos graxos poderão ser mais profundamente analisadas, mas para fins práticos em sistemas de alimentação necessitam de informações dos perfis de ácidos graxos que deixam o rúmen. A conclusão geral é que a diferença na digestibilidade entre ácidos graxos individuais contribuem muito pouco para a extensiva variação (60-90%) na digestibilidade dos lipídios da dieta. A maior parcela dessa variação é um reflexo entre os experimentos, e portanto estão relacionadas a diferenças entre dietas e componentes específicos da dieta (Demeyer & Doreau, 1999). Consequentemente, a composição dos ácidos graxos absorvidos é próximo à composição dos ácidos graxos que saem do rúmen (Doreau et al., 1997). O uso de gorduras protegidas no rúmen em gorduras da dieta de vacas leiteiras tem levantado um interesse sobre o efeito dos sais de cálcio de ácidos graxos na digestão e absorção da gordura. Em uma tentativa de modelar o metabolismo e digestão intestinal dos ácidos graxos em ruminantes Chalupa et al. (2003) propuseram que a os coeficientes de digestão dos ácidos graxos derivados de sais de cálcio são substancialmente maiores do que dos ácidos graxos livres que chegam ao intestino delgado. No entanto, existe pouco suporte para isso na literatura publicada até o momento. O padrão geral é que o uso de sais de Ca tem pouco ou nenhum efeito na digestibilidade aparente de ácidos graxos individuais no intestino delgado (Moller, 1988; Wu et al., 1991; Ferlay et al., 1993; Enjalbert et al., 1997). Quando diferenças menores aparecem, essas estão relacionadas a diferenças nos perfis de ácidos graxos dos suplementos comparados, e a existência de pequenas variações na digestibilidade entre ácidos graxos individuais como discutido acima. Como exemplo dessas comparações, Enjalbert et al. (1997) suplementaram uma dieta controle baseada em silagem de milho e concentrado com sais de Ca de óleo de palma ou de canola e não encontraram diferenças na digestibilidade total dos ácidos graxos no intestino delgado (média de 78.2% para todos os tratamentos) e na digestibilidade aparente para ácidos graxos individuais entre tratamentos (Tabela 3).
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Ferlay et al. (1993) compararam a suplementação de óleo de canola na forma de sais de cálcio (ácidos graxos livres) ou como óleo (ácidos graxos presentes em triglicerídeos) e não observaram diferenças entre tratamentos para a digestibilidade dos ácidos graxos no intestino delgado. A inexistência de efeitos dos sais de Ca não é surpresa porque esses compostos se dissociam e formam ácidos graxos livres no abomaso (Grummer & Rabelo, 1999). Tabela 3 - Digestibilidade aparente no intestino delgado (proporção do fluxo duodenal; adaptado de Enjalbert et al., 1997) Sais cálcio Diferenças Sais vs. Canola Controle vs. Palma Ácido graxo Controle Palma Canola SEM 16:0 0.69 0.76 0.76 0.09 NS NS 18:0 0.79 0.79 0.79 0.04 NS NS cis -9 18:1 0.77 0.78 0.86 0.07 NS NS trans-11 18:1 0.84 0.88 0.89 0.05 NS NS 18:2 0.60 0.66 0.73 0.08 NS NS 18:3 0.67 0.63 0.71 0.07 NS NS Total C18 0.79 0.79 0.81 0.04 NS NS
O valor de iodine (IV) é utilizado para medir o grau de saturação das gorduras, quanto maior o IV maior a saturação da gordura. Firkins & Eastridge (1994) mostraram que quando os valores de iodine (IV) reduziram para menos do que 50 (mais ácidos graxos saturados), especialmente quando IV reduziu de 27 para 11, a digestibilidade total da gordura na dieta declinou. A fim de confirmar essa relação, vários estudos de digestibilidade com vacas em lactação foram agrupados para determinar a digestibilidade real de gorduras com valores de IV maiores ou igual a 40. A digestibilidade real dos ácidos graxos foi determinada de acordo com as relações entre os ácidos graxos consumidos e absorvidos. Quando a ingestão de ácidos graxos é baixa, a digestibilidade foi de 89% e 74% para gorduras com valores de IV maior do que 40 e menor do que 40, respectivamente. No mesmo estudo, as gorduras saturadas com alta relação entre C16-C18 tiveram maior digestibilidade. Observações semelhantes foram reportadas por Weisbjerg et al. (1992) onde a disgestibilidade dos ácidos graxos de um
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suplemento rico em ácido esteárico foi menor do que um suplemento rico em ácido palmítico, quando ambos foram fornecidos em dois níveis de ingestão. Em outro estudo de Pantoja et al. (1996b), vacas com cânula rumenal, duodenal e ileal foram distribuídas em tratamentos para avaliar os efeitos da saturação, quantidade e fonte da fibra efetiva na absorção dos ácidos graxos. Foi fornecida uma dieta sem adição de gordura ou dietas com 5% de gordura de sebo saturado, sebo normal ou uma mistura de gordura animal e vegetal. As dietas com fontes de gordura animal e vegetal tiveram três diferentes níveis de fibra efetiva: 40% de forragem, 40% de forragem mais 20% de grão de soja ou 60% de forragem. O desaparecimento de ácidos graxos do rúmen, especialmente de C16 e C18, foi maior para vacas alimentadas com a dieta de teor de fibra baixo. A digestibilidade aparente foi reduzida a medida que a saturação da gordura aumentou, principalmente devido ao sebo saturado. A digestibilidade do C18:1 no sebo saturado foi reduzida em associação com outros ácidos graxos saturados. A fonte de fibra não teve efeito digestibilidade intestinal aparente dos ácidos graxos. Depois que a revisão feita por Firkins et al. (1994) foi publicada, outros estudos foram conduzidos para examinar esses efeitos (Pantoja et al., 1995; Pantoja et al., 1996a; Pantoja et al., 1996b). Esses estudos confirmaram que à medida que o conteúdo de ácido esteárico aumentou, a digestibilidade intestinal diminui. Os produtos testados foram triglicerídeos e ácidos graxos ambos parcialmente hidrogenados. Foi observado que mesmo nas dietas com baixo teor de ácido esteárico houve efeito negativo na digestibilidade dos ácidos graxos. Tem sido mostrado também que uma alta quantidade de ácido esteárico (C18:0) pode reduzir a absorção dos outros ácidos graxos que alcançam o intestino (Doureau & Chilliard, 1997; Freeman, 1984). Os dados publicados mostram que o ácido esteárico (C18:0) tem menor disponibilidade intestinal do que os ácidos graxos insaturados que chegam ao intestino e que a biohidorgenação assegura que o ácido esteárico seja a principal fonte de ácido graxo que alcança o intestino delgado na maioria das fontes de gorduras. Isso significa que o ácido esteárico é o ácido graxo mais abundante no intestino delgado, mesmo quando se fornece óleo de soja.
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Portanto, a digestibilidade do ácido graxo é reduzida para todas as gorduras ativas no rúmen com hidrogenação. Se fosse possível produzir uma gordura protegida do rúmen composta em sua maioria de ácidos graxos insaturados, reduziriam o problema da digestibilidade das fontes de gordura. Os sais de cálcio de ácidos graxos insaturados são relativamente inertes no rúmen e tem maior digestibilidade intestinal do que os ácidos graxos saturados. A maioria dos ácidos graxos encontrados nos alimentos são da família de 18 carbonos como ácido linoléico (C18:2) e linolênico (C18:3), que são ativos no rúmen. A porção de ácido esteárico inerte no rúmen presente nos alimentos típicos é muito pequena, a não ser que gorduras e ácidos graxos hidrogenados ou sebo são fornecidos. Sklan et al. (1985), fizeram uma comparação direta entre ácidos graxos saturados e insaturados. Forneceram dietas contendo 7,5% de ácido esteárico, ácido oléico ou tristearina por 21 dias. No rúmen, os triglicerídeos da dieta eram aproximadamente 50% hidrolisados e hidrogenados resultando em saturação da fração livre de ácidos graxos. A disgestibilidade total dos suplementos de ácido esteárico, ácido oléico e tristearina variaram de 60 a 70%, mas não houve diferença aparente entre as gorduras. Os ácidos graxos insaturados tiveram mais do que 90% de absorção, comparado com 55-65% dos ácidos graxos saturados. Pantoja et al. 1995 examinaram a diferença entre a digestibilidade de ácidos graxos livres e triglicerídeos. As dietas foram formuladas para conter 48% de forragem, 1,5% de ácidos graxos de soja grão tostada e 2,5% de ácidos graxos de sebo, triglicerídeos de sebo parcialmente hidrogenado, ácidos graxos de sebo parcialmente hidrogenado ou uma mistura de 30% de sebo e 70% de ácidos graxos hidrogenados ricos em ácido palmítico. A gordura suplementada na forma de ácidos graxos comparada aos triglicerídeos aumentou a digestibilidade total dos ácidos graxos e do C18:1 no intestino delgado, provavelmente indicando que a lipólise dos triglicerídeos é limitante no processo de digestão. Os ácidos graxos também aumentaram a gordura do leite e produção de LCG 4%.
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Uma série de onze estudos feitos em cinco laboratórios diferentes nos Estados Unidos publicados no Journal of Dairy Science ilustra como diferentes tipos de suplementos de ácidos graxos podem afetar a digestibilidade da gordura na dieta (Jenkins and Jenny, 1989; Schauff et al., 1992a; Schauff et al., 1992b; Wu et al., 1993; Elliott et al., 1996; Pantoja et al., 1996a,b; Pires et al., 1997; Chan et al., 1997; Avila et al., 2000; Ruppert et al., 2003; Weiss and Wyatt, 1994). Na maioria desses estudos, a gordura suplementar representou de 40 a 60% da gordura total da dieta. Como a gordura da dieta basal é primariamente C18:2 e C18:3, pode ser concluído que cada um dos suplementos teve efeito diferente em como a gordura total foi utilizada. Os pontos importantes a destacar são que os sais de cálcio de ácidos graxos permitem que a digestibilidade total da dieta seja alta comparando-se a outros suplementos de gordura e que as diferentes fontes de gordura com perfis diferentes de ácidos graxos têm diferentes efeitos na dieta total. Um estudo recente (Weiss and Wyatt, 2004) mostrou resultados experimentais comparando um produto comercial Megalac (Church & Dwught Co. Inc.) com gordura de palma hidrogenada.
Tabela 4 - Coeficientes de digestibilidade da dieta total com adição de óleo de palma hidrogenado ou Megalac em dieta de vacas leiteiras (Weiss & Wyatt, 2004) Coeficiente de Controle (sem digestão da Megalac gordura) dieta total, % Matéria seca 69.9 69.5 FDN 53.1 53.2 Ácidos graxos 73.7 80.5 Energia 68.8 69.5
Óleo de palma hidrogenado
P
67.9 49.5 58.3 66.4
0.05 0.05 0.05 0.05
Uma dieta controle foi formulada sem adição de gordura e comparada a duas dietas com suplementação de gordura: uma com sais de cálcio ácidos graxos da
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palma e outra gordura hidrogenada da palma. Cada uma foi suplementada em dois níveis (1.7 e 3.4% da dieta total), mas na tabela foram agrupados os dois níveis de cada um deles, sendo mostrada a média. Acredita-se que a digestibilidade de sais de cálcio de ácidos graxos de palma deve ser alta e por outro lado ácidos graxos hidrogenados da palma deveria ser baixa. O coeficiente de digestibilidade total da dieta tanto para a Matéria Seca quanto para a Fibra em Detergente Neutro (FDN) foram reduzidas pela adição de gordura hidrogenada, mas o Megalac não apresentou efeito negativo na digestibilidade da matéria seca ou da FDN em relação ao controle, sem adição de gordura. A adição de gordura hidrogenada resultou em menor digestão total da gordura, por outro lado Megalac aumentou significativamente digestibilidade total de gordura da dieta quando comparado à dieta controle. A digestibilidade dos sais de cálcio de ácido graxos de palma (ácidos graxos insaturados e ácido palmítico C16:0) foi 2.3 vezes (90,3% de digestibilidade) enquanto a digestibilidade do óleo de palma hidrogenada (principalmente ácido esteárico C18:0 mais ácido palmítico C18:0) foi de 38.5% de digestibilidade. O valor da energia digestível foi 2.2 vezes maior para o Megalac (7.4 Mcal/kg) do que para o óleo de palma hidrogenada (3.4 Mcal/kg). A produção de leite e LCG, bem como gordura no leite e eficiência alimentar (quilogramas de leite por quilogramas de alimento ingerido) foram significativamente maiores para vacas que receberam a dieta com Megalac do que para as dietas controle ou com gordura hidrogenada. Tabela 5 - Performance produtiva de vacas alimentadas com Óleo de palma hidrogenado ou Megalac (Weiss & Wyatt, 2004) Controle (sem Megalac gordura) IMS, kg por dia Produção de leite, kg por dia LCG 4%, kg por dia Gordura no leite, kg por dia Proteína no leite, kg por dia kg LCG/kg IMS
23.1 38 38.7 1.57 1.15 1.68
22.6 42.6 44.1 1.81 1.22 1.96
Óleo de palma hidrogenado 23.9 40.2 42.2 1.74 1.2 1.77
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Rupert et al. (2003) compararam 0, 2 ou 4% de sebo adicionado a dieta de alta silagem de milho ou alta silagem de alfafa. Dentro de cada tipo de forragem, a adição de sebo teve efeito negativo na ingestão de energia metabolizável (EM) e na quantidade de EM disponível para a produção de leite. À medida que a quantidade de sebo aumentava na dieta, os valores de EM aumentaram, na verdade. Em outro estudo, 2 ou 4% de sebo ou choice White grease (CWG) foi avaliado em comparação a uma dieta controle, sem gordura (Onetti et al., 2001). Os resultados de produção foram consistentes com o estudo de Rupert et al. (2003) onde cada um dos suplementos de gordura reduziram a performance produtiva das vacas, com o declínio sendo diretamente proporcional à quantidade de sebo ou CWG adicionado. Outra fonte comercial de gordura suplementar é o ácido graxo prilled . São basicamente ácidos graxos que foram hidrogenados vindos de uma fonte de ácidos graxos de origem vegetal ou animal. Vinte estudos publicados testaram os efeitos dos sais de cálcio ou dos sais de cálcio de ácidos graxos, ou ambos, comparados a uma dieta controle sem fornecimento de suplementos de gordura. Esses dados foram analisados em uma regressão múltipla linear para determinar o efeito de fonte de gordura adicional na digestibilidade total de ácidos graxos na dieta. A determinação da digestibilidade de um suplemento de gordura isolado não é possível, pois não há relatos suficientes para isso. Os resultados na tabela 5 mostram o efeito dos suplementos de gordura na digestibilidade da gordura total na dieta. Foram 22 e 15 grupos de tratamentos de sais de cálcio e ácidos graxos, respectivamente, que formaram os dados para a análise de regressão a fim de determinar a digestibilidade dos ácidos graxos para cada dieta. Os números de referência mostram quais publicações investigaram os sais ou prilled ou ambos os produtos. Não foram selecionadas publicações específicas, pelo contrário, todas as publicações que relatam digestibilidade de ácidos graxos de cadeia longa foram incluídas na análise de regressão. A média basal de ingestão de ácido graxo para as dietas controle foi 796 gramas por dia. Na média, as dietas com sais de cálcio tiveram uma ingestão
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adicional de 478 gramas de sais de cálcio, e as dietas com ácidos graxos prilled tiveram uma ingestão adicional de 622 gramas por dia. Os ácidos graxos prilled não afetaram significativamente a digestibilidade total dos ácidos graxos na dieta. A tendência do suplemento prilled em não aumentar digestibilidade da gordura total pode estar relacionada à grande quantidade de ácido esteárico no produto. As dietas suplementadas com sais de cálcio tiveram um aumento significativo na digestibilidade dos ácidos graxos, tanto em relação às dietas controle quanto às dietas com ácidos graxos prilled . Grummer (1988) obteve conclusões semelhantes comparando sais de cálcio de ácidos graxos de palma em relação à ácidos graxos prilled . Além disso, esses resultados são consistentes com os modelos propostos pelo National Research Council (2001) e pelo CPM/CNCPS (Moate et al., 2004). A tabela 5 mostra que a adição de sais de cálcio de ácidos graxos de palma em uma dieta aumenta a digestibilidade da dieta como um todo. Romo et al. (2000) mostraram que o ácido oléico ( cis 18:1) quando infundido no duodeno de vacas leiteiras produz um aumento maior da digestão total de ácidos graxos de cadeia longa em relação ao trans C18:1 infundido no duodeno. Klusmeyer & Clark (1991) e Wu et al. também demonstraram que o ácido oléico cis C18:1 aumenta a digestibilidade de outros ácidos graxos no intestino. Como os sais de cálcio de ácidos graxos de palma contêm uma alta quantidade de ácido oléico, é provável que os resultados demonstrados na tabela 4 sejam devido à ação do ácido oléico no intestino aumentando a digestibilidade dos ácidos graxos. Comparações entre a digestibilidade de ácidos graxos em sementes de plantas oleaginosas e sais de cálcio ainda não estão disponíveis. Entretanto, podem ser feitas algumas inferências dos dados disponíveis na literatura. A gordura em grãos de soja intactos, principalmente grão de soja cru, é de baixa digestibilidade (Tice et al., 1994a; Tice et al., 1994b). No entanto, em contraste, a gordura de caroço de algodão é geralmente mais digestível. Caso os grãos sejam quebrados, moídos, extrusados ou sofram algum tipo de processamento, o óleo das sementes é altamente ativo no rúmen.
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Grãos de soja crus e extrusados, inteiros ou processados, têm alta concentração de gordura ativa no rúmen. Já grãos de soja tostados de alta qualidade possuem menor concentração de gordura ativa no rúmen. No entanto, a moagem da soja tostada aumenta o grau de atividade rumenal da gordura desse alimento. Na maioria dos casos, é provavelmente seguro fornecer soja tostada, com mínimo processamento de moagem do grão até atender os requerimentos de proteína. 2.5.
Efeitos da Ingestão de lipídios na Ingestão de Matéria Seca
Allen (2000) propôs um modelo do efeito das fontes de gordura na Ingestão de Matéria Seca (IIMS) e relatou que ácidos graxos insaturados deprimem mais a IMS do que os saturados. Posteriormente, seus resultados indicaram que sais de cálcio de ácidos graxos tendem a reduzir a IMS. Os sais de cálcio parecem reduzir mais a ingestão de alimentos do que fontes de gordura saturadas, especialmente quando fornecido acima de níveis aceitáveis. Isso confirma o senso biológico e nutricional que uma vaca de baixa produção que recebe uma dieta com mais de 3% de lipídeos na matéria seca com adição de gordura reduzirá a IMS, uma vez que o excesso de energia não será usado para produção de leite, e pode haver até um desbalanço de nutrientes (Palmquist, 1994). Os dados de Allen (2000) foram re-analisados utilizando dados de vacas com mais de 40 kg de leite por dia e com menos de 3% de ácidos graxos adicionados como sais de cálcio na matéria seca da dieta. A IMS não foi afetada e a produção de LCG aumentou. Portanto, o aumento da densidade energética da dieta não resultou em redução do consumo. Os dados completos de Allen (2000) mostraram que a redução na IMS não foi acompanhada por redução na produção de leite ou LCG. Isso provavelmente significa que os sais de cálcio podem ter um efeito benéfico no aumento do valor energético da dieta, mesmo em vacas de produção mais baixa.
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2.6.
Estratégia de fornecimento de lipídios
Jenkins & Chandler (1998) desenvolveram uma estratégia para maximizar a resposta da vaca à gordura adicionada na dieta. As respostas das vacas foram divididas em três fases. Na fase I, as respostas de produção são consistentes com a energia adicional suplementada pela gordura, indicando que não há redução na ingestão de alimentos ou digestibilidade de nutrientes pela adição de gordura. Durante essa fase, as gorduras ativas no rúmen, tais como sementes oleaginosas ou sebo, podem ser fornecidas. Ao final da fase I, um pico é atingido onde quantidade de gordura ativa no rúmen é maximizada. Qualquer adição a mais de gordura na dieta leva a vaca a entrar na fase II, onde as gorduras ativas no rúmen começam a causar redução da digestibilidade dos alimentos e reduções no percentual de gordura do leite. Como conseqüência, adicionando mais gordura ativa no rúmen não resulta em ganho de produção nas vacas. À medida que se adiciona mais gordura, o animal entra na fase III, onde a redução na digestibilidade dos alimentos é tão grande que resulta em perdas de produção. A estratégia, portanto, é otimizar as adições de gordura ativa no rúmen antes que o animal entre na fase II. Nesse ponto, as gorduras inertes no rúmen tais como os sais de cálcio podem ser usados para estender a fase I e obter aumentos de produção. Quando sais de cálcio de ácidos graxos insaturados são fornecidos para alcançar a nova fase II, a razão pela qual as respostas estabilizam e eventualmente caem na fase III está provavelmente mais associada à redução de carboidratos fermentáveis na dieta do que por um excesso de gordura ativa no rúmen da dieta. 3. Conclusões A digestão e metabolismo de gorduras e ácidos graxos na dieta de ruminantes é um processo complexo e essa revisão mostra uma visão geral sobre as limitações atuais e os avanços recentes. Métodos rotineiros de análise de lipídios na dieta, especificamente extrato etéreo, fornece uma estimativa do conteúdo de ácidos
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graxos que tem acurácia variada entre os alimentos. Embora a hidrólise dos lipídios e as vias clássicas da biohidrogenação estejam bem estabelecidas, melhorias nos processos de análise têm revelado a complexidade do metabolismo dos lipídios no rúmen. Existem várias vias no processo de biohidrogenação e muitos fatores relacionados à dieta e ambiente rumenal afetam esse processo. Como consequência, existem inúmeros ácidos graxos intermediários produzidos durante a biohidrogenação rumenal. Pesquisas recentes têm estabelecido que alguns desses ácidos graxos são moléculas sinalizadoras que regulam o processo metabólico da vaca e outras têm benefícios para a saúde humana quando consumidas em produtos lácteos. Os lipídios saem do rúmen principalmente como ácidos graxos livres e diferenças na digestibilidade de ácidos graxos individuais no intestino delgado são mínimas. Portanto, a composição de ácidos graxos absorvidos no intestino delgado é semelhante à composição dos ácidos graxos que saem do rúmen. O metabolismo pós-absorção intestinal dos lipídios é também complexo e avanços no entendimento vem ocorrendo. O uso de ácidos graxos como fonte de energia e para a síntese de gordura do leite e corporal tem sido extensivamente investigado. No entanto, o estudo do papel dos ácidos graxos como moléculas sinalizadoras envolvidos na expressão de genes específicos e suas regulações de processos metabólicos é uma área emergente, especialmente para ruminantes. Isso inclui recentes avanços relacionados à intermediários específicos da biohidrogenação na regulação da síntese de gordura e o papel dos ácidos graxos poliinsaturados na sinalização das vias envolvidas na função imune e reprodução. As diferentes fontes de gordura têm efeitos variados na digestibilidade total da dieta e função rumenal. O fornecimento de ácidos graxos insaturados em uma forma ativa pode diminuir a digestão no rúmen e ainda chegar ao intestino na forma de ácido esteárico.
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As várias fontes de suplementos de gordura possuem diferentes digestibilidades e propriedades no rúmen devido à sua forma física e composição de ácido graxo. Os sais de cálcio apresentam as maiores digestibilidade entre as fontes de ácidos graxos insaturados, portanto provendo mais energia digestível e podendo ter efeitos positivos na produção. Há também um aumento no papel de ácidos graxos específicos na saúde humana e a prevenção de doenças, e esse conhecimento tem oferecido uma oportunidade para desenvolver produtos derivados de ruminantes. Obviamente, o conhecimento da digestão e metabolismo de lipídios tem avançado rapidamente e a oportunidade e desafio é de aplicar efetivamente esse conhecimento na alimentação e manejo de vacas de alta produção atualmente.
5. Referências bibliográficas Aldrich, C.G., N.R. Merchen, J.K. Drackley, G.C. Fahey Jr. and L.L. Berger. 1997a. The effects of chemical treatment of whole canola seed on intake, nutrient digestibilities, milk production and milk fatty acids of Holstein cows. J. Anim. Sci. 75:512-521. Aldrich, C.G., N.R. Merchen, J.K. Drackley, S.S. Gonzalez, G.C. Fahey Jr. and L.L. Berger. 1997b. The effects of chemical treatment of whole canola seed on lipid and protein digestion by steers. J. Anim. Sci. 75:502-511. Allen, M. 2000. Effects of diet on shortterm regulation of feed intake by lactating dairy cattle. J. Dairy Sci. 83:1598-1624. Andrew, S.M., H.F. Tyrrell, C.K. Reynolds and R.A. Erdman. 1991. Net energy for lactation of calcium salts of long-chain fatty acids for cows fed silagebased diets. J. Dairy Sci. 74:2588-2600. Avila, C.D., E.J. DePeters, H. Perez- Monti, S.J. Taylor and R.A. Zinn. 2000. Influences of saturation ratio of supplemental dietary fat on digestion and milk yield in dairy cows. J. Dairy Sci. 83:1505-1519.
34
Ashes, J. R., S. K. Gulati, S. K. Cook, and T. W. Scott. 1979. Assessing the biological effectiveness of protected lipid supplements for ruminants. J. Am. Oil Chem. Soc. 56:552-557. Ashes, J. R., B. D. Siebert, S. K. Gulati, A. Z. Cuthbertson, and T. W. Scott. 1992. Incorporation of n-3 fatty acids of fish oil into tissue and serum lipids of ruminants. Lipids 27:629-631. Avila, C. D., E. J. DePeters, H. Perez-Monti, S. J. Taylora, and R. A. Zinn. 2000. Influences of saturation ratio of supplemental dietary fat on digestion and milk yield in dairy cows. J. Dairy Sci. 83:1505-1519. Bauchart, D., F. Legay Carmier, M. Doreau, and B. Gaillard. 1990. Lipid metabolism of liquid-associated and solid-adherent bacteria in rumen contents of dairy cows offered lipid-supplemented diets. Br. J. Nutr. 63:563-578. Bauman, D. E., B. A. Corl, and D. G. Peterson. 2003. The biology of conjugated linoleic acids in ruminants. In: J. L. Sebedio, W. W. Christie and R. Adlof (ed.) Advances in Conjugated Linoleic Acid Research. p 146-173. AOCS Press, Champaign, IL. Bauman, D.E., and J.M. Griinari. 2003. Nutritional regulation of milk fat synthesis. Annu. Rev. Nutr. 23:203-227. Bauman, D. E., J. W. Perfield II, M. J. de Veth, and A. L. Lock. 2003. New perspectives on lipid digestion and metabolism in ruminants. Proc. Cornell Nutr. Conf. pp. 175-189. Baumgard, L.H., B.A. Corl, D.A. Dwyer, A. Saebo and D.E. Bauman. 2000. Identification of the conjugated linoleic acid isomer that inhibits milk fat synthesis. Am. J. Physiol. 278:R179-184. Beam, T. M., T. C. Jenkins, P. J. Moate, R. A. Kohn, and D. L. Palmquist. 2000. Effects of amount and source of fat on the rates of lipolysis and biohydrogenation of fatty acids in ruminal contents. J. Dairy Sci. 83:2564-2573. Chan, S.C., J.T. Huber, K.H. Chen, J.M. Simas and Z.Wu. 1997. Effects of ruminally inert fat and evaporative cooling on dairy cows in hot environmental temperatures. J. Dairy Sci. 80:1172-1178. Chalupa, W., P. Moate, and R. Boston. 2003. A model to describe ruminal metabolism and intestinal digestion of fatty acids. Proceedings of the 50th Maryland Conference for Feed Manufacturers.
35
Chilliard, Y., A. Ferlay, R. M. Mansbridge, and M. Doreau. 2000. Ruminant milk fat plasticity: nutritional control of saturated, polyunsaturated, trans and conjugated fatty acids. Ann. Zootech. 49:181-205. Davis, C. L. 1990. Fats in Animal Feeds. Barnaby Inc., Sycamore, IL. Davidson, K.L., and W.Woods. 1963. Effects of calcium and magnesium upon digestibility of a ration containing corn oil by lambs. J. Anim. Sci. 22:27-34. Demeyer, D., and M. Doreau. 1999. Targets and procedures for altering ruminant meat and milk lipids. Proc. Nutr. Soc. 58:593-607. Doreau, M., D. I. Demeyer, and C. J. Van Nevel. 1997. Transformation and effects of unsaturated fatty acids in the rumen: consequences on milk fat secretion. In: R. A. S. Welch, D. J. W. Burns, S. R. Davis, A. I. Popay, and C. G. Prosser (Eds.) Milk Composition, Production and Biotechnology. pp. 73-92. CAB International, Wallinford, Oxfordshire, UK. Doreau, M., and Y. Chilliard. 1997. Digestion and metabolism of dietary fat in farm animals. Br. J. Nutr. 78 (Suppl.1):S15-S35. Doreau, M., and A. Ferlay. 1994. Digestion and utilization of fatty-acids by ruminants. Anim. Feed Sci. Technol. 45:379-396. Downer, J.V., A.J. Kutches, K.R. Cummings and W. Chalupa. 1987. High fat rations for lactating cows supplemented with calcium salts of long chain fatty acids. J. Dairy Sci. 70:221. Duckett, S. K., J. G. Andrae, and F. N. Owens. 2002. Effect of high-oil corn or added corn oil on ruminal biohydrogenation of fatty acids and conjugated linoleic acid formation in beef steers fed finishing diets. J. Anim. Sci. 80:3353-3360. Eastridge, M.L., and J.L. Firkins. 1991. Feeding hydrogenated fatty acids and triglycerides to lactating dairy cows. J. Dairy Sci. 74:2610-2616. Elliott, J.P., J.K. Drackley and D.J. Weigel. 1996. Digestibility and effects of hydrogenated palm fatty acid distillate in lactating dairy cows. J. Dairy Sci. 79:10311039. Elliott, J.P., T.R. Overton and J.K. Drackley 1994. Digestibility and effects of three forms of mostly saturated fatty acids. J. Dairy Sci. 77:789-798. Enjalbert, F., M.C. Nicot, C. Bayourthe, M. Vernay and R. Moncoulon. 1997. Effects of dietary calcium soaps of unsaturated fatty acids on digestion, milk composition and physical properties of butter. J. Dairy Res. 64:181-195.
36
Fellner, V., F. D. Sauer, and K. J. K. G. Kramer. 1995. Steady-state rates of linoleic acid biohydrogenation by ruminal bacteria in continuous culture. J. Dairy Sci. 78:1815-1823. Ferlay, A., J. Chabrot, Y. Elmeddah, and M. Doreau. 1993. Ruminal lipid balance and intestinal digestion by dairy-cows fed calcium salts of rapeseed oil fatty-acids or rapeseed oil. J. Anim. Sci. 71:2237-2245. Firkins, J.L., and M.L. Eastridge. 1994. Assessment of the effects of iodine value on fatty acid digestibility, feed intake and milk production. J. Dairy Sci. 77:2357-2366. Fotouhi, N., and T.C. Jenkins.1992. Ruminal biohydrogenation of linoleoylmethionine and calcium linoleate in sheep. J. Anim. Sci. 70:3607-3614 Freeman, C.P. 1984. The digestion, absorption and transport of fats: Nonruminants. p.105-122. In: J. Wiseman (ed.). Fats in Animal Nutrition. Butterworths, London, U.K. Garcia-Bojalil, C.M., C.R. Staples, C.A. Risco, J.D. Savio and W.W. Thatcher. 1998. Protein degradability and calcium salts of long-chain fatty acids in the diets of lactating dairy cows: Productive responses. J. Dairy Sci. 81:1374-1384. Grainger, R.B., M.C. Bell, J.W. Stroud and F.H. Baker. 1961. Effects of various cations and corn oil on crude cellulose digestion by sheep. J. Anim. Sci. 20:319. Griinari, J. M., and D. E. Bauman. 1999. Biosynthesis of conjugated linoleic acid and its incorporation into meat and milk in ruminants. In: M. P. Yurawecz, M. M. Mossoba, J. K. G. Kramer, M. W. Pariza and G. J. Nelson (ed.) Advances in Conjugated Linoleic Acid Research. pp 180-200. AOCS Press, Champaign. Griinari, J.M., D.A. Dwyer, M.A. McGuire, D.E. Bauman, D.L. Palmquist and K.V.V. Nurmela. 1998. Transoctadecenoic acids and milk fat depression in lactating dairy cows. J. Dairy Sci. 81:1251-1261. Grum, D.E., J.K. Drackley, L.R. Hansen and J.D. Cremin Jr. 1996. Production, digestion and hepatic lipid metabolism of dairy cows fed increased energy from fat or concentrate. J. Dairy Sci. 79:1836-1849. Grummer, R.R. 1988. Influence of prilled fat and calcium salt of palm oil fatty acids on ruminal fermentation and nutrient digestibility. J. Dairy Sci. 71:117. Grummer, R. R. and E. Rabelo. 1999. Factors affecting digestibility of fat supplements. Proceedings of the Pacific Northwest Animal Nutrition Conference. pp 159-173.
37
Gulati, S. K., J. R. Ashes, and T. W. Scott. 1999. Hydrogenation of eicosapentaenoic and docosahexaenoic acids and their incorporation into milk fat. Anim. Feed Sci. Technol. 79:57-64. Harfoot, C. G. 1981. Lipid metabolism in the rumen. In: W. W. Christie (ed.) Lipid Metabolism in Ruminant Animals. pp 21-55. Pergamon Press Ltd., Oxford, UK. Harfoot, C. G., and G. P. Hazlewood. 1997. Lipid metabolism in the rumen. In: P. N. Hobson and C. S. Stewart (ed.) The Rumen Microbial Ecosystem. pp 382-426. Chapman & Hall, London, UK. Holter, J.B., H.H. Hayes, W.E. Urban Jr. and A.H. Duthie. 1992. Energy balance and lactation response in Holstein cows supplemented with cottonseed with or without calcium soap. J. Dairy Sci. 75:1480-1494. Jenkins, T.C. 1993. Lipid metabolism in the rumen. J. Dairy Sci. 76:3851-3863. Jenkins, T.C. 2002. Lipid transformations by the ruminal microbial ecosystem and their impact on fermentative capacity. In: S.A. Martin (ed.). Gastrointestinal Microbiology in Animals. Research Signpost, Kerala, India. Jenkins, T.C., and P. Chandler. 1998. How much fat can cows handle? Hoard’s Dairyman. Sept. 25. p. 648. Jenkins, T.C., and B.F. Jenny. 1989. Effects of hydrogenated fat on intake, nutrient digestion and lactational performance of dairy cows. J. Dairy Sci. 72:2316-2324. Jenkins, T.C., and B.F. Jenny. 1992. Nutrient digestion and lactation performance of dairy cows fed combinations of prilled fat and canola oil. J. Dairy Sci. 75:796-803. Jenkins, T.C., and D.L. Palmquist. 1984. Effects of fatty acids or calcium soaps on rumen and total nutrient digestibility of dairy rations. J. Dairy Sci. 67:987-985. Kemp, P., and D. J. Lander. 1984. Hydrogenation in vitro of -linolenic acid to stearic acid by mixed cultures of pure strains of rumen bacteria. J. Gen. Microbiol. 130:527533. Kim, Y. J., R. H. Liu, J. L. Rychlik, and J. B. Russell. 2002. The enrichment of a rumenal bacterium (Megasphaera elsdenii YJ-4) that produces the trans-10, cis-12 isomer of conjugated linoleic acid. J. Appl. Microbiol. 92:976-982. Klusmeyer, T.H., and J.H. Clark. 1991. Effects of dietary fat and protein on fatty acid flow to the duodenum and in milk produced dairy cows. J. Dairy Sci. 74:3055-3067
38
Lessire, M., M. Doreau, and A. Aumaitre. 1992. Digestion and metabolism of fats in domestic animals. In: Manuel des Corps Gras. pp. 683-694. Lavoisier, Paris. Lock, A. L., and D. E. Bauman. 2003. Dairy products and milk fatty acids as functional food components. Proc. Cornell Nutr. Conf. (in press). Lock, A. L. and K. J. Shingfield. 2003. Optimising milk composition. In: E. Kebreab, J. Mills, and D. Beever (eds.) UK Dairying: using science to meet consumers' needs. Nottingham University Press, Nottingham, UK. (in press). Moate, P.J., W. Chalupa, T.C. Jenkins and R.C. Boston. 2004. A model to describe ruminal metabolism and intestinal absorption of long chain fatty acids. Amin. Feed Sci. Technol. 112:79-105. Moallem, U., F. Kaim, Y. Folman and D. Sklan. 1997. Effect of calcium soaps of fatty acids and administration of somatotropin in early lactation on productive and reproductive performance of high-producing dairy cows. J. Dairy Sci. 80:2127-2136. Møller, P.D. 1988. The influence of high amounts of fat or Ca-soaps in rations to dairy cows on intestinal absorption of fatty acids and digestibility of structural carbohydrates. p. 23-40. In: R. Ziegelitz (ed.). Futterfette in der Tierernährung. Biolinol Futterfette-Produktions-GmbH. Hamburg, Germany. Mosley, E. E., G. L. Powell, M. R. Riley, and T. C. Jenkins. 2002. Microbial biohydrogenation of oleic acid to trans isomers in vitro. J. Lipid Res. 43:290-296. National Research Council. 2001. Nutrient Requirements of Dairy Cattle. 7th ed. National academy of Sciences, Washington, DC. Noble, R. C. 1981. Digestion, transport and absorption of lipids. In: W. W. Christie (Ed.) Lipid metabolism in ruminant animals. pp. 57-93. Pergamon Press Ltd., Oxford, UK. Noble, R. C., J. H. Moore, and C. G. Harfoot. 1974. Observations on the pattern on biohydrogenation of esterified and unesterified linoleic-acid in the rumen. Br. J. Nutr. 31:99-108. O'Kelly, J. C., and W. G. Spiers. 1991. Influence of host diet on the concentrations of fatty acids in rumen bacteria from cattle. Aust. J. Agric. Res. 42:243-252. Onetti, S.G., R.D. Shaver, M.A. McGuire and R.R. Grummer. 2001. Effect of type and level of dietary fat on rumen fermentation and performance of dairy cows fed corn silage-based diets. J. Dairy Sci. 84:2751-2759.
39
Palmquist, D.L. 1994. The role of fats in efficiency of ruminants. J. Nutr. 124:1377S1382S. Palmquist, D. L. 1988. The feeding value of fats. In: E. R. Ørskov (ed.) Feed Science. pp 293-311. Elsevier Science Publishers B. V. New York, NY. Palmquist, D. L., and T. C. Jenkins. 2003. Challenges with fats and fatty acid methods. J. Anim. Sci. (In press). Palmquist, D.L., and T.C. Jenkins. 1982. Calcium soaps as a fat supplement in dairy cattle feeding. Proc. XII Congress on Diseases in Cattle. p. 477-481. Amsterdam, Netherlands. Palmquist, D.L, A. Kelbly and D.J. Kinsey. 1989. Digestibility by lactating cows of diets containing two levels of several commercial fats J. Dairy Sci. 72:572 (suppl. 1). Pantoja, J., J.L. Firkins, M.L. Eastridge and B.L. Hull. 1994. Effects of fat saturation and source of fiber on site of nutrient digestion and milk production by lactating dairy cows. J. Dairy Sci. 77:2341- 2356. Pantoja, J., J.L. Firkins and M.L. Eastridge. 1995. Site of digestion and milk production by cows fed fats differing in saturation, esterification and chain length. J. Dairy Sci. 78:2247-2258. Pantoja, J., J.L. Firkins and M.L. Eastridge. 1996a. Fatty acid digestibility and lactation performance by dairy cows fed fats varying in degree of saturation. J. Dairy Sci. 79:429-437. Pantoja, J., J.L. Firkins, M.L. Eastridge and B.L. Hull. 1996b. Fatty acid digestion in lactating dairy cows fed fats varying in degree of saturation and different fiber sources. J. Dairy Sci. 79:575-584. Pires, A.V., M.L. Eastridge, J.L. Firkins and Y.C. Lin. 1997. Effects of heat treatment and physical processing of cottonseed on nutrient digestibility and production performance by lactating cows. J. Dairy Sci. 80:1685-1694. Piperova, L. S., J. Sampugna, B. B. Teter, K. F. Kalscheur, M. P. Yurawecz, Y. Ku, K.M. Morehouse, and R. A. Erdman. 2002. Duodenal and milk trans octadecenoic acid and conjugated linoleic acid (CLA) isomers indicate that postabsorptive synthesis is the predominant source of cis-9-containing CLA in lactating dairy cows. J. Nutr. 132:1235-1241. Putnam, D., J. Garrett, and L. Kung. 2003. Evaluation key to use of rumen-stable encapsulates. Feedstuffs 75 [15]:10-12.
40
Romo, G.A., R.A. Erdman, B.B. Teter, J. Sampugna and D.P. Casper. 2000. Milk composition and apparent digestibilities of dietary fatty acids in lactating dairy cows abomasally infused with cis or trans fatty acids. J. Dairy Sci. 83:2609-2619. Ruppert, L.D., J.K. Drackley, D.R. Bremmer and J.H. Clark. 2003. Effects of tallow in diets based on corn silage or alfalfa silage on digestion and nutrient use by lactating dairy cows. J. Dairy Sci. 86:593-609. Schauff, D.J., and J.H. Clark. 1992. Effects of feeding diets containing calcium salts of long-chain fatty acids to lactating dairy cows. J. Dairy Sci. 75:2990-3002. Schauff, D.J., J.H. Clark and J.K. Drackley. 1992a. Effects of feeding lactating dairy cows diets containing extruded soybeans and calcium salts of long-chain fatty acids. J. Dairy Sci. 75:3003-3019. Schauff, D.J., J.P. Elliott, J.H. Clark and J.K. Drackley. 1992b. Effects of feeding lactating dairy cows diets containing whole soybeans and tallow. J. Dairy Sci. 75:1923-1935. Schneider, P.L., D. Sklan, D.S. Kronfeld and W. Chalupa. 1990. Responses of dairy cows in early lactation to bovine somatotropin and ruminally inert fat. J. Dairy Sci. 73:1263-1268. Scollan, N. D., M. S. Dhanoa, N. J. Choi, W. J. Maeng, M. Enser, and J. D. Wood. 2001.Biohydrogenation and digestion of long chain fatty acids in steers fed on different sources of lipid. J. Agric. Sci. 136:345-355. Shingfield, K. J., S. Ahvenjarvi, V. Toivonen, A. Arola, K. V. V. Nurmela, P. Huhtanen, and J. M. Griinari. 2003. Effect of dietary fish oil on biohydrogenation of fatty acids and milk fatty acid content in cows. Anim. Sci. 77:165-179. Simas, J.M., J.T. Huber, Z.Wu, K.H. Chen, S.C. Chan, C.B. Theurer and R.S. Swingle. 1995. Influence of steam-flaked sorghum grain and supplemental fat on performance of dairy cows in early lactation. J. Dairy Sci. 78:1526-1533. Sklan, D., A. Arieli, W. Chalupa and D.S. Kronfeld. 1985. Digestion and absorption of lipids and bile acids in sheep fed stearic acid, oleic acid or tristearin. J. Dairy Sci. 68:1667. Sklan, D., R. Ashkenazi, A. Braun, A. Devorin and K. Tabori. 1992. Fatty acids, calcium soaps of fatty acids and cottonseeds fed to high yielding cows. J. Dairy Sci. 75:2463-2472.
41
Sklan, D., E. Bogin, Y. Avidar and S. Gur-Arie. 1989. Feeding calcium soaps of fatty acids to lactating cows: Effect on production, body condition and blood lipids. J. Dairy Res. 56:675-681. Sklan, D., M. Kaim, U. Moallem and Y. Folman. 1994. Effect of dietary calcium soaps on milk yield, bodyweight, reproductive hormones and fertility in first parity and older cows. J. Dairy Sci. 77:1652-1660. Sklan, D., U. Moallem and Y. Folman. 1991. Effect of feeding calcium soaps of fatty acids on production and reproductive responses in high-producing lactating cows. J. Dairy Sci. 74:510-517. Sukhija, P. S., and D. L. Palmquist. 1990. Dissociation of calcium soaps of long-chain fatty-acids in rumen fluid. J. Dairy Sci. 73:1784-1787. Tice, E.M., M.L. Eastridge and J.L. Firkins. 1994. Raw and roasted soybeans of different particle sizes. 1. Digestibility and utilization by lactating cows. J. Dairy Sci. 76:224-235. Tice, E.M., M.L. Eastridge and J.L. Firkins. 1994. Raw and roasted soybeans of different particle sizes. 2. Fatty acid utilization by lactating cows. J. Dairy Sci. 77:166180. Van Nevel, C. J., and D. I. Demeyer. 1995. Lipolysis and biohydrogenation of soybean oil in the rumen in vitro: Inhibition by antimicrobials. J. Dairy Sci. 78:27972806. Van Nevel, C. J., and D. I. Demeyer. 1996a. Effect of pH on biohydrogenation of polyunsaturated fatty acids and their Ca-salts by microorganisms in vitro. Archives of Animal Nutrition. 49:151-158. Van Nevel, C. J., and D. I. Demeyer. 1996b. Influence of pH on lipolysis and biohydrogenation of soybean oil by rumen contents in vitro. Reprod. Nutr. Dev. 36:53-63. Van Soest, P. J. 1982. Lipids. In: P. J. Van Soest (ed.) Nutritional Ecology of the Ruminant. pp 325-336. Cornell University Press, Ithaca, NY. Van Soest, P. J. 1982. Lipids. In: P. J. Van Soest (ed.) Nutritional Ecology of the Ruminant. pp 325-336. Cornell University Press, Ithaca, NY. Weisbjerg, M.R., T. Hvelplund and C.F. Børsting. 1992. Digestibility of fatty acids in the gastro-intestinal tract of dairy cows fed with tallow or saturated fats rich in stearic acid or palmitic acid. Acta. Agric. Scand., Sect. A. Animal. Sci. 42:115-120.
