18 out, 2017
por Daniel Geraldes
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Farinha de penas: Uma fonte proteica sustentável para cães e gatos?

Farinha de penas: Uma fonte proteica sustentável para cães e gatos?

Gabriel Faria Estivallet Pacheco*

* Zootecnista, Doutorando em nutrição de animais de companhia pelo Programa de Pós-graduação em Zootecnia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, RS, Brasil.

e-mail: gfepacheco@hotmail.com

 

Introdução

O sistema alimentar de animais de companhia consiste, entre outros fatores, na produção e no consumo de alimentos, incluindo as implicações na saúde dos animais. Durante muitos anos o uso de penas em alimentos para cães e gatos foi empregado apenas em dietas econômicas e de baixa qualidade, muitas vezes mal vistas por alguns profissionais e pelos proprietários. Entretanto, aspectos importantes como baixo peso molecular, percentual de proteína bruta e palatabilidade das farinhas de penas têm despertado o interesse de pesquisadores e de empresas por este ingrediente.

Atualmente, a farinha de penas já é incluída em diversos alimentos coadjuvantes ao redor do mundo com o intuito de fornecer uma fonte proteica com menor efeito alergênico. Contudo, o nível de inclusão nas formulações para cães e gatos ainda é limitado por sua baixa digestibilidade, aproximadamente 45 % (Butolo, 2010). Com o objetivo de melhorar o aproveitamento da proteína pelos animais, o processamento das penas em digestores é recomendado e tradicionalmente utilizado na indústria.

O uso de coprodutos do agronegócio em dietas para animais de companhia torna o sistema produtivo mais sustentável, pois dá destino e agrega valor aos produtos finais que não serão utilizados para o consumo humano. Neste sentido, a cadeia produtiva de frangos brasileira fornece grandes oportunidades para o emprego da farinha de penas em alimentos para animais de companhia uma vez que o Brasil é o segundo maior produtor de frango do mundo.

No primeiro semestre de 2016 foram abatidas no Brasil 2,97 bilhões de cabeças (IBGE, 2016). Assim, ao considerar um peso médio de abate de 2,251 kg/ave (AviSite, 2016) e um percentual de aproximadamente 7% do peso total do frango em penas (Moura et al., 1994; Holanda et al., 2009), é possível estimar que só no primeiro semestre de 2016 foram produzidas aproximadamente 468 mil toneladas de penas no Brasil.

Características nutricionais e processamento da farinha de penas

A farinha de penas hidrolisada é um coproduto resultante do processamento com temperatura e pressão dentro do digestor. Embora, teores elevados de proteína bruta (80 – 90 %) sejam relatados na literatura (Cavalari et al., 2006; Butolo, 2010), o valor nutricional das penas em estado natural é praticamente insignificante (Fialho, 2006). A proteína da farinha de penas é de baixa digestibilidade, em especial pela presença de queratina em sua estrutura, que pode representar até 90% da proteína bruta da farinha (Scapim et al., 2003).

As queratinas possuem elevados níveis de ligações intercadeias, consequência da alta quantidade de cisteína presente em sua estrutura, que facilitam a formação de pontes dissulfeto. Esta característica confere a farinha de penas, baixa solubilidade e alta resistência mecânica às enzimas digestivas de animais não ruminantes, tais como pepsina e tripsina (Grazziotin et al., 2006). Este efeito é parcialmente contornado através do processamento térmico das penas para desnaturação da queratina (Scapim et al., 2003; Bertsch & Coello 2005).

O processamento convencional utilizado pela indústria envolve a aplicação de altas temperaturas e pressão no digestor. Entretanto, a exposição das penas à estas condições por tempo prolongado, pode atuar negativamente sobre a disponibilidade dos aminoácidos mais sensíveis à temperatura, tornando-os indisponíveis a digestão e a absorção pelos animais. Alternativa para amenizar os efeitos do superaquecimento na qualidade das farinhas de penas tem sido a adição de enzimas exógenas no digestor associada a menor temperatura e pressão (Pacheco et al., 2016).

Na figura 1 pode ser observa a entrada das penas no digestor (1), a saída da farinha de penas do digestor (2) e duas amostras de farinhas de penas (3), farinha de penas convensional (A) e a farinha de penas processada com lipase e protease incluidas no digestr (B)

O sistema convencional de processamento das penas pode ser realizado de duas formas: em lotes (descontínuo) ou contínuo. A principal diferença entre os dois processos está relacionada a entrada e saída do material no digestor.

No sistema em lotes, as penas cruas entram úmidas no digestor (aproximadamente 45% de umidade) e são mantidas em cozimento por aproximadamente 1 hora a 160°C sob 3 – 4 bars de pressão. Após o período de cozimento, a temperatura é reduzida e o produto é levado para secagem até atingir entre 8 e 10% de umidade. O composto seco é submetido à moagem para melhorar a uniformidade física da farinha de penas.

No sistema contínuo, o processamento das penas é praticamente o mesmo empregado no sistema de lotes, entretanto, a entrada e saída de material no digestor é constante, necessitando maior temperatura e pressão (155 – 179°C e 5 – 6 bars, respectivamente).

O tratamento das penas com microrganismos queratinolíticos e o processamento com adição de enzimas, associado a menor temperatura e pressão no digestor, têm sido investigados como alternativas para produzir farinhas de penas de melhor qualidade para nutrição animal (Bertsch & Coello, 2005; Grazziotin et al., 2006; Pacheco et al., 2016).

O processamento de ingredientes com altas temperaturas pode impactar negativamente na digestibilidade dos aminoácidos. Este efeito foi observado em nove ingredientes de origem animal utilizados em alimentos para cães (farinha de carne e osso contendo 24 ou 34% de cinzas, farinha de coprodutos de frango contendo 7 ou 16% de cinzas, farinha de cordeiro contendo 15 ou 24% de cinzas, mistura de farinha de cordeiro com farinha de peru e duas farinhas de carne e ossos processadas com temperaturas altas ou baixas) (Johnson et al., 1998).

Além da temperatura do digestor, o processo de secagem também tem sido apontado como um dos principais responsáveis pelas modificações na digestibilidade de proteínas e aminoácidos da farinha de penas hidrolisada Rebafka & Kulshrestha (2009). Por este motivo, é importante que o processamento das farinhas de coprodutos de origem animal seja realizado em temperaturas amenas com o intuito de evitar perdas no valor nutricional dos ingredientes. Entretanto, devesse ressaltar que o processamento térmico deve garantir a segurança sanitária do ingrediente.

Em estudo com aves, Considine (2000) demonstrou que a hidrólise das penas com protease (12.700 HUT/g) e lipase (117 LU/g) incubadas no digestor aumentou significativamente a digestibilidade da proteína, a concentração de cisteína e de EM aparente da farinha de penas quando comparada a farinha submetida ao tratamento convencional.

Pacheco et al. (2016) por outro lado, não observou diferença significativa entre a digestibilidade da proteína das farinhas de penas processadas de forma convencional ou com a inclusão de enzimas no digestor incluídas em alimentos para cães adultos (Tabela 1). Apesar disso, houve um acréscimo de 600 kcal de energia digestível a partir das penas processadas com protease e lipase incluídas no digestor (Figura3).

 

Tabela 1. Condições de processamento das farinhas de penas hidrolisadas (FPH)

Processo FPH Convencional FPH Enzima
Temperatura inicial 110°C por 20 min. 32°C por 40 min.
Temperatura e pressão de hidrólise 160°C a 300 kPa por 40 min. 110°C a 200 kPa por 40 min.
Secagem 75 min. 75 min.

 

Figura 3. Os dados representam a comparação entre as inclinações de energia digestível da FPH sem enzima e da FPH com enzimas (P = 0,0439).

Os diferentes métodos de processamento das penas causam variações significativas no valor nutricional da farinha. O aquecimento com altas temperaturas juntamente com a pressão rompe as ligações dissulfeto da queratina, que conferem rigidez e resistência as penas, permitindo que as enzimas proteolíticas digestivas atuem sobre a proteína no trato gastrintestinal (TGI), melhorando a disponibilidade dos aminoácidos (Bielorai et al., 1982).

Apesar da temperatura melhorar a disponibilidade de alguns aminoácidos, a desnaturação da proteína pode acarretar na complexação ou destruição dos aminoácidos termossensíveis, principalmente cisteína (Scapim et al, 2003; Grazziotin et al., 2006; Rebafka & Kulshrestha, 2009) e na formação de aminoácidos não nutritivos como lisinoalanina e lantionina (Bertsch & Coello, 2005) que não são metabolizados pelos animais.

Para cães e gatos o uso de farinha de penas tem sido limitado principalmente pela baixa digestibilidade de seus nutrientes, reduzido valor biológico da proteína, especialmente devido à deficiência de aminoácidos essenciais como metionina, lisina, histidina e triptofano (Rebafka & Kulshrestha, 2009) e por questões comerciais, relacionadas à percepção negativa que alguns proprietários têm sobre a adição de coprodutos de origem animal em alimentos para animais de companhia (Kane & Phillis, 2003). Entretanto, em países desenvolvidos tem sido observada a inclusão de farinha de penas em diversos alimentos coadjuvantes com o intuito de fornecer uma fonte proteica com menor efeito alergênico devido, principalmente, ao baixo peso molecular observado neste ingrediente (Tabela 2) (Pacheco et al., 2016).

 

Tabela 2. Análise do peso molecular da proteína das farinhas de penas hidrolisadas

Item FPH FPH Ez
> 20.000 Da 0,30 0,30
20.000 – 10.000 Da 4,40 3,50
10.000 – 5.000 Da 14,7 11,90
5.000 – 1.000 Da 25,2 21,80
1.000 – 500 Da 5,0 4,50
< 500 Da 50,4 58,0

Adaptado de Pacheco et al. (2016)

 

Rebefka & Kulshrestha (2009) compararam o efeito da inclusão da farinha de penas comercial (GoldMehl®FM) em substituição parcial (50%) ou total da farinha de vísceras de aves (9 e 14% da formulação, respectivamente) em dietas para cães adultos. Os autores relataram que a adição da farinha de penas prejudicou a qualidade das fezes e resultou em baixos escores fecais, com teores elevados de umidade nas fezes dos cães que consumiram dietas com 14% de inclusão de farinha de penas. Estes resultados diferem dos observados por Pacheco et al. (2016), que não observaram efeito da inclusão de 7,5% e de 15% de farinhas de penas nos escores fecais de cães adultos.

Embora a adição de farinha de penas tenha afetado negativamente as características fecais no estudo de Rebefka & Kulshrestha (2009), foi observado que a dieta contendo a relação de 50:50 de farinha de penas e farinha de vísceras (9% da formulação) apresentou, ainda, escore fecal aceitável. Os níveis de 9 e 14% de farinha de penas em substituição a farinha de vísceras não apresentaram diferenças significativas na digestibilidade aparente da proteína da dieta, que ficou acima de 80%.

Cavalari et al. (2006) estudando ingredientes proteicos para cães, determinaram os CDA para EB, MS e PB da farinha de penas extrusada e encontraram valores de 79,8%; 76% e 82,3%, respectivamente. Estes resultados foram superiores aos relatados por Carciofi et al. (2008) para FPH que obtiveram 64,9% e 60,9% para MS e PB, respectivamente. A diferença nos dados encontrados para digestibilidade é provavelmente o reflexo da variação no processamento para produção da farinha de penas hidrolisadas e de possíveis misturas com outros coprodutos de aves, tais como sangue, patas e vísceras, os quais podem elevar o conteúdo de gordura da farinha (Bertsch & Coello, 2005).

Cães e gatos naturalmente consomem grandes quantidades de gordura e de proteína em suas dietas, portanto a fonte e a qualidade destes nutrientes são importantes para a formulação de alimentos para estas espécies. As proteínas constituem fonte de aminoácidos essenciais e não essenciais que são utilizados para síntese de proteínas no crescimento e restauração tecidual. As proteínas que contém todos os aminoácidos essências em quantidades e proporções ideais necessárias para os animais são consideradas como proteínas de alto valor biológico. As proteínas de baixa digestibilidade e com deficiências de aminoácidos essenciais são classificadas como de baixo valor biológico.

Apesar das farinhas de penas apresentarem baixo valor biológico, o elevado teor proteico deste ingrediente o torna atrativo para cães e gatos. Em estudo comparativo com três tipos de farinha de penas: crua, processadas pelo método convencional e tratadas com microrganismos queratinolíticos, Bertsch & Coello (2005) obtiveram melhora significativa no perfil aminoacídico, com o aumento de alguns aminoácidos essenciais da farinha de penas tratada com microrganismos em relação às demais (P<0,05), indicando que a queratina das penas pode ser utilizada como fonte de proteína barata.

Tiwary & Gupta (2012) estudaram três formas de processamento das penas: tratadas com queratinase, processadas termicamente e processadas com hidrólise ácida. Os autores observaram que a farinha de penas processada com a enzimas queratinases obteve as maiores concentrações de aminoácidos essenciais (histidina, fenilalanina, metionina e treonina), enquanto que o tratamento das penas com culturas queratinolíticas (Vibrio kr6) revelou maior conteúdo de glutamato, serina, arginina e leucina. Estas diferenças nas concentrações de aminoácidos são atribuídas, como comentado anteriormente, aos diferentes processos de degradação das penas.

 

Considerações finais

O aumento da disponibilidade de nutrientes a partir da farinha de penas pode permitir maiores inclusões deste ingrediente em formulações para diferentes espécies. Para isso, mais estudos são necessários para avaliar e determinar as melhores condições de processamento das penas para garantir um ingrediente sanitariamente seguro para os animais e para os profissionais que o manipulam, bem como, de melhor valor nutricional para os animais.

O balanço aminoacídico nas formulações que utilizam este ingrediente pode ser corrigido com aminoácidos sintéticos ou mesmo pela complementaridade com outros ingredientes, permitindo o uso desta fonte proteica em quantidades mais elevadas sem prejuízo ao balanço nitrogenado dos animais.

 

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PUBLICAÇÃO EXCLUSIVA REVISTA PET FOOD – ED. MAR/ABR 2017

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