Nome do Projeto
Zinco rúmen-protegido para a alimentação animal
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
25/01/2024 - 25/01/2026
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Agrárias
Resumo
Minerais são necessários para o funcionamento normal dos organismos e para a realização de todos os seus processos metabólicos. A deficiência ou o excesso desses nutrientes, particularmente na dieta de animais de produção, pode resultar em perdas econômicas e decréscimos nos índices zootécnicos. Os minerais são componentes inorgânicos, sendo assim, não são produzidos pelo organismo animal e devem ser ingeridos através dos alimentos. Na produção de bovinos, devido aos requerimentos de ingestão diária serem menores em comparação a outros nutrientes como proteínas e carboidratos, os minerais muitas vezes são erroneamente considerados menos importantes. O zinco é um micromineral essencial para bovinos, e a sua carência ocupa a terceira posição dentre as deficiências minerais em bovinos de corte criados a pasto. Quando suplementado na dieta, pode trazer diversos benefícios para os animais, melhorando a função da barreira intestinal, a saúde e o ganho de peso. Um dos fatores mais limitantes na nutrição mineral e vitamínica é a incapacidade dos compostos passarem pelo rúmen e chegarem em uma forma química que lhes facilite a absorção a nível intestinal. O zinco quando absorvido pela dieta, acaba tendo boa parte da sua ingestão retida no rúmen, uma vez que o zinco na sua forma iônica acaba sendo utilizado pelos microorganismos ruminais para seu funcionamento. Ainda, sua absorção pode ser afetada por uma alta concentração de cálcio, ácido fitico, cobre, cádmio e antimetabólicos do zinco que se complexam a ele no ambiente ruminal e o tornam indisponível para absorção no lúmen intestinal. Neste sentido, neste projeto a equipe pretende produzir micropartículas, microcápsulas ou microgrânulos de Zinco revestidos, que resistam à passagem pelo rúmen e se degradem liberando o mineral em local próximo ao intestino, aumentando sua biodisponibilidade para a absorção intestinal.

Objetivo Geral

O objetivo da presente proposta é o de desenvolver o processo de fabricação de suplementos nutricionais bovinos a base de Zinco, caracterizados por serem fabricados na forma de microcápsulas, micropartículas ou microgrânulos revestidos. Mais precisamente, o processo de produção industrial de um aditivo nutricional para a alimentação bovina, protegido da degradação ruminal e composto por Zinco, com liberação dirigida ao intestino.

Justificativa

O zinco é um micromineral essencial para bovinos, e a sua carência é uma das mais relevantes dentre as deficiências minerais em bovinos de corte criados a pasto. Ele está relacionado com diversas enzimas como a DNA e RNA polimerase, atuando indiretamente nos processos de proliferação celular e na síntese de proteínas. Seu requerimento na dieta de bovinos de corte é de 30 mg/kg de matéria seca (MS) consumida no dia (NRC, 2016). Quando essas necessidades de ingestão não são alcançadas, ocorrem casos de deficiência do mineral no organismo. Quando a deficiência se apresenta na forma clínica, isso é refletido em uma redução no crescimento, menor ingestão de matéria seca, menor eficiência alimentar, apatia, salivação excessiva e desenvolvimento testicular reduzido. Já a deficiência subclínica de zinco, pode reduzir o crescimento e o desempenho reprodutivo. Ainda, em animais gestantes a deficiência de zinco está associada a má formação dos fetos.

Metodologia

Visando testar uma matriz composta por diferentes polímeros, nós iremos comparar as características físicas de protótipos produzidos com ingredientes distintos e observar parâmetros de formação, estabilidade e do comportamento de degradação em fluido ruminal, abomasal e intestinal bovino. Após identificar os melhores ingredientes para o produto, as etapas de produção e de testes de validação em laboratório serão realizadas para a avaliar o nível de resistência dos protótipos mais promissores. O projeto abrange diferentes etapas, desde a produção do suplemento a base de Zinco através de diferentes tipos de metodologia, até a validação dos protótipos in vitro, utilizando um simulador ruminal. Ainda, serão realizados testes para verificar o tamanho e as propriedades físicas das partículas recobertas, como dureza, higroscopia e densidade e o seu comportamento em diferentes condições de temperatura, umidade e pH. O teste de validação dos protótipos in vitro servirá para avaliar o nível de proteção da camada supra-molecular das partículas ou do revestimento aplicado nos grânulos e será realizado em um equipamento que mimetiza as condições encontradas no ambiente intra-ruminal. Resumidamente, amostras de fluido ruminal serão coletadas em abatedouro e introduzidas no equipamento junto com uma solução tampão a fim de testar a interação do produto com os microrganismos presentes no rúmen e a resistência do produto ao longo de 48 horas. Amostras de líquido ruminal serão coletadas as 0, 2, 6, 12, 24 e 48h de incubação, sendo posteriormente submetidas a análises para a quantificação de Zinco. Após 48 horas no rúmen, as amostras prosseguirão para cubas contendo líquido simulador do ambiente abomasal e coletas de amostras serão realizadas as 0, 6, 12 e 24 horas para posterior quantificação dos níveis de amido. Após a conclusão do teste, os protótipos seguirão para o líquido intestinal simulado, sendo coletadas amostras nas horas 0, 1, 2 e 4. Após a conclusão dos testes in vitro em triplicadas e respectivas análises laboratoriais, espera-se obter uma curva de liberação do mineral ao longo das horas em ambiente gastrointestinal simulado, que indique se os protótipos são promissores a ponto de serem utilizados em projetos que visem avaliar seus efeitos em estudos utilizando animais.

Indicadores, Metas e Resultados

• Depositar pelo menos duas patentes no INPI e posteriormente publicar pelo menos 1 artigo em revista de circulação nacional ou internacional, classificadas como “A” no “Sistema de Classificação de Periódicos, Anais e Revistas” da CAPES;
• Divulgar os resultados em pelo menos 1 congresso da área em âmbito internacional, 1 nacional e 2 regionais;
• Realizar o intercâmbio entre pelo menos 2 grupos de pesquisa de instituições internacionais que
desenvolvam projetos nesta mesma linha ou afins, através de visitas técnicas e participação de estudantes
de pós-graduação;
• Atração de novos pesquisadores e alunos, inclusive de instituições internacionais para o desenvolvimento
de pesquisas em conjunto a UFPel.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
ANDRE RICARDO FAJARDO2
Andressa Baptista Nörnberg
ELIZA ROSSI KOMNINOU4
MARCIO NUNES CORREA4
MURYLLO BOTELHO MEDEIROS

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