Ruminantes, plantas e efeito estufa

O metano (CH4) é um dos gases que causam efeito estufa na atmosfera terrestre, e é produzido pela fermentação entérica anaeróbica de alimentos de vários animais, principalmente os ruminantes (dentre os quais o gado bovino, as cabras, e ovelhas e cavalos). O problema é que o gás metano apresenta um “efeito estufa potencial” 21 vezes maior do que o dióxido de carbono (CO2). Além disso, estima-se que a população mundial de ruminantes é responsável pela produção de 15% de todo o gás metano da atmosfera. Finalmente, o metano produzido pelos ruminantes representa cerca de 2 a 15% de perda de energética dos alimentos destes animais.O metano produzido por ruminantes é reconhecidamente um problema ambiental.

Consequentemente, o investimento em pesquisa para se minimizar a produção de metano por ruminantes têm sido significativo. Foram desenvolvidos vários aditivos químicos para serem incorporados ao alimento do gado para se diminuir a produção de metano. Porém, vários destes aditivos apresentam certo grau de toxicidade, e atuam apenas de maneira parcial; muitos não são completamente degradados no trato digestivo destes animais, e podem gerar resíduos químicos indesejáveis; finalmente, alguns destes aditivos são antibióticos para reduzir a flora de bactérias que produzem metano (bactérias metanogênicas), e estas bactérias podem adquirir resistência a estes antibióticos. Ou seja, tais aditivos químicos estão longe de ser a solução ideal para a redução da emissão de gases metano por ruminantes.

Uma alternativa é o uso de plantas que apresentam substâncias químicas que inibem bactérias metanogênicas, ou ainda a produção de metano por estas bactérias. Estas plantas apresentam substâncias químicas conhecidas como produtos do metabolismo secundário (produtos naturais), que interagem com os micro-organismos da flora dos ruminantes e podem contribuir significativamente para a redução da produção de metano.


Saponinas
Saponinas são derivados de triterpenos glicosilados. Triterpenos são substâncias com 30 átomos de carbono, ou menos (porque alguns átomos de carbono são eliminados nos caminhos bioquímicos que levam à formação dos “triterpenos degradados”). Por exemplo, os esteróis e esteróides se originam de uma cadeia de 30 átomos de carbono, a qual pode ser diminuída a até 25, dependendo de como estas substâncias são formadas. As saponinas são triterpenos ou esteróis modificados, ligados a uma ou mais de uma molécula de açúcares (existem 8 açúcares naturais com seis átomos de carbono, as hexoses). O nome “saponina” se origina do fato que muitas destas substâncias atuam como detergentes, até mesmo produzindo espuma em meio aquoso. As saponinas têm ampla distribuição no reino vegetal.

Observou-se que grandes concentrações de saponinas causam efeito direto sobre as bactérias metanogênicas, fazendo com que estas diminuam a produção de metano. Algumas saponinas diminuem a atividade de genes reguladores da produção de metano, ou a taxa de produção de metano em células metanogênicas. Alguns protozoários presentes no trato digestivo de ruminantes também podem produzir metano, e algumas saponinas apresentam ação anti-parasítica contra estes protozoários, ligando-se às suas membranas celulares.

A sarsaponina, presente no amido da batata, é a saponina mais efetiva como redutora da metanogênese.

O mais interessante é que a presença de saponinas em plantas adicionadas ao alimento dos ruminantes não diminui a palatabilidade dos alimentos, ou a sua assimilação. Ou seja, a utilização de plantas com saponinas não diminui a qualidade nutricional dos alimentos oferecidos para ruminantes. Na verdade, em alguns casos a presença de saponinas nos alimentos dos ruminantes parece estimular o apetite destes animais. A eventual perda de “digestibilidade” devido à presença de saponinas é que estas podem apresentar atividade anti-bacteriana ou anti-fúngica contra micro-organismos celulolíticos presentes no trato digestivo dos ruminantes. Estes micro-organismos têm enzimas que degradam a celulose presente nos vegetais dos quais os animais se alimentam. Este é o único impedimento observado no caso de se utilizar plantas com saponinas como aditivo aos alimentos de ruminantes.

Taninos
Taninos são polímeros polifenólicos hidrossolúveis (solúveis em água), alguns de alto peso molecular, que podem se agregar com proteínas. Os taninos estão presentes em muitas plantas utilizadas na alimentação de ruminantes, como gramíneas, legumes, frutas, cereais e grãos.

Não se tem informações precisas sobre os efeitos de taninos sobre bactérias metanogênicas. A ação anti-metanogênica dos taninos pode estar relacionada à inativação de proteínas funcionais (enzimas). Além disso, a ação dos taninos depende do tipo de tanino presente na planta incluída na dieta dos ruminantes, bem como da quantidade em que estão presentes nestas plantas. Provavelmente sua ação também inclui a inibição do crescimento de bactérias metanogênicas, bem como uma possível ação bactericida.

Vários tipos de plantas utilizadas na alimentação de ruminantes apresentam taninos que promovem a diminuição da produção de metano pelas bactérias metanogênicas. Também alguns frutos utilizados para o mesmo fim podem reduzir a produção de metano. O problema é que várias bactérias desenvolvem a capacidade de metabolizar taninos, e estes perdem sua eficácia após algum tempo de uso na ração de ruminantes. Bactérias metanogênicas outras do que aquelas encontradas nos animais mostraram ser suscetíveis a taninos até por 2 meses, no máximo.

Outro problema associado à inclusão de plantas com taninos na dieta de ruminantes é que os taninos afetam a palatabilidade do alimento, bem como da digestibilidade do alimento. Taninos podem ser incluídos em até no máximo 5% do total dos aditivos adicionados à dieta dos animais. A ação antibiótica dos taninos pode comprometer a flora digestiva dos ruminantes, prejudicando sua capacidade de digestão. Logo, o uso de taninos para reduzir a metanogênese apresenta eficácia limitada.


Óleos essenciais
Os óleos essenciais vegetais constituem a parte volátil da composição das plantas. São substâncias químicas de baixo peso molecular, frequentemente utilizadas como aromatizantes e flavorizantes (para melhorar o aroma e o sabor de alimentos). Os dois principais grupos de constituintes dos óleos essenciais são os terpenos e os derivados fenilpropanoídicos. Dentre os primeiros se incluem os monoterpenos (com 10 átomos de carbono) e os sesquiterpenos (com 15 átomos de carbono). Já os derivados fenilpropanoídicos são formados por 9 átomos de carbono.

Os terpenos são extremamente diversificados, e estão presentes em todas as plantas. Já os derivados fenilpropanoídicos são menos abundantes e menos diversificados do que os terpenos, mas algumas plantas (como o cravo e a canela) apresentam derivados fenilpropanoídicos em grandes quantidades. Os óleos essenciais podem ser obtidos de diferentes partes das plantas – flores, pétalas, folhas, frutos, raízes e casca de árvores.

Observou-se que os óleos essenciais aumentam a diversidade de algumas bactérias metanogênicas (bactérias do tipo Archea). Porém, no caso das bactérias metanogênicas comuns, o efeito dos óleos essenciais é de diminuir a produção de metano. Um dos primeiros estudos realizados com óleos essenciais para a diminui

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Discussão - 5 comentários

  1. Alex disse:

    Outra informção importante que varias pessoas equivocam, é dizer que a bactéria ganha resistencia.
    Seria o mesmo que falar que uma pessoa levou um tiro na perna, depois levou um no braço e mais outros por todo o corpo e não morreu.
    Portanto, concluo que ele é a prova de balas
    Na realidade o que acontece é que que a flora intestinal tanto do gado como do homem é composta por várias bactérias e utilizando algum aditivo pode ocorrer um desequilibrio, gerando assim um ambiente propicio para outro tipo de bactéria
    Atualmente estão tentando desenvolver a criação de hidrogênio por bactérias.
    Muita gente pensa que seria desenvolver uma bactéria para produzir hidrogênio mas na realidade seria adequar um ambiente propicio para o desenvolvimento dessas bactérias , assim como o metano é criado no gado.
    Eu estava procurando algum assunto sobre as bactérias que produzem metano algum aditivo fisico ou quimico para aplicar em biodigestores e aumentar a produção do bio gas e tb diminuir as bactérias sulfatoredutoras devido ao gas sulfidrico que é corrosivo para equipamentos (geradores).
    Caso alguem ache algo me fale.

  2. Roberto disse:

    Você pode imaginar que eu coloquei este post só de sacanagem. Afinal, que assunto! Mas, como saiu publicado em uma revista científica conceituada, decidi divulgar. Pena que não é possível inserir um link para demonstrar o odor dos compostos sulforados. Estes têm o odor do DEMO!

  3. Joey Salgado disse:

    Roberto, jamais pensei que houvesse tanto interesse em “degasear” ruminantes. Estou embasbacado!
    Abraço!

  4. Roberto disse:

    Caro Mario,
    Ops, obrigado pela correção.
    Roberto

  5. Mario Lira Junior disse:

    A título de informação, os cavalos não são ruminantes, ao contrário de sua primeira frase. Eles realmente se alimentam à base de capim, e quem ficou atrás de um em uma carroça sabe muito bem que produzem metano, mas não são ruminantes.

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