Quais carboidratos encontramos nas células vegetais?

Os carboidratos presentes nos alimentos de origem vegetal podem ser classificados em dois grupos:

Estrutural & Não estrutural

Carboidratos não estruturais

São aqueles que não estão incluídos na matriz da parede celular e não são recuperados na fibra em detergente neutro (FDN). Por essa definição, os carboidratos não estruturais são compostos de açúcares, amidos, ácidos orgânicos e outros carboidratos de reserva, como os frutanos. Estes, por sua vez, podem ser classificados como:

• Solúvel em água: inclui monossacarídeos, dissacarídeos, oligossacarídeos e alguns polissacarídeos.
• Insolúvel em água: inclui grandes polissacarídeos.

Carboidratos não estruturais solúveis em água, como dissacarídeos (sacarose e lactose) e açúcares (glicose e frutose) são de rápida fermentação no rúmen e representam uma fração significativa de certos alimentos ( grãos de cereais com alto teor de açúcar, soro, beterraba  e melaço).

O conteúdo de açúcar de gramíneas e leguminosas frescas é variável e pode ultrapassar 10% da matéria seca (MS), mas o feno e a silagem apresentam concentrações mais baixas devido às perdas pela fermentação e respiração.

As gramíneas de clima temperado armazenam frutanos nas folhas e caules. O frutano aumenta com o clima frio e pode atingir até 30% da MS para o azevém perene de estação fria.

Os galactanos são os carboidratos de armazenamento das leguminosas e as gomas β-glucanas são encontradas na cevada, aveia, farelo de centeio e na parede celular das gramíneas.

As pectinas estão associadas à parede celular da planta, mas não estão covalentemente ligadas às porções lignificadas e são quase completamente digeridas (90-100%) no rúmen. As concentrações de pectina à base de MS são altas em polpas cítricas e de beterraba, em cascas de soja (veja mais em Casca de soja: um subproduto mais do que interessante) e forrageiras dicotiledôneas, mas são baixas em gramíneas ( Allen y Knowlton, 1995).

Amido

O amido é o principal carboidrato de armazenamento na maioria dos grãos de cereais. É composto por duas moléculas principais: amilose e amilopectina. A amilose é um polímero linear de unidades de D-glicose ligadas por ligações α1-4, enquanto a amilopectina é um polímero ramificado com cadeias lineares de D-glicose que tem um ponto de ramificação a cada 20 a 25 unidades de glicose (French, 1973).

• A maioria das forragens contém pouco amido, com exceção das silagens de sorgo (25 a 35%) e milho (25 a 35% MS). Esses valores variam dependendo da maturidade da planta e da proporção do grão na safra.
• Entre os grãos, o trigo é geralmente aquele com o maior teor de amido (66 a 82% da MS), seguido pelo milho e sorgo (65 a 80%) e depois pela cevada (entre 55 e 75%) e aveia (faixa de 45 a 69%).

A degradação ruminal do amido varia de 40% até mais de 90% dependendo do tipo de grão, do processamento, do tipo de dieta e de outros fatores como categoria e idade do animal.

PROCEDIMENTOS ANALÍTICOS

Fibra em detergente neutro

A precisão dos dados de composição da alimentação para fibra em detergente neutro e fibra em detergente ácido (FDA) é comprometida pela falta de métodos padronizados. A fração de detergente neutro inclui celulose, hemicelulose e lignina como componentes principais.

Existem três modificações principais no método FDN, cada uma das quais gera valores diferentes dependendo do alimento que está sendo analisado. O método FDN original (Van Soest e Wine, 1967, Goering e Van Soest, 1970) usava sulfito de sódio para remover proteínas contaminantes da fibra, clivando ligações dissulfeto e dissolvendo muitas proteínas reticuladas.

• O método original revelou não remover adequadamente o amido dos grãos de milho e da silagem. Portanto, uma modificação do FDN tratado com amilase (FDNa) foi desenvolvida para medir o FDN em todos os tipos de alimentos. Este método usa amilase estável ao calor e sulfito de sódio para obter FDN com contaminação mínima de amido ou proteína.
• O uso de sulfito de sódio é fundamental para a remoção do nitrogênio dos alimentos (Hintz et al., 1996). Também melhora a filtração de resíduos de fibras durante o procedimento e permite que o método seja usado em todos os tipos de alimentos e misturas, incluindo rações aquecidas e suplementos proteicos.
• Quando o FDN é medido sem o uso de sulfito de sódio, deve ser corrigido para contaminação proteica.

Nitrogênio insolúvel em detergente neutro

O nitrogênio associado à FDN vem principalmente da proteína da parede celular mais outros compostos nitrogenados e inclui o nitrogênio indigestível encontrado no resíduo de detergente ácido. Uma das principais proteínas associadas à parede celular é a extensina, que se liga covalentemente aos carboidratos hemicelulósicos (Fry, 1988).

O nitrogênio insolúvel em solução de detergente neutro (NIDN), mas solúvel em detergente ácido, é digerível e consiste em uma proteína que se degrada lentamente (Licitra et al., 1996).

• Krishnamoorthy et al. (1982) mostraram que mais de 30% do nitrogênio total em forragens e grãos fermentados era NIDN (nenhum sulfito foi usado).
• Para certos alimentos concentrados, como grãos de destilaria, a contaminação com proteína bruta pode inflar muito os valores de FDN.

Fibra em detergente ácido

A fração da FDA de ração animal inclui celulose e lignina como componentes primários. O resíduo também contém quantidades variáveis ​​de cinzas e compostos nitrogenados.

Nitrogênio insolúvel em detergente ácido

A concentração de nitrogênio insolúvel em detergente ácido (NIDA) é usada para determinar a disponibilidade de proteínas alimentares. Os taninos, se presentes, podem aumentar o conteúdo de proteína insolúvel associada à parede celular da planta. O nitrogênio nessas frações tem baixa disponibilidade biológica e tende a ser encontrado no FDA (Van Soest e Mason, 1991).

Além disso, a secagem por calor de forragens em temperaturas acima de 60°C resulta em aumentos significativos no teor de lignina e fibra. Esse aumento pode ser explicado em grande parte pela reação de Maillard.

• O NIDA pode ser um teste sensível para determinar essa reação devido ao superaquecimento de certos alimentos (Van Soest e Mason, 1991).

A concentração de NIDA em forragens tem forte correlação negativa com a digestibilidade aparente de proteínas (Thomas et al., 1982). Nakamura et al. (1994), entretanto, demonstrou uma correlação fraca entre as concentrações de NIDA e a digestibilidade do nitrogênio em oito diferentes fontes de fibra não forrageiras. Seus resultados indicaram que os valores de NIDA nessas fontes de proteína previram mais danos às proteínas do que os medidos pela digestibilidade do nitrogênio in vivo.

• A composição química do NIDA (Weiss et al., 1986) e a relação entre as concentrações de NIDA e a digestibilidade são diferentes entre concentrados e forragens, portanto, o uso de uma única equação para relacionar o NIDA com a digestibilidade do nitrogênio para todos os alimentos não é correto.

Lignina

A lignina é um composto não carboidrato de alto peso molecular que constitui uma classe diversa de compostos fenólicos. A lignina não pode ser degradada pelas próprias enzimas dos animais ou por microrganismos encontrados em seu trato digestivo.