BRPI0112882B1 - Process for providing amino acids or chemical derivatives in the liquid form for ruminating animals - Google Patents
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Abstract
"método e sistema para fornecer aminoácidos ou derivados químicos na forma líquida para animais de criação ruminantes". descreve-se um método e sistema para fornecer aminoácidos ou derivados químicos na forma líquida a animais de criação ruminantes. o método inclui fornecer um líquido, fornecer pelo menos um aminoácido, produzir uma mistura líquida misturando o líquido com o aminoácido, e administrar a mistura líquida a animais de criação ruminantes de uma maneira controlada. o sistema da presente invenção pode incluir uma linha de fornecimento de fluido (2), uma válvula unidirecional (1) conectada à linha (2), um dispositivo de medição (3) conectado à linha (2) a jusante da válvula unidirecional (1), uma bomba (5) para injetar aminoácidos dentro do sistema de fluido, e recipientes (9, 9') para reter os aminoácidos que são puxados para cima por dispositivos apropriados (11, 11') e introduzidos dentro do fluxo do líquido na direção dos cochos de beber (7).
Description
"PROCESSO PARA FORNECER AMINOÁCIDOS Oü DERIVADOS QUÍMICOS NA FORMA LÍQUIDA PARA ANIMAIS DE CRIAÇÃO RUMINANTES" ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO
Esta invenção refere-se a um procedimento e um sistema para fornecer aminoácidos ou derivados químicos na forma líquida para animais de criação ruminantes.
TÉCNICAS AFINS Já há alguns anos, os aminoácidos, os componentes básicos de proteínas, têm representado o meio mais econômico e eficiente para adaptar a composição protéica das dietas de animais criados com propósitos produtivos às necessidades crescentes ditadas pelo aperfeiçoamento genético e pelas demandas qualitativas do mercado para produtos de origem animal.
Conseqüentemente, os aminoácidos, particularmente a lisina, metionina, treonina e triptofano, são comumente adicionados à forragem, em quantidades variáveis, de acordo com a composição de aminoácidos da ração básica e dos objetivos nutricionais requeridos.
Os aminoácidos de origem industrial advêm de síntese química ou processos de fermentação, e estão disponíveis para a indústria de rações animais, seja na forma em pó ou líquida, formulados quimicamente como aminoácidos similares aos naturais, ou como vários derivados químicos, que são então metabolizados pelo animal em aminoácidos biologicamente ativos.
As espécies ruminantes (especialmente os bovinos, e em menor grau os ovinos, caprinos e búfalos) não conseguem, entretanto, beneficiar-se dessas adições à sua dieta, as quais eles precisam de um ponto de vista nutricional, porque o rúmen, atuando como um fermentador biológico, transforma os aminoácidos adicionados à forragem, usando-os como componentes no material de cultura para populações bac-terianas e protozoárias que são seus habitantes naturais.
Para resolver o problema da degradação ruminal dos aminoácidos adicionados à forragem, a indústria propôs várias formas de "proteção ruminal" dos aminoácidos, que são capazes de torná-los não atacáveis pela flora bacteriana do rúmen, mas ao mesmo tempo, biodisponíveis (isto é, absorví-veis pelo animal) na parte do sistema digestório responsável por absorver nutrientes (o intestino). Estas tecnologias vão desde simplesmente cobrir os aminoácidos com filmes lipídi-cos com alto ponto de fusão até técnicas sofisticadas do tipo farmacêutico, que estipulam incluir aminoácidos em micro-pelotas cobertas com polímeros sensíveis a pH ou celulose resistente ao rúmen, bem como outros meios. Genericamente, qualquer uma das técnicas é relativamente econômica, porém elas não são muito eficientes, tais como os filmes lipídicos que proporcionam aproximadamente 10-40% de proteção contra o rúmen, ou são razoavelmente eficientes, mas custosas em proporção ao valor do produto protegido, tais como as micrope-lotas que proporcionam aproximadamente 60-90% de proteção contra o rúmen mas o custo da tecnologia é freqüentemente maior do que o valor do aminoácido.
SUMARIO DA INVENÇÃO O propósito desta invenção é resolver o problema da relação custo/benefício no tratamento da dieta de animais de criação ruminantes com doses apropriadas de aminoácidos, usando um método específico de administração que permite um certo grau de desvio ruminal a ser atingido, usando a forma mais econômica de aminoácidos disponível no mercado, isto é, a forma líquida, sem submetê-la a qualquer reelaboração sub-seqüente, mais ao invés disto, fornecê-la diretamente diretamente aos animais.
Assim sendo, partindo de uma matéria-prima cujo custo não é alto, doses mais consistentes podem ser usadas, tomando partido da parte desviada como um suplemento nutricional, sendo a parte remanescente metabolizada pelas bactérias do rúmen, para reforçar sua vitalidade.
Além disso, usando estes suplementos nutricionais diretamente nas estruturas de alojamento, sua dosagem pode ser adaptada pelo produtor muito rapidamente, em termos da composição da porção básica. 0 exposto acima e outros propósitos e vantagens da invenção, que ficarão evidentes acompanhando a descrição, são aplicados a um procedimento e um sistema, tais como a-queles descritos. As modalidades preferidas e as variações importantes desta invenção também são apresentadas.
BREVE DESCRIÇÃO DO DESENHO
As características e vantagens precedentes, além de outras, da presente invenção, ficarão evidentes a partir da descrição mais específica que se segue, de uma modalidade da invenção, como ilustrada no desenho que a acompanha, no qual: A Figura 1 é um diagrama de blocos esquemático do sistema da presente invenção para fornecer aminoácidos na forma líquida a animais de criação ruminantes.
DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS
Uma modalidade preferida da presente invenção será agora descrita. Embora configurações e arranjos específicos sejam discutidos, deve-se entender que isso é feito com propósitos meramente ilustrativos. Os versados nessas técnicas devem avaliar que outras configurações e arranjos podem ser usados, sem fugir do espírito e do âmbito da invenção. Deve ficar evidente para os versados nessas técnicas que esta invenção pode ser empregada também em uma série de outros dispositivos e aplicações.
Um aspecto desta invenção é um sistema para administrar aminoácidos em uma mistura líquida a animais de criação ruminantes. A administração é através de um líquido, como a água bebida pelos animais, substitutos de leite, ou ração líquida, depois que o aminoácido é diluído no líquido. A diluição ocorre imediatamente, pois trata-se de produtos hidrossolúveis, e a porcentagem relativamente baixa de inclusão na água de beber ou outro líquido, necessária para obter dosagens úteis, impede problemas potenciais de incompatibilidade química entre os vários aminoácidos, e não afeta a palatabilidade do líquido em si. A porcentagem de inclusão do aminoácido no líquido pode ser entre cerca de 0,01% e cerca de 10,0%. Em uma modalidade mais preferida, a porcentagem de inclusão do aminoácido no líquido pode ser entre cerca de 0,05% e cerca de 0,5%. Em uma modalidade a-inda mais preferida, a porcentagem de inclusão do aminoácido no líquido pode ser entre cerca de 0,1% e cerca de 0,3%. Para diluir os aminoácidos líquidos, um sistema relativamente simples é necessário, uma forma preferida e não limitativa do qual está ilustrada na Figura 1.
Os aminoácidos típicos incluem alanina, beta-alanina, arginina, aspargina, ácido aspártico, carnitina, citrulina, cisteína, cistina, ácido gama-aminobutírico, ácido glutâmico, glutationa, glicina, histidina, hidróxi-prolina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, ornitina, fenilalanina, prolina, serina, taurina, treonina, triptofa-no, tirosina e valina. Em uma modalidade preferida, o aminoácido fornecido pode ser lisina, metionina, treonina ou tritofano. Em uma modalidade mais preferida, o aminoácido a ser fornecido é lisina ou metionina em suas formas líquidas. A Figura 1 é um diagrama de blocos esquemático de uma modalidade preferida da presente invenção. O sistema da Figura 1 inclui uma linha de suprimento de fluido 2, usada na criação dos animais, e pelo menos uma válvula unidirecio-nal 1 conectada à linha 2. A válvula 1 impede o retorno dos aminoácidos do sistema de distribuição de fluido. Como ilustrado na Figura 1, o sistema inclui ainda um dispositivo de medição 3, tal como um fluxômetro ou contador de litros, conectado à linha 2 a jusante da válvula unidirecional 1. Os sistema inclui também pelo menos uma bomba 5 para injetar os aminoácidos no sistema de fluido, e é equipada com um gradiente para regular o fluxo projetado para os animais de cria- ção, ativado pelo dispositivo de medição 3. Cada vez que o líquido do sistema atravessa, depois que ele é ativado pelo fato de os animais usarem um ou mais cochos de beber 7, ela injeta uma quantidade conhecida e prevista de cada aminoáci-do na tubulação de líquido. Os aminoácidos estão contidos em recipientes, tais como as tinas (9, 9'), e são puxados para cima por dispositivos apropriados (11, 11') e introduzidos no fluxo do líquido na direção dos cochos de beber 7.
Os ruminantes, especialmente na espécie bovina, têm um reflexo fisolôgico automático definido como um "tubo esofágico" que, quando ele percebe líquidos tais como água de beber, substitutos de leite ou ração líquida passando a-través do esôfago, fecha, com um reflexo muscular, o acesso dos líquidos em si para o primeiro estômago (rúmen). Isso é realizado fechando um canal muscular específico que envia a água diretamente para o abomaso (quarto estômago), para todos os propósitos, similarmente ao estômago monogástrico.
Este reflexo tem uma eficiência quase total em a-nimais jovens porque ele é proporcionado por natureza como uma proteção contra o leite mamado cair dentro do rúmen, onde ele criaria fermentações anômalas perigosas para a vida do animal jovem. Parte deste reflexo persiste na vida adulta dos ruminantes, muito embora com uma eficiência muito menor.
Um estudo específico (Woodford, S.T., Murphy, M.R., Davis, C.L., Holmes, K.R., "Ruminal Bypass of Drinking Water in Lactating Cows", J. Diary Science, outubro de 1984, 67(10):2471-2474) demonstrou que até 18% dos líquidos ingeridos são capazes de desviar-se do rúmen nas horas imediata- mente posteriores à alimentação. Baseado neste princípio, a presente invenção estipula usar líquidos como um meio de prover aos animais de criação ruminantes uma quantidade considerável de aminoácidos, sejam eles similares aos naturais ou derivados químicos, em uma forma líquida, e portanto, especialmente econômica.
Além disso, o tempo de persistência ruminal de fluidos é muito mais curto (tipicamente, menos do que cerca de 10 h) em relação ao tempo de persistência de frações sólidas (tipicamente, cerca de 15-20 h) . Portanto, mesmo a parte dos aminoácidos fornecidos em um líquido que não desvia do rúmen através do reflexo do tubo esofágico tem um tempo de contato mais curto com a flora bacteriana e proto-zoária do rúmen, introduzindo um fator de controle do tempo nas mudanças resultantes de ser submetido a modificações do tipo fermentativo.
Um método para fornecer produtos líquidos a animais de criação ruminantes é simples e eficiente. O método envolve primeiro calcular o consumo diário de líquido pelos animais. Este cálculo pode ser realizado por meio de fórmulas nutricionais conhecidas (Murphy, M.R., et al. , "Factors Affecting Water Consumption by Holstein Cows in Early Lacta-tion", J. Dairy Science 66:35 (1983)) ou, quando presentes, verificando os dados oferecidos por um dispositivo de medição, tal como um contador de litros encontrado no equipamento. Em uma modalidade preferida, a água de beber pode ser fornecida em uma quantidade entre cerca de 30 li-tros/dia/cabeça e cerca de 150 litros/dia/cabeça. Em uma modalidade mais preferida, a água de beber pode ser fornecida em uma quantidade entre cerca de 50 litros/dia/cabeça e cerca de 80 litros/dia/cabeça. Em uma modalidade ainda mais preferida, a água de beber pode ser fornecida em uma quantidade entre cerca de 70 litros/dia/cabeça e cerca de 80 li-tros/dia/cabeça.
Depois, a quantidade de aminoácidos cuja administração aos animais é desejada é calculada baseado nos dados de biodisponibilidade. Em uma modalidade preferida, a quantidade de aminoácido a ser fornecida a cada animal pode ser entre cerca de 10 gramas e cerca de 500 gramas. Em uma modalidade mais preferida, a quantidade de aminoácido a ser fornecida a cada animal pode ser entre cerca de 30 gramas e cerca de 300 gramas. Em uma modalidade ainda mais preferida, a quantidade de aminoácido a ser fornecida a cada animal pode ser entre cerca de 35 gramas e cerca de 200 gramas. A seguir, a porcentagem de inclusão de cada aminoácido por litro de líquido é calculada, baseado na concentração de aminoácido encontrada no produto comercial cujo uso é pretendido. Em uma modalidade preferida, a porcentagem de inclusão de cada aminoácido por litro de líquido é entre cerca de 0,01% e cerca de 10,0%. Em uma modalidade mais preferida, a porcentagem de inclusão do aminoácido no líquido pode ser entre cerca de 0,05% e cerca de 0,5%. Em uma modalidade ainda mais preferida, a porcentagem de inclusão do aminoácido no líquido pode ser entre cerca de 0,1% e cerca de 0,3%.
Finalmente, o método inclui titular o sistema por meio de gradientes instalados em cada bomba individual. Um exemplo deste método é fornecido no Exemplo 2.
Suplementando a dieta de ruminantes, especialmente bovinos, com altos níveis de aminoácidos, particularmente lisina e metionina, permite que resultados produtivos específicos sejam obtidos. Por exemplo, a suplementação em gado leiteiro ou vacas com bezerros aumenta os litros de leite produzidos por dia e o teor de proteínas no leite produzido. Isto aumenta também a saúde geral dos animais como resultado de uma alimentação balanceada, produzindo uma redução em ce-tose, redução de células somáticas, proporcionando melhor estado imunológico, e desempenhos reprodutivos mais eficientes. Suplementando a dieta de búfalos, ovelhas e/ou cabras com altos níveis de aminoácidos produz as mesmas vantagens que as assinaladas acima para bovinos. A suplementação de gado de abate aumenta a produção quantitativamente, medida por gramas de aumento de peso por dia, e pela melhora da qualidade da carcaça através da porcentagem de cortes magros totais e do desenvolvimento corporal das partes comercialmente valiosas. Isto melhora também a condição de saúde do gado de corte como resultado de uma alimentação mais bem balanceada, resultando em uma melhor resposta de saúde na fase e menor incidência de doença durante o ciclo de criação.
Embora a invenção tenha sido particularmente ilustrada e descrita fazendo referência a suas modalidades preferidas, os versados nessas técnicas devem entender que elas foram apresentadas apenas a título ilustrativo, e não uma limitação, e várias mudanças na forma e detalhes podem ser feitas nelas sem fugir do espírito e do âmbito da invenção. Assim sendo, a amplitude e o âmbito da presente invenção não devem ser limitados por qualquer uma das modalidades exem-plificativas supradescritas, mas devem ser definidos somente de acordo com as reivindicações que se seguem e seus equivalentes. Adicionalmente, todas as referências aqui citadas, inclusive artigos ou resumos de periódicos, pedidos de patente publicados ou seus correspondentes norte-americanos ou estrangeiros, patentes norte-americanas ou estrangeiras expedidas, ou quaisquer outras referências, são cada uma aqui inteiramente incorporadas como referência, inclusive todos os dados, tabelas, figuras, e textos apresentados nas referências citadas. A descrição precedente das modalidades específicas revelarão assim completamente a natureza genérica da invenção, de tal modo que terceiros possam, aplicando conhecimentos adquiridos nessas técnicas (inclusive os teores das referências aqui citadas), modificar e/ou adaptar para várias aplicações essas modalidades específicas, sem experimentação demasiada, e sem fugir do conceito genérico da presente invenção. Portanto, pretende-se que estas adaptações e modificações estejam dentro do significado e alcance de equivalentes das modalidades descritas, baseado no ensinamento e orientação aqui apresentadas. Deve-se entender que a fraseologia ou terminologia aqui utilizada é com o propósito descrição e não de limitação, de tal modo que a terminologia ou fraseologia do presente relatório descritivo deve ser interpretada pelos versados nessas técnicas à luz dos ensinamentos e orientação aqui apresentadas, em combinação com os conhecimentos dos versados nessas técnicas.
Exemplo 1 O estudo que se segue, realizado usando lisina líquida fornecida em uma dose de aminoácido de 60 gramas em uma porção líquida a dois bovinos, deu as seguintes curvas de resposta no nível plasmático de lisina, que é um índice da sua absorção pelos animais, e ilustra que o reflexo muscular esofágico é ativo: Exemplo 2 0 exemplo que se segue é o de um cálculo para fornecer a quantidade adequada de produtos líquidos a animais de criação ruminantes. Este cálculo pode ser facilmente executado com um simples suporte computadorizado especial, que pode se fornecido como um complemento ao sistema da invenção. - Biodisponibilidade média de aminoácidos: 20% - Consumo médio de água dos bovinos: 62,5 1/cabeça/dia - Necessidades nutricionais de lisina: 20 g/cabeça/dia - Necessidades nutricionais de metionina: 7 g/cabeça/dia - Lisina líquida comercial: titulação de 50% de aminoácido - Metionina líquida comercial: titulação de 88% de hidróxi-aminoácido análogo Exemplo 3 Neste exemplo, 24 vacas leiteiras Holstein (8 pri-míparas e 16 multíparas) foram usadas (Tabela 1). Os animais foram distribuídos em quatro grupos de tratamento (6 animais em cada grupo) em um desenho de quadrado latino, e tratados de acordo com a Tabela 2.
Cada período do quadrado latino teve um período de ajuste de 7 dias (dieta básica) e um período de tratamento de 14 dias (dieta básica mais suplementação de aminoácidos para os tratamentos T2, T3 e T4) . Os aminoácidos líquidos foram dosados dentro da água de beber (tratamento T3), usan- do bombas volumétricas individuais, para evitar misturar produtos não diluídos. As Tabelas 3-7 relatam a dieta básica e a composição da ração.
Amostras de sangue e leite foram coletadas durante os períodos de ajuste e de experimentação, de acordo com a Tabela 8. As amostras de sangue foram coletadas antes da refeição da manhã, e depois centrifugadas, e o plasma foi coletado para determinação de lisina e metionina. As amostras de leite foram coletadas em duas ordenhas consecutivas de todas as vacas, usando um lactômetro, refrigeradas a 4 °C e analisadas quanto ao teor de gordura, proteína e lactose. Os dados foram analisados pelo procedimento de Modelo Linear Generalizado ("GLM"), usando os valores do primeiro período de ajuste como uma co-variante. A Tabela 9 relata o consumo médio de água dos animais que estão sendo suplementados com aminoácidos líquidos dentro da água de beber por semana.
Os seguintes produtos foram usados: - SMARTAMINE™: aminoácido protegido do rúmen com um copolí-mero dependente de pH (vinil-2-piridino-estireno) (disponível na Rhone Poulenc Animal Nutrition, Atlanta, Geórgia, E.U.A.) 39% de Lisina + 15% de Metionina, Biodisponibilidade: 90% Proteção: 90% dentro de solução em água, pH 6, 24 horas. - RHODIMET™ AT 88 (Rhone Poulenc): análogo hidroxílico de metionina líquida ácido DL-2-hidróxi-4-metil-tiobutanóico [CH3-S-CH2-CH2-CH(OH) -cooh] Análogo hidroxílico de metionina: 88% pH: 1 - Lisina Líquida ADM (ADM Bioproducts, Alemanha) Lisina: 50% pH: 9,5 - 10,5 TABELA 1 Animal Usado no Experimento com Vacas Holstein Lactantes TABELA 2 Tratamentos TABELA 3 Composição da Dieta (Conforme Dada) TABELA 4 Composição Química da Proporção Total Misturada (% na base de matéria seca) TABELA 5 Composição Química das Rações TABELA 6 Composição do Concentrado de Ração TABELA 7 Composição Química do Concentrado TABELA 8 Dias de Coleta de Amostras de Sangue e Leite TABELA 9 Consumo de Água (litros/dia) TABELA 10 Concentração Plasmática de Lisina (mg/100 ml) nos dias 0, 3 e 14 TABELA 11 Concentração Plasmática de Metionina (mg/100 ml) nos dias 0, 3 e 14 TABELA 12 Dados de Produção, Primeira Semana do Ensaio Experimental com Quadrado Latino TABELA 13 Dados de Produção, Segunda Semana do Ensaio Experimental com Quadrado Latino REIVINDICAÇÕES
Claims (10)
1. Processo para fornecer aminoácidos ou seus derivados químicos na forma líquida a animais de criação ruminantes CARACTERIZADO por compreender: fornecer um líquido em uma linha de suprimento; medir um fluxo de líquido na linha de suprimento; fornecer pelo menos um aminoácido na forma líquida; produzir uma mistura líquida misturando o líquido com pelo menos um aminoácido injetando uma quantidade conhecida e antecipada da forma liquida de pelo menos um aminoácido no fluxo de liquido na linha de suprimento, onde a quantidade conhecida e antecipada injetada é regulada por um gradiente ativado pelo fluxo medido do liquido na linha de suprimento; e administrar a mistura líquida aos animais de criação ruminantes de uma maneira controlada.
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato da etapa de fornecer um líquido compreender ainda fornecer um líquido selecionado no grupo que consiste em água de beber, substitutos do leite e ração líquida .
3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de pelo menos um aminoácido ser selecionado do grupo que consiste em lisina, metionina, treo-nina e triptofano.
4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de pelo menos um aminoácido liquido ser selecionado do grupo que consiste em lisina e metionina.
5. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato da etapa de produzir uma mistura compreender ainda misturar pelo menos um aminoácido em uma dosagem na faixa entre 0,05% e 0,5%, com base no liquido fornecido.
6. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato da etapa de administrar a mistura compreender ainda as seguintes etapas: calcular o consumo de liquido diário do animal de criação ruminante; calcular a quantidade de aminoácido a ser fornecido ao animal de criação ruminante; calcular a porcentagem de inclusão de cada aminoácido por litro de liquido, com base na concentração de aminoácido; e titular o sistema de administração.
7. Processo, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato da fase de calcular o consumo de li- quido diário ser realizada usando fórmulas nutricionais.
8. Processo, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato da fase de calcular o consumo de li- quido diário ser realizada usando um dispositivo de medição.
9. Processo, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato do dispositivo de medição ser um contador de litros.
10. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por compreender ainda as etapas de realizar e controlar a fase de administração da mistura liquida.
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