BRPI1002177A2 - natural source coating for non-protein nitrogen source (nnp), controlled and gradual release nutritional supplement and use thereof - Google Patents
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Abstract
REVESTIMENTO DE ORIGEM NATURAL PARA FONTE DE NITROGêNIO NAO PROTéICA (NNP), SUPLEMENTO NUTRICIONAL DE LIBERAçãO GRADUAL E CONTROLADA E USO DOS MESMOS. A presente invenção refere-se a formulações de um revestimento de origem natural para uma fonte de nitrogênio não protéico (NNP), para a produção de um suplemento nutricional de liberação gradual e controlada para ruminantes. Em particular a presente invenção refere-se a formulações de um suplemento nutricional de liberação gradual e controlada de uma fonte de nitrogênio não protéico (NNP) para ruminantes. A presente invenção refere-se ainda ao uso do referido suplemento nutricional de liberação gradual e controlada, para aumento da massa muscular bem como aumento da produção de leite em ruminantes.COATING OF NATURAL ORIGIN FOR NON-PROTEIN NITROGEN SOURCE (NNP), NUTRITIONAL SUPPLEMENT FOR GRADUAL AND CONTROLLED RELEASE AND USE OF THE SAME. The present invention relates to formulations of a natural coating for a source of non-protein nitrogen (NNP), for the production of a gradual and controlled nutritional supplement for ruminants. In particular, the present invention relates to formulations of a nutritional supplement of gradual and controlled release from a source of non-protein nitrogen (NNP) for ruminants. The present invention also relates to the use of said nutritional supplement with gradual and controlled release, to increase muscle mass as well as increase milk production in ruminants.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para: "REVESTIMENTO DE ORIGEM NATURAL PARA FONTE DE NITROGÊNIO NÃO PROTÉICA (NNP) , SUPLEMENTO NUTRICIONAL DE LIBERAÇÃO GRADUAL E CONTROLADA E USO DOS MESMOS".Patent Descriptive Report for: "NATURAL ORIGIN COATING FOR NON PROTHETIC NITROGEN SOURCE (NNP), NUTRITIONAL GRADUATE AND CONTROL RELEASE SUPPLEMENT AND USE".
CAMPO DA INVENÇÃOFIELD OF INVENTION
A presente invenção refere-se a formulações de um revestimento de origem natural para uma fonte de nitrogênio não protéico (NNP), para a produção de um suplemento nutricional de liberação gradual e controlada para ruminantes.The present invention relates to formulations of a naturally occurring coating for a non-protein nitrogen source (NNP) for the production of a gradual and controlled release nutritional supplement for ruminants.
Em particular a presente invenção refere-se a formulações de um suplemento nutricional de liberação gradual e controlada de uma fonte de nitrogênio não protéico (NNP) para ruminantes.In particular the present invention relates to formulations of a gradual and controlled release nutritional supplement from a non-protein nitrogen source (NNP) for ruminants.
A presente invenção refere-se ainda ao uso do referido suplemento nutricional de liberação gradual e controlada, para aumento da massa muscular bem como aumento da produção de leite em ruminantes.The present invention further relates to the use of said gradual and controlled release nutritional supplement for increasing muscle mass as well as increasing milk production in ruminants.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION
Dos animais ruminantes.Of ruminant animals.
Os ruminantes de uma forma geral e os bovinos em particular, possuem a capacidade de transformar a proteína vegetal das forragens em proteína animal de alto valor biológico, devido à estrutura anatomofisiológica dos seus estômagos (rúmen, reticulo, omaso e abomaso), acrescido pela simbiose entre o animal e a população de bactérias e protozoários do rúmen.Ruminants in general and cattle in particular have the ability to transform fodder vegetable protein into animal protein of high biological value, due to the anatomophysiological structure of their stomachs (rumen, reticulum, omaso and abomasum), added by symbiosis. between the animal and the population of rumen bacteria and protozoa.
Dos microorganismos do rúmen.Of the microorganisms of the rumen.
As bactérias do rúmen estão adaptadas para se desenvolverem em pH de 6,0 - 7,0, na ausência de oxigênio e a temperatura de 39 a 40°C. Em torno de 70 a 85% da matéria seca consumida é digerida pela população microbiana, produzindo ácidos graxos voláteis (acético, propiônico e butirico), metano (CH4), amônia (NH3) e células microbianas.The rumen bacteria are adapted to develop at pH 6.0 - 7.0, in the absence of oxygen and at a temperature of 39 to 40 ° C. About 70 to 85% of the dry matter consumed is digested by the microbial population, producing volatile fatty acids (acetic, propionic and butyric), methane (CH4), ammonia (NH3) and microbial cells.
Mesmo que a maioria das bactérias do conteúdo ruminal sintetize suas proteínas, assim como as vitaminas do complexo B, algumas linhagens de bactérias celuloticas necessitam de vitaminas (tiamina, riboflavina, biotina) e de aminoácidos (leucina, isoleucina e valina). No rúmen estas vitaminas e aminoácidos são transformados em ácidos graxos voláteis (isobutírico, isovalérico e metilbutírico), que servem de energia para as bactérias realizarem a digestão da celulose.Even though most rumen-content bacteria synthesize their proteins, as do B-complex vitamins, some strains of cellulotic bacteria require vitamins (thiamine, riboflavin, biotin) and amino acids (leucine, isoleucine, and valine). In the rumen these vitamins and amino acids are transformed into volatile fatty acids (isobutyric, isovaleric and methylbutyric), which serve as energy for bacteria to digest cellulose.
Da síntese de proteínas no rúmen.Of protein synthesis in the rumen.
A atividade proteolítica no rúmen é essencialmente uma função microbiana, já que as enzimas com atividade proteolítica não são secretadas neste compartimento gástrico. As proteínas são degradadas por ação de enzimas de microorganismos (Bacteróides, Selenomonas e Butirivibrio), formando peptídeos e aminoácidos, que por sua vez podem ser atacados por diaminases e dar origem a amônia.The proteolytic activity in the rumen is essentially a microbial function, since enzymes with proteolytic activity are not secreted in this gastric compartment. Proteins are degraded by enzymes from microorganisms (Bacteroids, Selenomonas and Butirivibrio), forming peptides and amino acids, which in turn can be attacked by diaminases and give rise to ammonia.
Os compostos que contém nitrogênio não protéico, como uréia, tiuréia, biureto, hidroxialanina, amidas e sais de amônio, são utilizados pelas bactérias, que transformam o nitrogênio em amônia e posteriormente a convertem em proteínas microbianas.Non-protein nitrogen-containing compounds, such as urea, thiurea, biuret, hydroxyalanine, amides and ammonium salts, are used by bacteria, which turn nitrogen into ammonia and later convert it into microbial proteins.
As proteínas microbianas sintetizadas no rúmen seguem o trânsito alimentar e, no abomaso e no intestino, são metabolizadas pelas enzimas do trato gastrointestinal. Deste processo, resultam os aminoácidos que são absorvidos pelas vilosidades intestinais e veia porta, indo para o fígado, para posteriormente serem utilizados na formação de tecidos.The microbial proteins synthesized in the rumen follow the alimentary transit and, in the abomasum and the intestine, are metabolized by the enzymes of the gastrointestinal tract. This process results in amino acids that are absorbed by the intestinal villi and portal vein into the liver for later use in tissue formation.
A amônia não utilizada pelas bactérias é absorvida pelo epitélio ruminal, seguindo para o fígado onde é convertida em uréia. Uma parte da uréia assim formada volta ao rúmen durante a ruminação via saliva, já outra parte retorna ao rúmen por difusão através do epitélio e o restante é eliminado pelos rins.Ammonia not used by bacteria is absorbed by the ruminal epithelium, then into the liver where it is converted to urea. One part of the urea thus formed returns to the rumen during saliva rumination, another part returns to the rumen by diffusion through the epithelium and the remainder is eliminated by the kidneys.
Da formação de Amônia. A uréia exógena e/ou endógena, quando chega ao rúmen é imediatamente hidrolisada em amônia e gás carbônico pelas enzimas bacterianas (uréase). A uréase é extremamente ativa, sendo que sua taxa de hidrólise (em amônia) é quatro vezes maior do que a capacidade que os microorganismos têm para utilizá-las para a formação de proteínas microbianas.From the formation of Ammonia. Exogenous and / or endogenous urea, when it reaches the rumen is immediately hydrolyzed to ammonia and carbon dioxide by bacterial enzymes (urea). Ureaase is extremely active, and its hydrolysis rate (in ammonia) is four times higher than the ability of microorganisms to use them to form microbial proteins.
A uréia apresenta um coeficiente de absorção muito elevado e é transformada pelas bactérias ureolíticas em amônia (NH3), a qual é imediatamente absorvida pelo epitélio do rúmen caso não seja utilizada pelas bactérias para a síntese de proteínas. Por outro lado, se o fígado for incapaz de metabolizar a uréia, poderá haver intoxicação urêmica, devido a sua alta concentração.Urea has a very high absorption coefficient and is transformed by the ureolytic bacteria into ammonia (NH3), which is immediately absorbed by the rumen epithelium if not used by the bacteria for protein synthesis. On the other hand, if the liver is unable to metabolize urea, there may be uremic poisoning due to its high concentration.
Quando a produção de amônia é muito maior que a sua utilização e a sua concentração se torna elevada (maior do que 80 mg/100 mL) instala-se uma alcalose ruminal (pH 7- 8,5) que favorece ainda mais a absorção da amônia livre e a ação da uréase (atua em pH 7,7 - 8,0).When ammonia production is much higher than its use and its concentration becomes high (greater than 80 mg / 100 mL), a ruminal alkalosis (pH 7-8.5) is installed which further favors the absorption of ammonia. free ammonia and the action of ureaase (acts at pH 7.7 - 8.0).
Se a quantidade de amônia absorvida ultrapassar a capacidade de "detoxificação" do fígado teremos um quadro clínico de intoxicação aguda. Da fonte de Nitrogênio Não Protéico (NNP).If the amount of ammonia absorbed exceeds the liver's "detoxification" capacity, we will have a clinical picture of acute intoxication. From the source of Non Protein Nitrogen (NNP).
O nitrogênio é reconhecido como elemento essencial para os animais há muitos anos. 0 uso do nitrogênio não protéico, na nutrição dos ruminantes teve sua origem em 1879, na Alemanha, sendo que em 1939, participava do arraçoamento de animais nos Estados Unidos. A uréia começou a ser fabricada industrialmente em 1870, quando Bassarow promoveu sua síntese a partir do gás carbônico e da amônia. Porém, foi no período de 1914 a 1918, devido à redução de alimentos ocasionada pela primeira guerra mundial, que a Alemanha intensificou a utilização da uréia como fonte protéica na alimentação de ruminantes. O objetivo principal da utilização da uréia visava a produção intensiva de carne e leite a baixo custo (Santos, G. T., et al., Anais do 2 Simpósio Internacional em Bovinocultura de Leite: Novos conceitos em nutrição UFLA, 2001;pl99-228).Nitrogen has been recognized as an essential element for animals for many years. The use of non-protein nitrogen in ruminant nutrition originated in 1879 in Germany, and in 1939 participated in the rearing of animals in the United States. Urea began to be manufactured industrially in 1870, when Bassarow promoted its synthesis from carbon dioxide and ammonia. However, it was in the period from 1914 to 1918, due to the reduction in food caused by the First World War, that Germany intensified the use of urea as a protein source in ruminant feed. The main purpose of urea utilization was to intensive low-cost meat and milk production (Santos, G. T., et al., Proceedings of the 2nd International Symposium on Milk Cattle Farming: New Concepts in Nutrition UFLA, 2001; pl99-228).
O NNP não é classificado como proteína, pois não se trata de uma cadeia de aminoácidos unidos por ligações peptídicas como as encontradas em plantas e animais. Muito embora exista uma enorme variedade de compostos de NNP (purinas, pirimidinas, uréia, biureto, ácido úrico, glicosídeos nitrogenados, sais de amônio e nitratos), a uréia é uma das mais utilizadas devido ao seu baixo custo, disponibilidade e emprego.NNP is not classified as protein because it is not a chain of amino acids joined by peptide bonds such as those found in plants and animals. Although there is a huge variety of NNP compounds (purines, pyrimidines, urea, biuret, uric acid, nitrogenous glycosides, ammonium salts and nitrates), urea is one of the most widely used due to its low cost, availability and use.
A uréia possui características especificas: é deficiente em todos os minerais, não possui valor energético próprio, apresenta elevada higroscopicidade, além de ser altamente solúvel em meio líquido. Quando ingerida pelos ruminantes é rapidamente solubilizada e convertida em amônia pelas bactérias e, se fornecida em doses elevadas, pode ocasionar toxicidade.Urea has specific characteristics: it is deficient in all minerals, has no energy value of its own, has high hygroscopicity, and is highly soluble in liquid medium. When ingested by ruminants, it is rapidly solubilized and converted to ammonia by bacteria and, if given in high doses, may cause toxicity.
Considera-se que a degradação da proteína no rúmen é um processo que vai da conversão da proteína da dieta em amônia, envolvendo o processo de digestão (proteína até aminoácidos) e de fermentação (aminoácidos até ácidos graxos voláteis). Desta forma, a proteína é um dos ingredientes da dieta de custo mais elevado, sendo que a economia da produção está altamente dependente da eficiência de utilização da proteína. Em contrapartida, a uréia é transformada rapidamente em amônia, tendo um custo energético menor que o despendido pela degradação da proteína.Protein degradation in the rumen is considered to be a process ranging from the conversion of dietary protein to ammonia, involving the process of digestion (protein to amino acids) and fermentation (amino acids to volatile fatty acids). Thus, protein is one of the highest cost diet ingredients, and the economy of production is highly dependent on protein utilization efficiency. In contrast, urea is rapidly transformed into ammonia, with a lower energy cost than protein degradation.
A uréia é normalmente obtida através da reação da amônia com gás carbônico, em um reator, sob condições de elevada temperatura e pressão. A amônia, na presença de CO2 do ar, forma o carbamato de amônia, água e excesso de amônia. Nesta fase a mistura passa através de estruturas com alta e baixa pressão, a vácuo, onde se obtém uma solução de água-uréia. Os gases NH3, CO e água (H2O), que saem do equipamento de purificação, são absorvidos na seção de recuperação, retornando para o reator, como solução de reciclo. A uréia assim formada não é considerada uma proteína e sim um composto nitrogenado não protéico.Urea is usually obtained by reacting ammonia with carbon dioxide in a reactor under conditions of high temperature and pressure. Ammonia, in the presence of CO2 from the air, forms ammonium carbamate, water and excess ammonia. At this stage the mixture passes through high and low pressure structures under vacuum, where a urea-water solution is obtained. The NH3, CO and water (H2O) gases exiting the purification equipment are absorbed in the recovery section and returned to the reactor as a recycling solution. Urea thus formed is not considered a protein but a non-protein nitrogenous compound.
Para se calcular o percentual de proteína bruta em um alimento, multiplica-se o percentual de nitrogênio existente pelo fator 6,25, que é o valor de 100 dividido por 16% de nitrogênio, existente em média nas proteínas. Para se calcular a quantidade de equivalente protéico da uréia ou outra fonte (tiuréia, biureto, ácido úrico, etc.) multiplica-se o teor percentual de nitrogênio pelo fator 6,25. Assim, para a uréia o equivalente protéico será de 281%, ou seja, 45%N X 6,24.To calculate the percentage of crude protein in a food, multiply the percentage of existing nitrogen by factor 6.25, which is the value of 100 divided by 16% of nitrogen, existing on average in proteins. To calculate the protein equivalent amount of urea or another source (thiurea, biuret, uric acid, etc.), multiply the percentage nitrogen content by the factor 6.25. Thus, for urea the protein equivalent will be 281%, ie 45% N X 6.24.
Da Suplementação com uréia.From urea supplementation.
A suplementação protéica através de nitrogênio não protéico (NNP) é uma prática comum na alimentação de bovinos. A uréia aparece como fonte principal de NNP, por ser de baixo custo e pela praticidade na sua utilização. No rúmen, através da ação da enzima uréase, produzida pelas bactérias ureoliticas, a uréia é transformada em amônia e CO2, que é utilizada pela flora e fauna ruminal na síntese da proteína microbiana. Para que isso ocorra é necessário e essencial a presença de uma fonte de energia (carboidratos da alimentação).Protein supplementation through non-protein nitrogen (NNP) is a common practice in cattle feeding. Urea appears as the main source of NNP, due to its low cost and practicality in its use. In the rumen, through the action of the enzyme ureaase produced by the ureolitic bacteria, the urea is transformed into ammonia and CO2, which is used by the rumen flora and fauna in the synthesis of microbial protein. For this to occur, the presence of an energy source (carbohydrate in the diet) is essential.
O aumento da atividade microbiana no rúmen e, consequentemente, a maior eficiência na digestão das forragens, ocorre em função de teores adequados de amônia.The increase in rumen microbial activity and, consequently, the higher efficiency in forage digestion, occurs due to adequate ammonia contents.
A proteína degradável no rúmen (PDR), em quantidade adequada, eleva os teores de nitrogênio amoniacal, que será usado pelos microorganismos do rúmen, aumentando o fluxo de proteína no nível de 80% da proteína que chega ao duodeno. Para a maior eficiência da síntese protéica microbiana, há necessidade de sincronia entre a produção de energia e da amônia, proveniente da alimentação.Adequate amount of rumen degradable protein (PDR) increases the ammonia nitrogen content that will be used by the rumen microorganisms, increasing the protein flow to 80% of the protein that reaches the duodenum. For the highest efficiency of microbial protein synthesis, there is a need for synchronization between energy production and ammonia from food.
Um dos agravantes da suplementação com NNP é o aumento excessivo da concentração de amônia, logo após a ingestão da uréia, devido à alta taxa dehidrólise no rúmen (Owens, F. N., et al., J. Anim. Sei. 198 0; 50:527) . Wallace, R. J., et al. observaram que há um aumento no crescimento de bactérias ruminais quando se aumenta a concentração de amônia de 9,7 para 21,4 mg/dl (Wallace, R. J., et al., Journal Appl. Bacteriology 1979;47:443) . Na mesma linha de pesquisa, Santos, F. P. e Huber, J. P. sugerem que teores de amônia maiores que 8 a 15 mg/dl, são requeridos para maximizar a digestão da matéria orgânica (MO) no rúmen de vacas em produção (Santos, F. P. e Huber, J. P.,Feedstuffs 1996;68:n.34:12-15). Esse aumento na dependência de suas proporções pode ser prejudicial ao animal, causando intoxicação aguda ou de forma mais branda, perda de peso, devido ao gasto de energia durante o metabolismo e excreção da amônia, quando as células hepáticas convertem em uréia o aporte excessivo de amônia.One of the aggravations of NNP supplementation is the excessive increase in ammonia concentration soon after urea ingestion due to the high rate of rumen hydrolysis (Owens, FN, et al., J. Anim. Sci. 198 0; 50: 527). Wallace, R.J., et al. observed that there is an increase in rumen bacterial growth when the ammonia concentration is increased from 9.7 to 21.4 mg / dl (Wallace, R. J., et al., Journal Appl. Bacteriology 1979; 47: 443). Along the same lines, Santos, FP and Huber, JP suggest that ammonia levels greater than 8 to 15 mg / dl are required to maximize the digestion of organic matter (OM) in rumen of cows in production (Santos, FP and Huber, JP, Feedstuffs 1996; 68: no.34: 12-15). This increase in dependence on their proportions may be detrimental to the animal, causing acute or milder intoxication, weight loss due to energy expenditure during ammonia metabolism and excretion when liver cells convert excessive urea intake to urea. ammonia.
A rápida hidrólise da uréia no rúmen, freqüentemente leva a um quadro de intoxicação (Combe, J. B., et. al., Australian J. Agri. Res. 1960;11:247, Oltejen, R. R., et. al., J. Anim. Sei. 1963;22:36, e Males, J. R., et.al., J. Anim. Sei. 1979;48:887), o que torna um fator limitante na utilização da uréia como fonte de NNP, para a síntese das proteínas microbianas (Bloomfield, R. A., et. al., J. Anim. Sci. 1961;19:1248(abstract), Tudor, G. W., e Morris, J. G., Australian J. Exp. Agri. and Anim. Husband 1971;11:483 e Romero, A. B., et. al., Australian J. Exp. Agri. and Anim. Husband 1976;16:308).Rapid hydrolysis of urea in the rumen often leads to intoxication (Combe, JB, et al., Australian J. Agri. Res. 1960; 11: 247, Oltejen, RR, et al., J. Anim. Sci. 1963; 22: 36; and Males, JR, et.al., J. Anim. Sci. 1979; 48: 887), which makes it a limiting factor in the use of urea as a source of NNP for synthesis. microbial proteins (Bloomfield, RA, et al., J. Anim. Sci. 1961; 19: 1248 (abstract), Tudor, GW, and Morris, JG, Australian J. Exp. Agri. and Anim. Husband 1971; 11: 483 and Romero, AB, et al., Australian J. Exp. Agri. And Anim. Husband 1976; 16: 308).
A sincronização da liberação da amônia com o metabolismo energético, no conteúdo ruminal, tem sido uma constante preocupação dos nutricionistas, uma vez que o nível mínimo de amônia para a máxima digestão da fibra bruta é de 5 mg/dl de líquido ruminal (Satter, L. D., e Slyter, L. L., Brit. J. Nutr. 1974;32:199-208).The synchronization of ammonia release with energy metabolism in rumen content has been a constant concern of nutritionists, since the minimum level of ammonia for maximum digestion of crude fiber is 5 mg / dl of ruminal fluid (Satter, LD, and Slyter, LL, Brit. J. Nutr. 1974; 32: 199-208).
Vários trabalhos foram realizados com o objetivo de tornar a uréia menos tóxica e consequentemente melhor aproveitável pela flora e fauna ruminal.Several works have been carried out with the objective of making urea less toxic and consequently better exploitable by rumen flora and fauna.
Mathison, G. W., et. al. desenvolveram a isobutilidina monouréia, Loest, C. A., et al., avaliaram o biureto, enquanto que Bartley, E. E., e Deyoe, C. W., realizaram trabalhos com a starea (Mathison, G. W., et. al., Can J. Anim. Sei. 1992; 7 4:665-67 4, Loest, C. A., et al. , Anim. Feed. Sei. Techol. 2001;94:115-126 e Bartley, E. E., e Deyoe, C. W. Feedstuffs 1975;47:42-44). Na mesma linha de pesquisa Prokop, M. J. e Klopfenstein, T. J., recobriram a uréia com formaldeido e Forero, 0., et. al. e Campos Neto et. al. revestiram a uréia com óleos vegetais (linhaça e tungue)( Prokop, M. J. e Klopfenstein, T. J., Nebraska Beef Cattle Report. EC 1977;77:218, Forero, 0., et. al., J. Anim. Sei. 1980;50:532-538 e Campos Neto, 0. et. al. Anais do V Simpósio de Ciências Aplicadas - FAEF 2002;p.211-214) , porém sem vantagem, pois uma parcela do NNP destes compostos transitava pelo rúmen sem ser convertido em amônia, diminuindo assim a síntese protéica. Estes compostos, mesmo com uma degradação mais lenta do que a uréia pecuária, ainda assim não apresentava a sincronia com a degradação das fibras da alimentação (Henning, P. H., et. al., J. Anim. Sei. 1993;71:2516-2523).Mathison, G.W., et. al. developed isobutylidine monourea, Loest, CA, et al., evaluated the biuret, while Bartley, EE, and Deyoe, CW, performed work with starea (Mathison, GW, et al., Can J. Anim. Sci. 1992; 74: 665-674, Loest, CA, et al., Anim. Feed. Sci. Techol. 2001; 94: 115-126 and Bartley, EE, and Deyoe, CW Feedstuffs 1975; 47: 42-44 ). In the same line of research Prokop, M. J. and Klopfenstein, T. J., covered urea with formaldehyde and Forero, 0., et. al. and Campos Neto et. al. coated urea with vegetable oils (flaxseed and tung) (Prokop, MJ and Klopfenstein, TJ, Nebraska Beef Cattle Report. EC 1977; 77: 218, Forero, 0., et al., J. Anim. Sci. 1980; 50: 532-538 and Campos Neto, 0. Annals of the V Symposium of Applied Sciences (FAEF 2002; p.211-214), but without advantage, since a portion of the NNP of these compounds was passing through the rumen without being converted. in ammonia, thereby decreasing protein synthesis. These compounds, even with a slower degradation than livestock urea, still did not synchronize with the degradation of feed fibers (Henning, PH, et al., J. Anim. Sci. 1993; 71: 2516- 2523).
A amônia produzida pela enzima bacteriana (urease) é utilizada para a síntese protéica e devido ao desenvolvimento dos microorganismos do rúmen estar diretamente relacionado com a digestão dos carboidratos, esta sincronia entre a produção de amônia e a presença de carboidratos da alimentação foi motivo principal para que o tratamento da uréia fosse dirigido para o uso de polímeros (Henning, P. H., et. al., J. Anim. Sei. 1993;71:2516-2523, Galo, E., et.al., J. Dairy Sei. 2003;86:2154-2162, Akay, V., et. al., Anais do Simpósio Brasileiro Altech 2004;105- 111).Ammonia produced by the bacterial enzyme (urease) is used for protein synthesis and because the development of rumen microorganisms is directly related to carbohydrate digestion, this synchrony between ammonia production and the presence of carbohydrates in the diet was the main reason for this. that the treatment of urea was directed to the use of polymers (Henning, PH, et. al., J. Anim. Sci. 1993; 71: 2516-2523, Rooster, E., et. al., J. Dairy Sci. 2003; 86: 2154-2162, Akay, V., et al., Annals of the Brazilian Altech Symposium 2004; 105-111).
Na patente US 6,231,895 seus autores descrevem uma composição de liberação gradual e controlada de uréia para utilização em rações para ruminantes, em que as partículas de uréia estão encapsuladas em um polímero que tem como característica ser degradado no rúmen. Entretanto, a referida composição apresenta na sua formulação, uma resina alquidica que possui substâncias tóxicas para o animal. Além disso, esta composição apresenta iniciadores de reação como o peróxido de benzoila ou a metil etil cetona, além de apresentar um solvente com hidrocarbonetos aromáticos (ex: toluol e xilol).In US Patent 6,231,895, their authors describe a controlled-release gradual composition of urea for use in ruminant feeds, wherein the urea particles are encapsulated in a polymer that has the characteristic of rumen degradation. However, said composition has in its formulation an alkyd resin which has toxic substances for the animal. In addition, this composition has reaction initiators such as benzoyl peroxide or methyl ethyl ketone, as well as a solvent with aromatic hydrocarbons (eg toluol and xylol).
Já a patente US 6,620,453 descreve uma composição de liberação gradual e controlada de uréia para utilização em rações para ruminantes, em que as partículas de uréia estão encapsuladas em uma membrana semi-permeável que não é degradada no rúmen do animal. A referida membrana semipermeável apresenta na sua composição uma resina a base de polímero(s) (ex: poliuretano, poliolefinas, silicones e etc.) que passam intactos pelo sistema digestivo do animal e são excretados no meio ambiente.US 6,620,453 describes a gradual and controlled release composition of urea for use in ruminant feeds, where the urea particles are encapsulated in a semipermeable membrane that is not degraded in the animal's rumen. Said semipermeable membrane comprises in its composition a polymer-based resin (s) (eg polyurethane, polyolefins, silicones, etc.) that pass intact through the digestive system of the animal and are excreted in the environment.
Atualmente a maioria dos polímeros convencionais são desenvolvidos e utilizados, sem levar em consideração os graves problemas ambientais causados quando estes são descartados no meio ambiente. Sendo estes altamente resistentes à degradação física e biológica, os mesmos permanecem na natureza por décadas ou mesmos centenas de anos.Today most conventional polymers are developed and used without regard to the serious environmental problems caused when they are disposed of in the environment. Being highly resistant to physical and biological degradation, they remain in nature for decades or even hundreds of years.
OBJETIVOS DA INVENÇÃOOBJECTIVES OF THE INVENTION
Existe uma carência na produção de revestimentos para serem aplicados sobre uma fonte de nitrogênio não protéico (NNP) para a produção de um suplemento nutricional de liberação gradual e controlada para ruminantes, que seja totalmente degradável, não ocasione intoxicação nos animais e não deixe resíduos na carne e/ou no leite.There is a shortage in the production of coatings to be applied on a non-protein nitrogen source (NNP) for the production of a fully degradable, controlled release ruminant nutritional supplement that does not cause animal poisoning and does not leave residues in the meat and / or milk.
Em vista do exposto, tem a presente invenção o objetivo de prover revestimentos para serem aplicados sobre uma fonte de nitrogênio não protéico (NNP) que, quando consumidos pelos ruminantes, têm como característica serem totalmente degradados, não ocasionando intoxicação nos animais e não deixando resíduos na carne e/ou no leite.In view of the above, the present invention has the objective of providing coatings to be applied on a non-protein nitrogen source (NNP) which, when consumed by ruminants, has the characteristic of being completely degraded, not causing intoxication in animals and leaving no residues. in meat and / or milk.
Constitui um outro objetivo da presente invenção, prover um suplemento nutricional de liberação gradual e controlada de uma fonte de nitrogênio não protéico (NNP) para ruminantes.It is another object of the present invention to provide a nutritional supplement for the gradual and controlled release of a non-protein nitrogen source (NNP) for ruminants.
Constitui um outro objetivo da presente invenção prover o uso do suplemento nutricional de liberação gradual e controlada, para aumento da massa muscular bem como aumento da produção de leite em ruminantes.It is a further object of the present invention to provide the use of the gradual and controlled release nutritional supplement to increase muscle mass as well as increase milk production in ruminants.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃODETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A presente invenção refere-se à produção de revestimentos de origem natural, que compreendem pelo menos um agente formador de filme, para ser utilizado sobre um substrato de nitrogênio não protéico (NNP), para a produção de um suplemento nutricional de liberação gradual e controlada de uma fonte de NNP para ruminantes.The present invention relates to the production of coatings of natural origin comprising at least one film-forming agent for use on a non-protein nitrogen (NNP) substrate for the production of a gradual and controlled release nutritional supplement. from a source of NNP for ruminants.
Em uma outra modalidade da presente invenção, os revestimentos de origem natural compreendem pelo menos um agente formador de filme e pelo menos uma carga mineral e/ou aditivo.In another embodiment of the present invention, coatings of natural origin comprise at least one film-forming agent and at least one mineral filler and / or additive.
Ainda em outra modalidade da presente invenção, os referidos revestimentos de origem natural, e os referidos suplementos nutricionais, podem ser aditivados com enxofre, preferencialmente, em uma relação de nitrogênio:enxofre de 10:1 a 15:1. Ainda mais preferencialmente a relação nitrogênio:enxofre é de 12:1. Agente formador de filme.In yet another embodiment of the present invention, said naturally occurring coatings and said nutritional supplements may be sulfur additives, preferably in a nitrogen: sulfur ratio of 10: 1 to 15: 1. Even more preferably the nitrogen: sulfur ratio is 12: 1. Film Forming Agent.
No revestimento de origem natural, o agente formador de filme é o principal responsável por proporcionar que o substrato a ser coberto, seja gradualmente liberado no organismo do ruminante. Este agente deve ser hidrofóbico, orgânico, atóxico, comestível, biodegradável e solúvel em álcool, preferencialmente etanol. O agente formador de filme deve ser utilizado em uma concentração que pode variar de 0,1 a 10% em relação à massa total do produto.In natural-origin coating, the film-forming agent is primarily responsible for providing that the substrate to be covered is gradually released into the ruminant organism. This agent should be hydrophobic, organic, nontoxic, edible, biodegradable and alcohol soluble, preferably ethanol. The film-forming agent should be used at a concentration ranging from 0.1 to 10% of the total mass of the product.
Entre os agentes formadores de filme mais comuns que podem ser utilizados temos: goma arábica, aceto butirato de celulose, acetato de celulose, gelatina, caseina, prolaminas derivadas de sorgo, trigo, cevada, arroz e/ou milho, etc. Sendo utilizada preferencialmente, como agente formador de filme, a prolamina derivada do milho, também conhecida como zeína.Among the most common film forming agents that can be used are: gum arabic, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate, gelatin, casein, sorghum, wheat, barley, rice and / or corn derived prolamines, etc. Preferably being used as a film-forming agent is corn-derived prolamine, also known as zein.
Cargas minerais e/ou aditivosMineral fillers and / or additives
As cargas minerais e/ou aditivos do revestimento de origem natural devem ser atóxicos, podendo ser sais, vitaminas e/ou outros micro nutrientes que também são necessários aos animais, podendo ser utilizados em uma concentração que pode variar de 0 a 10% em relação à massa total do produto. Entre as cargas minerais e/ou aditivos mais comuns que podem ser utilizados temos: carbonato de cálcio, sulfato de cálcio, enxofre, óxido de magnésio, sais de magnésio, óxido de zinco, sais de zinco, óxido de cobalto, óxido de cobre, vitamina A, metionina, lisina e/ou cistina, entre outros. Sendo utilizado preferencialmente o enxofre, o carbonato de cálcio, e a vitamina A, em conjunto ou isoladamente.The mineral fillers and / or additives of the naturally occurring coating must be non-toxic and may be salts, vitamins and / or other micronutrients that are also required for animals and may be used in a concentration ranging from 0 to 10% relative to to the total mass of the product. Among the most common mineral fillers and / or additives that may be used are: calcium carbonate, calcium sulfate, sulfur, magnesium oxide, magnesium salts, zinc oxide, zinc salts, cobalt oxide, copper oxide, vitamin A, methionine, lysine and / or cystine, among others. Preferably, sulfur, calcium carbonate, and vitamin A are used together or alone.
Nitrogênio Não Protéico (NNP)Non Protein Nitrogen (NNP)
Entre as fontes de NNP mais comuns que podem ser utilizadas como substrato na presente invenção temos: purinas, pirimidinas, uréia, biureto, tiuréia, ácido úrico, glicosideos nitrogenados, amidas, hidroxialanina, sais de amônio e/ou nitratos, entre outros. Preferencialmente, a fonte de NNP utilizada na presente invenção é a uréia. Ainda mais preferencialmente, a fonte de NNP utilizada na presente invenção é a uréia de grau pecuário, em uma concentração que pode variar de 80% a 99,9% em relação à massa total do produto.Among the most common sources of NNP that can be used as a substrate in the present invention are: purines, pyrimidines, urea, biuret, thiurea, uric acid, nitrogenous glycosides, amides, hydroxyalanine, ammonium salts and / or nitrates, among others. Preferably, the source of NNP used in the present invention is urea. Even more preferably, the source of NNP used in the present invention is livestock grade urea, in a concentration ranging from 80% to 99.9% of the total mass of the product.
Revestindo a fonte de NNPCoating NNP Supply
Depois de formulado o revestimento, este deve ser aplicado sobre o substrato (NNP). 0 método utilizado pode variar de acordo com as diferentes composições de revestimento previstas na presente invenção.Once the coating is formulated, it should be applied to the substrate (NNP). The method used may vary according to the different coating compositions provided for in the present invention.
De forma ilustrativa podemos citar alguns métodos de revestimento. 0 revestimento pode ser pulverizado na forma de spray sobre a uréia dentro de um misturador e/ou secador rotativo, sendo que a rotação do aparelho ajuda tanto na homogeneização do produto quanto na secagem do mesmo, ao equipamento se adiciona um fluxo de ar quente com temperatura não superior a 50°C. Outro método seria a utilização de um leito fluidizado sobre o qual o produto será pulverizado, com uma temperatura de ar não superior a 50°C. Ainda em outro método, pode ser utilizada uma drageadeira com adição de ar quente em suas saídas, sendo que, é preferencialmente utilizado um secador rotativo.Illustratively, we can mention some coating methods. The coating may be spray-sprayed onto the urea within a mixer and / or rotary dryer, and the rotation of the apparatus aids both product homogenization and drying, to which a hot air flow with temperature not exceeding 50 ° C. Another method would be to use a fluidized bed onto which the product will be sprayed, with an air temperature not exceeding 50 ° C. In yet another method, a dredger with hot air may be used at its outlets, with a rotary dryer preferably being used.
Independente do método de revestimento utilizado, a temperatura de secagem deve ser preferencialmente inferior a 50°C. Temperaturas superiores podem degradar tanto a fonte de NNP (uréia), quanto o revestimento aplicado.Regardless of the coating method used, the drying temperature should preferably be below 50 ° C. Higher temperatures can degrade both the NNP (urea) source and the applied coating.
EXEMPLOSEXAMPLES
Para permitir uma melhor compreensão da presente invenção e demonstrar claramente os avanços técnicos obtidos são agora apresentados como exemplos algumas composições e os resultados dos diferentes ensaios efetuados com relação a esta invenção.In order to allow a better understanding of the present invention and to clearly demonstrate the technical advances obtained, some compositions and the results of the different tests performed with respect to this invention are now presented as examples.
Estes Exemplos são apresentados a título meramente ilustrativo e não devem ser de forma alguma considerados como limitativos do âmbito ou do alcance da presente invenção. EXEMPLO 1These Examples are given by way of illustration only and should in no way be construed as limiting the scope or scope of the present invention. EXAMPLE 1
De acordo com as potenciais aplicações da presente invenção, é descrita a seguir uma das possíveis formulações do referido revestimento e consequentemente do referido suplemento nutricional de liberação gradual e controlada para ruminantes.In accordance with the potential applications of the present invention, one of the possible formulations of said coating and hence of said gradual and controlled release nutritional supplement for ruminants is described below.
a) Composição 1a) Composition 1
<table>table see original document page 18</column></row><table><table> table see original document page 18 </column> </row> <table>
b) Composição 2b) Composition 2
<table>table see original document page 18</column></row><table> <table>table see original document page 19</column></row><table><table> table see original document page 18 </column> </row> <table> <table> table see original document page 19 </column> </row> <table>
c) Composição 3c) Composition 3
<table>table see original document page 19</column></row><table> EXEMPLO 2 - Avaliação do revestimento e do suplemento nutricional.<table> table see original document page 19 </column> </row> <table> EXAMPLE 2 - Evaluation of coating and nutritional supplement.
Para avaliar o processo de revestimento da uréia com polímeros de origem natural, bem como a eficácia do suplemento nutricional de liberação gradual e controlada para ruminantes, foram realizados testes de solubilidade "in vitro" dos referidos suplementos revestidos. Foi também realizada uma avaliação da produção de leite nos animais alimentados com o referido suplemento bem como um teste clínico de intoxicação.To evaluate the process of coating urea with natural polymers, as well as the efficacy of the gradual and controlled release nutritional supplement for ruminants, "in vitro" solubility tests of these coated supplements were performed. An evaluation of milk production was also performed in the animals fed with this supplement as well as a clinical intoxication test.
A uréia revestida com polímeros de origem natural apresentou um tempo de degradação de até 14 horas. Este tempo de degradação representa uma solubilização lenta e contínua, o que favorece o crescimento da flora bacteriana ruminal, devido à sincronia com o metabolismo dos carboidratos da alimentação.Urea coated with naturally occurring polymers had a degradation time of up to 14 hours. This degradation time represents a slow and continuous solubilization, which favors the growth of the rumen bacterial flora, due to the synchronization with the carbohydrate metabolism of the diet.
O experimento para avaliar a produção de leite em vacas leiteiras, evidenciou um aumento de 7% na produção de leite com o uso da uréia revestida com polímeros de origem natural da presente invenção.The experiment to evaluate milk yield in dairy cows showed a 7% increase in milk yield with the use of naturally derived polymer-coated urea of the present invention.
Foi também demonstrado que a uréia revestida com polímeros de origem natural da presente invenção, mesmo em dose elevada, (70 g /100 kg de PV) protegeu os bovinos dos sintomas de intoxicação. Embora uma modalidade preferida da presente invenção seja mostrada e descrita aqui, é previsto que aqueles versados na técnica podem elaborar várias modificações sem se afastar do escopo e espirito da presente invenção.It has also been shown that the naturally derived polymer-coated urea of the present invention, even at a high dose (70 g / 100 kg LW) protected cattle from symptoms of intoxication. While a preferred embodiment of the present invention is shown and described herein, it is contemplated that those skilled in the art may make various modifications without departing from the scope and spirit of the present invention.
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