Resumo
Na flora amazónica, incontáveis plantas possuem compostos bioativos, que potencialmente podem ser utilizados como moduladores da fermentaçao ruminal· Apesar da importancia, poucos estudos tem sido desenvolvidos para avaliar a utilizaçao de pla ntas amazónicas como aditivos alimentares naturais na nutriçao de ruminantes· Assim, objetiva-se apresentar um panorama dos dados científicos da literatura sobre os efeitos do uso dos extratos de açai, copaíba, salva-do-marajó, pupunha e bacuri na fermentaçao ruminal e os seus potenciais de utilizaçao na dieta de ruminantes· O açai (Euterpe oleracea Mart·), possui 16,08 mg/g de matéria seca de flavonoides, compostos com potente açao antimicrobiana· Estudos com suplementaçao do óleo de açai tem mostrado efeitos modulatórios na fermentaçao ruminal e na produçao de leite de ovelhas e vacas· Adicionalmente, a oleoresina de copaiba (Copaifera spp·) e a manteiga das sementes de bacuri (Platonia insignis Mart.), possuem, respectivamente, 88% e 41% de terpenos; a composiçao fitoquímica do óleo de salva-do-marajó (Hyptis crenata Pohl ex Benth) ainda nao está completamente caracterizada, mas esta fonte está majoritariamente composta por terpenos cánfora (33,62%), 1,8-cineol (19,76%) e a-pineno (15,24%), que apresentam atividade in vitro antimicrobiana, capaz de reduzir a produçao total de gás em ambiente ruminal in vitro. A pupunha, fruto da pupunheira (Bactris gasipaes Kunth.), possui 355,95 mg/kg de carotenoides, com efeito antimicrobiano in vitro contrai algumas cepas bacterianas. Os achados desta revisao demonstram as potencialidades dos eatratos amazónicos na maaimizaçao da produçao animal, em razao dos possíveis efeitos na modulaçao da fermentaçao ruminal, sendo encorajada a realizaçao de estudos adicionais visando uma maior eaploraçao deles. Embora, atual mente, nao eaistam estudos associados aos efeitos do açai, salva-do-marajó, pupunha e bacuri na fermentaçao ruminal, pressupöe-se que pela sua composiçao fitoquímica, poderiam ter um efeito semelhante aos ionóforos na produçao de ruminantes.
Palavras-chave: aditivo; antimicrobiano; metabólito secundario; microbiota ruminal; ruminante.
Abstract
In the Amazonian Forest, diverse plants have bioactive compounds, which can potentially be used as modulators of ruminal fermentation. Despite the importance, few studies have been developed to evaluate the use of extracts from Amazonian plants as natural feed additives in ruminant nutrition. Thus, the objective of this study is to present a brief overview of the scientific data in the literature regarding the effects of the use of extracts of açai, copaiba, sagedo-marajó, peach palm, and bacuri on the ruminal fermentation and their potential for use in the diet of ruminants. Açai (Euterpe oleracea Mart.) has 16.08 mg/g of dry matter of flavonoids, compounds with potent antimicrobial activity. Studies with açai oil supplementation have shown modulatory effects on rumen fermentation and milk production in sheep and cows. Additionally, the copaiba oleoresin (Copaifera spp.) and the bacuri (Platonia insignis Mart.) seed butter have 88% and 41% of terpenes, respectively; the phytochemical composition of marajó sage oil (Hyptis crenata Pohl ex Benth) is not completely resolved, but this source is mostly composed of the terpenes, camphor (33.62%), 1,8-cineole (19.76%) and a-pinene (15.24%), which have in vitro antimicrobial effects against different bacterial strains. The findings of this review demonstrate the potential of Amazonian extracts in maximizing animal production, due to the possible effects on the modulation of ruminal fermentation, being encouraged to carry out additional studies aiming at a greater exploration of them. Although, there are no current studies associated with the effects of açai, sage, peach palm, and bacuri on rumen fermentation, it is inferred that, due to their phytochemical composition, they may have a similar effect to ionophores on ruminant production.
Keywords: additive; antimicrobial; secondary metabolite; ruminal microbiota; ruminant.
Resumen
En la selva amazónica, innumerables plantas poseen compuestos bioactivos, que potencialmente pueden ser utilizados como moduladores de la fermentación ruminal. A pesar de la importancia, han sido desarrollados pocos estudios evaluando el uso de extractos de plantas amazónicas como aditivos alimentarios naturales en la nutrición de rumiantes. Así, el objetivo de este estudio es presentar un breve panorama de los datos científicos en la literatura sobre los efectos del uso de extractos de aça^ copaíba, salvia-do-marajó, chontaduro y bacuri en la fermentación ruminal y su potencial de uso en la dieta de los rumiantes. Açaí (Euterpe oleracea Mart.) tiene 16,08 mg/g de materia seca de flavonoides, compuestos con potente acción antimicrobiana. Los estudios con suplementos de aceite de açaí han demostrado efectos moduladores sobre la fermentación ruminal y la producción de leche en ovejas y vacas. Adicionalmente, la oleorresina de copaiba (Copaifera spp.) y la mantequilla de semilla de bacuri (Platonia insignis Mart.) poseen 88% y 41% de terpenos, respectivamente; la composición fitoquímica del aceite de salvia de marajó (Hyptis crenata Pohl ex Benth) no está completamente resuelta, sin embargo esta fuente está mayoritariamente compuesta de los terpenos alcanfor (33,62%), 1,8-cineol (19,76%) y a-pineno (15,24%), los cuales poseen efecto antimicrobiano in vitro frente a diferentes cepas bacterianas. Los hallazgos de esta revisión demuestran el potencial de los extractos amazónicos en la maximización de la producción animal, debido a sus posibles efectos sobre la modulación de la fermentación ruminal, siendo incentivados a realizar estudios adicionales con el objetivo de una mayor exploración de estos. Aunque actualmente no existen estudios asociados a los efectos del aça^ la salvia, el chontaduro y el bacuri en la fermentación ruminal, se supone que, por su composición fitoquímica, podrían tener un efecto similar a los ionóforos en la producción de rumiantes.
Palabras clave: aditivo; antimicrobiano; metabolito secundario; microbiota ruminal; rumiante.
Introduçao
O aumento projetado da populaçao global para nove bilhoes de pessoas em 2050 (44) e a crescente demanda por práticas sustentáveis que minimizem os riscos a saúde humana e ao meio ambiente, tem intensificado as mudanças na indústria pecuária para atender as expectativas mundiais de produçao. Dessa forma, a adoçao de estrategias alimentares, como o uso de aditivos alimentares na nutriçao de animais ruminantes, sao uma alternativa para produzir de forma mais eficiente, além de reduzir o ônus ambiental.
O Brasil possui grande diversidade de flora, com vegetaçöes de diferentes características e com muitos princípios ativos ainda desconhecidos. No entanto, é no bioma Amazônico (Figura 1), que ocupa cerca de 58,9% do território brasileiro, onde concentra-se a mais rica biodiversidade, com metade das espécies vegetais do planeta e alto grau de endemismo (20). Algumas plantas amazónicas tem sido amplamente utilizadas de forma empírica pelos povos tradicionais para tratar patologias, como por exemplo infecçöes microbianas e, apesar da importancia que possuem, ainda há carencia de estudos científicos sobre os efeitos medicinais.
Os possíveis efeitos medicinais das plantas amazónicas tem despertado interesse na produçio animal em virtude dos potenciais efeitos na modulaçio da fermentaçio ruminal. Pois, comprovadamente, a inclusio de aditivos vegetais pode, efetivamente, modificar a fermentaçio ruminal pela inibiçio de bactérias gram-positivas, reduzindo a desaminaçio, a concentraçio de NH3N e metanogenese (24, 49). Isso ocorre porque as plantas possuem metabólitos secundários, que se originam de processos metabólicos primários, mas nio constituem a estrutura molecular vital dos vegetais e sio responsáveis pela proteçio a estresses abióticos e bióticos (12, 47). Esses compostos podem apresentar ampla atividade antimicrobiana, antioxidante e anti-inflamatória, o que hipoteticamente possibilita a sua utilizaçio na produçio animal, objetivando explorar as atividades específicas em produtos naturais (47). Dentre eles, os antimicrobianos como alternativa biologicamente natural aos antibióticos nio ionóforos na modulaçio da fermentaçio ruminal, uma vez que a utilizaçio dos antimicrobianos nio ionóforos tem sido limitada pelo desenvolvimento de cepas resistentes e pelo efeito residual em produtos de origem animal (8, 23, 28, 50, 65). Isso motivou as restriçöes da Uniao Europeia quanto ao uso de antibióticos considerados antimicrobianos criticamente importantes pela Organizaçao Mundial de Saúde, desde 2006, recentemente, o Ministerio da Agricultura e Assuntos Rurais da China emitiu o Anúncio n°194 em 2020, que proíbe a inclusao de antibióticos medicamentosos na dieta de animais (ex. virginiamicina) (82).
Dessa forma, as antocianinas e flavonoides, fitoquímicos majoritários do açai e os terpenos, fitoquímicos majoritários da copaíba, salva-do-marajó, pupunha e bacuri, tem sido alvo de estudos devido ao potencial efeito modulador da microbiota ruminal. O estudo com a utilizaçao do extrato de repolho roxo com bovinos de corte, realizado por Gao et al. (2022), foi observado aumento na concentraçao de AGV total, na proporçao molar de propionato e reduçao na relaçao acetato/propionato. No estudo de Lee et al. (2021), o uso de folhas de oliveira, rico em terpenos, como aditivo na fermentaçao ruminal in vitro reduziu a produçao de metano (CH4). Shakeri et al. (2017), observaram reduçao na produçao de metano, nitrogenio amoniacal ruminal e aumento na concentraçao molar de propionato com a utilizaçao subprodutos e extratos de oliveira in vitro.
Por essas razöes, O aça^ copaíba, salva-do-marajó, pupunha e bacuri apresentam em sua composiçao metabólitos secundários que hipoteticamente tem o potencial de selecionar microorganismos benéficos no rúmen, principalmente reduzindo bacterias gram-positivas, com possíveis impactos na (i) eficiencia energética (mitigando a emissao de metano), (ii) eficiencia de utilizaçao da proteína (reduzindo as perdas por amônia e aumentando a quantidade de proteína nao degradada no rúmen), (iii) na saúde ruminal (com reduçao nas concentraçöes de ácido lático, e melhora na relaçao acetato:proprionato no rúmen) e (iv) aumento da digestibilidade da matéria seca (28, 36). Portanto, objetiva-se com essa revisao apresentar dados científicos disponíveis na literatura dos efeitos dos extratos de aça^ copaíba, salva-do-marajó, pupunha e bacuri na modulaçao da microbiota ruminal e desempenho animal. Objetiva-se também apresentar informaçöes científicas que fundamentem o potencial de uso desses extratos de plantas amazónicas, principalmente dos extratos em que ainda nao se possuem pesquisas realizadas com animais ruminantes.
Modulaçao da fermentaçao ruminal e os fitoquímicos das plantas
Em ruminantes, a digestao dos alimentos ingeridos acontece através da fermentaçao realizada por microrganismos no trato gastrointestinal, no rúmen, os alimentos passam processos fermentativos realizados por bactérias, protozoários e fungos. Nesse processo, a degradaçao inicial ocorre através de sistemas enzimáticos extracelulares em que, os carboidratos sao degradados a monossacarídeos e, no metabolismo intracelular reduzidos a piruvato, precursor dos ácidos graxos voláteis (AGV's); as proteínas sao degradadas a aminoácidos e, desaminados no metabolismo intracelular a amônia, a-cetoácidos (precursor dos AGV's) ou sao utilizados na síntese de proteína microbiana. Adicionalmente, os lipídeos esterificados e galactolipídeos sao hidrolisados por enzimas da membrana celular, formando glicerol, galactose e ácidos graxos saturados e insaturados; o glicerol e galactose sao metabolizados a AGV's ao entra rem na célula bacteriana e os ácidos graxos insaturados sao biohidrogenados extracelularmente, através da utilizaçao de NADH do citoplasma bacteriano, tornando-os saturados (25).
Assim, o processo de fermentaçao ruminal converte os alimentos ingeridos majoritariamente em ácidos graxos voláteis, dióxido de carbono, metano, amônia e ácido lático. Em que, podem ser utilizadas diferentes rotas para formaçao do produto final da fermentaçao ruminal, os AGV's, onde o acetato, propionato e butirato sao os mais importantes (19). A proporçao que cada AGV é produzido é dependente da espécie bacteriana, da concentraçao de NADH e H2 e da dieta fornecida aos animais (45, 25). Adicionalmente, a utilizaçao de H2 do meio ruminal depende da açao das bactérias metanogenicas, que usam H2 para formaçao de dióxido de carbono e metano (25), em que a produçao de metano representa 2 a 15% da ingestao de energia bruta da dieta (18, 48).
Nesse sentido, a modulaçao da fermentaçao ruminal e o desenvolvimento da populaçao microbiana é realizada para otimizar a utilizaçao de energia proveniente da dieta, e minimizar a produçao de metano, a degradaçao da proteína no rúmen e a acidose ruminal, considerados processos ineficientes e prejudiciais aos animais (18). Uma das formas de manipular a fermentaçao ruminal pode ser através da utilizaçao de aditivos moduladores da fermentaçao ruminal, dentre eles, os antibióticos ionóforos, que devido ao uso indiscriminado, questoes recentes tem sido debatidas sobre o efeito residual e a resistencia de cepas aos antibióticos sintéticos, encorajando a busca por aditivos alimentares naturais, minimizando os riscos a saúde e ao meio ambiente (49).
Por essa razao, os aditivos naturais tem sido alvo de estudo, devido a presença de metabólitos secundários, que sao derivados do metabolismo primário das plantas, classificados como terpenos, fenóis e alcaloides. No ambiente ruminal esses compostos sao capazes de interagir com os microrganismos, que levam a alteraçoes na fermentaçao ruminal, reduçao da metanogenese in vitro e in vivo, refletindo no desempenho de animais ruminantes (18).
Os terpenos sao sintetizados a partir do difosfato de isopentenil (isoprenos C10), classificados conforme a quantidade de isoprenos. Os fenóis sao biosintetizados a partir de diferentes rotas metabólicas, sao caracterizados pela presença de ao menos um anel aromático. Os alcaloides possuem diferentes precursores biogenéticos, apresentam nitrogenio em sua estrutura química (7). Os efeitos desses fitoquímicos vegetais sobre a populaçao de bactérias, fungos e protozoários, originam mudanças nos produtos finais da fermentaçao, como amônia e AGV's. No estudo com a utilizaçao de extratos de plantas que possuem metabólitos secundários como aditivos na dieta de búfalos, Sama et al. (2016) observaram que houve reduçao na concentraçao de nitrogenio amoniacal e a populaçao de protozoários ciliados com a utilizaçao do aditivo. Joch et al. (2018), avaliaram o efeito dos metabólitos secundários sobre os parámetros de fermentaçao ruminal in vitro e observaram que a produçao de AGV's e metano foram afetadas dependendo do metabólito e da dose utilizada, as menores concentraçöes reduziram a produçao de metano e alteraram a dinámica das familias de bacterias Lachnospiraceae, Succinivibrionaceae, Prevotellaceae, Clostridiales e Ruminococcaceae.
Além disso, esses compostos fitoquímicos podem ser degradados no ambiente ruminal (54). Por isso, ainda nao está totalmente elucidada a funçao dos fitoquímicos no ambiente ruminal, especialmente, na fermentaçao ruminal. Com base nos achados, os extratos de plantas amazónicas podem apresentar potencial modulador da microbiota ruminal, devido a presença d metabólitos secundários.
Açai
O açai (Figura 2), é fruto de uma palmeira monoica nativa da regiao amazónica, apreciado desde a época pré-colombiana, que se destaca pela alta concentraçao de macronutrientes (80). Embora existam diferentes espécies de açai no Brasil, as mais conhecidas sao E. oleracea Mart. (Açai do Pará), E. precatoria Mart. (Açai do Amazonas), E. edulis Mart. (Juçara), E. catinga Wallace (açaizinho), E. Longibracteata Barbosa Rodrigues (Açai da Terra firme); mas apenas espécies nativas da regiao amazónica sao utilizadas comercialmente (26).
O fruto tem sido considerado como uma "superfruta" na alimentaçao humana em razao das suas propriedades medicinais e sua composiçao como teor de fibras (76,4%), lipideos (24,7%), ácidos graxos insaturados (70,1%), antocianinas e vitaminas (0,41%) e por ser fonte de energia (37,8 kcal/100g) (21). A polpa de açai possui aproximadamente 50% de lipideos na matéria seca, com rico conteúdo de antocianinas, pertencente a familia dos flavonoides, que confere fruto uma cor avermelhada (80) (Figura 3). A polpa também é conhecida por suas propriedades medicináis, tais como: antimicrobiana, anti-inflamatória, anticarcinogenica, além de prevenir a oxidaçao de proteínas de baixa densidade e doenças neurológicas e cardiovasculares (3, 10, 68, 71, 79). Além disso, o perfil fenólico, a atividade antioxidante e as propriedades farmacológicas tem sido relatados (33, 35, 70).
Dentre os compostos fitoquímicos presentes na polpa de açai, as antocianinas e proantocianidinas sao as familias de flavonoides predominantes, com teor de 3,19 mg/g de MS e 12,89 mg/g de MS, respectivamente; as antocianinas sao representadas pela presença majoritária de cianidina 3-glicosídeo e cianidina, 3-rutinosídeo (64). Também sao detectados os flavonoides homoorientina, orientina, isovitexina, scoparina, taxifolina deoxihexose, vitexina, luteolina, crisoeriol, quercetina e diidrocaempferol (24, 64). Devido a presença desses compostos fitoquímicos, a polpa de açaí apresenta alta capacidade antioxidante, principalmente, pela presença de luteolina, quercetina e diidrocaempferol, que podem contribuir com a reduçao do estresse oxidativo causado dentro das células (24). Em ensaios in vitro, o óleo da polpa de açaí mostra efeito inibitório no crescimento de bactérias gram-positivas (Staphylococcus aureus, Enterococcus faecalis) (32, 36).
Após o beneficiamento da polpa do aça^ as sementes sao descartadas, podendo representar até 80% do peso do fruto, gerando volume considerável de resíduos agroindustriais (35). A fim de reduzir o ônus ambiental e económico, essa grande quantidade de resíduos incentivou a utilizaçao de sementes de açai para diversos fins, em que uma parte tem sido utilizada como ingrediente na dieta de animais ruminantes (14, 29, 43).
Recentemente, a caracterizaçio das sementes de açai tem sido estudada, apresentando teor de 86% de fibras, 4,89% de proteína e 2,75% de lipídeos (35). As sementes de açai apresentam teor fenólico total de 64,58 mg/g de extrato, representado por procianidina Bi (16,08 mg/g), catequina (15,66 mg/g), epicatequina (5,32 mg/g), procianidina B2 (1,49 mg/g) (35). O alto teor dos compostos fenólicos na semente de açai pode ser correlacionado com a alta atividade antioxidante, sendo superior a atividade antioxidante da polpa (6). Além disso, as sementes apresentam atividade antimicrobiana contra bactérias gram-positivas (S.aureus e E. faecalis) e Candida albicans (33).
É importante ressaltar que esses achados mostram que as sementes de açai possuem teores de compostos bioativos elevados em comparaçio a polpa do fruto, e está sendo descartada como residuo agroindustrial. Nesse sentido, pesquisas utilizando óleo da semente de açai na nutriçio de ruminantes podem demonstrar maior potencial na modulaçio da fermentaçio ruminal e no desempenho desses animais, visto que as pesquisas desenvolvidas com o óleo polpa do fruto apresentam resultados promissores (Tabela 1).
Os efeitos da inclusio do óleo de polpa de açai sobre o aumento da produçio de leite em ovelhas e vacas no período de lactaçio, pode estar relacionado aos possíveis efeitos na fermentaçio, proporcionando aumento na concentraçio de propionato, principal prercursor da glicose e reduçio da concentraçio de amônia, elucidando o aumento da concentraçio de glicose e reduçio de ureia sericas (60).
As alteraçöes relatadas no padrio de fermentaçio com as diferentes dosagens do óleo da polpa açaí podem ser atribuídas ao efeito inibitório na atividade microbiana, pois a utilizaçio de óleo pode reduzir a digestibilidade, produçio de gases e AGV (13).
Apesar desses estudos serem direcionados a suplementaçio com óleo da polpa de aça^ acredita-se que a utilizaçio do óleo das sementes de açaí como aditivos possam apresentar efeito modulador da microbiota ruminal e proporcionar alteraçöes no padrio de fermentaçio e no desempenho, com base na composiçio do óleo, que possui teor considerável de flavonoides; que sio polifenóis encontrados em sementes e vegetais, e podem ser classificados em oito grupos, com base na estrutura molecular: flavanol, flavandiol, flavona, diidroflavonol, flavona, flavonol, isoflavona e antocianidina (17).
Comprovadamente, no ambiente ruminal, esses compostos proporcionam equilíbrio do pH ruminal em acidose subaguda, apresentam atividade antibacteriana, melhoram a produtividade através do aumento da produçio de propionato em relaçio ao acetato (41). Em ensaio in vitro, os flavonoides naringina e quercetina reduziram a produçio de metano, bem com a quantidade de protozoários ciliados e metanogenos hidrogenotróficos (46). A utilizaçao de extrato cítrico comercial de mistura de flavonoides (Bioflavex®), também proporcionou reduçao na produçao de metano, bem como reduziu a populaçao de archaea metanogenica hidrogenotrófica e, promoveu aumento da concentraçao de propionato e na populaçao de Megasphaera elsdenii, em ensaio in vitro (73). Portanto, devido a presença e o teor de flavonoides na polpa e nas sementes de açai e os efeitos desse composto químico no ambiente ruminal, acredita-se que a utilizaçao dos óleos da polpa e das sementes de açai possam reduzir a produçao de metano, aumentar a produçao de propionato e equilibrio do pH ruminal.
Copaíba
As copaíbas sao árvores de grande porte e crescimento lento, que podem chegar até 40 m de altura, com tronco áspero e escuro de até 4 m de diâmetro. Seu nome tem origem indígena tupi: "cupa-yba", que significa árvore reservatório ou depósito, devido a presença de óleo resina no tronco (Figura 4). Pertencem ao genero Copaifera que possui mais de 60 espécies catalogadas e distribuidas na regiao amazónica e Centro-Oeste do Brasil (5). A copaíba também é conhecida popularmente como copaibeira ou pau-de-óleo.
A copaíba tem recebido atençao de muitos exploradores e viajantes desde os primeiros anos da sua descoberta, especialmente porque a populaçao tradicional amazónica usa o seu óleo como medicamento popular com base em evidencias empíricas (74). Atualmente, é uma das plantas medicinais mais utilizadas e comercializadas no Brasil, em razao das suas propriedades medicinais, cosméticas e industriais comprovadas (21). A óleoresina extraída do tronco (Figura 5) possui características de viscosidade e cor amarelo-marrom, conhecida por suas propriedades anti-inflamatórias e potente atividade antimicrobiana contra bactérias grampositivas (1). Isto deve-se a presença de metabólitos secundários, sendo estes representados pela presença de mais de 60 terpenos, dentre os quais estao majoritariamente o a-cubebeno, a-copaeno, ß-elemeno, ß-cariofileno, y-elemeno, a-bergamoteno, a-humuleno, trans-cadina- 1, 4-dieno, germacreno D, ß-bisaboleno e A-cadineno. No óleo essencial de copaíba, os terpenos representam 88% dos metabólitos secundários presentes, em que o ß-cariofileno constituiu cerca de 55% dos terpenos totais (76).
Ao mesmo tempo em que o limoneno, a-pineno e ß-cariofileno sao conhecidos por suas propriedades antimicrobianas e farmacológicas, foram avaliados pela capacidade de modular a fermentaçao ruminal e inibir a digestao ruminal (54). No entanto, as respostas obtidas ainda nao descrevem inteiramente seus efeitos no ambiente ruminal. Mas acredita-se que apresentem atividade citotóxica em diversos microorganismos, agindo na permeabilidade das membranas, causando efluxo de metabólitos e íons, com a consequente ruptura e morte de bacterias grampositivas e gram-negativas (57, 74).
Em ensaios in vitro utilizando o óleo bruto de copaíba como fitofármaco, o extrato inibiu especies de bacterias gram-positivas, S. aureus e de bacterias gram-negativas, Escherichia coli e Pseudomonas aeruginosa (16, 37). Em outro estudo, o óleo essencial da copaíba apresentou atividade antimicrobiana contra S. aureus, S. epidermidis, ambas especies de bacterias grampositivas (2). Esses resultados motivaram investigaçöes científicas com utilizaçao do óleo de copaíba na nutriçao de ruminantes, sugerindo que esse extrato pode afetar o padrao de
fermentaçao ruminal e melhorar a utilizaçao de nutrientes, em razao do efeito dos metabólitos sobre as bacterias gram-positivas no rúmen (Tabela 2).
Apesar das dosagens estudadas terem promovido efeitos positivos, que apoiam os possíveis efeitos microbianos (Tabela 02), em ensaio in vitro da digestibilidade da MS, a maior dosagem do óleo de copaíba (3000 mg/L de inóculo) reduziu a digestibilidade da MS em todas as dietas utilizadas, 10:90 e 50:50 (proporçao volumoso: concentrado). Por outro lado, a dosagem de 300 mg/L de inóculo proporcionou efeitos benéficos como o aumento da concentraçao de propionato e reduçao da concentraçao de acetato com a dieta 10:90, a mesma dosagem também promoveu reduçao de NH3N sem alterar as concentraçöes de AGV com a dieta 50:50 28. Isto sugere que com a utilizaçao da maior dosagem (3000mg/L de inóculo), a fermentaçao ruminal foi inibida pela propriedade adsortiva, em que formam uma cobertura hidrofóbica na célula bacteriana ou no alimento, impedindo o metabolismo das bactérias ou sua adesao nas partículas de alimento; agindo na permeabilidade da membrana, e por conseguinte, causando a ruptura e morte microbiana (25).
De acordo com os achados, a composiçao fitoquímica da oleoresina de copaíba, que em sua maioria sao terpenos, mostram atividade letal ou citotóxica contra bacterias, protozoários e fungos, tem como principal mecanismo de açao a ruptura da membrana celular de bacterias, agindo através da interaçao com a biomembrana e proteínas da membrana (57). No ambiente ruminal in vitro, os terpenos limoneno, terpineno, timol, cravacol e linolol sao capazes de reduzir a produçao total de gás (9). Por essa razao, acredita-se que a utilizaçao da oleoresina de copaíba como aditivo pode ser útil na reduçao da produçao de gás, melhorando a eficiencia de utilizaçao de energia da dieta.
Com base nesses resultados, outras investigaçöes científicas com óleo de copaíba podem ser direcionadas para avaliar o desempenho produtivo de ruminantes e produçao de gás e seus impactos nas emissoes de metano.
Salva-do-marajó
A salva-do-marajó (Hyptis crenata Pohl ex Benth; Figura 6), é uma planta herbácea anual que atinge 60 a 80 cm de altura, encontrada em solos arenosos próximo a riachos na Ilha de Marajó, estado do Pará, Brasil. A planta é conhecida como salva-do-marajó, utilizada pelas comunidades ribeirinhas para aromatizaçao de alimentos e na medicina popular (65).
Devido as consideráveis variedades de compostos químicos, bem como ao óleo essencial, e os metabólitos secundários que podem ser obtidos da salva-do-marajó, atribuem-se a essa planta uma série de efeitos e atividades, tanto para as plantas que sintetizam esses compostos, quanto para os animais e seres humanos que entram em contato com essas substâncias (72). Embora sejam escassos estudos sobre a salva-do-marajó e sua composiçao fitoquímica ainda nao esteja completamente caracterizada, o óleo obtido a partir das folhas e ramos finos (Figura 7), possui como terpenos majoritários cánfora (33,62%), 1,8-cineol (19,76%) e a-pineno (15,24%) (69). Esses componentes ativos dos óleos tem açao antimicrobiana, desestabilizando a membrana dos microorganismos de forma semelhante aos antibióticos ionóforos (57).
Algumas propriedades dos óleos essenciais das folhas e ramos finos de salva-do-marajó foram relatadas, como antimicrobiana (78), bactericida e larvicida (77), bem como antioxidante (56), apresentando maior atividade contra as bactérias gram-positivas, e comprovadamente inibindo cepas de Staphylococcus aureus e Enterococcus faecalis. Tais propriedades do óleo de salva-demarajó podem ter potencial de modular beneficamente a fermentaçao ruminal. Os compostos presentes nesse óleo potencialmente podem favorecer o crescimento de bactérias gramnegativas, nas quais estao inseridos os microrganismos fermentadores de lactato, as bactérias proteolíticas, as bactérias que produzem preferencialmente ácido propiônico (25). Este pode, consequentemente, reduzir problemas metabólicos relacionados a acidose, reduzir a degradaçao e perdas de proteína no rúmen e melhorar a eficiencia de utilizaçao de energia da dieta e reduzir a emissao de metano.
Em razao da concentraçao de terpenos no óleo de salva-do-marajó, que apresentam atividade antimicrobiana e sao capazes de reduzir a produçao total de gás em ambiente ruminal in vitro (57, 9), acredita-se que a utilizaçao do óleo de salva-do-marajó como aditivo na nutriçao de ruminantes possa modular a microbiota ruminal, reduzir a produçao de gás e elucidar os possíveis efeitos no ambiente ruminal, pois até onde pode-se pesquisar na literatura, os estudos com óleo da salva-do-marajó em nutriçao de ruminantes inexistem. Nesse sentido, antes de recomendar qualquer tipo de utilizaçao como aditivo na alimentaçao de ruminantes, estudos devem ser realizados para verificar se os efeitos realmente ocorrem no ambiente ruminal, quais as dosagens adequadas e qual a proporçao dos possíveis efeitos na produçao animal.
Pupunha
A pupunheira (Bactris gasipaes Kunth), é uma palmeira nativa da regiao amazónica. O fruto, conhecido como pupunha (Figura 8), possui polpa comestível aderida a semente rígida e fibrosa; a coloraçao da casca varia entre vermelho, laranja e amarelo, dependendo do estágio de maturaçao (40). Tradicionalmente, a pupunha é consumida após o cozimento em água contendo sal para melhorar o sabor e eliminar os cristais de oxalato de cálcio da casca.
A polpa do fruto apresenta pH neutro em torno de 6 a 3,9% de proteína, 18,7% de lipídeos (53). Com perfil de ácidos graxos com 50,57% de ácido palmítico, 3,39% de ácido palmitoleico, 36,27% ácido oleico, 5,18% ácido linoleico, 1,17% ácido linolenico (62). Dentre os compostos fitoquímicos encontrados na polpa do fruto foram encontrados luteína (11,94 mg/Kg de óleo), cis luteína (2,22 mg/kg de óleo), cis 6-caroteno (1,64 mg/kg de óleo), 6-caroteno (1,64 mg/kg de óleo), cis licopeno (26,84 mg/kg de óleo), licopeno (30,8 mg/kg de óleo), cis y caroteno (35,4 mg/kg de óleo), Y-caroteno (67,62 mg/kg de óleo), cis ß-caroteno (27,66 mg/kg de óleo) e ß-caroteno (150,19 mg/kg de óleo) (63).
As sementes da pupunha sao compostas por 75,7% de ácidos graxos saturados e 24,3% de ácidos graxos insaturados (4). Foram relatados a presença de compostos fitoquímicos nas sementes, esteroides, sendo ß-sitosterol (51,3%), esqualeno (16,9%), campesterol (6,3%), estigmasterol (2,9%), ô-5-avenasterol (4,8%) e lanosterol (1%) majoritários desta família; e álcoois triterpenicos, principalmente: cicloartenol (8,7%), 24-metilenocicloartenol (5%) e citrostadienol (2%), além da presença de isómeros de vitamina E (a-tocoferol, ß-tocoferol, Y-tocoferol) (55).
Os extratos etanólicos da casca, polpa e das sementes da pupunha apresentam atividade antimicrobiana, inibindo o crescimento da cepa de bacterias gram-positivas, S.aureus, em ensaio microbiológico in vitro (34). Em razao disso, os compostos fitoquímicos presentes nos extratos de pupunha, bem como as propriedades relatadas, sugerem que os extratos mencionados acima podem ser capazes de modular a beneficamente a fermentaçao ruminal.
Apesar de uma parte dos subprodutos da pupunha sejam destinados para utilizaçao como ingredientes na dieta de animais ruminantes (38, 51, 52), o teor de ß-caroteno da pupunha, que atua como antioxidante e aumenta a produçao microbiana in vitro (81), pode possibilitar a utilizaçao do óleo da pupunha como aditivo modulador da microbiota ruminal. Em razao disso, o desenvolvimento de estudos para avaliar os possíveis efeitos da utilizaçao dos extratos de pupunha como aditivo no ambiente ruminal sao fortemente encorajados.
Bacuri
O Platonia insignis Mart., conhecida popularmente como "bacurizeiro", é uma árvore frutífera de 15 a 20 metros nativa da regiao Amazónica, encontrada principalmente no estuário do rio Amazonas (67). O bacuri (Figura 9), fruto da árvore, apresenta importancia na agroindústria por seus frutos serem apreciados no mercado tanto in natura, quanto processado na produçao de doces, sorvetes e geleias (58).
Os frutos sao químicamente caracterizados por seu alto teor de água 76%, 2% de lipídeos, 1,5% de proteína e 0,5% de matéria mineral, entre os compostos voláteis que compöe a polpa do fruto estao 41% de terpenos, 24% de álcoois nao terpenicos, 15% ésteres, 6% de aldeídos (75).
O óleo ou manteiga extraído das sementes do bacuri tem sido utilizado na produçao de sabao, no tratamento de doenças de pele e em substancias cicatrizantes para ferimentos de animais (58). Atualmente, as pesquisas fitoterápicas com bacuri tem sido intensificada com crescente interesse, principalmente, pelas sementes de bacuri (31).
A manteiga de bacuri é rica em ácidos graxos saturados, sendo 42,23% ácido palmítico, 28,8% ácido linoleico, 10,79% ácido palmitoleico, 2,52% ácido esteárico, 1,55 ácido láurico, 1,36% ácido eicosanóico, 1,24% ácido mirístico; além disso, possui açao antioxidante (11).
Em estudo recente, foi identificado a presença de um composto da família de compostos garcinielliptona nas sementes de bacuri, que comprovadamente tem efeito fitoterápico apresentando atividade antioxidante, anticonvulsivante, vaso relaxante e antiparasitário. Este estudo revelou também, que as garcinielliptonas apresentam efeitos antiproliferativos e pró-apoptóticos contra diversas linhagens de células cancerígenas in vitro (67).
Devido a presença de terpenos na composiçao fitoquímica no extrato de bacuri, acredita-se que a sua utilizaçao como aditivo na nutriçao de ruminantes possa reduzir a produçao de gás, através da açao antimicrobiana dos terpenos (9, 57). No entanto, até onde pode-se pesquisar na literatura, estudos envolvendo bacuri sao escassos, por isso o desenvolvimento de estudos para avaliar os efeitos dos extratos de bacuri sobre os parámetros ruminais sao fortemente encorajados.
Consideraçoes finais
Os extratos de plantas amazónicas, particularmente de açai, copaíba, salva-do-marajó, pupunha e bacuri, apresentam potencial de modulaçao da microbiota ruminal que podem refletir no desempenho de animais ruminantes. O óleo da polpa e das sementes do açai apresentam perfil como potenciais aditivos moduladores do crescimento da microbiota ruminal devido a concentraçao de flavonoides, e podem alterar as concentraçöes de ácidos graxos voláteis no rúmen, a produçao de metano e possivelmente o desempenho de animais ruminantes.
A pupunha possui alto teor de ß-caroteno, composto fitoquímico que atua como antioxidante e no crescimento microbiano in vitro, indicando potencial utilizaçao do óleo da pupunha como aditivo modulador da fermentaçao ruminal.
A alta concentraçao de terpenóides no óleo de copaíba, salva-do-marajó extrato de bacuri, que agem seletivamente no crescimento bacteriano e, comprovadamente, reduzem a produçao total de gás in vitro, indicando potencial utilizaçao desses extratos como aditivos antimicrobianos.
Dessa forma, este breve panorama sugere que os extratos de açai, copaíba, salva-do-marajó, pupunha e bacuri devem ser avaliados em ensaios de digestibilidade in vitro e produçao de gás para avaliar as alteraçöes na fermentaçao ruminal e, por conseguinte, avaliar o desempenho de animais ruminantes.
Fecha correspondencia:
Recibido: junio 08 de 2022
Aceptado: septiembre 12 de 2022
Forma de citar:
Coelho G de J, Vargas JAC, Costa de Araújo T, Pereira Maciel R, Souza Alves K, Gomes DI Mezzomo R· Perspectivas do uso de extratos de plantas amazónicas (açai, copaíba, salva-do-marajó, pupunha e bacuri) como potenciais moduladores da fermentaçao ruminal: um breve panorama· CES Med· Zootec· 2022; 17(2): 36-62· https://dx.doi.org/10.21615/ cesmvz,6773
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DOI: 10.21615/cesmvz.6773
ISSNe: 1900-9607
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Abstract
Na flora amazónica, incontáveis plantas possuem compostos bioativos, que potencialmente podem ser utilizados como moduladores da fermentaçao ruminal· Apesar da importancia, poucos estudos tem sido desenvolvidos para avaliar a utilizaçao de pla ntas amazónicas como aditivos alimentares naturais na nutriçao de ruminantes· Assim, objetiva-se apresentar um panorama dos dados científicos da literatura sobre os efeitos do uso dos extratos de açai, copaíba, salva-do-marajó, pupunha e bacuri na fermentaçao ruminal e os seus potenciais de utilizaçao na dieta de ruminantes· O açai (Euterpe oleracea Mart·), possui 16,08 mg/g de matéria seca de flavonoides, compostos com potente açao antimicrobiana· Estudos com suplementaçao do óleo de açai tem mostrado efeitos modulatórios na fermentaçao ruminal e na produçao de leite de ovelhas e vacas· Adicionalmente, a oleoresina de copaiba (Copaifera spp·) e a manteiga das sementes de bacuri (Platonia insignis Mart.), possuem, respectivamente, 88% e 41% de terpenos; a composiçao fitoquímica do óleo de salva-do-marajó (Hyptis crenata Pohl ex Benth) ainda nao está completamente caracterizada, mas esta fonte está majoritariamente composta por terpenos cánfora (33,62%), 1,8-cineol (19,76%) e a-pineno (15,24%), que apresentam atividade in vitro antimicrobiana, capaz de reduzir a produçao total de gás em ambiente ruminal in vitro. A pupunha, fruto da pupunheira (Bactris gasipaes Kunth.), possui 355,95 mg/kg de carotenoides, com efeito antimicrobiano in vitro contrai algumas cepas bacterianas. Os achados desta revisao demonstram as potencialidades dos eatratos amazónicos na maaimizaçao da produçao animal, em razao dos possíveis efeitos na modulaçao da fermentaçao ruminal, sendo encorajada a realizaçao de estudos adicionais visando uma maior eaploraçao deles. Embora, atual mente, nao eaistam estudos associados aos efeitos do açai, salva-do-marajó, pupunha e bacuri na fermentaçao ruminal, pressupöe-se que pela sua composiçao fitoquímica, poderiam ter um efeito semelhante aos ionóforos na produçao de ruminantes.