comparação entre os métodos lignina em detergente ácido, lignina

VI Simpósio de Pós-Graduação e Pesquisa em Nutrição e Produção Animal – VNP – FMVZ – USP – 2012
COMPARAÇÃO ENTRE OS MÉTODOS LIGNINA EM DETERGENTE ÁCIDO,
LIGNINA PERMANGANATO DE POTÁSSIO, LIGNINA KLASON E LIGNINA
BROMETO DE ACETILA NA DETERMINAÇÃO DO TEOR DE LIGNINA EM
PLANTAS FORRAGEIRAS
Alejandro Vargas Velásquez¹; Pedro Pacheco²; Romualdo Shigueo Fukushima³
1
Aluno de mestrado do Programa de Pós-Graduação em Nutrição e Produção Animal (VNP) da
Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da Universidade de São Paulo (FMVZ-USP).
2
Especialista em laboratório. VNP/FMVZ – USP.
3
Professor Titular do Departamento de Nutrição e Produção Animal da FMVZ – USP.
Pirassununga – São Paulo – Brasil
E-mail: [email protected]
INTRODUÇÃO
Cerca de 80% da matéria seca das plantas é composta por parede celular (PC), e os
animais herbívoros possuem a capacidade de extrair energia dela. No entanto, à medida que as
plantas amadurecem diminui essa capacidade, devido principalmente ao aumento da lignina
(Jung & Deetz, 1993). A lignina é um polímero fenólico presente na PC vegetal e as enzimas
digestivas dos herbívoros não conseguem hidrolisá-la, inibindo também a digestão dos
carboidratos estruturais (Van Soest, 1994). Portanto, a determinação do teor de lignina pode ser
útil para estimar o valor nutritivo das plantas (Fukushima et al., 1991).
Há vários métodos para quantificar o teor de lignina; porém nem todos refletem o valor
real da lignina. Por exemplo, os valores de LDA podem estar contaminados por compostos não
fenólicos, tais como cinzas (Jung et al. 1996) e proteína (Hatfield et al., 1994). O método LK
recebe a crítica de autores (Lai & Sarkanem, 1971; Van Soest & Wine, 1968) que apontaram a
inclusão de proteínas no resíduo insolúvel. Os teores de lignina permanganato de potássio (LP)
podem estar artificialmente elevados devido à oxidação da pectina pela solução de KMnO4 (Van
Soest & Wine, 1968).
O método ultravioleta lignina brometo de acetila (LBA) foi proposto para a quantificação
de lignina em forragens (Morrison, 1972a; b) como alternativa aos métodos disponíveis na época.
Os objetivos deste estudo foram os de colher informações sobre a quantificação de lignina em
produtos vegetais pelo método espectroscópico lignina brometo de acetila (LBA), e comparar
estes dados com as concentrações de lignina obtidas por outras técnicas, visando elucidar qual
seria o método que apresentaria maior acurácia.
MATERIAIS E MÉTODOS
O experimento foi conduzido no Departamento de Nutrição e Produção Animal da
FMVZ-USP, no Campus de Pirassununga. Foram estudadas cinco espécies de gramíneas
forrageiras: Brachiaria brizantha cv. Marandú, B. brizantha cv. Xaraés (MG-5), Panicum
maximum cv. Mombaça, Pennisetum purpureum cv. Cameroon e P. purpureum cv. Napier. As
plantas foram colhidas em sete estádios de maturidade, sendo o primeiro corte aos 35 dias, e
posteriormente a cada 15 dias até os 125 dias no último corte.
1
As análises bromatológicas seguiram os preceitos contidos em Silva e Queiroz (2002),
sendo que a fibra em detergente neutro (FDN) e LDA foram determinadas de acordo com Van
Soest et al. (1991). A técnica LK seguiu o protocolo descrito por Hatfield et al. (1994), a LP
aderiu ao protocolo de Van Soest & Wine (1968) e a LBA foi realizada segundo a técnica
descrita por Fukushima & Kerley (2011). O ensaio de digestibilidade in vitro seguiu a descrição
de Tilley & Terry (1963), e utilizou a técnica de aceleração da anaerobiose do meio de cultura,
preconizado por Fukushima et al. (2002).
O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, com duas repetições, e as
médias dos tratamentos foram comparadas pelo teste de Tukey, ao nível de 5% de significância.
A análise de variância (ANOVA) e as correlações entre os teores de lignina e a digestibilidade in
vitro da matéria seca foram obtidos utilizando o PROC GLM e o PROC CORR, respectivamente,
no (SAS, 2009), versão 9.1.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
O método de LDA apresentou os menores teores de lignina nos sete estádios de
maturidade para todas as espécies (Tabela 1), corroborando com as observações de vários
autores. Kondo et al. (1987), reportaram que a LDA subestimou os teores de lignina devido à
parcial solubilização da mesma na solução de detergente ácido, que pode chegar até 50% em
gramíneas tropicais (Lowry et al., 1994).
Tabela 1. Teores de lignina em Panicum maximum
Média nos 7 es tadios de maturidade
g/kg
LBA
Corte
1
118,5
G, a
2
148,9
F, a
62,4
DE, b
68,8
3
165,1
E, a
4
183,6
D, a
5
201,0
6
217,6
7
244,5
EPM
1
LDA
LK
50,1 E, c
66,0
F, b
77,2
E, c
C D, b
83,5
E, b
79,6
C, b
98,0
D, b
C, a
95,6
B, b
107,0
B, a
102,1
A, a
119,5
1,1017
cv. Mombaça.
LPer
74,6
83,1
EPM
C, b
0,9824
BC, c
1,2569
113,1
B, c
1,4054
134,7
AB , c
1,5169
C, c
139,5
AB , d
1,5499
B, b
122,4
B, c
143,3
AB , d
1,6533
A, b
144,4
A, b
0,6398
0,7037
147,6
A, b
1,8468
0,8092
Lig n in a d e t e r g e n t e á c id o ( LDA) , lig n in a p e r m a n g a n a t o d e p o t a ssio ( LP e r ) , lig n in a Kla so n ( LK) , lig n in a b r o m e t o d e
a c e t ila ( LBA) , e r r o p a d r ã o d a m é d ia ( EP M)
2
To d o s o s v a lo r e s e st ã o e x p r e sso s c o m b a se n a m a t é r ia se c a
Mé d ia s, d e n t r o d e c o lu n a s, se g u id a s p o r le t r a s m a iu sc u la s d if e r e n t e s d if e r e m sig n if ic a t iv a m e n t e P =<0 .0 5 ( Tu k e y )
Mé d ia s, d e n t r o d e lin h a s, se g u id a s p o r le t r a s m in u sc u la s d if e r e n t e s d if e r e m sig n if ic a t iv a m e n t e P =<0 .0 5 ( Tu k e y )
Traxler et al. (1998) reportaram que o teor de LP foi geralmente mais elevado do que o
obtido pelo método LDA. Entretanto, os teores de LP podem estar artificialmente inflados (Van
Soest e Wine, 1968). As observações dos autores foram corroboradas neste estudo já que os
valores de LP foram maiores (P = 0.05) (Tabela 1).
Os teores de LBA foram maiores que os obtidos pelos outros três métodos nos sete
estádios de maturidade para todas as espécies neste estudo (Tabela 1).
2
Os teores de lignina foram negativamente correlacionados com a digestibilidade in vitro
da matéria seca (DIVMS) (Tabela 2). Todas as amostras, a exceção da LP, apresentaram
correlações altas e significativas (r2=<0.05). A LP não estimou de forma confiável a
digestibilidade das gramíneas neste estudo, o que pode ter sido causado pela interferência de
substâncias previamente mencionadas como pectina, taninos e flavonóides (Van Soest & Wine,
1968). Os métodos LDA, LK, e LBA se equipararam no que se refere à correlação com a
DIVMS. Fukushima e Hatfield (2004) observaram que o método LBA consistentemente produziu
altas correlações com a digestibilidade in vitro tanto da MS como da PC. A dispersão dos dados
de lignina foi baixa e uniforme (dados não apresentados), o que poderia explicar os altos índices
de correlação com a DIVMS.
Tabela 2. Correlação entre a digestibilidade in-vitro da materia seca e os 4 métodos
analíticos nas amostras de 5 especies em 7 estádios de maturação
LDA
LPer
LK
LBA
Indice de correlação de Pearson e significancia
1
Especie
Brachiaria brizantha cv. Marandú
Brachiaria brizantha cv. Xaraés (MG5)
Panicum maximum cv. Mombaça
Penissetum purpureum cv. Cameroon
Penissetum purpureum cv. Napier
Todas as especies
-0.9720
-0.3162
-0.9599
-0.9633
< .0001
0.2708
< .0001
< .0001
-0.8767
-0.8015
-0.8676
-0.8737
< .0001
0.0010
0.0001
< .0001
-0.8968
-0.6716
-0.9191
-0.8857
< .0001
0.0085
< .0001
< .0001
-0.9174
-0.8486
-0.9578
-0.9648
< .0001
0.0001
< .0001
< .0001
-0.9130
-0.9155
-0.9574
-0.9541
< .0001
< .0001
< .0001
< .0001
-0.8505
-0.6804
-0.9130
-0.8883
< .0001
< .0001
< .0001
< .0001
Lignina detergente ácido (LDA), lignina permanganato de potassio (Lper), lignina Klason (LK), lignina brometo de acetila
(LBA)
1
r 2 = Indice de Correlação de Pearson
CONCLUSÕES
São variados os métodos disponíveis para a quantificação do teor de lignina em plantas
forrageiras, porém os de natureza gravimétrica têm recebido várias críticas. O método
espectroscópico é uma alternativa rápida e conveniente; entretanto, posteriores estudos que
permitam padronizar os resultados e seu uso rotineiro nos laboratórios, devem ser estimulados.
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