Falta de Proteína para Ração: Estrangulamento da Aqüicultura no Brasil?

A pesca é a última atividade predatória pela qual a sociedade humana ainda extrai alimento em larga escala da natureza, já porém, beirando os limites da exploração sustentável. Como sucessora da pesca extrativa, a aqüicultura avança nesse final de século sendo uma das indústrias agrícolas de mais rápido crescimento no mundo; estima-se que em 2010, ela deverá suprir 25% da colheita aquática mundial. Esse crescimento da aqüicultura só ocorrerá através da viabilização comercial dos cultivos, que como qualquer atividade econômica, têm como meta a lucratividade. Após anos de proposições paternalistas, descobriu-se que a aqüicultura não é a solução adequada para “fornecer proteína para o pobre”; na realidade, ela seria uma das mais caras opções para tal finalidade, devendo ser vista antes como um “negócio” como tantos outros. Por meio desse negócio, mesmo um aqüicultor de pequeno porte terá direito à sua fatia de lucro, se tiver acesso à tecnologia adequada para maximizar a produção em relação aos custos. Tais conceitos podem parecer óbvios para muitos de nossos colegas, porém são por vezes ignorados em nosso país, onde uma aqüicultura de subsistência e de baixa produtividade é imposta de forma idealista por alguns setores.

A progressiva transformação dos sistemas extensivos em operações semi-intensivas ou mesmo intensivas é o único caminho para gerar “excedentes” destinados ao abastecimento dos mercados interno e externo. Intensificar o cultivo implica em aumentar a quantidade de biomassa de peixes e camarões produzidos por área, à custa do fornecimento constante de alimento nutricionalmente adequado. Esse alimento perfaz de 30 a 50% do total de custos operacionais da aqüicultura intensiva, constituindo assim, o fator unitário mais importante para a administração do cultivo.

A grande diferença das rações para animais aquáticos em relação às de animais domésticos tradicionais está no seu elevado teor de proteína. Como tais animais pecilotérmicos não gastam a energia que seria necessária para manter o calor do corpo em mamíferos e aves, devem receber rações formuladas sem enchimento energético, e contendo por isso, um mínimo de 25 a 45% de proteína bruta. Mesmo peixes herbívoros requerem níveis elevados de proteína para ter o seu crescimento maximizado (veja revisão em Okeyo, D.O. 1989. Bamidgeh, 41(3): 79-97). A exigência de um elevado teor de proteína na ração pode ser vista como vantagem, no sentido de que os peixes seriam capazes de transformar um menor volume de alimento em mais carne, sendo possível obter uma taxa de conversão de até 1:1 com ração comercial. Em contrapartida, a eficiência de utilização das várias fontes de proteína se torna mais crítica para os peixes do que para os animais domésticos tradicionais.

A farinha de peixe ainda constitui no mundo inteiro, a fonte básica de proteína para rações de animais aquáticos, sendo incorporada entre 20 e 60% do volume da ração. Para a produção de cada ton de farinha de peixe, são gastas 5 ton de peixe fresco. No Brasil, a farinha de peixe é uma mercadoria escassa pela reduzida disponibilidade de peixe em nossos mares. A corrente tropical que banha a maior parte da costa brasileira apresenta baixa produtividade natural, inviabilizando a retirada de proteína do mar para alimentar os cultivos. Por isso, a farinha de peixe acaba sendo elaborada aqui a partir de resíduos da indústria de processamento pesqueiro; resulta num produto abaixo dos padrões internacionais, com matéria-prima diferindo no dia-a-dia, e com problemas de elevado teor de cinza (de ossos), rancificação do lipídeo e degradação da proteína. Além de complicações nutricionais, um produto com tais características provoca maior poluição ambiental por compostos de N e P, os quais induzem explosões populacionais de algas, algumas tóxicas. Por essa razão, e também antecipando a conjuntura prevista de queda no suprimento mundial de farinha de peixe, há intensa busca no exterior por alternativas viáveis tanto em preço e qualidade, mas principalmente com disponibilidade constante e produção em larga escala.

Dentre as fontes comerciais de proteína animal e vegetal, a opção com maior potencial para a substituição da farinha de peixe a nível global seria a soja. A proteína desse vegetal é especial por atender os requisitos nutricionais básicos de 1) digestibilidade elevada e 2) balanço adequado de aminoácidos essenciais, sendo em alguns casos, considerada superior à carne, mesmo para a nutrição humana. No aspecto de disponibilidade, o Brasil está em posição vantajosa em relação a outros países, por ser um dos três maiores produtores mundiais de soja, com cerca de 19 milhões de toneladas/ano. Quanto à distribuição da produção, essa planta japonesa – originalmente de clima temperado, é atualmente cultivada em todas as regiões brasileiras, graças ao melhoramento genético realizado no país. A soja seria portanto, em nosso meio, a única fonte protéica a cumprir todos os requisitos comerciais citados no parágrafo anterior.

O farelo de soja já é tradicionalmente utilizado para a complementação protéica de rações para animais aquáticos, na proporção de 20 a 30% da proteína total. A adoção da soja como principal fonte de proteína, requer porém, um processamento maior da matéria-prima.

Na natureza, a semente de soja com a sua boa proteína seria facilmente atacada por numerosas espécies animais, não fosse o seu arsenal de substâncias de defesa. Tais substâncias apresentam variados efeitos tóxicos, sendo as mais conhecidas, o fator que inibe a enzima digestiva tripsina e a urease – enzima que converte a uréia do organismo em amônia altamente tóxica. Essas duas substâncias respondem pelos principais efeitos deletérios na alimentação de animais terrestres. São por isso obrigatoriamente inativadas pelo tratamento de calor (“tostagem”) dado na fábrica a todo farelo de soja. O controle de qualidade dos farelos de soja é efetuado pela quantificação da atividade residual dessas substâncias. Para a alimentação do gado, a tostagem é suficiente para eliminar essas duas toxinas principais.

Em peixes, contudo, o espectro de toxicidade difere desse padrão: o fator inibidor de tripsina é tóxico enquanto a urease é atóxica, mas outras toxinas pouco estudadas se revelam importantes. Saponinas, lectinas (hemaglutininas), fitato, fator alergênico, carboidratos provocadores de flatulência, e outras substâncias ainda não caracterizadas são fatores anti-nutricionais da soja cujos efeitos sobre os animais aquáticos são significativos, porém ainda não investigados. A toxicidade dessas substâncias é realçada pelo fato de que a grande maioria dos peixes atrativos para cultivo comercial são carnívoros (p. ex., pintado, dourado, salmonídeos, em água doce, e linguado, robalo, garoupa, no mar), ou onívoros – fazendo com que tais espécies não tenham mecanismos de resistência natural contra toxinas vegetais.

A capacidade de tolerar alto teor de soja na alimentação (ou em outros termos, resistência às toxinas) varia mesmo entre espécies de peixe de uma mesma família. Dezenas de anos seriam necessários para pesquisar aleatoriamente os efeitos em cada uma das espécies. Assim, ao invés de pulverizar o limitado esforço de pesquisa, uma análise estratégica indicou que a investigação deveria ser voltada para os métodos de remoção dos fatores tóxicos para aquelas espécies mais sensíveis, mais cultivadas e estudadas. O objetivo final poderia ser então atingido mais rapidamente, sendo que o desenvolvimento alcançado no tratamento da soja teria aplicação ampla por haver adotado os modelos mais sensíveis às toxinas – as outras espécies seriam no mínimo iguais ou mais resistentes. As espécies que vêm recebendo mais atenção nesse aspecto são, por ordem, a truta arco-íris, a carpa comum e o channel catfish.

O grão de soja bruto contém 24% de proteína bruta (PB), além de uma quantidade apreciável de lipídeos, carboidratos e toxinas. Devido à presença de gordura associada à proteína, o grão pode ser usado diretamente (“full fat soybean”) após tostagem, para a suplementação energético-protéica da ração para certas espécies. A tilápia nilótica é uma espécie resistente que se beneficia, nesse caso, tanto da proteína, como também do ácido linolêico – o constituinte mais abundante no óleo de soja, e único ácido graxo essencial para essa espécie.

O farelo de soja desengordurado, ou comum, é o resíduo da extração de óleo do grão. Com a remoção da casca e da gordura do grão, o teor de proteína bruta sobe para 44 a 48% no farelo, dependendo do processamento. Como mencionado anteriormente, esse produto é utilizado rotineiramente como parte das rações, não podendo entretanto, ultrapassar a certos limites de incorporação devido à presença das mesmas toxinas presentes no grão. Outra dificuldade para seu uso como fonte protéica principal está na dificuldade de elaborar rações com alto teor de proteína a partir da “diluição” desse farelo pelos outros componentes da ração.

Para remover as toxinas e elevar o teor de proteína do farelo, a única estratégia existente é a lavagem da soja, onde os contaminantes são dissolvidos e eliminados na solução de lavagem, mantendo a proteína insolúvel. O produto é denominado concentrado protéico de soja, e apresenta um teor de PB em torno de 70%. Pode ser manufaturado por três tipos de tratamento industrial, que resultam em produtos com características distintas:

– Tipo 1) Lixiviação com água a pH 4,6 – Especificamente nesse pH, a proteína de soja é insolúvel na água acidificada usada para lavar o farelo. São removidos os compostos polares, hidrossolúveis, que não estejam fortemente adsorvidos ao substrato. O pH do concentrado pode ser posteriormente neutralizado se necessário. A proteína resultante apresenta alta solubilidade em meio aquoso por não ter sido denaturada.

– Tipo 2) Proteína pré-denaturada por calor úmido – Antes da extração, a proteína é precipitada por cozimento, fazendo com que possa em seguida ser lavada com água sem ajuste de pH. A remoção de compostos é semelhante ao tratamento anterior. A proteína resultante apresenta baixa solubilidade em meio aquoso, em virtude da denaturação inicial ser irreversível.

– Tipo 3) Lixiviação com álcool hidratado – A proteína de soja é insolúvel em álcool, ao contrário de certas proteínas de cereais. Para a extração do farelo, podem ser usados o metanol ou etanol, porém o etanol tem sido preferido pela maior disponibilidade. O álcool hidratado usado a quente têm capacidade de lixiviar uma gama maior de substâncias que a água, devido à sua polaridade intermediária e por romper as ligações das proteínas com certos compostos. A proteína resultante apresenta baixa solubilidade em meio aquoso pelo efeito denaturante do álcool.

A proteína de soja pode ser ainda obtida em forma praticamente pura pela sua dissolução em água, com posterior precipitação específica. Esse isolado protéico de soja contém > 90% PB e apresenta excelente qualidade nutricional, porém, o elevado custo de produção inviabiliza a sua inclusão em rações para engorda animal. Assim, o esforço para atingir a plena utilização da soja deverá estar voltado para os concentrados protéicos.

No Brasil, um grupo multidisciplinar constituído por pesquisadores do Instituto de Pesca de São Paulo (Estação de Salmonicultura), SANBRA – Sociedade Algodoeira do Nordeste Brasileiro, e USP (Instituto de Biociências), vem atuando há 3 anos nesse campo de pesquisa. A espécie escolhida foi a truta arco-íris, pela 1) sensibilidade às toxinas da soja,2) pelas necessidades nutricionais conhecidas, 3) por ser o modelo de peixe mais investigado no mundo (4600 trabalhos científicos na última década), mas principalmente,4) por ser o único peixe cultivado de forma intensiva no Brasil – tendo estimulando várias indústrias de ração a ingressar no ramo. As constatações gerais obtidas em experimentos desenvolvidos no Brasil e Japão são as seguintes:

Em um experimento de longa duração, alevinos de truta receberam rações à base de soja da primeira alimentação até atingir o tamanho de quase abate, aos 13 meses. A ração-controle teve a proteína constituída integralmente por farinha de peixe, enquanto as rações à base de soja substituíram 70% do peixe. Enquanto “full fat soybean” e farelo de soja desengordurado resultaram em baixíssimo crescimento, o concentrado alcoólico (tipo 3) propiciou crescimento ligeiramente superior ao controle. A partir desse resultado, foram encerrados os testes empregando o “full fat” e o farelo de soja em alta concentração.

O concentrado ácido (tipo 1) comercial contém um fator anti-nutricional desconhecido que inibe a alimentação e causa alta taxa de mortalidade na substituição de 83% da farinha de peixe. Quando esse fator anti-nutricional é extraído em álcool e transferido para a ração controle, o crescimento nela cai abruptamente. Tal fator anti-nutricional afeta a digestibilidade de proteína mas não a de lipídeo ou de amido.

Uma multinacional japonesa desenvolveu um processo de “jet cooking” que elimina esse fator deletério, aumentando bastante o desempenho de crescimento. Um processamento envolvendo autoclavagem, por nós otimizado sob diferentes condições, alcançou igual desempenho. Entretanto, ambos os novos concentrados ácidos são ainda inferiores ao concentrado alcoólico. Se novos tratamentos do concentrado ácido puderem elevar mais o seu desempenho biológico, seria possível aplicá-los imediatamente na indústria de rações.

O concentrado ácido de baixo desempenho (devido ao fator anti-nutricional), combinado com proteína de milho (farelo de glúten) produz elevação da taxa de crescimento. Efeito análogo foi recentemente demonstrado em channel catfish. Utilizado dessa forma, o concentrado ácido poderia ser usado sem tratamentos complementares.

A lixiviação das toxinas nos concentrados protéicos poderia ser comparada ao trabalho de uma lavanderia, com a lavagem de roupas usual (tipos 1 e 2) e à lavagem à seco (tipo 3). Os tratamentos aquosos são mais baratos, porém não são capazes de extrair todas as substâncias deletérias, como o obtido pelo tratamento alcoólico. Assim, há necessidade urgente de caracterizar o fator anti-nutricional residual e encontrar uma forma de eliminá-lo por completo do concentrado ácido.

Em conclusão, a soja fornece uma proteína de excelente qualidade nutricional, mesmo para peixes carnívoros. Ela requer, entretanto, um processamento específico para servir como fonte principal de proteína na alimentação de animais aquáticos. O desafio futuro está em desenvolver uma forma de processamento eficaz que garanta um produto com custo acessível.

Ricardo Y. Tsukamoto & Neuza S. Takahashi
Depto. Fisiologia Geral do Instituto de Bio Ciências da USP