Physical and nutritional characterization of ingredients and enzyme supplementation : impact on broiler chicken performance and digestibility

Orientadora: Prof. Dra. Simone G. de Oliveira

Coorientador: Prof. Dr. Alex Maiorka

Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Zootecnia. Defesa : Curitiba, 19/03/2025

Inclui referências

Área de concentração: Nutrição e Produção Animal

Resumo: Milho e farelo de soja (FS) são ingredientes amplamente utilizados nas dietas de frangos de corte e isso leva a questionamentos sobre qualidade e valor nutricional relacionados a vários fatores, como a origem da produção, características intrínsecas e metodologias de processamento. Apesar do uso de enzimas exógenas, como amilase e protease, ser uma estratégia estabelecida na nutrição de aves devido ao seu impacto positivo na digestibilidade e no desempenho, ainda há um espaço para novos estudos que busquem uma compreensão mais abrangente dos efeitos da inclusão dessas enzimas em dietas formuladas com ingredientes comumente utilizados, como milho e FS, porém provenientes de diferentes lotes com perfis nutricionais distintos. Sendo assim, dois experimentos foram conduzidos para investigar o efeito da amilase exógena em dietas de frangos de corte contendo milho de dois lotes diferentes (Capítulo II), e o impacto da protease exógena em dietas contendo farelo de soja de lotes distintos (Capítulo III). O primeiro estudo avaliou suplementação de amilase na dieta de frangos de corte formulada com milho de diferentes lotes e seu impacto no desempenho (consumo de ração, ganho de peso e conversão alimentar) e na digestibilidade dos nutrientes. Foi realizado um teste de dureza para avaliar e classificar cada uma das amostras de milho provenientes de lotes diferentes (A e B), e a microscopia eletrônica de varredura foi utilizada para investigar as variações físicas na estrutura dos grânulos de amido no endosperma farináceo e vítreo. Análises de composição química foram realizadas para avaliar ambos os tipos de milho. Os resultados mostraram diferenças estruturais entre os endospermas de milho A e B em termos de dispersão dos grânulos de amido. Em relação ao desempenho, não houve diferença para os parâmetros (P>0,05). Porém, a amilase melhorou a digestibilidade de nutrientes independentemente do tipo de milho (P<0,05). O segundo experimento investigou ação da protease no desempenho (consumo de ração, ganho de peso e conversão alimentar) e a digestibilidade ileal (CDI) de frangos de corte alimentados com dietas contendo FS de diferentes lotes (A e B). Análises físicas e químicas foram realizadas para avaliar cada lote de FS. A solubilidade da proteína em KOH e a avaliação da cor mostraram diferenças entre as amostras, assim como as imagens de microscopia. Nenhuma diferença foi encontrada (P>0,05) para os parâmetros de desempenho. As aves alimentadas com dieta contendo FS do lote A apresentaram melhores CDI de matéria seca, proteína, lisina, metionina e melhor aproveitamento de energia digestível ileal independentemente da suplementação de protease (P<0,05). A protease melhorou o CDI de proteína bruta e aminoácidos (P<0,05) independentemente do FS, e nenhuma interação foi observada (P>0,05), exceto para o CDI de tirosina (P<0,05). Em conclusão, no primeiro estudo, a suplementação de amilase aumentou a digestibilidade dos nutrientes para frangos de corte, independentemente da dieta com milho dos lotes A ou B. Além disso, no segundo estudo, o FS do lote A apresentou melhores indicadores de qualidade proteica, sugerindo um processo térmico adequado, e uma melhor utilização de nutrientes em frangos de corte

Abstract: Corn and soybean meal (SBM) are widely used ingredients in broiler diets, leading to questions about quality and nutritional value related to various factors, such as the origin of production, intrinsic characteristics, and processing methodologies. Despite using exogenous enzymes, such as amylase and protease, being an established strategy in poultry nutrition due to their positive impact on digestibility and performance, there is still room for new studies that seek a more comprehensive understanding of the effects of including these enzymes in diets formulated with commonly used ingredients, such as corn and SBM, but sourced from different batches with distinct nutritional profiles. Thus, two experiments were conducted to investigate the effect of exogenous amylase in broiler diets containing corn from two different batches (Chapter II), and the impact of exogenous protease in diets containing soybean meal from distinct batches (Chapter III). The first study evaluated the supplementation of amylase in the diet of broiler chickens formulated with corn from different batches and its impact on performance (feed intake, weight gain, and feed conversion) and nutrient digestibility. A hardness test was conducted to evaluate and classify each of the corn samples from different batches (A and B), and scanning electron microscopy was used to investigate the physical variations in the structure of the starch granules in the floury and vitreous endosperm. Chemical composition analyses were conducted to evaluate both types of corn. The results showed structural differences between the endosperms of corn A and B in terms of starch granule dispersion. Regarding performance, there was no difference between the parameters (P>0.05). However, amylase improved nutrient digestibility regardless of the type of corn (P<0.05). The second experiment investigated the protease effect on the performance (feed intake, weight gain, and feed conversion) and ileal digestibility (AID) of broilers fed diets containing SBM from different batches (A and B). Physical and chemical analyses were conducted to evaluate each batch of SBM. The solubility of the protein in KOH and the color evaluation showed differences between the samples, as well as the microscopy images. No difference was found (P>0.05) for the performance parameters. The birds fed with a diet containing SBM from batch A showed better AID of dry matter, protein, lysine, methionine, and better utilization of ileal digestible energy regardless of protease supplementation (P<0.05). The protease improved the AID of crude protein and amino acids (P<0.05) regardless of the SBM, and no interaction was observed (P>0.05), except for the AID of tyrosine (P<0.05). In conclusion, in the first study, the supplementation of amylase increased the nutrient digestibility for broilers, regardless of the corn diet in batches A or B. Furthermore, in the second study, the SBM of batch A showed better indicators of protein quality, suggesting an adequate thermal process and better nutrient utilization in broiler chickens