Fontes de amido e fibra solúvel em dietas para cães e seus efeitos no processo de extrusão, qualidade dos kibbles e metabolismo - Pacheco, Peterson Dante Gavasso [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2020)
O desenvolvimento e a utilização de ingredientes novos ou alternativos são interessantes para a indústria de alimentos para animais de estimação, especialmente ingredientes derivados de fontes que promovam benefícios à saúde dos animais. Sendo assim, a presente tese está estruturada em três capítulos. O Capítulo 1 teve como objetivo apresentar uma visão geral sobre carboidratos através de uma revisão bibliográfica. O estudo presente no Capítulo 2 teve como objetivos avaliar os efeitos da inclusão de polpa cítrica (PC) e fibra de laranja (FL) em dietas para cães sobre o processo de extrusão, macroestrutura dos kibbles, digestibilidade dos nutrientes e da energia, características fecais, produtos de fermentação intestinal e palatabilidade. Uma dieta controle, sem inclusão de fonte de fibra, e quatro dietas contendo 3%, 6%, 12% de PC ou 6% de FL foram testadas. A inclusão de PC e FL reduziu a amperagem, pressão e energia mecânica específica do motor (P<0,05), mas a aplicação de energia térmica específica e energia específica total não se alterou (P>0,05). A macroestrutura dos kibbles foi afetada com redução na taxa de expansão, gelatinização do amido e digestibilidade in vitro da matéria orgânica (P<0,05), enquanto a dureza e o comprimento específico dos kibbles aumentaram (P<0,05) com a inclusão de ambas as fontes. A inclusão da FL não alterou a gelatinização do amido (P>0,05). O consumo de fibra alimentar total aumentou (P <0,05) com a adição das fontes de fibra, o que levou à redução no coeficiente de digestibilidade aparente dos nutrientes e da energia, exceto para a digestibilidade da fibra alimentar que aumentou (P<0,05). A digestibilidade da fibra alimentar foi maior para a dieta com 6% de FL comparada com a dieta contendo 6% de PC (P <0,05). A inclusão de PC e FL aumentou a produção de fezes e reduziu a matéria seca fecal (P <0,05), mas não alterou o escore fecal (P>0,05). O pH fecal diminuiu e os ácidos graxos de cadeia curta (AGCC), acetato, butirato, valerato e lactato aumentaram (P<0,05) com a adição de PC. A FL induziu pH fecal mais baixo e concentrações totais de AGCC mais altas (P<0,05) do que a PC. A inclusão de FL aumentou a palatabilidade da dieta, sendo preferida pelos cães em relação à dieta controle (P <0,05). A FL pode ser utilizada como fonte de fibra alimentar na nutrição de cães, melhorando a saúde intestinal e a palatabilidade, sem afetar a qualidade fecal. O estudo apresentado no Capítulo 3 teve como objetivos avaliar os efeitos do grão-de-bico (GB), aveia descascada (AD), farinha de amido de feijão (AF) e ervilha (ER) como fontes de amido em dietas para cães sobre o processo de extrusão, características da ração, digestibilidade, características fecais, produtos de fermentação intestinal, palatabilidade e resposta pós-prandial de glicose e insulina. Uma dieta controle à base de arroz (AR) foi usada como referência e oito dietas foram formuladas, substituindo 50% ou 100% da dieta AR pelas fontes alternativas de amido: AD50, AD100, ER50, ER100, GB50, GB100, AF50 e AF100. As dietas foram processadas em extrusora de rosca simples. O coeficiente de digestibilidade aparente dos nutrientes foi determinado através da coleta total de fezes, utilizando seis cães por tratamento distribuídos em delineamento em blocos casualizados. Fezes frescas foram coletadas para avaliar o pH e os produtos de fermentação. As dietas formuladas com 100% das fontes de carboidrato foram utilizadas para avaliar as respostas pós-prandiais de glicose e insulina, sendo utilizado nove animais por tratamento. Os resultados foram submetidos à ANOVA e as médias comparadas pelo teste de Tukey (P<0,05). A digestibilidade aparente da MS, MO e EB foi semelhante entre as dietas AR, AD50, GB50, AF50 e AF100, e menor que a AR para as dietas AD100, ER50, ER100 e GB100 (P<0,05). Os cães alimentados com a dieta GB100 apresentaram menor digestibilidade da proteína bruta (P<0,05). Os animais alimentados com AD100 apresentaram menor digestibilidade da gordura que os alimentados com AR (P<0,05). A produção de fezes e umidade foram maiores em cães alimentados com as dietas ER100 e GB100 comparado com a AR (P<0,05). O pH fecal foi menor e o lactato fecal maior para a maioria das fontes alternativas de amido (P<0,05). Comparado com a dieta AR, os cães alimentados com as dietas ER100 e GB100 apresentaram maiores concentrações de acetato, propionato e AGCC totais nas fezes (P<0,05). Os cães alimentados com as dietas à base de AD e GB apresentaram menor pico máximo de insulina e menor área total sob a curva (AUC) de insulina em comparação à dieta BR (P<0,05). Em conclusão, o AF pode substituir o AR, enquanto a AD e o GB podem substituir até 50% o AR sem influenciar a digestibilidade dos nutrientes. A substituição total de AR por AD, GB e ER reduziu a digestibilidade com potencial de uso em dietas de baixa energia. Ervilha e GB aumentam a formação de produtos de fermentação e podem ser usados em dietas para tratar de problemas intestinais. Dietas contendo AD e GB reduziram a secreção de glicose e insulina.

The development and use of novel or alternative ingredients are interesting for the pet food industry, especially ingredients derived from sources that promote animal health benefits. Therefore, the present thesis is organized in three chapters. Chapter 1 aimed to provide an overview of carbohydrates (starch and fiber) by a literature review. The study in Chapter 2 aimed to evaluate the effects of citrus pulp (CP) and orange fiber (OF) inclusion on extrusion process, kibble macrostructure, digestibility of nutrients and energy, fecal characteristics, fermentation end products and palatability of dog foods. A control diet (CO), with no fiber source inclusion, and four diets containing 3%, 6%, 12% of CP or 6% of OF were tested. The inclusion of CP and OF reduced the motor amperage, pressure, and specific mechanical energy (P<0.05) but specific thermal energy and total specific energy application did not change (P>0.05). Kibble macrostructure was affected with a decreased in expansion rate, starch gelatinization and in vitro digestibility of organic matter (P<0.05), whereas kibble hardness and specific length increased (P<0.05) with CP and OF inclusion. OF inclusion did not change starch gelatinization (P>0.05). Total dietary fiber (TDF) intake increased (P<0.05) with the addition of fiber sources, which leaded to reduction on digestibility of nutrients and energy, excepted for TDF digestibility that increased (P<0.05). TDF digestibility was higher for diet with 6% OF than 6% CP (P<0.05). The inclusion of CP and OF increased feces production and reduced fecal DM (P<0.05) but did not altered fecal score (P>0.05). Fecal pH decreased and total short-chain fatty acids (SCFA), acetate, butyrate, valerate, and lactate increased (P<0.05) adding CP. The OF induced lower fecal pH and higher total SCFA concentrations (P<0.05) than CP. OF inclusion enhanced food palatability, being preferred by the dogs over the CO food (P<0.05). OF can be utilized as dietary fiber source in dog nutrition, improving gut health and palatability, with no effect on fecal quality. The study presented in Chapter 3 aimed to evaluate the effects of chickpea (CP), dehulled oat (DO), faba bean starch flour (FS) and pea (PE) as starch source in dog foods on extrusion processing, kibble characteristics, digestibility, fecal characteristics, fermentation end products, palatability and postprandial glucose and insulin responses. The present study in Chapter 3 compared chickpea (CP), dehulled oat (DO), faba bean starch flour (FB) and pea (PE) incorporated to dog extruded food as the main carbohydrate sources on extrusion variables, kibble macrostructure, apparent nutrient digestibility, fecal characteristics, fermentation end-products, palatability, and postprandial responses of glucose and insulin. A control diet based on broken rice (BR) was formulated and used as a reference carbohydrate source, and eight test foods were obtained replacing 50% or 100% of the broken rice by the ingredients in study: DO50, DO100, PE50, PE100, CP50, CP100, FB50 and FB100. Foods was extruded in a single screw extruder. Coefficients of total tract apparent digestibility (CTTAD) was determined with 6 dogs per diet by total collection of feces, in a completely randomized block design. Fresh feces were used to evaluate pH and fermentation products. The diets with BR and 100% of each ingredient in study was evaluated in 9 dogs per diet to determine glucose and insulin postprandial responses. Data was submitted to ANOVA and means compared by Tukey test (P<0.05). CTTAD of DM, OM and GE were similar among BR, DO50, CP50, FB50 and FB100 diets, but lower than BR for DO100, PE50, PE100, and CP100 treatments (P<0.05). Dogs fed the CP100 diet had lower crude protein digestibility (P<0.05). Animals fed DO100 showed lower fat digestibility than those fed BR (P<0.05). Feces production and moisture were greater for dogs fed PE100 and CP100 than those fed BR (P<0.05). Fecal pH was lower and fecal lactate higher for most of non-conventional starch sources compared to BR (P<0.05). Dogs fed PE100 and CP100 had higher acetate, propionate, and total volatile fatty acids concentration on feces than dogs fed BR (P<0.05). Dogs fed DO100 and CP100-based foods presented lower maximum insulin pick and lower total area under the curve (AUC) of insulin in comparison to BR diet (P<0.05). In conclusion, the FB can replace BR, while DO and chickpea can replace up to 50% of BR without influencing digestibility of nutrients. The total substitution of BR by DO, CP and PE reduced digestibility with a potential use for low energy diets. PE and CP increased fermentation end-products formation and may be used in diets to support specific intestinal conditions. Diets based on DO and CP reduced the postprandial insulin secretion in dogs.
Sources of starch and soluble fibre in dog foods and their effects on extrusion processing, kibble quality and metabolism
Keywords: Cães; Carboidratos na nutrição animal; Nutrição animal; Processo de extrusão; Carbohydrate; Digestibility; Glucose; Grain-free; Insulin; Palatability; Dog; Animal nutrition