As proteínas são formadas por polímeros de aminoácidos (AA) compostos por carbonos, hidrogênio e oxigênio, além de enxofre e nitrogênio. Este último, presente nas forragens entre 10 e 30% na forma de nitrogênio não protéico.
A proteína bruta (PB) contida nos alimentos dos ruminantes é composta por uma fração não degradável no rúmen (PNDR) e outra degradável no rúmen (PDR). É degradada em peptídeos, AA e amônia, através da ação de enzimas secretadas pelos microrganismos ruminais, que utilizam esses três compostos nitrogenados para a síntese de proteína microbiana e multiplicação celular. Quando a velocidade de degradação ruminal da proteína excede a velocidade de utilização dos compostos nitrogenados para a síntese microbiana, ocorre excesso de amônia no rúmen, que atravessa a parede ruminal, chega ao fígado onde é convertida em ureia e pode ser excretada via urina ou reciclada de volta para o rúmen.
Diversos fatores afetam a extensão da degradação da PB no rúmen. Dentre eles é possível citar a relação entre nitrogênio não proteico (NNP) e proteína verdadeira, tempo de retenção do alimento no rúmen, pH ruminal e processamento do alimento. O NNP é rapidamente degradado no rúmen. Já a fração PDR é degradada mais lentamente. O processamento de grãos ou de seus subprodutos com altas temperaturas (tostagem, peletização, extrusão, floculação, etc), normalmente diminui a degradabilidade da PB devido à formação de complexos entre a proteína e carboidratos (reação de Maillard) ou aumento na presença de pontes de dissulfeto. Esta técnica tem sido usada pela indústria de alimentação animal com o objetivo de diminuir a degradabilidade ruminal da proteína e reduzir as perdas na forma de amônia. A taxa de passagem do alimento pelo rúmen e o pH ruminal, também afetam a degradabilidade da PB. O acréscimo da taxa de passagem, causado pelo aumento no consumo de matéria seca ou pelo processamento do alimento, diminui o tempo de retenção no rúmen, podendo aumentar o teor de PNDR. O pH ruminal pode alterar a solubilidade da PB assim como afetar a digestão ruminal da fibra e interferir no acesso microbiano à molécula de proteína.
A proteína metabolizável (PM) no intestino dos ruminantes é representada pelo total de AA provenientes da digestão intestinal da proteína microbiana produzida no rúmen, da PNDR de origem alimentar e da proteína endógena. A proteína microbiana é normalmente a principal fonte de PM para ruminantes. Representa entre 45 e 55% da PM no intestino de vacas leiteiras de alta produção e mais de 65% da PM em bovinos mantidos exclusivamente em pastagens. No tocante à nutrição proteica, a exigência metabólica do ruminante não é por PB, NNP, PDR ou PNDR, mas sim por AA. Os AA devem estar disponíveis para o metabolismo dos tecidos em quantidades e proporções adequadas para eficiência máxima. Sendo assim, o valor nutricional da proteína metabolizável para ruminantes depende principalmente do seu perfil em aminoácidos essenciais (AAE).
A superioridade da proteína microbiana em relação às principais fontes proteicas disponíveis comercialmente é marcante, pois se mostra equilibrada na maioria dos AAE em relação à proteína do leite ou do tecido muscular. Além disso, apresenta um perfil excelente nos dois AAE mais limitantes para a produção de leite, a lisina e a metionina. Com isso deve-se otimizar a síntese de proteína microbiana no rúmen, o que representa uso eficiente da PDR, menor perda de amônia ruminal e menor excreção de ureia, menor necessidade de PNDR na ração e maior fluxo de proteína metabolizável com melhor perfil de AAE para o intestino.
As células microbianas contêm em sua composição, principalmente proteínas, mas também carboidratos, lipídeos, minerais e vitaminas. Estes nutrientes são necessários no meio ruminal para que a população microbiana possa se multiplicar, pois necessitam de energia, utilizando basicamente carboidratos (CHO). Nenhuma espécie de microrganismo ruminal é capaz de utilizar gordura como fonte energética. Quanto mais degradável a fonte de carboidrato se mostrar no rúmen, mais energia será disponibilizada para o crescimento microbiano. O teor de PB, de PDR e a qualidade da PDR podem afetar o crescimento microbiano, já que as principais fontes de N para os microrganismos do rúmen são amônia, aminoácidos e peptídeos. As bactérias fermentadoras de carboidratos fibrosos (CF) requerem amônia como fonte de N, enquanto as fermentadoras de carboidratos não fibrosos (CNF) têm maior exigência por aminoácidos e peptídeos. A degradabilidade das fontes proteicas pode afetar a disponibilidade ruminal de amônia, aminoácidos e peptídeos para a síntese microbiana.
As fontes de proteína que chegam ao intestino dos ruminantes são a proteína microbiana, a PNDR e a proteína endógena. A mistura de AA provenientes da digestão dessas fontes é denominada proteína metabolizável (PM). O processo de digestão da proteína no abomaso e intestino dos ruminantes é muito parecido com o processo em não ruminantes, exceto pela neutralização lenta da acidez da digestão duodenal. A digestão da proteína que deixa o rúmen tem início com a ação da pepsina no abomaso, ação prolongada no duodeno, pela neutralização lenta da digestão nesse compartimento. Entretanto, a maior parte da digestão ocorre no jejuno médio e no íleo médio. No jejuno médio as enzimas tripsina, quimotripsina e carboxipetidases secretadas pelo pâncreas, apresentam atividade máxima. No íleo médio ocorre o pico da atividade das aminopeptidases e dipeptidases secretadas pelo intestino. A pepsina age sobre as moléculas de proteínas e produz peptídeos no geral. Tripsina e quimotripsina agem sobre proteínas e peptídeos e produzem polipeptídeos e dipeptídeos. Carboxipeptidases agem sobre polipeptídeos e produzem pequenos peptídeos e AA livres. As aminopeptidases agem sobre polipeptídeos e produzem pequenos peptídeos e AA livres, enquanto as dipeptidases transformam dipeptídeos em AA livres.
