DETERMINAÇÃO DA MATÉRIA SECA DE MILHETO (PENNISETUM AMERICANUM (L.) K.SCHUM.)

REGISTRO DOI: 10.5281/zenodo.17872937

Francisco José Mininel¹
Silvana Márcia Ximenes Mininel²

RESUMO
A análise de alimentos é crucial na nutrição animal porque permite determinar a composição nutricional exata dos ingredientes, garantindo que as dietas sejam formuladas corretamente para atender às necessidades dos animais, promovendo sua saúde, bem-estar e produtividade. Além disso, ajuda a otimizar custos, garantir a segurança alimentar e aumentar a sustentabilidade na produção. A determinação da matéria seca (MS) em forrageiras é crucial para a tomada de decisões técnicas na pecuária, como o ponto de colheita para ensilagem, formulação de dietas, cálculo da disponibilidade de forragem e monitoramento da qualidade dos alimentos. Conhecer o teor de umidade permite calcular a real quantidade de nutrientes (proteína, carboidratos, minerais, vitaminas) e energia que o animal irá consumir, otimizando a produção e a eficiência do rebanho. Em vista disso, esse trabalho teve como objetivo determinar a matéria seca e umidade das folhas de Pennisetum americanum (L.) K.Schum., popularmente conhecida como Milheto. As análises de pré-secagem revelaram um valor de 40,23% e matéria seca definitiva de 36,79%, respectivamente. Os dados aproximam-se da literatura disponível, indicando que a planta é consumida com teores de MS típicos de forragem verde, que são naturalmente variáveis e geralmente ficam acima dos 20%.
Palavras-chave: Pennisetum americanum (L.) K.Schum. Teor de umidade. Matéria seca. Forragem verde.

ABSTRACT
Food analysis is crucial in animal nutrition because it allows for the determination of the exact nutritional composition of ingredients, ensuring that diets are correctly formulated to meet the animals' needs, promoting their health, well-being, and productivity. Furthermore, it helps optimize costs, ensure food safety, and increase sustainability in production. Determining the dry matter (DM) content of forages is crucial for making technical decisions in livestock farming, such as the harvest point for silage, diet formulation, calculation of forage availability, and monitoring of feed quality. Knowing the moisture content allows for the calculation of the actual amount of nutrients (protein, carbohydrates, minerals, vitamins) and energy that the animal will consume, optimizing production and herd efficiency. Therefore, this study aimed to determine the dry matter and moisture content of Pennisetum americanum (L.) K. Schum. leaves, popularly known as millet. Pre-drying analyses revealed a value of 40.23% and a final dry matter content of 36.79%, respectively. The data are consistent with the available literature, indicating that the plant is consumed with dry matter content typical of green forage, which is naturally variable and generally above 20%.
Keywords: Pennisetum americanum (L.) K.Schum. Moisture content. Dry matter. Green forage.

1. INTRODUÇÃO

A determinação da matéria seca (MS) em forrageiras é crucial para a tomada de decisões técnicas na pecuária, como determinar o ponto ideal de colheita para ensilagem, monitorar a qualidade da silagem e formular dietas. Conhecer o teor de MS ajuda a garantir que a silagem tenha a umidade correta para uma boa fermentação e que a ração seja nutricionalmente equilibrada.

Independente da dieta fornecida, em bovinos, trabalha-se com o conceito de matéria seca (MS), que é a massa do alimento menos a quantidade de água contida nela, ou seja, a quantidade de carboidratos, proteínas, lipídios, vitaminas e minerais. Normalmente a MS é fornecida em porcentagem e pode variar muito de alimento para alimento. Por exemplo: o capim Urochloa brizantha cv. Braúna tem cerca de 27% de MS, isso quer dizer que, a cada 100 g de capim braúna (cortado no pasto), 73% são água e 27% são os outros nutrientes. Uma silagem de milho tem em torno de 32% de MS, ou seja, a cada 100g de silagem de milho retirada do silo, 68% é água. Já o farelo de soja apresenta 89% de MS, portanto a cada 100 g de farelo, somente 11% é água. Pode-se perceber que o teor de MS entre alimentos é muito variado e, justamente por isso, o cálculo de quanto um bovino consome diariamente é feito em base de matéria seca (OLIVEIRA et al., 2015).

A determinação da quantidade de MS é o parâmetro utilizado pelos técnicos de campo para determinar o balanceamento e ajustes de dietas e mesmo determinar da lotação animal por hectare de pasto (MORATO et al., 2023).

O milheto (Pennisetum americanum (L.) K.Schum.) é uma planta forrageira pertencente à família Poaceae, com metabolismo fotossintético C4 (Figura 1). O metabolismo fotossintético C4 é uma adaptação de plantas que enriquece o dióxido de carbono (CO₂) em torno da enzima Rubisco, diminuindo a fotorrespiração e aumentando a produtividade, especialmente em climas quentes e secos. Esse processo ocorre em duas etapas espaciais: a fixação inicial do CO₂ em um composto de 4 carbonos (como o oxaloacetato) acontece nas células do mesofilo, e esse CO₂ é então transportado para as células da bainha do feixe vascular, onde é liberado e fixado novamente pelo ciclo de Calvin-Benson. Essa separação anatômica, conhecida como Anatomia Kranz, concentra o CO₂ e protege a Rubisco da fotorrespiração. Exemplos de plantas C4 incluem cana-de-açúcar, milho e sorgo.

Atualmente a planta Pennisetum americanum (Figura 2) representa a sexta maior produção de cereal no mundo, depois do trigo, arroz, milho, sorgo e cevada, com uma grande distribuição de áreas cultivadas em regiões áridas e semiáridas da África, onde é utilizada para alimentação animal e humana. Apresenta altos teores de carboidratos, minerais e alto teor proteico (DIAS-MARTINS et al., 2018; SALVADOR et al., 2021).

Este trabalho tem como objetivo, determinar a pré-secagem da amostra seca ao ar (ASA) e calcular a umidade a partir do cálculo direto a partir da destilação da amostra com tolueno.

2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

Provavelmente originário da África, o milheto (Pennisetum americanum (L.) K.Schum.) é uma gramínea anual, de porte ereto, que cresce até a altura de 2 a 5m, conforme o cultivar e as condições climáticas (Figura 3). Possui folhas largas e longas e inflorescência em panícula terminal. Em geral, as panículas são cilíndricas, cônicas ou em forma de velas, compactas, longas e finas, com pequenas aristas. As sementes apresentam cores variadas e o sistema radicular é vigoroso.  O milheto é uma espécie de clima quente, muito resistente à seca. É mais importante nas regiões onde a chuva anual é de 40 a 600 mm, mas pode ser cultivado em áreas de precipitação pluvial de 150 a 200 mm. Desenvolve-se satisfatoriamente em solos arenosos e de baixa fertilidade, mas não tolera os muito úmidos. A propagação do milheto é feita especialmente por sementes, cuja semeadura pode ser feita em sulco ou a lanço, dependendo da finalidade do plantio. O milheto pode ser utilizado como produtor de grãos e de massa verde para pastejo direto e forragem para corte, feno e silagem. Os grãos do milheto possuem alto valor nutritivo, chegando a contar de 27 a 32% a mais de proteína bruta que o milho e altas concentrações de aminoácidos essenciais, como a lisina, metionina, treonina, cistina e triptofano (BOGDAN, 1977).

O milheto, também conhecido como penicilaria e capim charuto, é uma gramínea que apresenta rusticidade, grande resistência à seca, além de ser produtiva, tenra, nutritiva e palatável ao gado (PUPO, 1985). De acordo com Maggi (1994), o pastejo direto desta forrageira, no período seco, proporcionou ganho de peso dos bovinos em até 1,3 quilos por dia. Sendo assim, esta cultura apresenta-se como uma alternativa interessante que pode integrar a pecuária e a agricultura, devido ao seu elevado potencial de produção de biomassa em condições limitantes de água. Neste contexto, o presente trabalho objetivou avaliar a produção de biomassa e matéria seca do milheto na safrinha em diferentes épocas e densidades de semeadura.

De acordo com o trabalho de Carneiro (2016), avaliou-se o efeito da substituição do milho pelo milheto sobre o consumo, a digestibilidade das dietas, assim como o desempenho produtivo e a qualidade do leite de vacas mestiças em lactação confinadas. Foram utilizadas nove vacas mestiças (¾ Holandês x ¼ Zebu) multíparas confinadas, com 445 Kg de peso vivo médio inicial, e média de 45 dias de lactação, distribuídas em três quadrados latinos 3 x 3, balanceados conforme os dias de lactação, nos seguintes tratamentos. Utilizou-se dieta composta apenas com milho moído na fração energética do concentrado, MM (dieta composta com 50% de milho moído e 50% de milheto moído na fração energética do concentrado) e MILHETO (dieta composta apenas com milheto moído na fração energética do concentrado). O consumo, os coeficientes de digestibilidade das dietas, o desempenho produtivo e a qualidade do leite das vacas não apresentaram diferença (P>0,05) entre as dietas avaliadas no presente trabalho. Dessa forma, o grão do milheto pode substituir parcial ou total o grão do milho no concentrado de vacas em lactação confinadas, sem afetar o desempenho produtivo, a qualidade do leite, consumo dos animais e a digestibilidade dos nutrientes (CARNEIRO, 2016).

Em relação à composição de metabólitos secundários, as aplicações etnofarmacológicas de plantas do gênero Pennisetum em diversos países foram estabelecidas por meio de análises detalhadas dos bancos de dados e teses mencionados anteriormente. Até o momento, apenas a composição química de algumas espécies e um total de 35 metabólitos (excluindo aminoácidos e ácidos graxos) foram estudados, incluindo saponinas, taninos, flavonoides, alcaloides, esteroides, antocianinas, terpenoides e outros. Os extratos brutos apresentaram propriedades antioxidantes, antimicrobianas, anticitotóxicas, anti-hipertensivas e anti-inflamatórias. Além disso, a importância das aplicações etnofarmacológicas, a aplicação clínica e o potencial das espécies de Pennisetum para o tratamento de diversas doenças foram minuciosamente examinados.

3. METODOLOGIA

A determinação da Matéria Seca (MS) é o ponto de partida da análise dos alimentos. É de grande importância, uma vez que a preservação do alimento pode depender do teor de umidade presente no material e, além disso, quando se compara o valor nutritivo de dois ou mais alimentos, temos que levar em consideração os respectivos teores de matéria seca. Por outro lado, se desejamos comparar o resultado de análises realizadas em diferentes épocas, locais ou regiões, sempre fazemos essa comparação em base da matéria seca, isto é, como se o alimento contivesse 100% de matéria seca (SILVA, 2006).

O processo consiste de duas fases: secagem prévia ou pré-secagem (Figura 4) e secagem definitiva (Figura 5).

3.1. Pré-secagem

3.2. Secagem Definitiva

Em geral, a produção de matéria seca total do Pennisetum americanum pode variar de 20% a mais de 50%, dependendo do ponto de colheita e das condições, mas esses valores são obtidos por métodos de secagem em estufa (método gravimétrico), e não pelo método ASA.

O valor de matéria seca (MS) em Pennisetum americanum (milheto) determinado pelo método de secagem, inclusive a secagem ao ar (ou em estufa com circulação de ar), não é um valor único e fixo, pois depende de vários fatores como o estágio de crescimento da planta, o manejo, a adubação e as condições climáticas no momento da colheita. Em geral, o teor de matéria seca para Pennisetum americanum pode variar amplamente:

• Para produção de silagem: O momento ideal de colheita ocorre quando os grãos estão no estádio pastoso-farináceo, e nesse ponto, a planta geralmente apresenta um teor de matéria seca entre 20% e 23%.

Existe ainda, para o cálculo da umidade, o processo denominado direto. Neste caso, determina-se a quantidade de água, diretamente. Este processo consiste na destilação da amostra com tolueno, em aparelho especial, que consta de um balão, onde se coloca a amostra em contato com o tolueno, um condensador e o tubo receptor, o qual possui uma escala graduada, para medição do volume de água desprendida da amostra (Figura 6). A amostra passa por uma trituração grosseira, no caso de forrageira, e pesam-se, aproximadamente de 5 a 10 gramas, ou seja, uma quantidade para fornecer de 4 a 8 mL de água. Adiciona-se em seguida, uma quantidade de tolueno suficiente para cobrir a amostra dentro do balão de 250 mL (75 mL de tolueno são suficientes). Inicia-se o aquecimento lentamente, até que a maior parte de água passe para o tubo graduado, através da evaporação e condensação, neste momento aumenta-se o aquecimento.

Depois de ter sido retirada toda a água do material, lava-se o condensador, internamente com tolueno, e continua-se o aquecimento forte por mais alguns minutos. O tempo necessário para completar o processo é, aproximadamente, de uma hora. Deixa-se o tubo receptor esfriar até a temperatura ambiente, para depois fazer a leitura final do volume de água. A equação 1, é utilizada para determinação de umidade pelo método direto (SILVA, 2006).

Equação 1. Cálculo da umidade pelo método direto.

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES

A literatura indica que o teor de matéria seca (MS) em Pennisetum americanum (milheto) varia consideravelmente dependendo do estágio de desenvolvimento da planta, das condições de cultivo e da parte da planta analisada. A literatura não especifica uma porcentagem única, mas sim uma faixa de valores. Alguns exemplos de teores de matéria seca encontrados na literatura para a silagem, no momento ideal de colheita, quando os grãos estão no estádio pastoso-farináceo, apresenta um teor de matéria seca relativamente baixa, entre 20% e 23%. Em relação à pastagem, estudos que avaliam a ingestão de matéria seca por animais em pastejo de milheto frequentemente utilizam ofertas de forragem (kg de MS por 100 kg de peso vivo), indicando que a planta é consumida com teores de MS típicos de forragem verde, que são naturalmente variáveis e geralmente ficam acima dos 20% nesse contexto (DE SOUSA FRANÇA & DE JESUS MADUREIRA, 1989).

A Tabela 1 abaixo indica os cálculos da determinação da pré-secagem ou da amostra seca ao ar (ASA) e cálculo da matéria seca definitiva:

Tabela 1. Cálculos da determinação da pré-secagem ou da amostra seca ao ar (ASA) e cálculo da matéria seca definitiva.

a) Cálculo da pré-secagem
Peso do material verde: ......….378,5 g Peso do material pré-seco após secagem a 60°C e equilíbrio com a umidade do ar......…152,3 g   Porcentagem da matéria pré−seca:
b) Calculo da secagem definitiva
Peso do pesa-filtro vazio: ....….......150,3032 g Peso do pesa-filtro + amostra: ..........153,5053 g Peso da amostra: .................3,2021 g Peso do pesa-filtro + amostra seca:............152,9633 g Peso da amostra seca:..…..........2,6601 g   % da matéria seca definitiva:

Na Tabela 2 abaixo, indica-se o cálculo da determinação da umidade pelo processo direto:

Tabela 2. Cálculos da determinação de umidade pelo processo direto.

Peso da amostra da forrageira:.................. 5,0 g Leitura no tubo receptor: .........................2,66 g

5. CONSIDERAÇÕES FINAIS

Dessa forma, podemos concluir que o cálculo da matéria seca (MS) em forragens de Pennisetum americanum (milheto) é fundamental e suas principais conclusões envolvem a formulação de dietas precisas, o manejo eficiente da pastagem e a garantia da qualidade do material conservado (silagem ou feno). Todos os nutrientes essenciais para os animais — como energia, proteína, minerais e vitaminas — estão contidos na porção seca do alimento. Conhecer a porcentagem de MS permite que nutricionistas e produtores formulem dietas balanceadas, garantindo que os animais recebam a quantidade exata de nutrientes de que necessitam para mantença e produção (leite, carne, ovos), ajustando a quantidade de volumoso e concentrado na dieta. A determinação do teor de MS é essencial para medir a quantidade de forragem disponível em uma pastagem (capacidade de suporte), permitindo um manejo eficiente do pastejo e evitando a superlotação ou subutilização da área. O teor de MS no momento da colheita é crucial para a qualidade da forragem conservada (silagem ou feno). A medição da MS é uma ferramenta de controle de qualidade que ajuda a identificar problemas no processo de produção da forragem, como a colheita em estádio de desenvolvimento inadequado, que pode comprometer o valor nutritivo ou a conservabilidade. 

Em suma, a determinação da matéria seca é uma prática de manejo indispensável para otimizar o uso do Pennisetum americanum como forragem, assegurando a eficiência nutricional e econômica da produção animal. 

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BOGDAN, Alexis V. Pastagens tropicais e plantas forrageiras, 1977.

CARNEIRO, Rafael de Sousa. Milheto (Pennisetum americanum) na Alimentação de Vacas Lactantes Confinadas, 2016.

DE SOUSA FRANÇA, Aldi Fernandes; DE JESUS MADUREIRA, Luciana. AVALIAÇÃO DE MATÉRIA SECA, DA COMPOSIÇÃO MINERAL E DA SILAGEM DO MILHETO FORRAGEIRO (Pennisetum americanum (L.) K. Schum). Pesquisa Agropecuária Tropical, p. 1-8, 1989.

DIAS-MARTINS, A.M, PESSANHA, K.L.F, PACHECO, S., RODRIGUES, JAS, CARVALHO, CWP. Potencial usar de pérola painço (Pennisetum Glauco (L.) R.Br.) em Brasil: Comida segurança, processamento, saúde benefícios e nutricional produtos. Comida Res. Int. 109, 175 – 18, 2018.

MAGGI, A. B. Efeitos da competição de plantas daninhas com cultivares de feijão (Phaseolus vulgaris). Planta Daninha, Viçosa, v. 03, n. 02, p. 105 − 154, 1994.

MORATO, G.; BOCCHI A.L.; BARALI J. F. Validação de um método alternativo de avaliação para estimar matéria seca e de diferentes forrageiras e ingredientes de dietas utilizadas em confinamento. In: VII Conepe, 7., 2022, Jataí. Anais eletrônicos [...] Goiás: Jataí, 2022. p.68 Disponível em: https://snct.ufj.edu.br/2022/anais Acesso em: 10 mar. 2023

OLIVEIRA, J. S. e; MIRANDA, J. E. C. de; CARNEIRO, J. da C.; OLIVEIRA, P. S. d'; MAGALHAES, V. M. A. de. Como medir a matéria seca (MS%) em forragem utilizando forno de micro-ondas. Juiz de Fora: Embrapa Gado de Leite, 2015.

PUPO, R. O. Effect of crop density and time of weeding on the performance of mungbean. Annals of Bangladesh Agriculture, Bangladesh. v. 08, n. 03, p. 83 −91, 1985.

SALVADOR, K.RS, JARDIM, A.MRF, ARAÚJO JÚNIOR, GN, ALVES, CP, PINHEIRO, AG, PEREIRA, RCG, SOUZA, LSB, SILVA, TGF. Intensificação de sistemas de produção de palma forrageira por meio de consórcio rotativa com gramíneas, leguminosas e oleaginosas: uma revisão. Rev. Geografia Física, 14, 2369 – 2390, 2021.

SILVA, HW, FAVARIN, S., ANDRIGUETTI, SC, DOMINGO, D., GODINHO, AMM, ARAÚJO, EB, SOUZA, HO, XAVIER, WA. Desenvolvimento vegetativo, produção de biomassa e composição química-bromatológica de gliricídia em condições de clima temperado. Brasileiro J. Desenvolvedor, 2020.

SILVA, Dirceu Jorge. Análise de alimentos: métodos químicos e biológicos. UFV, 2006.

¹ Docente do Curso Superior de Farmácia da Universidade Brasil, Campus de Fernandópolis-SP. Doutor em Química pelo Instituto de Química UNESP, Campus de Araraquara-SP. E-mail: [email protected]

² Docente do Curso Superior de Farmácia da Universidade Brasil, Campus de Fernandópolis-SP. Mestre emQuímica pelo Instituto de Química UNESP, Campus de Araraquara-SP. E-mail: [email protected]