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Realização Uso de Óleos Essenciais na Avicultura Evilásio Pontes de Melo

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Realização

Uso de Óleos Essenciais

na Avicultura

Evilásio Pontes de Melo

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I. O BRASIL E O MUNDO (O Cordel Roberto Rodrigues)

I. A AVICULTURA INDUSTRIAL

II. OS ANTIBIÓTICOS

III. OS ADITIVOS

IV. OS ÓLEOS ESENCIAIS

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Crescimento do PIB (variação % anual)

Drivers de Demanda

China (2012): + 9,0% Índia (2012): + 7,5%

3,7 4,0 4,0

1,8 1,61,9

6,2 6,46,1

AVG 00-10 2011 2012

Mundo PD PED

Fontes: ONU (dez/2010) e FMI (set/2011). Elaboração: Fiesp-Deagro

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Fontes: ONU (dez/2010) e FMI (set/2011). Elaboração: Fiesp-Deagro

Mundo: crescimento populacional e urbanização (bilhões de indivíduos)

Drivers de Demanda

China: 2015 Índia: 2045

-

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

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7.0

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10.0

19

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Fontes: FAO e ONU. Nota: Grãos - arroz, centeio, cevada, milho, soja, sorgo e trigo.Nota: A área utilizada na agropecuária compreende lavouras temporárias, permanentes e pastagens

Nos últimos 50 anos, a

população urbana

triplicou.

Nesse período, o

consumo de grãos

aumentou 185%

e o de carnes 433%,

enquanto a área

agrícola, expandiu

apenas 11%.0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

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3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

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20

01

20

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20

05

20

07

População Urbana (bilhões)

Área Utilizada na Agropecuária(bilhões de hectares)

Área por População Urbana(ha/invíduo)

Elaboração: FIESP-DEAGRO.

Escassez de Terras ProdutivasA importância da tecnologia

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6

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105

133

65

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205

74

5468

78

97108

151

Grãos Milho Açúcar Arroz Soja Trigo Algodão

2000/2001 2010/2011 2011/2012

Fonte: USDA (fev2012). Elaboração: Fiesp-Deagro – adaptado de Roberto Rodrigues, 2012

Estoques mundiais(em dias de consumo)

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ZZ

Fontes: FMI, MCM, CBOT e NYCE (soja, milho e trigo) e FAO (índice de alimentos – cesta de 55 produtos)

Preços Agrícolas Internacionais

Var.últimos 12 m: -5,7%Var. no mês: 1,6%

Milho (US$ / bushel) 1 bushel = 25,401 kg

Média 2011: 6,8

Var.últimos 12 m: -9,3%Var. no mês: 0,2%

Índice de Preços de Alimentos da FAO (100 = 2002-04)

Média 2011: 227,6

Média 139,6

mar/12215,86

50

75

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125

150

175

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225

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Média 3,4

mar/126,51

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2Var.últimos 12 m: -22,0%Var. no mês: 0,1%

Trigo (US$ / bushel) 1 bushel = 27,216 kg

Média 2011: 7,1

Var.últimos 12 m: -3,1%Var. no mês: 7,5%

Soja (US$ / bushel) 1 bushel = 27,216 kg

Média 2011: 13,2

Média 8,1

mar/1213,51

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2

Média 4,6

mar/126,4

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10

Produção brasileira de grãos(Safras 1990/91 a 2011/12)

Produção (MMT)

Área (MMha) Variação % Safras 1990/91 a 2011/12

Produção: + 173%

Área: + 36%

Produtividade: + 100%

Os sucessivos ganhos deprodutividade possibilitarama economia de 52 MMha.

Fonte: Conab (mar/2012). Nota: * 6ª Estimativa. Elaboração: Fiesp-Deagro

38

52

58

163

158

90/9

1

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3

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1

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2*

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Brasil EUA Mundo Brasil EUA Mundo

Crescimento da Produtividade

entre 1990/91 e 2010/11 (%)

Produtividade Média

safra 2010/11 (t / ha)

108%

84%

129%

93%

300%

25%

28%

29%

14%

28%

21%

32%

36%

19%

30%

3,3

3,0

4,1

3,1

1,5

5,3

2,9

9,6

5,1

0,9

3,1

2,5

5,1

2,8

0,7

Fonte: USDA (2011). Note: Grãos – cevada, milho, algodão, aveia, soja, arroz, centeio, sorgo e trigo. Elaboração: Fiesp-Deagro.

Produtividade Média dos Grãos – Brasil em relação ao Mundo

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12

5,0

9,8

2,3

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1,1

3,3

90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11

Produção brasileira de carnesem milhões de toneladas

Fontes: CNPC, ABIEC, UBABEF, ABIPECS, USDA. Nota: 2011 estimado pelo USDA. Elaboração: Fiesp-Deagro.

Suína (+ 214%)

Frango (+ 468%)

Bovina (+ 95%)

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Ciclo de vida do etanol de canaBalanço das Emissões de CO2

Cultivo e Colheita

Emissão: 2.961 kg

Processamento da Cana

Emissão: 3.604 kg

Transporte: Campo>Usina

Emissão: 50 kg

Motor automóveis

Emissão: 1.520 kg

Crescimento da Cana

Absorção: 7.650 kg

Bioeletricidade

Emissão evitada: 225 kgEmissões com uso

da Gasolina: 2.280 kg

Emissões Totais:

8.135 kg CO2

Emissões Evitadas:

7.875 kg CO2

Balanço do etanol: 260 kg CO2 (- 89% das emissões da gasolina)

EPA/EUA reconheceu o derivado da cana como etanol avançado.

Fonte: Macedo, I. 2008

Dados relativos à

emissão de CO2

para cada 1.000 litros

de etanol produzido

e consumido.

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Brasil : produção sucroenergéticaCana-de-açúcar

Fontes: Anuário Estatístico da Agroenergia 2010/MAPA (1970 a 1989) e IBGE (PAM 1990 a 2009 e LSPA 2010 e 2011)Nota: (*) área adicional necessária para se produzir o volume de cana de 2011 com a mesma produtividade 1975. Elaboração: GV Agro

0

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400

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700

0

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75 77 79 81 83 85 87 89 91 93 95 97 99 01 03 05 07 09 11

Área (milhões de ha)

Produção (milhões de t)

0

5

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6 MM ha preservados (*)

16

,0 19

,0 22

,4

24

,9

26

,6

26

,2 30

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,3

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,5

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,0 38

,1

35

,7

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1

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4

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10

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,5 14

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,2

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,8 17

,9 22

,4

27

,7

25

,7

27

,6

22

,7

00

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1

01

/0

2

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9

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0

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/1

2*

Açúcar (milhões de t) Etanol (bilhões de l)

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Renovável: 45,3%

Não-Renovável:

54,7%

Matriz energética (2010) – o exemplo brasileiro

Mundo: 12.029 milhões t.e.p Brasil: 267 milhões t.e.p

OCDE: 6.115 milhões t.e.p

Não-Renovável

Renovável

87%

13%

Renovável

Não-Renovável

Petróleo37,7%

Cana17,7%

Hidro14,1%

Não-Renovável

Renovável

93%

7%

Fonte: MTE (BEN 2011). Elaboração: Fiesp-Deagro.

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A Importância do Agronegócio para o Brasil

Fontes: CEPEA/USP, CNA, IPEA, MAPA e MDIC. Elaboração: Fiesp-Deagro.

22,3% (US$ 467 bi)

37% 36,9% (US$ 94,6 bi)

Empregos (2007) Exportações (2011)

10,8% 26,5% 30,2% 32,1%

Insumos Agro-pecuária

Agro-indústria

Distribuição

Distribuição do PIB no Sistema Agroindustrial

PIB (2010)

Outros Setores

Outros Setores Outros Setores

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Desempenho do Comércio Exterior Brasileiro (US$ bilhões)

Fontes: MAPA e MDIC. Elaboração: Fiesp-Deagro.

Balança Comercial do Agronegócio Saldo Comercial Brasileiro

21 24 2531

3944

4958

7265

76

95

-6 -5 -4 -5 -5 -5 -7 -9 -12 -10 -13 -17

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78

00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11

Exportações

Importações

Saldo63

78

-43-48

20,3

29,7

00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11

Agronegócio

Demais Setores

Saldo Brasil

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8

10 / 15%

10 / 15%

4%26%

26%

40%17%

A OCDE projeta que o mundo deverá aumentar em 20% a produção de alimentos para atender ocrescimento demanda até 2020. O Brasil é o país que mais ampliará a produção, com previsão de aumentode 40% no período. (OCDE, 06.15.2010)

Mapa da população subnutrida (em % da pop total)

% de aumento da produção

Legenda:

Drivers : OCDE – projeção da produção de alimentos até 2020

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Brasil – vantagens comparativas

Terra disponível

Tecnologia‘

Recursos humanos

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Brasil - uso da terra

Fontes: IBGE (Censo Agropecuário e Pesquisa Agrícola Municipal) e Conab (Levantamento Safra de Cana). Elaboração: GVAgro.

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AVICULTURA

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Sesti, 2004

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Katayama et al, 2004.

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Bactérias predominantes no

TGI das Aves

Elaborado por Gonzales, 2004; adaptado de MROZ, 2003

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Elaborado por Gonzales, 2004; Adaptado de GARLICH, 1999

Número médio (log10) das principais

bactérias do TGI das Aves

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A porção proximal do ID Não é o local onde há os maiores riscos da contaminação bacteriana!!! Aqui uma grande absorção de ác. láctico (por exemplo) poderia favorecer o metabolismo energético, por oxidação do lactato piruvato ciclo do ácido cítrico

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ABRIL, 2011 Copyright 2011 - Vet Science Bio Solutions 26 Maiorka

Principais Injúrias que Acometem a

Mucosa Intestinal e Seus Respectivos

Agentes

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ABRIL, 2011 Copyright 2011 - Vet Science Bio Solutions 27

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13/4/2004 1

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Frango = Genética + Nutrição + Manejo

Frango não recebe hormônio!!!

500g de carne: de novilho não implantado tem 6,1 ng de estrógeno

500g de carne: de novilho implantado tem 11,4 ng de estrógeno (c/ estrógeno)

500g de carne: de novilho implantado tem 7ng de estrógeno (c/ Zeranol)

Alimento X mais estrógeno que 500g de carne de novilho implantado

1litro de leite 10

10g de germém de trigo 30

100g de lentilha 50

1 litro de cerveja 400

10g de farinha de soja 2800 Adap. de RUTZ et al, 2001

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OS ANTIBIÓTICOS

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O que são antibióticos

• “Substância produzida por um organismo ou

obtida sinteticamente que, em soluções diluídas,

destrói as bactérias e outros microrganismos ou

inibe o seu desenvolvimento.”

• Um antibiótico “...apresenta boa capacidade

antimicrobiana em baixa concentração (para ser

viável) além de apresentar uma boa toxidade

selectiva (sendo tóxico para bactérias e não para

as células do corpo)...” Sales et al, 2002

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Era dos compostos sintéticos

• Em 1909 descoberta do salvarsan por Paul Ehrlich – tratamento de tripanossomas e outros protozoários.

• Klarer e Meitzsch sintetizaram o prontosil (sulfonamida) em 1932. Os efeitos e resultados organizados por Gerhard Domagk garantiram-lhe o Prémio Nobel da Medicina em 1938.

• Em 1929 Alexander Fleming sintetiza a penicilina. O seu efeito curativo demonstrado em ratos cedo possibilitou o estudo em pacientes com erisipela e outras infecções. Sales et al, 2002

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Classificação dos

antibióticos

• Com base na origem:

• Naturais (penicilina G)

• Semi-sintéticos (aminopenicilinas)

• Sintéticos (cloranfenicol)

• Com base na acção biológica

• Bactericidas: destrói as bactérias

• Bacteriostáticos: paralisam o crescimento das bactérias

Sales et al, 2002

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Histórico Devido aos constantes desafios bacterianos aos quais as aves

de produção industrial são submetidas, desde a década de 40 o uso

de antibióticos tem se difundido neste sistema intensivo de produção.

Os antibióticos quando utilizados em doses sub-terapeuticas

previnem aparecimento de doenças e auxiliam na produção e no

desempenho das aves são conhecidos como agentes promotores de

crescimento são, portanto substâncias administradas em pequenas

quantidades aos produtos destinados à alimentação animal com a

finalidade de melhorar a taxa de crescimento e/ou eficiência da

conversão alimentar e reduzir a mortalidade das aves. As melhorias

em ganho de peso diário (GPD) alcançadas com o uso de promotores

de crescimento variam em geral de 2 a 4%. Já as melhorias em

conversão alimentar variam de 4 a 10% (Souza, 1998).

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Histórico

As drogas empregadas como agentes promotores na produção de aves

podem induzir o aparecimento de formas microbianas resistentes e prejudiciais à

saúde humana. Em junho de 1999 a Comunidade Econômica Europeia, através de

normas (Commission Decision of 23 Feb., 1999; Commission Regulation (EC) No.

1565/2000; Commission Regulation (EC) No. 622/2002; Regulation (EC) No.

2232/96), baniu o uso de alguns antibióticos na alimentação de aves e em 2006

proibiu oficialmente o uso de antibióticos como promotores de crescimento na

alimentação de animais domésticos, com implicações para a indústria nacional de

carnes. Sendo o Brasil o maior exportador de carne de frango (UBABEF, 2012).

Este problema gerou a constituição de um comitê formado por representantes de

entidades envolvidas com a alimentação animal e a indústria de rações, tendo sido

criado o Plano Nacional de Controle de Resíduos Biológicos (PNCRB). A proibição

do uso de promotores de crescimento como mecanismo preventivo de situações de

disbiose com depressão da flora microbiana indesejável determinou que

pesquisadores e nutricionistas buscassem novas alternativas, entre as quais a

utilização de diferentes óleos essenciais que preservem o equilíbrio no trato

gastrintestinal (Fleming 2010).

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Sequência do desenvolvimento de cepas

resistentes e transferência da resistência Uso de antimicrobianos em aves

Desenvolvimento de resistência

Sobrevivência da cepa resistente através do processamento/manipulação do alimento

Sobrevivência da cepa resistente através do preparação do alimento

Colonização/infecção humana via alimentos

Transferência de resistência / fonte de infecção

Doença clínica significativa

Fracasso do tratamento com agente índice da classe de antimicrobianos

Mortalidade atribuível

Adaptado de Edir N. da Silva, 2004

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ADITIVOS

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Aditivos utilizados na alimentação animal

Elaborado por Gonzales, 2004

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Ácidos orgânicos

Prebióticos

Probióticos

Simbióticos

Enzimas

Extratos Herbais

Saponinas

“Minerais orgânicos”

“Vitaminas (doses e formas)”

Óleos essenciais

Óleos Funcionais

Aditivos Alternativos

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O termo óleo essencial e adotado como definição de uma mistura de

monoterpenos, diterpenos, fenilpropanoides e hidrocarbonetos com uma variedade de

grupos funcionais (aromáticos, compostos voláteis, etc.), 'Essencial' O termo foi

adaptado a partir da teoria da "quinta essência", proposto por Paracelso que acreditava

que este era o quintessência eficaz elemento em uma preparação medica (Oyen e Dung,

1999). Como o termo, "óleo essencial" e um mau conceito definido a partir de farmácia

medieval, o termo „óleo volátil' tem sido proposto (Hay e Waterman, 1993). Citados por

Lee et al, 2004. Normalmente estes compostos são extraídos de plantas por destilação a

vapor ou por extração por solventes voláteis (folhas, flores, cascas, madeiras, raízes,

etc.). Os óleos essenciais são misturas complexas de muitos compostos e as

composições químicas e as concentrações de compostos individuais são variáveis. Por

exemplo, as concentrações de dois componentes predominantes de óleos essenciais de

tomilho, isto e, timol e carvacrol ter sido relatado poderem variar desde tão baixa

quanto 3% a tão elevada como 60% do total de óleos essenciais (Lawrence e Reynolds,

1984). Para cumprir com a legislação alimentar estes tem um grau de pureza de pelo

menos 99,5%. Diversos fatores influenciam na produção e na concentração

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Os óleos essenciais são compostos orgânicos voláteis das

plantas, extraídos por destilação a vapor ou extração por

solventes voláteis das folhas, flores, cascas de frutas,

madeiras, raízes, etc, sendo misturas constituídas por um

número variado de substâncias orgânicas com estruturas

relativamente simples.

Plantas, como organismos que co-evoluem com insetos

e outros microrganismos, são fontes naturais de substâncias

inseticidas, antifúngicas e antimicrobianas, já que as

mesmas são produzidas pelo vegetal em resposta a um

ataque patogênico.

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Dentre os múltiplos usos dos óleos essenciais

(pesticidas, inseticidas, herbicidas, nematicidas, sedativos,

aromas, etc.) esta revisão terá como foco as propriedades

funcionais relacionadas à produção e desempenho animal

(antibacterianas, anti-inflamatórias, antioxidantes,

antifúngicas, estimulantes do sistema imune, do consumo,

das secreções enzimáticas e dos sulcos digestivos) onde

poderíamos designá-los como “óleos funcionais”. Os óleos

essenciais são considerados aditivos fitogênicos e

normalmente reconhecidos como substâncias seguras

(GRAS- Generally Recognized as Safe).

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• Terpenoides – C10H16:

– Monoterpenes, diterpenes, triterpenes,

tetraterpenes.

– Exemplos: linanool, geraniol, thymol, carvacrol,

etc.

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Burt, 2004

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Fase Móvel (Gasosa) Cromatografia

Gasosa (CG)

Em Cromatografia Gasosa a Fase Estacionaria

pode ser:

Cromatografia Gás-Sólido (CGS) fase estacionaria solida

Cromatografia Gás-Líquido (CGL) fase estacionaria liquida

Sólida

Líquida

Classificação da Cromatografia

Gasosa

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Cromatógrafo a Gás

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Alguns Exemplos de Óleos Essenciais

Orégano:

Alho:

Alecrim:

Timo:

Eucalipto:

Limão:

Laranja doce:

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Principais Componentes:

CARVACROL;

Cimeno, Linalol, ...;

Ações Comprovadas:

→ Antibacteriana;

→ Antifúngica;

→ Antioxidante;

→ ...

Óleo Essencial de Orégano

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Principais Componentes:

ALICINA;

Quercitina e Campferol (bioflavonóides), ...;

Ações Comprovadas:

→ Antibacteriana;

→ Antiprotozoário;

→ Antioxidante;

→ Expectorante, ...

Óleo Essencial de Alho

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Óleo Essencial de Alecrim

Principais Componentes:

CINEOL;

Lineol, Cânfora, ...;

Ações Comprovadas:

→ Antisséptico;

→ Ação Respiratória;

→ Analgésico;

→ Cicatrizante, ...

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Principais Componentes:

TIMOL;

Flavonóides, ...;

Ações Comprovadas:

→ Antimicrobiana;

→ Antiespasmódica;

Óleo Essencial de Timo

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Principais Componentes:

EUCALIPTOL (1,8-Cineol);

Terpineol, …;

Ações Comprovadas:

→ Inseticida;

→ Repelente;

→ Estimulante;

→ Expectorante.

Óleo Essencial de Eucalipto

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Principais Componentes:

LIMONENO;

Vit C, …;

Ações Comprovadas:

→ Bactericida;

→ Antisséptico;

→ Ação Pulmonar, …;

Óleo Essencial de Limão

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Principais Componentes:

LIMONENO;

Vit C, …;

Ações Comprovadas:

→ Bactericida;

→ Antiséptico;

→ Antihistamínico, …;

Óleo Essencial de Laranja

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A atuação dos terpenóides se dá por alteração na permeabilidade da membrana celular da bactéria, impedindo sua multiplicação e levando a morte (mecanismo semelhante aos dos ionóforos).

Mecanismo de Ação dos Óleos Essenciais

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Segundo Utiyama 2004, o modo de ação dos compostos fenólicos como carvacrol e timol (óleos essenciais) sobre as células bacterianas é similar aos de alguns antimicrobianos. A extremidade hidrofóbica destes componentes interage com a membrana celular das bactérias alterando a sua permeabilidade para cátions como hidrogênio (H+) e potássio (K+). Outros efeitos biológicos dos óleos essenciais se dão pela desintegração da membrana das bactérias, levando as atividades antimicrobianas “in vitro”, os óleos essenciais liberam material associado à membrana das células.

Mecanismo de Ação dos Óleos Essenciais

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Óleos Essenciais (OE)

60% dos OE tem ação contra fungos e 30%

inibem bactérias.

Altamente hidrofóbicos.

Agem desestabilizando a membrana:

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Li. 2011

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Amerah et al.

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Bona, 2010

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Ramalho, 2006

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1 – Antibacteriana;

2 – Antiséptica

3 – Antifúngica;

4 – Antioxidante;

5 – Repelente e inseticida

6 – Imunomoduladora;

7 – Anticoccidiana

Atividades Biológicas dos

Óleos Essenciais

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Ácido Carnósico

ABRIL, 2011 Copyright 2011 - Vet Science Bio Solutions 63 Wang et al, 2011

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`Imunidade Mortalidade Performance Produto final

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ABRIL, 2011 Copyright 2011 - Vet Science Bio Solutions 65 Surai 2012

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Mecanismo de inibição da comunicação

celular devido ao estresse oxidativo

ABRIL, 2011 Copyright 2011 - Vet Science Bio Solutions 66

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Primeiro nível de defesa

SOD

Se-GSH-Px

Catalase Metaloproteínas

Segundo nível de defesa

Vitaminas A, E, C, carotenóides,

Gluta-

tiona

Ácido

úrico

Terceiro nível de defesa

Lipases, proteases, etc.

Três principais níveis de defesa

antioxidante na célula

Radicais livres Radicais livres

Se-GSH-Px

Radicais livres Radicais livres

Surai, 2002

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Aves:

Controla coccidiose e enterite necrótica

Melhora a conversão alimentar

Aumenta consumo e o ganho de peso

Reduz enterites e mortalidade

Não apresenta restrição de uso e período de

carência

Benefícios

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Concentração Inibitória Mínima (CIM) – Burt 2004

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Atividade dos óleos

essenciais na concentração de 20 μL

Bertini , et al. 2005

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SUÍNOS:

PROMOTOR DE CRESCIMENTO

NATURAL

• Proibição e controle do uso de antibióticos como

promotores;

• Proibição da associação de antibióticos Gram+

com Gram-;

• GPD e Conversão;

Indicações

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a) Novos?

b) Dificilmente vamos ter novos antibióticos

como promotores.

c) Custo: benefício é o maior problema para os

novos produtos.

d) Produtos naturais: muitos competem com

nutrição e cosmética humana.

e) Natural não pode ser desculpa para falta de

CQ e eficácia.

Conclusão

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Realização

“Amai a Deus em

Primeiro Lugar e Amai

ao Próximo Como a Ti

Mesmo” Mateus 22:37-39