TECNICA I principali effetti indotti dall’aggiunta di zuccheri alla razione dei bovini Alimentazione Con insilato o “a secco” mancano gli zuccheri di C. Ulgheri*, G. Baldi**, R. Compiani**, C.A. Sgoifo Rossi** I l contenuto medio in zuccheri semplici delle razioni comunemente sommini­ strate ai bovini negli allevamenti da latte e da carne in Italia è pari a circa il 3% della sostanza secca. Come verrà mostrato in seguito, vi sono numerose e recenti evidenze scientifiche in merito alle positive priorità degli zuccheri sul metabolismo ruminale, le quali concorrono a determinare un miglioramento delle performance produttive. Modulazione delle fermentazioni ruminali Gli zuccheri semplici sono carboidrati solubili che costituiscono una fonte energetica immediatamente disponibile per le fermentazioni ruminali. MANGIMI LIQUIDI ZUCCHERINI N * ED&F Man Liquid Products Italia. ** Dipartimento di Scienze Veterinarie per la Salute, la Produzione Animale e la Sicurezza Alimentare, Università degli Studi di Milano. INFORMATORE ZOOTECNICO n.12 / 2012 elle razioni unifeed senza insilati o altri prodotti umidi, l’assenza di un alimento con proprietà leganti favorisce la selezione degli alimenti da parte dell’animale elevando il rischio di dismetabolie ruminali. Tale rischio può essere evitato tramite l’utilizzo di mangimi liquidi zuccherini che, se inseriti in razione a concentrazioni pari al 4­8% della s.s., favoriscono l’adesione delle particelle minute dei concentrati ai foraggi, limitando così la capacità di scelta dell’animale, garantendo così la fabbricazione di unifeed caratterizzati da elevata omogeneità. l 33 TECNICA Diversi studi hanno dimostrato come l’ap­ porto di zuccheri semplici nella razione sia in grado di modulare l’accrescimento della microflora ruminale (Firkins, 2010). Ad esempio, gli zuccheri favoriscono lo svilup­ po ed il mantenimento di specie batteriche come Megasphera elsdenii, che utilizza il lattato come substrato energetico per pro­ durre acidi grassi volatili (AGV), caratteriz­ zati da una costante di dissociazione più alta del lattato, riducendo in questo modo il rischio di acidosi sub­clinica e clinica. A riguardo è stato evidenziato che gli zuc­ cheri semplici, mentre non hanno effetti sulla produzione di propionato, favorisco­ no la produzione di acido butirrico (Figura 1). È noto come quest’ultimo sia la princi­ pale fonte energetica delle cellule del­ l’epitelio ruminale, motivo per cui una sua ottimale disponibilità in tale sede migliora lo sviluppo delle papille ruminali aumen­ tando la capacità di assorbimento degli AGV, principale meccanismo attraverso il quale si limita il rischio di acidosi da ec­ cessivo accumulo di acidi grassi volatili a livello ruminale ma anche meccanismo alla base dell’ottimizzazione dell’efficien­ za digestiva dell’alimento. Stabilizzazione del pH ruminale Numerosi studi (Chamberlain et al., 1993; Figura 1 – Effetto della sostituzione graduale di amido con saccarosio sulla produzione di butirrato •misurata in vitro . Heldt et al., 1999; Penner et al., 2009) evidenziano come, al contrario di quanto si tenderebbe a supporre, la sostituzione di quota parte dell’amido dietetico con zuc­ cheri semplici (saccarosio e lattosio) non riduca il pH ruminale. In un recente studio condotto su bovine da latte all’inizio della lattazione, Penner e Oba (2009) riportano come la sommini­ strazione di una dieta integrata con il 4,7% di saccarosio determini persino un aumento del pH del rumine e una riduzio­ ne del numero di ore in cui esso si attesta su valori inferiori a 5,80 (Tabella 1). Il mantenimento di un pH ruminale stabile e a valori superiori a 5,80 nel corso della giornata rappresenta la condizione base per favorire lo sviluppo e l’attività dei bat­ teri deputati alla degradazione dei carboi­ drati strutturali, limitando così l’insorgenza di fenomeni di acidosi acuta o sub acuta. Aumento della digeribilità della fibra Gli zuccheri forniti nella dieta influenzano il metabolismo dei batteri associati alla fase liquida del contenuto ruminale, stimolando­ ne una maggiore produzione di specifici peptidi ed aminoacidi, i quali promuovono a loro volta la crescita dei batteri fibrolitici adesi alla frazione fibrosa stessa. Broderick e Radloff (2008) hanno constatato come la sostituzione di quote crescenti di amido con saccarosio sia in grado di aumentare la digeribilità ruminale di NDF e dell’ADF con gli effetti migliori quando il contenuto in zuccheri della razione raggiunge il 5% sulla sostanza secca (Figura 2). Maggiore produzione di proteina microbica • Figura 2 ­ Effetto di dosi crescenti di saccarosio nella razione sulla digeribilità della fibra nel rumine. 34 La proteina microbica, caratterizzata da elevato valore biologico, fornisce dal 50 all’80% circa degli aminoacidi assimilabili INFORMATORE ZOOTECNICO n.12 / 2012 TECNICA TAB. 1 ­ EFFETTO DI DUE LIVELLI DI ZUCCHERI SEMPLICI NELLA RAZIONE SUL PH RUMINALE DI VACCHE IN LATTAZIONE. (PENNER E OBA, 2009). Zuccheri, % s.s. 2,08 5,08 min 5,44 0,25 media 6,17 6,34 max 0,30 0,31 pH ruminale giornaliero Durata pH<5.8, min/d 298 107 no evidenziato che la somministrazio­ ne di razioni contenenti il 5,6% di zuc­ cheri sulla sostanza secca incrementa del 25% la produzione di proteina mi­ crobica. Il linea con tale risultato, Bro­ derick e collaboratori (2008) riportano come il corretto bilanciamento degli zuccheri della razione riduca in manie­ ra significativa la concentrazione di ammoniaca ruminale. Inoltre, gli zuccheri promuovono lo svi­ luppo di batteri quali Prevotella spp. ca­ ratterizzati da attività proteolitica “par­ ziale”, cioè che dal loro metabolismo vengono prodotti peptidi e amminoacidi ma non ammoniaca. Tale meccanismo, oltre a modulare i livelli di urea nel san­ gue e nel latte, aumenta il by­pass degli aminoacidi. Aumento di assunzione di sostanza secca • Fig. 3 ­ Produzione di proteina microbica in presenza di differenti carboidrati e pH in vitro dal ruminante a livello intestinale: ottimiz­ zarne la produzione è quindi importante per migliorare l’efficienza produttiva in genere e quella dell’azoto nello specifico. Gli zuccheri semplici vengono fermentati a livello ruminale con un tasso pari a 40­ 60%/h, mentre la velocità di degradazio­ ne dell’amido è minore e varia dal 20 al 40%/h (CNCPS V6.1, da Van Amburgh et al. 2012). La sincronia nella disponibili­ tà ruminale di zuccheri e proteine rapida­ mente fermentescibili e azoto non protei­ co (NPN) favorisce lo sviluppo efficiente della microflora e quindi una maggiore produzione di proteina microbica. Stroe­ bel e Russel (1986), in uno studio con­ dottoin vitro, constat arono che gli zuc­ cheri stimolano una maggiore produzione INFORMATORE ZOOTECNICO n.12 / 2012 di proteina microbica per unità di sostan­ za organica fermentata (Figura 3). Piwonka e collaboratori (1993), in uno studio condotto su manze frisone han­ L’aumento di appetibilità di una razione integrata con zuccheri semplici si traduce ovviamente in un aumento dell’ingestione di sostanza secca. La Figura 4 riporta l’effetto di diversi dosaggi di zuccheri semplici in una razione a base di insilati somministrata a bovine in lattazione: la sostituzione del 5% di amido di mais con pari quantità di saccarosio ha indotto un aumento dell’ingestione del 7%. Oldick e colleghi (1997) riportato come l’inserimento di melasso nella razione (3,40 % della s.s.) migliori l’efficienza di • Fig.4 – Effetto della sostituzione di amido con zuccheri semplici sull’ingestione di vacche in lattazione. 35 TECNICA conversione degli alimenti e la produzio­ ne di latte di 1,30 kg al giorno. TAB. 2 ­ COMPOSIZIONE CHIMICA DEL MELASSO DI CANNA E DI BIETOLA Zuccheri sì, ma quali? Sostanza secca Gli zuccheri contenuti nei foraggi e nei concentrati fibrosi sono essenzialmente riconducibili a due tipologie: pentosi (5 atomi di carbonio) ed esosi (6 atomi di carbonio). I primi sono i principali compo­ nenti dell’emicellulosa, la quale costituisce indicativamente il 15­17% della s.s. del­ l’insilato di mais e sono principalmente rappresentati da xilosio (circa 80%) e ara­ binosio (circa 12%). Per quanto riguarda gli esosi, la loro presenza risulta molto limi­ tata nel silomais in quanto fermentati du­ rante la conservazione, mentre si ritrovano in quantità pari al 6­7 % della s.s. nei fo­ raggi di leguminose e sono normalmente rappresentati da fruttosio e glucosio (Snif­ fen, 2012 ­ comunicazione personale). Sostanza organica 36 Canna da zucchero 74,30 Barbabietola 77,90 86,05 86,05 Zuccheri 70,55 70,05 Saccarosio 46,50 66,65 Zuccheri riduttori 23,30 0,95 Zuccheri non fermentescibili 3,25 15,35 Acidi organici 4,00 9,35 Proteina grezza 4,30 6,62 RUP 65.00 65,00 RDP 35,00 35,00 LG 0,14 0,15 Ceneri 8,90 8,70 (Westway, 2004; Cevolani 2005; Savoini e Dell’Orto, 2005) Tra le due classi zuccherine vi sono no­ tevoli differenze in termini di impatto metabolico, solo gli esosi infatti sono in grado di promuovere la crescita dei bat­ teri fibrolitici (Stroebel e Russel, 1986). Differenze sussistono anche in materia di INFORMATORE ZOOTECNICO n.12 / 2012 TECNICA fermentescibilità ruminale e digeribilità a livello enterico: sacca­ rosio, fruttosio e polisaccaridi da essi costituiti sono caratterizzati da una fermentescibilità maggiore rispetto a lattosio e galattani. Inoltre oligosaccaridi, galattani, β­glucani e pectine non sono digeribili a livello enterico, contrariamente ad amido, saccarosio e fruttosio (Van Soest, 1994). Gli zuccheri sono comunque mag­ giormente digeribili a livello intestinale rispetto agli amidi (100 vs 75 %, CNCPS V6.1). Quest’ultimo aspetto risulta particolarmente interessante se si considera che le più recenti acquisizioni scientifiche sull’ap­ proccio dinamico al comportamento degli alimenti a livello ruminale, evidenziano che la quota di pectine, amido e zuccheri che by­passa il rumine è superiore rispetto a quanto fino ad oggi ritenuto. Ad esempio, e con specifico riferimento agli zuccheri apportati dal melasso, recenti acquisizioni indicano che la quota che by­passa il rumine raggiungeo valori pari al 25­30% (Formigoni e Sniffen, 2012 ­ comunicazione perso­ nale), mentre i modelli alla base del sistema dinamico di razionamento CPM (Cornell Penn Miner) attribuiscono ancora una fermentescibilità ruminale degli zuccheri pari al 99%. Una corretta conoscenza e applicazione del by­pass ruminale degli zuccheri risulta fondamentale al fine dell’ottimizzazione dei raziona­ menti; infatti i titoli di proteina vera del latte vengono massimizzati quando l’apporto di glucosio a livello intestinale si avvicina all’8% della s.s. della dieta (Rulquin et al., 2004), valore difficilmente ottenibile senza una specifica integrazione zuccherina. Quattro meccanismi In conclusione emerge chiaramente come un corretto bilan­ ciamento del contenuto e della tipologia di zuccheri della dieta rappresenti un aspetto di grande rilevanza per l’ottimizzazione del processo digestivo e delle performance produttive. L’im­ patto positivo degli zuccheri nel ruminante si esplica infatti attraverso 4 importanti meccanismi: ­ la modulazione delle fermentazioni ruminali attraverso una maggiore produzione di butirrato, che favorisce l’assorbimento degli AGV e quindi una maggiore efficienza dell’epitelio ruminale; ­ l’incremento ed il mantenimento di un pH a valori ottimali per lo sviluppo dei batteri fibrolitici, con conseguente minore inci­ denza di fenomeni di acidosi; ­ la maggior produzione di proteina batterica a livello ruminale consente di ottimizzare le fonti proteiche e l’apporto di aminoa­ cidi essenziali a livello intestinale; ­ l’eccellente appetibilità in abbinamento alla maggiore efficienza a livello ruminale promuovono l’assunzione di sostanza secca sia in condizioni normali ma anche e in particolare in quelle situazioni nelle quali essa risulta sfavorita (stress, condizioni ambientali non ottimali, periodo di transizione della bovina da latte, fase di adatta­ mento e finissaggio del bovino da carne). • INFORMATORE ZOOTECNICO n.12 / 2012 37