foraggi 2013 migliorare la digeribilità della fibra con gli zuccheri

MIGLIORARE LA DIGERIBILITÀ DELLA FIBRA CON GLI ZUCCHERI
FORAGGI 2013
MIGLIORARE
LA DIGERIBILITÀ DELLA FIBRA
CON GLI ZUCCHERI
Edizione 2.0
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MIGLIORARE LA DIGERIBILITÀ DELLA FIBRA CON GLI ZUCCHERI
MIGLIORARE LA DIGERIBILITÀ DELLA FIBRA CON GLI ZUCCHERI
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FORAGGI 2013: MIGLIORARE LA DIGERIBILITÀ DELLA FIBRA
CON GLI ZUCCHERI
Migliorare la digeribilità della fibra è un obiettivo primario, soprattutto quando la razione
contiene quantità elevate di foraggi, condizione necessaria per mantenere la salute ed il
benessere della bovina. Gli zuccheri semplici presenti nella razione hanno un effetto starter sulle fermentazione ruminali e contribuiscono a mantenere un ambiente ruminale adeguato allo sviluppo delle popolazioni batteriche che degradano la fibra.
DIGERIBILITÀ DELLA FIBRA
II carboidrati strutturali (cellulosa, emicellulosa e pectine) sono apportati principalmente dai foraggi e costituiscono la fibra
della razione. Per i ruminanti rappresentano la principale fonte di energia e sono
misurati attraverso la determinazione
dell’NDF (fibra insolubile al detergente
neutro.
L’energia apportata dai foraggi è strettamente legata alla quantità di fibra che
Figura 1
viene degradata e utilizzata nel rumine
ed i fattori intrinseci che la determinano
sono: tipo e qualità dei foraggi, trattamenti tecnologici subiti dalle materie prime, equilibrio tra i nutrienti, presenza di
additivi.
La degradabilità della fibra nel rumine è
fortemente
influenzata
dal
pH
dell’ambiente ruminale, che condiziona
lo sviluppo ed il metabolismo della microflora.
Digeribilità della fibra di diverse tipologie di fieno, CRPA 2001
Perché le fermentazioni ruminali della fibra abbiano luogo, è necessaria la colonizzazione batterica delle superfici vegetali, processo fortemente influenzato dal
pH. In condizioni ottimali di pH e disponibilità degli alimenti, i batteri aumentano
rapidamente di numero colonizzando le
superfici vegetali, le idrolizzano, fermenta-
no i carboidrati con la produzione di acidi
grassi volatili (VFA) e proteine.
Secondo Sauvant e collaboratori (1999),
la soglia di pH minima sotto la quale vengono compromesse le fermentazioni ruminali è 6.25, ma una riduzione transitoria del pH inferiore a 6.0 per un periodo
di 4 h non influenza l’andamento della
fermentazione microbica.
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A valori di pH<5.3 la capacità dei batteri
cellulosolitici di crescere ed aderire alle
superfici vegetali si interrompe, ed anche
se gli enzimi extracellulari continuano ad
attaccare la cellulosa, i processi di degradazione della fibra avvengono lentamente (Mouriño et al. 2001, Weimer, 19991996).
High
H-2L
H-L
L
Figura 2
La figura 2 riporta i risultati di uno studio
in vitro in cui è sono state studiate le relazioni tra pH ruminale e la degradabilità
ruminale della fibra: la diminuzione della
digeribilità ruminale dell’NDF dal 53.8% al
34.3%, in condizioni di pH stabile a 5.7, si
riflette in un calo di produzione di latte
pari a 2.5 kg/d.
pH stabile a 6.4
ph mantenuto a 6.4 con 2 cicli a pH 5.7 per 1 h
alternanza ph 6.4 – 5.7 in cicli da 4 h
pH stabile a 5.7
Effetto del pH sulla digeribilità dell’NDF misurato in vitro. Dati di Calsamiglia et al. 2002,
Adattato da Varga 2010
La dimostrazione che in animali con valori di pH ruminale relativamente bassi
(<6.0) siano presenti comunità microbiche simili a quelle di animali con pH più
elevati, fa ritenere che forse l’animale sia
più sensibile alle variazioni giornaliere di
pH, (pasti poco frequenti e abbondanti,
cambi repentini della dieta) (Formigoni,
2011). I cambi di dieta, soprattutto se si
modifica il rapporto tra foraggi e concentrati, devono essere graduali in modo da
permettere all’animale di adeguarsi alle
nuove condizioni. Questo consente di
mantenere costanti o in equilibrio le dinamiche di fermentazione all’interno del
rumine.
L’INFLUENZA DEGLI ZUCCHERI
Gli zuccheri sono carboidrati ad alta degradabilità ruminale che modulano il metabolismo del sistema ruminale contribuendo a creare e mantenere le condizioni ottimali allo sviluppo ed all’ attività
dei batteri che degradano la fibra.
Gli zuccheri, principalmente gli esosi, stimolano lo sviluppo dei funghi residenti
nel rumine che destrutturano la fibra vegetale. In questo modo aumenta la superficie vegetale a disposizione per la colonizzazione da parte dei batteri celluloso-
litici. Oltre ai batteri adesi alle particelle di
cibo, nel liquor ruminale si trovano tante
specie di batteri liberi e protozoi: si ritiene
che gli zuccheri aggiunti nella razione
abbiano maggiore influenza sul loro metabolismo, mentre i batteri cellulosolitici
adesi alle pareti vegetali potrebbero avvantaggiarsi di fattori di crescita potenzialmente prodotti da batteri che fermentano gli zuccheri.
La disponibilità di zuccheri semplici nel
rumine è importante per il mantenimento
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di popolazioni batteriche, quali Megasphera elsdenii e Selenomonas ruminantium, che metabolizzano l’acido lattico
evitandone l’accumulo e quindi la riduzione del pH ruminale. Inoltre, dalla fermentazione ruminale degli zuccheri deriva una maggiore produzione di acido
butirrico, importante per garantire la capacità di assorbimento dei VFA
dell’epitelio ruminale.
Penner e Oba (2009) hanno dimostrato
che la somministrazione di una dieta sperimentale addizionata con il 4.7% di saccarosio ha aumentato il pH del rumine e
ridotto il numero delle ore in cui il pH ruminale era minore di 5.8 in vacche da
latte che avevano appena partorito.
Zuccheri, % s.s.
Amido, % s.s.
Tabella 1
2.8
5.8
18
18.5
pH ruminale giornaliero
min
media
max
5.44
6.17
6.81
5.66
6.34
6.96
Durata pH<5.8, min/d
298
107
Effetto di due livelli di zuccheri semplici nella razione sul pH di vacche in lattazione.
Adattato da Penner e Oba, 2009
Numerose ricerche scientifiche riportano
l’effetto positivo della somministrazione di
zuccheri sulla digeribilità della fibra. Broderick e Radloff (2004) hanno osservato
che l’inserimento nella razione di melasso
essiccato o liquido, in sostituzione di quote di pastone di mais, ha aumentato la
digeribilità della fibra, tabelle 2-3.
Zuccheri totali della razione, %
2.4
4.2
5.6
7.2
31.5
28.4
25.2
23.2
S.S.
57.7
58.9
60.0
61.9
NDF
37.5
37.8
38.6
41.1
ADF
38.6
38.6
39.4
42.1
Amido, % s.s.
Digeribilità, %
Tabella 2
Effetto di dosi crescenti di zuccheri semplici nella razione con l’aggiunta di melasso essiccato
digeribilità della fibra. Adattato da Broderick e Radloff, 2004
Zuccheri totali della razione, %
2.6
4.9
7.4
10
31.4
29.1
27.5
26.1
S.S.
63.6
62.1
65.4
64.0
NDF
36.3
36.3
44.6
37.2
ADF
42.2
43.4
49.6
43.0
Amido, % s.s.
Digeribilità, %
Tabella 3
Effetto di dosi crescenti di zuccheri semplici nella razione con l’aggiunta di melasso liquido sulla
digeribilità della fibra. Adattato da Broderick e Radloff, 2004
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con saccarosio.
Il grafico 1 mostra l’effetto della sostituzione di quote d’amido con saccarosio sulla
digeribilità della fibra della razione
(Broderick et al. 2008).
digeribilità ruminale
Una maggiore digeribilità dell’NDF è stata riportata anche da Vallimont e collaboratori (2004), in bovine da latte alimentate con razioni contenenti il 32% di NSC
ed in cui parte dell’amido veniva sostituito
0% saccarosio
2.5% saccarosio
5.0% saccarosio
7.5% saccarosio
NDF
Grafico 1
ADF
Effetto di dosi crescenti di saccarosio nella razione sulla digeribilità della fibra nel rumine.
Adattato da Broderick et al. 2008
La maggiore digeribilità della fibra osservata negli studi citati potrebbe essere dovuta alla riduzione del contenuto di amidi
della razione e quindi alla minore presenza di fattori che inibiscono lo sviluppo dei
batteri cellulosolitici. Infatti alcuni studi
indicano che le razioni ricche di amido
stimolano la produzione di composti azotati che inibiscono la crescita dei batteri
cellulosolitici, con effetti negativi sulla degradazione della fibra (Piwonka et al.
2003). Alcuni di questi prodotti, inoltre,
stimolano l’attività di specie batteriche
con una spiccata attività proteolitica che
sono in grado di liberare molto velocemente ammoniaca: in questo modo si
riduce rapidamente la disponibilità di aminoacidi necessari a stimolare la crescita di
altri batteri, fra i quali quelli cellulosolitici
(Walker et al., 2005).
Le sperimentazioni in vivo ed in vitro indicano gli effetti positivi degli zuccheri semplici sulla degradazione ruminale sono
ottimizzati quando c’è disponibilità di proteine degradabili nel rumine (RDP) (Hall,
2003).
CONCLUSIONI E VANTAGGI
La degradazione ruminale della fibra è fondamentale per migliorare l’efficienza delle bovine e salvaguardarne lo stato di salute. La disponibilità di zuccheri nel rumine ha il vantaggio di:

contribuire a mantenere le condizioni di pH ottimali per l’attività dei batteri che degradano la fibra;

consentire il maggiore impiego di foraggi aziendali;

ridurre la quota di amido nella razione;

limitare lo sviluppo di batteri proteolitici e mantenere concentrazioni più elevate di
peptidi e amminoacidi a disposizione dei batteri cellulosolitici;

migliorare l’efficienza ruminale ed il benessere della vacca, presupposti imprescindibili per poter aumentare la produzione di latte.
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