Per ridurre l’impatto ambientale della produzione animale nel rispetto della salute degli animali e di una produzione zootecnica sostenibile, sta emergendo negli ultimi anni la rivalutazione delle strategie di alimentazione.

In particolare, l’integrazione dei mangimi deve essere basata su additivi sicuri ed efficienti, determinando prestazioni ottimali degli animali e massimizzando la produttività nel rispetto dell’ambiente (Wilkinson, 2011). Numerosi studi scientifici sono stati dedicati all’inclusione di mangimi con proprietà nutraceutiche nelle diete di ruminanti e non ruminanti (Alagawany et al., 2021). Questi additivi per mangimi possono influenzare diversi parametri relativi alle vie metaboliche, tra cui la modulazione delle fermentazioni ruminali (Hassan et al., 2020), il miglioramento dei processi digestivi post-ruminali (Arowolo & He, 2018), l’omeostasi e la funzione immunitaria (Colitti et al., 2019), e la modulazione delle emissioni di metano (Palangi & Lackner, 2022).

La maggior parte dei prodotti disponibili in commercio sono formulazioni a base di piante officinali, estratti vegetali ed oli essenziali con diverse proprietà bioattive (Chandrasekaran et al., 2010). A livello europeo, il Regolamento (CE) n. 1831/2003 stabilisce le norme che disciplinano l’autorizzazione comunitaria degli additivi destinati all’alimentazione animale. Ad oggi, sul mercato sono disponibili diverse miscele uniche di estratti botanici, precedentemente testate in studi di lunga durata sugli animali. Tra i composti più attivi che li caratterizzano troviamo alcaloidi, polifenoli, terpenoidi, oli essenziali e glucosinolati (Franz et al., 2020).

Gli oli essenziali sono stati ampiamente studiati principalmente come additivi per mangimi nella nutrizione dei non ruminanti (Zeng et al. 2015), attirando maggiore attenzione nell’industria dei suini e del pollame. Per quanto riguarda i polifenoli, essi si dividono principalmente in flavonoidi, acidi fenolici, lignani, stilbeni e cumarine (Rocchetti et al., 2022). I terpenoidi, comprese diverse sottoclassi, sono un’altra importante classe bioattiva (Kamran et al., 2022). Ogni singolo costituente chimico di questi prodotti ha le sue caratteristiche peculiari (Masyita et al., 2022), tanto che gli oli essenziali e gli altri composti bioattivi hanno effetti piuttosto diversi (Masyita et al., 2022). L’interesse verso il loro utilizzo è elevato, considerato anche il loro ruolo come alternativa agli antibiotici nell’alimentazione animale (Lillehoj et al., 2018). Tuttavia, diverse sostanze fitochimiche sono ancora inesplorate, quindi è davvero importante indagare la potenziale interazione esistente tra questi composti potenzialmente bioattivi, identificando così quei metaboliti meglio correlati all’effetto dichiarato. Gli additivi per mangimi rappresentano quindi un valido strumento in nutrizione animale; tuttavia, le informazioni sui loro profili chimici/bioattivi sono scarse e molto spesso limitate solo ai composti più abbondanti e caratterizzanti i singoli additivi o formulazioni commerciali a base di estratti vegetali da diverse fonti.

In un recente studio pubblicato da Rocchetti et al. (2024), si è testato per la prima volta la capacità di un approccio metabolomico untargeted di discriminare nove additivi commerciali per mangimi (comprese miscele uniche di estratti botanici) utilizzati sia nell’alimentazione dei ruminanti che di non ruminanti, sulla base del loro profilo fitochimico, valutandone inoltre le diverse proprietà bioattive in vitro mediante utilizzo di saggi antiossidanti ed enzimatici. Per le analisi strumentali, è stata utilizzato un approccio di cromatografia liquida ad altissime prestazioni abbinata alla spettrometria di massa ad alta risoluzione Orbitrap. Inoltre, approcci statistici multivariati sono stati combinati ed utilizzati per estrapolare potenziali marcatori chimici capaci di discriminare e quindi meglio classificare i diversi campioni commerciali sulla base del loro profilo chimico.

Sulla base dell’approccio sopra descritto, sono state identificate numerose classi fitochimiche, vale a dire alcaloidi, composti polifenolici, glucosinolati e terpenoidi. In particolare, il prodotto denominato Zigbir è stato individuato come la migliore fonte di sostanze fitochimiche, mostrando un contenuto totale di sostanze bioattive pari a 3.03 mg/g, risultando particolarmente abbondante in terpenoidi, stilbeni, acidi fenolici e composti fenolici a basso peso molecolare. Successivamente, gli approcci statistici multivariati (basati su algoritmi non supervisionati e supervisionati) hanno permesso di raggruppare i diversi prodotti commerciali in 2 sub-clusters principali. Il primo sub-cluster era rappresentato dai prodotti Zigbir®, Phytocee® ed Herb-All™, mentre il secondo sub-cluster evidenziava delle similarità chimiche tra i prodotti commerciali denominati Sangrovit®, Agolin® Ruminant, ConverMax®, Vertan, Valkalor, e Viandi.  L’analisi chimica ha permesso di identificare il composto bioattivo di natura terpenica andrografolide diterpenoide che registrava la massima abbondanza nei prodotti commerciali Zigbir e Sangrovit. In generale, i marcatori chimici in grado di massimizzare le differenze tra i diversi additivi per mangimi erano rappresentati da piperina (appartenente alla classe degli alcaloidi), isoquercitrina (appartenente alla classe dei flavonoidi), 6-metiltioesildesulfoglucosinolato (appartenente alla classe dei glucosinolati), 6-metilumbelliferone (appartenente alla classe dei polifenoli a basso peso molecolare), acido benzoico (appartenente alla classe degli acidi fenolici), (+)-(1R,2R)-1,2-difeniletano-1,2-diolo (classificabile come membro degli stilbeni) e piperitenone (appartenente alla classe dei terpenoidi). Tra le diverse proprietà bioattive valutate, si è riscontrato come i flavonoidi fossero altamente correlati sia con i test antiossidanti in vitro (specialmente con le attività FRAP e DPPH) che con quelli di inibizione enzimatica (specialmente l’inibizione dell’enzima alfa-glucosidasi).

I risultati ottenuti hanno fornito nuove informazioni sulla composizione fitochimica completa degli additivi commerciali per mangimi ed estratti botanici testati negli ultimi anni sia per alimentazione dei ruminanti che di non ruminanti. In generale, è stata rilevata una grande importanza dei polifenoli (soprattutto flavonoidi) in relazione alle potenziali attività biologiche ed effetti associabili all’inclusione di tali prodotti nella dieta/razione.

La presente nota è una sintesi del seguente articolo scientifico pubblicato dalla rivista “Metabolomics” dove è riportata tutta la letteratura citata: Rocchetti, G., Lapris, M., Zengin, G., Masoero, F., & Gallo, A. (2024). Discrimination of different feed additives and poly-herbal formulations based on their untargeted phytochemical profiles. Metabolomics, 20(1), 5. doi:10.1007/s11306-023-02068-w.

Autori

Giuseppe Conte, Alberto Stanislao Atzori, Fabio Correddu, Luca Cattaneo, Gabriele Rocchetti, Antonio Natalello, Sara Pegolo, Manuel Scerra – Gruppo Editoriale ASPA