Gli effetti associativi degli alimenti nell’unifeed sono difficili da prevedere

//Gli effetti associativi degli alimenti nell’unifeed sono difficili da prevedere

Gli effetti associativi degli alimenti nell’unifeed sono difficili da prevedere

Talvolta le analisi dei foraggi e i modelli di previsione indicano che una certa dieta può sostenere un’alta produzione bovina, ma alla fine i risultati non corrispondono alle aspettative. In una razione unifeed si potrebbe dire che uno più uno non sempre è uguale a due, poiché tra i nutrienti presenti nella miscelata possono verificarsi effetti associativi (interazioni) che rendono complicato fare previsioni partendo dall’analisi dei singoli ingredienti.

Effetti positivi o negativi?

Gli effetti associativi possono essere positivi o negativi sia in senso economico che biologico e sono estremamente difficili da prevedere usando modelli di calcolo (J. Johnston, comunicazione personale).

Sia gli effetti associativi positivi che quelli negativi si esemplificano con l’aumento della digestione della fibra nei casi in cui piccole quantità di zucchero o amido vengano aggiunte a una dieta con prevalenza di foraggi; alti livelli di zucchero o amido, invece, possono causare una diminuzione della digestione della cellulosa (Hoover e Miller, 1991).

Altri esempi di effetti associativi dietetici positivi includono: (1) aumento dell’utilizzo di fibre in seguito all’integrazione di azoto in foraggi carenti di proteine, (2) aumento dell’ingestione quando viene dato più di un foraggio (effetto fisico) e (3) aumento della produzione di proteine microbiche dovuto alle diete sincronizzate/bilanciate (Adesogan, 2014).

Esempi di effetti associativi negativi nella dieta sono rappresentati da: (1) eccessiva quantità di foraggio in dieta e conseguente ridotto utilizzo del valore della fibra, (2) integrazione di grassi in diete che riducono la digestione delle fibre, (3) ingestione ridotta a causa di una dieta eccessivamente ricca in energia, (4) alcuni acidi grassi polinsaturi possono essere tossici per i microbi ruminali e (5) la presenza di fattori anti-nutritivi che ostacolano l’utilizzo dei nutrienti (Adesogan, 2014).

L’amido e l’NDF sono i principali fattori della dieta che contribuiscono all’energia netta di lattazione (NEL). In media, circa il 92% dell’amido è digeribile mentre l’NDF lo è per circa il 50%.

Se non vi fossero interazioni tra amido e NDF, la sostituzione di cinque unità percentuali di NDF con cinque unità percentuali di amido in una tipica dieta di vacca in lattazione aumenterebbe la concentrazione di NEL di circa il 6,5%. Tuttavia, a causa degli effetti associativi negativi, l’aumento è in genere del 5% circa (si verificano variazioni sostanziali in entrambi i valori).

Entro un intervallo ragionevole di valori di amido presente in dieta, l’aumento della concentrazione di amido sostituendolo a NDF dovrebbe aumentare la concentrazione NEL, ma l’aumento è inferiore al previsto a causa degli effetti negativi sulla digeribilità di NDF (Weiss, 2013).

Perché?

Gli effetti associativi derivano dai cambiamenti nel pH del rumine e delle dinamiche della popolazione microbica legati alle caratteristiche nutritive degli ingredienti che compongono la dieta ed interagiscono tra loro. Com’è ben noto, il pH ruminale può essere un fattore significativo nel determinare la competizione tra i batteri (Russel et al., 1979).

Per più di 60 anni, si è ritenuto che l’aumento in dieta di carboidrati non strutturali come l’amido spesso riducesse la digeribilità delle fibre nelle bovne da latte. Una recente meta-analisi ha concluso che, in media, per ogni aumento di un punto di amido nell’alimentazione, la digeribilità dell’NDF diminuisce di circa 0,5%; tuttavia, la risposta effettiva in una situazione specifica può essere molto diversa dalla risposta media e bibliografica.

È anche noto che un cambiamento nella concentrazione dell’amido presente nella dieta spesso influisce sull’ingestione di sostanza secca influenzando anche la digeribilità dell’NDF (Weiss, 2013).

I fattori che influenzano gli effetti associativi includono: (1) il contenuto di nutrienti degli alimenti presenti in dieta, (2) l’appetibilità degli ingredienti, (3) rapporti energia/proteine, ad es. carboidrati non strutturali rispetto a proteine degradabili dal rumine, (4) stato fisico dell’alimento, (5) pH del rumine e popolazioni microbiche, (6) livello di alimentazione e (7) turnover delle fasi solida e liquida del rumine (Adesogan, 2014; F. Owens).

Grant e Mertens, già nel 1992, hanno identificato nel coefficiente di transito un parametro importante per spiegare le variazioni di produzione di latte a seconda dei diversi alimenti.

Infine, le diete che causano perdite di energia microbica possono anche essere collegate ad effetti associativi. Quando c’è eccesso di energia nella dieta, o quando mancano nutrienti chiave per la crescita cellulare, come gli aminoacidi, alcuni batteri del rumine depositano glicogeno in un meccanismo di accumulo di energia. Sebbene l’energia immagazzinata possa essere successivamente mobilizzata per la crescita, questo stoccaggio è ugualmente dispendioso perché l’ATP viene spesa in modo irreversibile per sintetizzare il glicogeno. Questo dispendio di energia coinvolge il 20-50% dell’ATP disponibile in glucosio (Hackmann, 2014; Feedstuffs, 10 dicembre 2012).

Già quattro decenni fa (Tyrrel e Moe, 1975), era stato dimostrato che la digeribilità delle diete delle vacche da latte si riduce all’aumentare della quantità di alimenti assunti; tuttavia, gli aggiustamenti al ribasso per tener conto degli effetti del tenore di ingestione sulla digeribilità sono variabili nei sistemi di valutazione delle diete (Huhtanen et al., 2008).

Il “Nutrient Requirements of Dairy Cattle” pubblicato dal Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) nel 2001 ha migliorato la gestione degli effetti associativi degli alimenti nella stima della digeribilità di una dieta rispetto ai precedenti sistemi che utilizzavano aggiustamenti al ribasso fissi per ciascun alimento. Gli aggiustamenti al ribasso nel CNR 2001 non possono essere calcolati senza conoscere la quantità totale e la composizione della miscelata ingerita, quindi si applica a tutti gli alimenti all’interno di una dieta ma cambia a seconda dell’animale che la mangia. Man mano che l’assunzione aumenta, il valore energetico dei mangimi diminuisce. Inoltre, man mano che la digeribilità iniziale della dieta aumenta, aumenta l’aggiustamento al ribasso per multipli di mantenimento, quindi la riduzione della digeribilità è maggiore per le diete con il più alto valore di nutrienti totali digeribili senza grassi.

In altre parole, l’aggiunta di mais (amido) ad una dieta aumenterà l’aggiustamento al ribasso in modo che la digeribilità sia inferiore per una dieta ad alto contenuto di granella di mais rispetto ad una dieta ad alto contenuto di foraggio. L’aggiunta di grasso ridurrà di fatto l’aggiustamento al ribasso perché sostituisce i mangimi che contengono nutrienti totalmente digeribili senza grassi (VandeHaar, 2002).

Quando si alimentano vacche ad elevata produttività, diversi fattori estrinseci, che influenzano sia la digeribilità totale che i tassi di passaggio, hanno grande influenza sulla digeribiltà.  Il risultato di un aumentato tasso di passaggio è una diminuita digeribilità con un aumento dell’ingestione, con una risposta lineare o leggermente crescente a favore dell’assunzione di alimenti.

Quando i carboidrati non fibrosi sostituiscono la fibra nella dieta, le popolazioni microbiche possono cambiare differenziandosi da quelle responsabili della digestione ottimale delle fibre. Allo stesso modo, l’aumento dell’assunzione di grasso inibisce i batteri cellulosolitici, mentre le proteine supplementari stimolano la digestione delle fibre. Le ragioni che spiegano una migliore digeribilità delle fibre possono essere varie e dipendono dalle circostanze specifiche della dieta.

Esempi pratici

Una ricerca svolta su bovini da carne (Joanning, 1981) ha analizzato l’ipotesi che il valore nutrizionale dell’insilato di mais e della granella di mais, quando miscelati, fosse semplicemente la media ponderata del valore nutrizionale degli alimenti ingeriti individualmente. La ricerca ha dimostrato che i coefficienti di digeribilità della sostanza secca nelle miscelate con insilati e miscele di farine di cereali erano in media inferiori del 112% (P < 0,01) rispetto a quelli calcolati dalle medie ponderate. La riduzione della digeribilità dell’amido, delle fibre e delle proteine misurata nello studio rappresenta rispettivamente, il 59%, il 26% e il 14% della riduzione della digeribilità dell’alimento secco per la miscelata realizzata con insilati immaturi e il 53%, il 36% e il 10% per la miscela contenente mais maturo insilato. La digeribilità incompleta dell’amido è stata la ragione principale della diminuzione dell’efficienza osservata quando l’insilato di mais e la farina sono stati ingeriti insieme.

Vi è un discreto accordo sui livelli di carboidrati non strutturali (NSC) necessari nella dieta per ottimizzare sia la produzione di latte che quella di proteine microbiche, quando vengono utilizzate fonti convenzionali di cereali e foraggi. Tuttavia, quando entrano nella razione alimenti poco comuni, la composizione e le velocità di fermentazione sia degli NSC che dell’NDF diventano meno definite (Hoover e Miller, 1991).

Una ricerca con buccette di soia (Grant, 1997) ha portato alla teoria che la granulometria fine, l’alto peso specifico e l’aumento della velocità di passaggio nel rumine possono essere responsabili dell’inferiore digeribilità della NDF da parte del rumine per le fonti di fibre non costituite da foraggio utilizzate in grandi quantità. Quando la quantità di buccette di soia aumenta dal 50% al 95% di una miscela pellettata per vacche da latte, la velocità di passaggio aumenta dell’8%. In cinque studi, la digestione delle diete a base di buccette di soia è stata migliorata con l’aggiunta di foraggio grossolano.

In teoria si credeva che la digeribilità delle fibre migliorasse grazie al fieno grossolano che aumentava il tempo di ritenzione ruminale delle fonti di fibre non foraggere e consentiva una digestione più completa. L’aggiunta di fieno di erba medica macinato grossolanamente alle diete a base di insilati contenenti il 25% di buccette di soia aumentava la consistenza del materasso ruminale (cappello fibroso) del 49% e rallentava del 16% la velocità di uscita dal rumine delle buccette di soia. La quantità e la dimensione delle particelle del foraggio nella dieta interagisce con la fonte di fibre non foraggere sostituita per determinare l’impatto netto sulla velocità della digestione ruminale e del passaggio delle fibre non foraggere.

Un altro esempio pratico di induzione di effetti associativi positivi è la pratica relativamente comune di aggiungere frumento o paglia d’orzo alle diete per la lattazione. Nonostante grandi quantità di paglia nell’alimentazione diminuiscano l’assunzione, la digeribilità del tratto totale e la produttività degli animali, includere piccole quantità di paglia è spesso benefico poiché provoca effetti associativi positivi nello sviluppo di una matrice fibrosa (cappello) ruminale, specialmente nelle diete a basso contenuto di foraggio (Weiss, 2013; Eastridge, 2004).

Anche l’insilato di mais Brown MidRib (BMR) sembra suscitare interessanti effetti associativi nella dieta. Una ricerca sul BMR presso la Michigan State University (Oba e Allen, 2000) ha anche dimostrato che una dieta di insilati di mais BMR sposta il sito di digestione dell’amido, riducendo la digeribilità dell’amido nel rumine ed aumentandone la digeribilità postruminale rispetto alla dieta di controllo.

Possibile soluzione

Se la fermentazione microbica ruminale degli alimenti presi individualmente e combinati diverge, la velocità delle diverse fermentazioni può portare a un’interpretazione scorretta del rischio di acidosi ruminale subacuta. Questo è particolarmente vero per le vacche da latte ad alta produzione nei primi momenti della lattazione a causa dei loro elevati livelli di ingestione di concentrato per soddisfare le richieste di energia.

Un recente studio europeo (Metzler-Zebeli e altri, 2012) ha indagato gli effetti associativi tra la produzione di gas osservata e calcolata negli insilati erbacei, e le diete a base di concentrato di cereali nelle prime ore di incubazione. Le loro scoperte hanno supportato l’idea che valutare le razioni sulla base della somma aritmetica dei valori dei singoli componenti della razione totale probabilmente sottostima l’intensità della fermentazione nelle prime ore di incubazione (da 2 a 8 ore), il che, a sua volta, produce errori nel predire i prodotti di fermentazione ed il loro effetto sulla fisiologia del rumine.

Una ricerca simile svolta da Robinson ed altri (2008) ha dimostrato che gli effetti associativi possono raggiungere il 15-25% nelle prime ore di incubazione, ma possono sparire dopo 24 ore di incubazione.

Numerosi studi sulla lattazione supportano il legame tra la resa di proteina microbica del rumine e la produzione di latte, dimostrando che la fermentazione del rumine ottimale, come indicato dall’elevata resa di proteina microbica, è un fattore importante che influenza le prestazioni della lattazione (Hoover e Miller, 1991).

Uno studio recente, che ha utilizzato tecniche di analisi della produzione di gas per stimare l’efficienza microbica ruminale, ha mostrato chiaramente una forte relazione tra l’aumento della maturità della loiessa insilata ed un declino misurabile e significativo della produzione delle biomasse microbiche (Grings et al., 2005).

In Conclusione

Il valore nutrizionale degli alimenti viene tipicamente valutato singolarmente, nonostante il fatto che le moderne diete per bovini da latte siano costituite da una miscela di molti ingredienti. Vi sono forti evidenze scientifiche che dimostrano che il valore nutrizionale degli alimenti differisce quando sono combinati insieme (effetti associativi) e che queste interazioni non possono essere previste con precisione dall’analisi dei singoli componenti.

Diversi studi supportano il legame tra la proteina microbica ruminale e la produzione di latte. Nuovi software e metodi analitici che utilizzano la produzione di gas aiutano i nutrizionisti e gli allevatori a quantificare e gestire gli effetti associativi derivanti dalla combinazione di vari ingredienti nelle razioni anche prima che la dieta venga somministrata alla mandria in lattazione.

Pubblicato su Feedstuff vol.87 09-02-15

 

A cura di Bill Mahanna,
Iowa State University Global Nutritional Sciences Manager,
DuPont Pioneer

 

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Iowa State University Global Nutritional Sciences Manager, DuPont Pioneer. Email: bill.mahanna@pioneer.com

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