Nell’ultimo decennio, sono stati compiuti diversi sforzi per aumentare il livello di acidi grassi funzionali nel latte e nei prodotti lattiero-caseari, con l’obiettivo di migliorare la qualità nutrizionale degli alimenti derivanti dai ruminanti (Chilliard et al., 2007; Mele, 2009). Questo obiettivo può essere raggiunto applicando strategie alimentari basate sull’integrazione alimentare con oli polinsaturi marini o vegetali o con semi oleosi (Shingfield et al., 2013). Ad esempio, recenti studi hanno dimostrato che l’aggiunta di oli vegetali ricchi di acido linoleico (C18:2c9c12; LA) nella dieta dei piccoli ruminanti aumenta il contenuto di acido rumenico (CLAc9t11) nel grasso del latte (Mele et al., 2006, 2008; Gómez-Cortés et al., 2008). Tuttavia, poiché l’entità della bioidrogenazione ruminale (BH) dei PUFA è generalmente superiore all’80-90%, la quantità di lipidi necessaria per ottenere un miglioramento efficace di CLA c9,t11, varia da 60 a 100 g/capo al giorno, con un conseguente aumento dei costi di alimentazione. Inoltre, sebbene i piccoli ruminanti siano meno sensibili delle vacche da latte alla sindrome da depressione della sintesi del grasso, alti livelli di lipidi abbinati a diete a basso contenuto di foraggio possono indurre una diminuzione del contenuto di grassi del latte (Bauman e Griinari, 2003; Shingfield et al., 2013).

Numerosi studi in vitro hanno dimostrato che i tannini sono in grado di interferire con la produzione ruminale di BH o di metano, a seconda della loro natura polifenolica (Bhatta et al., 2009; Khiaosa-Ard et al., 2009; Buccioni et al., 2011). Inoltre, pecore e vacche alimentate con diete contenenti meno del 4% di tannini sulla sostanza secca hanno comportato una maggiore ritenzione di azoto e minori concentrazioni di urea plasmatica, a causa della capacità dei tannini di proteggere le proteine del mangime dalla degradazione microbica ruminale (Frutos et al., 2004a). L’effetto sull’attività dei microrganismi ruminali è stato correlato alla capacità dei tannini di interferire con le membrane dei batteri ruminali, legando gli enzimi o privando ioni metallici, come il ferro (Patra e Saxena, 2011). Tra le specie batteriche coinvolte nei processi BH dei PUFA, Butyrivibrio fibrisolvens e Butyrivibrio proteoclasticus sembrano essere i più sensibili (Vasta et al., 2010), ma sono ancora scarsi gli studi specifici sugli effetti dei diversi tipi di tannini sulla popolazione microbica ruminale. Inoltre, i risultati degli esperimenti in vitro e in vivo mostrano spesso risultati contrastanti sull’effetto dei tannini sull’accumulo di intermedi della BH e sulla risposta produttiva dell’animale (Vasta et al., 2009a; Toral et al., 2011, 2013). Ciò è probabilmente dovuto alle differenze nelle specie di tannini e nella percentuale di inclusione nella dieta e agli effetti associativi tra i tannini e altri ingredienti della dieta come i lipidi.

Il lavoro di Buccioni et al. (2015), pubblicato sulla prestigiosa rivista Journal of Dairy Science, aveva come obiettivo quello di valutare l’effetto di quantità moderate (<2%) di estratti di tannino di castagno o di quebracho (tannini idrolizzabili e condensati, rispettivamente) nelle diete integrate con olio di soia, sul profilo degli acidi grassi del latte e sull’abbondanza relativa di B. fibrisolvens e B. proteoclasticus nella comunità microbica ruminale. Inoltre, poiché il latte di pecora viene utilizzato principalmente per la produzione del formaggio, un ulteriore obiettivo di questo studio è stato quello di valutare l’effetto dell’aggiunta di tannini sulla composizione lorda e sulle caratteristiche di coagulazione del latte.

L’assunzione di quasi 40 g/capo al giorno di estratto di tannino di castagna (CHT) o di quebracho (QUE) non ha avuto effetti dannosi sui parametri ematici o sulle prestazioni produttive. Questi dati sono in accordo con Liu et al. (2011) e Toral et al. (2011, 2013), che hanno valutato gli effetti dei tannini di castagno e quebracho sulla crescita e sulle performance produttive delle pecore. La letteratura riporta che i tannini condensati non vengono assorbiti a livello intestinale e, quindi, non sono in grado di interferire con il metabolismo di organi come il fegato (McSweeney et al., 1988; Garg et al., 1992; Terrill et al., 1994). D’altra parte, diversi ricercatori hanno dimostrato che i microrganismi ruminali sono in grado di degradare i tannini idrolizzabili, la cui tossicità sembra essere dovuta all’assorbimento e all’accumulo dei fenoli nel circolo sanguigno a causa dell’incapacità del fegato di detossificarli completamente (Murdiati, 1992; Makkar, 2003). In questo studio, i parametri del sangue delle pecore hanno dimostrato che la funzionalità epatica non era disturbata dal QUE e dall’estratto di CHT. Recentemente, Liu et al. (2013), in una prova di alimentazione, hanno dimostrato che i tannini di castagna erano in grado di ridurre lo stato ossidativo del fegato e di diminuire lo stato infiammatorio della ghiandola mammaria. Sebbene la letteratura riporti che l’acido ellagico e gli ellagitannini contenuti nella frutta, nelle noci, nei semi e nel legno (ad esempio, il castagno) vengono metabolizzati nello stomaco e nell’intestino tenue, formando urolitine che sono potenti agenti antinfiammatori, (Cerdá et al., 2005; Espín et al., 2007; Landete, 2011), nel presente studio non sono stati osservati effetti sul livello di cellule somatiche del latte. Tuttavia, questo indice è solo un indicatore indiretto dello stato infiammatorio della ghiandola mammaria.

Nel presente studio, sia la dieta CHT che quella QUE hanno mostrato un effetto significativo sul metabolismo microbico ruminale, come confermato dalla variazione di diversi acidi grassi a catena ramificata nel latte, che sono un importante parametro diagnostico per l’attività microbica ruminale (Vlaeminck et al., 2006; Fievez et al., 2012). È interessante notare che il rapporto tra gli acidi grassi a catena ramificata dispari iso e anteiso, che è correlato alla crescita dei batteri cellulolitici (Vlaeminck et al., 2006), ha mostrato un andamento simile a quello osservato per le concentrazioni di acido acetico e di acidi grassi essenziali totali, che aumentavano con CHT e diminuivano con QUE. Sono state osservate diverse differenze nella proporzione molare degli acidi grassi volatili (VFA) ruminali tra i trattamenti, perché la dieta CHT ha aumentato le concentrazioni di acido acetico e butirrico, mentre la dieta QUE ha diminuito tutti i VFA ad eccezione dell’acido butirrico.

È interessante notare che, secondo Waghorn (2008), i tannini idrolizzabili contenuti nella castagna possono essere metabolizzati nel rumine in acidi gallico ed ellagico, che possono essere ulteriormente metabolizzati in acidi acetico e butirrico. Nel caso dei tannini della dieta QUE, il forte effetto sulla concentrazione di VFA era probabilmente dovuto all’effetto depressivo dei tannini condensati sia sulla degradazione dei carboidrati che delle proteine, portando, nell’ultimo caso, a riduzioni dei VFA come gli acidi valerico e isovalerico, che hanno origine dalla deaminazione degli amminoacidi (Patra e Saxena, 2011). Tuttavia, studi precedenti hanno riportato dati controversi riguardanti l’effetto dei tannini sui VFA totali o sulla loro proporzione molare nel liquido ruminale. Hervas et al. (2003b), Liu et al. (2011) e Toral et al. (2011), infatti, hanno scoperto che i tannini non influenzano la concentrazione totale di VFA o le loro proporzioni molari nel liquido ruminale delle pecore, mentre Bhatta et al. (2009) hanno rilevato che i tannini condensati della mimosa riducono i VFA totali e aumentano la produzione di propionato.

Questi risultati controversi possono derivare dall’uso di dosaggi diversi o di diversi tipi di tannini e da effetti associativi tra tannini e altri ingredienti della dieta di base. I dati sulla caratterizzazione microbiologica del liquido ruminale hanno mostrato che la presenza di tannini determina un aumento dell’abbondanza relativa di B. fibrisolvens, mentre la popolazione di B. proteoclasticus è fortemente depressa, in particolare con la dieta QUE. Questi dati sono in accordo con precedenti studi in vivo e in vitro (Vasta et al., 2010; Buccioni et al., 2011) che hanno riportato un effetto significativo di CHT e QUE sulla BH ruminale, favorendo l’accumulo di acido vaccenico.

Pertanto, l’effetto degli estratti di tannino sul profilo degli acidi grassi del latte osservato nel presente esperimento potrebbe essere dovuto alla modulazione del BH ruminale a causa dei cambiamenti nell’ecosistema microbico. Tuttavia, alcuni studi in vivo sulla diversità batterica ruminale di vacche e pecore suggeriscono che B. fibrisolvens e B. proteoclasticus non svolgono un ruolo dominante nel metabolismo dei lipidi ruminali e che altri batteri non ancora coltivati, classificati filogeneticamente come Prevotella, Lachnospinaceae incertae sedis e Bacteroidales, Clostridiales e Ruminococcaceae non classificati potrebbero essere più rilevanti (Boeckaert et al., 2008; Belenguer et al., 2010; Huws et al., 2011; Castro-Carrera et al., 2014). La letteratura fornisce inoltre evidenza che le alterazioni nel deflusso ruminale degli intermedi della BH a 18 atomimi di carbonio e del C18:0, indotte da diete basate su diversi tipi di foraggi o integrate con olio di pesce non sono accompagnate da cambiamenti significativi nel gruppo B. proteoclasticus (Kim et al. al., 2008; Huws et al., 2010; Halmemies-Beauchet-Filleau et al., 2013).

Poiché la composizione della dieta gioca un ruolo fondamentale nella selezione dei microrganismi ruminali, sono necessari ulteriori studi per chiarire meglio l’effetto dei tannini su specifici ceppi batterici coinvolti nei processi di BH. Inoltre, i dati del lavoro di Buccioni et al. (2015) suggeriscono che gli estratti CHT e QUE influenzano la composizione degli acidi grassi del latte in maniera diversa, non modulando semplicemente la bioidrogenazione dell’acido linoleico. Il contenuto di acido stearico nel grasso del latte, infatti, era significativamente più basso nei campioni di pecore alimentate con la dieta QUE. Allo stesso tempo, rispetto a quello riscontrato nel gruppo controllo, il contenuto di acido oleico era più elevato nel grasso del latte delle pecore alimentate con la dieta QUE e inferiore nel grasso del latte delle pecore alimentate con la dieta CHT. Il contenuto di acido stearico (così come quello di OA, acido vaccenico e acido rumenico) nel grasso del latte è strettamente regolato dall’assorbimento del tessuto mammario e dall’attività dell’enzima stearoil Co-A desaturasi (SCD) (Frutos et al., 2014). Risultati simili sono stati riportati da Vasta et al. (2009b) nel grasso intramuscolare di agnelli alimentati con erba verde con tannino QUE. Tuttavia, se i tannini condensati influenzino direttamente o indirettamente (ad esempio, modulando la disponibilità del substrato per la ghiandola mammaria), l’attività dell’enzima SCD necessita di ulteriori indagini.

Il contenuto di acido grassi saturi è stato significativamente ridotto da entrambi i trattamenti con tannini, ma l’effetto è stato più evidente per la dieta QUE, probabilmente a causa dell’effetto depressivo dei PUFA sulla sintesi dei grassi del latte nella ghiandola mammaria (Shingfield et al., 2013). Il contenuto di PUFA, infatti, era significativamente più alto nel grasso del latte delle pecore alimentate con la dieta QUE, mentre quello delle pecore alimentate con la dieta CHT era intermedio. Per quanto riguarda gli acidi grassi coinvolti nella BH ruminale, la dieta QUE ha aumentato significativamente il contenuto di acido linoleico nel grasso del latte, che rappresentavano oltre il 4% del totale degli FA del latte e ha aumentato il contenuto dei suoi rispettivi intermedi di BH (acido rumenico e acido vaccenico), che rappresentavano rispettivamente più del 3 e del 6% degli acidi grassi del latte. Nel caso della dieta CHT, la quantità di acido linoleico e dei suoi prodotti di bioidrogenazione erano intermedi tra i trattamenti di controllo e QUE, suggerendo un effetto differenziale dei tannini idrolizzabili rispetto ai tannini condensati, come dimostrato anche dalla relativa quantificazione di popolazioni di B. fibrisolvens e B. proteoclasticus nel liquido ruminale.

In conclusione, l’uso di olio di soia nella dieta delle pecore da latte, abbinato a estratti di tannino di quebracho o castagna, ha prodotto cambiamenti significativi nella composizione degli acidi grassi del latte senza influenzare altri componenti del latte, la produzione di latte o la funzionalità epatica. In particolare, la dieta QUE sembra essere più efficace nel perturbare la BH ruminale dei PUFA, aumentando il contenuto di acido rumenico e vaccenico nel grasso del latte. L’effetto perturbante degli estratti di tannino sulla BH ruminale e sul metabolismo microbico, in generale, è stato indirettamente confermato dall’abbondanza relativa delle popolazioni di B. fibrisolvens e B. proteoclasticus e dai risultati della proporzione molare dei VFA. Tuttavia, sono necessari studi dose-risposta per chiarire la quantità minima di estratti di tannino necessari per ottenere un effetto affidabile e riproducibile di LA su BH per massimizzare l’arricchimento del contenuto di acido vaccenico e acido rumenico nel grasso del latte, utilizzando quantità inferiori della supplementazione lipidica. Infine, sebbene nessuno dei due tipi di estratto di tannino abbia influenzato la funzionalità epatica o la salute delle ghiandole mammarie, sono necessari studi che coinvolgano l’integrazione a lungo termine di tannini idrolizzabili e condensati per confermare questo risultato su un periodo più lungo.

La presente nota è una sintesi del seguente articolo scientifico pubblicato dalla rivista  “Journal of Dairy Science”: Buccioni A., Pauselli M., Viti C., Minieri S., Pallara G., Roscini V., Rapaccini S., Trabalza Marinucci M., Lupi P., Conte G., Mele M. (2015). Milk fatty acid composition, rumen microbial population, and animal performances in response to diets rich in linoleic acid supplemented with chestnut or quebracho tannins in dairy ewes. Journal of Dairy Science, 98, 1145-1156.

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