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PRODUTTIVITÀ SPECIFICA DI AGV
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
Zuccheri solubili
Amido
Pectine
Emicellulose
Cellulosa
Lignina
Sarà massima per i concentrati altamente fermentescibili(come il melasso di c.z.) e minima per i foraggi grossolani ricchi di fibra ed in particolare di lignina.
7,0 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5
BATTERICELLULOSOLITICI
BATTERIAMILOLITICI
ACIDO ACETICO
ACIDO PROPIONICO
ACIDO LATTICO
ACIDOSI70
60
50
40
30
20
10
ZONE FAVOREVOLI A:
RELAZIONI TRA ORIENTAMENTO DELLE FERMENTAZIONI, pH DEL LIQUIDO RUMINALE E PRODUZIONI DI ACIDI
ACETICO, PROPIONICO E LATTICO.
A = zuccheri solubiliB = amidi e destrineC = carboidrati della parete cellulare
Inte
nsi
tà d
ella
fer
men
tazi
one
Tempo (ore)6 12 24
Acidi grassi volatili (fermentescibilità glucidi)
Ammoniaca disponibile (degradabilità proteine)
A
X
B
Y
CZ
X = NPNY = proteine solubili e degradabiliZ = proteine insolubili, ma degradabili
FERMENTESCIBILITÀ DELLE FONTI DI CARBOIDRATI
7,0 6,6 6,1
RAZIONI GROSSOLANEDIGERIBILITA’ SCARSA
RESA ENERGETICAMEDIOCRE
RAZIONI CONCENTRATEALTO LIVELLO ENERGETICOMASSIMA RESA METABOLICA
RAZIONI EQUILIBRATEFORAGGI/CONCENTRATI=1/1
MASSIMO APPETITO
PREVALENZA DELLA FLORA CELLULOSOLITICAPREVALENZA DELLAFLORA AMILOLITICA
ACIDO ACETICO
ACIDO BUTIRRICOACIDO PROPIONICO
AC
IDO
LA
TT
ICO
5,5
70
60
50
40
30
20
10
RISCHIO DI CHETOSICONDIZIONI OTTIMALIPER VACCHE DA LATTE
CONDIZIONI OTTIMALIPER BOVINI DA CARNE
RISCHIO DI ACIDOSI
% M
OL
AR
E D
EG
LI
AC
IDI
GR
AS
SI
NE
L L
IQU
IDO
RU
MIN
AL
E
pH LIQUIDORUMINALE
RELAZIONI FRA LE CONCENTRAZIONI RELATIVE DI AGV E PH RUMINALE
EFFETTI DEL TIPO DI SUBSTRATO SUL pH RUMINALE
Massima quantità di mangimi altamente fermentescibili
(come melasso di c.z. e cereali trattati termicamente)
determina massimizzazione della sintesi di AGV (soprattutto lattico).
Quindi (in assenza di tamponi ruminali quali NaHCO3, MgO
ecc…) il pH ruminale diminuisce.
NELL’ALIMENTO
AGVNEL RUMINE
NEL RUMINE
pHTamponi NEL RUMINE
pH
SINDROME (= INSIEME DI SINTOMI DIPATOLOGIA AD EZIOLOGIA SCONOSCIUTA) CLASSICAMENTE CARATTERIZZATA DA pH RUMINALE BASSO. TUTTAVIA
ACIDOSI ACIDITÀ Causata da eccesso di glucidi fermentescibili (soprattutto
amido).
e da carenza di fibra da foraggi scarsamente sensibile ai tamponi chimici (bicarbonato di sodio ecc…)
che spostano verso l’alto il pH ruminale senza risolvere la sindrome.
Acidosi Ruminale
Acidosi RuminaleCLASSIFICAZIONE CLINICA:
Iceberg dell’Acidosi
A. CLINICA: laminiti, mastiti cliniche, epatiti ecc…
A. SUBCLINICA: mastiti subcliniche (cellule somatiche alte), diminuzione produzione, ipofertilità.
Acidosi RuminaleIMPORTANZA ECONOMICA
Iceberg dell’Acidosi
L’acidosi subclinica è
economicamente + grave Xché riguarda molti
+ animali
SANGUE
EsofagoR e t i c o l o
Rumine
OmasoAbomaso
Duodeno
intestino
Assorbimento nutrientidi origine ruminale
AGV
Proteina microbica,Fosfolipidi,
Vitamine
1. ACIDI GRASSI VOLATILI (AGV) sono assorbiti direttamente dalla MUCOSA PRESTOMACALE;
2. ALTRI (proteine microbiche, fosfolipidi, lipidi, aminoacidi e vitamine) sono invece assorbiti nell’INTESTINO (eventualmente dopo
digestione)
Destino dei nutrienti forniti dai microrganismi ruminali
CO2 300 - 600 l/d CH4 150 - 400 l/dA.G.V. 2 - 5 kg/dProteine 0,5 - 1,5 kg/d
Quantità di Prodotti ottenibilidal rumine di una bovina adulta
Numerosi fattori incidono sulla composizione della massa di
micropopolazione ruminale. Il CNCPS tuttavia assume che
sia costante (valori sulla S.S. da Hespell and Bryant, 1979):
CNCPS CPM
62.5% Proteina greggia 72.8
21.1% Carboidrati 15.4
12.0% Grassi greggi 8.7
4.4% Ceneri gregge. 3.2
Composizione dei Batteri Ruminali
Soltanto il 60% ( 10%) della proteina microbica è disponibile mentre la rimanente è legata alla parete cellulare ed agli acidi nucleici (Ling and Buttery, 1978; Van Soest, 1982)
Il CNCPS assume che gli acidi nucleici contengano il 15% del totale dell’N microbico (Purser and Buechler, 1966).
La proteina microbica insolubile si assume che ne
rappresenti il 25% (Bergen et al., 1967).
Composizione N microbico (CNCPS)
Acidi Nucleici15%
Proteina legataparete cell.
25%
Proteina vera disp.60%
• Si assumono costanti sia per i batteri SC che per quelli NSC le percentuali delle 3 componenti.
Secondo gli studi degli anni ‘60
La composizione in aminoacidi della proteina microbica si assume costante in qualsiasi condizione, anche per diete totalmente differenti fra loro.
Aminoacidi della proteina microbica (CNCPS)
1.CELLULOSO LITICIED EMICELLULOSO LITICI
2.AMILO LITICI
3.PROTEO LITICI
4.LIPO LITICI Tutti producono anche + o – elevate quantità di Vit. K e Vit. del gruppo B.
CLASSIFICAZIONE DEI BATTERIPRESENTI NEL RUMINE (1-tipo di substrato)
1. EMI / CELLULOSO LITICIBacteroides succinogenes,Ruminococcus albus, R. flavefaciens.2. AMILO LITICIFibrobacter succinogenes, Butyrivibrio fibrisolvens,Streptococcus bovis, Bacteroides ruminicola,Selenomonas ruminantium,3. PROTEO LITICIButyrivibrio Fibrisolvens, Bacteiroides ruminicola,Selenomonas ruminantium.4. LIPO LITICI Anaerovibrio lypolitica.
CLASSIFICAZIONE DEI BATTERIPRESENTI NEL RUMINE (1-tipo di substrato)
PRINCIPALI SPECIE EMI / CELLULOSOLITICHE
Ruminococcus albus C,X F,A,E,H,CRuminococcus flavofaciens C,X F,A,S,H
(*) C=cellulosa; X=xilani; PR=proteine. (**) F=acido formico; A=acido acetico; E=alcool etilico; L=acido lattico; B=acido butirrico; S=acido succinico; H=idrogeno; C=anidride carbonica.
SPECIE SUBSTRATO(*) PRODOTTI DIFERMENTAZIONE(**)
PRINCIPALI SPECIE AD ATTITUDINE MISTA MA PIÙ SIMILI AGLI AMILILOTICI
Fibrobacter succinogenes C,A F,A,SButyrivibrio fibrisolvens C,A,X,PR F,A,L,B,E,H,CClostridium lochheadii C,A,PR F,A,B,E,H,C
(*) C=cellulosa; X=xilani; A=amido; PR=proteine. (**) F=acido formico; A=acido acetico; E=alcool etilico; L=acido lattico; B=acido butirrico; S=acido succinico; H=idrogeno; C=anidride carbonica.
SPECIE SUBSTRATO(*) PRODOTTI DIFERMENTAZIONE(**)
Streptococcus bovis A,S,SS,PR L,A,FRuminobacter amylophilus A,P,PR F,A,SBacteroides ruminicola A,X,P,PR F,A,P,SSuccinomonas amylolytica A,D A,SSelenomonas ruminantium A,SS,GU,LU,PR A,L,P,H,CLachnospira multiparus P,PR,A F,A,E,L,H,CSuccinivibrio dextrinosolvens P,D F,A,L,S
PRINCIPALI SPECIE AMILOLITICHE (E PECTINOLITICHE)
SPECIEPRODOTTI DI
FERMENTAZIONE(**)
(*) X=xilani; A=amido; D=destrine; P=pectine; PR=proteine; GU=glicerolo; LU=acido lattico; SS=zuccheri solubili.(**) F=acido formico; A=acido acetico; E=alcool etilico; P=acido propionico; L=acido lattico; S=acido succinico; H=idrogeno; C=anidride carbonica.
SUBSTRATO(*)
PRINCIPALI SPECIE CHE UTILIZZANO ZUCCHERI SOLUBILI
Spirochete spp. P,SS F,A,L,S,EMegasphaera elsdenii SS,LU A,P,B,V,H,CLactobacillus spp. SS LEusobacterium ruminantium SS F,A,B,C
(*) P=pectine; LU=acido lattico; SS=zuccheri solubili.(**) F=acido formico; A=acido acetico; E=alcool etilico; P=acido propionico; L=acido lattico; B=acido butirrico; S=acido succinico; V=acido valerianico; H=idrogeno; C=anidride carbonica.
SPECIEPRODOTTI DI
FERMENTAZIONE(**)SUBSTRATO(*)
PRINCIPALI SPECIE BATTERICHE METANOGENEE LIPOLITICHE
Methanobrevibacter ruminantium M,HU MMethanosarcina barkeri M,HU MC
Anaerovibrio lipolytica L,GU A,P,S
(*) M=produttori di metano; HU=utilizzatori di idrogeno.(**) A=acido acetico; P=acido propionico; S=acido succinico; C=anidride carbonica; M=metano.
SPECIEPRODOTTI DI
FERMENTAZIONE(**)SUBSTRATO(*)
CLASSIFICAZIONE DEI BATTERIPRESENTI NEL RUMINE (2- tipo di prodotto)
PRODUTTORI DI AGV:Selenomonas ruminantium, S. lactylitica,Butyrivibrio fibrisolvens.
METANOGENI
Methanobacterium ruminantium e Methanosarcina spp.
Riflessi del tipo di razionamento sull’ecosistema ruminale e sulle produzioni
zootecniche
CONFRONTO FRA LA DEGRADAZIONE MICROBICA RUMINALE DI FORAGGI E CONCENTRATI
Diete ricche di foraggi• Cellulosa, Amido• Zuccheri a media solubilità
• Batteri Cellulosolitici• acido Acetico principale
AGV• pH Rumine > 6
Diete ricche di Concentrati• Amido, zuccheri solubili, cellulose
• Batteri Amylolitici• acido Propionico principale
AGV• pH Rumine < 6
Razione ricca di amido e povera di fibra(tanti NSC e poca NDF)
ALTRI 4%
PROPIONICO35%
ACETICO 35%
BUTIRRICO25%
Razione ricca di amidoe povera di fibra
(tanti NSC e poca NDF)
M a g g io r e s in te s i d i m u s c o lo(an im ali da carn e)
M a g g io r e s in te s i d i la tto s ioe p r o te in e d e l la tte
(+ la tte m a c o n m e n o g ra sso)
R is p a r m io m e ta b o lic o d i a a ( < g lu co n e o g e n e s i)
R a p p o r to a ce tic o : p r o p io n ic o s p o s ta to v e r s o il C 3
P r e v a le n z a d i b a tte r i a m ilo lit ic i
Razione ricca di amidoe povera di fibra
(tanti NSC e poca NDF)
Razione ricca di fibra e povera di amido(e quindi di NSC)
ALTRI8%
PROPIONICO15%
ACETICO 64%
BUTIRRICO13%
Razione ricca di fibrae povera di amido
(tanta NDF e pochi NSC)
M in o r e s in te s i d i m u s c o lo(an im ali da carn e)
M a g g io r e s in te s i d i p a n n a(- la tte m a g ra sso )
A u m e n to d e lla l ip o g e n e s i
R a p p o r to a ce tic o : p r o p io n ic o s p o s ta to v e r s o il C 2
P r e v a le n z a d i b a tte r i c e llu lo s o lit ic i
Razione ricca di fibrae povera di amido
(tanti NSC e poca NDF)
LATTE
C2/C3 2
ACETICO > 50%
PROPIONICO < 25%
BUTIRRICO < 15%
CARNE
C2/C3 2,5
ACETICO < 55%
PROPIONICO = 15 - 25%
BUTIRRICO > 20%
RAPPORTI MOLARI TRA A.G.V.E PRODUZIONI ZOOTECNICHE
Broderick ha dimostrato che
sostituire mais con saccarosio
(nettamente + fermentescibile)
fa aumentare la produzione di grasso del latte sia
in %le che
totale.
ECCEZIONE ALLA TEORIA CHE COMPROVA LA SUA INESATTEZZA