Rumine 2 - Università degli Studi di Teramo

Report
PRODUTTIVITÀ SPECIFICA DI AGV
Lignina
Cellulosa
Emicellulose
Pectine
Amido
Zuccheri solubili
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
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.
5.0
RELAZIONI TRA ORIENTAMENTO DELLE FERMENTAZIONI,
pH DEL LIQUIDO RUMINALE E PRODUZIONI DI ACIDI
ACETICO, PROPIONICO E LATTICO.
ZONE FAVOREVOLI A:
BATTERI
CELLULOSOLITICI
BATTERI
AMILOLITICI
70
ACIDOSI
60
50
ACIDO ACETICO
40
30
20
ACIDO PROPIONICO
10
ACIDO LATTICO
7,0
6,5
6,0
5,5
5,0
4,5
Intensità della fermentazione
A
FERMENTESCIBILITÀ DELLE FONTI
DI CARBOIDRATI
Acidi grassi volatili (fermentescibilità glucidi)
Ammoniaca disponibile (degradabilità proteine)
X
A = zuccheri solubili
B = amidi e destrine
C = carboidrati della parete cellulare
B
Y
C
Z
6
12
Tempo (ore)
X = NPN
Y = proteine solubili e degradabili
Z = proteine insolubili, ma degradabili
24
% MOLARE DEGLI ACIDI GRASSI NEL LIQUIDO RUMINALE
RELAZIONI FRA LE CONCENTRAZIONI
RELATIVE DI AGV E PH RUMINALE
70
60
ACIDO ACETICO
50
40
30
20
PREVALENZA DELLA FLORA CELLULOSOLITICA
10
PREVALENZA DELLA
FLORA AMILOLITICA
RAZIONI GROSSOLANE
RAZIONI EQUILIBRATE
RAZIONI CONCENTRATE
DIGERIBILITA’ SCARSA
FORAGGI/CONCENTRATI=1/1 ALTO LIVELLO ENERGETICO
RESA ENERGETICA
MASSIMO APPETITO
MASSIMA RESA METABOLICA
MEDIOCRE
7,0
6,6
RISCHIO DI CHETOSI
CONDIZIONI OTTIMALI
PER VACCHE DA LATTE
6,1
CONDIZIONI OTTIMALI
PER BOVINI DA CARNE
pH LIQUIDO
RUMINALE
5,5
RISCHIO DI ACIDOSI
EFFETTI DEL TIPO DI SUBSTRATO SUL
pH RUMINALE
NELL’ALIMENTO
pH
NEL RUMINE
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.
Tamponi
AGV
NEL RUMINE
pH
NEL RUMINE
Acidosi Ruminale
SINDROME (= INSIEME DI SINTOMI DI
PATOLOGIA
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
CLASSIFICAZIONE CLINICA:
A. CLINICA: laminiti, mastiti cliniche, epatiti ecc…
A. SUBCLINICA: mastiti subcliniche (cellule
somatiche alte), diminuzione produzione, ipofertilità.
Iceberg
dell’Acidosi
Acidosi Ruminale
IMPORTANZA ECONOMICA
L’acidosi subclinica è
economicamente + grave
Xché riguarda molti
+ animali
Iceberg
dell’Acidosi
Assorbimento nutrienti
di origine ruminale
Esofago
R
e
t
i
c
o
l
o
Omaso
Rumine
AGV
A
b
o
m
a
s
o
Duo
deno
i
n
t
e
s
t
i
n
o
SANGUE
Proteina
microbica,
Fosfolipidi,
Vitamine
Destino dei nutrienti forniti dai
microrganismi ruminali
1.
ACIDI GRASSI VOLATILI (AGV) sono
assorbiti
direttamente
PRESTOMACALE;
dalla
MUCOSA
2. ALTRI (proteine microbiche, fosfolipidi,
lipidi, aminoacidi e vitamine) sono invece
assorbiti nell’INTESTINO (eventualmente dopo
digestione)
Quantità di Prodotti ottenibili
dal rumine di una bovina adulta
CO2
CH4
A.G.V.
Proteine
300 - 600 l/d
150 - 400 l/d
2 - 5 kg/d
0,5 - 1,5 kg/d
Composizione dei Batteri Ruminali
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 N microbico (CNCPS)
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).
Proteina legata
parete cell.
25%
Proteina vera
disp.
60%
Acidi Nucleici
15%
•Si assumono costanti sia per i
batteri SC che per quelli NSC le
percentuali delle 3 componenti.
Aminoacidi della proteina microbica
(CNCPS)
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.
CLASSIFICAZIONE DEI BATTERI
PRESENTI NEL RUMINE (1-tipo di substrato)
1.CELLULOSO LITICI
ED 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 BATTERI
PRESENTI NEL RUMINE (1-tipo di substrato)
1. EMI / CELLULOSO LITICI
Bacteroides succinogenes,
Ruminococcus albus, R. flavefaciens.
2. AMILO LITICI
Fibrobacter succinogenes, Butyrivibrio fibrisolvens,
Streptococcus bovis, Bacteroides ruminicola,
Selenomonas ruminantium,
3. PROTEO LITICI
Butyrivibrio Fibrisolvens, Bacteiroides ruminicola,
Selenomonas ruminantium.
4. LIPO LITICI
Anaerovibrio lypolitica.
PRINCIPALI SPECIE EMI / CELLULOSOLITICHE
SPECIE
Ruminococcus albus
Ruminococcus flavofaciens
(*)
(**)
SUBSTRATO(*)
C,X
C,X
PRODOTTI DI
FERMENTAZIONE(**)
F,A,E,H,C
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.
PRINCIPALI SPECIE AD ATTITUDINE MISTA MA PIÙ SIMILI
AGLI AMILILOTICI
SPECIE
Fibrobacter succinogenes
Butyrivibrio fibrisolvens
Clostridium lochheadii
(*)
(**)
SUBSTRATO(*)
PRODOTTI DI
FERMENTAZIONE(**)
C,A
C,A,X,PR
C,A,PR
F,A,S
F,A,L,B,E,H,C
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.
PRINCIPALI SPECIE AMILOLITICHE (E PECTINOLITICHE)
SPECIE
Streptococcus bovis
Ruminobacter amylophilus
Bacteroides ruminicola
Succinomonas amylolytica
Selenomonas ruminantium
Lachnospira multiparus
Succinivibrio dextrinosolvens
SUBSTRATO(*)
PRODOTTI DI
FERMENTAZIONE(**)
A,S,SS,PR
L,A,F
A,P,PR
F,A,S
A,X,P,PR
F,A,P,S
A,D
A,S
A,SS,GU,LU,PR
A,L,P,H,C
P,PR,A
F,A,E,L,H,C
P,D
F,A,L,S
(*) 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.
PRINCIPALI SPECIE CHE UTILIZZANO ZUCCHERI SOLUBILI
SPECIE
Spirochete spp.
Megasphaera elsdenii
Lactobacillus spp.
Eusobacterium ruminantium
SUBSTRATO(*)
P,SS
SS,LU
SS
SS
PRODOTTI DI
FERMENTAZIONE(**)
F,A,L,S,E
A,P,B,V,H,C
L
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.
PRINCIPALI SPECIE BATTERICHE METANOGENE
E LIPOLITICHE
SPECIE
SUBSTRATO(*)
PRODOTTI DI
FERMENTAZIONE(**)
Methanobrevibacter ruminantium M,HU
Methanosarcina barkeri
M,HU
M
MC
Anaerovibrio lipolytica
A,P,S
L,GU
(*) M=produttori di metano; HU=utilizzatori di idrogeno.
(**) A=acido acetico; P=acido propionico; S=acido succinico;
C=anidride carbonica; M=metano.
CLASSIFICAZIONE DEI BATTERI
PRESENTI 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%
PROPIONICO
35%
BUTIRRICO
25%
ACETICO
35%
Razione ricca di amido
e povera di fibra
(tanti NSC e poca NDF)
P revalenza di batteri am ilolitici
R apporto acetico:propionico spostato verso il C 3
R isparm io m etabolico di aa ( < gluconeogenesi)
M aggiore sintesi di m uscolo
(an im ali da carn e)
M aggiore sintesi di lattosio
e proteine del latte
(+ latte m a con m eno grasso)
Razione ricca di amido
e povera di fibra
(tanti NSC e poca NDF)
Razione ricca di fibra e povera di amido
(e quindi di NSC)
PROPIONICO
15%
ALTRI
8%
BUTIRRICO
13%
ACETICO
64%
Razione ricca di fibra
e povera di amido
(tanta NDF e pochi NSC)
P revalenza di batteri cellulosolitici
R apporto acetico:propionico spostato verso il C 2
A um ento della lipogenesi
M inore sintesi di m uscolo
M aggiore sintesi di panna
(an im ali da carn e)
(- latte m a grasso)
Razione ricca di fibra
e povera di amido
(tanti NSC e poca NDF)
RAPPORTI MOLARI TRA A.G.V.
E PRODUZIONI ZOOTECNICHE
LATTE
C2/C3  2
CARNE
C2/C3  2,5
ACETICO > 50%
ACETICO < 55%
PROPIONICO < 25%
PROPIONICO = 15 - 25%
BUTIRRICO < 15%
BUTIRRICO > 20%
ECCEZIONE ALLA TEORIA CHE COMPROVA
LA SUA INESATTEZZA
Broderick ha dimostrato che
sostituire mais con saccarosio
(nettamente + fermentescibile)
fa aumentare la produzione di grasso del latte sia
in %le che
totale.

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