Erba medica: non solo proteine

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1 DAI CAMPI ALLA MANGIATOIA Erba medica: non solo proteine Quando si parla di erba medica nell alimentazione animale, ci si sofferma soprattutto sul suo elevato contenuto di proteine (circa il 20% del peso secco) e si tende a mettere in secondo piano sia il contributo delle fibre, fondamentale fonte di energia nei bovini, sia la presenza di altre sostanze essenziali per una corretta nutrizione (vitamine, sali minerali ecc.). In questo articolo andremo ad approfondire in particolare la funzione delle fibre. Importanza delle fibre vegetali nell alimentazione animale La parte più consistente della materia secca di origine vegetale è costituita dalle fibre, termine generico che include un gruppo abbastanza eterogeneo di componenti strutturali delle piante la cui caratteristica comune è la forma cilindrica allungata e la resistenza più o meno pronunciata al taglio ed alla trazione. Le fibre vegetali sono composte principalmente di polisaccaridi (cellulosa, emicellulose, pectina) e lignina. Le fibre sono indigeribili per la maggior parte degli animali, e tuttavia hanno una essenziale funzione nell alimentazione di tutti gli erbivori, il cui lungo intestino ha il compito di estrarre i composti essenziali dagli alimenti: favorire il transito intestinale e l eliminazione delle sostanze di scarto del metabolismo. I ruminanti hanno la capacità di digerire, grazie alla simbiosi con i batteri che vivono nel rumine, i polisaccaridi sopra citati, che vengono scissi negli zuccheri semplici che li compongono e resi disponibili alle cellule per la produzione di energia. La quota di fibra che può essere trasformata in zuccheri assimilabili (cioè la digeribilità) dipende dalla composizione chimica della fibra, dalle sue dimensioni, dalla sua compattezza, dal tempo di permanenza nel rumine. Funzione delle fibre nelle piante Ciascuna cellula vegetale è contenuta in una struttura che ne definisce la forma ed il volume massimo: la parete cellulare. La parete è formata da sostanze sintetizzate dalla cellula stessa, che si depositano e si stratificano nello spazio esterno alla membrana cellulare, tra una cellula e l altra. La parete è permeabile all acqua, ai sali minerali, alle sostanze biologiche semplici, agli ormoni vegetali e quindi permette la comunicazione di ogni cellula con le altre. Nelle piante erbacee il sostegno della pianta è dovuto essenzialmente all inestensibilità della parete ed al turgore derivante dalla pressione osmotica delle cellule (le cellule sono gonfie di acqua e premono contro la parete cellulare, come la camera d aria dentro uno pneumatico). Nelle piante superiori o cormofite (tutte le specie impiegate in agricoltura appartengono a questo gruppo), alcune cellule specializzate, disposte lungo gli assi principali di ciascun organo (radici, fusti, foglie) muoiono, lasciando vuote le loro pareti, che, collegate in serie, costituiscono Erba medica varietà Prosementi nella fase di pieno sviluppo vegetativo - inizio bottoni fiorali, a 25 giorni dal 1 sfalcio. In questa fase non solo il contenuto proteico è più elevato, ma il foraggio è più appetibile, ingeribile e digeribile e inoltre più ricco di altri elementi nutritivi, quali proteine e zuccheri solubili, vitamine, sali minerali. Professione Allevatore 18 Gennaio 2009

2 lunghi e sottilissimi tubi, la cui essenziale funzione è trasportare acqua e sali minerali (la linfa grezza) dalla radice alle foglie. Questi tubi vengono indicati con il nome di vasi xilematici, o vasi del legno, e sono accompagnati dalle fibre xilematiche, derivanti anch esse da cellule morte dopo aver prodotto una parete molto spessa, che costituiscono nella pianta essiccata la parte principale della componente indicata come fibra grezza. Le fibre xilematiche hanno la funzione di rendere resistente e sostenere fisicamente la pianta. Nei fusti delle piante legnose le fibre diventano molto rigide e robuste grazie alla presenza di lignina e di minerali, e consentono sia la crescita in altezza dei fusti e in profondità delle radici, sia la produzione di fiori e di frutti relativamente pesanti e collocati nella parte alta della pianta. La lignificazione e la mineralizzazione delle fibre, che avviene fisiologicamente durante lo sviluppo ma è accelerata ed accentuata dagli stress, rende inoltre le parti interessate poco appetibili e poco digeribili per gli animali erbivori, garantendo così la sopravvivenza e la riproduzione delle piante. Componenti delle fibre Le componenti chimiche fondamentali delle fibre sono: - cellulosa: polimero (cioè sostanza composta di una serie di unità ripetute, dette monomeri) dello zucchero semplice glucosio; il monomero glucosio è lo stesso che compone l amido, ma mentre i legami chimici dell amido possono essere spezzati dagli enzimi digestivi degli animali, rendendo il glucosio utilizzabile per ottenere energia, i legami della cellulosa vengono attaccati solo da enzimi di altri organismi, tra i quali i batteri del rumine; - emicellulose: polimeri di zuccheri semplici di tipo variabile (arabinosio, galattosio, mannosio, ecc.); come la cellulosa non sono attaccabili dagli enzimi digestivi degli animali, ma dagli enzimi ruminali di origine batterica; - lignina: è anch essa un polimero, ma i monomeri sono composti fenolici (acido cumarilico, coniferilico, sinapilico), e non è digeribile né per gli animali né per i batteri del rumine; in più la lignina tende ad avvolgere cellulosa ed emicellulose della parete cellulare, rendendo anche queste sostanze in parte non digeribili; anche la lignina dà tuttavia un contributo alla salute ed alla produttività del bovino, stabilizzando il ph del rumine e prevenendo l acidosi; - pectina: è un polimero di zuccheri semplici di tipo variabile (acido galatturonico, ramnosio), che, a differenza delle sostanze precedenti, è solubile in acqua; non è digeribile dagli animali ma è digeribile dai batteri del rumine. Composizione % Proteine Polisaccaridi Lignina Zuccheri Amido Minerali del peso secco insolubili solubili della parete Erba foglie 27,5 31,0 6,5 2,3 4,9 0,1 medica fusti 13,3 61,5 12,3 4,9 0,7 0,3 radici 15,0 66,0 9,5 4,6 11,4 1,0 Soia foglie 9,9 45,2 11,4 2,2 1,0 0,2 fusti 2,7 81,5 17,3 3,6 0,4 0,1 radici 4,7 89,4 21,2 1,3 0,1 0,7 Mais foglie 8,5 80,1 9,8 3,2 0,2 7,7 fusti 3,7 83,2 11,4 13,0 0,1 0,6 radici 5,7 62,3 10,9 2,0 0,1 15,8 Esempi di composizione biochimica delle diverse parti della pianta in tre colture. I polisaccaridi insolubili della parete includono cellulosa (polimero di glucosio) ed emicellulose (polimeri di vari zuccheri semplici), gli zuccheri solubili includono glucosio, fruttosio e saccarosio. Da notare che cellulosa ed emicellulose costituiscono la parte più rilevante del peso secco dei vegetali. Tabella elaborata a partire dai dati pubblicati in: Johnson, Barbour, Lachnicht Weyers, Chemical Composition of Crop Biomass Impact Its Decomposition, Soil Sci. Soc. Am. J. 71: % del foraggio secco % % del peso dell animale Fase fenologia Proteina Proteina NDF ADF Digeribilità Ingeribilità Fibra Proteina allo sfalcio grezza dispon. (DDM NDF dispon. (70% PG) calcolata) dispon. al giorno al giorno Bottoni fiorali 25 17, ,16 0,81 0,55 Inizio fioritura 23 16, ,00 0,79 0,48 Media fioritura 19 13, ,61 0,74 0,35 Piena fioritura 16 11, ,26 0,68 0,25 Analisi tipiche di foraggio di erba medica raccolto in 4 diverse fasi fenologiche e loro influenza sulla disponibilità, calcolata per mezzo delle formule indicate nel testo, di substrati energetici e di proteine. È da notare la forte riduzione di disponibilità di nutrienti negli sfalci più tardivi, dovuti non solo alla diminuzione della proteina e della fibra digeribile, ma anche alla minore ingeribilità. (Dati da Readfern, Zhang, Caddel: Forage Quality Interpretations, Oklahoma Cooperative Extension Service) Foraggicoltura Professione Allevatore 19 Gennaio 2009

3 del foraggio: più alta è l NDF, meno foraggio può essere ingerito dall animale; - ADF, cioè fibra residua al detergente acido (Acid Detergent Fiber in inglese), ovvero la quantità di fibra che non viene asportata a caldo da una soluzione detergente acida; comprende principalmente cellulosa e lignina ed è una misura della digeribilità del foraggio: più è alta è l ADF, minore è la digeribilità; - ADL, cioè lignina residua al detergente acido (Acid Detergent Lignin in inglese), ovvero la quantità di lignina contenuta nell ADF; più è alta l ADL, minore è la digeribilità. L analisi secondo il metodo di Van Soest, così come l analisi della fibra grezza totale secondo il metodo di Weende, non rileva le fibre solubili (la pectina); il contenuto di fibre effettive del foraggio è quindi in realtà superiore a quello normalmente valutato con i metodi analitici standard, soprattutto nelle leguminose che hanno un contenuto elevato di pectine. Frazioni delle fibre La fibra presente nei foraggi viene di norma classificata in base all analisi eseguita secondo la metodica di Van Soest nelle seguenti frazioni: - NDF, cioè fibra residua al detergente neutro (Neutral Detergent Fiber in inglese), ovvero la quantità di fibra che non viene asportata a caldo da una soluzione detergente neutra; comprende principalmente cellulosa, emicellulose e lignina ed è una misura della ingeribilità Digeribilità della fibra Per calcolare la quota di fibre che possono essere digerite nel rumine ad opera degli enzimi batterici e quindi fornire substrati energetici al bovino, si utilizza spesso la formula: % Digeribilità della sostanza secca (DDM, cioè Digestible Dry Matter) = 88,9 - (ADF X 0,779) Si può anche determinare con metodi in vitro o in vivo la quota di fibra effettivamente digerita in tempi definiti (per esempio 24 h e 48 h nel metodo di Tilley & Terry) dagli enzimi ruminali. Questo tipo di analisi permette, oltre che di stimare con ottima precisione la digeribilità delle fibre, anche di valutare la velocità con cui le fibre possono essere digerite dal bovino, dato fondamentale per le bovine ad elevata produzione di latte che digeriscono in tempi più Erba medica multifogliata costituita dalla Società Produttori Sementi, attualmente in iscrizione con il nome proposto Miranda ; la multifogliosità eleva il rapporto foglie/fusti aumentando il contenuto di proteine e di fibre altamente digeribili. Professione Allevatore 20 Gennaio 2009

4 rapidi dei bovini da carne ed hanno quindi necessità di foraggi contenenti fibre velocemente digeribili. Resa del foraggio Ciò che interessa all allevatore è naturalmente calcolare quanto renderà il foraggio in termini di crescita dell animale o di produzione di latte. Per saperlo con certezza l unico metodo completamente affidabile è in realtà misurare la quantità di alimento fornito e la produzione di carne o di latte dell animale stesso: il rapporto tra la carne o il latte prodotto ed il foraggio impiegato è per definizione la resa del foraggio. Si possono però eseguire stime basate sui parametri qualitativi determinabili tramite analisi. Per prima cosa dovremo sapere quanto foraggio potrà effettivamente ingerire l animale, che possiamo calcolare usando la formula: Ingeribilità della sostanza secca in % del peso dell animale (DMI, cioè Dry Matter Intake) = 120 / NDF Dall ingeribilità, dalla digeribilità e dalla % di fibre complessive possiamo calcolare la quantità di fibre effettivamente disponibile per il metabolismo energetico dell animale; dall ingeribilità e dalla % di proteine digeribili (circa il 70% della proteina grezza) possiamo calcolare la quantità di proteine effettivamente disponibile per la crescita o la produzione di latte. Non è da dimenticare un altro aspetto che può influire sostanzialmente sulla nutrizione degli animali, soprattutto se liberi di selezionare gli alimenti, cioè l appetibilità dei foraggi, che dipende da molti fattori scarsamente quantificabili (odore, sapore, consistenza, presenza di muffe, presenza di erbe estranee, ecc.). Lo sfalcio precoce fornisce comunque, a parità di altri fattori, un foraggio più appetibile di quello ottenuto dallo sfalcio tardivo. Analisi rapide tramite tecnica NIRS Le caratteristiche qualitative molto variabili dei foraggi ne impongono, per un uso professionale, la classificazione tramite analisi dei principali parametri e lo stoccaggio differenziato. Le analisi eseguite tramite i metodi chimici tradizionali però richiedono tempi lunghi ed hanno costi notevoli, per cui spesso il foraggicoltore o l allevatore preferiscono stimare la qualità del foraggio in base all epoca dello sfalcio ed all osservazione di un occhio esperto. Sono tuttavia possibili stime rapide ed economiche dei principali parametri impiegati nella valutazione dei foraggi tramite apparecchiature NIRS (cioè che si basano sulla spettrofotometria nel vicino infrarosso: Near Infrared Reflectance Spectroscopy), opportunamente calibrate in base alle analisi eseguite con metodo ufficiale. È importante affidarsi per questo tipo di analisi ad un laboratorio di provata competenza. Caratteristiche specifiche delle fibre di erba medica Ogni specie di pianta produce fibre con caratteristiche diverse: basta pensare alla differenza tra le fibre vegetali impiegate nell industria tessile (lino, cotone, canapa, iuta) o anche alla diversa consistenza delle ver- Professione Allevatore 21 Gennaio 2009

5 Come più volte ricordato nei precedenti articoli dedicati all erba medica l impiego di seme certificato di ottima qualità è il presupposto essenziale di un medicaio denso, longevo e uniforme per fase di sviluppo, condizioni che consentono la programmazione mirata degli sfalci e la purezza qualitativa del foraggio. Le caratteristiche dei foraggi sono fortemente influenzate dall epoca di sfalcio, dalle condizioni climatiche, dalle caratteristiche del terreno, dalle modalità di raccolta e conservazione. Vi sono tuttavia alcuni caratteri ereditabili che contraddistinguono le varietà in grado di dare i risultati qualitativi migliori per quanto riguarda specificamente le fibre: - la rapidità di ricaccio e la tolleranza agli sfalci frequenti; - il portamento eretto o semieretto; - la densa distribuzione delle foglie lungo il fusto e la loro persistenza fino ed oltre la piena fioritura; - il rapporto foglie/fusti; - il fusto cavo internamente, che favorisce sia l essiccazione sia la digestione ruminale; - la buona tolleranza agli stress ambientali e parassitari, con conseguente minore lignificazione della fibra in risposta agli stress. Convenienza economica dell erba medica dure che consumiamo. Le fibre variano per la composizione chimica di base, per i legami tra le componenti chimiche, per la deposizione di sostanze minerali, per la distribuzione spaziale delle componenti. Nei foraggi, a parità di contenuto di cellulosa ed emicellulose, i legami più o meno forti di queste con la lignina e la maggiore o minore compattezza dei successivi strati della parete cellulare condizionano fortemente la possibilità di legame degli enzimi digestivi e quindi la velocità di digestione nel rumine. L erba medica è, rispetto alle graminacee, più ricca di pectina, fibra solubile molto digeribile, mentre contiene una quantità pari di cellulosa e minori emicellulose; per questo il contenuto di fibre NDF risulta maggiore nelle graminacee, mentre, considerando la pectina, la disponibilità di fibre digeribili è pari o superiore nell erba medica. Il contenuto di lignina, anche se più elevato nell erba medica che nelle graminacee, non deprime tuttavia fortemente la digeribilità, mentre ha la funzione positiva di stabilizzare il ph ruminale su valori ottimali. Inoltre le foglie di erba medica, molto meno lignificate delle foglie di graminacea e di più agevole frantumazione, rendono disponibili elevate quantità di nutrienti alle bovine da latte, che digeriscono e metabolizzano rapidamente gli alimenti; i bovini da carne possono invece utilizzare pienamente anche il foraggio di graminacee, impiegando un tempo maggiore per la ruminazione e la digestione. La mineralizzazione delle fibre di erba medica, infine, è dovuta principalmente al calcio, minerale utile particolarmente nelle bovine in lattazione e negli animali in crescita, mentre le fibre di graminacea, soprattutto in una fase avanzata di maturazione, contengono in forti quantità silicio, che le rendono difficilmente masticabili e poco appetibili. Influenza della varietà Riferimenti utili Nel calcolo economico dell impiego di foraggio di erba medica come alimento zootecnico è da considerare quindi insieme l ottimo contributo di proteine e la presenza di fibre ad elevata digeribilità, soprattutto se si impiega erba medica della migliore qualità che, a parità di peso, garantisce una resa molto più elevata. Non è da dimenticare, naturalmente, per chi coltiva il foraggio da impiegare nel proprio allevamento, l arricchimento in azoto e sostanze organiche del terreno e la riduzione di infestanti dopo la coltivazione della medica, che rappresentano comunque un minor costo per l azienda. Anche per chi acquista il foraggio, è interessante osservare come l erba medica abbia una maggiore stabilità di prezzo rispetto ad altri prodotti di base per l alimentazione zootecnica, stabilità particolarmente interessante nel periodo più recente, in cui materie prime come i cereali e la soia hanno subito fortissime e imprevedibili variazioni. MARILENA PAOLINI, FRANCO LIPPARINI, ROBERTO MESTIERI (Società Produttori Sementi s.p.a.), GUIDO CAVINA (Laureando del Dipartimento di Economia e Ingegneria Agraria - Università degli Studi di Bologna) - Prodotti - Erba medica - Approfondimenti - Settore foraggicoltura e Settore Analisi foraggi zootecnici (il CRPA fornisce anche il servizio di analisi dei foraggi) - Area Zootecnia (Foraggicoltura) - Listini - Banche dati dell osservatorio economico Professione Allevatore 22 Gennaio 2009

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