I FABBISOGNI ALIMENTARI DEL BESTIAME

Transcript

1 I FABBISOGNI ALIMENTARI DEL BESTIAME Tranne dove diversamente specificato questo lavoro è rilasciato sotto Licenza Creative Commons Attrib. 4 Internazionale. Utilizzare questo lavoro implica accettazione dei termini della licenza.

2 I FABBISOGNI ALIMENTARI DEL BESTIAME SOMMARIO PRINCIPI NUTRITIVI Energia La ripartizione dell energia degli alimenti Proteine Vitamine E Minerali Fibra TIPOLOGIE DI FABBISOGNO Considerando Che cosa serve: Fabbisogni energetici Fabbisogni proteici Considerando Perché serve: Fabbisogni di Mantenimento Fabbisogni di Produzione Fabbisogni di Gestazione IL RAZIONAMENTO ALIMENTARE sostanza secca e ingestione esempio di calcolo di razione esempio di calcolo delle UFL in razione con il metodo della croce

3 Le piante verdi fabbricano le sostanze organiche attraverso il processo fotosintetico (organismi autotrofi). Un animale, invece, deve procurarsi sostanze semplici (glucosio, acidi grassi e amminoacidi), che otterrà dalla digestione di polisaccaridi, proteine e lipidi degli alimenti. L'ambiente in cui l'animale nasce, produce e si riproduce si definisce come un insieme di variabili, esterne all'animale stesso, in grado di condizionarne la vita e la produzione, tra le quali l'alimentazione è probabilmente la più importante.

4 Ambiente: situazione igienicosanitaria, attrezzature, tecnologie e tecniche utilizzate, qualità, quantità e caratteristiche dell alimentazione.

5 Situazione igienico-sanitaria: presenza di patologie latenti o evidenti e cura igienica dell'allevamento; Tecniche e tecnologie utilizzate: stabulazione libera o fissa, pascolamento o meno, mungitura manuale o meccanica, tecniche di riproduzione, selezione, etc; Qualità, quantità e caratteristiche dell'alimentazione: quanto alimento viene somministrato, con quale frequenza, in che forma, in che modo

6 Gli animali allevati sono diventati molto diversi dai loro parenti selvatici. Insomma: la produzione zootecnica è la risultante di un insieme di fattori: 1) alimentazione 2) riproduzione 3) selezione.

7 Il termine fabbisogno significa, in generale, quantità necessaria. I fabbisogni nutritivi di un animale sono i quantitativi necessari giornalmente dei seguenti principi nutritivi: ENERGIA PROTEINE VITAMINE MINERALI Per i ruminanti, tra i principi da apportare si dovrà aggiungere: FIBRA

8 # ENERGIA, fornita principalmente da glucidi e lipidi, carburante per tutte le attività; # PRINCIPI PLASTICI PROTEINE, tramite la digestione, forniscono amminoacidi da usare per la produzione di nuove proteine (funzioni plastiche, enzimi, carriers); # PRINCIPI REGOLATORI VITAMINE, con funzione di coenzimi, mediatori dell'attività ormonale e regolatori metabolici; MINERALI, con funzione di cofattori enzimatici, regolatori dei fenomeni osmotici e in alcuni casi costituenti dei tessuti (Ca, P, Fe). Per i soli ruminanti: # FIBRA, l'insieme dei componenti della parete cellulare vegetale e altre sostanze strutturali vegetali, di fatto indispensabili per gli erbivori.

9 PRINCIPI NUTRITIVI UTILIZZATI PER: a) il MANTENIMENTO, ovvero la semplice sopravvivenza dell'animale: metabolismo basale ricambio dei tessuti, più eventuali dispendio per movimento e necessità di termoregolazione; b) la PRODUZIONE, di latte, carne, uova, lana, etc; c) la GESTAZIONE.

10 FABBISOGNO DI MANTENIMENTO 1. Devono essere costantemente ricostituiti i diversi componenti cellulari e dei tessuti che subiscono un continuo ricambio (turn-over); 2. L energia spesa dalle cellule per i normali processi del ricambio e del metabolismo basale, che servono semplicemente a mantenere in vita l animale, deve essere continuamente rifornita. 3. Nella pratica, spesso è necessario integrare questi valori con ulteriori aliquote destinate al movimento e alla termoregolazione La quota di principi nutritivi così utilizzata, si dice destinata al MANTENIMENTO dell animale.

11 FABBISOGNI DI MANTENIMENTO I fabbisogni di Mantenimento (M), dunque, teoricamente pari al puro metabolismo basale, in realtà sono sempre superiori: l animale deve anche muoversi, regolare la propria temperatura rispetto a quella ambientale, masticare e digerire gli alimenti, produrre sudore, saliva etc. Essi aumentano all'aumentare del peso vivo (PV) degli animali, ma la crescita è meno che proporzionale. M PV

12 FABBISOGNO DI PRODUZIONE Una volta soddisfatto il fabbisogno di mantenimento, i principi nutritivi in più restano disponibili per accrescere la massa corporea (scheletro, muscoli, adipe), per le produzioni cutanee (lana), per la sintesi del latte o per il lavoro. Per ogni data produzione, si può calcolare un preciso Fabbisogno di Produzione. Le produzioni zootecniche riguardano carne, lana, latte, uova (lavoro ancora per i cavalli). Nei soggetti da carne, esclusi gli adulti a fine carriera, la produzione è strettamente connessa con l accrescimento e lo sviluppo corporeo: sono cioè animali giovani. Le altre produzioni provengono invece da adulti, che hanno cessato, o quasi, di accrescersi e svilupparsi.

13 FABBISOGNI DI PRODUZIONE Sono ovviamente direttamente proporzionali alla quantità della produzione. Distinguiamo fabbisogni di: ACCRESCIMENTO: principi nutritivi accumulati o consumati dall animale in accrescimento. Per ogni kg di peso in più, nei giovani serve più proteina e meno energia, negli adulti il contrario (minore efficienza). Sono i fabbisogni relativi alla produzione della carne (vitelli, suini, agnelli, polli). LATTAZIONE: principi nutritivi ed energia accumulati nel latte prodotto, più il consumo energetico per la sua sintesi. Proteine, grassi e zuccheri del latte devono essere prodotti da molecole presenti nel sangue e provenienti dagli alimenti (o dai tessuti adiposi) della lattifera.

14 FABBISOGNO DI GRAVIDANZA In gestazione, l'accrescimento del feto e la costruzione della placenta richiedono energia, proteina, vitamine e minerali in più rispetto al Mantenimento. Amminoacidi ed energia per la sintesi delle proteine fetali, calcio per le ossa del feto, altri minerali (Fe, P). Nella madre aumenta il fabbisogno vitaminico per le maggiori attività metaboliche. Sensibile solo nell'ultima fase (ultimi 3 mesi nei bovini, ultime 6 settimane negli ovini), pertanto le relative esigenze saranno calcolate solo in questo periodo e poi sommate al restante fabbisogno.

15 ENERGIA L energia è indispensabile a un animale per svolgere tutti i processi biochimici necessari alla sopravvivenza, alla riproduzione ed alle produzioni. Ogni cellula utilizza energia (E) che ottiene dalle molecole di ATP prodotte con la respirazione. ATP ADP + P + E Quindi, la fonte energetica per un animale è costituita da glucidi (glucosio) e, in minor misura, lipidi.

16 L energia negli alimenti si misura in calorie [cal] o, secondo il Sistema Internazionale, in joule [j]. È più comodo utilizzare Kcal e KJ o Mcal e MJ. 1 J = cal, 1 cal = 4.18 J 1 Kcal=1000 cal; 1 MJ = 10 6 Joule = 1000 KJ In Europa, misuriamo l'energia degli alimenti e dei fabbisogni con l unità foraggiera [UF], nata all inizio del XX secolo: 1UF = 1kg di orzo; i vari alimenti si valutano in base al raffronto con l'orzo. In seguito (INRA 1978), la vecchia UF è stata distinta in due: UFL (per il latte) e UFC (per la carne).

17 L unità foraggiera corrisponde all energia contenuta in un kg di orzo (semi). La vecchia unità foraggiera (Scandinava) è pari a: 1 UF 7,365 MJ 1,76 Mcal (1760 kcal) Invece, le moderne UFL e UFC valgono: 1 UFL = 7,11 MJ = 1,699 Mcal; 1 UFC = 7,62 MJ = 1,821 Mcal. Per quale motivo è più corretto utilizzare le nuove unità foraggiere (UFL e UFC) anziché la vecchia UF tradizionale? Perché la quantità di energia fornita da un alimento cambia secondo l'uso che ne fa l'animale. Vediamo che cosa significa.

18 LA RIPARTIZIONE DELL ENERGIA DEGLI ALIMENTI L energia totale contenuta negli alimenti è un energia lorda (EL), soggetta a successive perdite durante la digestione ed il metabolismo. Il valore EL è effettivamente ottenibile solo con la combustione completa dell'alimento. L energia realmente disponibile per lo scopo finale cui è destinata è detta energia netta (EN). EN = EL - perdite

19 EL ED Energia lorda 100% (massima, ottenibile per combustione) FECI es. 25% Energia digeribile 75% (40-90%) URINE, GAS DI FERMENT. es. 10% EM Energia metabolizzabile 65% (35-85%) CALORE es. 20% EN Energia netta 45% (15-65%) EN EN MANTENIMENTO GRAVIDANZA PRODUZIONE

20 I - Perdite di energia legate alle sostanze non digerite che finiscono nelle feci. II - Nel corso della digestione vengono anche espulsi gas di fermentazione e, durante il metabolismo, sono eliminate sostanze azotate con le urine. III Infine, perdita di energia corrispondente al calore emesso dall'animale, dovuto alla stessa utilizzazione delle sostanze nutritive (extracalore). Mentre i primi due passaggi dipendono dagli alimenti, l'ultimo varia secondo la destinazione dell'energia. Detratte le perdite (dal 35 all 85%) ciò che resta è destinato tutto all utilizzazione finale: MANTENIMENTO, GESTAZIONE e PRODUZIONE.

21 1 UFC > 1 UFL in termini di energia netta. UFC 7,62 MJ vs 7,11 MJ UFL Tuttavia, produrre carne non è più efficiente che produrre latte: il valore della UFC ingloba anche il mantenimento. Il rendimento dell'em in EN (cioè quanta parte della EM diventa EN) è: K=EN/EM MANTENIMENTO Km = ENm/EM elevato (65-75% dell EM) LATTAZIONE Kl = ENl/EM intermedio (55-65% dell EM) ACCRESCIMENTO/INGRASSAMENTO Ka = ENa/EM basso (30-60%% dell EM) GRAVIDANZA Kg = ENg/EM molto basso (1/6 di Kl) Quindi: Km>Kl>Ka>Kg

22 Fonte: Università di Teramo

23 Da 1 Kg di orzo (circa 19 Mj di Energia Lorda) si ottiene secondo i casi: 1 UFC, cioè 7,62 MJ di energia netta utilizzata per circa il 60% per il mantenimento e per circa il 40% per la produzione di carne (quindi accrescimento e aumento di peso) di un dato animale. 1 UFL cioè 7,11 MJ di energia netta utilizzata per la produzione di latte oppure per il mantenimento di animali in produzione di latte. I due fabbisogni dovranno essere calcolati separatamente e poi sommati.

24 CALCOLO DEI FABBISOGNI TOTALI Produzione di carne (UFC): secondo stime dei ricercatori francesi (INRA, 1978 e 1988), l energia metabolizzabile EM è utilizzata al 60% per il mantenimento e il restante 40% va all accrescimento e ingrasso. Una volta noti il peso dell'animale e il suo accrescimento, risaliamo direttamente al valore del fabbisogno energetico mantenimento + produzione. combinato:

25 CALCOLO DEI FABBISOGNI TOTALI Produzione di latte (UFL): si calcolano separatamente i fabbisogni di mantenimento e di produzione e si sommano poi i loro valori per ottenere il fabbisogno totale.

26 PROTEINE Sostanze plastiche (funzione strutturale) nei vertebrati. Formano la maggior parte dei tessuti (peso secco). In artropodi miceti e piante, oltre a protidi, hanno funzione plastica anche polisaccaridi (chitina, cellulosa etc.). Un altra grande funzione delle proteine è quella enzimatica. Negli animali vi è la necessità di rifornirsi di aminoacidi per costruire nuove strutture (membrane cellulari, tessuti etc.) o per rinnovare quelle esistenti (ricambio o turnover) oppure per produrre enzimi o proteine speciali. Le sostanze proteiche generalmente non servono a fornire energia all animale.

27 PROTEINE La proteina della razione può essere espressa come: Proteina Greggia (PG) Proteina Digeribile (PD) CNCPS e SRNS (USA, Italia: modelli per predire i fabbisogni con il computer) La PG deriva dall'analisi degli PDI (Francia) alimenti con il metodo Kjeldahl (N totale x 6,25). Questa frazione proteica sarà in parte eliminata con le feci (non interamente digerita). La PD è già al netto della perdita fecale, stimata sulla base di tabelle.

28 VITAMINE E MINERALI Le vitamine: di natura chimica varia, hanno funzioni precise nel metabolismo (coenzimi, mediatori dell azione ormonale, etc). Sono indispensabili: gli animali non possono produrle a partire da altre sostanze. I minerali: cofattori enzimatici, costituenti di tessuti speciali (Ca, P, Fe) o regolano pressione osmotica, permeabilità cellulare e contrazione muscolare (Na, K, Ca, Mg). Sia le vitamine che i minerali sono generalmente necessari in quantità molto piccole, con qualche eccezione (Ca, P, Fe).

29 VITAMINE Vitamine idrosolubili Vitamina B1 (tiamina) Vitamina B2 (riboflavina) Vitamina B3 o Vitamina PP (niacina o acido nicotinico) Vitamina B5 o Vitamina W (acido pantotenico) Vitamina B6 o Vitamina Y (piridossina o piridossamina o piridossale) Vitamina B8 o Vitamina H (biotina) Vitamina B9 o Vitamina Bc o Vitamina M (acido folico) Vitamina B12 (cobalamina) Vitamina C (acido ascorbico) Vitamine liposolubili Vitamina A (retinolo ed analoghi) Vitamina D (ergocalciferolo D2 e colecalciferolo D3) Vitamina E (tocoferolo) Vitamina K (naftochinone e derivati) Vitamina F (linoleico e derivati) Vitamina Q (ubichinone) immagini e testo da Wikipedia

30 SALI MINERALI MACROELEMENTI MICROELEMENTI Calcio (Ca) Ferro (Fe) Cloro (Cl) Rame (Cu) Fosforo (P) Zinco (Zn) Magnesio (Mg) Fluoro (F) Potassio (K) Iodio (I) Sodio (Na) Selenio (Se) Zolfo (S) Cobalto (Co) Manganese (Mn) Molibdeno (Mo) OLIGOELEMENTI Arsenico, Bromo, Boro, Nichel, etc. (non essenziale, ma utile in prevenzione dentale) tossico allo stato ionico, e assunto solo in forma organicata, tramite l'apporto di vitamina B12

31 FIBRA Indispensabile per i ruminanti, è l insieme dei costituenti della parete cellulare dei vegetali (o, per estensione, l insieme degli alimenti che ne sono ricchi). La fibra è pertanto l insieme dei polisaccaridi strutturali presente negli alimenti detti foraggi. È costituita da: CELLULOSA EMICELLULOSE ALTRI POLISACCARIDI LIGNINA

32 FIBRA PER I RUMINANTI Indispensabile perché: a) la cellulosa regola la fermentazione ruminale rendendola più lenta e controllata, e portando ad una produzione di AGV ottimale dal punto di vista del rapporto ACETATO\PROPIONATO, senza effetti negativi per l animale; b) la necessità di masticare a lungo gli alimenti fibrosi stimola la produzione di saliva (150 litri al giorno nei bovini e 10 negli ovini!!), che mantiene il ph ruminale nei valori normali (5,5 6,5) grazie al suo sistema tampone.

33 LIGNINA Una delle possibili formule della lignina (da Glazer, A. W., and Nikaido, H. (1995), modificato da Karol Głąb su Wikipedia) Come si vede, non si tratta di un polisaccaride, e nemmeno di un glucide.

34 È un miscuglio di polimeri aromatici derivati da alcuni precursori: È comunque parte della parete cellulare dei vegetali, incrosta la parete stessa, diminuisce la digeribilità degli altri componenti, in quanto indigeribile.

35 PARAMETRI PER IL CALCOLO DELLA RAZIONE Sostanza secca: l'insieme dei componenti dell'alimento esclusa l'acqua è detta sostanza secca. SS = TQ U (TQ=tal quale, comprende anche l'umidità U) Ingestione volontaria: quantità di sostanza secca ingerita volontariamente da un animale in 24 ore; Livello di ingestione: ingestione per unità di peso vivo = [kg di ss/q di PV] x 100.

36 SOSTANZA SECCA E INGESTIONE L ingestione nei ruminanti corrisponde alla quantità di alimenti, espressa in kg di sostanza secca (*), ingeriti volontariamente in 24 ore. (*) vedi slide precedente L intero fabbisogno giornaliero di un animale deve necessariamente stare nel quantitativo di alimenti che ingerisce volontariamente. Se non conosciamo l'ingestione volontaria la razione potrebbe essere ingerita solo in parte, non colmando i fabbisogni dell animale, o potrebbe essere insufficiente, spingendolo ad ulteriore consumo (es. paglia della lettiera o alimenti destinati ad altri animali).

37 L ingestione si misura in ss e non in termini di alimento tal quale (tq) poiché l acqua contenuta negli alimenti viene continuamente eliminata con l urina e non limita la capacità di ingestione dei ruminanti. Inoltre, alimenti con umidità diverse falsano il calcolo della razione. Lo stimolo ad ingerire più o meno alimento è dovuto allo stato di riempimento (replezione) del rumine, dovuto alla ss totale ingerita nonché all'ingombro della razione: contenuto in fibra e stato di lignificazione degli alimenti.

38 Se un alimento contiene il 20% di proteina sul tal quale (P = 20% su tq), e un umidità pari al 15% (U=15%), che percentuale di proteina avrà la sostanza secca?: ss% = 100 U = = 85% = 0,85 20% : 0,85 = 23,5% P sulla ss In pratica, dividendo la percentuale di un parametro riferita al tq per il contenuto di ss espressa in decimali otteniamo la nuova percentuale riferita alla ss. Questo genere di calcolo può essere utile per confrontare diversi alimenti o per utilizzare in una razione un alimento del quale possediamo i dati analitici sul tq.

39 ESEMPIO DI CALCOLO DI RAZIONE Vacca da latte di 600 kg PV che produce 30 kg di latte al 4,2% G, Liv. Ingestione 3,2% Fabb. Mantenimento Fabb. Produzione Totale 5,1 UFL g PG 13,5 UFL g PG 18,6 UFL g PG Ingestione = 19,2 kg di ss Pertanto, ogni kg di ss somministrato dovrà contenere: 18,6/19,2 = 0,97 UFL e 3530/19,2 = 184 g PG Alimenti disponibili (immaginari) A e B con i seguenti contenuti: A: 1,12 UFL\kg ss ; 113 g PG\kg ss B: 0,51 UFL\kg ss ; 387 g PG\kg ss

40 CALCOLO DELLE UFL CON IL METODO DELLA CROCE 1,12 1,12 UFL alim. 2 0,51 0,51 UFL alim. 1 0,97 0,46 0,97 valore cercato (valore cercato) + 0,15 0,46 = 0,61 0,15 0,46/0,61 0,46 + 0,15 = 0,15/0,61 0,61 = 75,4% = 24,6%

41 METODO DELLA CROCE UFL alim. A 1,12 0,51 0,97 (0,51-0,97=0,46) UFL alim. B valore cercato (1,12-0,97=0,15) 0,46 + 0,15 = 0,61 0,46/0,61 0,15/0,61 = 75,4% = 24,6% % dell'alim. A % dell alim. B

42 In conclusione, combinando un alimento A con 1,12 UFL ed un alimento B con 0,51 UFL per ottenere un miscuglio con 0,97 UFL, dovremo usare il 75,4% dell alimento A ed il 24,6% dell alimento B. Nel nostro esempio, tale miscuglio è anche sufficientemente dotato in PG (circa 180 g), quindi la razione è all incirca a posto.??