CHIMICA LEGNO MOBILI PARLIAMO DI

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Italo Nicoletti
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1 LEGN CHIMICA MBILI PARLIAM DI 1

2 Lo stabilimento di Radicofani (Siena), dove si produce 2

3 Composizione media del legno di castagno (%) tannins cellulose lignin hemicelluloses other 3

4 L SCHEMA DEL PRCESS PRDUTTIV (semplificato) ESTRAZINE CN ACQUA CNCENTRAZINE (più passaggi per nanofiltrazione e osmosi) PRDTT LIQUID ATMIZZAZINE (spray) PRDTT SECC 4

5 Presentazione di SaviotanFeed è un prodotto naturale estratto dal legno di castagno. Ha un titolo di purezza in tannini idrolizzabili dell 80%, che sono di tipo gallico per il 27% e di tipo ellagico per il restante 73%. Si tratta quindi di un prodotto dalle caratteristiche peculiari ed assolutamente originale, grazie alle condizioni fisiche della tecnologia di estrazione. 5

6 I TANNINI Componenti dei tannini idrolizzabili H H H H H H H H acido gallico acido ellagico 6

7 I TANNINI L acido tannico dei tannini idrolizzabili H H H H H H acido gallico H H glucosio H H H H acido gallico H H H H H H H H H H acido gallico H H H 7

8 I TANNINI DI 27 gallic tannins ellagic tannins 73 8

9 IL PRBLEMA DELLA ANTIBITIC RESISTENZA ACQUISITA SI PUÒ FARE A MEN DEGLI ANTIBITICI IN ALIMENTAZINE ANIMALE? Mauro Antongiovanni In collaborazione con 9

10 La cellula batterica: meccanismi di azione degli antibiotici X X X X X 1.- Inibizione della sintesi della parete (battericidi) 2.- Inibizione delle sintesi proteiche nei ribosomi (battericidi) 3.- Inibizione della replicazione e trascrizione degli acidi nucleici del DNA (batteriostatici) 4.- Alterazione della membrana (battericidi) 5.- Inibizione del metabolismo nel mesosoma (batteriostatici) 10

11 La cellula batterica: meccanismi di acquisizione della resistenza DNA Cromosonica (10-15% dei casi, trasmissione verticale per discendenza): 1.- Alterazione mutazionale spontanea dell informazione genetica cromosomica 2.- Autoselezione dei mutanti naturalmente resistenti 11

La cellula batterica: meccanismi di acquisizione della resistenza XXX XXX Extracromosonica (90% dei casi, trasmissione orizzontale per scambio

12 La cellula batterica: meccanismi di acquisizione della resistenza XXX XXX Extracromosonica (90% dei casi, trasmissione orizzontale per scambio genetico): 1.- Ridotta permeabilità cellulare 2.- Pompa di efflusso 3.- Alterazione del bersaglio (isola di patogenicità) 4- Produzione di enzimi inattivanti 12

13 ALTERNATIVE PRPSTE Agenti immunomodulatori (vaccini ed altri immunomodulatori); Batteriofagi e loro lisine; Peptidi antimicrobici (AMPs); Probiotici; Prebiotici, fra cui gli estratti vegetali, come il tannino; Enzimi alimentari; Acidi grassi a corta catena. Inibitori del sistema QS batterico; Inibitori del biofilm batterico; 13

14 I TANNINI Meccanismi d azione Le molteplici azioni dei tannini si devono tutte, in pratica, alla capacità di complessare selettivamente le proteine ricche di prolina attraverso la formazione di legami: acido gallico H H acido gallico H H ponte a idrogeno H N H proteina H legame ionico (idrolizzabili) H + - H proteina Quindi: interferiscono selettivamente con le pareti cellulari batteriche, con alcuni enzimi, con la frazione proteica alimentare. N H 2 14

15 IL PTERE ANTIMICRBIC DEL TANNIN: Meccanismi di azione Si tratta, salve rare eccezioni, come la chelazione di ioni metallici, della formazione di legami fra gli ossidrili polifenolici e strutture proteiche:, riconducibili a sistemi enzimatici. - Enzimi extracellulari batterici (cellulasi, pectinasi, xilanasi, perossidasi, glicosiltransferasi); - Enzimi endocellulari batterici (come quelli delle vie metaboliche ossidative del mesosoma), dopo essere riuscito ad entrare attraverso la parete cellulare batterica, spesso distruggendola. La morte del batterio avviene per fame, venendogli a mancare nutrienti (glucosio dalle cellulasi, aminoacidi dalle pectinasi, ecc., ed energia dall attività dei mesosomi). I batteri sembrano non acquisire resistenza al tannino, non potendosi adattare alla mancanza di nutrienti (deprivation of substrates). 15

16 PRSPETTIVE Un trattamento alternativo all impiego di antibiotici come promotori di crescita nei mangimi dovrebbe: 1.- non essere tossico od avere effetti collaterali nell animale; 2.- essere facilmente eliminabile, ovvero non lasciare residui; 3.- non indurre la resistenza acquisita; 4.- rimanere stabile nel mangime e nel tratto gastro-enterico; 5.- non contribuire negativamente all inquinamento ambientale; 6.- non influenzare negativamente la palatabilità degli alimenti; 7.- non distruggere indiscriminatamente la microflora intestinale; 8.- essere un efficace battericida e/o batteriostatico selettivo; 9.- stimolare le difese immunitarie dell animale; 10.- migliorare le performance produttive dell animale. 16

2 1 0 1 2 3 4 1.- Clostridium perfringens 2.

17 AZINE BATTERICIDA DEL TANNIN DI CASTAGN (in vitro) CFU/g, come log 10 dopo 24 ore controllo tannino Clostridium perfringens 2.- Salmonella typhimurium 3.- Escherichia coli 4.- Campylobacter jejuni 17

18 BIEZINI Si dice il tannino abbia notoriamente caratteristiche anti nutrizionali in quanto è risaputo che deprime la digeribilità intestinale della frazione proteica alimentare. È vero, ma abbiamo chiarito che il tannino non blocca con legami chimici tutte le proteine indistintamente, ma si lega selettivamente a quelle caratterizzate da un pool di aminoacidi di basso valore biologico, lasciando scoperte quelle con i migliori profili di aminoacidi essenziali, che vengono, così, preferibilmente, liberati per digestione enzimatica ed assorbiti. Ne risulta così migliorata la qualità del pool di aminoacidi a disposizione del metabolismo dell animale. 18

Proteina del prosciutto da sintetizzare: 1 Metionina (blu) 1 Isoleucina (verde) 2 Istidina (giallo) 1 Triptofano (rosso) 4 Non indispensabili (neri) 1 Lisina (bianco) Proteina dell alimento (frazione

19 Proteina del prosciutto da sintetizzare: 1 Metionina (blu) 1 Isoleucina (verde) 2 Istidina (giallo) 1 Triptofano (rosso) 4 Non indispensabili (neri) 1 Lisina (bianco) Proteina dell alimento (frazione digeribile) 2 Metionina (blu) 1 Isoleucina (verde) 1 Istidina (giallo) 1 Triptofano (rosso) 4 Non indispensabili (neri) 1 Lisina (bianco) Ci vuole doppia quantità 10 aminoacidi utilizzati per la sintesi metabolica Valore biologico della proteina alimentare digeribile =10 utilizzati/20 assorbiti = 50% aminoacidi digeribili da smaltire con ed il assorbibili ciclo dell urea TAN NIN 14 4 aminoacidi da digeribili smaltire con il assorbiti ciclo dell urea 10 aminoacidi utilizzati per la sintesi metabolica Proteina alimentare digeribile = = 14/20 assorbiti = - 30% Valore biologico della proteina alimentare digeribile =10 utilizzati/14 assorbiti = 71% 19

20 Il tannino sembra interferire con il sistema enzimatico dell ultimo passaggio della via metabilica della bioidrogenazione ruminale degli acidi grassi polinsaturi (es. linoleico), determinando un accumulo del vaccenico nel rumine, precursore del coniugato rumenico nel latte. L acido rumenico ha una funzione importantissima nella formazione e funzionamento dei neuroni e nello stimolo del sistema immunitario!! TANNIN H H H H H H H H 18:2 cis 9, cis 12 (linoleico) H H H H cis 9, trans 11 (acido rumenico) H H 18:1 trans 11 (vaccenico) X Butyrivibrio proteoclasticus 18:0 (stearico) 20

21 CNCLUSINI È assolutamente necessario smetterla con gli antibiotici usati come promotori di crescita nei mangimi; Esistono delle alternative affidabili, dai costi contenuti: queste sono rappresentate soprattutto dai tannini, preferibilmente idrolizzabili come quello di castagno; Esiste una vasta letteratura scientifica a sostegno di questa alternativa; Facciamo qualcosa prima che sia troppo tardi, anche a salvaguardia della nostra salute! 21

22 Un ringraziamento particolare a GRAZIE PER L ATTENZINE per aver finanziato gran parte delle ricerche che ci hanno permesso di arrivare a questo punto. 22

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I tannini come strumento per migliorare la qualità dei prodotti di origine animale attraverso la modulazione delle bioidrogenazioni ruminali. Cremona 27 Ottobre 2017 Relatore: Prof.ssa Arianna Buccioni