La valutazione nutrizionale degli alimenti per i cavalli

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1 La valutazione nutrizionale degli alimenti per i cavalli Roberto Mantovani Università degli Studi di Padova Valore nutritivo degli alimenti per cavalli 1

2 Sistemi di valutazione dell energia utilizzati nel cavallo I sistemi attualmente in grado di valutare il contenuto energetico degli alimenti destinati ai cavalli e i fabbisogni sono: Sistema NRC americano, che esprime la quantità di energia digeribile (ED) contenuta nell alimento Unità di misura: Mcal o MJ) Sesta edizione 2007 Attenzione 1 cal. = J -> 1 J = cal. Sistema INRA francese, che esprime la quota di energia netta (EN) contenuta nell alimento 1^ Edizione Unità di misura: Unità Foraggiere Cavallo: UFC (utilizzando l orzo come riferimento: 1kg di ss= 2250 Kcal di EN) 2

3 Sistemi derivati dai principali metodi di valutazione energetica alimenti per cavalli EL NRC USA (Mcal) ED EM DLG ARC MAFF Svezia (MJ) Finlandia (Fu) Germany (Mcal) UK (Mcal) INRA Francia (UFC) EN CVB UFC UFC Olanda (VEP/EWpa) Danimarca, Norvegia, Islanda Senza nessuna modifica sul sistema: Spagna, Portogallo, Italia, Polonia, Romania Metodo - NRC Metodo basato sull energia digeribile (EL-Energia Fecale) Assunti del metodo: 1. Il rendimento di ED in EM si aggira su valori abbastanza costanti e compresi tra 87 e 90% 2. L uso dell EN è sicuramente più preciso per identificare l effettivo fabbisogno energetico degli animali, ma comporta molte assunzioni circa l efficienza di utilizzazione e, soprattutto, le perdite energetiche in forma di calore. Per questo motivo è molto più complicato arrivare all EN che all ED e i vantaggi nell uso dell EN non è così imponente rispetto all ED. 3

4 Problemi del metodo basato su EN Le perdite energetiche possono essere molto variabili e non tutte perfettamente documentabili: Perdite per processo di masticazione possono ammontare all 1-28% dell EM e possono essere attribuite sia ad a digestione che ad attività volontaria Perdite di fermentazione possono dipendere dal substrato e dalla dieta Metodi per il calcolo ED - NRC Prove di digeribilità Numero limitato per gli equini, rispetto alle altre specie Difficile derivarlo per gli equini utilizzando i risultati di prove fatte su altri animali Equazioni di predizione basate sulla composizione chimica degli alimenti 4

5 Equazioni predizione ED - NRC NRC 1989 (Fonnesbeck, 1981) Risultati ottenuti su 108 prove di digeribilità alimenti per cavalli note le caratteristiche chimiche e biologiche degli alimenti ED in Mcal/kg ss Foraggi secchi e grossolani, Pascolo, Foraggi verdi: ED= *(%ADF) *(%PG) (%ADF 2 ) Alimenti concentrati energetici e proteici: ED= *(%ADF) Limite di questa equazione è la limitata capacità di previsione della ED in alimenti ricchi di FIBRA e GRASSI Non sempre fornisce quindi buoni risultati Equazioni di predizione ED alternative-i Pagan (1998), da 120 osservazioni con 30 diete differenti calcolo della ED in Kcal/kg ss ED= *(%CP)-9.37*(%ADF)-3.83*(%Emicell.) *(%Grassi)+20.35*(NSC)-26.3*(%Ceneri) Dove: Emicell.=%ADF-%NDF NSC=100-%NDF-%Grassi-%Ceneri-%PG Molto simile come risultati prodotti alla eq. NRC Anche questo sistema non funziona molto bene con alimenti ricchi di fibra e grassi, ma viene suggerito un aumento di ED in misura pari a Mcal/kg alimento per ogni 1% in più di grassi oltre il 5% Es: se %Grassi 10% e ED iniziale 2.77 ED=2.77+(0.044*( ))=2.99 5

6 Equazioni di predizione ED alternative-ii Zeyner & Kienzle (2002), da 170 prove di alimentazione Calcolo della ED in MJ/kg ss (dividere il risultato finale per o moltiplicare per 0.239) ED= *(%PG)+0.421(%EE)+0.015*(%FG)+0.189*(%EI) Molto valida per alimenti con seguenti range di composizione chimica: %PG %EE %FG %EI Vero vantaggio di questa equazione è la possibilità di stimare meglio della NRC l ED di alimenti ricchi di grassi Limite che usa componenti chimici non sempre disponibili negli attuali data-base alimentari Perché un metodo sull ED Per creare un alternativa al sistema Francese che usa l EN ma anche un alimento di riferimento che non necessariamente può essere accettato in tutti i paesi (orzo) Mancano precisi valori di EN per molti alimenti e per tutte le categorie di cavalli Non sono considerate le differenti efficienze di rendimento energetico che uno stesso alimento può avere in diete diverse o in differenti categorie di cavalli. 6

7 Metodo NRC (ED) Valore di ED di alcuni alimenti Tabelle NRC (Mcal/kg ss) Mais 3.88 Orzo 3.67 Avena 3.28 Soia 3.58 Insilato Mais 2.76 ( 30 % ss) Insilato Erba ( 25 % ss) Fieni misti Fieni medica Paglie 1.45 Struttura del sistema INRA (UFC) EL ED dso Misurata o stimata a partire dalla composizione chimica Misurata o stimata a partire dall EL o dalla Sostanza Organica Digeribile (SOD) EM EM/ED km EM/ED = Stimata dalla composizione chimica Km = efficienza di utilizzazione dell EM in EN (per il mantenimento- Considerata Costante) Km = 0.85 E Gluc E AGLC E AA + ( ) E AGV + correzione per costo energetico dell assunzione alimenti EN EN = EM * km UFC = EN dell alimento EN dell ORZO 7

8 Stima Energia-Metodo INRA ) Energia lorda (EL) nei foraggi (kcal/kg SO): EL = x PG (g/kg SO) + i i= + 82 per foraggi verdi medica, prato e insilati; i= - 11 per foraggi verdi di trifoglio e fieni di prato; i= - 71 per foraggi verdi di graminacee. Es: fieno di medica: ss=85%, SO=93%ss, PG=18%ss, PG=19.35% su SO=193.5g/kg SO. EL= (1.735 x 193.5) - 11= 4856 kcal/kg SO = 4516 kcal/kg ss Stima Energia-Metodo INRA ) Energia lorda (EL) nei concentrati (kcal/kg ss) : EL = 5.72 x PG x EE x FG x EI + i dove PG, EE, FG e EI sono espressi in g/kg ss e il valore di i varia a seconda dell alimento Es: valori di i: CEREALI RESIDUI IND. OLEARIA Orzo +31 Soia far. estrazione -94 Avena +58 Arachide far. estrazione -158 Mais -8 Arachide expeller -154 Frumento -17 Cocco far. estrazione -14 8

9 Stima Energia-Metodo INRA ) ENERGIA DIGERIBILE (ED) Stima dell ED (kcal/kg ss) = EL * de Foraggi: de = x dso Concentrati: de = dso Es: fieno di medica: EL = 4516 kcal/kg ss, dso=55% de= x 55 = 53.3% ED= (4516 x 53.3)/100 = 2407 kcal/kg ss Stima Energia-Metodo INRA ) ENERGIA METABOLIZZABILE (EM) EM (kcal/kg ss) = ED x EM/ED Il coefficiente di metabolizzabilità dell ED è calcolato: EM/ED = ( x FG x PG)/100 dove FG e PG sono espressi in g/kg ss Es fieno di medica: FG=27% ss, PG=18% ss EM/ED = ( x x 180)/100=0.837 EM= 2407 kcal/kg ss x (0.837) = 2015 kcal/kg ss 9

10 Stima Energia-Metodo INRA ) ENERGIA NETTA (EN) EN (kcal/kg SS) = EM x km dove km, rendimento di utilizzazione dell EM per il mantenimento, è calcolato: Foraggi: km = x FG x SOD a) Cereali e semi leguminose km= x FG x PG + 0,00735 x SOD b) Sottoprodotti di molitura km= x FG x PG c) Residui industria olearia km= x FG x PG dove FG, PG, SOD sono espressi in g/kg ss Stima Energia-Metodo INRA 1990 UFC = Valore di Energia Netta contenuta da 1 kg di orzo standard utilizzato in cavalli al mantenimento e pari a 2250 kcal Es fieno di medica: km = 68.8 EN= 2015 kcal/kg ss x (0.688) = 1386 kcal/kg ss UNITA FORAGGERE CAVALLO (UFC) UFC (kg ss)=en/2250 UFC =1386/2250 = 0.62 /kg ss 10

11 Metodo INRA (UFC) Valore di EN di alcuni alimenti Tabelle INRA (UFC/kg ss) Mais 1.35 Orzo 1.16 Avena 1.01 Soia 1.06 Insilato Mais 0.88 ( 30 % ss) Insilato Erba ( 25 % ss) Fieni misti Fieni medica Paglie 0.28 Metodo INRA (UFC) Concetto del valore di sostituzione degli alimenti UFC/kg di alimento kg di alimento per fornire 1 UFC Orzo Fieni Paglie 11

12 Stima del contenuto di UFC dei foraggi conservati INRA 1997 Da: Tabelle alimenti INRA Composizione chimica Digeribilità Sostanza Organica, stimata: Dalla composizione chimica dei foraggi Mediante metodo Pepsina-cellulasi (Digeribilità in vitro) Mediante lettura al vicino infrarosso: NIRs = Near Infrared Spectrophotometry Contenuto di energia digeribile Equazione di previsione del valore di UFC per i Fieni INRA 1997 Definizione e messa a punto di equazioni di predizione : Misura della composizione chimica e digeribilità in vivo calcolata in 47 diversi foraggi Calcolo del valore UFC dei 47 foraggi Definizione di equazioni di predizione: RSD R 2 UFC = f (FG, PG) UFC = f (FG, PG, CC) Con CC = Carboidrati citoplasmatici, ovvero 100-NDF 12

13 Equazione di previsione del valore di UFC per i Fieni INRA 1997 Validazione del metodo basato sulle equazioni di previsione mediante: Utilizzo di altri 11 fieni caratterizzati da contenuto di variabile di FG (tra 260 e 380 g FG/kg ss) Misurazione della composizione chimica e della digeribilità in cavalli Valutazione delle differenze tra valore stimato e calcolato di UFC (per kg ss) 6 fieni buona qualità: f (FG, PG) = ± f (FG, PG, CC) = ± fieni qualità scadente: f (FG, PG) = ± f (FG, PG, CC) = ± CC = Carboidrati citoplasmatici = Amido+Carboidrati solubili in H 2 O Equazione di previsione n. 1 del valore di UFC per Fieni su base composizione chimica - INRA 1997 UFC = FG PG (UFC/kg ss) Con FG, PG espressi in kg/kg ss 0.04 Calcolato-stimato Stimato 13

14 Equazione di previsione n. 2 del valore di UFC per Fieni su base composizione chimica - INRA 1997 UFC = FG PG CC (UFC/kg ss) Con FG, PG e CC espressi in kg/kg ss 0.04 Calcolato-stimato Stimato Stima del contenuto di UFC in base alla SOD INRA 1997 L accuratezza delle equazioni di previsione è aumentata enormemente se è noto anche il contenuto di SOD dei foraggi: UFC = f (CC, SOD) RSD = R 2 = La validità di questa equazione di previsione è stata testata negli 11 foraggi supplementari e le differenze tra valore stimato e calcolato di UFC furono pari a: = ± UFC/kg ss 14

15 Equazione di previsione del valore di UFC per Fieni su base contenuto NDF e conoscenza SOD - INRA 1997 UFC = CC SOD (UFC/kg ss) Con CC e SOD espressi in kg/kg ss Calcolato-stimato Stimato Stima del contenuto di UFC dei concentrati (singole materie prime) INRA 1997 Definizione di equazioni di predizione: 1. In base alla composizione chimica UFC = FG PG CC (UFC/kg ss) Con FG, PG e CC in kg/kg ss (RSD 0.060; R ) 2. In base a composizione chimica e digeribilità SO UFC = FG PG SOD (UFC/kg ss) Con FG, PG e SOD in kg/kg ss (RSD 0.041; R ) 15

16 Stima del contenuto di UFC nelle miscele concentrate INRA 1997 Definizione di equazioni di predizione: Equazioni di predizione sono state ottenute dai valori tabellari di UFC e dalla composizione chimica di 22 materie prime (cereali, sottoprodotti, medica disidratata, polpe bietola, farine oleose, etc.) definite sulla base della loro presenza media in molte miscele concentrate La composizione chimica e le UFC sono state espresse in kg per kg di sostanza organica (SO) poiché il contenuto di ceneri delle miscele può essere molto variabile: RSD R 2 UFC = f (FG, PG) = f (FG, PG, AMIDO) = f (ADF, PG, AMIDO) = f (ADF, NDF, Lignina, PG, AMIDO) Stima del contenuto di UFC nelle miscele concentrate INRA 1997 Validità delle equazioni di predizione calcolo UFC: 21 miscele concentrate di composizione nota, rappresentative della maggior parte delle miscele utilizzate in Europa nell alimentazione dei cavalli 10 Miscele con alta percentuale di cereali 11 Miscele con alta percentuale di sottoprodotti Contenuto di UFC delle miscele: Stimato dalla composizione chimica (FG, PG e AMIDO) Calcolate in base agli ingredienti e tabelle degli alimenti Differenze tra valori stimati e calcolati di EN: Variazioni tra e UFC/100 kg SO In media ± 1.56 UFC/100 kg SO 16

17 Equazione di predizione per i valori di UFC nelle miscele di concentrati INRA 1997 UFC = FG PG AMIDO Con FG, PG e AMIDO espressi in kg/kg di SO 5.0 Calcolato-stimato Stimato (UFC/100 kg SO) Differenze fra sistemi energetici NRC vs. INRA ED UFC Mais Crusca Frumento Soia F.E. Fieno Buono Fieno Scarso 17

18 Confronto fra sistemi energetici Il metodo NRC produce in genere una sovrastima del valore energetico degli alimenti, con particolare riguardo ai fieni o alimenti fibrosi, dato che non considera le perdite dovute ai processi fermentativi Il metodo INRA presenta una limitata accuratezza nella stima della digeribilità alimenti, gli alimenti possono essere comparati in termini di valore di sostituzione e le UFC di alimenti poco usuali possono essere ottenute da quelle relative agli stessi alimenti impiegati nei ruminanti o nei suini. Ha inoltre il vantaggio di fornire un sistema di calcolo diretto per le miscele commerciali (anche se con un certo margine di errore) Valore proteico degli alimenti per cavalli 18

19 Sistemi proteici utilizzati per alimenti per cavalli I sistemi attualmente in grado di valutare il contenuto proteico degli alimenti destinati ai cavalli sono: Americano dell NRC, che esprime la proteina come PG (proteina grezza) Francese dell INRA, che calcola le sostanze azotate digeribili e le corregge per un coefficiente (k) che tiene conto della quota di sostanze azotate che non forniscono aminoacidi (SADC o MADC). Il SADC o MADC esprime quindi la quantità di aminoacidi realmente assorbiti a livello di intestino tenue (e in minima parte dal grosso intestino) nel cavallo->proteina digeribile (PD) Metodo INRA Sostanze azotate digeribili cavallo (SADC) Foraggi Verdi e Insilati d erba: SADC (PD) = x PG x FG Fieni misti (leguminose e graminacee): SADC (PD) = x PG Concentrati SADC (PD) = X PG dove SADC, PG e FG sono espressi in g/kg ss Es. Avena: PG =11.84 %ss SADC o PD = 96.1 g/kg ss -> 9.61%ss 19

20 Metodo INRA Sostanze azotate digeribili cavallo (SADC) Corrette per coefficiente k Solo nel caso dei foraggi: SADC = SADC x K con K pari a: 90% per foraggi verdi; 85% per fieni e foraggi disidratati; 80% per paglie e sottoprodotti fibrosi; 70% per insilati d erba Valore proteico di alcuni foraggi per cavalli SS (%) (PG) (% ss) SADC (PD)(%) Medica: erbaio prefioritura erbaio fioritura fieno prefioritura fieno fioritura fieno maturo Graminacee: erbaio prespigatura erbaio maturo fieno prespigatura fieno spigatura fieno maturo fieno scadente Loietto erbaio fioritura Fieno collina, spigatura

21 Sistemi proteici: limiti e vantaggi 1. Il sistema NRC non tiene conto dell N presente in forma non proteica che quindi non può essere utilizzato dall animale per i propri fabbisogni. 2. Il sistema francese appare concettualmente più valido ma si basa su molte assunzioni relative in particolare alla digeribilità della proteina (molto variabile nei foraggi in quanto il sito può essere diverso) Digeribilità PG 21

22 Valore nutritivo ed energetico di alcuni concentrati energetici per cavalli SS UFC PG SADC Amido (%) (/kg ss) (% ss) (%) (% ss) Avena standard pesante(*) fiocchi Orzo Mais Frumento Sorgo Segale Valore nutritivo ed energetico di alcuni concentrati proteici per cavalli SS UFC PG SADC Lisina (%) (/kg ss) (% ss) (% ss) (% ss) Soia f.e Soia f.e Cotone f.e Lino semi interi panello Arachide f.e.decorticata Girasole f.e