TECNICHE MANGIMISTICHE

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1 TECNICHE MANGIMISTICHE

2 TECNICA MANGIMISTICA Branca della scienza dell alimentazione animale che ha il compito di studiare e ricercare nuove tecniche atte a potenziare ed esaltare le caratteristiche nutritive e dietetiche degli alimenti destinati agli animali.

3 OBIETTIVI Ridurre i costi alimentari Migliorare l efficienza produttiva Tutela del consumatore finale = uomo

4 mangimificio = produzione di mangimi

5 CICLO DI LAVORAZIONE IN MANGIMI DA PRODURRE Materie prime AVANTI Stoccaggio miscelazione preparazione Trattamento stoccaggio Additivi Medicinali mangimi FORMULE DEI MANGIMI

6 Mangimi medicati Licenze normativa pubblico privato VETERINARIO Formulazione mangimi Responsabile produzione Punti critici produzione

7 STOCCAGGIO SILOS PER MATERIE PRIME

8 Tramogge di scarico Invio delle materie prime ai silos attraverso Trasportatori a nastro Elevatori a tazza di grande portata coclee

9 Pulitore di cereali Vibrovaglio Aspiratore Invio al silo per prodotto finito

10 Dosatore e bilancia

11 Omogeneizzatore

12 Miscelatore

13 Integratori ed additivi

14 TRATTAMENTI FISICI DEGLI ALIMENTI Ogni processo a cui viene sottoposto un alimento al fine di migliorarne alcune caratteristiche fisiche, chimiche, igieniche, nutrizionali, dietetiche e organolettiche

15 Obiettivi: Isolare una parte specifica di un alimento Modificare la forma o la dimensione Modificare la struttura di alcuni principi nutritivi Migliorare l appetibilità Aumentare la digeribilità Eliminare fattori antinutrizionali o tossici Prolungare la conservabilità dell alimento

16 TRATTAMENTI A FREDDO Frantumazione Rullatura Immersione in acqua Trattamenti con enzimi

17 MOLITURA Molitura: realizzata con molini di diversa concezione, è il trattamento più diffuso; Maggiore è la granulometria minore sarà la digeribilità nel monogastrico e la velocità di fermentazione nel rumine. Le varietà farinose sono più semplici da uniforme e fine. macinare e la granulometria è più TRAMITE ROTTURA E/O MACINAZIONE GRANULOMETRIA 3 MM 30 MICRON AUMENTA LA SUPERFICIE ESPOSTA AGLI ENZIMI MIGLIORE MISCELAZIONE CON ALTRI ALIMENTI

18 STRUTTURA DELLA CARIOSSIDE DI FRUMENTO COMPOSIZIONE DELLA CARIOSSIDE DI GRANO E DELLE SUE REGIONI ANATOMICHE (valori medi - g/100g di sostanza secca) Regione anatomica della cariosside Percentuale della cariosside Amido e altri carboidrati Proteine Lipidi Cellulosa Emicellulosa Pentosani Sostanze minerali % % % % % Tegumenti Strato aleuronico Germe Endosperma

19 TRASFORMAZIONE DEI CEREALI IN SFARINATI PULITURA CONDIZIONAMENTO Laminatoio a cilindri MACINAZIONE SETACCIAMENTO Plansichter

20 MOLITURA: processo che permette di ridurre in frazioni più piccole le cariossidi dei cereali ottenendo diversi sottoprodotti.

21 100 kg frumento 75 kg farina 10 kg crusca 4-5 kg cruschello 6-7 kg tritello e farinaccio 2 kg farinetta CON LA MOLITURA SI OTTENGONO I SEGUENTI SOTTOPRODOTTI: GERME : molto ricco di proteine, lipidi e vitamina E CRUSCA E CRUSCHELLO: ricchi di cellulosa, fosforo (fitati) vitamine del gruppo B, proteine TRITELLO e FARINACCIO: ricco in amido, fibra digeribile, FARINETTA: ricco in amido.

22 COMPOSIZIONE SOTTOPRODOTTI DEL GRANO crusca tritello farinaccio germe Amido NDF LG PG ATTENZIONE: presenza di H2O in quantità eccessive: vengono favoriti i processi di fermentazione, riscaldamento e compattamento del prodotto specie se in contenitori chiusi ed esposti al sole. Si possono osservare ammuffimenti ed irrancidimento che determinano calo di appetibilità e problemi intestinali agli animali

23 PRODOTTI DELLA MOLITURA DEL GRANO La cariosside è costituita per 14-17% da involucri, 2-3% germe e da 80-84% endosperma che, alla molitura, dà la farina nel g. tenero e la semola nel g. duro. Le proteine dell endosperma sono glutenine e gliadine che, in acqua danno origine al glutine. Con la molitura si ottengono i seguenti sottoprodotti: GERME : molto ricco di proteine, lipidi e vitamina E CRUSCA E CRUSCHELLO: ricchi di cellulosa, fosforo e proteina TRITELLO: ricco in amido e proteina FARINACCIO; FARINETTA: ricco in amido.

24 Possibili sofisticazioni dei sottoprodotti del grano Crusca e cruschello sono addizionati di sostanze estranee per convenienze commerciali svariate; La preoccupazione principale riguarda la presenza di H2O in quantità eccessive: vengono favoriti i processi di fermentazione, riscaldamento e compattamento del prodotto specie se non pellet o se in contenitori chiusi ed esposti al sole. Si possono osservare ammuffimenti ed irrancidimento che determinano calo di appetibilità e problemi intestinali agli animali

25 Usi del frumento e dei suoi sottoprodotti Viste le caratteristiche compositive il grano è una buona fonte di amidi e di energia per tutti gli animali. Il grano viene sottoposto ai comuni trattamenti tecnologici. Nel bovino il grano può essere utilizzato facendo attenzione alla elevata velocità ed intensità di fermentazione in rumine (acidosi) In Italia le quantità di impiego sono limitate entro i 2-3 kg giorno ma, di preferenza si usano i sottoprodotti. Nel cavallo è preferibile un impiego dopo cottura e comunque in quantità modeste per evitare turbe intestinali. (1-2kg d). Suini: può essere impiegato fino ad un 30-40% del mangime ma va equilibrato l apporto in lisina. Pollame: usato in larga quantità in sostituzione di mais quando Si voglia produrre un pollo dalla cute non pigmentata; attenzione proteina di qualità medio-bassa. La presenza di b- glucani impone la necessità di usare enzimi.

26 Impiego sottoprodotti del grano Cruscami, tritelli, farinacci sono largamente e diffusamente Impiegati in alimentazione animale come buone fonti di energia Proteine, minerali ed in particolare fosforo. Debbono essere valutati: Costi, Disponibilità Facilità stoccaggio e velocità impiego (evitare soste lunghe, estate) Crusca molto apprezzata per funzioni dietetiche (apporto in fibra) Germe molto gradito e di valore per lipidi, vitamine e proteine.

27 RULLATURA Schiacciamento della granella tra due rulli ondulati Stessi risultati della macinazione

28 IMMERSIONE IN ACQUA Azione di enzimi presenti nel cereale e prodotti da microrganismi Distaccamento dei granuli di amido Destrinizzazione Notevoli perdite di sostanza secca

29 GELATINIZZAZIONE DELL AMIDO Amido dei cereali resistente agli enzimi Pellicola spessa e tenace L amido assorbe l acqua fino a 17 volte il suo peso! L acqua assorbita per effetto del calore evapora provocando un espansione volumetrica che provoca una rottura delle pellicole

30 La disposizione dell amilosio e dell amilopectina all interno del granulo di amido mostra proprietà semicristalline che lo rendono insolubile a temperatura ambiente e resistente alla digestione da parte degli enzimi presenti nell apparato digerente. Affinché l amido presente nei granuli diventi digeribile è necessario che perda la sua struttura cristallina e ordinata e passi ad una struttura disordinata, con le caratteristiche di un gel (gelatinizzazione).

31 UMIDITÀ + CALORE + TEMPO Se usiamo elevate temperature per lunghii periodi può accadere di rovinare l amidoe causare una RETROGRADAZIONE= minore digeribilità amido

32 PROCESSO DI GELATINIZZAZIONE Rottura dei legami idrogeno Perdita della struttura cristallina Solubilizzazione in acqua di amilosio e amilpectina Diminuzione acqua libera Sospensione viscosa (gel)

33 Ricristallizzazione o retrogradazione dell amido Con il raffreddamento, in funzione del tipo di amido, si ha una parziale ricristallizazione Anche procedendo con il trattamento idrotermico troppo spinto si ha una ricristallizazione con fomazione di legami idrogeno difficilmente idrolizzabili dagli enzimi

34 FATTORI CHE INFLUENZANO LA GELATINIZZAZIONE Umidità (25 % min) Temperatura (50 70 C) Tempo Soluti Tipo di amido (% amilosio > mais, frumento < riso, patate)

35 Valutazione del grado di gelatinizzazione Metodi enzimatici Potere di imbibizione Grado di viscosità

36 PERCHÉ TRATTARE L AMIDO > disponibilità di amido e > velocità di amilolisi determinano una utilizzazione più efficiente dell energia dei cerali fioccati o estrusi rispetto a quelli non trattati (+15-20%) > fermentescibilità glucosio che se ne ottiene viene facilmente fermentato ad acido piruvico a sua volta trasformato in acido propionico > acidità < ph: acidosi con conseguente caduta del tenore lipidico del latte Gli apporti devono essere limitati a 2-2,5 Kg/d per evitare fenomeni di acidosi

37 TRATTAMENTO CON ENZIMI ALFA AMILASI Demolizione catene amilacee Miscela di mono, oligo e polisaccaridi solubili

38 COME OTTENERE LA GELATINIZZAZIONE DELL AMIDO a) A freddo con l impiego unicamente di acqua b) Idrotermico, con l uso di acqua calda c) Termico, con il solo calore a) Necessitano ore di trattamento b) Bastano pochi minuti di trattamento c) Sono sufficenti pochi secondi

39 TRATTAMENTI A CALDO Fioccatura Pellettatura Estrusione Micronizzazione

40 EFFETTO DEI TRATTAMENTI A CALDO SULLE PROTEINE Diminuzione della solubilità (10-20 %) Miglioramento digeribilità intestinale Maggiore assorbimento di amminoacidi

41 Effetti del calore sulle proteine Denaturazione parziale delle proteine Migliore azione di pepsina e tripsina Inattivazione di alcuni fattori antinutrizionali (inibitore tripsinico soia, tiaminasi nel pesce)

42 Aspetti negativi dei trattamenti a caldo Riduzione disponibilità aminoacidi (lisina) Inattivazione vitamine A, D, C, K e in parte del gruppo B Prodotti di Maillard (legami glucidiproteine, es. glucosio-glicina-lisina)

43 IMPIANTI DI PRECOTTURA E FIOCCATURA Pulizia cereale Separatore magnetico Separatore a secco Aspirazione polveri Bagnatura / maturatore Trattamento idrotermico

44 Cuocitore continuo normale e autoclave continua e discontinua A vapore in pressione leggermente superiore alla pressione atmosferica o a pressione elevata T superiore a 65 C 1 kg di acqua a 100 C = 100 cal 1 kg di vapore a 1 atm = 640 cal

45 CUOCITORE ORIZZONTALE Due o tre tubi a tenuta di vapore all interno dei quali gira un agitatore che espone continuamente il chicco all azione del vapore e lo spinge verso l uscita VANTAGGI Flessibilità d impiego in quanto è adatto anche a granelle particolarmente collose come riso ed orzo SVANTAGGI Costoso

46 CUOCITORE VERTICALE Dotato di una serie di tubi con augelli per immettere il vapore mentre la granella cade giu per gravità Il laminatoio posto alla base del cuocitore regola la velocità di discesa del cererale e quindi la temperatura di cottura VANTAGGI Meno costoso SVANTAGGO Mantenre in continuo movimento la colonna per evitare l incollamento

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48 FIOCCATURA O LAMINAZIONE La trasformazione delle granaglie in fiocchi avviene mediante due cilindri caratterizzati da notevole resistenza e durezza. Le dimensioni dei cilindri spaziano da 350 a 1000 mm di larghezza, diametro comune mm 750, 800 oppure Tale diametro (appositamente studiato) consente di evitare fenomeni di slittamento delle granaglie. In questo modo si possono garantire produzioni da kg/h fino a kg/h. I cilindri e i relativi alberi sono supportati da robusti cuscinetti. Uno dei cilindri è fisso mentre l'altro è fabbricato in maniera da poter compiere un movimento traslatorio di allontanamento. E' possibile, tramite speciali pistoni idraulici, regolare la distanza tra i cilindri, così da ottenere fiocchi dello spessore desiderato. Gli stessi pistoni provvedono ad esercitare sui cilindri una adeguata pressione. Due motoriduttori e trasmissione a cinghie forniscono movimento alla macchina (le potenze dei motori variano da 5,5 kw cad. a 22 kw, a seconda del modello). La macchina è costruita con standard di robustezza e stabilità elevati così da ridurre al minimo le vibrazioni e conseguentemente sfruttare tutta la forza impressa dai cilindri senza inutili sprechi di resa.

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52 PELLETTATRICE Tecnica mangimistica che prevede attraverso l uso di calore, umidità e pressione di aggregare in PELLET le minute particelle di alimento sfarinato

53 MATERIE PRIME VAPORE OLIO MELASSO TURBOMISCELATORE MATURATORE La cubettatrice riceve il prodotto dal maturatore e il gruppo pressore è formato da due rulli che comprimono il prodotto a forte pressione su di una filiera traforata da cui questo fuoriesce con la caratteristica forma cilindrica. La temperatura di cubettatura è fissa ed arriva ad un massimo di 80 C. A questo punto il prodotto viene convogliato su di un raffreddatore sottostante, a controcorrente d aria, dove viene raffreddato ed essiccato, in modo da perdere il calore e l umidità dovuta alla immissione precedente di vapore nella miscela, ed evitare la formazione di muffe nel prodotto

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55 VANTAGGI 1. Di ordine economico e tecnico - Riduzione del volume del mangime e movimentazione più facile - Migliore conservabilità - Produzione di mangime omogeneo - Riduzione della polverosità - Aumento dell efficienza della razione 2. Di ordine fisiologico - Gelatinizzazione parziale degli amidi - Cottura parziale degli ingredienti - Aumento della velocità di digestione - Aumento dell appetibilità e miglioramento delle caratteristiche organolettiche

56 3. Di ordine zootecnico - Eliminazione della selezione degli alimenti - Ingestione di una razione bilanciata nei suoi componenti - Riduzione delle perdite in mangiatoia - Aumento dell ingestione volontaria di mangime - Aumento della velocità di prensione e ingestione - Miglioramento dell indice di conversione alimentare 4. Di ordine sanitario - Assenza di fattori irritanti l apparato respiratorio - Parziale sanificazione e disattivazione dei fattori antinutrizionali - Minore carica microbica, muffe, infestanti, parassiti

57 Effetti della pellettatura di un mangime a base di orzo per suini Farina Pellet Vantaggio n suini Incremento g/d Indice conversione alimentare ,3 % 4,41 4, ,4 %

58 ESTRUSIONE È IL PROCESSO ATTRAVESRO IL QUALE ALIMENTI DI NATURA ENERGETICA E/O PROTEICA VENGONO RESI PLASTICI MEDIANTE UN EFFETTO MECCANICO E L AZIONE COMBINATA DI UMIDITA PRESSIONE E CALORE Aumento della temperatura Gelatinizzazione della componente amilacea Denaturazione delle proteine Deformazione e modifiche organolettiche Espansione del materiale estruso

59 ESTRUSIONE VIDEO

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63 MICRONIZZAZIONE Riscaldamento tramite raggi infrarossi (microonde) Vibrazione dei granuli di amido Riscaldamento acqua e produzione vapore Espansione- rigonfiamento Gelatinizzazione Tempo s Successivamente fioccatura Essiccamento / ventilazione

64 SILOS PRODOTTI FINITI

65 INSACCO

66 EFFETTI DEI TRATTAMENTI TECNOLOGICI SU AMIDI E PROTEINE DI UNA MATERIA PRIMA

67 Destrinizzazione: un successivo intervento della temperatura provoca la rottura della molecola in strutture più piccole e più facilmente attaccabili dagli enzimi digestivi. L intensità di digestione dell amido è proporzionale al suo grado di gelatinizzazione e destrinizzazione e varia in funzione del tipo di trattamento adottato. EFFETTI DEI TRATTAMENTI TECNOLOGICI SULL AMIDO Gelatinizzazione: i granuli di amido crudo sono scarsamente solubili in acqua. Col calore i legami intermolecolari che legano amilosio e amilopectina si spezzano. Il granulo si imbibisce di acqua, si rigonfia e si disintegra.

68 Altre modificazioni: formazione amido resistente alla digestione, reazione di Maillard. Nel vitello preruminante, con scarsa secrezione di amilasi, la somministrazione di cereali trattati al calore facilita la digestione e l assorbimento dell amido, e ne aumenta l appetibilità. > disponibilità di amido e > velocità di amilolisi determinano una utilizzazione più efficiente dell energia dei cerali fioccati o estrusi rispetto a quelli non trattati (+15-20%) L effetto è più marcato sul mais il cui incremento di degradabilità può raggiungere valori comparabili con quelli dell orzo e del frumento, ma con un livello di amido superiore. > fermentescibilità glucosio che se ne ottiene viene facilmente fermentato ad acido piruvico a sua volta trasformato in acido propionico. > acidità < ph: acidosi con conseguente caduta del tenore lipidico del latte.

69 EFFETTI DEI TRATTAMENTI TECNOLOGICI SULLE PROTEINE L azione termica migliora la digeribilità globale delle fonti proteiche mantenendo elevata la disponibilità di aminoacidi essenziali (es. lisina). A livello ruminale si riduce la solubilità e la velocità di degradazione delle proteine con un conseguente aumento del by-pass. Inoltre produce inattivazione dei fattori antinutrizionali. Se i tempi di esposizione al calore sono eccessivamente lunghi si ha la formazione di prodotti che riducono l utilizzazione digestiva degli aminoacidi. REAZIONE DI MAILLARD, formazione di legami tra il gruppo aldeidico di uno zucchero e quello amminico di un aminoacido. FORMAZIONE DI D-AMINOACIDI: in presenza di temperature e ph elevati; sono scarsamente utilizzati.

70 EFFETTI DEI TRATTAMENTI TECNOLOGICI SU GRASSI E VITAMINE GRASSI Le lipasi di origine microbica presenti nelle materie prime vengono distrutte dal trattamento termico, riducendo i fenomeni di irrancidimento. Il calore provoca delle rotture a livello di parete cellulare che rendono maggiormente esposti i grassi contenuti. Fonti oleaginose estruse possono avere interferenze con le fermentazioni ruminali dovute alla maggior disponibilità di olio a livello ruminale. L azione termica combinata a quella meccanica determina una parziale rottura delle strutture della parete vegetale da cui un aumento della superficie VITAMINE Il trattamento con calore potrebbe determinare perdite limitate di alcune vitamine termolabili: A, B2, Acido Folico, Niacina, Biotina. È possibile l aggiunta a posteriori.