La digeribilità dei sottoprodotti

Documenti analoghi
La gestione anaerobica: come gestire e controllare il processo

Valutazione delle rese energetiche dei sottoprodotti: utilizzo di analisi e BMP Claudio Fabbri

Valutazione della qualità delle fonti fibrose e ottimizzazione del loro utilizzo nei digestori

Sinergie tra nutrienti e fattori limitanti l utilizzo della fibra

La qualità del foraggio per un efficace alimentazione delle bovine da latte

1.1 Principi di alimentazione proteica delle specie ruminanti.

Amido veloce e pectine

Sistemi di valutazione della proteina nei ruminanti

Alimenti quali fonti di fibra

LIGNINA. Composto fenolico condensato (C--C), costituito dal condensarsi di precursori aromatici in un processo di polimerizzazione irreversibile

Principali enzimi digestivi. Gli alimenti. Schema generale di utilizzo degli alimenti nel monogastrico

I modelli dinamici di razionamento nella realtà del Parmigiano-Reggiano

Introduzione. I nostri problemi.

Gli alimenti per animali: classificazione. Il pastone di mais. Nel mais il primo aminoacido limitante e 1. Treonina 2. Lisina 3. Metionina 4.

Mauro Spanghero, Dipartimento di Scienze Animali, Università di Udine,

VALUTAZIONE NUTRIZIONALE DEGLI ALIMENTI

Apparato digerente e digestione nei monogastrici e nei poligastrici

Studio delle dinamiche di fermentazione dei substrati. A. Formigoni & A. Palmonari

Qualità delle biomasse di sorgo e triticale e rese in biogas

ANALISI TIPO (o WEENDE) ANALISI TIPO (o WEENDE) : schema

I foraggi in r azione Per ottimizzarne l impiego

ERBIVO RI. pecora, cervo. coniglio. D igestione della cellulosa SI. U tilizzazione degli esosi N O presenti nella dieta

Caratterizzazione analitica e misura del potenziale metanigeno di sottoprodotti dell industria alimentare e scarti agricoli

Biogas da sanse e pastazzo d agrumi: risultati di un test in continuo

L alimentazione delle bovine, la qualità del latte e la tipicità del Parmigiano-Reggiano

Alimentazione Con insilato o a secco mancano gli zuccheri

Diete ad elevata degradabilità della fibra per bovine da latte ad alta produzione.

Effetto della forma di presentazione di alimenti concentrati sul comportamento alimentare e sulle performance di bovini da carne

INSILATO INSILATO DI MAIS

Alimentazione del coniglio

GLUCIDI COME ALIMENTI

Parametri per l ottimizzazione delle razioni in funzione della qualità dei foraggi

CENNI TEORICI DI ECOLOGIA

Alimenti: criteri di valutazione

Alcalosi Reticolo-Ruminale o Indigestione con Alcalosi. PDF created with pdffactory Pro trial version

Dimensioni del tratto gastro-intestinale del suino adulto: Stomaco ph 2,0 capacità 7,5 litri. Intestino tenue lunghezza 18 metri capacità 9 litri

Gestione degli aspetti nutrizionali ed alimentari per contrastare lo stress da caldo Arborea Dott. Adriano Bosco Cortal extrasoy spa

Gestione delle manze nell allevamento moderno

ALIMENTI ZOOTECNICI. Composizione chimica degli alimenti 28/10/2014. Carboidrati Proteine Sostanza organica Lipidi Vitamine. Sostanza secca (SS)

Razionamento mirato per le bovine produttrici di latte da Parmigiano Reggiano

VALUTAZIONE NUTRIZIONALE DEGLI ALIMENTI

CHE COS È SENSOPOWER-SANGROVIT?

LA BARBABIETOLA DA ZUCCHERO

DIETE ALTERNATIVE PER PRODURRE BIOGAS

Le tappe di un corretto razionamento

Linee guida per l uso razionale dei foraggi nell alimentazione delle bovine che producono latte per il Parmigiano Reggiano

Digeribilità. Come fare per aumentarla. Come aumentare, nell alimentazione della bovina da latte, la digeribilità non

Evitare operazioni durante le ore calde e ridurre i tempi morti (attesa in mungitura, in autocattura, separazione, ecc.) Ridurre allo stretto

I principi nutritivi

L urea nel latte nuovo indice gestionale

Ndf, amido, proteina: non solo quantità

Lactosan Gmbh & Co.KG. Ricerca & Sviluppo di Additivi per Insilati

Claudio Fabbri Centro Ricerche Produzioni Animali - CRPA SpA

Produttività e composizione dell erba medica

Gino Magni Bracchitta Mirko Pioneer hi-bred Italia. Le buone conoscenze agronomiche per un biogas fatto bene

Degradabilità Ruminale dell Amido ed uso dei cereali nel razionamento della vacca da latte

La valutazione nutrizionale degli alimenti per i cavalli

Alimentazione delle bovine durante la lattazione

1000+ Il Biogas.

Calcolo di una razione per bovini da latte

Fibraeamido Così nel razionamento

Alma Mater Studiorum Università di Bologna. Scienze Veterinarie

TRATTAMENTI FISICI. rullatura Rullatura a secco

Prerequisiti per comprendere un corso di nutrizione animale negli animali da reddito

Ricerca e innovazione nell alimentazione delle bovine da latte

Pretrattare la biomassa migliora la digestione

LINEA MULTIENERGY MALTODESTRINE LA MASSIMA ENERGIA PER UNA PRODUTTIVITÀ VINCENTE EFFICIENZA METABOLICA EFFICIENZA RUMINALE.

BIOSONATOR. La tecnologia ad Ultrasuoni applicata agli impianti a biogas

La temperatura e l acidità

AFLATOSSINE: COSA FARE DOPO L EMERGENZA?

Nuove vie dell assistenza biologica:

Tecniche di verifica di efficienza dei trattamenti su biomasse e digestato

Prodotti delle Fermentazioni Ruminali

Depuratore Biologico anaerobica con produzione di metano (CH4) da decomposizione organica

Le analisi che si effettuano sul latte. Percorso didattico quarta/quinta ITIS Cartesio Indirizzo chimico-biotec. sanitario

VALORE NUTRITIVO (V.N.): definizione

Gli alimenti zootecnici

ALIMENTAZIONE DELLE DIVERSE SPECIE PUNTI FONDAMENTALI ABITUDINI ALIMENTARI CAPACITÀ DI INGESTIONE FABBISOGNI NELLE DIVERSE FASI

LA DIGESTIONE ANAEROBICA A SUPPORTO DI UNA GESTIONE MIGLIORE DEGLI EFFLUENTI ZOOTECNICI

EAL Compost - Impianto di produzione di energia elettrica da Forsu da 1MW

Il sistema colturale agro-zootecnico

Produzione di biometano: i vantaggi dell inserimento del sorgo in avvicendamento con il mais

Il rumine. Il rumine

Apparato digerente e digestione nei monogastrici e nei poligastrici

Filosofia della Nutrizione. Paolo Pezzi

La nutrizione minerale. Ovvero gli ioni inorganici necessari alla pianta e modalità di assorbimento e assimilazione

Colture energetiche: prospettive produttive e utilizzo agronomico del digestato. Verona, 5 Febbraio 2009

CLASSIFICAZIONE CHIMICO FISICA DEI GLUCIDI

LA DIGERIBILITÀ LA DIGERIBILITÀ

Alimentazione ed efficienza dei sistemi alimentari

IL PRIMO LABORATORIO PER IL BIOGAS IN ITALIA

Naltre matrici: azoto contenuto nelle altre matrici caricate al digestore. per tenere conto delle emissioni in atmosfera nella fase di stoccaggio.

Modulo 1: Accoglienza e presentazione della disciplina

Cortal inf rma CARBOIDRATI NELLA DIETA: CORTAL E IL "SOGNO AMERICANO" Lo scorso giugno, un gruppo di tecnici

LA FILIERA DEL PANE: DAL GRANO AL PRODOTTO FINITO

DUO CS. il mais che non c era

IL VALORE PROTEICO NEI POLIGASTICI

Erba medica: una grande risorsa per l allevatore

Alimentazione è benessere. Alessandra Bordoni DISTAL- sede di Cesena (Università di Bologna)

ZUCCHERI E FERMENTAZIONI RUMINALI IL RUMINE HA BISOGNO DI ZUCCHERI

Transcript:

Corso di Formazione Piacenza, 8 marzo 2012 La digeribilità dei sottoprodotti Andrea Formigoni andrea.formigoni@unibo.it

La digeribilità dei sottoprodotti Andrea Formigoni andrea.formigoni@unibo.it Convegno CRPA. 8-3-2012

Obiettivo dei produttori Produzione elevata e costante metano Elevata efficienza di utilizzazione dei prodotti impiegati (resa) Riduzione dei costi Ottimizzazione dei foraggi aziendali Razionale impiego di sottoprodotti Aziendali Mercato

Punti critici per la produzione efficiente di metano Fermentazioni equilibrate e efficienti Miscelazione e tempi di ritenzione Controllo della temperatura e del ph Quantità e qualità dei substrati Equilibrio dei nutrienti > costanza di apporti > costanza biologica >costanza di produzione

Stima della resa in metano da parte dei diversi alimenti Approccio comparativo Condizioni standard di fermentazione Valutazione dei singoli alimenti per fermentazione Punti critici del sistema Variabilità della composizione degli alimenti Effetti associativi nelle diete reali non sono distinguibili

Stima della produzione di metano (Ammon, 2007) CH4 = 306,03 (±62,10) + 76,95 (±87,14) Proteine + 7,04 (±2,52) Lipidi + 1469,19 (±1523,06) ADL 327,25 (±337,28) HCEL 496,06 (±508,28) CEL + 454,9 Amido (±462,2) STC 444,58 (±486,66) Zuccheri

Stima della resa in metano dei diversi alimenti Approccio dinamico Stima delle componenti potenzialmente degradabili negli alimenti Stima della crescita batterica e del suo costo energetico Stima del fabbisogno batterico Stima delle interazioni positive e negative fra nutrienti e ambiente fermentativo Stima della resa NETTA in metano (RNM)

Chi opera le fermentazioni? Nel biodigestore la produzione di metano avviene per l azione di microrganismi che degradano la sostanza organica e producono intermedi che sono utilizzati dai metanigeni per produrre metano Necessario soddisfare i fabbisogni di queste comunità Necessario evitare fattori stressanti

Caratteristiche e fabbisogni ecosistema microbico nei digestori Microrganismi Substrato energetico Substrato azotato Prodotto terminale ph ottimale t crescita Tempo replicazione Fabbisogno mantenimento Cellulosolitici Fibre degradabili Zuccheri NH3 isoacidi Acetato > 6.2 39-42 Lento Modesto Amilolitici Amido Zuccheri Peptidi NH3 Propionato 5.5-7.0 39-50 Veloce Elevato Proteolitici Amido Proteine NH3 5.5 7.0 Veloce Elevato Metanigeni mesofili Metanigeni termofili Acetato Zuccheri Propionato Zuccheri < NH3 CH4 > 7.5-8.0 37-40 Lento Modesto > NH3 CH4 > 7.5-8.0 45-55 Lento Modesto

Quanto costano in energia i batteri? Cellulosolitici 0,05 g di fibra degradabile/grammo di batteri/ora Prevalente produzione di acetato Amilolitici 0,15 g di amido/grammo di batteri/ora Prevalente produzione di propionato Il sistema più efficiente per la produzione di metano è quello che utilizza fibra

Composizione degli alimenti Alimento sul tal quale Acqua (umidità) Sostanza secca Sostanza inorganica (ceneri) Sostanza organica (SO) - SO Potenzialmente Degradabile - Zuccheri - Amidi - Fibre degradabili - SO Indegradabile - N legato alla fibra - lignina - fibra legata a lignina

Digeribilità della sostanza organica: zuccheri e amidi Gli zuccheri degradano molto velocemente (poche ore), nutrono molte comunità di batteri e rendono molto in termini di metano Gli amidi degradano abbastanza velocemente (da alcune ore a pochi giorni), nutrono i batteri amilolitici e sono meno efficienti nel produrre metano

Digestione della fibra Processo lungo e laborioso operato da batteri cellulosolitici I batteri adesi alle particelle di alimento secernono enzimi che liberano il glucosio da pectina, emicellulosa, e cellulosa La digestione è ostacolata e inibita dalla presenza di lignina che NON è digeribile Per essere completamente digerita la fibra deve essere trattenuta nel digestore per un tempo relativamente lungo; se questo non avviene una parte della fibra non è digerita (presente nel digestato finale)

Digestione batterica della parete della cellula vegetale Colonizzazione Inizio Digestione Digestione profonda lignina cellulosa Chesson (1993) emicellulosa

Anatomia della cellula vegetale & digestione batterica La digestione batterica procede dal lume all esterno Parete primaria Parete secondaria [Lignina] è più alta nella parete primaria che spesso non è digerita Lume gra Basso Gradiente di lignina Alto

Quanto velocemente I batteri digeriscono la parete cellulare? Tasso di digestione = 0.02μm/h Spessore della parete = 1-5μm Tempo di ritenzione nel rumine = 30 to 36 h ~20% della parete è digerita! Wilson and Mertens (1995)

Granulometria particelle e velocità di degradazione Nei digestori la velocità di digestione della fibra è: Batteri mesofili = 0.10 % / ora Batteri termofili = 0.16% / ora BM: 100/0.10=1000 ore = 41.7 giorni BT: 100/0.16= 625 ore = 26.0 giorni Nella bovina la fibra, grazie alla masticazione, e degradata ad una velocità del 3-5% ora 100/4=25 ore = 1 giorno circa

Fattori che facilitano la digestione della fibra Distruzione della cellula vegetale masticazione e processi tecnologici = superficie del materiale fibroso esposta all attacco dei batteri Basso contenuto di lignina Principale fattore intrinseco al substrato ph superiore a 6.2-6.5 Adeguate disponibilità di azoto

Lignina Complesso di sostanze di natura non glucidica (fenoli) Ruolo di rafforzamento e protezione della cellulosa Aumenta la sua concentrazione nelle piante all avanzare della maturità e per diversi fattori genetici e ambientali Degradata dai funghi

Lignina e digeribilità della sostanza organica Rallenta l utilizzo della sostanza organica NON è digeribile e quindi non contribuisce a formare metano Rende indigeribile una parte più o meno rilevante di fibra che non contribuirà a formare metano La quota di fibra legata alla lignina è variabile negli alimenti

Rapporti fra Lignina e NDF indigeribile (indf) in alcuni alimenti indf/lignina n media Min. Max. Buccetta soia 4 0.97 0.56 1.46 Polpe bietola 4 0.71 0.64 0.84 Cruscami 4 2.88 2.82 2.93 Farinaccio grano 4 2.24 1.70 2.61 Medica 20 2.50 1.93 2.92 Fieno misto 3 2.75 2.57 2.99 Loietto 1 3.17.... Silomais 10 3.64 2.80 4.83 Triticale 10 3.63 2.31 4.15 (Dimorfipa, 2010)

Lignina & fibra indigeribile NDF, % Lignina, % indf/ lignina indf, % dndf, % dndf/ndf, % 45 2.5 3 7.5 37.5 83.3 45 3.5 3 10.5 34.5 76.7 45 4.5 3 13.5 31.5 70.0 45 3.5 2.8 9.8 35.2 78.2 45 3.5 3.8 13.3 31.7 70.4 45 3.5 4.8 16.8 28.2 62.7

Come si misura la quantità di fibra indegradabile? Sistemi di fermentazione in vitro che prevedono l impiego di liquor ruminale a contatto con alimento da testare per tempi molto lunghi (240 ore) Taratura di strumenti NIR per determinazioni rapide e più economiche

La razione dei biodigestori Le razioni debbono apportare tutti i nutrienti necessari alla crescita ed allo sviluppo di tutti i batteri Servono Energia Azoto Zuccheri, CHO non fibrosi e CHO fibrosi Minerali

Comportamento fermentativo delle principali fonti di Energia Zuccheri rapidamente degradati, non producono residui Carboidrati non fibrosi (amidi per es.) Fibre Velocemente degradate, non producono residui Velocità di degradazione molto variabile Dipende dalla lignina Producono quantità di residui variabili Lipidi Dipende dalla lignina Forte contenuto energetico ma. attività antibatterica e antifermentativa Prudenza!!!

Quali indicazioni per i digestori? Per la corretta stima del potenziale fermentativo delle fonti fibrose è necessario tener conto della lignina e della fibra indigeribile I batteri per fermentare al meglio la fibra debbono essere riforniti di tutti i nutrienti necessari Il trattamento fisico degli alimenti rende più veloce e completa la degradazione della fibra

Fattori che facilitano la digestione della fibra nei digestori Basso contenuto di lignina degli alimenti Principale fattore intrinseco al substrato Costanza di apporto Razioni costanti, pesate e miscelate Disponibilità di azoto e minerali Processi tecnologici > superficie del materiale fibroso esposta all attacco dei batteri

Gestione dei tempi di permanenza nel digestore Deve essere più lungo per prodotti a bassa velocità di degradazione La fibra è il substrato più difficile da degradare L immissione di troppi liquidi può accelerare il transito e dunque del materiale indigerito lascia il fermentatore prematuramente E possibile valutare questo parametro con l analisi del digestato

Maggiore efficienza: corretta gestione delle razioni Evitare l uso di substrati in cattivo stato di conservazione e non conosciuti Pesare con cura gli alimenti e preparare miscele omogenee e costanti nel tempo Evitare cambi bruschi di alimentazione Trattare fisicamente gli alimenti fibrosi Trinciatura, estrusione, ecc.

Maggiore efficienza: analisi degli alimenti Sostanza secca/umidità Azoto totale Azoto legato alla fibra Zuccheri e Amido Lipidi Ceneri Fibre degradabili e stima della velocità Fibre indegradabili

Maggiore efficienza: proposta di equilibrio nutrizionale delle diete Parametro Ottimale Limite inferiore Limite superiore Sostanza Secca % s.t.q. 18-20 10 30 Proteine % s.s. 11-12 7 15 Zuccheri % s.s. 6-9 4 10 Amido % s.s. 22-24 12 30 NDF % s.s. 38-42 30 50 Lipidi % s.s. 3-5 1 6 (Formigoni, 2012)

Conclusioni La lignina è il principale fattore intrinseco che limita la resa della fibra nella fermentazione anerobica Il trattamento meccanico degli alimenti permette una fermentazione più veloce e completa della fibra utilizzabile La copertura dei fabbisogni batterici consente un miglior equilibrio fermentativo