L’uso della proteina alimentare nella bovina

Innanzitutto, è opportuno ricordare brevemente cosa sono le proteine: queste sostanze, dette anche quaternarie, sono costituite da Carbonio (C), Idrogeno (I), Ossigeno (O) ed Azoto (N).

Le proteine sono formate da una sequenza di unità base, chiamate aminoacidi. Negli alimenti si trovano normalmente 20 aminoacidi, la cui caratteristica comune è quella di possedere sempre un gruppo carbossilico COOH ed un gruppo aminico NH2: la sequenza proteica si ottiene per unione tra il gruppo COOH di un aminoacido ed il gruppo NH2 del successivo. La quantità di proteine presente negli alimenti e nei foraggi è variabile, vale però la pena di sottolineare che esse rappresentano il nutriente più costoso della razione e che l’azoto in esse contenuto è correlato alle emissioni ammoniacali responsabili dell’inquinamento ambientale. È dunque assai importante capire come l’azoto (d’ora in poi denominato N) sia utilizzato dalla bovina, sia per abbattere quanto più possibile il costo della razione alimentare, aumentando così il profitto, sia per ridurre l’impatto negativo della diffusione di questo elemento nell’ambiente.

Una constatazione molto spesso trascurata è che la bovina non ha un reale fabbisogno proteico: questi animali hanno bisogno piuttosto di una disponibilità di aminoacidi in ambito intestinale, così da poter assicurare la formazione e ricostruzione dei tessuti e la produzione di latte.
In altre parole, l’utilizzo di N nella bovina presenta due aspetti:

  • assicurare un’adeguata disponibilità di N e carboidrati nel rumine, per mantenere la crescita dei microrganismi ruminali e la produzione di proteina microbica (MCP);
  • usare gli aminoacidi presenti nel piccolo intestino per i fabbisogni intrinseci dell’animale.

Abbreviazioni usate nell’articolo: per semplicità si riportano le abbreviazioni comunemente in uso nella lingua Inglese (ma ormai adottate anche dai mangimisti italiani)

  • N = azoto
  • CP = proteina grezza
  • TDN = nutrienti digeribili totali
  • MP = proteina metabolizzabile
  • MCP = proteina microbica
  • SP = proteina solubile
  • RDP = proteina rumino-degradabile
  • RUP = proteina non degradabile nel rumine (o proteina by-pass)

Frazioni azotate degli alimenti

Anche se tutti gli alimenti contengono azoto, esistono delle variazioni non solo nella quantità contenuta in ogni alimento, ma anche nella sua disponibilità e nel suo uso da parte della bovina.
Il tenore proteico degli alimenti viene di solito espresso come “proteina grezza”: esso viene determinato tramite un metodo analitico conosciuto come Kjeldahl. In pratica, la quantità di N di ogni alimento viene moltiplicata per 6,25, valore che si ottiene considerando il contenuto medio delle proteine, pari al 16% sulla sostanza secca (100:116 = 6,25).
Seguendo questo metodo – per esempio – il contenuto in proteina grezza di un insilato di medica, contenente il 3% di N, è pari a 18,75% sulla s.s. (3 x 6,25)
Questa determinazione del contenuto proteico di un alimento è però troppo approssimativa, poiché in effetti due alimenti con identico contenuto in proteina grezza possono venire sfruttati in modo diverso dalla bovina.
Anche qui un esempio risulta utile a chiarire il concetto; i semi di soia crudi o tostati posseggono lo stesso valore in P.G. che è circa il 40%, tuttavia questi alimenti non sono utilizzati allo stesso modo dall’animale, con differenze che si ripercuotono anche sulla produzione di latte. Se noi alimentiamo la nostra bovina che produce 35 litri di latte con 1.8 di soia cruda /giorno, la sostituzione con la stessa quantità di soia tostata aumenta la produzione stimata di circa 1-1,3 kg.! Questo aumento è dovuto al fatto che gli alimenti contengono diversi tipi di composti azotati, il che ci obbliga a specificare meglio il tipo di N contenuto in essi. L’azoto contenuto negli alimenti può essere quindi ulteriormente suddiviso in:
proteina vera o TP, costituita dall’azoto presente in strutture complesse date dalla combinazione degli aminoacidi. Esempi di proteina vera sono le albumine, le globuline e gli aminoacidi. Gli alimenti che la contengono avranno un diverso valore alimentare a seconda della percentuale e del potenziale di degradazione che si verifica nel rumine.
azoto non proteico o NPN, cioè l’azoto contenuto in composti semplici quali l’urea o l’ammoniaca, composti ad elevata disponibilità nel rumine.
La suddivisione di cui sopra può essere considerata un semplice punto di partenza, ma, per poter effettuare un razionamento corretto, i composti proteici “veri” presenti in un alimento devono essere ulteriormente definiti. Vediamo quindi di classificare la proteina vera in modo più specifico, distinguendo:

  • RDP: la quota di N totale che viene degradata nel rumine; in questa parte è incluso anche lo l’azoto non proteico (NPN).
  • RUP: la quota di N totale che non è degradabile nel rumine e giunge perciò intatta nel piccolo intestino. Una percentuale della RUP non è utilizzabile neppure a livello intestinale e viene perciò espulsa con le feci: si tratta della frazione C descritta da Van Soest (1994).

Il metabolismo ruminale dell’azoto

Una parte dell’azoto alimentare che giunge al rumine viene degradato in composti come gli aminoacidi, i peptidi ed ammoniaca grazie all’azione dei microrganismi ruminali che effettuano la proteolisi. L’entità di questa elaborazione da parte dei batteri ruminali è influenzata dalla solubilità, dalla struttura e dalla misura delle particelle di alimento, tuttavia c’è sempre una porzione di N alimentare che giunge al rumine, ma non viene degradata: si tratta della RUP.
Non tutta la RDP alimentare subisce la proteolisi e viene convertita in ammoniaca con la stessa velocità: Van Soest (1994) ha ideato un sistema per definire le sotto-frazioni di N, in modo da caratterizzare meglio la disponibilità di azoto dei vari alimenti ed il suo utilizzo da parte della bovina. Tale sistema include le seguenti frazioni:

  • A – costituita principalmente da NPN, e peptidi che sono immediatamente disponibili nel rumine
  • B1 – frazione ad alta velocità di degradabilità ruminale
  • B2 – frazione a media velocità di degradabilità ruminale
  • B3 – frazione a lenta velocità di degradabilità ruminale
  • C – frazione indigeribile

La velocità oraria di degradabilità viene espressa come “kd”: in pratica la stima della quantità di principio degradato si esprime con una costante (k) di degradabilità (d) oraria. Nel sistema esaminato, le kd per le frazioni esaminate sono le seguenti:

  • A : degradabilità istantanea
  • B1: kd > 100%
  • B2: kd = 7-12%
  • B3. kd < 1%

Impiegare questa classificazione consente di capire meglio l’utilizzo dell’azoto nel rumine, al contempo migliorandone l’efficienza d’uso, tuttavia per una corretta applicazione di questo sistema sono necessarie analisi particolareggiate degli alimenti e software di razionamento di tipo dinamico, in grado di usare queste informazioni analitiche.
La degradabilità dei composti azotati è influenzata non solo dalle caratteristiche degli alimenti stessi, ma anche dagli eventuali trattamenti subiti (p.es. il calore modifica la solubilità delle proteine e ne rallenta la degradabilità in ambito ruminale).

Uso globale dell’azoto nella bovina

È importante capire che la bovina rappresenta in definitivo un sistema dinamico, non statico e che quindi l’effettivo valore dell’azoto contenuto negli alimenti varia di conseguenza in relazione ad un gran numero di fattori, tra cui:

  • la proporzione dell’azoto globale utilizzato dal rumine rispettto alla quota usata in ambito intestinale
  • la durata del periodo di tempo in cui l’alimento permane nel rumine (tasso di passaggio)
  • la velocità con cui l’alimento viene degradato nel rumine (tasso di digestione)
  • il profilo aminoacidico della frazione RUP
  • la digeribilità delle frazione RUP ed MCP nell’intestino.

La proteina microbica

Come dice il nome, la proteina microbica o MCP viene prodotta dai microrganismi che vivono in ambito ruminale. Il fattore chiave che determina la quantità di MCP sintetizzata è la quantità di ammoniaca disponibile nel rumine, assieme alla frazione di carboidrati fermentescibili, che fungono da fonte di energia per questa sintesi; oltre a ciò, anche la disponibilità di peptidi può stimolare la produzione di MCP da parte dei microrganismi ruminali.
La proteina microbica ha un altissimo valore, in quanto fornisce dal 50 all’80% degli aminoacidi necessari alla bovina nell’intestino: ottimizzarne la produzione aiuta quindi ad aumentare l’efficienza dell’utilizzo di azoto, permettendo al contempo di tenere sotto controllo il costo della razione. In sintesi, i principali vantaggi che si ottengono sono i seguenti:

  • un ottimo apporto di RUP
  • una notevole digeribilità nell’intestino
  • un profilo aminoacidico piuttosto costante
  • un ottimo rapporto Metionina/Lisina

Metodi di valutazione della proteina alimentare

I principali metodi per stimare e bilanciare le razioni sotto il punto di vista proteico sono rappresentati dalla valutazione della CP (proteina grezza) e della proteina metabolizzabile, detta anche MP.
La stima della CP è piuttosto semplice e si basa essenzialmente sui dati tabulati della composizione proteica degli alimenti e sulla conoscenza dei fabbisogni della bovina; tale metodo è tuttavia molto approssimativo, in quanto si basa sul presupposto che l’azoto presente nei vari alimenti sia simile come valore e come utilizzo da parte della bovina.
Il metodo basato sulla stima della MP (proteina metabolizzabile) consente di definire ed affinare la formulazione della razione e l’utilizzo della proteina da parte della bovina , poiché prende in considerazione l’effettivo uso biologico della proteina nell’animale. Anche se questo metodo richiede l’uso del computer e di analisi molto particolareggiate delle varie frazioni proteiche degli alimenti, la sua indubbia validità consiste di migliorare l’efficienza d’uso della proteina alimentare, diminuendo al contempo le escrezioni di N nell’ambiente, abbassando le potenziali emissioni di ammoniaca in esso.
Sostanzialmente, l’impiego di questo sistema consente di alimentare la bovina in modo più adatto ai suoi fabbisogni proteici; così facendo, la sintesi proteica dei microrganismi ruminali è più efficiente, con un duplice vantaggio:
ottenere una maggior quantità di proteina metabolizzabile (cioè proteina “vera”) di pronto assorbimento in ambito intestinale, con conseguente conversione della stessa in aminoacidi
ridurre significativamente la quantità di proteina grezza alimentare distribuita alla bovina con la razione.
Studi americani assai recenti hanno dimostrato che, riducendo dal 18% al 16% la proteina grezza in razione, il profilo aminoacidico della proteina metabolizzabile migliora, fatto assai importante in quanto la bovina utilizza proprio questi aminoacidi per la produzione di latte, e non la proteina: ne consegue perciò un vantaggio economico anche per l’allevatore, che vede ridotti i costi della proteina alimentare ed aumentata la produzione.
La diminuzione della percentuale di CP in razione porta innegabili vantaggi anche per quanto riguarda i livelli di azoto ureico nel latte (MUN); abbassare il tenore della razione in CP dal 18% al 15% comporta una riduzione dei livelli di MUN da 12-14mg/dl. a 10-11mg/dl, con evidente risparmio sul costo delle proteine alimentari di tipo vegetale, come la soia. Tra l’altro, un ulteriore beneficio di questa riduzione della % di CP è dato da una maggior fertilità, confermata dall’aumento dei tassi di concepimento.
Anche la quantità di latte prodotta risente positivamente della diminuzione della % di CP in razione: recenti ricerche dimostrano che impostando il razionamento su valori del 16.5% di proteina grezza, la produzione di latte è di circa 38 kg, contro i 36.5 Kg e i 37 Kg. ottenibili con una percentuale di proteina grezza in razione pari a 17.9% e 19.4% rispettivamente.

L’importanza di un corretto profilo aminoacidico

Già si è detto sulla fondamentale importanza della proteina prodotta dai microrganismi ruminali: oltre i 2/3 degli aminoacidi che la vacca usa per soddisfare i suoi fabbisogni originano dalla digestione dei microrganismi ruminali.
Un aspetto da sottolineare è la composizione aminoacidica della proteina microbica (vedi tabella 1), che è molto vicina a quella del latte, quindi una maggior quota di MCP può assicurare alla mammella una più ampia disponibilità di aminoacidi per la sintesi di caseine.
Normalmente, vengono considerati limitanti i due aminoacidi Metionina e Lisina, che dovrebbero essere disponibili in ambito intestinale in ragione del 2.25 e 6.75 % rispettivamente, con una rapporto di 1:3

Proteina alimentare
Tab 1: profilo aminoacidico della proteina microbica e del latte

Linee-guida per il razionamento proteico della bovina

  • Assicurarsi di coprire il fabbisogno in RDP dell’animale: una carenza rallenterà lo sviluppo e l’attività dei microrganismi ruminali, farà diminuire l’assunzione di alimenti e l’efficienza d’uso della proteina microbica.
  • La carenza di proteina microbica dà quasi sempre come risultato una diminuzione della Lisina nella proteina metabolizzabile, a causa dell’aumento in essa della frazione RUP non rumino degradabile.
  • Non eccedere con la RDP, in quanto nel lungo termine questo eccesso diminuisce l’efficienza d’uso della proteina alimentare per la produzione di latte.
  • Non eccedere nella distribuzione di RUP, in quanto così facendo si diminuisce l’efficienza d’uso della proteina metabolizzabile per la produzione di latte; questo effetto negativo si verifica perché l’apporto di MP supera il fabbisogno; inoltre le concentrazioni di Lisina e Metionina nella proteina rumino-degradabile sono in media più basse che nella proteina microbica.

Autore dell'articolo: admin

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