Riassunto esame Sistemi zootecnici, Prof. Galassi Gianluca, libro consigliato Produzioni animali, Anna Sandrucci

Sistemi zootecnici

Apparato digerente

Suini: monogastrici
Bovini: poligastrici o ruminanti

Processi

• Processi meccanici
• Migliora l’efficacia degli enzimi
• Assorbimento nel sangue
• Espulsione dal canale alimentare (feci)
• Processi enzimatici
• Conversione dei principi nutritivi nello stomaco e intestino
• Processi microbiologici
• Fermentazioni ruminali e intestinali

Parti dell’apparato digerente

Ghiandole salivari

• La produzione di salivazione è incondizionata e spontanea (150L produzione giornaliera di una bovina)
• Utilità della saliva:
  • Facilita la deglutizione
  • Inizia la digestione dell’amido cotto
  • Azione protettiva (lisozima = antibatterico)

Esofago

• Condotto che unisce la bocca al rumine/stomaco

Stomaco

• Produzione di acido cloridrico
• Produzione di enzimi
• Fasi:
  • Fase cefalica (recettori nella bocca cervello): produzione di HCl
  • Fase sempre presente anche senza arrivo di bolo nello stomaco
  • Fase gastrica (recettori del fondo e del pilorico): l’alimento che arriva nello stomaco e l’attivazione di alcuni recettori
  • + Ormone GASTRINA HCl copiosa
  • Fase intestinale (recettori nel duodeno): il bolo arriva nello stomaco, si attivano recettori che inibiscono la produzione di HCl (troppo HCl produce acidità e gastriti)

Intestino tenue

Definizione:

• La funzione principale dell'intestino tenue è quella di completare la digestione tramite l'azione dei succhi enterici e l'assorbimento dei principi nutrienti contenuti negli alimenti (carboidrati, lipidi e proteine)
• Tratti dell’intestino:
  • Duodeno
  • Digiuno
  • Ileo
• Presenza di villi intestinali: La funzione principale di villi e microvilli è amplificare enormemente la superficie intestinale disponibile per l'assorbimento dell'acqua e delle sostanze nutritive
• Succo pancreatico: molto acquoso, è molto importante nei processi digestivi perché tampona i succhi acidi dello stomaco.
• Bile: La bile è un liquido giallo, secreto dal fegato. Funzioni:
  • Tampona l’acidità del chimo
  • Si occupa della digestione dei grassi
  • Eliminazione del materiale di scarto
• Succo enterico

Intestino crasso

• Tratti dell'intestino crasso:
  • Cieco
  • Colon
  • Retto

Alimentazione bovina (rumine)

Proteine

Le proteine si trovano nei vegetali; i batteri e i protozoi sono in grado di costruire le proteine a partire dagli atomi dei quattro elementi che li costituiscono (azoto, carbonio, ossigeno e idrogeno). Gli animali superiori, al contrario, devono introdurre con l'alimento l’azoto già sotto forma aminoacidica.

Proteine grezze (PG): proteine con qualche altro composto presente in piccola % (l’azoto è presente solo nelle proteine), le proteine di origine vegetale e diventano proteine microbiche (le proteine sono formate da amminoacidi).

Due tipi di proteine:

• Proteina microbica: gli organismi riescono a digerire
• Proteina indegradabile: il 30% della proteina ingerita non viene trasformata in proteina microbica

Funzione delle proteine

• Funzione di trasporto: lipoproteine (trasportano lipidi), emoglobina (trasporta ossigeno)
• Strutturale: collagene (tendini e cartilagini) e actina e miosina (fibre muscolari)
• Regolatrice: enzimi (amilasi, proteasi, lipasi…) e ormoni (insulina, glucagone…)
• Contrattile: actina e miosina (muscoli)
• Di difesa: anticorpi

Grassi

Nel rumine non devono essere tanto, perché inibiscono i microrganismi.

Carboidrati

• Carboidrati semplici: zuccheri
• Carboidrati complessi: amido o fibra

Apparato digerente ruminanti

I bovini sono ruminanti veri e propri, perché hanno 3 pre-stomaci (reticolo, rumine, omaso) e uno stomaco vero (abomaso), ruminare vuol dire rifare la masticazione.

Il rumine

• Animali ruminanti: bovini, ovini, caprini
• Ruminare:
• Il rumine: ha un volume molto ampio (circa 200 Litri), è un grosso fermentatore, non ha ossigeno (anaerobico), mantiene una temperatura di 39 gradi e pH neutro (saliva molto importante perché tampona l’acidità del rumine).
• Funzionamento: A distanza di alcune ore dall’ingestione primaria, l’animale riporta nella cavità orale il materiale vegetale per masticarlo, mescolarlo alla saliva e, una volta finemente triturato, rimandarlo nel rumine per il completamento della digestione. Nel rumine, ad opera di specifici batteri, muffe e protozoi cellulosolitici, ha inizio una prima demolizione delle fibre vegetali.
• Troppi carboidrati e poche fibre causano acidità del rumine, perché i carboidrati hanno una veloce digestione che comporta acidità.
• La vera e propria ruminazione avviene quando il bolo torna all’apparato ruminante per la seconda volta (è necessaria una buona quantità di fibra).
• Gas fibra che galleggia sulla sostanza liquida parti più piccole precipitate e pronte per andare nel reticolo.

Fattori che influenzano la degradazione ruminale

Fattori che influenzano la degradazione ruminale: acqua, saliva e alimenti sono trasportati nel rumine e da qui si dividono:

• I pezzetti più grandi e pesanti vanno sul fondo (farine)
• Le frazioni leggere e grossolane tendono a galleggiare (erba, fieno)
• I gas prodotti dalla fermentazione tendono a uscire

Il reticolo

Il secondo dei tre prestomaci è il reticolo (il più piccolo), esso è formato da tante cellette reticolari che ricordano per forma e struttura il favo delle api. Il reticolo ha un ruolo nella fermentazione e nel rimescolamento del materiale ingerito durante la ruminazione, uno dei suoi compiti primari è quello di separare dalla massa fermentante le particelle più fini, che possono proseguire nel tratto gastroenterico.

Omaso

• L’ultimo dei tre prestomaci è l’omaso, esso permette il transito del materiale vegetale fermentato fino all’abomaso. La sua funzione principale è quella di riassorbire parte della componente liquida dell’ingesta fermentata. Le pareti interne dell’omaso hanno numerose pieghe che gli consentono di aumentare la superficie assorbente.
• Nell'animale adulto, permette il transito delle ingesta fermentate al suo interno fino allo stomaco ghiandolare (abomaso).

N.b. se parliamo di doccia-esofagea parliamo del latte del vitello che passa direttamente allo stomaco vero (abomaso) senza passare nei prestomaci. Avendo i pre-stomaci poco sviluppati e non avendo bisogno di fermentazione, il latte dei vitelli prosegue senza interruzioni.

Abomaso

• Nell’abomaso l’ingesta fermentata viene sottoposta all’azione dei processi digestivi (succhi gastrici), analogamente a quanto avviene nello stomaco degli animali monogastrici (come l’uomo). Le sostanze vegetali digerite vengono rilasciate, tramite il pirolo, nell’intestino tenue per la fase di assorbimento.

Digestione ruminanti

Come si svolge

1. Movimenti dei prestomaci: contrazioni ritmiche e ondulatorie 1-3 volte al minuto
   • Consentire distribuzione uniforme dei batteri ruminali nella massa (simbiosi)
   • Consentire il rimescolamento tra parti leggere e pesanti
   • Facilitare la fuoriuscita dei gas (CO2 e CH4)
   • Consentire il rigurgito del bollo (ruminazione)
   • Favorire l’assorbimento degli AGV attraverso la parete ruminale
   • Convogliare i residui alimentari e la massa batterica verso l’omaso-abomaso
2. Ruminazione/masticazione
   • Definizione: ingerire l’alimento abbastanza velocemente e successivamente far tornare alla bocca il bolo ingerito, e masticarlo più lentamente e attentamente (inizia già la digestione)
   • Fasi:
     • Prima masticazione (grossolana)
     • Seconda masticazione (ruminazione) (masticazione mericica)
       • Prolungata, accurata
       • Insalivazione
       • Sminuzzamento
       • Saliva alcalina (pH 8): funzioni:
         • Tamponare l’acidità (pH 6-7)
         • Ciclo dell’urea: (riciclo di azoto) i microorganismi nel rumino possono usare l’azoto ureico per sintetizzare tutti gli amminoacidi necessari (se l’azoto presente nella razione scarseggia, è possibile aggiungere una piccola quantità di urea all’ interno della razione). Dell’urea buona parte viene espulsa tramite urina, ma una parte dell’ azoto non utilizzato, viene assorbito, detossificato nel fegato e una quota torna nel ciclo per creare proteina microbica.
         • Un bovino adulto produce circa 180L di saliva al giorno
3. Eruttazione
   • Recettori che stimolano la fuoriuscita di gas derivati dai processi digerenti
   • Produzione di metano (27%)
   • CO₂ (66%)
   • N.B. se il nostro bovino mangia erba medica fresca e non riesce a eliminare i gas perché si chiudono le valvole, rischia di gonfiarsi e morire
4. Microrganismi presenti nel rumine
   • Microrganismi: i microrganismi hanno bisogno di energia e azoto per poter produrre le proteine necessarie (per questo motivo il ciclo dell’urea) all’individuo (microrganismi più importanti: cellulosolitici, amilolitici)
   • Organismi:
     • Protozoi: molto più grossi dei batteri e sono meno. Proliferano grazie a diete ricche in zuccheri solubili
     • Funghi microscopici: co-azione di degradazione nella fermentazioni cellulosa e emicellulosa, meno digeribili
     • Batteri
5. Fermentazioni dei carboidrati
   • Dalle fermentazioni del rumine, in base agli alimenti, si produce:
     • Acido acetico deriva dalla fermentazioni di cellulosa ed emicellulosa
     • Acido propionico deriva dalla fermentazione dell’amido
     • Acido butirrico deriva dalla fermentazione di zuccheri solubili
   • N.B. rapporto acetico/propionico (3 / 1) perché se no rischiamo acidosi (dato che la fermentazione dei carboidrati è molto più veloce della cellulosa)
6. Degradazione delle proteine (lezione 8/9/2020 - 7/10/21)
   • Batteri sintetizzano proteine a partire dall’azoto e si formano:
     • Le proteine non proteiche vengono degradate immediatamente: urea, ammidi, nitrati, nitriti
     • Le proteine proteiche (aminoacidi, peptidi, ammoniaca) hanno una degradazione rapida o lenta, che porta indipendentemente a proteina batterica (prodotta dai batteri all’interno del rumine)
     • Le proteine proteiche indegradabili: passano nell’abomaso indigerite, senza diventare proteina batterica
7. L’attività ruminale è influenzata da:
   • Rapporto Foraggi/Concentrati: Bilanciamento energia e azoto: una razione con tanta energia e poco azoto, non serve perché i microorganismi vengono rallentati perché non hanno le materie per produrre, viceversa se hanno materia ma non hanno energia, sono rallentati (avremo perdita di produzione e di denaro)
   • Additivi (Antibiotici, Lieviti, Isoacidi): in una reazione troviamo additivi es lieviti ecc.. che aiutano la digestione

Introduzione all’alimentazione

Concentrati

I Concentrati spesso derivano dagli scarti alimentari

Cereali e loro sottoprodotti:

• Avena, farina, fiocchi
• Crusca di frumento t. (bucce del chicco)
• Frumento
• Mais, granella
• Glutine di mais
• Orzo, granella
• Semola glutinata di mais

Olio o proteine e loro sottoprodotti

• Colza, panello e farina d’estrazione
• Cotone, semi
• Cotone, panello e farina d’estrazione
• Girasole, farina di estrazione e panello
• Lino, panello e farina d’estrazione
• Soia, panello e farina d’estrazione

Altri sottoprodotti

• Canna da zucchero
• Barbabietola, polpe
• Melasso
• Pastazzo di agrumi

Altri alimenti

• Aringhe, farina
• Lievito di birra
• Patata, estratto proteico

Foraggi

Tipi di foraggi:

• Fieno di graminacee: si raccoglie molto umido, si fa essiccare e si imballa
• Fieno di leguminose: trifoglio, erba medica
• Insilato di loiessa: (graminacea, non presenta amido ma presenta zuccheri ottima fibra) ottima per la doppia cultura (alternamento inverno loiessa, estate mais)
• Insilato di mais (generalmente si parla di tutta la pianta di mais tritata = silomais)
• Insilato di medica

Alimentazione

• L’alimentazione è il fattore ambientale più importante nell’influenzare il fenotipo e le produzioni
• L’alimentazione influenza lo stato di salute e il benessere degli animali
• L’alimentazione rappresenta anche la maggior voce di costo delle produzioni zootecniche (circa il 40-60%)

Qualche definizione:

• Nutrizione: scienza che studia i fenomeni biochimici e fisici attraverso i quali l’energia e i costituenti materiali degli alimenti vengono resi disponibili per le funzioni vitali
• Alimentazione: tecnica di preparazione e somministrazione degli alimenti
• Razione: quantità di alimenti nelle 24 ore
• Alimenti: fieni, insilati, panelli, ecc. (quello che utilizziamo per alimentare i nostri animali)
• Principi alimentari: lipidi, protidi, minerali
• Principi nutritivi: glucosio, acidi grassi, aminoacidi, Ca, fosforo, ecc. (derivano dai principi alimentari e sono i principi assorbiti dall’animale, ciò che ci dà energia)
• Principi protettivi: vitamine e oligoelementi

Digestione

Definizione: Insieme di processi meccanici, enzimatici e microbiologici che consentono di convertire le sostanze chimiche presenti nell’alimento (ingombranti e di scarsa solubilità) in sostanze assorbibili.

La digestione si compone di:

1. Masticazione, insalivazione, deglutizione
2. Digestione enzimatica
3. Digestione microbiologica
   • Negli onnivori e negli erbivori monogastrici (cavallo e coniglio) la digestione enzimatica precede quella microbiologica, mentre nei ruminanti avviene il contrario
   • Coefficiente di digeribilità: quello che l’animale ingerisce, escluse le perdite fecali (es: coefficiente di digeribilità lisina: lisina mangiata - lisina nelle feci tutto fratto quanto ingerito x100 → 100 g mangiati, 20 nelle feci = digeribilità dell’80%)
4. Una volta scomposti gli elementi, vengono assorbiti:
   • Metabolismo: Insieme delle reazioni biochimiche che avvengono all’interno delle cellule viventi.
     • Anabolismo: Insieme delle reazioni di sintesi (da molecole semplici a macromolecole) endoergoniche
     • Catabolismo: Insieme delle reazioni demolitive esoergoniche
   • Sostanza umida: insilato: prato schiacciato oppure mais tritato messo a dimora per farlo acidificare
   • Sostanza secca (paglia, fieno): composto da sostanza organica + minerali
   • Sostanza organica: amido, cellulosa ecc.
   • Sostanza inorganica: minerali (fosfato, ecc.)
   • Attraverso un macchinario, chiamato muffola, facciamo evaporare tutta l’acqua e poi in base a ciò che vogliamo aumentiamo la temperatura (550°C tutto ciò che rimane è sostanza inorganica)

Digeribilità

(https://ggalassisz.ariel.ctu.unimi.it/v5/frm3/ThreadList.aspx?fc=w9fzXCGxnjk1DBRpQjW7FECeBNeh9iJE7HtghsKU2xHrMm%2fvBKOYo1tuYBLz%2bIDz&roomid=207234#:~:text=Intro%20alimentazione.ppt-,Ib%2DDIGERIBILITA.doc,-(2))

Digeribilità apparente

Proteina presente nelle feci derivata sia dal cibo, sia dagli scarti endogeni (deriva sia dall’alimento sia da scarti cellulari ecc.)

Digeribilità fecale

Quanto di quell’elemento è presente nelle feci, anche da altri scarti non legati per forza a quello che è stato mangiato in quell'arco di tempo.

Digeribilità ileale

Analizzare il bolo dopo la trasformazione dei microrganismi.

Digeribilità reale

Escludiamo la proteina endogena (la proteina che non deriva dall’elemento mangiato) e si analizza solo la proteina derivante dal cibo.

Digeribilità fecale

Quanto di quell’elemento è presente nelle feci, ma solo di quello che è stato mangiato (viene marcato in precedenza, così da essere in grado di dividerlo) e non tutto.

Digeribilità ileale

Prelevare il bolo prima che i microorganismi agiscono così da avere la quota effettiva di amminoacido essenziale che deriva da quell’alimento.

Fattori che influenzano la digeribilità

1. Definizione: in base all’alimentazione che vogliamo ottenere andiamo a agire sull'alimentazione in modo da ottimizzarne e aiutare il più possibile gli animali (es: per i suinetti andremo ad aggiungere additivi che li aiuteranno a scindere le proteine, e così via, per ogni animale, ecc.)
2. Fattori che migliorano la digeribilità:
   • Quantità: animale che mangia razionato, ha una maggiore digeribilità rispetto a uno che mangia a proprio piacimento
   • Trattamento degli elementi: cottura, fermentazione, asciugatura, tutti trattamenti utili alla digeribilità dell’alimento
   • Macinazione: ridurre in pezzi più piccoli così da favorire la digeribilità
   • Additivi: normale aggiungere degli enzimi nelle reazioni (es: proteasi che degrada le proteine) che aiutano la digestione

Analisi di laboratorio

Analisi della percentuale di acqua: si scalda l’elemento fino a fare evaporare tutta l'acqua, l’acqua è evaporata quando il suo peso rimarrà costante anche dopo parecchie ore sul fuoco (da qui si fa peso iniziale-peso finale e si capisce la percentuale di acqua presente nell’elemento).

Estrazione delle ceneri

Si mette in stufa il composto a 550°C per qualche ora, tutta la sostanza organica si brucia e rimangono solo i minerali.

Estrazione delle proteine grezze

Metodo Kjeldahl, forte attacco acido (si aggiunge acido solforico) che permette di determinare tutto l’azoto presente in un campione di alimento e lo si moltiplica per 6,25 (in ogni proteina c'è il 16% di azoto quindi 16/100), così da trovare le proteine grezze totali (PG).

Estrazione dei lipidi grezzi oppure estratto etereo

L’etere estrae i lipidi perché funge da solvente, si ha una distillazione.