Zooculture

Zooculture

Prof. Federico Sirri

Dipartimento di scienze e tecnologie agro-alimentari

Zoo culture: principi di nutrizione e alimentazione animale

Tutti i fattori che influenzano le produzioni animali sono:

• Genetica
• Ambiente o allevamento

Nei fattori ambientali influiscono la genetica, favori alimentari, climatici e gestionali. Per fattori gestionali si intende come viene trattato l'animale, come è la gestione dell'allevamento. Attraverso la conoscenza e l'applicazione di tali concetti nei sistemi di produzione è possibile influenzare i seguenti requisiti:

• Fabbisogni nutritivi
• Stato salute
• Efficienza produttiva
• Sostenibilità ambientale
• Qualità del prodotto

Alimentazione degli animali

Alimentazione degli animali per via orale: tratto gastrointestinale attraverso la bocca. Mangime: qualsiasi prodotto, compresi additivi, trasformati o meno, che serve per la nutrizione dell'animale. I mangimi si suddividono in:

• Semplici o materie prime per i mangimi (Reg CE 767-09)
• Mangimi composti, quindi completi, cioè sufficienti per una razione giornaliera o complementari, cioè un'aggiunta per coprire tutti i fabbisogni dell'animale, soltanto se utilizzati con altri tipi di mangimi
• Mangimi minerali, sono fondamentali e servono per coprire il bisogno degli animali con questa "integrazione"

Mangimi completi

Cosa bisogna conoscere per un mangime completo? È un lavoro complesso infatti bisogna sapere:

• Fabbisogni nutritivi dell'animale, che può variare a seconda della vita e della fase produttiva. Bisogna tener conto del mantenimento, produzione e riproduzione.
• Composizione materie prime, cambia a seconda del luogo, comprende anche sezioni di additivi che deve essere specificata.
• Costo materie prime, in ogni allevamento il costo più alto è il cibo.

Mangime completo: prodotto di minor costo in grado di soddisfare i fabbisogni nutritivi.

Organismi autotrofi e eterotrofi

Organismi autotrofi: piante. Organismi eterotrofi: animali.

Nutrienti o principi nutritivi

I nutrienti o principi nutritivi sono sostanze assunte con l'alimento, indispensabili per la vita e il mantenimento dell'animale. Si suddividono in:

• Energetici per fornire energia per il mantenimento delle funzioni vitali e attività corporee.
• Plastici per fornire materiale plastico per la crescita, il rimodellamento, riparazione.
• Regolatori e nutrienti inorganici per fornire materiale regolatore delle reazioni metaboliche.

Principali componenti degli alimenti

I principali componenti degli alimenti sono:

• Acqua
• Sostanza secca, che si suddivide in sostanza organica e inorganica (minerali)

La fibra grezza negli animali monogastrici è da considerarsi con attenzione perché assorbendo acqua all'interno dell'apparato gastrointestinale diventa gel → pericoloso.

Carboidrati

In relazione alla funzione plastica, i carboidrati possono essere di aiuto, sono responsabili anche della creazione della cellula e della sua struttura. I polisaccaridi sono molto importanti per la fisiologia digestiva e risultano dalla combinazione di più monosaccaridi. Si dividono in:

• Omopolisaccaridi
• Eteropolisaccaridi

All'interno dei polisaccaridi vi sono i glucani:

• L'amido, più diffuso carboidrato di riserva nel regno vegetale.
• La cellulosa, è il polisaccaride che costituisce la struttura fondamentale delle pareti cellulari vegetali ed è quindi il più importante carboidrato strutturale.
• Il glicogeno non è presente nel regno vegetale, ma rappresenta il glucide di riserva negli organismi animali.

Gli eteropolisaccaridi sono:

• Lignina che è un componente del tutto non utilizzato.
• Emicellulose che si trovano insieme alla cellulosa nella parete cellulare dove rivestono un'azione cementante.

Proteine

Le proteine rappresentano il 15-25% circa del corpo animale e sono costituenti fondamentali del tessuto muscolare, per questo sono considerate sostanze plastiche per eccellenza.

Aminoacidi

Solo gli organismi vegetali sono in grado di sintetizzare aminoacidi "ex novo".

• Aminoacidi essenziali: non possono essere sintetizzati dall'organismo animale utilizzando altri aminoacidi presenti nell'alimento.
• Aminoacidi non essenziali: possono essere sintetizzati dall'organismo animale utilizzando altri aminoacidi presenti nell'alimento.

Botta di Liebig: aminoacidi essenziali limitanti, il concetto della botte. L'uovo ha il migliore apporto di aminoacidi nella sua proteina.

Lipidi

Sostanze insolubili in acqua, che consentono di aggiungere valore energetico. Svolgono funzioni di riserva dato che il loro contenuto calorico è circa 2,5 volte quello dei glucidi. Si dividono in saturi, cioè con un singolo legame, e insaturi con più doppi legami. Queste influenzano le proprietà chimiche e fisiche degli acidi grassi.

I grassi animali sono tendenzialmente saturi ed ad alto punto di fusione, quindi solidi. Quelli vegetali sono soprattutto oli costituiti da acidi grassi insaturi e quindi liquidi.

I lipidi si dividono in:

• A base di glicerina (semplici ovvero i trigliceridi e composti cioè i glicolipidi e i fosfolipidi)
• Altri lipidi (cere, steroidi, terpeni...)

Vitamine

Molecole organiche che devono essere presenti in piccole quantità nel corpo animale, ma necessarie all'equilibrio delle funzioni metaboliche.

• Avitaminosi: assenza completa.
• Ipovitaminosi: assunzione di quantità inferiori ai fabbisogni che provocano disturbi che portano a una diminuzione delle produttività.

Nelle diete animali è necessario apportare integratori di vitamine per assicurare la copertura dei fabbisogni. Le vitamine si dividono in idrosolubili e liposolubili.

Minerali

Sono suddivisi in macro e micro elementi, in base alla loro presenza. Gli organismi animali contengono piccole quantità di minerali che costituiscono le ceneri.

• Macro-elementi: Calcio, Fosforo, Potassio, Sodio, Zolfo, Cloro, Magnesio
• Micro-elementi: Ferro, Zinco, Rame, Iodio, Manganese, Cobalto, Molibdeno, Selenio

Vengono abbinati a forme organiche e minerali.

Tipologie di alimenti impiegati per le specie animali

• Bovini → fieno/insilati (cioè grano prima del suo sviluppo completo) + mangimi complementari
• Pollame → mangimi composti completi
• Suini → mangimi composti completi

Alimentazione dei monogastrici

Le materie prime impiegate nella preparazione dei mangimi composti per suini e pollame si suddividono in:

• Apportatrici di energia da carboidrati
• Proteiche
• Apportatrici di energia da lipidi

In aggiunta si impiegano integratori vitaminico-minerali e additivi.

I cereali

Sono ricchi di amido quindi molto energetici, hanno uno scarso contenuto di proteine.

• Mais o granoturco: Grano di maggior rilievo e anche un'elevata concentrazione di sostanze nutritive. L'80% di mais è utilizzato in zootecnica per mangimi di pollame e suini e poi la parte restante per i bovini. È carente nella lisina, metionina, cisteina, triptofano, ovvero amminoacidi essenziali. È ricco di carotenoidi, mais giallo, con elevato potere pigmentante e da provitamina A (beta-carotene). Esistono varietà gialle, bianche, ad alto contenuto di lisina o oli. Attraverso i carotenoidi i pollami colorano la loro "cute" senza cambiamento di aspetto/sapore. Si somministra sotto lo stato secco sotto forma di granella, oppure spezzata o macinato. È somministrato con stato umido una volta conservato con l'aggiunta di acido propionico o mediante insilamento (bovini). Il mais può anche essere contaminato da micotossine.
• Frumento o grano: La sua caratteristica è che ha maggior contenuto proteico rispetto al mais, ma ha un limitato contenuto di lisina. Ha minor bisogno di acqua per la crescita rispetto al grano. Contiene polisaccaridi non amidacei che fanno aumentare la viscosità dell'ingesta riducendo l'assimilazione dei nutrienti. L'aggiunta degli enzimi (beta-glucanasi) migliora la digeribilità.
• Orzo: Viene impiegato nell'alimentazione del bestiame in prevalenza nei paesi del nord dove viene coltivato. È povero di pigmenti. Ha un elevato contenuto di fibra (beta-glucani) che ne limita la digeribilità. L'impiego degli enzimi nelle diete ne migliora la digeribilità dei nutrienti, limitando la formazione di feci collose.
• Sorgo: Ha proprietà nutritive inferiore rispetto agli altri cereali per il contenuto di tannini e minore appetibilità. Nell'alimentazione dei monogastrici sono state utilizzate varietà a basso contenuto di tannini (0,2 %). Ha una composizione chimica simile al mais ed è povero di pigmenti.

Residui dell'industria molitoria

Dalla molitura dei cereali per la produzione di farina da destinare al consumo umano vi è una quantità residua di sottoprodotti che sono ampiamente utilizzati nell'alimentazione del bestiame:

• Crusca 10%
• Cruschello 5%
• Tritello 8%
• Farina 2%

Materie prime che apportano proteine

• Semi di soia: Principale fonte proteica impiegata nell'alimentazione dei monogastrici. Utilizzato il seme integrale tostato anche se è molto più frequente l'uso della farina di estrazione costituita da ciò che residua dopo l'estrazione di olio. Il contenuto proteico della farina è pari al 46/48 %. Ha buon contenuto di lisina e triptofano, ma è carente di AA solforati. Sono presenti fattori anti-nutrizionali termolabili, che vengono inattivati mediante tostatura. Tripsina è nell'apparato digestivo con gli anti-tripsina verrebbe annullata e quindi non capace di digerire. Il grado di tostatura della farina di soia viene determinato mediante test dell'attività ureasi, deve essere tra 0,5-0,8 mEq di ammoniaca per grammo di alimento. Se è 0,2 è troppo tostato.
• Colza: Contiene circa il 40% di proteina grezza simile a quella della soia per contenuto in AA. Ha un elevato contenuto di polisaccaridi insolubili e tannini contenuti nel pericarpo, il fattore anti-nutritivo i tannini in alte quantità perché si legano alle proteine. Con la decozzazione si migliora la digestione e la disponibilità: energetica +25%, proteine +15%. Contiene glucoside che degradandosi durante la digestione libera isototiocianati che provocano disturbi intestinali. Sono state individuate delle varietà a basso contenuto di glucosidi → CANOLA.
• Girasole (farina di estrazione): È il sottoprodotto dell'estrazione dell'olio. Contiene circa 40-45% di proteina grezza e 12-16% di fibra grezza se ottenuta dal seme decorticata. Ha un elevato contenuto di metionina e basso di lisina. A causa dell'alto contenuto di fibra non deve essere maggiore nei mangimi per i monogastrici, di 10-15%.
• Pisello proteico: L'utilizzo è limitato dalla disponibilità. Buon contenuto proteico, utilizzato con cautela.
• Rottura di pasta: Scarti di lavorazione della pasta umana, per pollame o monogastrici.
• Farina di carne: Utilizzo di scarti di animali di lavorazione, tranne cuore, fegato... riequilibrio il fattore proteico all'interno dei mangimi (rendering - impianto). Utilizzata in acquacoltura nei mangimi, con tenore proteico circa 30% e una parte per gli animali di compagnia.
• Farina di sangue: Quando viene tagliata la vena e si uccide l'animale, il sangue viene raccolto. Utilizzato nei mangimi per pesci, cani, gatti... Non si hanno così fattori denutritivi ed è anche molto usato per la creazione di aminoacidi più veloce. Nell’uomo si usava il sanguinaccio.

Grassi e oli

Sono largamente impiegati nei mangimi per monogastrici per:

• Aumentare il livello energetico della dieta
• Ridurre la polvere secca del mangime
• Migliorare l'appetibilità

Gli oli vegetali sono un'ottima fonte di acido linoleico, acido grasso essenziale. I grassi animali hanno un alto punto di fusione (circa 40°C) ed a temperatura ambiente sono solidi, mentre gli oli vegetali hanno un basso punto di fusione ed a T ambiente sono liquidi: fanno eccezione gli oli di pollo e di pesce (liquidi) e di palma e cocco (solidi). Queste caratteristiche fisiche di grassi e oli hanno importanti implicazioni sulla consistenza dei grassi di deposito e quindi nei prodotti che ne derivano. Omega-3, sono i grassi del pesce e hanno effetto benefico sui vasi cardiovascolari che sono le prime cause di morte. Così si arricchiva l'alimento con omega-3, in parte era anche vero ma veniva aggiunto questo anche a latte, uova.

Fonti lipidiche

Fonti lipidiche animali: Attualmente sono poco utilizzate a causa delle preferenze dei consumatori verso prodotti ottenuti con alimenti vegetali. Sono costituiti da sego bovino e strutto suino e olio di pollo.

Fonti lipidiche vegetali: Oli di cocco e palma (caratterizzati da un elevato contenuto di acidi grassi saturi), oli di soia, di mais, girasole, ricchi in acidi grassi insaturi e con una elevata digeribilità.

Additivi destinati all'alimentazione animale

Reg. CE 1831-2003

• Tecnologici (conservanti, emulsionanti, gelificanti, addensanti)
• Nutrizionali (vitamine, provitamine, oligoelementi, aminoacidi ecc.)
• Organolettici (coloranti, aromatizzanti)
• Zootecnici (utilizzati per influire positivamente sui parametri produttivi degli animali in buona salute o per influire positivamente sull'ambiente)
• Coccidiostatici e istomonostatici

Additivi zootecnici impiegati nell'alimentazione animale

Reg. CE 1831-2003

• Modulatori dell’immunità (acidi organici, oli essenziali, microelementi)
• Probiotici (Lactobacillus, Bacillus, Streptococcus, Pediococcus, Saccharomyces)
• Prebiotici (FOS, MOS)
• Acidi organici (monocarbossilici: acetico, butirrico, formico, lattico, propionico, sorbico; di-tri-carbossilici: citrico, fumarico, malico, succinico, tartarico, ecc.) porta pH ottimale.
• Estratti vegetali (composti fenolici e polifenolici, terpenoidi ed oli essenziali, ecc.)
• Enzimi (amilasi, proteasi, beta-glucanasi, xilanasi e fitasi)

La digestione

Nell’apparato digerente avviene una serie di processi di disgregazione meccanica e di idrolisi chimica per cui le molecole organiche complesse (glucidi, proteine, lipidi) contenute negli alimenti ingeriti vengono scisse in principi nutritivi (zuccheri semplici, aminoacidi e acidi grassi) che possono essere assorbiti e utilizzati nei processi metabolici dell’animale. Il complesso dei fenomeni fisici di triturazione dell’alimento e di scissione chimica delle molecole prende il nome di digestione.

Digestione meccanica

Consiste nella triturazione e nel rammollimento del cibo. Avviene nel tratto orale (masticazione), faringe, esofago e nello stomaco (contrazione muscoli lisci). La digestione meccanica serve ad aumentare la superficie di attacco dei succhi digestivi di origine gastrica, pancreatica ed enterica; il buon funzionamento di questi processi influenza la digeribilità.

Digestione chimica

Consiste nella demolizione dei composti organici complessi (idrolisi) in molecole sempre più semplici fino ai principi nutritivi grazie all’azione degli enzimi secreti dall’organismo (e di enzimi contenuti negli alimenti) o prodotti da microorganismi presenti nel tubo digerente.

Digestione microbica

Di natura enzimatica, dovuta all’azione di batteri e protozoi. Assume importanza particolare per la nutrizione dei ruminanti mentre nei monogastrici si svolge nel grosso intestino.

Caratteristiche anatomiche delle principali fisiologia digestiva delle principali specie

Specie di interesse zootecnico

Principali caratteristiche dell'apparato digerente dei monogastrici:

• Bocca, faringe, esofago, stomaco, intestino tenue, intestino crasso
• Movimenti peristaltici
• Attività digestiva nei diversi tratti (stomaco, duodeno, digiuno, ileo, cieco, colon, retto)
• Villi (assorbimento nutrienti)

Acidi grassi vengono prodotti dalla digestione della fibra e hanno anche il compito di andare a colmare il tratto digerente.

Digestione nei mammiferi monogastrici

La digestione nei mammiferi avviene:

• Bocca, con ghiandole salivari, saliva e ptialina (α-amilasi).
• Stomaco, attraverso il cardias, fondo, piloro, succo gastrico e attività enzimatica con pepsinogeno, pepsina, lipasi.
• Piccolo intestino o intestino tenue, la digestione avviene con: secrezioni di succhi digestivi da ghiandole duodenali, fegato, pancreas o bile e liquido biliare (digestione lipidi), succo pancreatico (amilasi per digestione glucidi e tripsina, chimotripsina, carbossipeptidasi per digestione proteine). Potere tampone per presenza di sali minerali (innalzamento pH a valori prossimi a 7-8), assorbimento di aminoacidi, zuccheri, acidi grassi.
• Grosso intestino o intestino crasso, la digestione avviene attraverso: enzimi alimentari e di origine microbica, attività microbica (cieco), assorbimento di acqua, AGV, ammoniaca, formazione delle feci (acqua residua, composti alimentari residui, spoglie batteriche, cellule di sfaldamento dell’epitelio del digerente, sali inorganici, prodotti decomposizione batterica).

Enzimi che idrolizzano legami glicosidici

Enzimi proteolitici, luogo di produzione e specificità di azione:

Apparato digerente delle specie avicole

Principali differenze rispetto ai mammiferi:

• La cavità boccale è provvista di becco e priva di denti.
• L'attività dell'amilasi salivare prodotta dalla ghiandole del cavo orale è limitata.
• L'esofago spesso presenta un'estroflessione (ingluvie o gozzo) che interviene nei processi di regolazione dell'ingestione e di rammollimento dell’alimento.
• Lo stomaco è costituito da 2 porzioni (stomaco ghiandolare o proventriglio e stomaco muscolare o ventriglio) diverse per forma e funzioni, ma strettamente complementari.
• L'intestino si presenta poco sviluppato (regime alimentare e adattamento al volo).
• L'intestino terminale presenta 2 ciechi.
• Il tratto digerente termina con la cl...