L’utilizzo di fonti lipidiche bypass nell’alimentazione dei ruminanti ha come principale obiettivo quello di fornire substrati ad elevato contenuto energetico, scongiurando nel contempo gli effetti negativi operati a livello ruminale dagli acidi grassi insaturi, principali componenti dei lipidi vegetali (Tab. 1) .
Le fonti lipidiche by pass vengono pertanto impiegate in particolari stadi fisiologici caratterizzati da elevate richieste energetiche, quali la prima fase di lattazione nella bovina da latte e, nel bovino da carne, ogni qual volta risulti necessario implementare il contenuto energetico della dieta onde accorciare il ciclo produttivo o incrementare la deposizione adiposa, specificamente durante l’intero ciclo di allevamento di razze ipertrofiche e nella fase di finissaggio di razze tardive.
Metabolismo ruminale dei lipidi
I lipidi dietetici sono rappresentati dai trigliceridi contenuti nei semi di oleaginose e nei cereali, dai glicolipidi provenienti dai foraggi oltre che da trigliceridi e/o acidi grassi specificatamente somministrati (Fig.1).
A) Idrolisi. Nel rumine i trigliceridi e glicolipidi subiscono in prima istanza un processo di idrolisi, con conseguente liberazione di glicerolo, (e zuccheri nel caso dei glicolipidi) utilizzato quale substrato energetico e di acidi grassi. L’idrolisi è operata per lo più dai batteri ruminali, principalmente Anaerovibrio lipolitica e Butyrivibrio fibrosolvens, mentre minoritario appare il ruolo di protozoi, funghi e lipasi vegetali o salivari. L’idrolisi a livello ruminale coinvolge più dell’85% dei trigliceridi e risulta ridotta in condizioni di incremento della quota di lipidi dietetici non bypass e di ridotto pH ruminale (Doreau et al., 1997).
B) Bioidrogenazione. Il secondo step che caratterizza il metabolismo ruminale dei lipidi è rappresentato dalla bioidrogenazione (Fig. 2) degli acidi grassi liberi, la quale coinvolge unicamente gli acidi grassi insaturi in virtù del loro effetto deleterio sull’ecosistema ruminale.
Mentre gli acidi grassi saturi bypassano il rumine senza interagire né con la micropopolazione ruminale né con le altre sostanze all’interno di esso, gli acidi grassi insaturi sono in grado di interagire con le particelle di fibra, formando attorno ad esse un film lipidico che ne riduce la digeribilità proteggendole dall’attacco batterico e dall’attività delle cellulasi presenti nel liquor ruminale. Harfoot et al. (1974) hanno infatti verificato in vitro che più del 60% dei grassi si lega alle particelle di alimento ed Imming et al. (1991) riportano come la presenza di acidi grassi liberi in una miscela di cellulasi ruminali e cellulosa indeboliscono l’attacco tra enzima e substrato, riducendone così l’attività. Gli acidi grassi insaturi presentano altresì un effetto citotossico espletato a livello della membrane cellulare degli organismi procarioti, quali appunto i batteri ruminali. Tali acidi grassi, infatti, sono in grado di disaccoppiare la fosforilazione ossidativa, riducendo in tal modo la disponibilità di energia all’interno della cellula (Borst et al. 1962, Luvisetto et al. 1987). A livello produttivo la loro somministrazione è in grado di determinare una riduzione della digeribilità della frazione fibrosa e dell’assunzione di alimento pari a -2.8% per ogni punto percentuale di olio vegetale aggiunto alla dieta (Allen, 2000).
La maggior parte dei processi di bioidrogenazione (>80%) avviene in associazione alle particelle di alimento fine ed è da attribuirsi ad enzimi extracellulari di batteri sia associati all’alimento che in sospensione (Harfoot and Hazlewood, 1997). La bioidrogenazione dei grassi coinvolge due gruppi di batteri: i batteri del gruppo A sono in grado di idrogenare i PUFA (acidi grassi polinsaturi) ad acidi grassi trans 18:1, mentre solo alcune specie del gruppo B possono idrogenare i grassi 18:1 ad acido stearico. Il tasso di bioidrogenazione è tanto più rapido quanto più è elevato il numero di insaturazioni e, relativamente ai principali acidi grassi insaturi assunti attraverso la dieta, ovvero acido linoleico e acido linolenico, essa coinvolge rispettivamente dal 70% al 95% del primo e dal 85 al 100% del secondo (Lock et al., 2006).
La bioidrogenazione degli acidi grassi insaturi si caratterizza, pertanto, come un meccanismo protettivo (Jenkins et al. 1993), motivo per cui sarà auspicabile contenere quanto più possibile la quota di acidi grassi insaturi liberi a livello ruminale. Nel caso pertanto si volesse perseguire uno specifico apporto di acidi grassi insaturi con mirati fini dietetici (ad esempio acido linolenico, acido linoleico coniugato, DHA e EPA), risulta necessaria una loro adeguata protezione a livello ruminale con metodologie in grado di non modificarne le caratteristiche.
La degradazione ruminale degli acidi grassi da parte della microflora batterica risulta poco consistente.
Difatti Wood et al. (1963), Wu et al. (1991) e Jenkins et al., (1993) riportano che, sia in vivo che in vitro, la degradazione degli acidi grassi a lunga catena a CO2 e AGV nel rumine è inferiore all’1%, e sembrerebbe coinvolgere quasi unicamente gli acidi grassi a corta catena. Wu et al. (1991), riportano infatti una perdita di oltre il 90% degli acidi grassi a 14 o meno atomi di carbonio che giungono nel rumine.
Anche da sintesi microbica
Oltre che da fonti dietetiche, gli acidi grassi provengono, seppur in minima parte, anche dall’attività di sintesi microbica a partire da AGV (acidi grassi volatili).
Essa avviene in quantità di 15 g/Kg di sostanza organica priva di lipidi, digerita a livello ruminale e consiste principalmente nella produzione di acidi grassi C18:0 e C16:0 in rapporto 2:1, mentre solo 10-20% del totale è costituito da acidi grassi monoinsaturi.
Per quanto concerne i PUFA, essi sono sintetizzati unicamente da cianobatteri. Il contenuto lipidico della microflora ruminale varia dal 10 al 15%, derivante oltre che da acidi grassi sintetizzati de novo anche dall’uptake di acidi grassi liberi presenti nel liquor ruminale (Jenkins, 1993).
Principali fonti di grassi bypass
Le principali fonti lipidiche by-pass utilizzate nell’alimentazione dei ruminanti sono rappresentate da saponi di calcio, acidi grassi idrogenati e acidi grassi frazionati.
E ad ogni tipologia produttiva corrisponde un profilo acidico caratteristico del grasso ottenuto.
Saponi di calcio
I sali di calcio degli acidi grassi sono ottenuti dalla reazione, a circa 200° e 3-4 atmosfere di pressione, tra acidi grassi di origine vegetale e idrossido di calcio. Essi vengono prodotti soprattutto a partire da stearina, sottoprodotto derivante dal processo di maturazione dell’olio di palma: dopo la spremitura quest’ultimo viene posto in specifici contenitori e fatto riposare, procedimento durante il quale si verifica una liberazione di acidi grassi, in seguito separati dall’olio tramite un processo di “rettificazione”. Tali acidi grassi andranno a costituire sottoprodotti tra cui, appunto, la stearina.
L’inerzia a livello ruminale di questi composti è pH dipendente, infatti a valori fisiologici di pH ruminale prevale in maniera preponderante la forma associata calcio-acidi grassi, mentre la dissociazione avviene a valori inferiori, come quelli normalmente presenti a livello abomasale, bypassando così intatti, per larga parte, il rumine senza interagire con la microflora.
Grassi idrogenati
Sono prodotti composti da acidi grassi liberi, o trigliceridi, o una miscela di acidi grassi liberi e trigliceridi. La stabilità di tali lipidi a livello ruminale viene garantita attraverso la saturazione con idrogeno (H+) dei legami insaturi in speciali impianti, a temperature di 150°-230° con pressioni dell’ordine di 1-10 atmosfere e con l’ausilio di specifici catalizzatori, quali palladio, platino, nichel. Gli acidi grassi liberi idrogenati, così come i saponi, vengono prodotti a partire da stearina, a differenza dei trigliceridi idrogenati derivanti da oleina, frazione nobile dell’olio di palma.
L’inerzia a livello ruminale è garantita dalla presenza di più del 90% di grassi saturi, i quali, come precedentemente evidenziato, bypassano la barriera ruminale senza interferire con i metabolismi microbici.
Acidi grassi frazionati
Il frazionamento è un processo fisico mediante il quale si separa un olio vegetale in due frazioni caratterizzate da una diversa composizione degli acidi grassi e di conseguenza con diverse proprietà fisiche. In sostanza ciascun trigliceride si ripartisce diversamente nelle due frazioni in base alle proprie caratteristiche chimico-fisiche: alcuni tendono a concentrarsi nelle fase solida, altri nella fase liquida.
Il più comune processo di frazionamento a singolo step porta alla formazione di stearina, frazione solida utilizzata per la produzione di acidi grassi frazionati e costituita in prevalenza da acidi grassi saturi con punto di fusione di 44-50 °C, e oleina (la parte liquida) costituita in prevalenza da acidi grassi monoinsaturi con punto di fusione inferiore di circa 10 °C.
Il profilo acidico
Guardiamo ora al profilo acidico delle differenti fonti lipidiche bypass. I principali acidi grassi presenti nelle diverse fonti lipidiche bypass sono acido palmitico (C16:0), acido stearico (C18:0), acido oleico (C18:1) e acido linoleico (C18:2) (Tab. 2).
I saponi di calcio, in quanto non sottoposti a trattamenti atti a modificarne il profilo acidico, presentano un acidogramma pressoché analogo a quello dell’olio di partenza, risultando così caratterizzati da un’elevata concentrazione di acidi grassi insaturi, mentre tra gli acidi grassi saturi prevale l’acido palmitico.
Gli acidi grassi idrogenati invece, in virtù della tipologia di processo produttivo, risultano costituiti per più del 90% da acidi grassi saturi a 16 e 18 atomi di carbonio, più o meno equamente rappresentati, e, ovviamente, da concentrazioni molto ridotte di acidi grassi mono- e poli- insaturi.
Gli acidi grassi frazionati presentano un’elevata concentrazione di acido palmitico che, nel caso dei prodotti di elevata qualità, può superare l’80%, mentre la frazione residua è costituita essenzialmente da acido stearico ed oleico presenti approssimativamente in egual misura.
Una strategia interessante
In conclusione, l’integrazione con lipidi delle diete per ruminati risulta una strategia di grande interesse e importanza al fine di elevare, in sicurezza, il livello nutritivo delle razioni.
Al fine di conseguire tale risultato e i conseguenti miglioramenti auspicati, grande attenzione bisogna riporre alle caratteristiche del grasso utilizzato e alla qualità del prodotto stesso, come dopotutto è necessario fare per ogni alimento o additivo utilizzato per l’alimentazione.
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