La corretta nutrizione e alimentazione degli animali a produzione zootecnica è un requisito essenziale per salvaguardarne la salute e, allo stesso tempo, per ottimizzare la quantità e la qualità delle produzioni. Dal punto di vista zootecnico l’alimentazione è un’area di studio molto importante, i cui continui progressi permettono di assicurare agli animali una dieta bilanciata, che possa al meglio coprire i loro fabbisogni ai fini della salute e del benessere e contestualmente fornire produzioni (latte e carne) prima di tutto salubri e di qualità per il consumatore, in quantità remunerative per l’allevatore.
Il termine alimentazione indica l’assunzione di alimenti da parte degli organismi che da questi sono in grado di assicurarsi i nutrienti necessari alla loro vita: principalmente carboidrati, proteine, grassi, minerali, vitamine, assorbiti ed elaborati ai fini del mantenimento della composizione corporea e delle funzioni vitali.
Durante il corso vengono illustrati i concetti di nutrizione e di alimentazione, i criteri di valutazione della qualità degli alimenti sotto il profilo nutrizionale e bromatologico, i nutrienti e la loro utilizzazione da parte dell’organismo. Il corso, inoltre, descrive la classificazione degli alimenti di interesse zootecnico e, per ciascuna categoria, illustra quelli più diffusi e rappresentativi soffermandosi anche sulle tecniche di conservazione dei foraggi e sulla produzione industriale dei mangimi composti.
Gli studi sull’alimentazione animale per molto tempo hanno riguardato soprattutto i fini produttivi, cioè come ottimizzare la razione e i relativi apporti in nutrienti per ottenere le migliori rese degli alimenti somministrati in prodotto zootecnico (latte, carne, uova): in seguito, la ricerca ha posto l’attenzione anche ai rapporti tra alimentazione animale e qualità del prodotto derivato, così come più di recente si sono iniziati a descrivere i meccanismi che legano l’alimentazione e la nutrizione animale con la sostenibilità ambientale.
La ricerca dell’efficienza nell’utilizzazione degli alimenti ai fini produttivi è un elemento fondamentale anche ai fini della sostenibilità economica dell’attività di allevamento. Storicamente la spesa per alimentare gli animali ha rappresentato oltre il 50-60% dei costi di produzione del prodotto destinato al mercato. Ma contingenze sociopolitiche come quelle recenti hanno reso molto instabile il prezzo delle materie prime per mangimi, con conseguenze dirette e importanti sulla redditività dei produttori.
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Questo ha dato uno stimolo allo studio del potenziamento di filiere produttive locali di alimenti zootecnici, così come a studiare in modo più approfondito l’impiego di materie prime poco utilizzate in passato ma con potenzialità non del tutto esplorate: per esempio il sorgo come alternativa al mais, colza e girasole in alternativa alla soia.
Conoscenza degli alimenti e fabbisogni nutrizionali
La conoscenza delle caratteristiche nutritive degli alimenti zootecnici sta alla base della realizzazione di un piano di alimentazione (razionamento) per gli animali da reddito. Infatti, oltre a conoscere i fabbisogni in principi nutritivi dell’animale e la quantità di alimento che questo può consumare giornalmente, è indispensabile sapere:
- quali e quanti principi nutritivi sono contenuti negli alimenti;
- la quota di questi nutrienti che può realmente essere utilizzata dagli animali che li consumano ai fini di mantenimento delle attività metaboliche e corporee e poi per la produzione.
Tanto più i fabbisogni dell’animale e gli apporti degli alimenti in principi nutritivi si avvicinano, migliore è la razione. Questa ideale collimazione tra fabbisogni ed apporti è alla base dell’alimentazione di precisione.
Per poter eseguire le operazioni di calcolo che permettono di cercare la migliore uguaglianza tra fabbisogni animali e apporti alimentari è necessario che gli uni e gli altri siano espressi con le stesse unità di misura: in termini pratici significa che, per esempio, il fabbisogno di proteina dell’animale deve essere espresso utilizzando la stessa unità di misura con cui sono indicati gli apporti proteici degli alimenti che compongono la sua dieta.
Le unità di misura che ci permettono di commisurare fabbisogni e apporti sono rappresentate dai parametri nutrizionali, in sostanza le proteine, i grassi, i carboidrati. Questi componenti possono essere descritti con vari gradi di dettaglio, dal più semplice (per esempio per le proteine la proteina grezza, cioè tutto l’azoto rilevato dalle analisi è considerato come proteina), ai più completi (per esempio la composizione in amminoacidi della proteina): la numerosità dei parametri utilizzati aumenta in proporzione all’accuratezza con cui fare corrispondere gli apporti degli alimenti con i fabbisogni degli animali.
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È indispensabile, come base di un’alimentazione di precisione, conoscere la digeribilità, cioè la quota di un alimento o di un nutriente che appare digerita, cioè la differenza tra quanto ingerito e quanto escreto (con feci e urine). Ancora più in dettaglio va poi l’informazione di quando del nutriente digerito ed assorbito viene poi realmente trattenuto dall’organismo per il suo metabolismo.
La conoscenza della fisiologia animale, in relazione all’ambiente di allevamento e allo stadio produttivo, è notevolmente migliorata negli ultimi decenni; questo ha dato un forte stimolo anche alla migliore comprensione dei fabbisogni degli animali. Oggi sono disponibili diversi metodi e modelli di calcolo dei fabbisogni, i quali descrivono accuratamente l'animale (per esempio peso, stadio produttivo, stato di ingrassamento) e dell'ambiente in cui vive (per esempio strutture di stabulazione, temperatura, umidità).
Nei fatti gli alimenti, cioè le materie prime che vanno a comporre la razione, sono apportatori di nutrienti: vanno composti tra loro in modo complementare per fornire i nutrienti in modo bilanciato e utile a garantire che i fabbisogni siano soddisfatti al meglio. Perciò le combinazioni tra materie prime possono essere differenti, e in generale viene ricercata quella con il miglior rapporto tra costo e efficienza produttiva (sia in termini qualitativi che quantitativi).
Alimentazione e qualità dei prodotti
La ricerca ha spiegato i principali meccanismi fisiologici secondo i quali quello che gli animali mangiano influenza le caratteristiche dei prodotti forniti, siano essi destinati al consumo diretto o utilizzati come materie prime per conserve (formaggi, salumi, ingredienti per altre lavorazioni). Sino ad ora è stato chiarito, per esempio, il ruolo che la componente lipidica delle materie prime utilizzate nei mangimi ha nell’influenzare il profilo in acidi grassi delle carni e del latte.
Le vie metaboliche sono differenti, dirette per i monogastrici, mediate dal passaggio nei prestomaci per i ruminanti; tuttavia, è ormai noto come preservare e migliorare le caratteristiche delle derrate alimentari di origine animale che risiedono nella composizione dei grassi, attraverso la scelta degli alimenti in razione. I risultati delle ricerche internazionali sono stati declinati e studiati, per esempio, per la migliore alimentazione per il suino pesante destinato al circuito dei prosciutti a DOP, fornendo risultati poi adottati negli specifici disciplinari produttivi per la salvaguardia degli standard qualitativi del prodotto finito.
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Il bilanciamento dei nutrienti tra loro, rispetto ai fabbisogni dello specifico stadio di crescita e produttivo, va a influenzare la ripartizione tra grasso e magro delle carni quando l’energia è fornita in eccesso, così come la proteina carente o sbilanciata.
L’organismo animale non ha la possibilità di formare delle riserve di amminoacidi come fa, invece, per le fonti di energia (zuccheri e lipidi); i componenti azotati che residuano dal catabolismo della proteina dietetica e non usati per costruire proteina corporea devono essere eliminati perché un loro accumulo risulta tossico per l’organismo stesso, mentre le catene carboniose sono utilizzate a fini energetici.
Il fabbisogno di amminoacidi degli animali varia in funzione del miglioramento genetico, delle condizioni e degli ambienti di allevamento, del miglioramento delle conoscenze relative agli alimenti e degli animali. Ciò significa che la composizione della cosiddetta “proteina ideale”, cioè quella proteina alimentare nella quale tutti gli amminoacidi risultano egualmente limitanti poiché sono nella giusta proporzione per costruire la proteina corporea, cambia in funzione di questi elementi.
Lisina, metionina, cistina, treonina, triptofano, fenilalanina, istidina, valina, isoleucina, leucina, seppur in diverse proporzioni, sono per la maggior parte degli animali amminoacidi essenziali, cioè non possono essere sintetizzati dall’organismo. Altri amminoacidi che possono essere sintetizzati sono definiti non essenziali. Alcuni amminoacidi sono considerati semi-essenziali in quanto la capacità di sintetizzarli potrebbe non essere sufficiente in alcune fasi di vita.
Gli amminoacidi essenziali che vengono definiti “limitanti” sono quelli presenti negli alimenti nella peggiore proporzione con i fabbisogni.
Alimentazione e impatto ambientale
Una quota degli alimenti somministrati agli animali non è digerita ed espulsa con il materiale fecale, così come una parte dei nutrienti assorbiti non è trattenuta dall’organismo (metabolizzati) ed eliminata principalmente attraverso le urine, ma anche con il latte, la pelle e l’apparato gastro enterico.
Le quote di alimenti e nutrienti eliminati nell’ambiente dipendono dalle caratteristiche degli alimenti stessi e dalle loro interazioni, così come dalla possibilità di avere un’efficiente trasformazione dei nutrienti in componenti corporei. I nutrienti in eccesso si ritrovano negli effluenti zootecnici, e da questi rilasciati come potenziali inquinanti nel suolo (fosforo, metalli come zinco e rame), poi nelle acque superficiali e sotterranee (ortofosfati, nitrati, oppure nell’atmosfera (ammoniaca, ossidi dell’azoto, metano).
Tra i nutrienti più importanti che legano la gestione dell’alimentazione animale e l’impatto sull’ambiente dell’attività di allevamento troviamo le proteine. La letteratura scientifica, così come esperienze di campo, hanno indicato la via della limitazione alla fonte dell’azoto alimentare per contenerne l’escrezione e quindi i rilasci. Tanto più la proteina dietetica è vicina alla “proteina ideale”, cioè quella proteina nella quale tutti gli amminoacidi risultano egualmente limitanti poiché sono nella giusta proporzione per costruire la proteina corporea, più è possibile ridurre la quantità di proteina totale della razione.
Intervenendo sulla dieta mediante una riduzione del livello proteico e ricorrendo a una integrazione con amminoacidi sintetici per bilanciare la proteina della dieta verso la “proteina ideale” per l’animale di quella specie e in quello stadio fisiologico, è possibile diminuire l’azoto escreto e quindi limitare alla fonte il rischio di inquinamento. Ma c’è un limite a tale riduzione, perché all’organismo deve essere garantita comunque quella quantità di proteina indifferenziata che serve per la sintesi degli amminoacidi non essenziali.
Questa strategia nutrizionale riesce ad avere risultati importanti sul monogastrico ed è applicata con successo in suinicoltura; nel caso dei ruminanti si deve tenere conto dell’attività microbica dei prestomaci, e dell’uso di integratori amminoacidici che siano ruminoprotetti. Ma in ogni caso in tutte le specie è possibile ottenere una contrazione dell’azoto escreto riducendo i titoli proteici delle diete e senza compromettere la produttività degli animali.
Programma del corso
Il programma del corso include diversi argomenti fondamentali per la comprensione della nutrizione e dell'alimentazione degli animali in produzione zootecnica:
- Introduzione al corso e definizioni di alimento, principio alimentare e nutriente.
- Analisi chimica e caratterizzazione degli alimenti.
- Studio di acqua, carboidrati, lipidi, proteine, minerali e vitamine.
- Il ruolo nutrizionale della fibra.
- Richiami di fisiologia della digestione nei monogastrici e nei ruminanti.
- Metabolismo energetico e sintesi di proteine, grassi e carboidrati.
- Regolazione del metabolismo da parte dei sistemi nervoso ed endocrino.
- Digeribilità degli alimenti: definizione, tecniche di misurazione, digeribilità apparente e vera, e fattori che influenzano la digeribilità.
- Ripartizione dell'energia degli alimenti nell'animale.
- Tecniche di calorimetria diretta ed indiretta per la stima dell'energia netta.
- Stima dell'energia ritenuta ed efficienza di utilizzazione dell'energia metabolizzabile (EM).
- Sistemi di espressione del valore energetico degli alimenti e dei fabbisogni energetici nei ruminanti e nei monogastrici.
- Nutrizione proteica e metodi di valutazione della qualità della proteina alimentare.
- Alimenti di interesse zootecnico: foraggi verdi, insilamento, fienagione, concentrati energetici e proteici.
- Fabbisogni nutritivi degli animali di interesse zootecnico.
- Ingestione alimentare e meccanismi di controllo endogeni ed esogeni.
- Previsione dell'ingestione alimentare e la tecnica del piatto unico.
- Razionamento degli animali in produzione zootecnica e il ruolo dell'alimentazione sulla qualità e salubrità degli alimenti di origine animale.
- Workflow del mangimificio: ricevimento, pesatura, scarico, controllo e stoccaggio delle materie prime.
- Trattamenti tecnologici delle materie prime per la produzione di alimenti destinati agli animali.
- Legislazione sulla preparazione e il commercio dei mangimi.
Modalità di accertamento del corso
La prova di verifica dell’apprendimento è articolata in una prova scritta (obbligatoria) e in una successiva prova orale facoltativa, a discrezione dello studente, alla quale il candidato potrà accedere solo previo superamento dell’esame scritto. La prova scritta consiste in tre quesiti a risposta aperta, mediante i quali lo studente è chiamato ad illustrare tre argomenti trattati a lezione ivi compresi, in alcuni casi, brevi esercizi di calcolo. La prova orale consiste in un colloquio durante il quale potranno essere approfonditi gli argomenti della prova scritta, nonché altre tematiche affrontate a lezione.
La valutazione, basata sulla prova scritta, sarà espressa in trentesimi. Gli elementi di valutazione che concorrono all’attribuzione del voto sono:
- la conoscenza e la capacità di comprensione
- la capacità di applicare conoscenza e comprensione
- l’autonomia di giudizio, ovvero la capacità di senso critico e formulazione di giudizi
- la capacità di comunicazione
Nell’attribuzione del voto finale il docente fa riferimento alla seguente griglia di descrittori del voto:
- <18 Preparazione insufficiente.
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