PRODUTTIVITÀ SPECIFICA DI AGV Sarà massima per i concentrati altamente fermentescibili (come il melasso di c.z.) e minima per i foraggi grossolani ricchi di fibra ed in particolare di lignina.

RELAZIONI TRA ORIENTAMENTO DELLE FERMENTAZIONI, pH DEL LIQUIDO RUMINALE E PRODUZIONI DI ACIDI ACETICO, PROPIONICO E LATTICO. ZONE FAVOREVOLI A: BATTERI CELLULOSOLITICI BATTERI AMILOLITICI 70 60 50 40 30 20 10 ACIDOSI ACIDO ACETICO ACIDO PROPIONICO ACIDO LATTICO 7,0 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5

FERMENTESCIBILITÀ DELLE FONTI DI CARBOIDRATI Intensità della fermentazione Tempo (ore) 6 12 24 Acidi grassi volatili (fermentescibilità glucidi) Ammoniaca disponibile (degradabilità proteine) A X B Y C Z A = zuccheri solubili B = amidi e destrine C = carboidrati della parete cellulare X = NPN Y = proteine solubili e degradabili Z = proteine insolubili, ma degradabili

RELAZIONI FRA LE CONCENTRAZIONI RELATIVE DI AGV E PH RUMINALE 7,0 6,6 6,1 RAZIONI GROSSOLANE DIGERIBILITA’ SCARSA RESA ENERGETICA MEDIOCRE RAZIONI CONCENTRATE ALTO LIVELLO ENERGETICO MASSIMA RESA METABOLICA RAZIONI EQUILIBRATE FORAGGI/CONCENTRATI=1/1 MASSIMO APPETITO PREVALENZA DELLA FLORA CELLULOSOLITICA PREVALENZA DELLA FLORA AMILOLITICA ACIDO ACETICO ACIDO BUTIRRICO ACIDO PROPIONICO ACIDO LATTICO 5,5 70 60 50 40 30 20 10 RISCHIO DI CHETOSI CONDIZIONI OTTIMALI PER VACCHE DA LATTE PER BOVINI DA CARNE RISCHIO DI ACIDOSI % MOLARE DEGLI ACIDI GRASSI NEL LIQUIDO RUMINALE pH LIQUIDO RUMINALE

EFFETTI DEL TIPO DI SUBSTRATO SUL pH RUMINALE NELL’ALIMENTO AGV NEL RUMINE Massima quantità di mangimi altamente fermentescibili (come melasso di c.z. e cereali trattati termicamente) determina massimizzazione della sintesi di AGV (soprattutto lattico). Quindi (in assenza di tamponi ruminali quali NaHCO3, MgO ecc…) il pH ruminale diminuisce. NEL RUMINE pH NEL RUMINE pH Tamponi

Acidosi Ruminale ACIDOSI  ACIDITÀ SINDROME (= INSIEME DI SINTOMI DI PATOLOGIA AD EZIOLOGIA SCONOSCIUTA) CLASSICAMENTE CARATTERIZZATA DA pH RUMINALE BASSO. TUTTAVIA ACIDOSI  ACIDITÀ Causata da eccesso di glucidi fermentescibili (soprattutto amido). e da carenza di fibra da foraggi scarsamente sensibile ai tamponi chimici (bicarbonato di sodio ecc…) che spostano verso l’alto il pH ruminale senza risolvere la sindrome.

Acidosi Ruminale CLASSIFICAZIONE CLINICA: A. CLINICA: laminiti, mastiti cliniche, epatiti ecc… A. SUBCLINICA: mastiti subcliniche (cellule somatiche alte), diminuzione produzione, ipofertilità. Iceberg dell’Acidosi

Acidosi Ruminale IMPORTANZA ECONOMICA L’acidosi subclinica è economicamente + grave Xché riguarda molti + animali Iceberg dell’Acidosi

Assorbimento nutrienti di origine ruminale Esofago R e t i c o l o Rumine Omaso Abomaso Duo deno intestino AGV SANGUE Proteina microbica, Fosfolipidi, Vitamine

Destino dei nutrienti forniti dai microrganismi ruminali ACIDI GRASSI VOLATILI (AGV) sono assorbiti direttamente dalla MUCOSA PRESTOMACALE; ALTRI (proteine microbiche, fosfolipidi, lipidi, aminoacidi e vitamine) sono invece assorbiti nell’INTESTINO (eventualmente dopo digestione)

Quantità di Prodotti ottenibili dal rumine di una bovina adulta CO2 300 - 600 l/d CH4 150 - 400 l/d A.G.V. 2 - 5 kg/d Proteine 0,5 - 1,5 kg/d

Composizione dei Batteri Ruminali Numerosi fattori incidono sulla composizione della massa di micropopolazione ruminale. Il CNCPS tuttavia assume che sia costante (valori sulla S.S. da Hespell and Bryant, 1979): CNCPS CPM 62.5% Proteina greggia 72.8 21.1% Carboidrati 15.4 12.0% Grassi greggi 8.7 4.4% Ceneri gregge. 3.2

Composizione N microbico (CNCPS) Soltanto il 60% ( 10%) della proteina microbica è disponibile mentre la rimanente è legata alla parete cellulare ed agli acidi nucleici (Ling and Buttery, 1978; Van Soest, 1982) Il CNCPS assume che gli acidi nucleici contengano il 15% del totale dell’N microbico (Purser and Buechler, 1966). La proteina microbica insolubile si assume che ne rappresenti il 25% (Bergen et al., 1967). Si assumono costanti sia per i batteri SC che per quelli NSC le percentuali delle 3 componenti.

Aminoacidi della proteina microbica (CNCPS) Secondo gli studi degli anni ‘60 La composizione in aminoacidi della proteina microbica si assume costante in qualsiasi condizione, anche per diete totalmente differenti fra loro.

CLASSIFICAZIONE DEI BATTERI PRESENTI NEL RUMINE (1-tipo di substrato) CELLULOSO LITICI ED EMICELLULOSO LITICI AMILO LITICI PROTEO LITICI LIPO LITICI Tutti producono anche + o – elevate quantità di Vit. K e Vit. del gruppo B.

CLASSIFICAZIONE DEI BATTERI PRESENTI NEL RUMINE (1-tipo di substrato) EMI / CELLULOSO LITICI Bacteroides succinogenes, Ruminococcus albus, R. flavefaciens. AMILO LITICI Fibrobacter succinogenes, Butyrivibrio fibrisolvens, Streptococcus bovis, Bacteroides ruminicola, Selenomonas ruminantium, PROTEO LITICI Butyrivibrio Fibrisolvens, Bacteiroides ruminicola, Selenomonas ruminantium. LIPO LITICI Anaerovibrio lypolitica.

PRINCIPALI SPECIE EMI / CELLULOSOLITICHE PRODOTTI DI FERMENTAZIONE(**) SPECIE SUBSTRATO(*) Ruminococcus albus C,X F,A,E,H,C Ruminococcus flavofaciens C,X F,A,S,H (*) C=cellulosa; X=xilani; PR=proteine. (**) F=acido formico; A=acido acetico; E=alcool etilico; L=acido lattico; B=acido butirrico; S=acido succinico; H=idrogeno; C=anidride carbonica.

PRINCIPALI SPECIE AD ATTITUDINE MISTA MA PIÙ SIMILI AGLI AMILILOTICI PRODOTTI DI FERMENTAZIONE(**) SUBSTRATO(*) SPECIE Fibrobacter succinogenes C,A F,A,S Butyrivibrio fibrisolvens C,A,X,PR F,A,L,B,E,H,C Clostridium lochheadii C,A,PR F,A,B,E,H,C (*) C=cellulosa; X=xilani; A=amido; PR=proteine. (**) F=acido formico; A=acido acetico; E=alcool etilico; L=acido lattico; B=acido butirrico; S=acido succinico; H=idrogeno; C=anidride carbonica.

PRINCIPALI SPECIE AMILOLITICHE (E PECTINOLITICHE) PRODOTTI DI FERMENTAZIONE(**) SPECIE SUBSTRATO(*) Streptococcus bovis A,S,SS,PR L,A,F Ruminobacter amylophilus A,P,PR F,A,S Bacteroides ruminicola A,X,P,PR F,A,P,S Succinomonas amylolytica A,D A,S Selenomonas ruminantium A,SS,GU,LU,PR A,L,P,H,C Lachnospira multiparus P,PR,A F,A,E,L,H,C Succinivibrio dextrinosolvens P,D F,A,L,S (*) X=xilani; A=amido; D=destrine; P=pectine; PR=proteine; GU=glicerolo; LU=acido lattico; SS=zuccheri solubili. (**) F=acido formico; A=acido acetico; E=alcool etilico; P=acido propionico; L=acido lattico; S=acido succinico; H=idrogeno; C=anidride carbonica.

PRINCIPALI SPECIE CHE UTILIZZANO ZUCCHERI SOLUBILI PRODOTTI DI FERMENTAZIONE(**) SPECIE SUBSTRATO(*) Spirochete spp. P,SS F,A,L,S,E Megasphaera elsdenii SS,LU A,P,B,V,H,C Lactobacillus spp. SS L Eusobacterium ruminantium SS F,A,B,C (*) P=pectine; LU=acido lattico; SS=zuccheri solubili. (**) F=acido formico; A=acido acetico; E=alcool etilico; P=acido propionico; L=acido lattico; B=acido butirrico; S=acido succinico; V=acido valerianico; H=idrogeno; C=anidride carbonica.

PRINCIPALI SPECIE BATTERICHE METANOGENE E LIPOLITICHE PRODOTTI DI FERMENTAZIONE(**) SPECIE SUBSTRATO(*) Methanobrevibacter ruminantium M,HU M Methanosarcina barkeri M,HU MC Anaerovibrio lipolytica L,GU A,P,S (*) M=produttori di metano; HU=utilizzatori di idrogeno. (**) A=acido acetico; P=acido propionico; S=acido succinico; C=anidride carbonica; M=metano.

CLASSIFICAZIONE DEI BATTERI PRESENTI NEL RUMINE (2- tipo di prodotto) PRODUTTORI DI AGV: Selenomonas ruminantium, S. lactylitica, Butyrivibrio fibrisolvens. METANOGENI Methanobacterium ruminantium e Methanosarcina spp.

Riflessi del tipo di razionamento sull’ecosistema ruminale e sulle produzioni zootecniche

Diete ricche di foraggi Diete ricche di Concentrati CONFRONTO FRA LA DEGRADAZIONE MICROBICA RUMINALE DI FORAGGI E CONCENTRATI Diete ricche di foraggi  Cellulosa,  Amido Zuccheri a media solubilità Batteri Cellulosolitici acido Acetico principale AGV pH Rumine > 6 Diete ricche di Concentrati  Amido, zuccheri solubili,  cellulose Batteri Amylolitici acido Propionico principale AGV pH Rumine < 6

Razione ricca di amido e povera di fibra (tanti NSC e poca NDF)

Razione ricca di amido e povera di fibra (tanti NSC e poca NDF)

Razione ricca di amido e povera di fibra (tanti NSC e poca NDF)

Razione ricca di fibra e povera di amido (e quindi di NSC)

Razione ricca di fibra e povera di amido (tanta NDF e pochi NSC)

Razione ricca di fibra e povera di amido (tanti NSC e poca NDF)

RAPPORTI MOLARI TRA A.G.V. E PRODUZIONI ZOOTECNICHE LATTE C2/C3  2 ACETICO > 50% PROPIONICO < 25% BUTIRRICO < 15% CARNE C2/C3  2,5 ACETICO < 55% PROPIONICO = 15 - 25% BUTIRRICO > 20%

ECCEZIONE ALLA TEORIA CHE COMPROVA LA SUA INESATTEZZA Broderick ha dimostrato che sostituire mais con saccarosio (nettamente + fermentescibile) fa aumentare la produzione di grasso del latte sia in %le che totale.