Analisi del contesto

Negli ultimi decenni antibiotici, ionofori ed inibitori della metanogenesi sono stati aggiunti, in qualità di additivi chimici, ai mangimi destinati all’alimentazione dei ruminanti, al fine di migliorare la fermentazione del rumine e, di conseguenza, l’efficienza produttiva degli animali. Tuttavia, la maggior parte di questi additivi non può essere utilizzata routinariamente, a causa dei problemi di tossicità per gli animali e di adattamento microbico a livello del rumine. Inoltre, la possibile presenza dei residui di queste sostanze chimiche negli alimenti derivati, la resistenza batterica agli antibiotici e l’elevata produzione di metano, hanno indirizzato nutrizionisti e microbiologi a esplorare alcune alternative naturali a questi additivi chimici.

La frontiera dell’innovazione per il settore mangimistico è il “funzionale”, ossia fornire all’animale (da latte o da carne) un mangime che contenga molecole bioattive in percentuale tale da esercitare un’azione sia sul benessere dell’animale sia sulla qualità del prodotto, a beneficio del consumatore. Si promuove pertanto l’utilizzo di mangimi “funzionali”, contenenti sostanze di origine naturale (estratti vegetali) in sostituzione degli antibiotici di sintesi, e in grado di favorire il benessere animale e la salubrità dei prodotti derivati. Pertanto il trend a livello nazionale, vede l’aumento dell’impiego di molecole bioattive, l’aumento degli integratori di origine naturale e la riduzione di composti chimici di sintesi. È sempre infatti più viva la sensibilità verso i mangimi “sicuri”, ossia con il minore contenuto possibile di sostanze di origine artificiale/chimica, sicuri per l’animale e per il consumatore dei prodotti zootecnici.Tali additivi naturali consentirebbero di migliorare l’efficienza della fermentazione del rumine, il metabolismo delle proteine, lo stato di salute dell’animale, la produzione e, allo stesso tempo, contribuirebbero alla riduzione della produzione di metano e dello stress nutrizionale correlato ad un’eccessiva concentrazione di gas nel rumine, conosciuto con il termine “bloat” (Patra et al., 2009).

Dopo le vitamine e gli acidi grassi, l’attenzione si è focalizzata sui polifenoli, in grado di svolgere molteplici azioni, fra cui la più significativa è quella antiossidante. Recentemente, alcuni studi si sono concentrati sulla valutazione di composti fitochimici quali saponine, tannini e oli essenziali in qualità di modificatori del rumine (Wallace et al., 2002; Calsamiglia et al., 2007; Hart et al., 2008; Kamra et al., 2008).

Diversi composti polifenolici hanno ricevuto attenzione, grazie alla loro dimostrata attività antiossidante in vari sistemi in vitro ed in vivo (Surai, 2014). Inoltre ad oggi appare abbastanza chiaro che l’impiego dei tannini nell’alimentazione dei ruminanti può rappresentare un’opportunità per migliorare le performance produttive degli animali e, contemporaneamente, implementare il valore nutrizionale dell’alimento destinato al consumo umano, ottimizzando anche il tasso di crescita, l’efficienza riproduttiva e riducendo il parassitismo gastro-intestinale (Mlambo et al., 2015).

I tannini sono composti polifenolici che, una volta ingeriti, hanno la proprietà di complessare le proteine della dieta portando alla formazione della frazione proteica non degradabile, con importanti effetti sull’equilibrio dell’ecosistema microbico ruminale. Oltre a proteggere le proteine dei mangimi dalla degradazione del rumine, giocano ruoli significativi nella prevenzione del “bloat” nei ruminanti, nella soppressione dei parassiti intestinali e nell’aumento dell’assorbimento di aminoacidi. Infatti, la formazione della frazione proteica non degradabile diminuisce la quota proteica a disposizione dei microrganismi con conseguenze inevitabili che riguardano i rapporti relativi fra i vari ceppi microbici e, quindi, il metabolismo ruminale in generale: dalla degradabilità dei carboidrati strutturali e non, alle bio-idrogenazioni degli acidi grassi insaturi (Getachew et al., 2008). In aggiunta, una dieta arricchita in tannini genera miglioramenti della composizione del latte essenzialmente in termini di arricchimento di acidi grassi polinsaturi.

L’uso dei composti fenolici nelle diete dei ruminanti è però poco utilizzato nell’allevamento di razze da latte rispetto a quelle da carne. Questo perché molte risorse alimentari alternative, contenenti composti fenolici, hanno un basso o medio valore nutrizionale, e il livello di nutrizione richiesto per gli animali da latte è decisamente più alto rispetto a quelli che producono carne. A tal proposito potrebbe trovare impiego l’utilizzo di mangimi fortificati. Tuttavia, esistono delle limitazioni all’utilizzo dei composti fenolici tal quali dovute alla loro instabilità, all’astringenza ed al sapore amaro. Inoltre i tannini, come gli altri composti polifenolici, sono solitamente sensibili all’ossigeno, alla luce, al calore ed agli enzimi e, l’esposizione a tali fattori, ne determina la perdita in attività.

Fang e Bhandari (2010) hanno riportato, ad esempio, che la somministrazione di tannini microincapsulati al posto dei tannini liberi ha permesso di by-passare il problema legato alla loro instabilità e al gusto amaro, migliorando anche la biodisponibilità di tali composti nel sito richiesto. Inoltre la microincapsulazione consente un rilascio mirato e controllato nel tempo e, come riportato da Putnam e Garrett (2005), quando gli estratti di tannino vengono rilasciati gradualmente per un periodo prolungato nel rumine, si ha un migliore utilizzo del composto da parte dei ruminati. Tale tecnica consentirebbe anche di arginare i problemi legati alla bio-idrogenazione degli acidi grassi della serie omega 3, che avvengono nel rumine come riportato da Lay et al. (2006). La microincapsulazione è stata descritta come il processo mediante il quale piccole particelle di un composto bioattivo (core) sono circondate da un rivestimento omogeneo o eterogeneo (shell) formando delle microcapsule. Gli ingredienti attivi vengono microincapsulati per ottenere diversi scopi quale, ad esempio, il mascheramento di sapori o colori sgradevoli, il prolungamento della durata di conservazione, la protezione contro l’ossidazione e rilascio graduale o controllato in un sito mirato (Valdés García et al., 2016). Lamicroincapsulazione è stata utilizzata nella somministrazione di antielmintici, farmaci antiparassitari, antibiotici, vitamine, amminoacidi e altri additivi alimentari per ruminanti. Tale applicazione ha mostrato diversi effetti positivi, tra cui anche la

riduzione della frequenza di somministrazione e riduzione al minimo degli effetti collaterali negativi come tossicità acuta, fluttuazione del pH del rumine o astringenza (Adejoro et al., 2018). In tale contento lo studio del microbiota ruminale svolge un ruolo essenziale per uno sviluppo fisiologico corretto dell’animale e per la capacità di trasformare carboidrati vegetali complessi e fibre indigeribili in alimenti ad altissimo valore biologico, quali la carne e il latte. Una migliore comprensione del sistema gastrointestinale dei ruminanti, e in particolare del metabolismo microbico ruminale, concorre in maniera determinante a ottimizzare l’efficienza e la sostenibilità delle produzioni zootecniche. Recenti studi hanno, infatti, dimostrato in vacche l’associazione di alcuni taxa microbici con l’efficienza di utilizzazione degli alimenti e la produzione e la composizione del latte (Hernandez-Sanabria et al. 2012; Jami et al. 2014, Jenkins e McGuire 2006). Inoltre studi di metabolomica e metagenomica del liquido ruminale hanno confermato che la dieta ha un effetto sulla composizione del microbiota ruminale (Saleem et al. 2012; Henderson et al. 2015; Mao et al. 2015).

A questa tendenza focalizzata sull’utilizzo di composti bioattivi, va associato il crescente interesse per la valorizzazione degli scarti e sottoprodotti alimentari che ha portato, negli ultimi anni, ad una aumento delle ricerche volte all’identificazione del contenuto in sostanze fitochimiche e composti bioattivi in essi presenti. Tale interesse è giustificato dai potenziali effetti benefici di tali composti legati alle loro proprietà antiossidanti, anti-infiammatorie e antibatteriche.

La valorizzazione degli scarti rinvenienti dalla prima lavorazione e trasformazione di prodotti agricoli (SPA) è una problematica di grande rilievo, soprattutto per quei prodotti che presentano nelle parti asportate composti che hanno un elevato potenziale dal punto di vista bioattivo se introdotti nel ciclo alimentare. Le lenticchie rappresentano un prodotto tipico delle aree marginali d’Italia e l’interesse verso questo produzioni è crescente, al punto tale che cominciano ad essere coltivate anche in aree non marginali in irriguo. Pertanto, anche le produzioni di scarti ottenuti dalla decorticatura della lenticchia, assumono rilievo ai fini del possibile recupero. La messa a punto di tali macchine decorticatrici multistadio, in grado di poter fornire materiali di scarto di diverso livello qualitativo e differenti livelli di composizione, consentirebbe così disporre di materiali utilizzabili a fini alimentari zootecnici che, contenenti prodotti bioattivi, consentirebbero di migliorare sensibilmente le caratteristiche qualitative del latte prodotto ai fini della caseificazione. I tegumenti esterni ottenuti dalla decorticazione di legumi, quali lenticchie (operazione unitaria finalizzata allo scopo direndere più digeribili le lenticchie) sebbene rappresentino una piccola percentuale dell’intero seme di lenticchia (8-11%), sono un’ottima fonte, oltre che di fibre, anche di composti polifenolici antiossidanti, quali proantocianidine, la cui concentrazione stimata è risultata pari a 3 mg/g nel tegumento delle lenticchie (Duenas et al., 2003, 2006). I polifenoli nelle lenticchie sono infatti localizzati prevalentemente nel tegumento esterno (Duenas et al., 2003). La composizione quali-quantitativa di tali composti è peraltro variabile, in funzione della varietà e tipologia di legume considerata. L’arricchimento di prodotti lattiero-caseari con molecole antiossidanti, derivate da matrici vegetali, sta destando l’attenzione della comunità scientifica (Lamothe et al., 2014) e dall’industria alimentare. Un arricchimento del prodotto come effetto dell’alimentazione dell’animale da latte con molecole bioattive, fornite in modo da arrivare inalterate nell’apparato digerente, contribuirebbe, invece, a un duplice obiettivo: al benessere dell’animale e ad aumentare il potere antiossidante del latte munto, grazie al suo aumentato valore funzionale (Sepe et al., 2011).

Il mercato dei mangimi presenta una notevole varietà di prodotti arricchiti (in vitamine, acidi grassi essenziali) ma pochi risultano quelli arricchiti in fenoli microincapsulati e di origine naturale, dalle svariate funzioni, fra cui l’elevato potere antiossidante. Su questa linea si inserisce il progetto di ricerca, e la fonte di polifenoli di origine naturale utilizzata, è uno scarto dell’industria agroalimentare, attualmente non sfruttato per il suo effettivo valore.

Bibliografia

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