Progetto Milkyway, più formaggio con meno latte

Le opportunità aperte da una nuova tecnologia che, valutando le proprietà ottiche del latte appena munto, seleziona durante la singola mungitura il latte più idoneo alla caseificazione da quello con scarse caratteristiche casearie

latte

L’obiettivo del nutrizionista in fase di formulazione di una razione per vacche da latte è arrivare ad una razione in grado di massimizzare l’ingestione del gruppo di animali, assicurare una buona funzionalità ruminale e nel contempo massimizzare la produzione di latte. La produzione di latte come media di gruppo è da sempre la variabile considerata in fase di valutazione dell’apporto alimentare, talvolta affiancata da misure di efficienza come kg di latte prodotto per kg di sostanza secca ingerita o il reciproco intesa come efficienza di conversione.

Tuttavia, come termine di confronto il latte prodotto andrebbe sempre corretto per il contenuto energetico (lipidi) e proteico. Diversi fattori influiscono sulla produzione e sul contenuto energetico del latte, tra i quali possiamo elencare la base genetica dell’animale, lo stato di sviluppo e la longevità, la digeribilità degli alimenti utilizzati ed il metabolismo animale, l’ingestione potenziale. Fattori in grado di influire sull’efficienza alimentare e sulla ritenzione azotata, con importanti ricadute sull’ambiente, aspetto sempre più importante in allevamento animale.

Il contenuto proteico della razione

A tal proposito, l’eccesso del contenuto proteico delle razioni è spesso indicato come fattore determinante l’aumento dell’escrezione azota nelle deiezioni. Se da un lato, a parità di digeribilità esiste una relazione lineare tra l’azoto ingerito e la presenza di azoto escreto nelle urine con una contemporanea riduzione del contenuto azotato nel latte, dall’altro si assiste ad un aumento della massa di proteine per il totale del latte prodotto.

Di fatto un aumento del titolo proteico della razione migliora la digeribilità della sostanza organica, dell’NDF e l’ingestione di sostanza secca da foraggi e quindi risulta strategico regolare il giusto apporto di proteina degradabile a livello ruminale, in grado di assicurare una buona funzionalità dei batteri fibrolitici e massimizzare la produzione di latte.

Un titolo proteico della razione inferiore al 14% potrebbe indurre a carenze di proteine degradabili a livello ruminale con conseguente diminuzione della digeribilità della componente NDF dei carboidrati (Hristov e coll., 2014).

Un indicatore dell’efficienza azotata della razione fornita all’animale è il valore di urea nel latte prodotto. Misura che, anche se affetta da incertezza di analisi variabile da laboratorio a laboratorio, quando valutata intra laboratorio su latte di massa e nel contesto della produzione di latte e periodo fisiologico dell’animale/mandria, può suggerire un eccesso proteico o squilibrio amminoacidico e/o carenza energetica della razione.

Questa informazione è ancora più importante alla luce della relazione tra urea e proteina prodotta nel latte o azoto eliminato come urea nelle urine. Il trasferimento della proteina alimentare a proteina vera nel latte diventa quindi importante, particolarmente in considerazione dell’incidenza degli alimenti proteici presenti in razione sul costo di produzione del latte, ma anche per l’ambiente in quanto l’azoto nelle deiezioni, se non adeguatamente gestito, può contaminare direttamente sia l’acqua che il suolo, contribuire alla formazione di N2O (potente gas serra) e alla liberazione di ammoniaca nell’aria.

Gli amminoacidi

Risulta quindi importante, in fase di razionamento, un’adeguata stima del fabbisogno proteico ed energetico dell’animale e/o gruppo di animali da razionare. In termini di apporti azotati, il fabbisogno per l’animale non va limitato al semplice contenuto proteico ma all’apporto di amminoacidi, le unità necessarie all’animale per la sintesi proteica.

Esistono indicazioni in merito per lisina e metionina, integrate a vario livello nei programmi di razionamento. Tuttavia altri amminoacidi si candidano come essenziali per la produzione di latte e, causa la presenza dei prestomaci, la stima del flusso duodenale di amminoacidi in un ruminante non risulta di facile attuazione rispetto a un monogastrico. Tale flusso presenta una componente di origine alimentare ed una componente di origine microbica, quest’ultima influenzata dal grado di fermentescibilità dei carboidrati presenti in rumine e dall’attività microbica in grado di organicare azoto ammoniacale liberato in rumine od apportato con la dieta.

Tuttavia, a differenza di un monogastrico, in un ruminante il flusso duodenale di amminoacidi presenta inoltre una componente endogena, anche oltre il 20%, che non rappresenta quindi un netto per l’animale ma in realtà un ricircolo di amminoacidi nel digerente, prelevati da un pool di amminoacidi disponibili ed assorbiti dall’animale ma sottratti ad altri utilizzi produttivi (Lapierre e coll., 2006).

La rilevanza di questo ricircolo è avvalorata dal fatto che esiste una differenza di pattern amminoacidico delle componenti della proteina entrante l’intestino, alimentare non degradata e microbica, quest’ultima più simile alla proteina del latte (Lapierre e coll., 2009).

La stessa composizione amminoacidica degli alimenti utilizzati in razionamento è spesso trascurata, facendo riferimento a valori tabulati e non contestualizzati al nostro areale di produzione (concimazioni, disponibilità idrica e condizioni ambientali di crescita della pianta). La valutazione della composizione amminoacidica della componente proteica può essere fatta con tecnologia Nir (l’Istituto di scienze degli alimenti e della nutrizione dell’Università Cattolica di Piacenza ha sviluppato curve di calibrazione per singoli amminoacidi in diverse materie prime di comune utilizzo in monogastrici) anche se una valutazione chimica (amino acid analyser) rimane l’analisi di riferimento.

Al momento per composizione amminoacidica della componente proteica by-pass si considerata il pattern amminoacidico dell’alimento di partenza, una situazione che potrebbe non trovare corrispondenza nella realtà della fisiologia ruminale.

La ghiandola mammaria

Una volta assorbiti, tra i principali utilizzatori degli amminoacidi troviamo la ghiandola mammaria ed i tessuti splancnici. Questi ultimi rappresentati dal fegato e dagli organi viscerali collegati alla vena porta (digerente, milza, pancreas e grasso mesenterico) rappresentano circa il 10% in peso dell’animale ma il 50% in termini di consumo di ossigeno e sintesi proteiche corporee.

Nei confronti degli amminoacidi il fegato evita principalmente condizioni di eccessi a livello ematico mediante sintesi di proteine plasmatiche e catabolismo di amminoacidi, principalmente non essenziali, per la sintesi di glucosio. Di fatto, gli apporti post-fegato di alcuni amminoacidi (istidina, metionina, fenilalanina, tirosina, triptofano) si avvicinano al fabbisogno della mammella, mentre per altri amminoacidi (isoleucina, leucina, valina e lisina) l’effetto di regolazione ematica del fegato risulta scarso concedendo concentrazioni ematiche superiori ai fabbisogni della mammella (Lapierre e coll., 2012).

Per quest’ultimo gruppo di amminoacidi la captazione da parte della ghiandola mammaria è superiore a quanto ritrovato nelle proteine del latte e può variare (esempio leucina con aumento dei fenomeni ossidativi) o non (arginina, treonina) con il variare dell’apporto proteico. In quest’ultimo caso l’eccesso amminoacidico di amminoacidi essenziali è smistato a favore della sintesi di amminoacidi non essenziali, risparmiando amminoacidi non essenziali per altri processi (gluconeogenesi, fonte di energia) in altri tessuti a supporto della lattazione (Lapierre e coll., 2012).

Precision feeding

Un aumento di produzione di latte può significare diluire i costi di mantenimento, tuttavia la selezione genetica mirata alla produzione di latte ha anche portato ad un aumento del peso degli animali (maggior costi di mantenimento) e ad un aumento delle potenzialità di ingestione che potrebbe portare ad una minor digeribilità degli alimenti ingeriti. Aspetti importanti in considerazione della relazione non lineare tra ingestione di energia metabolizzale e trasferimento di energia nel latte.

L’obiettivo è quindi quello di formulare una dieta commisurata al fabbisogno dell’animale, in termini di energia e apporto amminoacidico a livello intestinale, in grado di massimizzare la produzione di latte in un’ottica di “precision feeding” (alimentazione di precisione).

La produzione giornaliera di latte tuttavia non dovrebbe distrarre il nutrizionista da altri indicatori di efficienza della mandria che, se non adeguatamente considerati, potrebbero a medio/lungo termine agire da detrattori con aumento delle spese dirette ed indirette. Così, se una dismetabolia ruminale può incidere come un costo diretto per far fronte all’evento, dall’altro può rappresenta anche una voce di spesa indiretta per l’effetto negativo sulla futura produzione di latte e quindi un mancato reddito. Ed è appunto qui che prima o poi si arriva, ossia all’equazione latte prodotto = reddito.

Tralasciando per un attimo il nostro bicchiere di latte, che ci può apparire mezzo pieno o mezzo vuoto in base a tanti fattori tra i quali le condizioni di mercato e l’esposizione dell’azienda per il reperimento delle materie prime, una domanda è lecita: stiamo utilizzando correttamente il latte prodotto con tanto sforzo?

Ovvero, la destinazione commerciale per quel latte è quella che massimizza il profitto oppure esistono soluzioni alternative in grado di garantirci un migliore profitto marginale?

Studiato su oltre 800 vacche

L’applicazione della tecnologia può rappresentare una via per valorizzare il latte, che già viene prodotto in allevamento, attraverso un utilizzo alternativo di una sua parte, con incremento del profitto marginale per litro di latte. Nell’ambito del progetto, condotto su allevamenti pilota per un totale di oltre 800 vacche in mungitura, l’Università Cattolica si occupa di due aspetti: ottimizzazione degli alimenti e valutazione dell’impatto ambientale del latte prodotto per caseificazione. L’ottimizzazione degli alimenti parte da una valutazione degli alimenti/concentrati utilizzati in razionamento, con particolare riferimento alla composizione amminoacidica della componente proteica.

In sinergia con la ditta fornitrice del concentrato proteico, l’applicazione dei risultati ottenuti in sede di analisi permette eventuali modifiche al mangime fornito agli animali, formulando razioni sulla base del fabbisogno per la qualità del latte prodotto, valutato non solo come contenuto di grasso e proteine, ma sulle proprietà casearie.

Il latte separato e destinato alla caseificazione ha una composizione in macro componenti differente al latte di partenza che potrebbe avere conseguenze in fase di caseificazione. Questo aspetto è affrontato nel progetto con prove di caseificazione, in condizioni reali di caseificio, del latte separato per la caseificazione.

Mediante la Lca

La valutazione dell’impatto ambientale in conseguenza dell’adozione innovativa in fase di mungitura, dell’ottimizzazione ambientale e delle misure adottate in fase di caseificazione è operata attraverso un’analisi del ciclo di vita (Lca) per la produzione di formaggio. La Lca è una metodologia standardizzata, finalizzata a valutare il potenziale impatto che un prodotto o un servizio può avere sull’ambiente. Si basa sulla modellazione di tutte le fasi: dalla produzione delle materie prime fino allo smaltimento degli imballaggi. Grazie a tale approccio, è possibile tenere in considerazione l’effetto di un potenziale trasferimento di alcuni impatti tra diverse fasi della filiera, che sarebbe trascurato nel caso in cui l’analisi ambientale riguardasse una sola fase della filiera.

Nell’ambito del progetto MilkyWay, l’Università Cattolica si sta occupando della realizzazione della Lca sulla base delle informazioni relative alla gestione dell’allevamento e del caseificio, raccolte in collaborazione con gli altri partner del progetto. I risultati permetteranno di verificare le stime preliminari sui benefici ambientali associati all’utilizzo del sistema di classificazione del latte in linea. Inoltre sarà calcolato il “risparmio” di gas a effetto serra, di suolo e di risorsa idrica ottenibile con la produzione di un kg di formaggio da latte separato rispetto alla produzione tradizionale.

(*) Gli autori sono dell’Università Cattolica del Sacro Cuore di Piacenza.

 

L’articolo completo è pubblicato su Informatore Zootecnico n. 14/2016

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