Gli alimenti concentrati sono spesso processati industrialmente al fine di facilitare la conservazione e la somministrazione in azienda. E’ noto che l’uso di mangimi pellettati non in associazione al piatto unico diminuisce il pH ruminale e può ridurre l’ingestione di alimento e la produzione lattea. Si può ipotizzare che la compromissione dell’ambiente ruminale sia causata dal comportamento intra-ruminale dei pellet e che questo possa essere influenzato dalle tecniche di produzione del pellet stesso. Il processo tecnologico subito dalle materie prime può modificare la velocità ed il grado di digestione degli amidi e delle proteine a livello ruminale e può rappresentare uno strumento importante per alterare la ripartizione di amido e proteina nelle diverse sezioni del tratto gastroenterico.
L’estrusione è un processo tecnologico ad alta temperatura (80-200°C) di breve durata che implica modificazioni fisiche e chimiche dei componenti delle materie prime, soprattutto amido e proteina. Tuttavia l’effetto delle diverse tecniche di lavorazione delle materie prime sulla cinetica di degradazione ruminale dei diversi nutrienti sono scarse. Lo scopo di questo studio è stato indagare le cinetiche di degradazione ruminale di diversi concentrati e loro mix dopo differenti processi di lavorazione. Si ipotizzava che 1) la lavorazione convenzionale in pellet incrementasse la degradabilità dell’amido ma diminuisse quella della proteina; 2) l’estrusione avesse effetti maggiori rispetto alla trasformazione in pellet; 3) l’aggiunta di vapore durante il processo di estrusione potenziasse gli effetti precedenti.
Si consideravano 6 mangimi concentrati: 100% grano; 100% mais; 50% grano + 50% farina di soia (SBM); 50% mais + 50% SBM; 50% grano + 50% polpe di barbabietola (SBP); 50% mais + 50% SBP. Tutti i composti sono stati lavorati sia come pellet convenzionale, con vapore (81°C), sia tramite estrusione attraverso due distinte procedure, al fine di ottenere un estruso ad alta e bassa densità: la bassa densità era ottenuta tramite aggiunta di vapore a 115°C durante la fase di espansione, mentre l’alta densità era raggiunta tramite raffreddamento delle camere di espansione ad un massimo di 90°C. Si utilizzavano 3 Holstein danesi con cannula ruminale e 3 Holstein danesi con cannula duodenale ed ileale, al fine di raccogliere dati diretti sulla degradabilità dei diversi composti.
Per tutti i tipi di concentrato, la trasformazione in pellet aumentava la frazione di amido digerita. Sia il pellet sia l’estruso (con maggiore effetto di quest’ultimo) miglioravano la degradabilità effettiva dell’amido (ESD) nei mangimi composti da mais. La ESD invece diminuiva in quelli dove era presente grano. L’uso combinato del vapore permetteva di incrementare la ESD dei mangimi a base di mais.
La degradabilità della proteina era ridotta in caso di estrusione e resa in pellet dei prodotti a base di grano; con il mais in purezza si otteneva effetto opposto, soprattutto per l’estrusione con associazione di vapore. Nei prodotti contenenti SPB si osservava un effetto positivo dell’estrusione della EPD; al contrario questa diminuiva nei mangimi a base di grano, grano + SBM e mais + SBM.
Nei concentrati ad alto contenuto di NDF (grano + SBP e mais + SBP) la lavorazione in pellet non influiva sulla degradabilità ruminale della NDF. L’unico effetto positivo si osservava sull’estrusione ad alta densità dei prodotti a base di mais + SBP.
Il tasso di degradazione della proteina grezza in tutto il tratto gastroenterico (totale) era maggiore per il grano in seguito ad estrusione sia a bassa sia ad alta densità. Nel mais e nel mais + SBM non si riportavano effetti , mentre vi era incremento della degradazione totale della proteina grezza nel caso del mais + SBP.
Si suppone che tra i fattori che influenzano la gelatinizzazione e dunque la digeribilità dell’amido, i più importanti sono il tenore in umidità e la temperatura. L’aumento della ESD nel mais e nei mangimi composti da mais in seguito ai trattamenti tecnologici progressivamente più incisivi (farina < pellet < estruso ad alta densità < estruso a bassa densità) conferma tale ipotesi. Lo studio dimostra che i processi tecnologici influenzano maggiormente la ESD nel mais e nei suoi composti piuttosto che nel grano e suoi mix. L’amido di grano presenta degradabilità maggiore rispetto al mais; nel mangimi composto da solo grano o nel mix di grano + SBP l’effetto minore operato dalle lavorazioni industriali potrebbe essere dovuto alle reazioni tra amido e fibra (abbondante nella SBP).
La lavorazione in pellet riduceva la EPD nel prodotto contenente solo grano ma non vi erano ulteriori differenze con l’aggiunta di vapore, al contrario dei prodotti a base di mais. Probabilmente le interazioni tra la matrice proteica e l’amido sono responsabili degli effetti differenti osservati nei due prodotti. Il maggior grado di protezione della proteina dalle fermentazioni ruminali si otteneva a basse temperature nel caso del grano, piuttosto che per SBM. L’utilizzo di calore e di vapore durante l’estrusione riduceva la EPD sia nel prodotti a base di cereali sia in quelli a maggior contenuto di proteine, ad indicare che l’alto contenuto di proteina della SBM probabilmente mascherava l’effetto dell’estrusione sulla proteina del mais.
Sebbene la EPD diminuiva in seguito a lavorazione nei mix cereale-fonte proteica, l’estrusione tendeva a migliorare la EPD nei mix cereali-fonte di fibra, soprattutto nei prodotti a base di mais. Questo effetto potrebbe essere dovuto alla combinazione tra migliore solubilità della proteina e incremento della velocità di degradazione. Si potrebbe ipotizzare che più è intenso il processo di estrusione più la fonti azotate non proteiche divengono solubili e disponibili per l’assorbimento, ma i dati disponibili non sono sufficienti a verificare tale ipotesi.
La digeribilità intestinale della proteina non sembrava diminuire in seguito ad estrusione nei mix cereali-fonte proteica nonostante la diminuzione della EPD; tale osservazione potrebbe suggerire che in base al tipo di cereale e mix impiegati, la lavorazione convenzionale in pellet e l’estrusione possono migliorare la digeribilità intestinale della proteina, sebbene l’entità del miglioramento sia di importanza secondaria.
La lavorazione tecnologica non sembrava influire sulla digeribilità della NDF, anche nei concentrati a contenuto di fibra minore (<10% di NDF sulla sostanza secca); tuttavia, l’estrusione senza aggiunta di vapore migliorava la degradabilità della NDF nei mix a base di mais e fonti di fibra. Generalmente il trattamento termico incrementa la solubilità della fibra. Non è ancora chiara la ragione per cui nel presente studio l’utilizzo di vapore in fase di estrusione non ne aumentava la degradabilità.
In conclusione, gli effetti dei trattamenti tecnologici sulla degradabilità dell’amido e della proteina erano altamente dipendenti dalle condizioni applicate al processo (temperatura e tenore in umidità); alte temperature miglioravano la degradabilità dell’amido nella maggior parte dei concentrati ed al contempo diminuivano la digeribilità ruminale della proteina. I risultati erano influenzati anche dal tipo di materia prima utilizzata e ciò suggerisce l’importanza di successivi studi che indaghino i complessi effetti delle associazioni tra materie prime e processi tecnologici impiegati.
Effect of conventional and extrusion pelleting on in situ ruminal degradability of starch, protein, and fibre in cattle
Razzaghi A. et al.
Livestock Science 185 (2016) 97-105
