Introduzione

La necessità di aumentare “precisione” nel gestire la produzione del latte è aumentata negli ultimi anni, in risposta alle esigenze di crescita e di efficienza (Rutten et al., 2013 ). Oggi il campionamento sistematico e l’analisi delle componenti del latte vengono eseguite utilizzando la spettrografia Fourier Transform Infrared tradizionale ( FTIR ) spettrografia nella fase umida del latte da parte delle aziende lattiero-casearie per il calcolo dei prezzi e con la finalità di gestione dell’allevamento. Come l’agricoltura di precisione da latte continua ad evolvere le misure saranno probabilmente condotte online ad ogni mungitura in molti sistemi di produzione. La tecnica FTIR può essere utilizzata per rilevare le componenti di latte; per esempio, gli acidi grassi del latte, il lattosio, le proteine ​​del latte, e così via ( Soyeurt et al., 2006 ; . Kaylegian et al, 2009 ; . Rutten et al, 2013 ). Tuttavia, una misurazione FTIR di componenti minori nei campioni di latte è limitata dalle basse concentrazioni di molecole. Di conseguenza, una fase di essiccamento iniziale prima dell’ analisi FTIR, cioè l’esecuzione di analisi FTIR su film di latte in polvere, è stata utilizzata per abbassare i limiti di rivelazione e fornire più certe previsioni di componenti del latte come gli acidi grassi ( Afseth et al., 2010 ). La Dry-FTIR pellicola ha il potenziale per essere automatizzato e inserito in ambienti industriali come ad esempio in laboratori aziendali del latte o come parte di sistemi di mungitura automatici per fornire agli allevatori informazioni in tempo reale sulla singola bovina per la composizione del grasso del latte ( Afseth et al. 2010 ). In precedenza, l’uso della spettroscopia infrarossa liquida di latte è stato utilizzata per fornire in tempo reale analisi in linea della composizione del latte in allevamento, con risultati promettenti ( Kawasaki et al., 2008). Lo svolgimento di studi su larga scala sulla efficacia di FTIR in diverse condizioni di allevamento è difficile, poiché i campioni di latte esaminati devono essere freschi, perché il trasporto e la capacità del laboratorio aumentano le esigenze di costo e logistiche considerevolmente. Pertanto, stabilire se i campioni possono essere congelati e gli acidi grassi si conservano adeguatamente è di importanza nello sviluppo di questa tecnologia. Le performance riproduttive della vacca da latte sono diminuite nel corso dell’ultimo mezzo secolo e sono considerate un serio problema nel settore lattiero-caseario ( Lucy 2001 ). La diagnosi precoce di vacche sub-fertili potrebbe migliorare sia l’efficienza riproduttiva e la gestione delle risorse, consentendo alla singola bovina di ricevere interventi mirati ( Dobson et al., 2007 ). Le performance riproduttiva della vacca da latte possono essere misurate fenotipicamente (ad esempio l’interparto) o endocrinologicamente come ad esempio l’intervallo tra il parto e la ripresa dell’attività ovarica ( OLA )( Reale et al., 2000 ). Il vantaggio di queste ultime misure è che esse non sono confuse da decisioni in materia di gestione dell’allevamento, come il periodo di attesa volontaria e metodi di estro-rilevamento. Così, OLA fornisce un’ illustrazione più chiara del potenziale della capacità riproduttiva. Sistemi agricoli di precisione hanno a lungo cercato di sviluppare un test “vacca-side” per monitorare e prevedere, la capacità riproduttiva delle vacche da latte. Ciò è stato parzialmente raggiunto e automatizzato nel sistema di Herd Navigator di DeLaval che ha la capacità di misurare il progesterone (Herd Navigator, DeLaval, Tumba, Svezia). Quasi tutte le vacche da latte sperimenteranno negativo bilancio energetico ( NEBAL ) nel post-partum ( Bauman e Currie, 1980 ). Tuttavia, quando il NEBAL è grave e prolungato è probabile che ciò incida sulla fertilità ( Butler 2003 ). Esiste un’associazione tra NEBAL e la capacità riproduttiva ( Reksen et al., 2001 ) , la composizione del latte e il NEBAL ( Reksen et al., 2002 ). Una precoce ripresa dell’attività ovarica dopo il parto è associata ad una maggiore probabilità di gravidanza nei primi interventi fecondativi e quindi un minor intervallo tra il parto e il concepimento ( Darwash et al, 1997a. , Galvão et al, 2010. ). In generale le bovine con il NEBAL hanno una percentuale di grasso del latte più elevato e una bassa percentuale di proteine rispetto a quelle in bilancio energetico positivo ( Grieve et al., 1986 ; . Duffield et al, 1997 ; de Vries e Veerkamp 2000 ). Di conseguenza, il grasso del latte, il rapporto grasso-proteine ​​( MFPR ) vengono utilizzati per identificare le vacche a rischio di malattie metaboliche e sub-fertilità nel periodo post-partum ( Grieve et al., 1986 ; Geishauser et al., 1998 ; Heuer et al., 1999 ).Tuttavia un recente studio di popolazione ha trovato che il solo MFPR è un fattore di rischio insufficiente per la fertilità ( Madouasse et al., 2010a ). Tuttavia, perché gli acidi grassi del latte (FA) hanno origini diverse, essi sono potenzialmente in grado di fornire ulteriori informazioni sullo stato metabolico di una bovina piuttosto che una misura del grasso del latte generalizzata ( Bauman e Griinari, 2001 ; . Bauman et al, 2006 ). Pertanto, essi possono essere più utili per prevedere e diagnosticare bovine sub-fertili. Risultati promettenti sono stati osservati con l’utilizzo dei profili degli acidi grassi per predire la chetosi subclinica ( Van Haelst et al., 2008 ).  I dati di composizione del grasso del latte potrebbero essere utilizzati per identificare bovine ad aumentato rischio di sub-fertilità o di altre condizioni legate allo stress metabolico e ciò può motivare azioni metafilattiche tempestive per affrontare il problema a livello individuale o collettivo di mandria. Gli obiettivi di questa ricerca erano prima di per verificare la fattibilità di effettuare analisi FTIR a secco su pellicola su campioni di latte congelati e secondo per determinare la relazione tra OLA e bilancio energetico, MFPR e singoli acidi grassi del latte utilizzando dry-film FTIR.

Abrstract

Per studiare la fattibilità se gli acidi grassi del latte possono essere predittori d’ inizio dell’attività luteinica (OLA) sono state analizzate 87 lattazioni di 73 bovine Rosse norvegesi sane .E’ stata verifica la possibilità di utilizzare campioni di latte congelati per dry-film per la trasformata di Fourier a raggi infrarossi (FTIR) .Sono statti raccolti  campioni di latte della mattina tre volte alla settimana (Lunedi, Mercoledì, Venerdì) per le prime 10 settimane di lattazione (WIM). A questi campioni è stato aggiunto bronopol (2-bromo-2-nitropropano-1,3-diolo) prima di essere congelati a -20 ° C. Una volta scongelati sono stati analizzati mediante ELISA e quantificata la concentrazione di progesterone mentre la concentrazione degli acidi grassi del latte C4 : 0, C14: 0, C16: 0, C18: 0, e cis -9 C18: 1, espressi come percentuale del contenuto totale di acidi grassi del latte, con dry-film FTIR. L’inizio dell’attività luteinica è stata definita come il primo giorno che la concentrazione di progesterone del latte è > 3 ng/ml per 2 misure successive. Della popolazione in studio è stata classificata come OLA precoce o in ritardo , utilizzando il valore mediano di 21 DIM come cutoff. Altri campioni di latte sono stati raccolti 6 volte a settimana, dalla mungitura del mattino e del pomeriggio. Questi campioni sono stati raggruppati per settimane di lattazione e un campione proporzionale è stato analizzato fresco per grassi, proteine e il contenuto di lattosio da parte della società lattiero-casearia Tine SA, utilizzando tradizionali spettrografia FTIR sull’umido. I calcoli del bilancio energetico giornaliero sono stati eseguiti su 42 lattazioni. Gli animali che hanno avuto un ritardo di OLA hanno avuto un bilancio energetico più negativo nelle settimane 1, 3, 4, e 5 e le maggiori differenze sono state viste nella terza e quarta settimana dopo il parto. Una più alta proporzione di acidi grassi a media catena (C14: 0 e C16: 0) è stata rilevata nella prima settimana sia nelle bovine con ritardata e precoce ripresa dell’attività ovarica. Nella quarta settimana una maggiore percentuale di C16:0 è correlata con un ritardo dell’ OLA, con il 74% di sensibilità e specificità dell’80%. La proporzione degli acidi grassi a catena lunga come il C18: 0 e cis -9 C18: 1 erano più bassi nelle bovine con precoce Ola rispetto a quelle tardive. Sono state rilevate maggiori differenze nelle settimane 4 e 5. Differenze di concentrazioni di cis 9 C18: 1 sono stati osservati nella prima settimana di lattazione. Nessun rapporto è stato visto tra OLA e le concentrazioni del latte delle proteine ​​o grassi o tra OLA e il grasso del latte e il suo rapporto con le proteine. Le differenze nelle proporzioni degli acidi grassi tra i 2 gruppi sono più probabilmente dovute a differenze di bilancio energetico. Lo studio dimostra che i campioni di latte congelati possono essere testati per gli acidi grassi mediante spettroscopia FTIR e che la spettroscopia FTIR su latte può essere utilizzato per fornire informazioni in tempo reale sulla funzione riproduttiva delle singole bovine A.D. Martini ed altri.

Fonte: The relationship between fatty acid profiles in milk identified by Fourier transform infrared spectroscopy and onset of luteal activity in Norwegian dairy cattle.

J.Dairy Sci. ( 2015) 98:5374-5384