L’insilamento permette la conservazione del foraggio tramite un processo di acidificazione del prodotto umido ottenuta per fermentazione anaerobica. L’insilato è quindi un mangime fermentato che può essere somministrato ai ruminanti o utilizzato come materia prima per biocarburanti per digestori anaerobici (Kalač, 2011).

L’anaerobiosi è la condizione più importante che deve essere assicurata durante il processo di insilamento (Kung et al., 2018). In condizioni anaerobiche, la crescita dei batteri lattici è supportata a scapito di altri microrganismi che competono per i nutrienti disponibili, in particolare carboidrati idrosolubili.

Di conseguenza, la produzione di acido lattico o, in misura minore, di acido acetico aumenta l’acidità del foraggio insilato, impedendo la crescita di microrganismi sfavorevoli e il verificarsi di fermentazioni indesiderate (McDonald et al., 1991).

I parametri più comunemente utilizzati nella valutazione della qualità della fermentazione dell’insilato sono il pH, le concentrazioni dei principali acidi organici, pochi alcoli, azoto ammoniacale e conteggi di popolazioni microbiche specifiche (Kung et al., 2018).

Tuttavia, l’insilamento è un processo molto complesso e un gran numero di composti organici volatili potrebbe essere generato come risultato di specifici processi fermentativi.

Hafner et al. (2013) hanno esaminato la maggior parte degli articoli pubblicati dal 1974 al 2012 che utilizzavano i composti volatili nella valutazione dei processi di fermentazione che si verificano durante l’insilamento, discutendo come i principali composti rilevati nell’insilato potessero essere attribuiti a quattro categorie principali, ovvero alcoli, aldeidi, esteri e chetoni (Chemlová et al., 2009, Daniel et al., 2013, Weiss, 2017).

Pertanto, è recentemente cresciuto l’interesse per lo sviluppo di metodi analitici basati sulla cromatografia gassosa (GC) per la determinazione del profilo di tali composti volatili degli insilati (Weiss e Sommer, 2012, Weiss et al., 2016, Gomes et al., 2019), così come il loro utilizzo nello sviluppo di indici di qualità fermentativa per valutare la qualità complessiva del foraggio insilato (Gallo et al., 2016b, Andrighetto et al., 2018, Tharangani et al., 2021).

I composti organici volatili (in inglese VOC) sono prodotti della fermentazione e possono essere quindi utilizzati per valutare la qualità dei foraggi insilati. Uno studio pubblicato dal Sigolo et al. (2023) sulla rivista “Animal Feed Science and Technology” ha monitorato le concentrazioni di VOC nell’insilato e nell’haylage mediante sistema analitico GC/FID, applicando successivamente statistiche multivariate (PCA non supervisionata) per delineare potenziali correlazioni tra i diversi prodotti di fermentazione.

L’analisi ha permesso di identificare e quantificare 46 composti mediante il sistema GC/FID in una singola corsa cromatografica. I coefficienti di variazione medi di ripetibilità e riproducibilità ottenuti su soluzioni standard, composte da 0.1 mL/L di ciascun VOC (soluzione A) o acidi grassi volatili (VFA, soluzione B), erano rispettivamente di 0.028 e 0.017 (valore assoluto). I coefficienti di variazione medi di ripetibilità e riproducibilità ottenuti su campioni di insilato erano rispettivamente 0.026 e 0.027. I valori medi di recupero ottenuti sulle soluzioni standard a diversi livelli di concentrazione dei composti erano compresi tra 0.95 e 1.04 (valori assoluti) e non è stato osservato alcun effetto della concentrazione dell’analita sul recupero.

Dopo analisi multivariata sull’intero database, sono stati mantenuti 7 fattori che hanno spiegato lo 0.50 della variabilità totale. I fattori sono stati interpretati per i loro significati biologici, in base ai valori di coefficienti (loading plot) di ogni VOC su ciascuna struttura latente estratta.

L’insilato di erba medica e l’insilato di loietto erano caratterizzati da contenuti più elevati di acidi valerico e butirrico, metil- ed etil-butirrato, 2,3-butaneldiolo, 1-butanolo e 2-butanolo rispetto agli altri prodotti fermentati.

Ad eccezione dell’insilato di colture vegetali miste, tutti i prodotti fermentati contenenti leguminose presentavano livelli più elevati di 2-metil-1-propanolo, 2-metil-1-butanolo, 3-metil-1-butanolo, 2-feniletanolo e metanolo e contenuti inferiori di etanolo, lattato di etile e acetato di etile rispetto agli altri prodotti fermentati.

L’insilato contenente colture erbacee presentava livelli più elevati di acido acetico e lattico e 1,2-propandiolo rispetto agli altri prodotti esaminati. La maggior parte dei prodotti fermentati esaminati era caratterizzata dalla presenza di 2-metil-propionaldeide e 2-metil-butirraldeide.

L’insilato di erba medica e l’insilato di loietto erano caratterizzati da composti volatili associati a fermentazioni da parte di enterobatteri, bacilli e clostridi.

Le colture di leguminose, ad eccezione dell’insilato di colture miste, erano caratterizzate da livelli più elevati di VOC, verosimilmente correlati a lieviti ed attività LAB eterofermentative facoltative, e da livelli più bassi di VOC derivanti dall’attività dei lieviti rispetto agli altri insilati.

Nell’insilato di erba, mais e sorgo si è verificata la presenza di VOC legata alla fermentazione LAB eterofermentative obbligate e facoltative. È stata osservata un’attività clostridica negli insilati di sorgo. Quindi, la maggior parte dei prodotti fermentati studiati è stata caratterizzata da 2-metil-propionaldeide e 2-metil-butirraldeide associate all’attività di lattococchi.

La determinazione del profilo dei VOC dei prodotti insilati ha fornito quindi informazioni decisamente utili per una valutazione complessiva della qualità fermentativa di insilati ed haylage.

Nonostante una profonda caratterizzazione dei VOC attesi per diverse categorie di insilato sia stata riportata nella presente indagine, studi futuri su un numero maggiore di campioni sono necessari per definire meglio i profili volatili che caratterizzano i diversi tipi di insilato.

La presente nota è una sintesi del seguente articolo scientifico pubblicato dalla rivista “Animal Feed Science and Technology”, dove è possibile consultare tutta la bibliografia citata: Sigolo, S., Fancello, F., Ghilardelli, F., Mosconi, M., Prandini, A., Masoero, F., Yuan, X., & Gallo, A. (2023). Survey on the occurrence of silage volatile organic compounds in the Po Valley – Italy. Volume 297, 115593. doi:10.1016/j.anifeedsci.2023.115593.

Autori

Giuseppe Conte, Alberto Stanislao Atzori, Fabio Correddu, Luca Cattaneo, Gabriele Rocchetti, Antonio Natalello, Sara Pegolo, Manuel Scerra, Aristide Maggiolino – Gruppo Editoriale ASPA