Il miglioramento della formulazione delle razioni da latte richiede una stima accurata sia della fornitura che del fabbisogno di proteine metabolizzabili. Il contributo degli aminoacidi essenziali per la proteina metabolizzabile è importante se vogliamo migliorare l’efficienza del suo utilizzo e diminuire il fabbisogno di azoto e l’escrezione dell’azoto non utilizzato.

Storicamente, il fabbisogno di proteine per i bovini raccomandato dal National Research Council (NRC) è stato espresso in percentuale nella dieta, poiché la maggior parte degli studi sull’alimentazione sono stati condotti misurando le risposte degli animali alle diverse percentuali nella dieta. La settima e più recente revisione del NRC per le bovine da latte è stata pubblicata nel 2001 (NRC, 2001) e includeva il concetto di cinetica di degradazione per le proteine degli alimenti zootecnici per calcolare le frazioni proteiche potenzialmente non disponibili.

Il Cornell Net Carbohydrate and Protein System (CNCPS) è stato pubblicato per la prima volta nel 1992 e 1993, e versioni aggiornate sono state rilasciate negli ultimi 15 anni (Fox et al., 2000; Tylutki et al., 2008; Van Amburgh et al., 2015). Uno degli obiettivi del processo di modellazione del CNCPS è stato incorporare maggiori conoscenze nella piattaforma per spiegare ulteriormente le differenze nella produttività del bestiame rispetto alle aspettative e per tenere conto di un maggior numero di variazioni inspiegabili nelle previsioni della fornitura e del fabbisogno di Energia Metabolizzabile (ME) e Proteina Metabolizzabile (MP) (Van Amburgh et al., 2015).

Nutrizione proteica

Gli obiettivi principali della nutrizione proteica per la vacca da latte sono, in primo luogo, di fornire adeguate quantità di Proteine Degradabili nel Rumine (Rumen Degradable Protein, RDP) e Azoto Non Proteico (NPN), sincronizzate con adeguate quantità di carboidrati fermentescibili, per massimizzare la Proteina Grezza Microbica (Microbial Crude Protein, MCP) e dunque ottimizzare la funzione ruminale. In secondo luogo, le proteine nella dieta sono atte a fornire una quantità e una qualità di Proteine indegradabili nel rumine (Rumen Undegradable Protein, RUP) sufficienti per coprire i fabbisogni in amminoacidi essenziali (Essential Amino Acid, EAA).

Il NRC (2001) ha adottato un valore in RDP e RUP basato sulla cinetica della fermentazione in situ della proteina secondo le equazioni di seguito riportate:

[RDP = a+b x (kd/(kd+kp))]
[RUP = b x (kp/(kd+kp)) + c]

In cui kd è il coefficiente di degradazione ruminale, kp è il coefficiente del Tasso di passaggio ruminale, mentre “a” è la Proteina Solubile, “b” è il valore potenziale in Proteine Degradabili nel Rumine (RDP) e “c” è la Proteina Indegradabile nel Rumine.

Sono state sviluppate tre equazioni per tre categorie di alimenti, comunemente presenti nella dieta dei nostri bovini: concentrati, foraggi secchi e foraggi umidi. Queste sono state adottate per stimare il tasso di passaggio del rumine (%/h).

Per tutti gli alimenti viene utilizzata una digeribilità delle RUP costante dell’80%. Si suppone che le proteine grezze microbiche siano 130 g per kg di nutrimento totale digeribile (TDN) con una digeribilità dell’80% (cioè un’efficienza di circa il 64%).

Nel CNCPS v6.5.5, il tasso di passaggio del foraggio è previsto da un’equazione adottata per i tassi di passaggio del foraggio e delle fibre da NorFor (Volden, 2011) e per i tassi di passaggio di concentrati e liquidi da Seo et al., (2006) che è stata costruita dallo stesso database utilizzato per sviluppare le equazioni di Dairy NRC 2001.

Le ultime versioni di AMTS Cattle (Agricultural Modeling and Training Systems LLC, Cortland, NY) e NDS (Ruminant Management and Nutrition, Reggio Emilia, Italia) utilizzano il sistema aggiornato di gestione e nutrizione dei ruminanti CNCPS v6.5.5.

Figura 1. La produzione di latte reale rispetto alla produzione di latte consentita dalla MP prevista dal modello. I valori di 100 trattamenti pubblicati sono stati ricavati da 25 studi (NRC, 2001).

Figura 2. Rapporto espresso in kg/giorno, tra la differenza della produzione di latte in relazione al valore in MP e la produzione giornaliera effettiva rispetto alla stima della concentrazione di lisina prevista nella MP della razione. Valori provenienti da 100 trattamenti pubblicati e derivanti da 25 studi (NRC, 2001) Linea di regressione: y = 6,54 – 0,026x.

Proteina metabolizzabile (MP) e produzione di latte

La Proteina Metabolizzabile è calcolata come la somma di MCP, RUP e Proteine grezze Endogene (ECP) in NRC 2001. Nel sistema CNCPS viene calcolata da MCP e RUP. Fondamentalmente la MP, ottenuta dal flusso delle fonti digeribili di amminoacidi nel piccolo intestino, rappresenta i nutrienti necessari per soddisfare i requisiti per la lattazione, il mantenimento, la crescita e la gravidanza. Tuttavia, la stima degli AA digeribili nelle razioni di vacche da latte richiede di identificare gli amminoacidi e le proteine utilizzate, a seconda dell’efficienza di utilizzo delle vacche degli amminoacidi digeribili.

Il “Metabolizable Protein for Lactation” (MPL), ossia la Proteina Metabolizzabile per la lattazione, è calcolata con un’efficienza di utilizzo fissa del 67% in entrambi i modelli:

  1. NRC 2001, MPL = Proteina netta/0.67
  2. CNCPS vs. 6.5, MPL = Proteine vere/0.67

L’utilizzo di un’efficienza fissa per l’MPL, supponendo una relazione lineare tra l’alimentazione e l’output derivante dall’uso di questo parametro, porterà ad una sovra, o sotto, stima per il latte consentito dalla MP della razione.

Figura 3. Differenza tra il latte consentito dalla MP della razione e il latte effettivo, rispetto alla concentrazione di metionina della MP prevista dal modello. Valori derivanti da 100 trattamenti pubblicati sugli articoli ottenuti da 25 studi (NRC, 2001). Linea di regressione: y = 1.90 – 0.0067x.

Il CNCPS ha svolto un lavoro considerevole con versioni sempre più aggiornate nel migliorare le previsioni di stima relative all’energia, alle proteine e al fabbisogno di amminoacidi. L’ultimo aggiornamento CNCPS v6.5.5 non ha apportato modifiche all’efficienza complessiva della MP, supponendo che la variazione complessiva dell’efficienza sia più influenzata dall’energia metabolizzabile (ME), per la produzione di latte, che non dalla fornitura di MP. Le nuove raccomandazioni per la concentrazione di lisina e metionina in relazione alla MP sono rispettivamente del 7% e 2,6% (Van Amburgh et al., 2015).

Aminoacidi essenziali 

L’NRC (2001) ha utilizzato l’approccio della risposta ad una dose indiretta, descritto da Rulquin e Verite (1993), per indicare la concentrazione ottimale di amminoacidi essenziali (EAA) nella MP. Questo approccio adottato da NRC (2001) ha prodotto raccomandazioni per la lisina e la metionina in relazione alla MP, per massimizzare la produzione giornaliera di kg di proteine nel latte oppure aumentare la concentrazione percentuale dei titoli in proteine per quantità di latte prodotto. Whitehouse et al., 2009, 2013 hanno aggiornato questi valori per NRC, AMTS e CPM come mostrato nella Tabella 1.

Tabella 1. Confronto tra i vecchi e i nuovi profili di aminoacidi degli alimenti selezionati nella libreria degli alimenti CNCPS. I valori della vecchia libreria sono espressi come % del residuo insolubile al tampone. I valori della nuova libreria sono espressi in % CP di tutta l’alimento.

Il CNCPS v6.5.5 ha aggiornato la libreria degli alimenti con i moderni valori degli AA (Tabella 1), come descritto da (Higgs et al., 2015), e dei relativi EAA, e le efficienze di utilizzo per il mantenimento e la lattazione (Tabella 2) (Van Amburgh et al., 2015).

Tabella 2. L’efficienza originale (%) di utilizzo degli AA pubblicati da O’Connor et al. (1993) e le efficienze di utilizzo combinate degli AA(%) sia per il mantenimento che per la lattazione adattati da Doepel et al. (2004) e Lapierre et al. (2007).

La rappresentazione più corretta delle efficienze degli AA dovrebbe essere su una base energeticamente neutrale. Inoltre, il modello non tiene conto dei cambiamenti di efficienza dovuti ad una fornitura eccessiva o insufficiente di AA nell’alimentazione, perché si presume che l’utente elabori una formulazione vicina al fabbisogno previsto.

I fabbisogni e l’efficienza per Lys e Met si basano sulle valutazioni dell’alimentazione e dei fabbisogni di AA e sul rapporto tra Lys:Met (2,7:1). Sono state sviluppate alcune relazioni che permettono di formulare per l’AA più limitante sulla base dell’apporto energetico della razione, intesa come punto di riferimento. Van Amburgh et al., 2015 hanno proposto una relazione tra la Met e l’energia metabolizzabile come punto di riferimento per la formulazione. I grammi di Met, rapportati al ME (g/Mcal ME) sono stati indicati essere tra 1,12-1,17 g/Mcal ME per le vacche da latte in lattazione.

Come esempio pratico di questa relazione, se ipotizziamo che le vacche da latte richiedano 60 Mcal/giorno, allora il valore di Met digeribile è 1,17 x 60 ME = 70,2 g di Met digeribile per sostenere la produzione di proteine nel latte. Pertanto, il fabbisogno di Lys può essere calcolato in base a un rapporto 2,69 Lys per Met di 70,2 x 2,7 = 189,5 g di Lys digeribile.

L’efficienza aggiornata degli AA utilizzata per determinare la proporzione ottimale di Met e Lys espressa in relazione alla MP è stata utilizzata per eseguire una regressione del modello per il bilancio amminoacidico previsto (g di Met/giorno) rispetto alla concentrazione di Met nella dieta (Met % della MP). Le efficienze aggiornate degli AA consentono al modello CNCPS v6.5.5 di prevedere il bilancio positivo e negativo della Met. Questo valore è lo stesso che si ottiene sovrapponendosi con la stima del break point (2,6% Met di MP, Figura 4).

Figura 4. Bilancio della Met previsto dal modello (fornitura di Met meno il fabbisogno) rispetto alla  Met nella dieta, utilizzando Cornell Net Carbohydrate and Protein System (CNCPS) v6.5 con i valori degli AA aggiornati della libreria degli alimenti zootecnici descritti da Higgs et al. (2015; solid plot slope = 0.0004; intercept = 0.0264; R2 = 0.68) o CNCPS v6.1 (open plot slope = 0.0003; intercept = 0.02054; R2 = 0.51), (Van Amburgh et al., 2015).

Conclusioni

Soddisfare i fabbisogni nutrizionali raccomandati come descritto dai sistemi nutrizionali, aiuta le vacche da latte a produrre come previsto dai modelli. Per gli aminoacidi, tutti i sistemi nutrizionali hanno raccomandazioni per i primi AA limitanti (lisina e metionina). Seguendo queste raccomandazioni si riduce il divario tra la stima della produzione del latte consentita dalla MP e la produzione effettiva di latte.

L’efficienza dell’utilizzo della Proteina Metabolizzabile (MP) non è solo legata alla produzione di latte o delle proteine del latte, ma influisce anche su tutte le prestazioni della bovina: salute, riproduzione e redditività, come discusso nei capitoli precedenti.

L’aumento delle proteine grezze della dieta come strategia per coprire il fabbisogno di amminoacidi essenziali è stato utilizzato per lungo tempo. Tuttavia, questa strategia porta a una bassa efficienza di utilizzo della MP e l’azoto non utilizzato viene escreto nelle urine, nelle feci e nel latte. L’uso di aminoacidi rumino-protetti è la soluzione più efficiente per coprire il fabbisogno di EAA, come raccomandato, e senza aumentare l’apporto di proteina grezza nella dieta.

La figura 5 mostra che le vacche possono avere lo stesso livello di produzione di latte con una minore assunzione di proteina grezza: l’unica differenza è l’azoto escreto (cioè una maggiore efficienza di utilizzo dell’azoto).

Figura 5. Escrezione di azoto nel latte, nelle feci e nelle urine in base all’assunzione di azoto nella vacca da latte in lattazione, in condizioni di energia controllata come primo fattore limitante. Bovini provenienti da studi e trattamenti selezionati, con una produzione di circa 40 kg di latte e un consumo di circa 25 kg di S.S. al giorno, con diete che andavano dal 14% al 19% di CP. Van Amburgh et al. (2015).

Autori

Mohammad Al Rifai, Waqar Khan, Stefano Mattuzzi

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