17/10/2012 1

DefinizioneDefinizione daldal puntopunto didi vistavista alimentarealimentare::

MaterialeMateriale presentepresente neglinegli alimentialimenti

lentamentelentamente digeribiledigeribile oo indigeribileindigeribile cheche

occupaoccupa spaziospazio nelnel trattotratto gastrointestinalegastrointestinale..

((D.R.D.R. MertensMertens) )

17/10/2012 2

DefinizioneDefinizione daldal puntopunto didi vistavista deldel vegetalevegetale::

L’insieme dei costituenti L’insieme dei costituenti

della della parete cellulare.parete cellulare.

17/10/2012 3

ContenutoContenutocellularecellulare Pareti cellulariPareti cellulari

proteineproteinelipidilipidizuccherizuccheriamidoamidoacidi organiciacidi organiciazoto non proteicoazoto non proteicominerali solubiliminerali solubili

emicellulosaemicellulosacellulosacellulosa

lignina+cutinalignina+cutina silicesilice

COMPOSIZIONE CHIMICA SEMPLIFICATA DELLE PARETI E DEL

CONTENUTO DI UNA CELLULA VEGETALE

17/10/2012 4

FIBRA (1)LALA FIBRAFIBRA NELNEL SUOSUO COMPLESSOCOMPLESSO COMPRENDECOMPRENDE::CELLULOSACELLULOSAPOLISACCARIDE,POLISACCARIDE, DD--GLUCOSIOGLUCOSIO ((11--44)).. INSOLUBILEINSOLUBILE ININ ACQUAACQUA EERESISTENTERESISTENTE ADAD ACIDIACIDI EDED ALCALIALCALI DILUITIDILUITI..

EMICELLULOSEEMICELLULOSEPOLIMERIPOLIMERI DIDI DD--XILOSIOXILOSIO ((11--44)) CONCON CATENECATENE LATERALILATERALI DIDIARABINOSIOARABINOSIO EDED ALTRIALTRI ZUCCHERIZUCCHERI.. INSOLUBILIINSOLUBILI ININ ACQUA,ACQUA, MAMALALA SOLUBILITA’SOLUBILITA’ AUMENTAAUMENTA ALLONTANANDOSIALLONTANANDOSI DALLADALLANEUTRALITA’NEUTRALITA’ (PARZIALMENTE(PARZIALMENTE ATTACCABILIATTACCABILI DAGLIDAGLI ACIDIACIDI EEDALLEDALLE BASI)BASI)..

LIGNINALIGNINANONNON E’E’ UNUN CARBOIDRATOCARBOIDRATO;; POLIMEROPOLIMERO DIDI 33 DERIVATIDERIVATI DELDELFENILPROPANOFENILPROPANO (alcool(alcool cumarilico,cumarilico, alcoolalcool coniferilicoconiferilico ee alcoolalcoolsinapilico)sinapilico).. ALTAMENTEALTAMENTE RESISTENTERESISTENTE ADAD ACIDIACIDI EDED ALCALIALCALI..

17/10/2012 5

FIBRA (2)

LALA FIBRAFIBRA NELNEL SUOSUO COMPLESSOCOMPLESSO COMPRENDECOMPRENDE (segue)(segue)::

PECTINEPECTINE:: ESTERIESTERI METILICIMETILICI DELL’ACIDODELL’ACIDO PEPTICOPEPTICO;; ILILMONOMEROMONOMERO PIU’PIU’ RAPPRESENTATORAPPRESENTATO E’E’ L’ACIDOL’ACIDO DD--GALATTURONICOGALATTURONICO.. SOLUBILISOLUBILI ININ ACQUAACQUA CALDACALDA EDEDIDROLIZZABILIIDROLIZZABILI ININ ACIDIACIDI DILUITIDILUITI..

SILICESILICE:: COMPONENTECOMPONENTE DELLADELLA PARETEPARETE CELLULARECELLULARE OO DADACONTAMINAZIONECONTAMINAZIONE CONCON ILIL TERRENOTERRENO..

CUTINACUTINA:: POLIMEROPOLIMERO CONCON ACIDIACIDI GRASSIGRASSI;; SCARSASCARSA NEGLINEGLIALIMENTIALIMENTI ZOOTECNICIZOOTECNICI..

17/10/2012 6

FIBRAconsiderazioni

corrisponde alle pareti della cellula vegetalecorrisponde alle pareti della cellula vegetaleè più elevata nei fusti rispetto alle foglieè più elevata nei fusti rispetto alle fogliedeprime il contenuto di energia degli alimentideprime il contenuto di energia degli alimentil’energia dipende dalla digeribilità (< ADL)l’energia dipende dalla digeribilità (< ADL)influenza negativamente l’ingestione alimentareinfluenza negativamente l’ingestione alimentareaumenta nei foraggi con:aumenta nei foraggi con:

età degli stessietà degli stessicondizioni climatichecondizioni climatichetecniche agronomichetecniche agronomiche

17/10/2012 7

DETERMINAZIONE DELLA FIBRA GREZZA

FINALITÀ: STIMARE LA QUANTITÀ FINALITÀ: STIMARE LA QUANTITÀ DELLE COMPONENTI NON DELLE COMPONENTI NON

DIGERIBILI DALL’ANIMALE CHE DIGERIBILI DALL’ANIMALE CHE CONDIZIONANO LA DIGERIBILITA’ CONDIZIONANO LA DIGERIBILITA’

DEGLI ALIMENTIDEGLI ALIMENTI

17/10/2012 8

DETERMINAZIONE DELLA FIBRA GREZZA

FIBRA GREZZA SECONDO IL METODO WEENDE:FIBRA GREZZA SECONDO IL METODO WEENDE:tutto ciò che residua dopo un attacco acido/basico a caldotutto ciò che residua dopo un attacco acido/basico a caldo

al netto delle cenerial netto delle ceneri

EFFETTO SOLUBILIZZAZIONEEFFETTO SOLUBILIZZAZIONE5050--90% LIGNINA90% LIGNINA

00--50% CELLULOSA50% CELLULOSA85% EMICELLULOSA85% EMICELLULOSA

SVANTAGGISVANTAGGINEI VEGETALI SOTTOSTIMA A VOLTE PESANTEMENTE LE NEI VEGETALI SOTTOSTIMA A VOLTE PESANTEMENTE LE COMPONENTI FIBROSE, NEGLI ALIMENTI DI ORIG. ANIM. COMPONENTI FIBROSE, NEGLI ALIMENTI DI ORIG. ANIM.

PUÒ DARE FALSI POSITIVI (PARTE DELLE CENERI)PUÒ DARE FALSI POSITIVI (PARTE DELLE CENERI)

17/10/2012 9

DETERMINAZIONE DELLA FIBRA GREZZA

MODALITA’:MODALITA’:

METODO UFFICIALE: WEENDEMETODO UFFICIALE: WEENDE1.estrazione lipidi (etere o acetone)1.estrazione lipidi (etere o acetone)2.H2.H22SOSO44 0,26N per 30’ all’ebollizione0,26N per 30’ all’ebollizione3.filtrazione e lavaggio in acqua bollente3.filtrazione e lavaggio in acqua bollente4.NAOH 0,23N per 30’ all’ebollizione4.NAOH 0,23N per 30’ all’ebollizione5.filtrazione,lavaggio con acqua bollente ed essiccazione in stufa5.filtrazione,lavaggio con acqua bollente ed essiccazione in stufa6.pesata(W1)6.pesata(W1)7.incenerimento7.incenerimento8.pesata(W2)8.pesata(W2)

risultato: fibra greggia = W1 risultato: fibra greggia = W1 -- W2/100W2/100

17/10/2012 10

FRAZIONAMENTO DEI DIVERSI COMPONENTI DELLA SOSTANZA ORGANICA DEGLI ALIMENTI SECONDO IL METODO DELL’ANALISI CLASSICA

(Weende)

INRA, 1988INRA, 1988

17/10/2012 11

LLiiggnniinnaa ((%%))

PPeennttoossaannii ((%%))

CCeelllluulloossaa ((%%))

LLEEGGUUMMIINNOOSSEE 3300 ((88 -- 6622)) 6633 ((2211 -- 8866)) 2288 ((1122 -- 3300)) GGRRAAMMIINNAACCEEEE 8822 ((5533 -- 9900)) 7766 ((6644 -- 8899)) 2211 ((55 -- 2299))

PERCENTUALI DELLE QUANTITA’ ORIGINALI DI LIGNINA, PENTOSANI E CELLULOSA SOLUBILIZZATI NELLA

DETERMINAZIONE DELLA FIBRA GREGGIA.

17/10/2012 12

maisgranella

avenagranella

crusca difrutti

erbamedica

fleolo paglia digrano

7575

5050

2525

00

CC

CC

CCCC CC

CCEE

EE

EE EEEE

EE

LL

LL

LL

LLLL

LL

EST

RAT

TIV

I IN

AZO

TATI

(%)

EST

RAT

TIV

I IN

AZO

TATI

(%)

COMPOSIZIONE DEGLI ESTRATTIVIINAZOTATI IN ALIMENTI DIVERSI

Amidi e carboidrati solubili in acquaAmidi e carboidrati solubili in acquaE = emicelluloseE = emicelluloseC = cellulosaC = cellulosaL = ligninaL = lignina

17/10/2012 13

PRINCIPALI GLUCIDI CITOPLASMATICI ECOSTITUENTI PARIETALI (INRA 1981)

1-3 galattani

Strutturali(pareti cellulari)

Non strutturali(contenutocellulare)

polisaccaridifibrosi

polisaccarididella matrice

polisaccarididi riserva

intermedimetabolici

cellulosa

emicellulosa

pectine-gommee mucillagini

amidi

fruttosani

zuccheri liberi

1-4 glucani

1-4 xilani

1-4 gluco/galattomannani

1-3 galattani

1-4galatturonaniarabinoxilani

1-4, 1-6glucani

2-1, 2-6fruttani

glucosio

xilosio

galattosio, ecc.

17/10/2012 14

METODO DELLE FRAZIONI FIBROSE(VAN SOEST, 1967)

N.D.F.IlIl metodometodo dovrebbedovrebbe stimarestimare ii costituenticostituenti fibrosifibrosi delledelle paretipareticellularicellulari vegetalivegetali (N(N..DD..FF..)) ee cioècioè:: lala cellulosa,cellulosa, leleemicellulose,emicellulose, lala lignina,lignina, lala cutinacutina eded ii costituenticostituenti minerali,minerali,daldal contenutocontenuto cellularecellulare solubilesolubile (N(N..DD..SS..)) rappresentatorappresentato dadazuccheri,zuccheri, pectine,pectine, acidiacidi organici,organici, sostanzesostanze azotateazotate proteicheproteicheee nonnon proteiche,proteiche, lipidi,lipidi, salisali mineraliminerali solubilisolubili..

PRINCIPIO DEL METODO

LaLa fibrafibra alal detergentedetergente neutroneutro èè ilil residuoresiduo cheche sisi ottieneottiene dopodopoilil trattamentotrattamento idroliticoidrolitico deldel campionecampione concon unauna soluzionesoluzione didiunun detergentedetergente inin ambienteambiente neutroneutro..

17/10/2012 15

NDFNDF

alimento macinato+sodiolaurilsolfatoalimento macinato+sodiolaurilsolfato(ebollizione x 1h)(ebollizione x 1h)

essiccazione in stufa (100 essiccazione in stufa (100 °°C x 8h) C x 8h) pesatapesata

incenerimento incenerimento pesatapesata

LA DIFFERENZA TRA LE DUE PESATELA DIFFERENZA TRA LE DUE PESATECOSTITUISCE LA FRAZIONE NDFCOSTITUISCE LA FRAZIONE NDF

METODO DELLE FRAZIONI FIBROSE (VAN SOEST, 1967)

N.D.F.

17/10/2012 16

METODO DELLE FRAZIONI FIBROSE (VAN SOEST, 1967)

A.D.F.IlIl metodometodo consenteconsente didi determinaredeterminare unun residuoresiduo fibrosofibrosocostituitocostituito dada cellulosa,cellulosa, lignina,lignina, cutina,cutina, pectinepectine ee sostanzesostanzemineraliminerali insolubili,insolubili, inin ambienteambiente acidoacido (silice)(silice).. IlIl residuoresiduo sisiidentificaidentifica concon lala siglasigla AA..DD..FF.. LaLa differenzadifferenza tratra NN..DD..FF.. eeAA..DD..FF.. dàdà unauna stimastima delledelle emicelluloseemicellulose;; inoltreinoltre ililprocedimentoprocedimento costituiscecostituisce unun passaggiopassaggio preparatoriopreparatorio perper laladeterminazionedeterminazione delladella ligninalignina..

PRINCIPIO DEL METODO

LaLa fibrafibra alal detergentedetergente acidoacido èè ilil residuoresiduo cheche sisi ottieneottiene dopodopoilil trattamentotrattamento idroliticoidrolitico deldel campionecampione concon unauna soluzionesoluzione didiunun detergentedetergente inin ambienteambiente acidoacido..

17/10/2012 17

ADFADF

alimento macinatoalimento macinato++

bromuro di cetiltrimetilammonio in Hbromuro di cetiltrimetilammonio in H22SOSO44 1N1N(ebollizione x 1h)(ebollizione x 1h)

filtrazionefiltrazione

essiccazione (100 essiccazione (100 °°C x 8h) C x 8h) pesatapesataQUESTO RESIDUO COSTITUISCE LA FRAZIONE QUESTO RESIDUO COSTITUISCE LA FRAZIONE

ADFADF

METODO DELLE FRAZIONI FIBROSE (VAN SOEST, 1967)

A.D.F.

17/10/2012 18

METODO DELLE FRAZIONI FIBROSE (VAN SOEST, 1967)

A.D.L.

IlIl metodometodo serveserve perper lala determinazionedeterminazione didi unaunafrazionefrazione didi ligninalignina greggiagreggia cheche puòpuò contenerecontenere ancheanchecutinacutina..

PRINCIPIO DEL METODO

LaLa ligninalignina alal detergentedetergente acidoacido èè ilil residuoresiduo cheche sisiottieneottiene dopodopo ilil trattamentotrattamento dell’Adell’A..DD..FF.. concon acidoacidosolforicosolforico alal 7272%%,, alal nettonetto delledelle cenericeneri..

17/10/2012 19

ADLADL

residuo ADF trattato con Hresiduo ADF trattato con H22SOSO44 72% v/v a freddo 72% v/v a freddo (3h)(3h)

essiccazione in stufa essiccazione in stufa pesatapesata

incenerimento incenerimento pesatapesata

LA DIFFERENZA TRA LE DUE PESATELA DIFFERENZA TRA LE DUE PESATECOSTITUISCE LA FRAZIONE ADLCOSTITUISCE LA FRAZIONE ADL

METODO DELLE FRAZIONI FIBROSE:VAN SOESTA.D.L.

17/10/2012 20

CAMPIONE DACAMPIONE DAANALIZZAREANALIZZARE

N.D.F.N.D.F.

A.D.F.A.D.F.

LIGNINALIGNINACUTINACUTINA

CUTINACUTINA

COMPONENTICOMPONENTICELLULARICELLULARI

SOLUBILISOLUBILI

EMICELLULOSEEMICELLULOSE(come differenza)(come differenza)

CELLULOSACELLULOSA(come differenza)(come differenza)

LIGNINALIGNINA(come differenza)(come differenza)

Estrazione con detergente neutroEstrazione con detergente neutro

Estrazione con detergente acidoEstrazione con detergente acido

Idrolisi con acido solforico 72%Idrolisi con acido solforico 72%

Ossidazione con permanganato di KOssidazione con permanganato di K

ANALISI SEQUENZIALE DELLE COMPONENTI FIBROSE

17/10/2012 21

E.I.E.I.fibrafibracenericenerilipidilipidiproteinaproteina

41,1141,1139,2339,239,379,371,891,898,408,40

SISTEMA WEENDESISTEMA WEENDE

40,9240,92

cellulosacellulosa

23,2223,22

emicellulosaemicellulosa

2,432,43

zuccherizuccheriamidiamidiNFCNFCADLADLADFADFNDFNDF

-- -- --6,016,0110,1910,1951,1151,1174,3374,33

VAN SOESTVAN SOEST

WEENDE E VAN SOEST A CONFRONTO

Fieno di prato stabileFieno di prato stabile

17/10/2012 22

Le leguminose foraggere hanno rispetto alle graminacee foraggere:1. Più proteine gregge2. Meno fibra NDF 3. Più ADL (ma non più lignina vera).

17/10/2012 23

Digeribilità dei principi nutritivi

Favorisce la motilità intestinale

Valore nutritivodegli alimenti

-

+

17/10/2012 24

Effetti della riduzione della lunghezza di taglio dei foraggiEffetti della riduzione della lunghezza di taglio dei foraggi(trinciatura corta)(trinciatura corta)

su masticazione ed ingestiuonesu masticazione ed ingestiuone

Effetto di riempimento dei foraggi (occupa meno spazio)Effetto di riempimento dei foraggi (occupa meno spazio) può aumentare l’ingestione di s.s. quandopuò aumentare l’ingestione di s.s. quandosia lo spazio il fattore limitantesia lo spazio il fattore limitante può permettere l’assunzione dipuò permettere l’assunzione dimaggiori quantitativi di fibramaggiori quantitativi di fibra

Attività masticatoria = effettività fisica della fibraAttività masticatoria = effettività fisica della fibra

17/10/2012 25

Effetti della riduzione della lunghezza di taglio dei foraggiEffetti della riduzione della lunghezza di taglio dei foraggi(trinciatura corta)(trinciatura corta)

sulle fermentazioni ruminalisulle fermentazioni ruminali

Degradabilità ruminale della fibra (perché aumenta Degradabilità ruminale della fibra (perché aumenta l’accessibilità delle pareti cellulari ai batteri ruminali)l’accessibilità delle pareti cellulari ai batteri ruminali)

Tempo di latenza Tempo di latenza

17/10/2012 26

Effetti della riduzione della lunghezza di taglio dei foraggiEffetti della riduzione della lunghezza di taglio dei foraggi(trinciatura corta)(trinciatura corta)

Sull’attività del digerenteSull’attività del digerente

Velocità di transitoVelocità di transito

Velocità di digestioneVelocità di digestione

IngestioneIngestione

17/10/2012 27

DIGERIBILITÀParte che non è escreta con le feci e che quindi è Parte che non è escreta con le feci e che quindi è

stata assorbita nell’apparato digerente stata assorbita nell’apparato digerente dell’animaledell’animale

animale mangia 9 kg di fieno (8 kg s.s.)elimina 3 kg s.s. con le feci

La digeribilità della s.s. di quel fieno sarà:(8 - 3)/8*100 = 62,5%

INGESTA INGESTA -- ESCRETAESCRETAINGESTAINGESTA

DIGERIBILITA’ =DIGERIBILITA’ =

17/10/2012 28

RELAZIONE TRA LA DIGERIBILITA’ DELLA SOSTANZA ORGANICA E IL TENORE IN FIBRA GREZZA DI ALCUNI ALIMENTI CONCENTRATI

17/10/2012 29

RELAZIONI TRA IL CONTENUTO IN LIGNINA (ADL)E IN FIBRA GREGGIA DI ALCUNI ALIMENTI

17/10/2012 30

RELAZIONI TRA LA DIGERIBILITÀ DELLA FIBRA GREZZA E IL TENORE IN LIGNINA

DI ALCUNI ALIMENTI CONCENTRATI

17/10/2012 31

DIGERIBILITÀDIGERIBILITÀMa quali sono gli alimenti più Ma quali sono gli alimenti più digeribili (anche degradabili) digeribili (anche degradabili)

Essenzialmente quelli più poveri di Essenzialmente quelli più poveri di fibra indegradabile:fibra indegradabile:

la la ligninalignina( che viene stimata con l’ADL). ( che viene stimata con l’ADL).

17/10/2012 32

DIGERIBILITÀDIGERIBILITÀAlimenti Alimenti energeticienergetici in ordine decrescente di in ordine decrescente di

digeribilità o crescente per contenuto di fibra:digeribilità o crescente per contenuto di fibra:Melasso (saccarosio),Melasso (saccarosio),Grassi (trigliceridi), Grassi (trigliceridi), Cereali (amido),Cereali (amido),Polpe di barbabietola,Polpe di barbabietola,buccetta di soia, pastazzo buccetta di soia, pastazzo d’agrumi (pectine).d’agrumi (pectine). FibraFibra

17/10/2012 33

DIGERIBILITÀDIGERIBILITÀCereali in ordine decrescente di digeribilità o Cereali in ordine decrescente di digeribilità o

crescente per contenuto di fibra (rapporto crescente per contenuto di fibra (rapporto tegumento/endosperma):tegumento/endosperma):

Frumento,Frumento,Mais, Mais, Sorgo,Sorgo,Orzo,Orzo,Avena,Avena,

FibraFibra

17/10/2012 34

17/10/2012 35

DIGERIBILITÀDIGERIBILITÀAlimenti Alimenti proteiciproteici in ordine decrescente di in ordine decrescente di

digeribilità o crescente per contenuto di fibra:digeribilità o crescente per contenuto di fibra:

Soia integraleSoia integraleF.e.F.e. soia decorticata,soia decorticata,F.e.F.e. soia integrale,soia integrale,Colza Colza f.e.f.e., , Girasole decorticato,Girasole decorticato,Trebbie di birra,Trebbie di birra,Girasole integrale,Girasole integrale,

FibraFibra

17/10/2012 36

DIGERIBILITÀDIGERIBILITÀFarine di estrazione in ordine decrescente di Farine di estrazione in ordine decrescente di

digeribilità o crescente per contenuto di fibra:digeribilità o crescente per contenuto di fibra:

F.e. soia decorticata,F.e. soia decorticata,F.e. soia integrale,F.e. soia integrale,F.e. colza, F.e. colza, F.e. girasole decorticata,F.e. girasole decorticata,F.e. girasole integrale,F.e. girasole integrale,

FibraFibra

17/10/2012 37

La degradabilità della fibra NDF (La degradabilità della fibra NDF (NDFdNDFd) è un nuovo parametro ) è un nuovo parametro di valutazione della qualità della fibra che si determina mediante di valutazione della qualità della fibra che si determina mediante

test test in vitro in vitro che simulano l’attività ruminale.che simulano l’attività ruminale.

Maggiore sarà la Maggiore sarà la NDFdNDFd di un foraggio e maggiore sarà la di un foraggio e maggiore sarà la produzione permessa alle bovine che assumeranno quel foraggio.produzione permessa alle bovine che assumeranno quel foraggio.

17/10/2012 38

+ Energia+ Energia+ Proteina+ Proteina+ Vitamine+ Vitamine--Provitamine Provitamine (es. E, caroteni, bioflavonoidi)(es. E, caroteni, bioflavonoidi)-- MineraliMinerali+ Disponibilità+ Disponibilità--digeribilità di digeribilità di tutti i nutrienti.tutti i nutrienti.