L’integrazione della dieta dei ruminanti con tannini condensati e idrolizzabili influenza il profilo degli acidi grassi ruminali e la produzione di ammoniaca e metano.

I sistemi di allevamento contribuiscono, per circa il 40%, alla produzione agricola e sostengono i mezzi di sussistenza di quasi 1,3 miliardi di persone (FAO 2009). Tuttavia, il settore zootecnico è in rapida crescita e rappresenta il 14,5% delle emissioni globali di gas serra (GHG) e dell’inquinamento del suolo e dell’acqua dovuto alle escrezioni di azoto. Diventa necessario mettere a punto strategie sostenibili per l’allevamento e l’alimentazione animale (Buccioni et al. 2014).

In particolare, le emissioni di GHG e azoto, da parte dei ruminanti, possono essere mitigate con diversi approcci, inclusi quelli legati alle strategie di alimentazione.

I tannini presenti nella dieta, in particolare, riducono le emissioni di metano e ammoniaca, interferendo con le attività microbiche ruminali. Questi composti appartengono alla famiglia dei polifenoli, una grande classe di metaboliti secondari delle piante. A seconda della loro struttura molecolare, i tannini sono classificati come condensati o idrolizzabili, con proprietà chimiche e bioattive molto diverse. È stato dimostrato che i tannini alimentari riducono la degradazione microbica delle proteine, portando a un minore accumulo di ammoniaca nel liquido ruminale (Buccioni et al. 2015a, 2015b; Vasta et al. 2019). Allo stesso tempo, sia i tannini idrolizzabili che quelli condensati sono stati associati ad una riduzione delle emissioni di metano, sebbene siano stati proposti diversi meccanismi per spiegare questo effetto (Vasta et al. 2019). Diversi tipi di tannini condensati o idrolizzabili sono stati testati nell’alimentazione animale e in molti casi sono stati riportati cambiamenti nel profilo della comunità microbica del rumine (Buccioni et al. 2011, 2015a, 2015b, 2017). Alcuni tipi di tannini mostrano anche proprietà antimicrobiche, specifiche, come il “gambier” o il “catechu” che vengono estratti dalle foglie e dai ramoscelli dell’arbusto Uncaria gambir (Achmadi 2019). Allo stesso modo, gli estratti di tannino dalle foglie di Tara (Caesalpinia spinosa Molina Kuntze) hanno proprietà antimicrobiche contro i batteri coliformi negli animali monogastrici (Huang et al. 2018). Un aspetto poco conosciuto è se questi tannini, con le loro differenze, possano influire in maniera diversa, sul metabolismo ruminale.

In un recente lavoro pubblicato sulla rivista Italian Journal of Animal Science (Cappucci et al., 2021), sono stati valutati gli effetti dell’aggiunta nella dieta di due tipi di tannini condensati (Mimosa e Gambier) e di due tipi di tannini idrolizzabili (Castagno e Tara) sulla produzione ruminale di ammoniaca e metano, acidi grassi e profilo lipidico plasmalogeno.

La presenza di tannini, sia condensati che idrolizzabili, ha comportato una significativa riduzione (-14%) dell’emissione di metano, rispetto ad una dieta che ne era priva. Solo nel tannino di Gambier l’effetto è stato meno evidente. Nonostante queste modifiche, il valore di pH ruminale non è cambiato, rimanendo sempre su valori compresi tra 6,6 e 6,7. La produzione di ammoniaca è diminuita in maniera ancora più evidente in seguito all’aggiunta di tannini, indipendentemente dalla tipologia.

Anche gli acidi grassi volatili, prodotti dall’attività della flora ruminale, hanno subito significative variazioni, a seguito dell’aggiunta di tannini nella razione. In particolare, si è osservato un incremento di acetato e butirrato, soprattutto con l’aggiunta di tannino di Gambier. Allo stesso tempo, i tannini comportano un cambiamento del profilo in acidi grassi del rumine: il C15:0iso è aumentato sia nelle fonti di tannino idrolizzabile (Tara e Castagno) che nel trattamento con tannino di Gambier; il C17:0iso è diminuito con i tannini condensati, ma non con quelli idrolizzabili; al contrario, C14:0iso è stato influenzato da tutti gli estratti polifenolici testati nello studio.

I tannini hanno inoltre mostrato un effetto significativo sul processo di bioidrogenazione dell’acido linoleico e dell’acido linolenico, un meccanismo di fondamentale importanza nella definizione della qualità di latte e carne. In media, i tannini idrolizzabili hanno comportato un contenuto più elevato dei principali acidi grassi insaturi alimentari (acido linoleico e linolenico), mentre le fonti di tannino condensato non hanno comportato variazioni significative.

Quali sono le considerazioni che si possono trarre da questi effetti?

I tannini influenzano l’attività dei batteri ruminali, con evidenti cambiamenti nella concentrazione dei loro metaboliti. L’estratto di castagno ha ridotto la metanogenesi senza diminuire né le sintesi di acetato né la concentrazione di C17:0iso, indicando così che i batteri cellulolitici non sono stati particolarmente colpiti da questo tipo di polifenoli (Dehority 2004; Vlaeminck et al. 2006). L’acetato è prodotto dai batteri durante la degradazione delle fibre alimentari. Il punto di inizio della reazione è la conversione del piruvato in acetilfosfato e formiato. Il formiato viene degradato in CO2 e H2; quest’ultimo, in particolare, è molto tossico per i microrganismi. Pertanto, i batteri convertono H2 in metano per proteggersi, utilizzando l’anidride carbonica prodotta. Di conseguenza, la diminuzione delle emissioni di metano è spesso legata ad una diminuzione della degradabilità ruminale della fibra. I risultati osservati suggeriscono che la degradabilità delle fibre non è ridotta con il tannino di castagno, preservando così l’efficienza dei batteri cellulolitici. Inoltre, va sottolineato che, l’acetato è un composto fondamentale per la sintesi del grasso del latte. L’estratto di tannino di castagno rappresenta quindi un’interessante opportunità nell’alimentazione dei ruminanti da latte, perché permette di ridurre l’emissione di metano, senza pregiudicare la secrezione del grasso nel latte, con la conseguenza di migliorare la sostenibilità delle produzioni.

Al contrario del castagno, i tannini di mimosa hanno ridotto la metanogenesi influenzando negativamente lo sviluppo dei batteri cellulosolitici, a dimostrazione di un effetto selettivo dei diversi tannini sui processi ruminali.

Riguardo alla produzione di ammoniaca, l’effetto inibente dei tannini è legato all’interferenza con il metabolismo proteico ruminale, in particolare per i tannini condensati. Tuttavia, i dati osservati da Cappucci et al. (2021) non hanno rivelato se la diminuzione della concentrazione di ammoniaca fosse dovuta a un effetto dannoso diretto sui batteri proteolitici o alla capacità dei tannini di complessare le proteine, rendendole non disponibili per la sintesi di microrganismi ruminali (Buccioni et al. 2017).

Conclusioni

La conclusione che si può trarre da questo lavoro è che i tannini nella dieta influiscono in maniera rilevante sulla produzione di ammoniaca, sulla metanogenesi e sulla produzione di acidi grassi a livello ruminale. Comunque, tali effetti cambiano a seconda della tipologia di tannino, anche se, tra quelli testati, solo i tannini di castagno migliorano la sostenibilità dell’allevamento dei ruminanti, poiché riducono la metanogenesi e la produzione di ammoniaca senza compromettere la sintesi dell’acetato, e quindi la produzione di latte.

 

La presente nota è una sintesi del seguente articolo scientifico pubblicato su Italian Journal of Animal Science dove è riportata tutta la letteratura citata: Cappucci A., Mantino A., Buccioni A., Casarosa L., Conte G., Serra A., Mannelli F., Luciano G., Foggi G., Mele M. 2021. Diets supplemented with condensed and hydrolysable tannins affected rumen fatty acid profile and plasmalogen lipids, ammonia and methane production in an in vitro study. Italian Journal of Animal Science, 20:1, 935-946. https://doi.org/10.1080/1828051X.2021.1915189

Autori

Giuseppe Conte, Alberto Stanislao Atzori, Fabio Correddu, Antonio Gallo, Antonio Natalello, Sara Pegolo, Manuel Scerra – Gruppo Editoriale ASPA.