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Agricoltura moderna
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della dottoressa Dafna Israel, Responsabile della ricerca ed esperto di nutrizione animale presso Phibro Aqua
La ricerca dell'additivo per mangimi più performante è una missione importante nel mondo dei mangimi acquatici. Esiste una varietà di additivi utili che sollevano il dibattito cruciale sulla selezione dell'opzione migliore. Gli acidificanti sono additivi per mangimi funzionali con proprietà acide. Innanzitutto e soprattutto migliorano le prestazioni di crescita e la sopravvivenza nelle operazioni agricole intensive.
Lo fanno attraverso diverse modalità d'azione che possono avvantaggiare l'animale coltivato nei seguenti modi, incluso fornire un effetto antimicrobico, attivazione degli enzimi digestivi, aumentare la digeribilità delle proteine e migliorare l'igiene dei mangimi prevenendo il deterioramento e la contaminazione.
Un effetto antimicrobico
Gli acidi organici hanno la capacità di ridurre la carica batterica nel tratto gastrointestinale prossimale delle specie di acquacoltura. Di conseguenza, meno agenti patogeni raggiungono l'intestino dallo stomaco, portando a una migliore igiene dei mangimi e riducendo al minimo il rischio di infezioni.
Gli acidi organici inibiscono la crescita dei microrganismi, causando fasi di ritardo molto estese. L'inibizione dei microrganismi avviene per rapida diffusione della molecola indissociata nella cellula. La dissociazione (rilascio dello ione H+) di queste molecole nella cellula dei batteri provoca l'acidificazione del citoplasma, impedendo così la crescita.
La maggior parte degli acidi organici è efficace in un ambiente forte o moderatamente acido. Poiché ogni acido ha un diverso pH ottimale, a seconda dei loro valori di pKa, una miscela di acidi organici aumenterebbe notevolmente l'efficacia contro i microrganismi, invece di usare un solo acidificante.
La composizione di una miscela di diversi acidificanti comprende uno spettro più ampio di ambienti di pH per adattarsi a diverse applicazioni (antimuffa, anti-lievito, antibatterico). Inoltre, questo crea anche effetti sinergici a livello molecolare. Per esempio, combinando gli acidi formico e propionico è più efficace di ciascuno di questi acidi da solo.
Attiva gli enzimi digestivi
L'aumento dell'utilizzo dei nutrienti è cruciale in acquacoltura a causa degli alti costi dei mangimi che rappresentano circa il 50 percento dei costi di produzione complessivi. Le proteine sono uno dei macronutrienti più costosi. Gli attributi degli acidificanti sulla digestione delle proteine sono stati ben studiati su animali terrestri ed è noto che stimolano gli enzimi gastrici e pancreatici.
Il livello di pH ottimale per l'attività della pepsina è 1,5-2,0; anche se, il livello di pH nell'intestino della tilapia è più alto (6,5-7,8). Di conseguenza, abbassare il pH del digesta nello stomaco e nell'intestino della tilapia con l'uso di acidificanti può migliorare la digestione stimolando la secrezione e l'attivazione degli enzimi digestivi.
Ciò è stato dimostrato anche nei gamberetti poiché vari acidificanti hanno avuto l'effetto di aumentare l'attività della tripsina e della chimotripsina. Questi risultati sono in linea con uno studio condotto con un prodotto di miscela acidificante formulato da Phibro Aqua.
PAQ-TivateTM è stato sviluppato strategicamente come progetto congiunto con esperti del Dr Eckel Germania ed è stato specificamente progettato per le specie acquatiche.
I risultati dello studio hanno mostrato un aumento dell'attività enzimatica nel gambero bianco (L. vannamei). In questa prova sono state esaminate tre formulazioni:1) formulazione altamente digeribile (farina di pesce al 9%) 2) formulazione a base di soia e 3) formulazione a base di soia +0,5 percento di PAQ-TivateTM.
L'attività enzimatica nell'epatopancreas ha presentato tendenze simili tra la dieta con farina di pesce e con PAQ-TivateTM poiché le attività enzimatiche erano significativamente più elevate rispetto alla dieta con farina di soia.
Anche, l'acido trinitrobenzensolfonico (TNBS) era significativamente più alto nel trattamento PAQ-TivateTM indicando una maggiore digeribilità delle proteine quando è stato aggiunto.
Questo studio ha documentato che la formulazione a base di farina di soia integrata con PAQ-TivateTM potrebbe aumentare significativamente l'utilizzo del mangime, attività degli enzimi proteolitici e digeribilità delle proteine in vitro del gambero bianco (L. vannamei).
Questi risultati sono stati supportati da prestazioni migliori:maggiore crescita e maggiore sopravvivenza.
Migliorare l'igiene dei mangimi
Le muffe nei mangimi stanno causando problemi economici e sanitari nelle operazioni di acquacoltura perché consumano i principali nutrienti e influiscono sull'appetibilità del mangime. Le perdite di nutrienti causate dalle muffe possono verificarsi fino al 10%.
L'acido propionico e i suoi sali sono particolarmente efficaci contro lo sviluppo di muffe grazie al suo valore pKa di 4,8, l'acido propionico è attivo anche a pH meno acido, che si avvicina di più al valore pH nativo di cereali e mangimi.
Il valore pKa è un metodo utilizzato per indicare la forza di un acido. Un valore pKa più basso indica un acido più forte. Questo è, il valore più basso indica che l'acido si dissocia più completamente in acqua.
Per esaminare la sua efficacia come agente conservante contro batteri e funghi nei mangimi formulati a base di tilapia, sono state esaminate due dosi (0,2 e 0,5 percento) di PAQ-TivateTM. I campioni di mangime sono stati inumiditi con il 15% di acqua distillata. Un campione senza acqua e senza PAQ-TivateTM è servito come controllo negativo, mentre un campione che includeva il 15% di acqua distillata (v/w) ma senza PAQ-TivateTM è servito come controllo positivo.
Tutti i campioni sono stati incubati a 28°C e il livello di umidità è stato mantenuto al 75-85%. Ogni trattamento è stato campionato ai giorni 1, 3, 7 e 14 dalla bagnatura. I risultati hanno mostrato che al giorno 3, i livelli di batteri nei campioni di controllo positivo erano significativamente più alti rispetto ai trattamenti PAQ-TivateTM.
Al giorno 14, entrambi i trattamenti PAQ-TivateTM dello 0,2 e 0,5 percento di mangime presentavano livelli di batteri significativamente inferiori rispetto al gruppo di controllo positivo (Tabella 1). Non c'era alcuna differenza significativa tra i due trattamenti di dosaggio di PAQ-TivateTM.
Per quanto riguarda i livelli fungini del giorno 14, il trattamento con mangime allo 0,5% di PAQ-TivateTM aveva una conta significativamente inferiore di funghi rispetto al trattamento con mangime allo 0,2% di PAQ-TivateTM e ai gruppi di controllo positivo (Tabella 2). Il trattamento allo 0,5% del prodotto ha comportato una significativa riduzione del numero di funghi/muffe dal giorno 7 al giorno 14.
Al giorno 14, c'era una crescita visiva di funghi sui campioni di mangime del controllo positivo e sui trattamenti di mangime allo 0,2%, mentre non c'era una crescita visibile di funghi nel gruppo di trattamento allo 0,5 percento il giorno 14.
Oltre a queste perdite di nutrienti, le muffe producono anche micotossine, minacciando la salute degli animali e dell'uomo. Le aflatossine, ad esempio, possono essere trasferite nei tessuti animali e rappresentano quindi un grave rischio per il consumatore (effetto carry-through).
Gli effetti dannosi delle micotossine sulla salute e sulle prestazioni degli animali sono stati studiati in modo completo negli animali terrestri, ma ci sono relativamente pochi studi nei sistemi di acquacoltura.
La micotossicosi più importante nei pesci e nei gamberetti è causata dalle aflatossine, prodotto principalmente da Aspergillus spp. durante lo stoccaggio di mangimi e materie prime. È stato dimostrato che i propionati prevengono la formazione di ocratossina A da parte di Aspergillus sulfureus e Penicillium viridicatum.
Scegliere la miscela più vantaggiosa
Ci sono molti acidi organici disponibili per l'industria dei mangimi, compreso acido formico, acido acetico, acido propionico, acido lattico, acidi fumarici, acido citrico, formiato di sodio, acidi butirrici, acidi sorbici e acidi malico.
La domanda è, come scegliamo la miscela acida appropriata e più vantaggiosa? Per arrivare alla soluzione corretta, il consumatore deve considerare i benefici desiderati e le caratteristiche tecniche richieste (ad es. aumentare la digeribilità delle proteine e un elevato recupero dopo l'estrusore).
Al fine di garantire che PAQ-TivateTM fosse adatto alle esigenze dell'industria dei mangimi per acquacoltura, bassa lisciviazione, stabilità termica, piccole dimensioni medie delle particelle con una distribuzione omogenea e una facile manipolazione (meno corrosiva) erano caratteristiche considerate di massima priorità.
Il trattamento è stato sviluppato per contenere acido fumarico sotto forma del suo sale di magnesio, acido formico e propionico e loro sali di calcio.
Questi acidi organici funzionano come attrattivi per i mangimi (propionato), agenti antibatterici (propionati, formato), e promotori della crescita (fumarato) che sono tutti allineati con le prestazioni richieste di questa miscela.
