• fermentazioni ruminali
• metano
• ammoniaca

In uno scenario che vede le aziende zootecniche ed in particolare i ruminanti responsabili del 14,5% delle emissioni antropiche dei gas serra (Eisler et al., 2014), nasce l’esigenza sempre più impellente, di studiare diverse e più efficaci strategie innovative che, da una parte, mitighino le emissioni di metano da parte dei ruminanti, al fine di migliorare la sostenibilità ambientale e, dall’altra, garantiscano il sostentamento della popolazione mondiale in continua crescita.
In particolare, le emissioni di metano ed il rilascio di composti azotati da parte dei ruminanti possono essere ridotti attuando alcune strategie alimentari che prevedono un migliore bilanciamento dei nutrienti della dieta (precision feeding) e l’utilizzo di integratori. Alcuni metaboliti secondari delle piante (tannini, saponine, olii essenziali), utilizzati come integratori nelle diete per ruminanti, hanno dimostrato di essere in grado di limitare la produzione di metano enterico, esercitando un effetto diretto sui microrganismi del rumine e quindi sulla fermentazione. L’ammoniaca prodotta nel rumine ed escreta con le urine sotto forma di urea, porta ad un arricchimento di azoto nel suolo e nelle acque, contribuendo alla formazione del fenomeno dell’eutrofizzazione. Alcuni olii essenziali sono in grado di inibire la proteolisi e la deaminazione degli aminoacidi, agendo su alcune popolazioni microbiche responsabili della digestione delle proteine alimentari e portando ad una diminuzione significativa della produzione di ammoniaca (Patra, 2012).
Scopo della presente tesi è stato lo studio in vitro delle fermentazioni ruminali a seguito dell’introduzione nel substrato di 8 diversi integratori costituti da miscele di saponine, oli essenziali e tannini. In particolare, le miscele contenevano in proporzioni diverse yucca, tannini di quebracho e di castagno, estratto secco di origano e timo, olii essenziali di origano e timo. L’effetto di tali integratori sulla produzione di metano e di ammoniaca è stato valutato utilizzando come substrato di base una dieta tipo per bovini da carne nella fase di ingrasso. Gli alimenti di base erano: loietto, soia, mais, polpe di barbabietola nel controllo negativo mentre il controllo positivo presentava le stesse basi alimentari con l’aggiunta di un 6% di lino integrale estruso.
Sono state eseguite 13 batch fermentativi utilizzando un fermentatore sperimentale nel quale 18 giare contenenti dieta, liquido ruminale e medium, fermentavano, in condizioni anaerobie, ad una temperatura di 38 – 39 °C per 24 ore. Dopo tale periodo, tramite un gascromatografo collegato all’impianto, è stato possibile verificare le varie concentrazioni dei gas (metano, ossigeno, anidride carbonica). È stata inoltre analizzata la concentrazione dell’ammonio nel liquido ruminale fermentato di ogni giara con il metodo dell’indofenolo.
I risultati hanno evidenziato che gli integratori contenenti tannini di castagno (da soli o in mix con i tannini di quebracho) inducono una diminuzione della produzione di ammoniaca superiore al 40% rispetto al controllo negativo. Tale risultato si ottiene anche quando gli oli essenziali puri di carvacrolo e di timolo sono sostituiti con estratto secco di origano e di timo contenenti simili quantità di oli essenziali. L’integratore contenente tannino di quebracho induce una diminuzione della produzione di ammoniaca di circa il 18% al pari degli integratori contenenti. Per quanto riguarda la produzione di metano, l’integratore più efficiente è risultato essere quello contenente il mix di tannini di quebracho e castagno, yucca e gli oli essenziali di carvacrolo e di timolo. La produzione di metano, infatti, si è ridotta di circa il 22% rispetto al controllo negativo. Una diminuzione significativa, seppur di entità più ridotta (15%) è stata ottenuta anche con l’integratore che conteneva le medesime quantità di quebracho, castagno e yucca, ma vedeva sostituiti il carvacrolo e il timolo con gli estratti secchi di origano e di timo. Anche il controllo positivo, contenente semi di lino estrusi senza alcun integratore, ha indotto una riduzione significativa di metano, pari a circa il 10%.
Nel complesso, i risultati più interessanti sono stati ottenuti con i tannini di castagno in miscela con carvacrolo, timolo, tannini di quebracho e yucca, probabilmente perché ciascun composto secondario agisce con meccanismi differenti e sinergici sui processi metabolici alla base della produzione di metano e di ammoniaca.