Insilamento
- Sistema di conservazione dei foraggi basato su processi biochimici legati a specifiche fermentazioni.
- La tecnica mira a creare condizioni sfavorevoli per qualsiasi attività microbica indesiderata, assicurando in tal modo la prolungata conservazione del prodotto.
- Tale scopo si raggiunge creando nella massa insilata, mediante un’efficace compressione, condizioni d’anaerobiosi: in questo modo viene inibita la microflora aerobica e favorita una rapida ed intensa fermentazione lattica che assicura la buona conservazione del foraggio e inibisce la formazione della microflora dannosa.
Definizione di insilato
- L’insilato è il prodotto di un processo di fermentazione in ambiente anaerobio, finalizzato a conservare i foraggi con un minimo di perdite in sostanza secca e valore nutritivo, in assenza di muffe e di prodotti dannosi alla salute degli animali e in grado di essere ingerito in quantità molto vicine al foraggio verde.
Cosa insilare?
- Tutti i foraggi possono essere insilati anche se con tecniche e risultati diversi.
- L’insilamento della pianta di mais intera e di quelle foraggere e prati pascoli permettono una migliore utilizzazione produttiva.
Microbiologia dell’insilato
Al momento dell’insilamento i microrganismi dominanti nel foraggio fresco sono costituiti da funghi e batteri, man mano che s’instaurano nel silo le condizioni di anaerobiosi essi sono sostituiti da batteri capaci di svilupparsi in assenza di ossigeno.
Tra questi i più implicati nel processo d’insilamento sono:
- i batteri coliformi;
- i batteri lattici (Lactobacillus plantarum e brevis);
- i batteri butirrici (Clostridium butyricum, Clostridium sporogenes, ecc.).
Fermentazione degli zuccheri: i batteri lattici in assenza di ossigeno, fermentano gli zuccheri solubili con produzione di acido lattico fino quando il pH scende a valori prossimi a 4.
Fermentazione delle proteine: i batteri proteolici idrolizzano le proteine e i putridi attaccano gli aminoacidi; la loro attività viene inibita quando il pH scende sotto 4.5.
Post-fermentazione: processi di fermentazioni aerobiche che avvengono dopo l’apertura del silo ad opera di funghi e lieviti; gli insilati migliori, più ricchi di zuccheri, sono più esposti.
Vantaggi dell’insilamento
- Limitazione delle perdite di raccolta;
- Possibilità di conservare alimenti non affienabili quale ad esempio la pianta intera di mais;
- Maggiore meccanizzazione delle operazioni di raccolta con notevole abbattimento dei costi;
- Minore dipendenza dalle variazioni metereologiche.
Modifiche di composizione del foraggio durante la conservazione
- La sostanza secca aumenta a causa delle perdite di percolazione.
- I protidi grezzi rimangono pressoché invariati; varia in modo netto il rapporto esistente tra le frazioni azotate.
- L’estratto etereo aumenta principalmente per la confluenza in questa frazione degli acidi grassi volatili;
- Gli estrattivi inazotati vanno incontro a demolizione.
- La digeribilità diminuisce, maggiormente in foraggi molto umidi.
- L’ingestione di sostanza secca diminuisce.
Perdite in corso di insilamento
In campo – Respirazione cellulare: continua a livello cellulare anche dopo il taglio, finché c’è O2; deve essere il più contenuta possibile perchè consuma zuccheri utili alle fermentazioni e scalda la massa, favorendo i clostridi (negativi) che sono anche sporigeni
Nel silos -
- Liquidi di percolazione: perdite del succo cellulare e quindi dei principi nutritivi in essi disciolti; si riducono quando la s.s. si aggira intorno al 25%; sono praticamente nulle quando il tenore di s.s. è del 28%.
- Processi fermentativi: respirazione (0.5%); fermentazioni anaerobiche (∼ 5%) e post-fermentazioni (0 – 5%)
All’apertura del silo – Degradazione aerobica: tanto più intensa e rapida quanto minore è stata la fermentazione subita dalla massa insilata e quindi quanto più è elevata la presenza di zuccheri.
Fattori che determinano la buona riuscita dell’insilato
Epoca di taglio
- All’avanzare dello stadio vegetativo di una pianta aumenta il contenuto di fibra e diminuiscono il suo valore nutritivo e la sua appetibilità.
- Per i cereali autunno-vernini il momento più favorevole coincide di solito con lo stadio di maturazione latteo-cerosa della granella.
- Mais: ingiallimento delle brattee e maturazione cerosa della granella.
- Raccogliendo prima si perde in quantità di s.s., si compromette la riuscita dell’insilato, si avranno perdite maggiori.
Appassimento
- Contiene le perdite di percolazione, favorisce i lattobacilli rispetto ai clostridi, effetto favorevole sull’appetibilità del foraggio.
Fattori che determinano la buona riuscita dell’insilato (segue)
Trinciatura: la pianta deve essere trinciata finemente (2 cm) per permettere una buona compressione della massa insilata.
Caricamento del silo:
- Non superare i 2 gg e non introdurre terra;
- Buona compressione (no cappello);
- Chiusura ermetica (eventuale uso di un telo interno).
Apertura del silo: deve essere effettuata a 40 gg dalla chiusura per consentire il raffreddamento della massa insilata.
Rinnovo del fronte dell’insilato: la progettazione di un silo deve essere fatta tenendo presente la consistenza e il possibile sviluppo dell’azienda. Il fronte di taglio dovrebbe rinnovarsi di almeno 10 cm al giorno.
Fattori che determinano la buona riuscita dell’insilato (segue)
- Un vantaggio che hanno i silos a trincea è che l’alimento insilato proveniente da una determinata partita o da un campo è distribuito su una grande area del silo. Di conseguenza i cambiamenti nella sostanza secca del foraggio o in alcuni parametri chimici avvengono più gradualmente che in altri tipi di stoccaggio.
- Tuttavia variazioni possono verificarsi ad altezze diverse del silo; per stimare tali variazioni sono stati effettuati degli studi sperimentali su diversi insilati in cui sono stati valutati SS, NDF, ADF, PG, lattato e AGV.
Fattori che determinano la buona riuscita dell’insilato (segue)
- In alcune situazioni può essere somministrata una razione completamente diversa tra un carico e un altro se non si presta attenzione a come si effettua un carico dal silo. Per esempio, una razione con il 54.5% di foraggio può variare in realtà dal 46 al 63% di foraggio se preparando il carico l’insilato viene prelevato il alto piuttosto che in basso.
- Variazioni come queste devono essere considerate quando si effettua un campionamento per l’analisi della sostanza secca o per una analisi completa.
Deviazioni tra le tre regioni del silos (alta, media, bassa)
Composizione chimica di campioni di silomais prelevati da tre parti diverse del silo
Parametri della fermentazione in silo di campioni di silomais prelevati da tre parti diverse del silo
Andamento della produzione cumulativa di gas in vitro di campioni di silomais provenienti da differenti parti del silo
Velocità di fermentazione in vitro gas di campioni di silomais provenienti da differenti parti del silo
Prodotti finali della fermentazione in vitro di campioni di silomais prelevati da tre parti diverse del silo
Valutazione pratico-empirica
- L’effetto di processi microbiologici sui foraggi durante l’insilamento necessita un’attenta valutazione, anche se il materiale di partenza è di buona qualità.
- La sola valutazione visiva di un insilato non fornisce accurate informazioni sul contenuto in principi nutritivi. Tuttavia, associati a una analisi chimica, fattori come il colore, l’odore e l’aspetto generale danno una buona indicazione del complessivo valore nutritivo dell’insilato.
- Anche se la qualità degli insilati può essere stimata visivamente esaminando l’insilato, essa può essere valutata accuratamente solo tramite analisi chimica.
Valutazione pratico-empirica (segue)
Compressione e chiusura
- Odore: acetico (a volte alcolico) gradevole, butirrico (come di burro rancido).
- Presenza di percolazioni.
- Surriscaldamento.
- Giusta lunghezza di trinciatura: 0.5 – 1.0 cm.
- pH: cartina al tornasole.
- Colore: bruno-verdastro di tonalità chiara.
- Silomais: presenza di granella (40 %).
- Assenza di muffe.
Valutazione pratico-empirica (segue)
Metodi analitici per valutare la buona riuscita di un insilato
Le più importanti analisi che possono essere effettuate in laboratorio per valutare la conservazione dell’insilato sono:
- sostanza secca;
- pH e potere tampone;
- carboidrati solubili in acqua e zuccheri prontamente disponibili;
- frazioni azotate (NS, NP, NPN, NH3);
- alcoli (butanolo, propanolo, ecc.);
- acidi organici (latico, acetico, propionico, butirrico, iso-butirrico , iso-valerianico, valerianico).
Nella valutazione dei risultati delle analisi è importante ricordare che alcuni fattori che agiscono sui silos possono influenzare la digeribilità dei nutrienti (es. l’esposizione al calore può diminuire la digeribilità delle proteine e ridurre il tenore di SS).
Valutazione qualitativa degli insilati
Sostanza secca
- La determinazione del contenuto in sostanza secca viene effettuata in stufa a ventilazione forzata a 80 C° per 24 h.
- Tuttavia, poiché gli insilati sono alimenti ad elevato contenuto in sostanze volatili diverse dall’acqua, il dato di SS così ottenuto deve essere corretto secondo il metodo di Dulphy et al. (1975), utilizzando la seguente equazione:
y = 0.616 x1+ 0.142 x2+ 0.830 x3
dove:
y rappresenta la quantità di sostanza secca volatile persa durante l’essiccamento (g/kg di sostanza secca) da aggiungere al contenuto di SS determinato in stufa; x1 è il contenuto in ammoniaca, x2 quello in acido lattico, x3 in acidi grassi volatili, tutti espressi in g/kg di sostanza secca non corretta.
Azoto
- NT: classico metodo Kjeldahl sul campione fresco
- NP: sul campione fresco, trattamento con acqua e acido tricloroacetico (15%), ebollizione x 1 min., raffreddamento e filtrazione, determinazione del residuo sul filtro
- NNP: NT – NP
- NS: estratto acquoso filtrato, metodo Kjeldahl
- N-NH3: estratto solforico filtrato, metodo UV con kit urea/ammoniaca
- Nitrati:
- estratto acquoso;
- cartine test;
- metodo colorimetrico basato sulla nitrazione dell’acido salicilico;
- separazione mediante HPLC.
pH e potere tampone
- pH: il miglior indicatore dell’effetto dell’insilamento sul valore nutritivo degli insilati è il pH. In generale minore è il pH meglio è, poichè indica che è avvenuta una fermentazione di tipo lattico. È importante ricordare però che il pH non è un buon indicatore di qualità in insilati che contengono meno del 65% di acqua.
- Cartine al tornasole;
- via potenziometrica.
- Potere tampone (meq di alcali richiesti per cambiare il pH da 4 a 6 per 100 g di SS):
- pH 3 con HCl 0.1 N;
- pH 4 con NaOH 0.1N;
- musurare esattamente i ml di NaOH necessari per portare il pH a 6.
Carboidrati solubili in acqua (CSA, % SS) e Zuccheri prontamente disponibili (ZPD, % SS)
CSA
- Estratto acquoso filtrato e opportunamente diluito;
- reazione a caldo tra CSA e antrone, sciolto in H2SO4 76%, con formazione di colore verde;
- determinazione spettrofotometrica (spettrofotometro UV).
ZPD
- Glucosio e fruttosio provenienti dalle idrolisi del saccarosio e dei fruttosani nelle prime ore di insilamento ad opera degli enzimi della pianta;
- estrazione in acqua;
- separazione in cromatografia in fase liquida (HPLC) a 85°C.
Carboidrati solubili in acqua e amido nel silomais (% s.s.)
Acido lattico, acidi grassi volatili (AGV) e Alcoli (g/kg di SS)
- AGV (acidi monocarbossilici (C1 – C5i) = acido acetico, propionico, butirrico, isobutirrico, formico e lattico:
- estratto solforico filtrato;
- separazione in cromatografia in fase liquida (HPLC).
Alcoli
- Metanolo, etanolo, propanolo, butanolo.
- Estratto solforico filtrato e opportunamente diluito.
- Separazione in cromatografia in fase gassosa.
Valori di riferimento per giudicare la qualità di conservazione di un insilato:
- SS = min 28-30 %;
- CSA = min 6-7 % SS;
- acidità attuale (pH) = 3.6 – 4.2;
- acidità organica = min 5-6% max 8-10%;
- lattato = 60-70%;
- azoto ammoniacale = 5% dell’azoto totale;
- azoto solubile = 50% dell’azoto totale;
- etanolo = <2% della SS;
- acido acetico = 25 g per kg di SS;
- acido propionico = assente o in tracce;
- acido butirrico = assente o in tracce.
Queste caratteristiche di eccellente qualità si ottengono con insilati mantenuti a pH inferiori a 4 per la quantità di acido lattico formato
Caratteristiche chimiche e visive di graminacee e leguminose
Insilati e stato di salute degli animali
Contenuto in acidi: elevate quantità senza opportuno periodo di adattamento → acidosi
Sostanza secca: insilati troppo umidi → ridotta ingestione
Metaboliti dannosi o germi patogeni:
- Clostridi → anticaseari
- Listeria e Miceti → tossicosi
Possibili alterazioni dell’insilato
Da fermentazioni butirriche; da post-fermentazione e da sviluppo di muffe
Punteggio di qualità
Metodo Flieg (1938)
E’ basato sul contenuto di acido lattico e acidi volatili monocarbossilici
Modificato da Vanbelle (1981)
Tiene conto anche della degradazione proteica espressa come N-NH3 (%NT) ed esprime gli acidi volatili in millequivalenti
Punteggio “Flieg” per la valutazione della qualità degli insilati
Valutazione della conservazione delle proteine proposta da Vanbelle
Schema di valutazione globale della conservazione
Valutazione qualitativa degli insilati
Composizione chimica e valore nutritivo dei dieci insilati
Parametri della fermentazione in silo dei dieci insilati
SM_1-6: insilati di mais 1-6; FSL: fienosilo di loietto; IT: insilato di triticale; IO: insilato d'orzo; LA: insilato di loietto e avena.
Punteggio “Flieg” per la valutazione della qualità degli insilati
Silomais
- Il silomais è sicuramente il re dei foraggi insilati.
Ottenuto dall’insilamento della pianta intera di mais a maturazione lattea o cerosa della granella, questo foraggio consente di ottenere più di 20 000 UF/ha.
È un alimento di elevato valore nutritivo (75-80 UF/q di s.s.), appetibile ed economico.
Per una vacca da latte, un buon mais è un mais con la massima energia e la massima ingestione.
Silomais (segue)
Tre sono le componenti chiave per massimizzare la moltiplicazione batterica nel rumine:
- un contenuto in carboidrati fermentiscibili idoneo, non troppo alto: un eccessivo contenuto di granella, quindi di amido, provoca abbassamento del pH, diminuzione della flora cellulosolitica e minore digestione della fibra → acidosi.
- un amido farinoso: l’amido vitreo è meno digeribile di quello farinoso, quindi si rende meno disponibile per l’attività della microflora ruminale e si ritrova nelle deiezioni.
- una digeribilità dell’NDF altissima e un contenuto in lignina bassissimo: l’NDF (cellulosa, emicellulose, lignina, ceneri e composti azotati cellulari) dà un’idea della voluminosità e dell’ingombro ruminale dell’insilato. Alcuni ibridi (gamma Maïsadour Semences) sono selezionati per il loro basso ingombro nel rumine e per la loro alta percentuale in fibre digeribili, e sono caratterizzati da un basso contenuto in lignina.
Composizione chimica del mais fresco e del corrispondente insilato
Insilati di graminacee
Valutazione della qualità di insilati di graminacee (es. Lolium multiflorum) e leguminose (es. Medicago sativa, Hedysarum coronarium, Onobrychis viciifolia, Pisum sativum):
- studio del quadro fermentativo e delle perdite di principi nutritivi;
- studio dei fenomeni proteolitici che si verificano durante l’insilamento e che possono avere effetti negativi sull’utilizzazione dell’azoto da parte dei ruminanti;
- studio del ruolo dei tannini (presenti in alcune leguminose) nel limitare i fenomeni di degradazione proteica e di catabolismo aminoacidico durante l’insilamento.
Qualità dei foraggi
Valutazione del contenuto di acido gamma linolenico e di precursori dell’acido linoleico coniugato (CLA) in alcune specie foraggere, al fine di ottenere prodotti di origine animale (latte e formaggi) con migliore contenuto di CLA.
Composizione chimica di un foraggio di avena fresco e conservato mediante insilamento e fienagione
Insilamento del triticale
Il foraggio di triticale risulta interessante per:
- elevata resa in sostanza secca (11.2-15.7 t s.s./ha );
- buon livello qualitativo (0,70-0.78 UFL/kg s.s.);
- elevato contenuto proteico (11.4 % t.q.);
- ridotta quota della fibra (2.6 % t.q.).
Il triticale ben si adatta all’insilamento:
- maturazione lenta (epoca di raccolta piuttosto tardiva);
- alimento appetito e di buon valore nutrizionale;
- lo stadio di raccolta più opportuno per ottenere un buon insilato è quello della maturazione lattea quando il processo di lignificazione del culmo è ancora piuttosto arretrato.
Composizione chimica e valore nutritivo del foraggio fresco ed insilato di triticale
Alcuni parametri relativi al foraggio fresco ed insilato di triticale
Il mais (Zea mays L.)
- Graminacea di origine tropicale.
- Macroterma e brevidiurna.
- Germina e si sviluppa a 12°C.
- Richiede notevoli quantità d’acqua (500 m3/100 q di granella).
Il mais, che negli ultimi anni è sempre stato al primo posto nel razionamento delle vacche da latte in tutta l’Italia, oggi presenta alcune debolezze in termini di produzione sia qualitativa che quantitativa:
- minore disponibilità idrica;
- concimazione inadeguata;
- alte temperature;
- danni di ordine fitosanitario (Diarborica virgifera virgifera e Ostrinia nubilalis):
- fenomeni di stress → vulnerabilità;
- attacchi da parte di funghi (Aspergillus flavus e parasiticus);
- sviluppo di aflatossine e fumonisine.
Il sorgo (Sorghum vulgare L.)
- Graminacea simile al mais
- Macroterma
- Temperatuta di germinazione: 14°C
- Richiede < esigenze idriche
- Apparato radicale simile al mais, fascicolato ma + espanso capaci di estrarre dal terreno l’acqua anche se fortemente trattenuta.
- Capacità di entrare in stasi vegetativa in caso di stress idrico, rallentando i processi vitali, e riprendendoli, con danno limitato appena si siano ripristinate condizioni idriche più favorevoli;
- Contenuto in “durrina”
- Contenuto in “tannini” (protezione vs. uccelli, agenti atmosferici e muffe, ma se troppo elevato < digeribilità)
- Selezione genetica
Mais e sorgo a confronto
- Il mais e il sorgo sono due specie foraggere che danno elevate produzioni di biomassa (14.000 U.F./ha).
- Le maturazioni del mais e del sorgo attraversano le stesse fasi:
- lattea;
- cerosa;
- fisiologica.
- Sia per il mais che per il sorgo, l’insilamento della pianta intera, si ottiene raccogliendo a maturazione cerosa della granella; alcuni autori riportano che per il sorgo la raccolta nella prima fase di fioritura permette di ottenere un prodotto più digeribile.
- Il mais richiede elevati costi di irrigazione, mentre per il sorgo i costi, risultano minori.
Interesse a sostituire il sorgo al silomais completamente o parzialmente nell’alimentazione dei ruminanti
Foraggi di sorgo e mais trinciati e insilati
Le lezioni del Corso
2. Principi basilari dell'analisi chimica degli alimenti zootecnici
3. Analisi chimica degli alimenti di interesse zootecnico I
4. Analisi chimica degli alimenti di interesse zootecnico II
5. Analisi biologiche per la stima del valore nutritivo
6. Tecnica in vitro della produzione di gas
7. Utilizzazione della IVGPT negli studi di nutrizione animale
8. Principali tecniche di analisi strumentale
9. Valutazione qualitativa dei fieni
10. Valutazione degli insilati
