Scheda tecnica: Polpa di barbabietola

Introduzione

La polpa di barbabietola da zucchero è un sotto-prodotto dell'industria dello zucchero. La polpa è la frazione fibrosa (50% del totale), che si ottiene dopo l'estrazione dello sciroppo di glucosio a temperatura (60-70ºC). Questa frazione fibrosa è composta essenzialmente dalle pareti cellulari della buccia e dalla polpa della barbabietola con una restante percentuale di zucchero del 2-4%. Nell'alimentazione animale, questa frazione umida può essere utilizzata direttamente, previa pressatura (27% della sostanza secca; 21% del totale) oppure essiccata e pellettizzata (90% di sostanza secca, 5% del totale, essendo questa la forma di presentazione e conservazione. Generalmente una piccola frazione di melassa (circa il 3%) ottenuta nel processo di estrazione stesso viene reintrodotta per facilitare il processo in forma granulare, che ne aumenta leggermente il valore energetico e l'appetibilità. La polpa granulare ha un'umidità dell'8-12%, un contenuto di ceneri del 4-5%, una proteina grezza del 7-8,9%, un grasso grezzo dello 0,5-0,6%, un contenuto di fibre grezze del 15-20% e un contenuto di fibra neutro detergente (FND) del 40-50%. Il contenuto di FND nella polpa di barbabietola da zucchero può variare a seconda di fattori quali il grado di estrazione delle fibre, i metodi di essiccazione e l’efficienza dei processi di separazione delle fibre durante la produzione di zucchero.

La polpa di barbabietola granulata si presenta solitamente in pellet di diametro compreso tra 6 e 10 mm, il che costringe gli stabilimenti di mangimistica per suini a macinarla, modificando la dimensione delle particelle e la funzionalità della frazione fibrosa contenuta nell'ingrediente (ciò può influire sulla funzionalità attesa a seconda dell'età e capacità digestiva del suino). La frazione fibrosa è costituita principalmente da cellulosa, emicellulosa e pectine, che vengono idrolizzate e metabolizzate più lentamente rispetto all'amido e allo zucchero. Va considerato che la pectina di barbabietola da zucchero contiene un elevato tenore di acido ferulico. Questi, all'interno della categoria degli acidi fenolici, sono considerati bifunzionali e, quindi, un elemento potenzialmente nutritivo sia per l'organismo che per il suo microbiota. Gli enzimi ossidativi possono ossidare i gruppi dell'acido ferulico per formare una varietà di deidro-diferulati, -triferulati e probabilmente prodotti più grandi con capacità gelificanti e di modificazione della reologia intestinale.

La polpa, a seconda della dimensione delle sue particelle, viene idrolizzata più rapidamente in oligosaccaridi derivati ​​dalla pectina. Questi oligosaccaridi sono composti da ramnogalatturonano parzialmente acetilato e omogalatturonano parzialmente metilato/acetilato che vengono completamente fermentati dal microbiota fecale. Pertanto, il valore finale della polpa di barbabietola nei suini va oltre il suo valore nutrizionale, essendo la funzionalità della frazione fibrosa quella di maggiore interesse sia a livello reologico che come substrato per il microbiota commensale, che la rende appetibile in diversi fasi del ciclo produttivo del suino.

Studio comparativo dei valori nutrizionali

I sistemi utilizzati nel confronto sono: FEDNA (spagnolo), CVB (olandese), INRA (francese), NRC (USA) e ROSTAGNO (Brasile).

¹Tra i sistemi di valutazione studiati, FEDNA e NRC considerano un'unica categoria per la polpa di barbabietola disidratata. Tuttavia, CVB e INRA considerano più di una categoria basata sul trattamento tecnologico di reintroduzione della melassa proveniente dal processo di estrazione per migliorare l'efficienza del processo e la qualità finale del pellet. Il BRASILE non include la polpa di barbabietola tra gli ingredienti valutati nelle sue tabelle perché non è un paese produttore o importatore di barbabietole da zucchero.

La polpa di barbabietola disidratata presentata sotto forma di pellet è un ingrediente comune nella maggior parte degli stabilimenti di mangimi per suini. È un ingrediente tipico nelle diete di gestazione e di transizione verso i reparti di sale parto, ma è comune anche nelle diete delle prime fasi, sebbene il livello di inclusione sia molto variabile a seconda dei paesi e dei tipi di mangime, strettamente legato alla fermentazione e all'utilizzo della degradazione del la frazione fibrosa, ma anche per le sue proprietà reologiche del digesta e di modulazione del transito.

La polpa di barbabietola è fondamentalmente un ingrediente fibroso e per il suo impatto e funzionalità viene considerata nella formulazione dell'alimentazione dei suini. Il valore medio della fibra grezza è del 16,2%±2,01, tuttavia la variabilità è elevata (CV>10%), legata al processo tecnologico e al grado di reincorporazione della melassa proveniente dal processo di estrazione al momento della granulazione che sostanzialmente prevede CVB. Se non si considera questo range di reincorporazione della melassa, la fibra grezza media è del 17,5% ± 0,48 (CV=2,73%). Essendo un ingrediente fibroso, il valore proteico medio è basso tra i diversi sistemi di valutazione selezionati, essendo 8,9% ± 0,85, osservando per CVB una risposta lineare di aumento del contenuto proteico dal 7,5% al ​​10,2% direttamente correlata alla reincorporazione della melassa. Tuttavia, INRA e CVB nella loro versione a minore concentrazione di zuccheri sono i sistemi che valorizzano il contenuto proteico più basso (PB<9,0%). Mentre CVB (punto medio di incorporazione dello zucchero), NRC e FEDNA, rispettivamente, presentano valori molto simili (9,3%±0,32; CV=3,44%). La valutazione del contenuto di grassi è molto simile per la maggior parte dei sistemi di valutazione studiati (FEDNA, NRC, CVB e INRA), il che indica che non vi è alcun impatto della lavorazione e del reingrasso durante la stessa.

L'intervallo di sostanza secca proposto per i diversi sistemi di valutazione è molto stabile per tutti i sistemi, presentando pochissime variazioni tra loro (89,5%±1,19; CV=1,33%), tuttavia, il contenuto di zucchero (principalmente lattosio all'interno di questa categoria) è molto più variabile (11,5%±6,28; CV=55,5%), il che può anche condizionare il processo di formulazione o il suo risultato se non si tiene conto di questa variabilità. Il livello base di zuccheri contemplato dalla maggior parte dei sistemi di valutazione FEDNA, INRA e CVB è 6,5%±0,42; CV=6,4%. NRC non valuta il contenuto di zucchero per la polpa di barbabietola e, tuttavia, sia l'INRA che il CVB considerano chiaramente i livelli di reincorporazione della melassa, fornendo livelli di aumento del contenuto di zucchero di 2 (INRA) e 6, 12 e 15 (CVB) punti percentuali, rispettivamente.

D'altro canto, oltre ad essere un ingrediente fibroso, il contributo al valore energetico dovuto alla degradazione e alla fermentazione della fibra risponde a valori medi EN di 1872 Kcal/kg ±345 e 1943 Kcal/kg ±249, rispettivamente per animali in accrescimento e adulti. La grande variabilità (CV >10%) in termini di kcal/kg, che può influenzare il contenuto finale della formula e la regolazione del consumo (>150kcal), è principalmente spiegata dal contenuto differenziale di zucchero derivato dalla reincorporazione della melassa per facilitare il processo di pellettizzazione (R2=0,78). Tuttavia, il CVB attribuisce valori di EN elevati anche negli ingredienti a basso contenuto di zuccheri, ipotizzando un contributo maggiore dalla degradazione delle fibre rispetto a quello degli zuccheri quando questi sono ad un contenuto <10%.

La variazione e la risposta osservata nel contenuto proteico associato alla lavorazione alla reincorporazione degli zuccheri (melassa) non è coerente con il contenuto di AA prendendo come riferimento la lisina, presentando una relazione inversamente proporzionale dove la variazione tra il contenuto di AA e il contenuto di zuccheri ( R2=0,99, senza considerare l'INRA con alto contenuto di zuccheri, che presenta anche una sopravvalutazione degli aminoacidi con valori ben superiori alla media), con il CV di tutti gli AA <1%. Tuttavia, questo comportamento non è lo stesso per gli aminoacidi, gli AA solforati non presentano una correlazione (R2<0,10) e gli AA ramificati (Ile e Val) presentano correlazioni negative inferiori rispetto alla lisina (R2<0,65), mentre treonina e triptofano presentano correlazioni elevate (R2<0,90). Il coefficiente di digeribilità delle proteine ​​e della lisina presenta un range compreso tra il 50 e il 55%, essendo molto simile tra i sistemi di valutazione studiati.

È importante evidenziare che mediamente il valore di Ca è simile a quello di molti dei cereali utilizzati nell'alimentazione animale (0,81%±0,09) se non consideriamo i valori forniti dal sistema INRA, che ha un contenuto di Ca superiore del 70% rispetto alla media presentata dagli altri sistemi di valutazione (FEDNA, NRC e CVB). Tuttavia, la variabilità è elevata (CV>10%), per cui è importante considerare questa variabilità nel contenuto di minerali.

Scoperte recenti

1. Influenza del tipo di fibra e dell'integrazione di carboidrati sulla digeribilità dei nutrienti, sul bilancio energetico e dell'azoto e sulla fisiologia nelle scrofe gravide

Il presente studio ha valutato gli effetti ed i meccanismi dell'integrazione di multicarboidrati nelle diete di scrofe gravide contenenti "grani essiccati di distillazione del mais" o sotto-prodotti fibrosi della polpa di barbabietola da zucchero. Un miglioramento significativo nell’energia, nella sostanza secca e nella digeribilità delle fibre è stato osservato con l’integrazione di carboidrati, indipendentemente dal tempo di adattamento. Tuttavia, l’interazione tra l’integrazione enzimatica e il tipo di fibra ha portato a diverse risposte dei marcatori immunitari. Le scrofe a fine gestazione presentavano una maggiore digeribilità dei nutrienti e dell'energia ed un alterato bilancio azotato rispetto al 50° giorno di gestazione. Questi risultati evidenziano i potenziali benefici derivanti dall'incorporazione dei carboidrati nelle diete delle scrofe gravide per migliorare l'utilizzo dei nutrienti e l'efficienza metabolica. Inoltre, lo studio evidenzia la complessa interazione tra integrazione enzimatica, tempo di adattamento, caratteristiche delle fibre alimentari e risposte immunitarie, offrendo preziose informazioni sui meccanismi sottostanti che governano la fisiologia della scrofa durante la gestazione e sull'influenza dell'integrazione enzimatica.

2. Influenza dei sotto-prodotti ricchi di fibre sulla digeribilità e sull'utilizzo di nutrienti ed energia nelle scrofe

I sotto-prodotti dell'industria agroalimentare hanno il potenziale per sostituire parzialmente i cereali nelle diete delle scrofe vuote non in lattazione. Molti sotto-prodotti hanno un alto contenuto di fibre e una composizione fibrosa diversificata. Alcuni sono facilmente fermentabili, mentre altri sono più resistenti alla fermentazione, portando ad una grande variazione nella digeribilità totale del tratto e nell’utilizzo di nutrienti ed energia. Non è ben noto come i sotto-prodotti ricchi di fibre vengano digeriti e utilizzati nelle scrofe, ma è importante garantire una composizione energetica e proteica ottimale del mangime in funzione della fase fisiologica della scrofa. L'obiettivo di questo studio era aumentare le conoscenze sulla digeribilità e sull'utilizzo di sei sotto-prodotti ricchi di fibre che potrebbero essere inclusi nel mangime per scrofe. Le buccette di piselli e la polpa di barbabietola da zucchero erano adatti come sostituti dei cereali grazie alla loro elevata digeribilità nel tratto totale e all'assenza di effetti negativi sull'utilizzo di energia e proteine. Erano adatte anche la polpa di patate e la bagassa di birra. Tuttavia, è necessario prestare attenzione nel bilanciare le diete a causa dell’aumento della produzione di azoto fecale e urinario, che aumenterà l’impatto ambientale. I residui di pectina e semi servono principalmente a riempire l'intestino.

3. Influenza dell'integrazione con polpa di barbabietola da zucchero sulla salute e sulla qualità della produzione suina

Il presente lavoro ha studiato l'effetto dell'integrazione con polpa di barbabietola da zucchero nella dieta sulla qualità della carne suina, esaminando l'effetto di una dieta integrata con polpa di barbabietola da zucchero (3%) (gruppo TG-I) in 300 suini Large White/Norwegian Landrace in termini di prestazioni di crescita, parametri ematici, profilo microbico delle feci, parametri della carcassa e qualità della carne, compresi i profili di ammine biogene (AB), acidi grassi (AG) e composti volatili (CV). Dopo 163 giorni di esperimento, i suini TG-I avevano un incremento medio giornaliero e un Indice di Conversione significativamente più bassi rispetto ai suini del gruppo di controllo, così come una percentuale significativamente più alta di carcasse delle classi S e KN e una percentuale più bassa delle classi E e U (p ≤ 0,05). Le feci TG-I contenevano un numero significativamente maggiore di batteri considerati probiotici. Differenze significative (p ≤ 0,05) sono state riscontrate nella maggior parte dei parametri ematici, AG, CV e risposte emozionali tra i due gruppi. Nella carne TG-I sono stati osservati maggiori perdite da gocciolamento, contenuto proteico e colore rosso, nonché minori perdite da cottura, contenuto di grasso intramuscolare e luminosità. La maggior parte delle proprietà sensoriali, così come l’accettabilità generale, sono state valutate più alte per la carne TG-I. Si è concluso che una dieta con il 3% di polpa di barbabietola da zucchero potrebbe essere utile per migliorare la salute intestinale dei suini e la qualità della carne suina.

4. L’aumento dell’apporto di mangime e fibre alimentari dalla polpa di barbabietola da zucchero ha migliorato la ritenzione energetica nelle scrofe gravide

L'alimentazione delle scrofe con polpa di barbabietola da zucchero ha molti benefici noti, ad esempio aumenta la sazietà, ed è una fonte di fibre altamente fermentiscibile per le scrofe. Questo studio indaga l'efficienza con cui le scrofe utilizzano l'energia per la ritenzione di grassi e proteine ​​in risposta alla maggiore inclusione di polpa di barbabietola da zucchero nella dieta. Dopo una lattazione impegnativa, le scrofe hanno bisogno di ripristinare il grasso corporeo e, allo stesso tempo, evitare un'eccessiva ritenzione proteica, che aumenta la richiesta di energia per il mantenimento e il rischio di problemi locomotori. L'ipotesi di questo studio era che l'energia proveniente dalle fibre fermentate è più efficace per la ritenzione dei grassi rispetto all'amido alimentare. Nello studio, le scrofe presentavano una ritenzione di grasso numericamente maggiore quando alimentate con alte concentrazioni di fibre dalla polpa di barbabietola da zucchero, ma contemporaneamente, le scrofe aumentavano anche involontariamente la ritenzione di proteine, che a sua volta aumentava sostanzialmente il loro peso vivo. Le scrofe venivano alimentate con una delle tre strategie di alimentazione a seconda del punteggio della condizione corporea (magra, media o grassa) all'inizio della gestazione e il grasso dorsale veniva ripristinato in modo efficiente nella maggior parte delle scrofe entro un periodo di un mese. In conclusione, le scrofe gravide hanno una grande capacità di utilizzare l'energia proveniente dalle fibre fermentate, ma trattengono le proteine ​​prima dei grassi, di cui si deve tenere conto nell'alimentazione delle scrofe con genotipo attuale.

Riferimenti

FAOSTAT: http://www.fao.org/faostat/es/#data/QC

http://www.mapama.gob.es/es/agricultura/temas/producciones-agricolas/cultivos-herbaceos/cereales/

FEDNA: http://www.fundacionfedna.org/

Rostagno, H,S, 2017, TABLAS BRASILEÑAS PARA AVES Y CERDOS, Composición de Alimentos y Requerimientos Nutricionales, 4° Ed.

Sauvant D, Perez, J, y Tran G, 2004, Tablas de composición y de valor nutritivo de las materias primas destinadas a los animales de interés ganadero, INRA.

https://www.indexmundi.com/agriculture/