Corso di Valutazione Nutrizionale dei Mangimi

Prof.ssa Doriana Tedesco

 

Lezione 9 - i probiotici in alimentazione animale

ALIMENTI FUNZIONALI
PROBIOTICI E PREBIOTICI
MECCANISMO D'AZIONE DEI PROBIOTICI
AZIONI DEI PROBIOTICI
SITUAZIONE NORMATIVA
EFFETTI IN ALCUNE SPECIE ANIMALI
I probiotici costituiscono un'area di crescente interesse scientifico nell'ambito degli alimenti funzionali o dei cosidetti nutraceutici. Gli Alimenti funzionali sono caratterizzati dall’avere livelli significativi di componenti biologicamente attive che promuovono benefici sulla salute o effetti fisiologici benefici indipendentemente dall’avere un ruolo nutrizionale.

ALIMENTI FUNZIONALI

Gli Alimenti funzionali sono caratterizzati dall’avere livelli significativi di componenti biologicamente attive che promuovono benefici sulla salute o effetti fisiologici benefici indipendentemente dall’avere un ruolo nutrizionale. Possono essere:

  • Alimenti tradizionali rivalutati per particolari caratteristiche funzionali
  • Nuovi prodotti alimentari “arricchiti”
  • Sviluppati per migliorare o incorporare componenti benefiche
  • Carotenoidi e flavonoidi per neutralizzare radicali liberi
  • acidi grassi n3 migliorano funzioni mentali, visive..
  • Prebiotici/probiotici per migliorare la qualità della microflora intestinale

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PROBIOTICI E PREBIOTICI

Probiotici:
Supplementi microbici vivi con benefico impatto sull’ospite attraverso una azione benefica sul tratto intestinale.
Colture liofilizzate utilizzate nella preparazione di prodotti caseari e yogurt
Riconosciuti effetti benefici sull’uomo.

Prebiotici:
Ingredienti alimentari non digeribili che agiscono a livello intestinale stimolando selettivamente la crescita e/o l'attività metabolica di un numero limitato di gruppi microbici importanti per il buon funzionamento dell'organismo.
Inulina riconosciute le sue caratteristiche funzionali

I probiotici sono preparazioni microbiche o componenti microbiche che hanno un effetto benefico sulla salute e sul benessere dell’ospite

Designa una categoria di additivi regolata da rigide normative CEE.

Funzioni:

  • RISTABILIRE L’EQUILIBRO DELLA FLORA INTESTINALE
  • MIGLIORARE LA RESISTENZA A FENOMENI DI COLONIZZAZIONE E/O PREVENIRE FENOMENI DI DIARREA
  • RIDUZIONE SISTEMICA DEL COLESTEROLO EMATICO
  • RIDUZIONE INTOLLERANZA LATTOSIO
  • RIDUZIONE ATTIVITÀ ENZIMATICA DANNOSA DEI BATTERI PATOGENI
  • MIGLIORA ASSORBIMENTO DEL CALCIO
  • MIGLIORA DIFESE IMMUNITARIE
  • SINTESI VITAMINE

Il bersaglio diretto dell'azione di questi ingredienti è l'intestino ma indirettamente è l'intero organismo il beneficiario degli effetti. La funzione è quella di promuovere la proliferazione e l'equilibrio della composizione batterica che costituisce l'ecosistema intestinale. Il microbiota intestinale è costituito da centinaia di specie batteriche diverse, le cui molteplici attività metaboliche influenzano lo stato di salute dell'ospite. In condizioni di stress psico-fisici, alimentari, ambientali o in seguito all'assunzione di farmaci, si assiste ad uno sbilanciamento della microflora (disbiosi) che rende l'organismo suscettibile ai patogeni.

Figura 1. Cause e conseguenze della disbiosi intestinale. Clicca sull'immagine per ingrandirla.

Per essere efficace un probiotico deve possedere le seguenti caratteristiche:

  • RISPONDERE A REQUISITI ALIMENTARI
  • SOTTOFORMA DI CELLULE VIVE IN NOTEVOLI QUANTITA’
  • ESSERE STABILE E DISPONIBILE DURANTE LA CONSERVAZIONE
  • SOPRAVVIVERE NELLE CONDIZIONI DI ACIDITA’, PROLIFERARE E/O COLONIZZARE L’INTESTINO
  • NON ESSERE PATOGENO, TOSSICO, MUTAGENO O CANCEROGENO (SIA COMPONENTI CELLULARI CHE PRODOTTI DI
  • ERMENTAZIONE)
  • ANTAGONIZZARE CON BATTERI PATOGENI ED ESSERE
  • GENETICAMENTE STABILE
  • RIPRODURSI ALL’INTERNO DELL’OSPITE
  • AVERE UN EFFETTO BENEFICO SULL’OSPITE

Tabella 1. Esempi di comini probiotici e prebiotici

PROBIOTICI

Lactobacilli

L.acidophilus

L.casei

L.delbrueckii subsp. Bulgaricus

L.reuteri

L.brevis

L.cellobiosus

L.fermentum

L.plantarum

Cocci gram-positivi

Lactococcus lactis subsp. cremoris

Streptococcus salivarius subsp. thermophilus

Enterococcus faecium

S.intermedius

Bifidobacteria

B.bifidum

B.adolescentis

B.animalis

B.infantis

B.longum

B.thermophilum

Miceti

Saccharomyces cerevisiae

Aspergillus niger

A. oryizae

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MECCANISMO D'AZIONE DEI PROBIOTICI

Il presupposto alla base dell'attività di un probiotico, è la resistenza all'attacco degli acidi a livello dello stomaco, che consente al pool batterico di conservare la vitalità, condizione indispensabile perchè esso possa esplicare un'azione a livello intestinale.
L'azione di miglioramento dell'intolleranza al lattosio è determinata dalla elevata attività b-galattosidasica dei lattobacilli, responsabile della conversione del lattosio in glucosio e galattosio.
Uno sviluppo interessante dei probiotici negli ultimi anni ha riguardato la loro capacità di influenzare vari meccanismi della risposta immunitaria, quali l'immunità umorale, cellulo-mediata e non specifica. Per quanto riguarda la risposta di tipo umorale, diversi studi hanno dimostrato che un trattamento con L.casei e L.acidophilus determinano un innalzamento della produzione di IgA, che migliora la funzione di barriera dell'intestino.
Un aspetto interessante della modulazione del sistema immunitario da parte dei probiotici è la loro capacità di influenzare la risposta mediata dalle cellule T nell'epitelio intestinale, attraverso la produzione di citochine. Inoltre è stato evidenziato che i lattobacilli sono in grado di stimolare l'attività dei macrofagi verso differenti specie di batteri. Presumibilmente l'effetto è determinato dall'assorbimento attraverso le pareti intestinali di un antigene solubile o dalla traslocazione di lattobacilli nel flusso sanguigno.
Un'importante applicazione dei probiotici avviene nell'ambito della prevenzione delle infezioni opportunistiche conseguenti a terapie antibiotiche. Numerosi studi confermano che l'assunzione di probiotici in concomitanza a una terapia antibiotica è in grado di ridurre l'incidenza di infezioni opportunistiche e di ripristinare, in tempi più rapidi, l'assetto fisiologico della micorflora intestinale.
Probiotici quali i lattobacilli producono sostanze ad attività antibiotico-simile, che in vitro hanno mostrato attività verso microrganismi patogeni, ma i dati disponibili a questo proposito sono contrastanti. L'efficacia è stata dimostrata nel ridurre la severità e la durata di diarree di origine virale in bambini, ma non esistono evidenze convincenti per quelle batteriche.
Un promettente sviluppo nell'ambito die probiotici è la scoperta che il loro impiego possa influenzare positivamente il decorso di patologie infiammatorie e infettive dell'intestino e di disfunioni correlate al malfunzionamento della barriera intestinale, o alla modificazione dell'assetto immunitario di quetso apparato. È stato ipotizzato che il meccanismo coinvolto includa:
1)riduzione del pH intestinale attraverso la stimolazione della produzione di acido lattico da parte della microflora intestinale;
2)effetti diretti di antagonismo su microrganismi patogeni;
3)immunostimolazione.

Figura 2. Meccanismo d'azione dei probiotici. Clicca sull'immagine per ingrandirla.

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AZIONI DEI PROBIOTICI

sull’animale
SVILUPPO APP. DIGERENTE
SVILUPPO DIMENSIONE DEI MICROVILLI
SVILUPPO IMMUNITA’ LOCALE
RIDUZIONE DIARREE

sull’alimento
DEGRADAZIONE CARBOIDRATI COMPLESSI
PREVENZIONE ACIDOSI RUMINALE NEL PERIPARTO
FORMAZIONE PROTEINE MICROBICHE

sull’ambiente
RIDUZIONE ESCREZIONE AZOTATA
EMISSIONE NH3
MIGLIORAMENTO FECI SUINO E VOLATILI

Inoltre l'uso di probiotici determina la diminuzione delle turbe digestive d’origine microbica che si instaurano nei periodi di maggiore stress, e di conseguenza una diminuzione dell'utilizzo sostanze antibiotiche.
L'effetto fattore di crescita dei probiotici e’ il risultato di uno stato sanitario migliorato attraverso il controllo biologico della flora intestinale.

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PROBIOTICI: SITUAZIONE NORMATIVA

I probiotici sono considerati additivi alimentari e per questo il loro uso è soggetto alle norme previste per gli altri additivi destinati all'alimentazione animale, in particolare il regolamento 1831/03. Secondo questo regolamento i microrganismi come i probiotici fanno parte della categoria degli “additivi zootecnici” come “stabilizzatori della flora intestinale”.
La normativa prevede requisiti specifici relativi all'etichettatura di questi additivi per mangimi:
— data di scadenza della garanzia o durata della conservazione a decorrere dalla data di fabbricazione,
— istruzioni per l'uso,
— numero di identificazione del ceppo, e
— numero delle unità che formano colonie per grammo.

L'autorizzazione a livello europeo di un probiotico viene concessa solo dopo un'attenta valutazione delle sue caratteristiche di efficacia e sicurezza. I criteri di valiutazione per i microrganismi sono stati determinati dallo SCAN (Scientific Committee for Animal Nutrition) nel 2001.
L' obiettivo è quello di differenziare additivi chimici da micro-organismi ed enzimi e di fornire risposta a: necessità di efficacia e preoccupazioni di ordine sanitario (sicurezza, uomo, animale, ambiente).

Per la valutazione deve essere presentato un DOSSIER che fornisca le seguenti informazioni:
IDENTIFICAZIONE E CARATTERISTICHE DELLE SOSTANZE ATTIVE
dose di utilizzo
incompatibilita’, stabilita’….

EFFICACIA
effetti sulle produzioni animali
effetti sulla qualita’ dei prodotti di origine animale

SICUREZZA DI IMPIEGO
assenza produzione tossine o antibiotici
tolleranza a 10 volte la dose impiegata

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Effetto dei probiotici in alcune specie animali

SUINI
Migliorano le performance:
crescita e conversione
Alimentare
Diminuita mortalità
Proposti in alternativa agli antibiotici
Effetto barriera: antagonizzano con patogeni
Diminuizione coliformi
Risposta immunologica

 

SCROFE
Bacillus toyoi
Riduzione E. coli
Riduzione diarre nei suinetti
> n. svezzati
S. cerevisiae:
> n. nati vivi
> peso nidiata
> peso allo svezzamento della nidiata

 

AVICOLI
Migliorano le performance:
crescita e conversione
alimentare nelle prime tre settimane di vita
Riduzione di Salmonella
Effetto barriera: prevengono colonizzazione di Salmonella
Aumenta ovodeposizione circa 3%


PROBIOTICI E QUALITÀ DELLA CARNE: LIEVITI
Classificazione della carcassa nella qualità superiore (carne bovina e suina) Declassificazione ridotta per le carni dei volatili


RUMINANTI

Effetti su:

Assunzione
Crescita
Produzioni
Stato sanitario

1.Stimolare la crescita e attività microflora cellulosolitica
2.Stabilizzare il pH e equilibrio flora microbica
3.Favorire colonizzazione ruminale nel vitello in fase di svezzamento

 

Lieviti: possibili meccanismi d’azione

  • nella coltura aumenta la crescita e utilizzo lattato Selenemonas ruminantium
  • Attività respiratoria lieviti rimuove l’ossigeno
  • Vitamine stimolano l’attività dei funghi cellulosolitici
  • aa prodotti dai lieviti stimola attività Megasphera elsdenii (> utilizzo ac. lattico)
  • Peptidi stimolano la crescita dei batteri
  • Stabilizza pH

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Legislazione (clicca sul nome per aprire il file Acrobat Reader col testo di legge completo):

Regolamento (CE) 1831/2003