• Stato dell’arte
  Il metano prodotto dal bestiame durante la fermentazione delle fibre inquina molto più dell’anidride carbonica. Ridurne la produzione senza alterare l’accessibilità dei nutrienti è perciò fondamentale.

• Cosa aggiunge questa ricerca
  Lo studio, attraverso la ricostruzione in vitro del ruminale bovino, valuta gli effetti della microalga rossa Asparagopsis taxiformis nel metabolismo delle fibre monitorando sia la produzione di metano sia quella di acidi grassi volatili, fonte energetica dei ruminanti, oltre che l’impatto sul microbiota locale.

• Conclusioni
  Asparagopsis taxiformis riduce fin da subito la produzione di metano (fino al 95%) senza influenzare quella degli altri metaboliti aumentando inoltre, con effetto più ritardato, la diversità batterica. Tali risultati andranno però confermati in vivo.

In tema di inquinamento globale, la produzione di gas metano da parte degli allevamenti di bestiame è la principale fonte di preoccupazione, ancor più dell’anidride carbonica.

Il metano è però fisiologicamente prodotto dai ruminanti durante il processo di digestione delle fibre, essenziali per la loro nutrizione in quanto erbivori.

Come fare per conciliare le due cose? La microalga Asparagopsis taxiformis sembrerebbe offrire una soluzione ottimale, da un lato riducendo il metano e dall’altro salvaguardando la produzione di altri metaboliti importanti per lo stato nutritivo dell’animale tra cui gli acidi grassi volatili. Lo conclude, dalle pagine di Animal Microbiome, lo studio coordinato da Breanna Michell Roque, della University of California, negli Stati Uniti.

Le proprietà e i benefici di questa alga nel ridurre la metanogenesi non sono del tutto nuovi. Qui si è voluto approfondirne ulteriormente la conoscenza testando i suoi effetti sulla produzione di metano, di acidi grassi volatili (AGV) e sul microbiota del ruminale. Ciò è stato possibile grazie alla ricostruzione in vitro dell’ambiente intestinale bovino e del processo di fermentazione di materiale liquido e solido precedentemente collezionato da due esemplari. Di seguito i principali risultati ottenuti attraverso tecniche di indagine avanzate.

Profilo nutrizionale di A. taxiformis vs metodo standard

Trattandosi di esperimenti in vitro, per mimare il più possibile le condizioni standard dell’allattamento, di norma si tratta il modello di tessuto con una “razione potenziata” di nutrienti (o “super basic ratio”, SRB) composta dal 70% di erba medica, il 15% di mais e il 15% di grano disidrato. Il profilo nutritivo di questo mix standard è stato confrontato con quello di Asparagopsis taxiformis.

• rispetto ad A. taxiformis, SRB ha mostrato un contenuto di materiale organico più alto (92.8% vs 53%), oltre che di lignina (6% vs 4.4%)
• i livelli di proteine crude e di composti neutri per la scissione delle fibre (detergenti) sono risultati similari
• di contro, Asparagopsis taxiformis è risultata una fonte di minerali migliore di SRB, calcio, sodio, magnesio, ferro e manganese in particolare

Asparagopsis taxiformis e produzione di gas

Sia la produzione di gas totale (TGP) sia quella di solo metano hanno registrato un notevole decremento in presenza di Asparagopsis taxiformis. Nel dettaglio:

• la produzione di gas totale con A. taxiformis si è mostrata pari a 14.81ml/g vs 28.54ml/g in sua assenza (test di controllo) registrando quindi una riduzione del 51.8%
• la produzione di metano media è passata da 12.08 ml/g nel test controllo a 0.59ml/g in quello con Asparagopsis taxiformis (riduzione del 95%)
• nessuna differenza significativa si è osservata nella produzione di anidride carbonica
• la riduzione di TGP e metano si è osservata quasi subito (a 12 ore) per continuare fino al giorno successivo
• le concentrazioni di acidi grassi volatili hanno mostrato valori leggermente superiori nel test di controllo rispetto a quello con A. taxiformis seppur in maniera statisticamente non significativa
• non si è osservata nessuna alterazione notevole nemmeno nelle concentrazioni di acetato, propionato, butirrato, isobutirato, valerato e isovalerato

Effetti sui microrganismi intestinali

I ricercatori hanno poi valutato gli effetti della microalga sul microbiota del ruminale analizzando un totale di 77 campioni.

• tra tutti i campioni sono stati identificati 32.225 OTU unici
• nel corso dello studio la biodiversità (alpha-diversity) è leggermente mutata, in maniera divergente tra il controllo e il trattamento
• la beta-diversity ha registrato cambiamenti tempo-dipendenti sia tra i controlli e il tessuto trattato sia tra i trattati stessi a diversi time-point. E’ rimasta costante, invece, se si considerano i soli controlli
• i valori maggiori di beta-diversity sono stati registrati a 72 ore dall’intervento e in presenza di Asparagopsis taxiformis
• la comunità batterica ha mostrato continui cambiamenti durante tutto lo studio (quattro giorni totali) con una riduzione dei batteri coinvolti nella produzione di metano in presenza della microalga
• tra i 21 phyla batterici identificati, Bacteroidetes, Firmicutes e Proteobacteria hanno registrato, nel complesso, la maggior abbondanza. Il rapporto Bacteroidetes:Firmicutes ha però mostrato un decremento in entrambe le condizioni sperimentali

Nella metanogenesi non sono coinvolti solo batteri però. Durante tutta l’osservazione, infatti, 5 differenti generi di Archeae sono stati identificati nei campioni e associati alla produzione di metano, ossia Methanobrevibacter, Methanosphaera, vadin CA11 (famiglia Methanomassiliicoccaceae), Methanoplus e Methanimicroccus.

Nonostante la riduzione di produzione di metano in presenza di Asparagopsis taxiformis, la loro espressione non ha tuttavia mostrato alcuna riduzione significativa.

In conclusione, dunque, Asparagopsis taxiformis sembrerebbe un ottimo candidato da utilizzare come additivo nell’alimentazione dei ruminanti, data la sua capacità di ridurre la produzione di metano senza alterare la biodisponibilità di altri nutrienti importanti come gli acidi grassi volatili. Ulteriori studi in vivo sono tuttavia necessari al fine di confermare l’efficacia e la sicurezza di questo approccio.