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Gli acidi grassi sono composti organici costituiti da una catena idrocarburica di un numero di atomi di carbonio compreso tra 2 e 12 e da un gruppo carbossilico terminale. In base alla lunghezza della catena, vengono classificati come acidi grassi a catena corta. (AGCC o SCFA, in lingua inglese “short-chain fatty acids”) e a catena media (AGCM o MCFA, in lingua inglese “medium-chain fatty acids”), che ne determina le proprie proprietà fisico-chimiche, l'assorbimento e la funzione biologica (Szabó et al., 2023).
Sia gli acidi grassi a catena corta (SCFA) che quelli a catena media (MCFA) sono acidi grassi saturi, ovvero non contengono doppi legami nella loro catena idrocarburica. Questa saturazione conferisce loro un'elevata stabilità chimica, una minore suscettibilità all'ossidazione e particolari caratteristiche di solubilità e assorbimento che spiegano il loro comportamento fisiologico nel tratto digerente.
Acidi grassi a catena corta
Gli acidi grassi a catena corta (SCFA) sono caratterizzati dalla presenza di un numero di atomi di carbonio compreso tra 2 e 6 nella loro catena idrocarburica. Nell'alimentazione dei suini, gli SCFA più comunemente utilizzati sono:
- acido acetico (C2)
- acido propionico (C3)
- acido butirrico (C4)
- acido valerico (C5)
- acido caproico (C6)
A livello intestinale, gli acidi grassi a catena corta (SCFA) vengono prodotti dalla fermentazione batterica anaerobica di carboidrati non digeribili, come le fibre alimentari o l'amido resistente, un processo che avviene principalmente nel colon ed è svolto soprattutto da batteri appartenenti ai phyla Firmicutes e Bacteroides (Donohoe et al., 2011).
L'acido acetico viene prodotto principalmente attraverso la fermentazione effettuata da Bifidobacterium e Lactobacillus. L'acido propionico viene generato principalmente attraverso la fermentazione effettuata da batteri del genere Bacteroides e da vari membri del phylum Firmicutes. Mentre l'acido butirrico è prodotto prevalentemente da batteri appartenenti al phylum Firmicutes, soprattutto da specie delle famiglie Verrucomicrobiaceae e Lachnospiraceae.
Pertanto, l'aumento del contenuto di carboidrati fermentabili nella dieta mediante l'inclusione di crusca di frumento, polpa di barbabietola, amido resistente (Bikker et al., 2007; Carneiro et al., 2007) o inulina (Wellock et al., 2008) stimola la produzione di acidi grassi a catena corta (SCFA), aumentando i livelli di acido lattico e butirrico nell'intestino tenue e crasso. Uno studio ha osservato che l'integrazione della dieta dei suinetti durante il periodo di svezzamento con crusca di frumento (40 g/kg) e polpa di barbabietola (20 g/kg) aumenta la quantità totale di SCFA nel colon (Hermes et al., 2009).
Gli acidi grassi a catena corta (SCFA) sono acidi deboli (acidi che si dissociano parzialmente in acqua e la cui dissociazione è reversibile, quindi la loro base coniugata può ricatturare i protoni) che promuovono la salute gastrointestinale principalmente attraverso la loro attività batteriostatica abbassando il pH dell'ambiente attraverso il rilascio dei loro ioni H+, creando un ambiente meno favorevole per batteri potenzialmente patogeni, come E. coli o Salmonella, e promuovendo la crescita di batteri benefici, come Lactobacillus e Bifidobacterium (He et al., 2020).
Inoltre, alcuni acidi grassi a catena corta (SCFA), come l'acido butirrico, rappresentano un'importante fonte di energia per le cellule epiteliali intestinali. Pertanto, un altro effetto benefico per i suini è la loro capacità di aumentare la digeribilità e l'assorbimento di nutrienti come proteine e minerali. Tuttavia, l'attività di ciascun SCFA dipende dal suo pKa, dal pH del mezzo in cui si trova, dal suo coefficiente di ripartizione (LogP Kow) e dal suo peso molecolare (vedi Scheda Tecnica degli Acidi Organici).
Inoltre, gli SCFA sono anche in grado di modulare positivamente la risposta infiammatoria, la funzione immunitaria e la secrezione di ormoni intestinali, inclusi peptidi come GLP-1 e PYY (González-Bosch et al., 2021).
Acidi grassi a catena media
Gli acidi grassi a catena media (MCFA) sono caratterizzati dalla presenza di un numero di atomi di carbonio compreso tra 8 e 12 nella loro catena idrocarburica. Nell'alimentazione dei suini, gli MCFA più comunemente utilizzati sono:
- acido caprilico (C8)
- acido caprico (C10)
- acido laurico (C12)
Sono tutti acidi grassi saturi, il che significa che non contengono doppi legami nella loro struttura.
A differenza degli acidi grassi a catena corta (SCFA), gli acidi grassi a catena media (MCFA) provengono direttamente dalla dieta. Si trovano in alte concentrazioni nell'olio di cocco, nell'olio di palmisto e nel latte materno, dove rappresentano circa il 15% degli acidi grassi totali e costituiscono una fonte energetica fondamentale per i suinetti allattati. In questi alimenti, gli MCFA non si trovano solitamente liberi, ma piuttosto sotto forma di trigliceridi a catena media, composti da tre MCFA esterificati a una molecola di glicerolo.
Gli acidi grassi a catena media (MCFA) rivestono particolare interesse per la loro attività antimicrobica.
Grazie al loro pKa relativamente elevato, una parte significativa degli acidi grassi a catena media (MCFA) si trova in forma indissociata lungo tutto il tratto gastrointestinale. Inoltre, essendo composti liposolubili, possono attraversare facilmente la membrana batterica, che funge da barriera semipermeabile. Una volta all'interno del citoplasma batterico, dove l'ambiente è più alcalino, gli MCFA si dissociano e rilasciano protoni, causando una diminuzione del pH intracellulare. Questa acidificazione interferisce con la funzione di enzimi essenziali e interrompe i processi metabolici chiave per la sopravvivenza batterica. Di conseguenza, la cellula batterica perde la sua funzionalità e alla fine muore.
Questo effetto battericida è particolarmente efficace contro i batteri patogeni come E. coli o Clostridium perfringens. Al contrario, i microrganismi benefici tolleranti agli acidi, come i Lactobacillus, adattati ad ambienti acidi, mostrano una maggiore resistenza agli acidi grassi a catena media (MCFA). Infatti, a basse concentrazioni, i lattobacilli possono persino utilizzare gli MCFA come fonte di energia, il che spiega perché gli MCFA possono contribuire al controllo dei patogeni senza danneggiare il microbiota benefico.
Inoltre, gli acidi grassi a catena media (MCFA) sono meno solubili in acqua rispetto agli acidi grassi a catena corta (SCFA), ma considerevolmente di più rispetto agli acidi grassi a catena lunga. Una caratteristica distintiva è che non richiedono la formazione di micelle per l'assorbimento, essendo idrolizzati dalle lipasi preduodenali e persino parzialmente assorbiti nello stomaco e nell'intestino prossimale, il che li rende una fonte di energia altamente disponibile. Grazie a questa cinetica di assorbimento accelerata, questi acidi grassi hanno una bassa tendenza ad essere immagazzinati nel tessuto adiposo e sono quindi considerati metabolicamente più simili ai carboidrati che ai grassi tradizionali. Questo comportamento è particolarmente vantaggioso negli animali immaturi, come i suinetti appena svezzati, la cui capacità di digerire e assorbire i grassi a catena lunga è ancora limitata.
Istruzioni per l'uso e l'integrazione
Sia gli acidi grassi a catena corta (SCFA) che quelli a catena media (MCFA) possono essere aggiunti alle diete come additivi per mangimi sotto forma di sali o acidi, con diversi tipi di rivestimenti e tecniche di microincapsulazione che ne modulano l'attività nel tratto gastrointestinale. Questa protezione offre vantaggi tecnologici: migliora la manipolazione e la sicurezza, aumenta la stabilità e riduce la formazione di polvere e la corrosività. Previene inoltre danni dovuti a temperature o pressioni elevate durante la lavorazione e interazioni indesiderate con altri ingredienti.
La sua micro-incapsulazione può migliorare la palatabilità e consente il rilascio dell'acido in aree specifiche del tratto gastrointestinale.
Ad esempio, l'incapsulamento lipidico facilita il rilascio lento nell'intestino, potenziando l'azione antimicrobica a questo livello e riducendo la carica batterica di coliformi nel digiuno distale e nel cieco, mentre gli acidi organici liberi non raggiungono questa distanza (Piva et al., 2007). Inoltre, consente una riduzione fino a dieci volte della dose efficace e numerosi additivi disponibili in commercio sono protetti o incapsulati.
Nonostante i loro benefici, l'uso improprio degli acidi organici può portare a effetti indesiderati. Ad esempio, livelli elevati di diformiato di potassio (1,8%) possono ridurre i batteri lattici benefici nelle feci, evidenziando la necessità di una formulazione precisa (Canibe et al., 2001). Pertanto, prima di decidere il livello di inclusione, è importante determinare se un eccesso possa influire negativamente sulle prestazioni e sulla salute dell'animale in base all'età.
Secondo l'NRC (2012), per i suinetti giovani si raccomanda un'assunzione giornaliera minima di 0,5-1 g/kg di peso corporeo/giorno di acidi grassi a catena corta (SCFA) e a catena media (MCFA). Questi acidi grassi forniscono una rapida fonte di energia e contribuiscono allo sviluppo e alla salute della mucosa intestinale.
Inoltre, si raccomanda un apporto simile di acido laurico (C12:0). Oltre a svolgere le funzioni di supporto energetico e allo sviluppo intestinale descritte in precedenza, questo acido grasso possiede proprietà antimicrobiche, che possono contribuire a un microbiota intestinale equilibrato.
Tutto ciò sottolinea l'importanza di una corretta caratterizzazione degli ingredienti della dieta e di un'adeguata formulazione nutrizionale per garantire il rispetto di queste raccomandazioni negli animali di peso compreso tra 4 e 6 kg allo svezzamento.
Nell'allevamento suinicolo, gli acidi grassi a catena corta (SCFA) e a catena media (MCFA) vengono utilizzati principalmente in due fasi produttive: nei suinetti durante il periodo post-svezzamento e nelle scrofe durante la gestazione e l'allattamento. Nei suinetti, il suo utilizzo è principalmente volto a migliorare le prestazioni produttive e la salute gastrointestinale, mentre nelle scrofe, l'obiettivo della sua inclusione nella dieta è quello di migliorare il microbiota della scrofa e, di conseguenza, quello della figliata, promuovendo sia la salute gastrointestinale e il metabolismo della scrofa sia la crescita e la salute gastrointestinale dei suinetti allattati (Lan e Kim, 2018).