Abstract
A causa del suo ruolo nella qualità e sicurezza alimentare, la caratterizzazione della composizione e del microbiota è diventata un argomento di interesse nella ricerca zootecnica. Infatti, i microrganismi possono influire positivamente sul latte e sui prodotti derivati influenzando durante la fermentazione del latte sia le proprietà tecnologiche (ad esempio, il pH) come anche quelle sensoriali e organolettiche (sapore e odore) attraverso la produzione di acidi organici, composti volatili e attraverso la degradazione delle proteine ad amminoacidi liberi. I microrganismi possono avere però anche un impatto negativo sulla qualità del latte, in particolare sulla matrice grassa causando con le loro lipasi il deterioramento dei globuli e l’irrancidimento dei grassi. Inoltre in caso di presenza di patogeni, questi possono essere veicolati al prodotto finito nel caso soprattutto di formaggi a latte crudo non pastorizzato. Nonostante il numero crescente di studi che utilizzano metodi di sequenziamento di ultima generazione (Next Generation Sequencing, NGS) per la caratterizzazione delle comunità microbiche del latte e dei prodotti lattiero-caseari a diverse condizioni di produzione, si sa ancora molto poco sull’influenza della stagione e dell’alimentazione della bovina sulle dinamiche batteriche del latte crudo, e i pochi studi presenti sono stati condotti in aziende agricole sperimentali o in singole aziende, se commerciali, con pochi capi al fine di escludere la variabile della gestione aziendale. Si è reso pertanto necessario uno studio più realistico che avesse come oggetto delle aziende zootecniche reali commerciali con diversi sistemi di produzione (diversi sistemi d’alimentazione bovina e diverse razze) per consentire delle valutazioni più generali che generassero delle informazioni di “buona pratica” di gestione zootecnica più calate sul contesto alpino e quindi più rilevanti. Pertanto, gli obiettivi di questo studio sono stati quelli di indagare le proprietà di coagulazione, la composizione chimica e il microbiota nei campioni di latte crudo da tipiche mandrie alpine di bovine da latte in aziende commerciali dell’Alto Adige e di esplorare l’effetto della razza e dell’alimentazione sulle caratteristiche chimiche e microbiche del latte. Inoltre, è stato valutato l’effetto della stagione (pascolo in montagna durante l’estate e alimentazione in stalla durante l’inverno) sul microbiota e sulla composizione del latte. A nostra conoscenza, questa è la prima volta che tutti questi fattori vengono considerati insieme, utilizzando dati provenienti da aziende commerciali piuttosto che sperimentali.
Design dello studio e campionamento del latte
Il presente studio fa parte del progetto Comparison of Dairy Farming Systems (CODA), che si svolge nell’ambito del Piano d’Azione per l’Agricoltura di Montagna e le Scienze Alimentari, finanziato dalla Provincia Autonoma di Bolzano. In questo studio sono state considerate 12 aziende lattiero-casearie altoatesine, che allevano bovine da latte di razza Brown Swiss o di razza locale Grigio Alpina a duplice attitudine. Le aziende sono state selezionate tramite l’Associazione Allevatori e l’Associazione Latterie dell’Alto Adige. La partecipazione degli agricoltori a questo progetto era su base volontaria. Tutte le 12 aziende situate nella regione alpina dell’Alto Adige. La distanza massima tra due aziende era di 67,5 km. In base al rapporto complessivo tra foraggio e concentrato utilizzato, le 12 aziende sono state classificate in 6 aziende a basso input (LI, rapporto foraggio/concentrato circa 0,75:0,25 su base di sostanza secca) e 6 aziende ad alto input (HI, rapporto foraggio/concentrato circa 0,65:0,35 su base di sostanza secca). Inoltre, le aziende LI praticavano il pascolo estivo e le vacche da latte avevano accesso ad libitum al pascolo durante il periodo vegetativo (da giugno a ottobre), mentre le aziende HI, in estate, alimentavano le vacche con foraggio secco (fieno di prato tagliato localmente ed essiccato al sole). Durante il resto dell’anno (da fine ottobre a maggio) le vacche venivano alimentate con una razione di foraggio composta da insilato di erba. Per ciascuna razza bovina (Grigio Alpina e Brown Swiss) erano disponibili 3 aziende LI e 3 HI.
Il campionamento del latte è stato effettuato due volte per azienda: la prima volta a luglio 2021, quando le vacche erano a metà lattazione (100-200 giorni di lattazione), e la seconda volta a febbraio 2022, quando le vacche erano a fine lattazione (200-305 giorni di lattazione). Per ciascuna azienda, sono state selezionate 5 vacche da latte seguendo i seguenti criteri: (i) assenza di segni clinici di infezione; (ii) assenza di segni fisiologici di infezioni subcliniche (ad esempio, noduli palpabili nelle mammelle); e (iii) nessun trattamento antibiotico o antinfiammatorio nei 6 mesi precedenti l’inizio dello studio. Il campionamento del latte è stato sempre effettuato prima della mungitura serale. I campioni di latte sono stati raccolti manualmente in modo asettico da ciascun animale. In breve, le estremità dei capezzoli sono state pulite esternamente con un disinfettante commerciale pre-mungitura e asciugate con asciugamani individuali. Successivamente, sono stati raccolti campioni di latte da ciascuno dei 4 quarti dopo aver eliminato i primi getti di latte iniziale. Successivamente, i campioni di latte delle 5 vacche selezionate sono stati raccolti in 2 tubi sterili da 50 mL, omogenei il più possibile tra i 4 quarti. Ciascun tubo da 50 mL è stato delicatamente miscelato per inversione. Successivamente, un tubo da 50 mL è stato diviso in 2 tubi da 15 mL e 2 crio-provette da 2 mL e immediatamente conservato in azoto liquido (−80°C). L’altro tubo da 50 mL è stato utilizzato per riempire un tubo da 40 mL con un conservante chimico per l’indagine delle proprietà di coagulazione e composizione chimica. In totale sono quindi stati raccolti 120 campioni di latte da 60 vacche da latte, prelevati nei mesi di luglio e febbraio, e tutti i campioni sono stati analizzati per coagulazione, composizione chimica e microbiota.
Risultati e Discussione
Nello studio sono state analizzate la composizione del latte e le sue proprietà di coagulazione in relazione al sistema di allevamento, alla stagione e alla razza. I risultati hanno mostrato che la produzione giornaliera di latte era maggiore nelle aziende ad alto input (HI) rispetto a quelle a basso input (LI), e il contenuto di grassi era generalmente più elevato nelle aziende che allevano la razza Brown Swiss rispetto a quelle con la razza Alpine Grey. Inoltre, nelle aziende LI si sono riscontrati livelli più alti di cellule somatiche (SCC), probabilmente a causa di differenze nei sistemi di gestione e alimentazione. Nonostante differenze nella composizione chimica del latte, non sono state osservate variazioni significative nelle capacità di coagulazione tra i diversi sistemi di allevamento o stagioni. L’analisi microbiologica ha rivelato delle differenze significative tra il microbiota del latte campionato a luglio e febbraio. I campioni di febbraio presentavano un numero maggiore di batteri mesofili rispetto a quelli di luglio, suggerendo un’influenza significativa della stagione o dello stadio di lattazione sul microbiota del latte. Inoltre, i campioni di luglio mostravano una maggiore ricchezza e diversità microbica rispetto a quelli di febbraio. Al contrario, la razza e l’alimentazione hanno mostrato un effetto limitato sulla composizione microbica. Le differenze tra i campionamenti di febbraio e luglio possono essere attribuite anche ai cambiamenti nella gestione delle aziende, come il pascolo libero in estate e la stabulazione invernale. L’analisi del sequenziamento 16S rDNA ha identificato la presenza di taxa dominanti come Staphylococcus, Aerococcaceae e Clostridia, con variazioni nella loro abbondanza relativa tra luglio e febbraio. I batteri appartenenti alla classe dei Clostridia, appartenevano alle specie Lachnospiraceae, Peptostreptococcaceae, and Ruminococcaceae, ovvero tutte specie tipiche del rumine e non appartenevano a specie indesiderate dal punto di visto tecnologico (clostridium butyricum e tyrobutiricum). Le differenze significative nella composizione microbica erano principalmente dovute al mese di campionamento piuttosto che alla razza o al tipo di alimentazione. Tuttavia, un leggero effetto dell’alimentazione HI è stato osservato nella maggiore abbondanza di batteri lattici desiderati come Lactobacillus e Leuconostoc, che possono avere un impatto positivo sulle produzioni casearie.
Considerazioni finali
Nel presente studio sono state investigate la composizione chimica e microbica, nonché le proprietà di coagulazione del latte proveniente da sistemi di allevamento alpino con diversi rapporti di alimentazione, sistemi di gestione e razze bovine. Per la prima volta, rispetto a studi precedenti, è stato considerato un numero maggiore di aziende commerciali al fine di ottenere una valutazione più ampia e generare informazioni pratiche rilevanti. I risultati hanno rivelato che il mese/stagione del campionamento ha avuto un effetto significativo sul contenuto di urea nel latte e sulla composizione microbica. Inoltre, il maggior contenuto energetico nell’alimentazione HI ha favorito la crescita di batteri desiderati sia per la salute della mammella sia per la qualità del prodotto. Si è anche osservato che la ricchezza e la diversità batterica erano maggiori in luglio/estate, indicando un effetto significativo dell’alimentazione a pascolo sulla crescita delle comunità batteriche. La ricerca futura dovrebbe considerare lo stadio di lattazione e la stagione quando si caratterizza la relazione tra dieta e microbiota del latte, oltre a indagare ulteriormente l’effetto delle diverse integrazioni di concentrati sull’ecosistema microbico del latte.