Materiale presente negli alimenti lentamente digeribile o ... · Amidi e carboidrati solubili in...
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DefinizioneDefinizione daldal puntopunto didi vistavista alimentarealimentare::
MaterialeMateriale presentepresente neglinegli alimentialimenti
lentamentelentamente digeribiledigeribile oo indigeribileindigeribile cheche
occupaoccupa spaziospazio nelnel trattotratto gastrointestinalegastrointestinale..
((D.R.D.R. MertensMertens) )
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DefinizioneDefinizione daldal puntopunto didi vistavista deldel vegetalevegetale::
L’insieme dei costituenti L’insieme dei costituenti
della della parete cellulare.parete cellulare.
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ContenutoContenutocellularecellulare Pareti cellulariPareti cellulari
proteineproteinelipidilipidizuccherizuccheriamidoamidoacidi organiciacidi organiciazoto non proteicoazoto non proteicominerali solubiliminerali solubili
emicellulosaemicellulosacellulosacellulosa
lignina+cutinalignina+cutina silicesilice
COMPOSIZIONE CHIMICA SEMPLIFICATA DELLE PARETI E DEL
CONTENUTO DI UNA CELLULA VEGETALE
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FIBRA (1)LALA FIBRAFIBRA NELNEL SUOSUO COMPLESSOCOMPLESSO COMPRENDECOMPRENDE::CELLULOSACELLULOSAPOLISACCARIDE,POLISACCARIDE, DD--GLUCOSIOGLUCOSIO ((11--44)).. INSOLUBILEINSOLUBILE ININ ACQUAACQUA EERESISTENTERESISTENTE ADAD ACIDIACIDI EDED ALCALIALCALI DILUITIDILUITI..
EMICELLULOSEEMICELLULOSEPOLIMERIPOLIMERI DIDI DD--XILOSIOXILOSIO ((11--44)) CONCON CATENECATENE LATERALILATERALI DIDIARABINOSIOARABINOSIO EDED ALTRIALTRI ZUCCHERIZUCCHERI.. INSOLUBILIINSOLUBILI ININ ACQUA,ACQUA, MAMALALA SOLUBILITA’SOLUBILITA’ AUMENTAAUMENTA ALLONTANANDOSIALLONTANANDOSI DALLADALLANEUTRALITA’NEUTRALITA’ (PARZIALMENTE(PARZIALMENTE ATTACCABILIATTACCABILI DAGLIDAGLI ACIDIACIDI EEDALLEDALLE BASI)BASI)..
LIGNINALIGNINANONNON E’E’ UNUN CARBOIDRATOCARBOIDRATO;; POLIMEROPOLIMERO DIDI 33 DERIVATIDERIVATI DELDELFENILPROPANOFENILPROPANO (alcool(alcool cumarilico,cumarilico, alcoolalcool coniferilicoconiferilico ee alcoolalcoolsinapilico)sinapilico).. ALTAMENTEALTAMENTE RESISTENTERESISTENTE ADAD ACIDIACIDI EDED ALCALIALCALI..
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FIBRA (2)
LALA FIBRAFIBRA NELNEL SUOSUO COMPLESSOCOMPLESSO COMPRENDECOMPRENDE (segue)(segue)::
PECTINEPECTINE:: ESTERIESTERI METILICIMETILICI DELL’ACIDODELL’ACIDO PEPTICOPEPTICO;; ILILMONOMEROMONOMERO PIU’PIU’ RAPPRESENTATORAPPRESENTATO E’E’ L’ACIDOL’ACIDO DD--GALATTURONICOGALATTURONICO.. SOLUBILISOLUBILI ININ ACQUAACQUA CALDACALDA EDEDIDROLIZZABILIIDROLIZZABILI ININ ACIDIACIDI DILUITIDILUITI..
SILICESILICE:: COMPONENTECOMPONENTE DELLADELLA PARETEPARETE CELLULARECELLULARE OO DADACONTAMINAZIONECONTAMINAZIONE CONCON ILIL TERRENOTERRENO..
CUTINACUTINA:: POLIMEROPOLIMERO CONCON ACIDIACIDI GRASSIGRASSI;; SCARSASCARSA NEGLINEGLIALIMENTIALIMENTI ZOOTECNICIZOOTECNICI..
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FIBRAconsiderazioni
corrisponde alle pareti della cellula vegetalecorrisponde alle pareti della cellula vegetaleè più elevata nei fusti rispetto alle foglieè più elevata nei fusti rispetto alle fogliedeprime il contenuto di energia degli alimentideprime il contenuto di energia degli alimentil’energia dipende dalla digeribilità (< ADL)l’energia dipende dalla digeribilità (< ADL)influenza negativamente l’ingestione alimentareinfluenza negativamente l’ingestione alimentareaumenta nei foraggi con:aumenta nei foraggi con:
età degli stessietà degli stessicondizioni climatichecondizioni climatichetecniche agronomichetecniche agronomiche
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DETERMINAZIONE DELLA FIBRA GREZZA
FINALITÀ: STIMARE LA QUANTITÀ FINALITÀ: STIMARE LA QUANTITÀ DELLE COMPONENTI NON DELLE COMPONENTI NON
DIGERIBILI DALL’ANIMALE CHE DIGERIBILI DALL’ANIMALE CHE CONDIZIONANO LA DIGERIBILITA’ CONDIZIONANO LA DIGERIBILITA’
DEGLI ALIMENTIDEGLI ALIMENTI
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DETERMINAZIONE DELLA FIBRA GREZZA
FIBRA GREZZA SECONDO IL METODO WEENDE:FIBRA GREZZA SECONDO IL METODO WEENDE:tutto ciò che residua dopo un attacco acido/basico a caldotutto ciò che residua dopo un attacco acido/basico a caldo
al netto delle cenerial netto delle ceneri
EFFETTO SOLUBILIZZAZIONEEFFETTO SOLUBILIZZAZIONE5050--90% LIGNINA90% LIGNINA
00--50% CELLULOSA50% CELLULOSA85% EMICELLULOSA85% EMICELLULOSA
SVANTAGGISVANTAGGINEI VEGETALI SOTTOSTIMA A VOLTE PESANTEMENTE LE NEI VEGETALI SOTTOSTIMA A VOLTE PESANTEMENTE LE COMPONENTI FIBROSE, NEGLI ALIMENTI DI ORIG. ANIM. COMPONENTI FIBROSE, NEGLI ALIMENTI DI ORIG. ANIM.
PUÒ DARE FALSI POSITIVI (PARTE DELLE CENERI)PUÒ DARE FALSI POSITIVI (PARTE DELLE CENERI)
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DETERMINAZIONE DELLA FIBRA GREZZA
MODALITA’:MODALITA’:
METODO UFFICIALE: WEENDEMETODO UFFICIALE: WEENDE1.estrazione lipidi (etere o acetone)1.estrazione lipidi (etere o acetone)2.H2.H22SOSO44 0,26N per 30’ all’ebollizione0,26N per 30’ all’ebollizione3.filtrazione e lavaggio in acqua bollente3.filtrazione e lavaggio in acqua bollente4.NAOH 0,23N per 30’ all’ebollizione4.NAOH 0,23N per 30’ all’ebollizione5.filtrazione,lavaggio con acqua bollente ed essiccazione in stufa5.filtrazione,lavaggio con acqua bollente ed essiccazione in stufa6.pesata(W1)6.pesata(W1)7.incenerimento7.incenerimento8.pesata(W2)8.pesata(W2)
risultato: fibra greggia = W1 risultato: fibra greggia = W1 -- W2/100W2/100
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FRAZIONAMENTO DEI DIVERSI COMPONENTI DELLA SOSTANZA ORGANICA DEGLI ALIMENTI SECONDO IL METODO DELL’ANALISI CLASSICA
(Weende)
INRA, 1988INRA, 1988
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LLiiggnniinnaa ((%%))
PPeennttoossaannii ((%%))
CCeelllluulloossaa ((%%))
LLEEGGUUMMIINNOOSSEE 3300 ((88 -- 6622)) 6633 ((2211 -- 8866)) 2288 ((1122 -- 3300)) GGRRAAMMIINNAACCEEEE 8822 ((5533 -- 9900)) 7766 ((6644 -- 8899)) 2211 ((55 -- 2299))
PERCENTUALI DELLE QUANTITA’ ORIGINALI DI LIGNINA, PENTOSANI E CELLULOSA SOLUBILIZZATI NELLA
DETERMINAZIONE DELLA FIBRA GREGGIA.
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maisgranella
avenagranella
crusca difrutti
erbamedica
fleolo paglia digrano
7575
5050
2525
00
CC
CC
CCCC CC
CCEE
EE
EE EEEE
EE
LL
LL
LL
LLLL
LL
EST
RAT
TIV
I IN
AZO
TATI
(%)
EST
RAT
TIV
I IN
AZO
TATI
(%)
COMPOSIZIONE DEGLI ESTRATTIVIINAZOTATI IN ALIMENTI DIVERSI
Amidi e carboidrati solubili in acquaAmidi e carboidrati solubili in acquaE = emicelluloseE = emicelluloseC = cellulosaC = cellulosaL = ligninaL = lignina
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PRINCIPALI GLUCIDI CITOPLASMATICI ECOSTITUENTI PARIETALI (INRA 1981)
1-3 galattani
Strutturali(pareti cellulari)
Non strutturali(contenutocellulare)
polisaccaridifibrosi
polisaccarididella matrice
polisaccarididi riserva
intermedimetabolici
cellulosa
emicellulosa
pectine-gommee mucillagini
amidi
fruttosani
zuccheri liberi
1-4 glucani
1-4 xilani
1-4 gluco/galattomannani
1-3 galattani
1-4galatturonaniarabinoxilani
1-4, 1-6glucani
2-1, 2-6fruttani
glucosio
xilosio
galattosio, ecc.
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METODO DELLE FRAZIONI FIBROSE(VAN SOEST, 1967)
N.D.F.IlIl metodometodo dovrebbedovrebbe stimarestimare ii costituenticostituenti fibrosifibrosi delledelle paretipareticellularicellulari vegetalivegetali (N(N..DD..FF..)) ee cioècioè:: lala cellulosa,cellulosa, leleemicellulose,emicellulose, lala lignina,lignina, lala cutinacutina eded ii costituenticostituenti minerali,minerali,daldal contenutocontenuto cellularecellulare solubilesolubile (N(N..DD..SS..)) rappresentatorappresentato dadazuccheri,zuccheri, pectine,pectine, acidiacidi organici,organici, sostanzesostanze azotateazotate proteicheproteicheee nonnon proteiche,proteiche, lipidi,lipidi, salisali mineraliminerali solubilisolubili..
PRINCIPIO DEL METODO
LaLa fibrafibra alal detergentedetergente neutroneutro èè ilil residuoresiduo cheche sisi ottieneottiene dopodopoilil trattamentotrattamento idroliticoidrolitico deldel campionecampione concon unauna soluzionesoluzione didiunun detergentedetergente inin ambienteambiente neutroneutro..
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NDFNDF
alimento macinato+sodiolaurilsolfatoalimento macinato+sodiolaurilsolfato(ebollizione x 1h)(ebollizione x 1h)
essiccazione in stufa (100 essiccazione in stufa (100 °°C x 8h) C x 8h) pesatapesata
incenerimento incenerimento pesatapesata
LA DIFFERENZA TRA LE DUE PESATELA DIFFERENZA TRA LE DUE PESATECOSTITUISCE LA FRAZIONE NDFCOSTITUISCE LA FRAZIONE NDF
METODO DELLE FRAZIONI FIBROSE (VAN SOEST, 1967)
N.D.F.
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METODO DELLE FRAZIONI FIBROSE (VAN SOEST, 1967)
A.D.F.IlIl metodometodo consenteconsente didi determinaredeterminare unun residuoresiduo fibrosofibrosocostituitocostituito dada cellulosa,cellulosa, lignina,lignina, cutina,cutina, pectinepectine ee sostanzesostanzemineraliminerali insolubili,insolubili, inin ambienteambiente acidoacido (silice)(silice).. IlIl residuoresiduo sisiidentificaidentifica concon lala siglasigla AA..DD..FF.. LaLa differenzadifferenza tratra NN..DD..FF.. eeAA..DD..FF.. dàdà unauna stimastima delledelle emicelluloseemicellulose;; inoltreinoltre ililprocedimentoprocedimento costituiscecostituisce unun passaggiopassaggio preparatoriopreparatorio perper laladeterminazionedeterminazione delladella ligninalignina..
PRINCIPIO DEL METODO
LaLa fibrafibra alal detergentedetergente acidoacido èè ilil residuoresiduo cheche sisi ottieneottiene dopodopoilil trattamentotrattamento idroliticoidrolitico deldel campionecampione concon unauna soluzionesoluzione didiunun detergentedetergente inin ambienteambiente acidoacido..
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ADFADF
alimento macinatoalimento macinato++
bromuro di cetiltrimetilammonio in Hbromuro di cetiltrimetilammonio in H22SOSO44 1N1N(ebollizione x 1h)(ebollizione x 1h)
filtrazionefiltrazione
essiccazione (100 essiccazione (100 °°C x 8h) C x 8h) pesatapesataQUESTO RESIDUO COSTITUISCE LA FRAZIONE QUESTO RESIDUO COSTITUISCE LA FRAZIONE
ADFADF
METODO DELLE FRAZIONI FIBROSE (VAN SOEST, 1967)
A.D.F.
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METODO DELLE FRAZIONI FIBROSE (VAN SOEST, 1967)
A.D.L.
IlIl metodometodo serveserve perper lala determinazionedeterminazione didi unaunafrazionefrazione didi ligninalignina greggiagreggia cheche puòpuò contenerecontenere ancheanchecutinacutina..
PRINCIPIO DEL METODO
LaLa ligninalignina alal detergentedetergente acidoacido èè ilil residuoresiduo cheche sisiottieneottiene dopodopo ilil trattamentotrattamento dell’Adell’A..DD..FF.. concon acidoacidosolforicosolforico alal 7272%%,, alal nettonetto delledelle cenericeneri..
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ADLADL
residuo ADF trattato con Hresiduo ADF trattato con H22SOSO44 72% v/v a freddo 72% v/v a freddo (3h)(3h)
essiccazione in stufa essiccazione in stufa pesatapesata
incenerimento incenerimento pesatapesata
LA DIFFERENZA TRA LE DUE PESATELA DIFFERENZA TRA LE DUE PESATECOSTITUISCE LA FRAZIONE ADLCOSTITUISCE LA FRAZIONE ADL
METODO DELLE FRAZIONI FIBROSE:VAN SOESTA.D.L.
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CAMPIONE DACAMPIONE DAANALIZZAREANALIZZARE
N.D.F.N.D.F.
A.D.F.A.D.F.
LIGNINALIGNINACUTINACUTINA
CUTINACUTINA
COMPONENTICOMPONENTICELLULARICELLULARI
SOLUBILISOLUBILI
EMICELLULOSEEMICELLULOSE(come differenza)(come differenza)
CELLULOSACELLULOSA(come differenza)(come differenza)
LIGNINALIGNINA(come differenza)(come differenza)
Estrazione con detergente neutroEstrazione con detergente neutro
Estrazione con detergente acidoEstrazione con detergente acido
Idrolisi con acido solforico 72%Idrolisi con acido solforico 72%
Ossidazione con permanganato di KOssidazione con permanganato di K
ANALISI SEQUENZIALE DELLE COMPONENTI FIBROSE
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E.I.E.I.fibrafibracenericenerilipidilipidiproteinaproteina
41,1141,1139,2339,239,379,371,891,898,408,40
SISTEMA WEENDESISTEMA WEENDE
40,9240,92
cellulosacellulosa
23,2223,22
emicellulosaemicellulosa
2,432,43
zuccherizuccheriamidiamidiNFCNFCADLADLADFADFNDFNDF
-- -- --6,016,0110,1910,1951,1151,1174,3374,33
VAN SOESTVAN SOEST
WEENDE E VAN SOEST A CONFRONTO
Fieno di prato stabileFieno di prato stabile
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Le leguminose foraggere hanno rispetto alle graminacee foraggere:1. Più proteine gregge2. Meno fibra NDF 3. Più ADL (ma non più lignina vera).
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Digeribilità dei principi nutritivi
Favorisce la motilità intestinale
Valore nutritivodegli alimenti
-
+
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Effetti della riduzione della lunghezza di taglio dei foraggiEffetti della riduzione della lunghezza di taglio dei foraggi(trinciatura corta)(trinciatura corta)
su masticazione ed ingestiuonesu masticazione ed ingestiuone
Effetto di riempimento dei foraggi (occupa meno spazio)Effetto di riempimento dei foraggi (occupa meno spazio) può aumentare l’ingestione di s.s. quandopuò aumentare l’ingestione di s.s. quandosia lo spazio il fattore limitantesia lo spazio il fattore limitante può permettere l’assunzione dipuò permettere l’assunzione dimaggiori quantitativi di fibramaggiori quantitativi di fibra
Attività masticatoria = effettività fisica della fibraAttività masticatoria = effettività fisica della fibra
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Effetti della riduzione della lunghezza di taglio dei foraggiEffetti della riduzione della lunghezza di taglio dei foraggi(trinciatura corta)(trinciatura corta)
sulle fermentazioni ruminalisulle fermentazioni ruminali
Degradabilità ruminale della fibra (perché aumenta Degradabilità ruminale della fibra (perché aumenta l’accessibilità delle pareti cellulari ai batteri ruminali)l’accessibilità delle pareti cellulari ai batteri ruminali)
Tempo di latenza Tempo di latenza
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Effetti della riduzione della lunghezza di taglio dei foraggiEffetti della riduzione della lunghezza di taglio dei foraggi(trinciatura corta)(trinciatura corta)
Sull’attività del digerenteSull’attività del digerente
Velocità di transitoVelocità di transito
Velocità di digestioneVelocità di digestione
IngestioneIngestione
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DIGERIBILITÀParte che non è escreta con le feci e che quindi è Parte che non è escreta con le feci e che quindi è
stata assorbita nell’apparato digerente stata assorbita nell’apparato digerente dell’animaledell’animale
animale mangia 9 kg di fieno (8 kg s.s.)elimina 3 kg s.s. con le feci
La digeribilità della s.s. di quel fieno sarà:(8 - 3)/8*100 = 62,5%
INGESTA INGESTA -- ESCRETAESCRETAINGESTAINGESTA
DIGERIBILITA’ =DIGERIBILITA’ =
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RELAZIONE TRA LA DIGERIBILITA’ DELLA SOSTANZA ORGANICA E IL TENORE IN FIBRA GREZZA DI ALCUNI ALIMENTI CONCENTRATI
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RELAZIONI TRA LA DIGERIBILITÀ DELLA FIBRA GREZZA E IL TENORE IN LIGNINA
DI ALCUNI ALIMENTI CONCENTRATI
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DIGERIBILITÀDIGERIBILITÀMa quali sono gli alimenti più Ma quali sono gli alimenti più digeribili (anche degradabili) digeribili (anche degradabili)
Essenzialmente quelli più poveri di Essenzialmente quelli più poveri di fibra indegradabile:fibra indegradabile:
la la ligninalignina( che viene stimata con l’ADL). ( che viene stimata con l’ADL).
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DIGERIBILITÀDIGERIBILITÀAlimenti Alimenti energeticienergetici in ordine decrescente di in ordine decrescente di
digeribilità o crescente per contenuto di fibra:digeribilità o crescente per contenuto di fibra:Melasso (saccarosio),Melasso (saccarosio),Grassi (trigliceridi), Grassi (trigliceridi), Cereali (amido),Cereali (amido),Polpe di barbabietola,Polpe di barbabietola,buccetta di soia, pastazzo buccetta di soia, pastazzo d’agrumi (pectine).d’agrumi (pectine). FibraFibra
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DIGERIBILITÀDIGERIBILITÀCereali in ordine decrescente di digeribilità o Cereali in ordine decrescente di digeribilità o
crescente per contenuto di fibra (rapporto crescente per contenuto di fibra (rapporto tegumento/endosperma):tegumento/endosperma):
Frumento,Frumento,Mais, Mais, Sorgo,Sorgo,Orzo,Orzo,Avena,Avena,
FibraFibra
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DIGERIBILITÀDIGERIBILITÀAlimenti Alimenti proteiciproteici in ordine decrescente di in ordine decrescente di
digeribilità o crescente per contenuto di fibra:digeribilità o crescente per contenuto di fibra:
Soia integraleSoia integraleF.e.F.e. soia decorticata,soia decorticata,F.e.F.e. soia integrale,soia integrale,Colza Colza f.e.f.e., , Girasole decorticato,Girasole decorticato,Trebbie di birra,Trebbie di birra,Girasole integrale,Girasole integrale,
FibraFibra
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DIGERIBILITÀDIGERIBILITÀFarine di estrazione in ordine decrescente di Farine di estrazione in ordine decrescente di
digeribilità o crescente per contenuto di fibra:digeribilità o crescente per contenuto di fibra:
F.e. soia decorticata,F.e. soia decorticata,F.e. soia integrale,F.e. soia integrale,F.e. colza, F.e. colza, F.e. girasole decorticata,F.e. girasole decorticata,F.e. girasole integrale,F.e. girasole integrale,
FibraFibra
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La degradabilità della fibra NDF (La degradabilità della fibra NDF (NDFdNDFd) è un nuovo parametro ) è un nuovo parametro di valutazione della qualità della fibra che si determina mediante di valutazione della qualità della fibra che si determina mediante
test test in vitro in vitro che simulano l’attività ruminale.che simulano l’attività ruminale.
Maggiore sarà la Maggiore sarà la NDFdNDFd di un foraggio e maggiore sarà la di un foraggio e maggiore sarà la produzione permessa alle bovine che assumeranno quel foraggio.produzione permessa alle bovine che assumeranno quel foraggio.