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Analisi dei minerali: dalla sfida alla soluzione

Intervista Q & A con il Dr. Daniel Schwarz, Senior Scientist, in merito ai potenziali usi e vantaggi dell'analizzatore Micral™ LIBS per l'analisi dei minerali.

I minerali svolgono un ruolo determinante per la salute, la crescita, le prestazioni e la riproduzione del bestiame, per cui è fondamentale fornire al bestiame quantità adeguate attraverso il mangime. 

In questa intervista chiediamo al nostro Senior Scientist, Dott. Daniel Schwarz, con particolare attenzione alla produzione alimentare sostenibile, di spiegare i vantaggi dell'equilibrare i livelli minerali nella dieta del bestiame e le sfide attuali dell'analisi del contenuto minerale. 

Analisi dei minerali: dalla sfida alla soluzione

In questo video, il Senior Scientist, Dott. Daniel Schwarz, spiega i vantaggi dell'equilibrare i livelli minerali nell'alimentazione del bestiame e le sfide attuali dell'analisi dei minerali.

 

D: Perché i minerali sono così importanti da misurare?


R: Per quanto riguarda le vacche da latte, una notevole quantità di minerali proviene dalla dieta di base, ad esempio foraggi insilati. Tuttavia, è noto che il contenuto di minerali nella dieta di base varia enormemente da allevamento a allevamento, ma anche all'interno di singole aziende agricole o impianti per insilato, per cui nella pratica è facile che si verifichino situazioni di sovra o sottoapporto di determinati minerali. Pertanto, si consiglia vivamente agli allevatori di vacche da latte di scegliere le premiscele minerali in base ai risultati dei test sui minerali del proprio insilato anziché lavorare con i risultati delle tabelle. Ciò garantisce un apporto ottimale di minerali. In generale, un apporto insufficiente di minerali nella dieta di un animale può portare a problemi di rendimento, salute e riproduzione, mentre un apporto eccessivo può finire nell'ambiente. Nessuno di questi scenari favorisce l'uso sostenibile delle risorse.
Un problema di salute animale comunemente riscontrato è la febbre da latte, associata a un'alimentazione squilibrata di minerali. Si stima che le perdite economiche possano raggiungere i 9.000 euro per 100 vacche all'anno, di cui il 20% è dovuto a febbre da latte clinica e l'80% a febbre da latte subclinica. In generale, prevenire la febbre da latte è molto meglio che curarla e per questo viene ampiamente utilizzato il cosiddetto concetto di equilibrio cationico-anionico dietetico (DCAB), che si basa su potassio, sodio, cloro e zolfo. In questo contesto, l'analisi dei singoli componenti del mangime e l'analisi della razione mista totale (TMR) possono essere rilevanti per garantire un'alimentazione ottimale.

 

D: Qual è la sfida dell'analisi dei minerali oggi?


R: Sebbene sia comune determinare il profilo nutrizionale del foraggio, spesso il profilo minerale non viene analizzato e i risultati delle tabelle (ad es. regionali) vengono invece utilizzati per la formulazione della razione. Il profilo nutrizionale viene solitamente analizzato utilizzando tecnologie rapide ed efficienti in termini di costi, come gli strumenti basati sul vicino infrarosso. L'analisi dei minerali, tuttavia, richiede metodi laboriosi e tediosi che coinvolgono diverse sostanze chimiche ed è quindi piuttosto costosa. Inoltre, la formulazione della razione viene spesso effettuata tenendo conto dei margini di sicurezza in termini di minerali per evitare carenze. Di conseguenza, gli animali tendono ad essere sovralimentati di minerali. Infine, in genere ci vuole un po' di tempo prima di poter vedere le complicanze di un apporto minerale inadeguato e scorretto. Nel complesso, il concetto di alimentazione di precisione è ampiamente promosso e discusso, ma c'è ancora molto lavoro da fare quando si tratta di implementare l'alimentazione minerale di precisione nella pratica.  


D: Qual è la domanda attuale di analisi dei minerali?


R: L'analisi dei minerali è spesso richiesta solo dalle aziende casearie più grandi o da quelle che già riconoscono i vantaggi economici e ambientali associati. Nello specifico, questi allevatori prendono in considerazione i profili minerali dei loro mangimi in modo da poter ottenere premiscele minerali su misura e garantire così un apporto ottimale di minerali ai loro animali. Ciò avviene in genere in stretta collaborazione con o sotto forma di servizio offerto da un'azienda che fornisce premiscele minerali. 


D: Cosa serve per implementare l'alimentazione minerale di precisione in tutto il settore?


R: Si potrebbero prendere in considerazione diversi approcci. In primo luogo, è necessario educare l'industria all'importanza di un'adeguata fornitura di minerali (cioè, nessun eccesso e nessuna carenza) al bestiame. In secondo luogo, il metodo per l'analisi dei minerali applicato in laboratorio dovrebbe essere più accessibile e fornire risultati in modo più rapido rispetto ai metodi odierni. In terzo luogo, i bilanci dei nutrienti nelle aziende agricole sono molto discussi in termini di sostenibilità. Mentre oggi i bilanci dei nutrienti si concentrano principalmente su azoto e fosforo, in futuro si potrebbe prestare maggiore attenzione ad altri nutrienti come il magnesio, il manganese e il ferro. Infine, potrebbero essere introdotte normative che definiscono nuovi contenuti massimi di alcuni minerali nei mangimi (ad esempio lo zinco) contribuendo così a ridurre o addirittura evitare l'impatto ambientale che l'eccesso di minerali può avere oggi. 


D: Perché abbiamo dunque bisogno di un nuovo metodo?

R: Come spesso accade, ogni metodo presenta vantaggi e svantaggi. In breve, il metodo ICP fornisce risultati estremamente accurati, ma è macchinoso, richiede diversi giorni per generarli e comporta l'uso di sostanze chimiche come gli acidi. Il metodo XRF ha un tempo di risposta più breve ed è più facile da usare, ma può avere delle limitazioni in termini di rilevazione di macrominerali importanti come sodio e magnesio e microminerali in generale.

Con Micral™, FOSS offre una soluzione rapida, facile da usare e dedicata per l'analisi degli elementi. La preparazione dei campioni è ridotta al minimo (ad es. essiccazione e macinazione) ed è possibile analizzare 60 campioni all'ora, consentendo una produttività elevata e tempi di risposta rapidi. Ciò, a sua volta, consentirebbe ai laboratori di offrire, ad esempio, l'analisi dei minerali a un prezzo molto più interessante per gli utenti finali, come gli allevatori di vacche da latte, consentendo loro di inviare più campioni per l'analisi.

 

Mucche


D: Con Micral™, i dati sul contenuto di minerali sono disponibili in tempi più rapidi a costi inferiori: quale sarà l'impatto sui diversi soggetti interessati?

 

 

a. Agricoltori

  • In breve, l'analisi dei minerali della dieta di base potrebbe diventare più conveniente e gli allevatori possono quindi iniziare a gestire e controllare l'apporto di minerali dei loro animali in modo migliore rispetto a oggi. Data la variazione dei parametri nutrizionali e minerali in un impianto per insilato, vi è un chiaro potenziale da ottenere testando più volte all'anno. Sulla base dei dati effettivi, i mangimi supplementari come le premiscele minerali possono essere adattati in base al profilo minerale della dieta di base con un vantaggio economico.

 

b. Laboratori

  • Micral renderà l'analisi dei minerali in laboratorio significativamente più rapida e semplice. Ciò può aiutare i laboratori ad aumentare la loro capacità di analisi. L'alimentazione minerale di precisione e altri possibili cambiamenti nel settore possono innescare una maggiore domanda di analisi dei minerali. Inoltre, il tempo di risposta notevolmente ridotto offerto dall'analizzatore Micral aumenta significativamente l'attrattività di tale analisi.

 

c. Consumatori

  • Il latte e i prodotti lattiero-caseari sono generalmente un'eccellente fonte di calcio e fosforo per adulti e bambini e una buona fonte di potassio, magnesio e zinco per i bambini. Diversi studi hanno dimostrato che la concentrazione di alcuni macro e microminerali nel latte può variare a seconda della stagione e del metodo di produzione, ad es. latte biologico o prodotto in modo convenzionale. Le differenze osservate negli studi erano associate al rapporto tra minerali e proteine del latte (ad es. per calcio, fosforo, magnesio) ma anche alla dieta delle vacche (ad es. per calcio, rame, ferro, manganese e zinco). I ricercatori hanno concluso che, in base ai loro risultati, l'integrazione minerale delle vacche da latte dovrebbe essere allineata alla loro dieta di base per ridurre al minimo la variazione di macro e microminerali nel latte e nei prodotti lattiero-caseari.

 

d. Altri soggetti interessati

  • Qui mi vengono in mente due esempi. Innanzitutto, le aziende di trasformazione alimentare hanno identificato che le loro emissioni Scope 3 provengono principalmente dalle aziende agricole che forniscono loro, ad esempio, carne o latte. Fornire agli animali l'esatta quantità di nutrienti e minerali necessari (ovvero alimentazione di precisione) sarebbe un approccio importante per ottimizzare le prestazioni e la salute degli animali, ottimizzare l'uso di risorse come insilati e premiscele e ridurre l'impronta ambientale degli allevatori in questo contesto. Le aziende di trasformazione alimentare potrebbero in qualche modo incentivare un maggior numero di analisi per promuovere un'alimentazione di precisione. In secondo luogo, i diversi fornitori di premiscele minerali potrebbero trarre vantaggio da informazioni più dettagliate sul contenuto di minerali nella dieta di base, aiutandoli ad adeguare di conseguenza la composizione delle loro premiscele e ad implementare ulteriormente il concetto di alimentazione minerale di precisione. Ciò contribuirebbe a un uso migliore e più sostenibile delle risorse.

 

e. L'ambiente

  • Riducendo l'eccessivo apporto di determinati minerali nei mangimi per animali si ridurranno le concentrazioni di questi minerali come nutrienti nei fertilizzanti organici, che vengono solitamente utilizzati per fertilizzare i campi e quindi reimmessi nell'ambiente. Micronutrienti come lo zinco possono essere tossici per la flora e la fauna se presenti in concentrazioni troppo elevate nel suolo. Tuttavia, concentrazioni inferiori di sostanze nutritive nei fertilizzanti organici significherebbero concentrazioni inferiori nel terreno e quindi un minore assorbimento da parte delle piante che vi crescono. Se queste piante vengono utilizzate come mangime, ci si possono aspettare concentrazioni inferiori di minerali precedentemente forniti in eccesso come ora accade con concentrazioni inferiori nell'intero flusso circolare di nutrienti.

 

 

D: Qual è la prospettiva futura di Micral?


R: L'intero settore agroalimentare è sempre più focalizzato sull'efficienza delle risorse, guidato dalle ambizioni di zero emissioni nette e dalle richieste dei consumatori per una produzione alimentare sostenibile. Ottimizzare i flussi di nutrienti nella produzione agricola e zootecnica sarà più importante che mai per sostenere la transizione verde. Ciò, a sua volta, impone nuove esigenze in termini di capacità e convenienza dei test, nonché di gestione dei dati (ad es. risultati dei test). Micral apre nuove possibilità in termini di prezzo per test e tempo di risposta e rappresenta quindi chiaramente una piattaforma per la generazione di dati altamente preziosi necessari per realizzare pienamente, tra le altre cose, l'agricoltura rigenerativa. Più specificamente, i profili minerali dettagliati dei mangimi per il bestiame, in particolare della dieta di base, contribuiranno a evitare un apporto insufficiente o eccessivo di minerali. L'analisi dettagliata della composizione nutritiva dei fertilizzanti organici (e/o minerali) permetterebbe di ottimizzarne l'uso. 

Inoltre, il materiale vegetale può essere analizzato per comprendere il profilo dei nutrienti e pertanto la domanda di nutrienti delle piante e quindi fertilizzarle esattamente con i nutrienti necessari, garantendo così una crescita e una resa ottimali. I tempi di risposta rapidi, garantiti da Micral, sono assolutamente essenziali affinché queste applicazioni diventino servizi utilizzabili e preziosi per gli agricoltori. Infine, il carbonio è uno degli elementi visibili negli spettri della soluzione Micral. L'agricoltura nasconde un enorme potenziale come serbatoio di carbonio attraverso il sequestro nel suolo. Pertanto, misurare il carbonio nel suolo e documentare i cambiamenti nel tempo è di particolare interesse nell'attuale discussione sul clima. Senza dubbio, ci sono molteplici possibili applicazioni di Micral in relazione all'efficienza delle risorse e alla transizione verde dell'industria agroalimentare in generale ed è necessario ulteriore lavoro per concretizzarle e realizzarle ulteriormente.
 

 

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