Convegno: Benessere Animale e Qualità dei Prodotti

nella realtà Italiana ed Europea

OLTRE LA SICUREZZA: LE SFIDE DEL FUTURO

Luciano Pinotti

Università degli studi di Milano

Feed for Food• The feed and food-related safety crises (BSE, dioxin affairs)

were particularly important impulses to enhance the quality programme(i) the integration of HACCP in the GMP standard and

(ii) upstream extension of the quality assurance to all suppliers of feed ingredients.

• FEED=FOOD: the quality system of the food processing industry has been adopted in the animal feed industry

Results: animal feed is part of the food chain, expressed in the slogan ‘Feed for Food’.

Den hertog, 2003

La sicurezza è parte della qualità

• Nutritional quality

• Technical quality

• Emotional quality

• Safety for the animals,

environment and consumers of

animal products

(den Hartog, 2003; Pinotti et al, 2005)

World livestock feed production:900 million metric tons

World per capita feed use

>100 Kg/Person/Year(excluding forages)

It is as if each of us started the year with a 100-kilo sack on our backs and each day used 300 grams

Food securyty is back!!!?

• Extra-value of FoA

• Valore emotivo

• Considerati indicatori

del tenore di vita in

molte zone del mondo.

• aumento della domanda

in alcuni paesi, per

l'aumento del reddito

della popolazione

Industria alimentare e Mangimistica : LE SFIDE

In pratica:

•Animali più efficienti

– Miglioramento conversione alimentare/optimal nutrition

– Prodotti innovativi

•Minimizzare le perdite

– utilizzo di sottoprodotti

– Ridurre gli sprechi

– Integrazione e cooperazione con altri settori

– Ricerca di nuove materie prime per mangimi Adattata da FEFAC, 2013

Efficienza e nutrizione:

Adequate nutrition

vs. Optimal nutrition

• Produzioni animali: Il costo alimentare incide oltre il 60%

• Mangimi: il costo delle materie prime incide per circa il

70% del costo totale

Animal prospective

RPC: systematic review in dairy cows

Choline amount

administered

Milk yield estimate

(kg/d)

SEM RPC effect

Control (0 g/d) 32.35 1.53 -

RPC low level (<10 g/d) 33.40 1.59 0.15

RPC high level (> 10 g/d) 35.18 1.58 <0.001

Results from mixed model when the different amounts of RPC

administrated were grouped into three concentrations levels

Pinotti & Baldi, 2012

Choline per se(i.e. lipotropic compound)

• Risultati a livello epatico

– Feeding rumen-protected

choline can prevent and

alleviate fatty liver induced by

feed restriction.0

5

10

15

20

DNA Total lipid/DNA ratio

ug

/ug

wet

tissu

e

Cooke et al.,(2007)

Baldi & Pinotti et al. (2011)

The case of choline: summary

1. Dietary choline may not always be sufficient to maximize milk production in dairy ruminants;

2. “Requirement” for choline can in theory be satisfied by other nutrients, but probably not at the onset of lactation.

3. lactation cycle: RPC seems to be more effective when feeding is initiated before calving

4. From a metabolic and hepatic point of view, RPC may optimize fat traffic/metabolism

RPC in hay based diets

• Most of the studies hasbeen done usingsilage/corn based diets– Maize silage either

constituted the sole forageor was fed as a mixture withothers

– Concentrates mainlyconsisted of maize grain.

AF CHEMICAL COMPOSITION (DM%)

kg/d Forages 51.3 Forages NDF 78.3

Alfalfa hay 8 CP 16.5 NFC 41.2

Perennial hay 5 RUP (%CP) 37.2 Starch 21.7

Corn meal 4 RDP (%CP) 62.8 Ca 1.11

Steam flaked corn 2.8 RDP 10.6 P 0.60

Soybean meal 44 2Soluble protein

(%CP)33.7 Met (%MP) 1.95

Beet pulp dry 1 EE 5.12 Lys (%MP) 6.54

Molasses cane 1 NEl (mCal/kg) 1.73 Lys:Met 3.35

DDGS 1 NDF 31.3 Lignin 3.41

Megalac 0.5 DM 89%Mineral vitamin

mix0.37

Total 25.67

Pinotti et al., 2015

0

10

20

30

40

1 2 3 4

Μm

ol/

mL

weeks after calving starting 28DIM

Methionine timetrend

CHO CTR

Recent advance in choline storyRPC supplementation

• did not affect milk yield(28.2 vs. 29.4 kg/d).

• tended to affect glucoseand plasma Met in dairycow receiving a hay-based diet.

*

* = P < 0.05

Pinotti et al., 2015

Production response affected by basal diet composition (focused diet)

y = 0.0383x + 0.3975R² = 0.2637

P<0.001

y = 0.1696x + 0.066R² = 0.498P<0.001

0.000

0.500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

3.500

4.000

2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000 14.000

Mil

k Se

ou

tpu

t (m

g/d

ay)

Se Intake (mg/day)

SS

SY

SS

SY

Transfer Efficiency (Total Se)SY 18% irrespective of dose

SS 11.3 vs 8.1% with ascending dose

Juniper and Bertin, 2011

In western diets milk products constitute:25% of total selenium intake

Selenium content of cheese

0

100

200

300

400

500

600

700

800

Control SS 0.45 SY 0.45

Ch

ee

se S

e (

ng/

g D

M)

ND Se

SeIV

Secys

SeMet

y = 1,1968x + 37,287R² = 0,8098

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0 100 200 300 400 500 600

Ch

ee

se T

ota

l Se

(n

g/g

DM

)

Milk Total Se (ng/g DM)

y = 1,1559x + 15,232R² = 0,8136

0

100

200

300

400

500

600

0 50 100 150 200 250 300 350

Ch

ee

se S

eM

et

(ng/

g D

M)

Milk SeMet (ng/g DM)

Transfer of Total Se and SeMet

from milk to cheeses ≈ 1:1

Juniper and Bertin, 2011

17

Nutritional optimisation

• Vitamins, vitamin-like compounds, essential fatty acids,probiotics and nutraceuticals can affect animal health,metabolic health, animal production efficiency

• Feed/diet interventions in other cases the main effects areobserved on the final food products (FoA).

Industria alimentare e Mangimistica : LE SFIDE

In pratica:

•Animali più efficienti

– Miglioramento conversione alimentare/optimal nutrition

– Prodotti innovativi

•Minimizzare le perdite

– utilizzo di sottoprodotti

– Ridurre gli sprechi

– Integrazione e cooperazione con altri settori

– Ricerca di nuove materie prime per mangimi Adattata da FEFAC, 2013

Magimi-alimenti-carburanti-energia

Competizione per le biomasse Uso dei sottoprodotti: criticità

• Variabilità nutrizionale tralotti

• Sicurezza

• Manipolazione, processazione, stoccaggio e trasporto

• Effetti sugli animali, e i loroprodotti

200 kg mais=80 litri etanolo/+sottoprodotti200 kg alimenti/mangime

Nutrient/Componenta

Corn Distillers’ Dry Grains + Solublesb

Reference Range

Crude protein, % 8.5 – 9.9 28 – 32

Crude fiber, % 1.5 – 3.3 5 – 14

Fat, % 3.5 – 4.7 3 – 12

Phosphorus, % 0.28 – 0.34 0.7 – 1.3

Sodium, % 0.00 – 0.02 0.05 – 0.17

Sulfur, % 0.12 0.4 – 0.8

Variabilità composizionale: il caso dei DDGS

Source: Purdue University

a Nutrient values are reported as a percent of total dry matter.b All things being equal, the value of DDGS (85% DM) is ≤ $110/t when corn is $2.20/bu and SBM is $175/t. When product variation,transportation, handling, and storage are considered, DDGS value is realistically worth <$70/t.

DDGS: con alto contenuto in zolfo

• Il contenuto in zolfo nei DDGS varia perchè l’ac. Solfidrico è aggiunto come adiuvante della fermentazione

• Nel rumine I batteri riducono lo zofo a idrogeno solforato (H2S)

– Sein quantità limiata :Eruttato

– Se in eccesso residua nel rumine e riduce le performance degli animali

• Cattle decrease feed intake in response to chronic exposure to high sulfur levels.

• High levels of dietary sulfur alter ruminal fermentation, fermentative end-products, and cattle performance

0

10

20

30

40

50

Acetate Propionate Butyrate Lactate

con

cen

tratio

n, m

M

NRC sulfur

High sulfur

Source: Drouillard et al., Ruminant physiology 2009

La gerarchia del food waste

Consumo umano (banche alimentari, carità)

Riconversione per il consumo umano

Mangimi per animali

↓Rifiuti↓Risorse biologiche industriali

Bio Fermentazione + Digestori

Compostaggio

Green energy

Incenerimento (rifiuti)

Land-

fill

an important distinction

between surplus food,

which can be used to feed

humans or animals and

food waste that can be

further processed to return

nutrients to the soil,

extract energy and

generate heat. (Source: University of Wageningen, adattata da FEFAC,

2013).

Food wastage: diverse categorie «Ex alimenti»: prodotti alimentari (esclusi quelli derivanti dal catering)che sono

stati prodotti per il consumo umano in pieno rispetto della legislazione alimentareUE, ma che non sono più destinati al consumo umano per motivi pratici o logisticio per problemi di fabbricazione o difetti di confezionamento, non presentano

rischi per la salute se utilizzati come mangimi.

Source: http://www.everycrumbcounts.eu/

UE-ESEMPI DI EX-ALIMENTI• Pane

• Biscotti rotti

• Praline di forma indesiderata

• Dolciomi vari

• Ritagli di pasta

• Patatine eccessivamente aromatizzate

• Prodotti confezionati in modo non corretto

Ex-alimenti: fatti e cifre

(*): Source FEFAC - expert figures - minimum

Country Number of FF processors *

Volumes of FF processed (1,000t)*

UK 20 500

NL 10 300

GERMANY 11 800

ITALY 10 200

PORTUGAL 2 30

SPAIN 9 300

BELGIUM 1 125

DENMARK 3 95

FRANCE 4 200

IRELAND 2 20

OTHER 20-30 450-950

TOTAL 90-100 3,000-3,500

Da ex-alimento a mangime: le tappe

Combinazione dei seguenti processi: - Raccolta- Sconfezionamento - Miscelazione - Macinatura- Essicazione

Dipende dal tipo di ex alimento:- CONFEZIONATO vs SFUSO- SECCO vs UMIDO vs LIQUIDO

(FEFAC, 2013).

Food waste: il caso dell’ECOFFED in Giappone

FEED

Serve una catena di raccolta

stoccaggio e processazione

molto ben strutturata

Refrigerated vehicles should be

used to transport raw materials

to prevent spoilage, oxidisation

and quality deterioration

Sugiura et al, 2009

L’esempio giapponese

• Whether or not food waste can be used as raw materials for Ecofeed depends on the stability of supply, stability of quality and nutritional values.

• cook raw materials (70°C for 30 min /80°C for 3 min before use)

• Ecofeed destined for use as a raw material in compound feeds should be dried so that the moisture content is 13.5% or less and antifungal agents maybe required

Sugiura et al, 2009

Tendenza, potenziale ostacoli e Incentivi

……..POTENZIALE D’USO

•Dipende da una serie di parametri:

–Sicurezza (divieti di somministrazione, residui pakeging, buone

prassi igieniche)

–Approvvigionamento

–Tracciabilità (buone pratiche, legislazione, logistica)

–Status giuridico dei materiali e degli operatori (rifiuti, ABP, cibo, feed)

–Sostenibilità (Es: disidratazione dei succhi di frutta non sostenibile)

Feed

intake

Feed processingNutritional

ecology

Nutrient

supply

Feed nutritive value

•Physical-chemical composition

•Secondary substances

•Nutrient content

Feed safety

Animal’s

nutritional

status

Animal response to

feed processing

Nutrient requirement

•Energy

•Protein

•Minerals

•Vitamins

Digestive

function

Genotype

Metabolism of

•Water

•Minerals

•Vitamins

Ration formulation,

nutritional

modeling

Animal performance

•Production rate

•Product quality

•Product functionality

Environmental

Issues

(contaminants)

Changing role of feed from that of general maintenance or production efficiency to a highly focused diet Adapted from

McL.Dryden, 2008

Conclusioni

• More food are needed Food Security

• Produce more with lessEfficiency and sustanability

• focused diet/optimal nutrition

• Safety

• Education

Innovation/Feed Design

Grazie per l’attenzione