Il settore agro-zootecnico

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1 WINTER SCHOOL Le tecniche spettroscopiche: strumenti innovative applicati all Analisi dei settori ambientale ed agroalimentare- nuove sfide per il futuro Il settore agro-zootecnico Prof. Vittorio DELL ORTO Dipartimento di Scienze Veterinarie per la Salute, la Produzione animale e la Sicurezza Alimentare- VESPA Milano, 26 Gennaio 2015

2 Livestock and nutrition

3 Global meat production The global demand for meat is growing, particularly in China and India, which could see an 80% boom in the meat sector by 2022 due to a new (and growing) middle class. Africans are also starting to eat more meat, though the supply and demand are still not quite what they are in other parts of the world. -Different cost of production among countries -Though the USA and Europe still produce plenty of meat products, the prices of feed, energy, and land are all becoming more expensive and the cost of producing industrial livestock is rising.

4 Animals slaughtered worldwide

5 Different trend between the developing world and rich world

6 L INDUSTRIA ALIMENTARE IN ITALIA FATTURATO 130 miliardi N.ADDETTI IMPRESE EXPORT 24,8 miliardi INDUSTRIA ALIMENTARE - I FATTURATI DI ALCUNI COMPARTI 2012 Comparti (miliardi di euro) Lattiero Caseario 14,90 Salumi 7,99 Carni bovine 5,90 Alimentazione animale 7,74 Avicolo 5,75 Ittici 1,48 Dolciario 13,06 Vino 10, miliardi 127 miliardi 130 miliardi +3,3% +2,4% +2,3%

7 Poultry Around 5.9 billion broiler chickens for eating were produced yearly in the European Union. Mass production of chicken meat is a global industry and at that time, only two or three breeding companies supplied around 90% of the world s breeder-broilers. The total number of meat chickens produced in the world was nearly 47 billion in 2004; of these, approximately 19% were produced in the US, 15% in China, 13% in the EU25 and 11% in Brazil

8 Chicken consumption Poultry is the fastest growing segment of globalized livestock. By 2020, China's poultry production will increase 37%, Brazil's will increase 28%, and U.S. production will increase 16% due to growing consumption around the globe.

9 World pig population by country

10 Pig population in Italy Heavy pig (160kg) Typical productions: PARMA ham S. DAIELE ham

11 Global beef cattle population heads of cattle in the world: COUNTRIES have the 53% of population of beef cattle UE-27 has 6% of beef cattle in the world The remaining part of the world breeds 41% of global cattle population ERSAF, 2013

12 Beef production systems Developing countries: subsistence breeding Industrialized countries : specialized breeding small-scale farms, related to the family Nutrition: natural forage in open grassland or by-products Intensive concentrate feeds USA Europe Australia Extensive grassland South America Australia New Zeland Agribenckmark 2013

13 Focus on beef cattle in Italy: numbers Production (ton) Consumo (kg/person/year) France ,9 Germany ,1 Italy ,7 UK ,2 Spain ,5 Ireland ,2 Netherlands ,9 Poland ,9 Belgium ,6 Austria ,9 Denmark ,1 ITALY, in Europe, is the 3 rd producer the 2 nd consumer of bef High live cattle import and high beef import volumes ERSAF, 2013 Self-supply: 60% (CRPA 2012 su dati Istat)

14 A look into the past subsistence breeding - local market Family labour Without genetic selection for improvement of the producions (indigenous breeds for milk and meat) Feed: forages not suitable for human consumption (not competitive)

15 Italian beef consumption continues to rise Low Production Efficiency The production does not cover the increasing demand of beef : 8,5 24,8 kg/person/year (+ 292% + 9% per year) ISTAT Population: mln mln Total meat consumption: ton ton (+ 366% + 11,5% per year)

16 Changes What about the diet of italians from the Second War World? Coldiretti, Primo rapporto sulle abitudini alimentari degli italiani meat: from 60 to 241 g/d

17 Innovation Changes Observed changes in the beef cattle brreding from : genetic selection in selezione genetica e structural innovations Anni 70: silage corn and UNIFEED 70-80: vaccines, antibiotics, antiparasites 70-80: Large-Scale Retail Trade 90: computers and focus on the quality of the animal products 00: Food safety, new technologies and globalization

18 Innovation From 70: genetic selection of more specialized animals Dairy cattle Beef cattle

19 Innovation From 70: new facilities Animali legati e stabulati su fondo in cemento coperto da paglia Box multipli e stabulazione su pavimento grigliato

20 Innovation Yesterday and today Industrialization and specialization

21 Innovation Animal nutrition and animal feeding: corn silage and unifeed 1948 Today kg/capo/day Corn silage 10.0 straw 0.7 Corn meal 5.0 Soybean meal 44% CP 1.2 Sunflower meal 28% CP 1.0 Beet pulps 1.0 Minerals and vitamins 0.2 Bonadonna, 1948 Maximisation of performance Proteins from plant (high biological value)

22 Innovation Performance and Average Daily Gain (ADG) p.v. IPMG

23 Innovation Software for animal nutrition T. Bonadonna, 1948 CPM

24 Market Years 70-80: Large-Scale Retail Trade, contract for supplying Before years 60-70: Local market of large animals, oral agreements Mediators, butchers Payments instantly or weekly After 70-80: Food safety Contracts fo supplying, defined terms of contractc, certifications, labels Large-Scale Retail Trade Payments after months

25 Analytical innovation Technological innovations in the farms NIR Ruminal bolus Cozzolino et al., 2009 Electronic nose Nagaraja e Lechtenberg, 2007 Cheli et al., 2009

26 Economic aspects From 2000: economical evaluation

27 Actually Italian beef cattle breeding Vacche Vacche a fine carriera kg p.v kg p.c. Monta/F.A. Parto Vitelli da ristallo importati kg Vitelli da ristallo nazionali kg p.v. Vitelli da mandrie da latte nazionali ed estere Nascita Nascita Nascita Maschi kg p.v. Monta/F.A. Svezzamento Ingrasso Svezzamento Svezzamento Maschi kg p.v kg p.c. Femmine Import Ingrasso Maschi kg p.v kg p.c. Femmine kg p.v. Macellazione Carne di vitello a carne bianca kg p.v kg p.c kg p.v kg p.c p.c. Macellazione Carne di bovino adulto

28 Actually 62% of cattle, slaughtered in Italy, were born abroad

29 Actually Origins of animals Breeding system High fixed costs need to maximize the production The highest density of population (in accordance with EU laws on animal welfare CRPA, 2011

30 Actually Zootechnical globalization and cost of production Costo di produzione in funzione del sistema di alimentazione ($/100 kg peso carcassa) Agribenckmark, 2011

31 Actually Zootechnical globalization and cost of production Costo di produzione in funzione del sistema di alimentazione ($/100 kg peso carcassa) Agribenckmark, 2011

32 Actually Zootechnical globalization and cost of production Costo di produzione in funzione del sistema di alimentazione ($/100 kg peso carcassa) Elevato costo dell animale da ristallo

33 Future challenges developing countries Increasing of the production efficiency Popolazione mondiale prevista nel billions 2050: 9.3 Miliardi Previsione consumi carni PVS al Rural Urban FAO e ONU, 2011 OECD/FAO, : +10% di consumo di carni nei PVS. L import di carne bovina in tali paesi crescerà del +25%

34 Future challenges DC Sicurezza nutrizionale Immagine negativa Stagnazione dei consumi Impatto ambientale Salubrità Stagnazione dei consumi OECD/FAO, 2013

35 Future challenges DC Sicurezza nutrizionale: la carne bovina, alimento salubre Quantità di alimenti necessari per eguagliare l apporto di aminoacidi essenziali della carne Alimento g di alimento eguaglianti 100 g di carne Uova Latte 597 Formaggio 101 Frumento 296 Fagioli 382 Riso 295 Patate 854 Mais 239 INRAN La biodisponibilità del ferro nei vegetali è varia tra il 2 ed 10%, mentre negli alimenti di origine animale si colloca tra il 10 e il 35% Le vitamine del gruppo B sono apportate in forma altamente disponibile La vitamina E ha azione antiossidante La carne è un importante fonte di vitamina B12, assente nei vegetali Alimenti funzionali: Carnitina Coenzima Q-10 Colina Creatina Nucleotidi Lecitina/colesterolo > 10:1- CLA Acido lipoico Antiossidanti Acido fitanico

36 Future challenges DC Sicurezza nutrizionale: migliorare il profilo acidico La frazione lipidica della carne bovine Ricca di AG saturi e monoinsaturi n-6/n-3 generalmente > 5 Attraverso la somministrazione di alimenti ricchi in nutrienti funzionali o di loro precursori, o dei nutrienti funzionali stessi è possibile incrementarne la concentrazione nelle carni Sostituzione di semi di soia tostati con semi di lino estruso, effetto sul profilo acidico delle carni n-6/n-3 Bas et al., 2007

37 Future challenges DC Sicurezza nutrizionale: apporto di antiossidanti Somministrazione di Se organico e [Se] nelle carni Concentrazione di vitamina E nella dieta e nelle carni Baldi G., Compiani R., Bozzi P., Sgoifo Rossi C.A., Dell Orto V., 2012 Mitsumoto et al., 1993

38 Future challenges DC Impatto ambientale La produzione di carne bovina è la più inquinante in termini di emissioni di GHG Leip et al., 2010 Allevamento intensivo < produzione GHG Deblitz, Agribenchmark 2013

39 Future challenges DC Utilizzo di alimenti non food/coprodotti: l esempio dei distillers Produzione mondiale di etanolo per carburanti attuale e prevista Pubblicazioni «SCOPUS» topics: beef + distillers negli ultimi 10 anni Licht, 2006

40 Future challenges DC Insetti!?!? Ridotto impatto ambientale Riscontri positivi in sostituzione della farina di pesce nella dieta di pesci e volatili Minore contenuto lipidico rispetto alla carne bovina Buon apporto di aminoacidi essenziali Maggiore apporto di AG essenziali e vitamine (ad eccezione B 12 ) ed equivalente apporto minerale della carne bovina

41 There could also be a shift in the future from animal protein to protein from aquatic plants or insects, as a recent United Nations report suggests. Insects are particularly efficient and high in protein.

42 Milk production The major milk production regions are South Asia (23%) and Europe-25 (21%: mainly Germany and France)

43 Dairy farms -Globally the average dairy herd size is 2.4 cows. -The six country with average dairy herds comprising more than 100 cows are: Argentina, Australia, Czech Republic, New Zeland, South Africa and USA.

44 Milk consumption High, >150 kg per capita/year: Argentina, Ecuador, Europe, Israele, Oceania... Medium, kg per capita/year: India, Japan, Korea, North/South Africa... Low, less than 30 kg per capita/year: China, Ethiopia,countries of central Africa

45 Feed conversion ratios (FCR) (kg feed x kg of product) Evoluzione dell Indice di Conversione Alimentare Products Now (I.C.A.) (kg di alimento per kg di prodotto) Chicken meat 4,5 1,9 Turkey meat 6,0 2,5 Rabbit meat 6,0 3,0 Beef meat 15,0 6,5 Eggs 4,3 2,1 Milk 2,2 0,7 Pig (100 kg) meat 4,3 2,7 Heavy pig (170 kg) (es.prosciutto) 5,5 3,8 45

46 Bovine population in North of Italy Lombardia Milano 40% Produzione di latte Dairy cattle in EU-28: , Dairy cattle in Italy: Volume of Milk (t) produced in Italy :

47 Dairy cattle (AIA 2013) Diverse aziende di bovine da latte producono: kg /capo/lattazione (305 g) Grasso 3,7 % proteina 3,40% breed Percentage Frisona (9263 kg/305 d) 81,0 Bruna (7172 kg/305 d) 6.4 Pezzata rossa italiana Grigio Alpina Modicana Oropa Pezzata Rossa Rendena Jersey

48 Come e dove si produce il latte

49 Italia Cina Turchia Come e dove si produce il latte USA Estonia

50 La quantità di azoto (N) environmental impact e fosforo (P) eliminate da una bovina che produce 50 litri di latte sono decisamente inferiori rispetto a quelle emesse da due bovine che producono 25 litri (Figura 3), infatti l escrezione di azoto è superiore del 26% e quella del fosforo del 39%. latte (3,7% grasso, 3,3% proteina) L inquinamento per unità di prodotto è inferiore quando la produzione è elevata PG % s.s. P % s.s. Escrezione N g/capo/d Escrezione P g/cpo/d 50 litri 17,8 0, ,5 25 litri 15,6 0, ,7 25 l x 2 = 50 15,6 0, ,4

51 Fish oil supplementation (FO) increases EPA and DHA content(g/100 g total fat) of goat s colostrum (day 1 of lactation) and mature milk Colostrum EPA Control 0.43 a Fish oil 0.84 b DHA Control 0.33 A Fish oil 0.71 B Mature milk 12 d 26 d 40 d EPA Control ND 0.10 A ND Fish oil B 0.50 DHA Control 0.07 A ND ND Fish oil 0.51 B a,b= P<0.05 A,B= P<0.05 Estimated transfer efficiencies into mature milk were 14 and 7%, respectively, for EPA and DHA Cattaneo et al., Small Ruminant Research, 64 (2006), nd International Feed for Health Conference Tromsø, Norway June 2010

52 EPA and DHA may improve the defensive performance of goat s neutrophils against bacteria by increasing their phagocytic activity Pisani et al., Veterinary Immunology and Immunopathology (2009)

53 Thank you for your attention