Utilization of insects as feed in the production of broiler chickens Achille Schiavone, Michele De Marco, Ilaria Biasato & Laura Gasco

Transcript

1 Utilization of insects as feed in the production of broiler chickens Achille Schiavone, Michele De Marco, Ilaria Biasato & Laura Gasco Università di Torino

2 Growing Market POULTRY PRODUCTS all over the world low cost protein source efficient FCR (meat and egg) absence of cultural or religious obstacles

3 Feed price mostly affected animal farming (60-70%) EU imports the majority of soybean meal Evaluation of alternative protein/energy ingredients

4 Insetti come materie prime nell alimentazione delle specie di interesse zootecnico 1969 Lindner (1919) Production protein and fat by housefly from human excreta 1972 Abdel Gawaad A.A & Brune H. (1979) Insect Protein as a Possible Source of Protein to Poultry dimenticate

5 In poultry nutrition: Cockroaches (Blatta orientalis) Termites (Kalotermes flavicollis) Maggot meal House fly pupae (Musca domestica) Silkworm Soldier flies (Hermetia illucens) Yellow mealworms (Tenebrio molitor) etc. Review: Edible insects: future prospects for food and feed security (FAO, 2013) Insect meal as renewable source of food for animal feeding: a review (Sanchez-Muros et al. 2014)

6 Insetti promettenti come FEED Tenebrio molitor coleottero (Tenebrionidae) ospite indesiderato nell industri agro alimentare farine, crusca, pasta, onnivoro: si alimenta di vari substrati (Ramos-Elorduy et al., 2002) larva comunemente usata per alimentare uccelli, rettili e pesci di acquario valore nutrizionale: SS: 40% PG: 40-60% ss EE: 25-45% ss ceneri: < 5% basso tenore in Ca (possibilità di modificare con substrato; Klasing et al., 2000) ciclo di vita variabile (T ) (40 90 sett; Makkar et al., 2014) (8-18 sett; dati personali)

7 Insetti promettenti come FEED Hermetia illucens dittero (Stratiomyidae) adulti: solo compito di riproduzione (importanza luce) prediligono il materiale organico (frutta, versura, letame, scarti vari ) larve: ruolo significativo in entomologia forense (Lord et al., 1994) larve migrano autonomamente al momento dell impupamento valore nutrizionale: ss: 55-65% PG: 40-45%ss EE: 15-50% ricche di CA e P ( TM) (5 8% e 0,6 1,5%) ceneri: 11-28% ciclo di vita variabile (6 30 settimane) (T ) (Makkar et al., 2014)

8 Insetti promettenti come FEED Musca domestica dittero (Muscidae) adulti: si alimentano ( Hermetia) noiosi per uomo portatori di agenti patogeni prediligono il materiale in (frutta, versura, letame, scarti vari ) decomposizione di qualsiasi origine valore nutrizionale larve: SS: 40 50% PG: 37,5-60%ss EE: 9 25% ss ceneri: 5 25% CA: 0,3 0,8% ciclo di vita variabile (5 10 gg / gg) (T ottimale: 35 C) (Makkar et al., 2014)

9 Composizione chimica insetti (%SS) Hermetia illucens 42,1 7,0 26,0 20,6 Larva Tenebrio molitor 48,1 5,1 40,0 3,1 Larva Musca domestica 50,4 13,8 18,9 10,1 Larva 70,8 15,7 15,5 7,7 Pupa Bombix mori 60,7 3,9 25,7 5,8 Larva

10 Tenebrio molitor nell alimentazione del pollo da carne 30 % (Bovera et al., 2015) AME; AMEn (De Marco et al., 2015) 7,5% (Biasato et al., 2016) 19-38% (Ballitoc & Sun., 2013) 10% (Ramos-Elorduy et al., 2002)

11 Hermetia illucens nell alimentazione di alcune specie avicole AME, AMEn (De Marco et al., 2015) < crescita (Hale et al., 1973)

12 Musca domestica nell alimentazione delle specie avicole 5-20% % (Hwangbo et al., 2009) > n. uova e schiusa(ernst et al., 1984) Molto digeribile (Zuidhof et al., 2003) g/pollo (Ramos-Elorduy et al., 2002)

13 Inizio delle ns prove: Gaobeidian Shannong Biology CO., LTD (Cina)

14 Bombyx morii Insetti Tenebrio molitor Hermetia illucens Musca domestica Nuova fonte proteica per l alimentazione avicola Proteine in elevata quantità e di elevata qualità Bassa competitività con l alimentazione umana Riduzione della contaminazione ambientale

15 1. Formulazione di diete sperimentali utilizzando farina di Tenebrio molitor a diversa % di inclusione nella dieta 2. Esecuzione di prove in vivo (studio di digeribilità in gabbia metabolica e delle performances zootecniche in parchetti a terra) Prof. Achille Schiavone & coll. Prof. Achille Schiavone & coll. 8. Valutazione qualità della carne Prof. Laura Gasco & coll. 7. Valutazione parametri di macellazione OBBIETTIVI DEL PROGETTO 3. Indagini ematochimiche IZS di Torino Dott Bergagna & coll. 4. Valutazione del benessere animale Dott. Martina Tarantola Prof. Laura Gasco & coll. 6. Analisi del microbioma intestinale Dott. Elena Grego & coll. 5. Indagini anatomopatologiche: Esame macroscopico e istologico organi Morfometria intestinale Istochimica intestinale Prof. Maria Teresa Capucchio & coll

16 Musca domestica PERFORMANCES ZOOTECNICHE Incremento ponderale giornaliero Indice di conversione alimentare Assunzione alimento Tenebrio molitor Bombyx morii PERFORMANCES MACELLAZIONE Resa alla macellazione Peso carcassa Peso petto e coscia

17 Qualità della carne Morfologia intestinale DIETA NEL BROILER Microbioma intestinale Mucine intestinali

18 Indice di salute e funzionalità intestinale MORFOLOGIA INTESTINALE Esame morfometrico Influenza di dieta e microbioma intestinale

19

20 EXPERIMENTAL DESIGN 1. Basal diet 2. 25% Tenebrio meal 3. 25% Hermetia meal FLOOR PEN COMMERCIAL DIET BIRD CAGED (3 per cage) EXPERIMENTAL DIET: 3 GROUPS ADAPTATION PERIOD TOTAL EXCRETA COLLECTION d 1 d 19 d 25 d 31 d 34 Male Ross bird/treatment total excreta collection 20% pooled

21

22 Digeribilità farine tal quale non degrassate Hermetia Illucens Tenebrio Molitor 98,9 88,2 53,4 59,9 66,4 65,8 51,0 59,7 69,4 63,6 * * * ddrymatter dorganicmatter dcrudeprotein dlipid dgrossenergy **: p < 0.001; *: p<0.05 De Marco et al., 2015

23 AMEn 40,00 35,00 30,00 Energy valeus (MJ/kg): AME and AMEn of the two insect meals Hermetia illucens Tenebrio molitor ,00 20,00 15,00 10,00 17,38 16,60 16,86 16,02 9,71 13,1 5,00 0,00 AME AMEn Soybean meal (48%) De Marco et al., 2015 Corn Soybean oil

24 De Marco et al., 2015

25 Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition (2016), in press

26 Prove di accrescimento in allevamento semiestensivo: Tenebrio molitor 7.5 % di sostituzione di glutine di mais in mangime ultimo periodo (49-97 giorni) 140 polli Label Hubbard : femmine; 2 trattamenti; 5 repliche; 14 animali per replica Nessuna influenza negativa su performance zootecniche Nessuna influenza negativa su performance di macellazione Nessuna influenza negativa sul benessere

27 Biasato et al., 2016 in press

28 Biasato et al., 2016 in press

29 Biasato et al., 2016 in press

30 Campionamento in doppio di duodeno, digiuno e ileo Esame di 10 villi e 10 cripte per segmento intestinale (Laudadio et al., 2012) Fissazione in liquido di Carnoy Esame morfometrico (Image-Pro Plus software) Vh = villus height Cd = crypt depth Vh/Cd Biasato et al., 2016 in press

31

32

33 Esame anatomopatologico: Fegato Milza Timo Borsa di Fabrizio Rene Cuore Stomaco ghiandolare Intestino Fissazione in formalina tamponata al 10% Esame istopatologico Ematossilina & Eosina (sezioni di 5μm) Lesione assente / minima Lesione moderata Lesione grave Score = 0 Score = 1 Score = 2 Valutazione semiquantitativa alterazioni istopatologiche

34 Esame anatomopatologico polli ruspanti Milza Timo Borsa di Fabrizio Fegato Stomaco ghiandolare Intestino Dieta controllo Iperplasia e/o deplezione della polpa bianca Deplezione della corticale Deplezione follicolare con cisti intra follicolari Attivazione del tessuto linfoide Flogosi cronica con attivazione del tessuto linfoide e metaplasia epiteliale squamosa Flogosi cronica con attivazione del tessuto linfoide 1.00 ( ) 0.0 ( ) 1.00 ( ) 1.00 ( ) 1.00 ( ) 1.00 ( ) Dieta con farina di Tenebrio molitor Iperplasia e/o deplezione della polpa bianca 0.50 ( ) Deplezione della corticale 0.0 ( ) Deplezione follicolare con cisti intra follicolari 1.00 ( ) Attivazione del tessuto linfoide 1.00 ( ) Flogosi cronica con attivazione del tessuto linfoide e metaplasia epiteliale squamosa 2.00 ( ) Flogosi cronica con attivazione del tessuto linfoide 1.00 ( ) P > 0.05 > 0.05 > 0.05 > 0.05 > 0.05 > 0.05

35 Prove di accrescimento in broiler: Tenebrio Molitor % di sostituzione parziale di Soia FE e Olio di Soia 320 broiler Ross 708: 160 maschi e 160 femmine; 4 trattamenti; 5 repliche; 8 animali per replica

36 PESO VIVO FINALE 5% INCREMENTO PONDERALE GIORNALIERO SIA NEI MACHI CHE NELLE FEMMINE GRUPPI TM CONSUMI DI ALIMENTO PIU ALTI ICA NON GENERALMENTE NON PEGGIORATO

37 Female broiler chickens (40d): final body weight (kg) and FCR 2,5 2 1,5 1 b a b b final body weight (kg) FCR 0,5 0 C TM5 TM10 TM15 Biasato et al., submitting

38 Lesioni anatomopatologiche analoghe nelle due diete no effetti negativi della farina di insetto Flogosi stomaco ghiandolare allevamento Flogosi cronica intestino Attivazione linfoide Coccidiosi pregressa Indici morfometrici analoghi nelle due diete effetti negativi della farina di insetto no

39 FARINA DI INSETTO Nessun effetto negativo sulla salute degli animali Nessun effetto negativo sulla funzionalità intestinale Nessun effetto sulle performances produttive

40 Ricerca metalli contaminanti Indici nutrizionali QUALITÀ DELLA CARNE Ossidazione lipidica Analisi chimicofisica

41 Assorbimento nutrienti e difesa dai patogeni MUCINE INTESTINALI Esame istochimico Influenza di dieta e microbioma intestinale

42 NGS (Next- Generation Sequencing) MICROBIOMA INTESTINALE Influenza della dieta Influenza su morfologia e mucine intestinali

43 Prove di accrescimento: OLIO HERMENTIA % di sostituzione di Olio di Soia in mangime a. periodo intero (1-35 gg) b. ultimo periodo (21-48 giorni) 96 broiler Ross 308: maschi; 3 trattamenti; 5 repliche; 8 animali per replica

44 Nessuna influenza negativa su performance zootecniche Nessuna influenza negativa su performance di macellazione Nessuna influenza negativa sul benessere Qualità carne (composizione chimica, acidi grassi, panel test) Istopatologia? Coming soon

45