La proteina dal foraggio alla carne

A livello globale la competizione tra la destinazione delle produzioni agrarie (e in particolare di quelle ad alto contenuto proteico) all’impiego alimentare umano diretto (Food) o a quello animale (Feed) è sempre più marcata ed è accentuata dai recenti incrementi delle destinazioni energetiche (no-Food). I ruminanti da allevamento sono alimentati soprattutto con foraggi (erba, fieno, insilati), mentre i monogastrici con cereali e altri mangimi concentrati ad alto contenuto proteico. La conversione degli alimenti in carne ha un costo energetico elevato e una ridotta resa di carne prodotta in rapporto alla quantità di cibo ingerito dal bestiame. E’ in corso un dibattito in merito al fatto che, con la popolazione mondiale in rapido aumento e i consumi di carne in crescita nei Paesi in Via di Sviluppo, gli attuali consumi di carne siano sostenibili sul lungo periodo in termini di suolo sottratto alle colture destinate all’impiego diretto nell’alimentazione umana, di acqua e di ricadute ambientali (produzione di gas serra, inquinamento da nitrati nelle falde acquifere).

La trasformazione delle proteine da vegetali ad animali comporta vantaggi e limiti per l’alimentazione umana e per l’ambiente, alcuni differenti tra i Paesi Industrializzati (PI) e i Paesi in Via di Sviluppo (PVS) (Figura 1)

figura 1 - Vantaggi e limiti della trasformazione delle proteine vegetali in proteine animali

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Gli alimenti per l’alimentazione del bestiame

Ai tempi dell’addomesticamento le fonti alimentari per il bestiame erano quelle disponibili in natura, non utilizzabili direttamente per la nutrizione dell’uomo (ad esempio erba di praterie, ghiande) e gli allevatori si spostavano con il bestiame in funzione della disponibilità di foraggio. In seguito agricoltura e allevamento hanno intrapreso un processo di reciproco avvicinamento con la coltivazione dei terreni poco produttivi e difficilmente lavorabili per produrre alimenti destinati al bestiame (soprattutto fieno). Infine nei Paesi sviluppati è stato necessario intensificare l’allevamento rendendolo stanziale e impiegando alimenti ad alto contenuto energetico e proteico mediane la coltivazione di cereali, soia, erbai su terreni fertili ed irrigui. La ricerca di rese zootecniche crescenti ha ingenerato competizione per l’uso del suolo e la destinazione delle produzioni tra l’alimentazione umana (Food) e quella zootecnica (Feed).

A livello globale i bovini e gli ovicaprini sono nutriti soprattutto con erba e foraggi conservati (fieni e insilati) e una ridotta integrazione di mangimi concentrati (cereali soprattutto), mentre i principali responsabili del consumo di mangimi concentrati sono i non-ruminanti: i polli ne consumano il 30%, seguono i suini con il 29% (le vacche da latte contribuiscono per il 25% e i bovini da carne per il 14%). (Mekonnen, Hoekstra, 2010). La composizione media della razione dei principali gruppi di bestiame è riporta in Figura 2.

figura 2 - Composizione a livello globale della dieta di differenti categorie di bestiame espressa in energia metabolizzabile equivalente

Circa un terzo della produzione mondiale di cereali è consumata dal bestiame allevato: il 59% negli USA, il 56% in Europa, il 22% in Asia e il 13% in Africa. Il mais è il principale cereale utilizzato negli allevamenti: circa il 60% della produzione globale è usata come mangime. Nel 2007 463 milioni di tonnellate di mais (su un totale di 787 milioni di tonnellate) sono stati usati come mangime, a fronte di 110 milioni di tonnellate impiegati per l'alimentazione umana diretta (FAO, 2007). Per quanto riguarda la soia, altro importante componente dei mangimi, oltre il 70% della produzione mondiale è usata negli allevamenti.

Gli alimenti impiegati per il bestiame hanno differenti contenuti di proteine (Tabella 1), per confronto si consideri che Il muscolo scheletrico dei mammiferi ha un contenuto proteico del 16-22%.

Tabella 1 Contenuto di proteine di alcuni alimenti zootecnici (Fonte: AA. VV., 1997. Manuale di agricoltura. Editore Ulrico Hoepli Milano)

Alimento Proteina grezza (%)
Fieno di graminacee 9 - 10
Fieno di erba medica 14 - 18
Insilato di mais 9
Soia, farine di estrazione 44 - 50
Cereali 10 - 12
Crusca di frumento tenero 17

 

La qualità delle proteine negli alimenti zootecnici

Il livello proteico di un alimento destinato al bestiame è determinato in base al suo tenore in azoto (è la cosiddetta proteina grezza, determinata con il metodo Kjeldhal). In realtà, parte dell'azoto dei foraggi e degli altri alimenti non è di natura proteica ed è costituito da aminoacidi liberi, ammidi, basi azotate, composti ammoniacali.

Negli alimenti per i ruminanti occorre distinguere la proteina in frazioni con differente degradabilità ruminale perché dal loro contenuto dipendono le modalità e i tempi di utilizzazione dell’azoto nei processi di sintesi microbica ruminale. Conoscendo la solubilità e la degradabilità dei composti azotati è possibile stimare la quota utilizzabile immediatamente dai batteri ruminali (azoto non proteico e proteina solubile), quella utilizzabile più lentamente (proteina degradabile) e quella non utilizzabile perché troppo complessa (proteina indegradabile) (Metodo Cornell Net Carboydrate and Protein System, CNCPS).

Per i monogastrici, la valutazione delle fonti proteiche considera quantità e qualità di aminoacidi assorbiti e l’efficienza della loro digeribilità a livello metabolico. Il parametro impiegato in questi caso è il valore biologico (rapporto tra l'azoto trattenuto e l'azoto assorbito da un animale), dipendente dalla composizione in aminoacidi: una proteina è meglio utilizzata tanto più la sua composizione aminoacidica si avvicina a quella della proteina da sintetizzare da parte dell'organismo animale. Le proteine animali hanno una composizione aminoacidica molto più vicina a quella del corpo animale di quanto non abbiano le proteine vegetali (Tabella 2). La carenza di un solo aminoacido rispetto alla quantità richiesta (aminoacido limitante) è responsabile del basso valore biologico di una proteina alimentare.

Tabella 2 Valore biologico di alcuni alimenti 

Alimento Valore biologico
di origine vegetale:  
Erba medica 61
Mais, granella 60
Frumento, granella 67
Orzo 64
Crusca di frumento 74
Soia, farina d'estrazione 75
di origine animale:  
Carne bovino adulto 76
Uovo 94
Latte di vacca crudo 90

Il contenuto proteico dei foraggi è influenzato da diversi fattori: stadio vegetativo (gli stadi vegetativi precoci hanno un maggiore contenuto di proteina degradabile), specie vegetale (le leguminose sono più degradabili delle graminacee), concimazioni azotate, modalità di conservazione (l’insilamento aumenta la quota di proteine degradabili).

L’indice di conversione alimentare per la produzione di carne

Solo una parte del cibo ingerito è usato dall’organismo per la crescita della sua struttura corporea, mentre il resto è bruciato come energia per il processo di conversione, per il mantenimento delle normali funzioni vitali e per lo svolgimento delle attività quotidiane, oppure è escreto.

Il rapporto tra cibo ingerito e crescita dell'organismo è definito “indice di conversione alimentare (ICA)”: esso misura la quantità di mangime, espressa in chilogrammi, necessaria per l'accrescimento di un chilogrammo di peso vivo dell'animale. Ad esempio, in un bovino allevato con sistemi semi-intensivi, l'indice di conversione può arrivare a 7 - 10.

Il sistema di allevamento influisce sull'ICA dell'animale: negli allevamenti intensivi è possibile ottenere un indice di circa 3-4 volte più vantaggioso rispetto ad animali allevati con metodi estensivi. In allevamenti intensivi condotti razionalmente l’ICA (Tabella 3) è in continuo miglioramento grazie alla crescente qualità della materia prima e all’affinamento delle metodiche di razionamento. Vanno poi considerate le rese di macellazione al netto degli scarti e la resa del taglio.

Tabella 3: Indice di Conversione Alimentare dei prodotti zootecnici (ICA) 

Prodotto ICA
Carne di coniglio 3,0
Carne di pollo 1,9
Carne di tacchino 2,5
Carne di vitellone 4,7
Carne suino leggero 2,7
Carne suino pesante 3,8
Latte bovino 1,0
Uova 2,1

L’origine delle proteine e l’etica alimentare

Il modo più efficiente per garantire il sufficiente apporto proteico alla popolazione umana mondiale consiste nel consumo diretto dei vegetali e, in effetti, i cibi vegetali rappresentano già oggi la principale fonte proteica a livello globale (FAO, 2012). A motivo dell’Indice di Conversione proteica, la produzione di proteine dalla carne necessita da 6 a 17 volte più terra rispetto all’equivalente quantitativo di proteine fornite dai vegetali: un ettaro coltivato a cereali fornisce cinque volte più proteine di un ettaro destinato alla produzione di alimenti per l’allevamento da carne, i legumi ne forniscono dieci volte di più. Un ettaro coltivato a patate e un ettaro coltivato a riso possono nutrire per un anno, rispettivamente, 22 e 19 persone, mentre un ettaro destinato alla produzione di alimenti per bovini è sufficiente per il nutrimento annuo di una sola persona. (WHO/FAO, 2002).

Si consideri però che solo una parte degli alimenti destinati al bestiame può essere utilizzata direttamente dagli esseri umani, infatti i ruminanti sono in grado di trarre nutrimento da alimenti fibrosi (ricchi di cellulosa), non assimilabili dall’apparato digerente umano. Inoltre la carne e gli altri alimenti di origine animale hanno un Valore biologico superiore ai vegetali mangiabili dall’uomo (Tabella 2). L’inserimento della carne nella dieta umana facilita il raggiungimento delle dosi giornaliere di diversi nutrienti: nelle diete dipendenti da pochi vegetali (Paesi in Via di Sviluppo) la carne, anche in piccole quantità, è una fonte di ferro e zinco e, inoltre, la sua composizione aminoacidica è complementare a quella di molti alimenti vegetali ed è fonte di vitamine del gruppo B (tra cui la vitamina B12, assente nei cibi vegetali).

Esplora le schede collegate. Ogni livello indica il grado di approfondimento della problematica
Livello 1 Livello 2 Livello 3 Livello 4
Il Cibo é vita
Alimenti di origine animale: carne e latte
L'allevamento del pesce: un'importante risorsa alimentare
Gli insetti nell'alimentazione animale
sei qui  La proteina dal foraggio alla carne
Il latte: composizione, consumo, storia ed evoluzione
La carne: un alimento fondamentale in continua evoluzione
Alimenti di origine vegetale: semi, radici, foglie
Produrre zucchero e altri dolcificanti
Prodotti dalle colture oleaginose
Le grandi commodities agricole
Com'é governato il mercato delle grandi commodities
Il flusso degli alimenti nel mondo
L'impatto dell'evoluzione mondiale dei consumi alimentari: il caso della Cina
I cereali come cibo
Trasformazione riso: parboilizzazione
Prodotti a base di riso
Il Golden Rice
Trasformazione frumento: lievitazione ed estrusione
Prodotti a base di frumento
Celiachia: allergia o intolleranza?
Trasformazione mais: macinazione o nixtamalizzazione
Prodotti a base di mais in Italia
Le varietà locali per la polenta
Prodotti a base di mais nel mondo
Nuove tendenze: cibi funzionali, cibi a chilometro zero
Accesso al Cibo
Il diritto al cibo nel diritto internazionale
L'Indice globale della fame
La finanziarizzazione dei prezzi agricoli
I prodotti agricoli a doppio uso: cibo ed energia
Donne e sicurezza alimentare
Donne e agricoltura: il caso del Mozambico
L'adattamento al cambiamento climatico

Vantaggi e limiti della trasformazione delle proteine vegetali in proteine animali

(PI: Paesi Industrializzati; PVS: Paesi in Via di Sviluppo)

Vantaggi e limiti della trasformazione delle proteine vegetali in proteine animali

Composizione a livello globale della dieta di differenti categorie di bestiame espressa in energia metabolizzabile equivalente

(Fonte: Wheeler et al., 1981)

Composizione a livello globale della dieta di differenti categorie di bestiame espressa in energia metabolizzabile equivalente

Il previsto incremento globale del consumo di carne potrebbe avere ripercussioni sull’uso del suolo, dell’acqua e degli altri beni utilizzati per l'allevamento. La produzione di carne è uno dei fattori che contribuiscono all'aumento della richiesta di terreno per l'agricoltura: la carne rappresenta il 15% della dieta totale degli abitanti del pianeta, ma per la sua produzione sono utilizzate circa l'80% dei terreni agricoli, ovvero la maggior parte delle coltivazioni alimentari è utilizzata come foraggio per il bestiame.

Le emissioni di gas serra dal settore agricolo contribuiscono per circa il 22% del totale delle emissioni (quanto l'industria e più dei trasporti): di questa quota, l'80% è dovuto all'allevamento e al trasporto degli animali da macello. Ciò poiché il metano e il perossido di azoto, associati alle produzioni animali, contribuiscono al riscaldamento terrestre molto più dell'anidride carbonica perché hanno un elevato potenziale di riscaldamento.

Nei Paesi in via di sviluppo (PVS) vi è una forte pressione per aumentare la disponibilità di prodotti a base di carne, mentre nei paesi industrializzati il consumo di carne è condizionato dagli effetti potenzialmente pericolosi (non del tutto dimostrati) derivanti dall’elevato apporto di grassi saturi di origine animale a causa dell’aumento delle malattie cardiache, coronariche e altre “malattie del benessere” per cui le raccomandazioni nutrizionali consigliano una riduzione del consumo, in particolare di carne rossa (bovino, maiale, agnello). Ulteriore preoccupazione è legata alle malattie che possano essere trasmesse all’uomo attraverso le carni (sindrome della “mucca pazza”, influenza aviaria, ecc.).

Cornell 

FAO, Food Balance Sheet, 2007

FAO, 2011. World Livestock 2011. Livestock in food security. Food and Agriculture Organization of the United Nations

FAO, 2012. The State of World Fisheries and Aquaculture

FAO 2013. World Food and Agriculture Statistical Yearbook

Mekonnen M.M. Hoekstra A.Y., 2010. The Green, Blue And Grey Water Footprint Of Farm Animals And Animal Products. Volume 1: Main Report. Value Of Water Research Report Series No. 48. Unesco-Ihe Institute For Water Education

Wheeler, R.O., Cramer, G.L., Young, K.B., Ospina, E. (1981) The world livestock product, feedstuff, and food grain system, an analysis and evaluation of system interactions throughout the world, with projections to 1985, Winrock International, Little Rock, AK, USA.

WHO/FAO, 2002. Diet, nutrition, and the prevention of chronic disease

Wikipedia, Feed_conversion_ratio

Wikipedia, Carne 

Wikipedia, Impatto_ambientale_dell'industria_dei_cibi_animali