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

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

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

(Fonte: Wheeler et al., 1981)

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)

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 

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) 

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).