Soia este cel mai comun ingredient alimentar pentru a furniza proteine porcilor. Cu toate acestea, producția sa este legată de mai multe probleme legate de mediu (de exemplu, defrișarea, risipa de apă), costurile de producție și transport, precum și de aspecte etice, inclusiv concurența pentru hrana pentru animale/alimente. În ultimele decenii, cercetările s-au străduit să găsească alternative la soia în hrana animalelor, în special pentru porci. Cu toate acestea, înlocuirea parțială sau totală a acestui ingredient poate avea consecințe asupra ratei de creștere a animalelor, randamentului carcasei și calității cărnii. Cercetările efectuate în ultimii 10 ani pe această temă, au identificat surse alternative de proteine și efectele acestora asupra creșterii porcilor, randamentului carcasei și calității cărnii. Majoritatea ingredientelor studiate recent sunt resurse vegetale, în special specii locale de leguminoase bine adaptate la condițiile climatice specifice. Mai mult, unele studii au evaluat, ca surse de proteine, subproduse și coproduse din semințe oleaginoase, cereale uscate de distilatori cu solubile, pește și proteine animale și alte coproduse derivate din alte lanțuri de aprovizionare. Printre sursele inovatoare de proteine, se regăsesc și microalgele și insectele care câștigă atenția și pe care le prezentăm în studiul citat aici.

Pași critici

În sistemele de creștere a animalelor, furajele proteice sunt unul dintre cele mai scumpe și limitante ingrediente pentru furaje din formulările dietetice. Producția și furnizarea de furaje sunt pași critici din cauza impactului asupra mediului de care sunt conectate, cum ar fi schimbarea utilizării terenului, ocuparea terenului și utilizarea energiei și a apei.

Până în 2050, populația mondială va ajunge la peste 9 miliarde de oameni și, în consecință, producția agricolă va trebui să crească cu 50% pentru a satisface cererea de alimente, în timp ce terenul arabil per persoană este de așteptat să scadă. În același timp, îmbunătățirea standardelor de viață în țările în curs de dezvoltare va determina o creștere a cererii globale de proteine animale durabile.

La nivel european, implicațiile de mediu sunt legate de decalajul proteic, care, la rândul său, a condus la importul de cantități mari de materii prime proteice pentru furaje și a dus la costuri mai mari de transport pentru furaje. De exemplu, în 2019, componenta industrială a producției de furaje a fost estimată la 1126 milioane tone, constantă față de 2018, în timp ce s-a înregistrat o creștere de 3% față de 2017.

Soia rămâne prima alegere

Principala hrană proteică importată este soia (SB), datorită suprafeței cultivate limitate disponibile în Europa. Însă, creșterea cererii de SB provoacă schimbarea utilizării terenurilor la nivel mondial și a fost direct legată de defrișarea din America de Sud, care a crescut amprenta de carbon a furajelor.

În ciuda impactului cultivării SB asupra ecosistemelor pădurilor tropicale și a conștientizării tot mai mari a nesustenabilității hrănirii animalelor cu diete bazate în principal pe proteine furajere importate, SB este încă prima alegere dintre furajele proteice datorită atât calității, cât și accesibilitatea acestuia.

În special pentru animalele monogastrice (porci și păsări), făina de soia post-extracție (SBM) reprezintă principala sursă de proteine. În cele din urmă, hrănirea animalelor cu proteine utilizate și de oameni poate înrăutăți competiția pentru hrana animalelor și poate afecta securitatea alimentară.

Păsările de curte și porcinele necesită cc 42% din totalul producției de furaje și furnizează 20% din proteine animale, în timp ce rumegătoarele folosesc aproximativ 19% din furaje pentru a produce 20% din proteinele animale.

Având în vedere sectorul porcilor, dificultatea de a satisface cererea de proteine apare și mai evidentă. În plus, unele produse cu Denumire de Origine Protejată (DOP), de interes relevant pentru consumatorii europeni, impun reguli specifice pentru alimentația animalelor, inclusiv limitări privind furnizarea de resurse proteice.

Acest lucru determină o dependență de importurile de furaje brute nemodificate genetic, care sunt mai scumpe decât alte resurse. Prin urmare, au fost efectuate cercetări privind posibilitățile de înlocuire a SB în alimentația animalelor monogastrice, în special a porcilor, păsărilor de curte și păsărilor de apă, de asemenea, cu atenție la resursele de hrană locale sau disponibile pentru producția de alimente.

Sursele bogate în proteine

Sursele bogate în proteine pot proveni din furaje convenționale, inclusiv cereale, cereale uscate de distilatori cu solubile (DDGS), leguminoase, pește și subproduse animale, semințe oleaginoase (făină de rapiță; RM) și coprodusele lor respective, coproduse biocombustibili și formulări de aminoacizi.

La rândul lor, sursele alternative de proteine furajere includ, de asemenea, produse secundare din alte industrii (reziduuri), microalge, insecte și organisme unicelulare. Cu toate acestea, ar trebui luați în considerare numeroși factori pentru interferarea sau limitarea utilizării suplimentelor proteice pe bază de plante, mai ales la porcii tineri.

Posibilele limitări ale utilizării proteinelor vegetale sunt constituenții lor vegetali secundari, dintre care unii prezintă proprietăți antinutriționale. Cu toate acestea, substanțele pot fi reduse datorită inovațiilor de succes în tehnologia furajelor: fermentație și tratament enzimatic, precum și integrarea enzimelor exogene.

Diferite formule de dietă și surse de proteine în timpul îngrășării pot afecta performanța de creștere, precum și trăsăturile de calitate a carcasei și a cărnii. Scopul prezentei revizuiri a fost de a examina cele mai recente cercetări privind hrana pentru proteine alternative pentru a înlocui total sau parțial SB în producția de porci și de a identifica efectele acestor noi formulări alimentare asupra performanței de creștere și a trăsăturilor de calitate a carcasei și a cărnii. Iată mai jos câteva alternative descrise de autorii studiului.

Leguminoasele

Leguminoasele și, în special, semințele uscate ale speciilor aparținând familiei Fabaceaelor, au fost utilizate în formulările de hrană pentru porci pentru a completa cerealele datorită caracteristicilor lor chimice și fizice. Cu toate acestea, integrarea aminoacizilor esențiali este de obicei necesară pentru a realiza diete echilibrate.

Leguminoasele prezintă un conținut ridicat de proteine și un conținut scăzut de grăsimi, dar compoziția lor nutrițională este foarte diferită între specii și depinde de varietate, locație, condiții de creștere și management în care sunt cultivate. Cu toate acestea, utilizarea leguminoaselor în hrana animalelor este limitată și de prezența componentelor antinutriționale care pot scădea ratele de creștere, aportul de hrană și utilizarea furajelor.

Compușii antinutriționali cuprind alcaloizi, flavonoide, glicozide, izoflavone, fenoli, fitosteroli, acid fitic, inhibitori de protează, saponine și taninuri. Semințele de leguminoase neprocesate și/sau prelucrate au cel mai mare potențial de a înlocui SB, evitând prezența OMG-urilor în amestecurile de furaje pentru animalele monogastrice.

De asemenea, sunt o sursă ieftină de energie și aminoacizi în dietele pe bază de cereale. În ciuda potențialei utilizări a leguminoaselor în hrana animalelor, în Europa (2016) procentul de teren arabil dedicat leguminoaselor din cereale a fost de doar 1,5% față de 14,5% la nivel global, dar în ultimii 15 ani, suprafețele cultivate în unele leguminoase, precum Pisum sativum și Vicia faba, au crescut.

În sectorul porcin, majoritatea studiilor din ultimii ani au considerat o sursă singulară sau în asociere cu alte materii prime (leguminoase și alte resurse vegetale) pentru a înlocui total sau parțial SBM. Principalele resurse de leguminoase utilizate ca alternative la SB în formularea dietei porcilor sunt:

Subproduse din semințe oleaginoase

Produsele secundare degresate, cum ar fi făină, prăjituri și expelleri, sunt obținute din specii de plante purtătoare de ulei în cultivarea pe scară largă pentru producția de ulei. Aceste produse secundare, cum ar fi cele din semințele de in (Linum usitatissimum) și susanul (Sesamum indicum), rămân bogate în proteine brute și ar putea fi utilizate ca ingrediente pentru hrana animalelor.

Făina de rapiță (RM) destinată hranei animalelor este derivată din turta de presare care rămâne după extracția uleiului. Conținutul său de proteine este de aproximativ 35% DM, dar cu un conținut de fibre mai mare decât SB (ADF cc 19%, NDF  cca 26% DM).

Rapița are un conținut ridicat, atât de aminoacizi care conțin sulf, cât și de fosfor, chiar dacă utilizarea sa în hrana animalelor este limitată de prezența factorilor antinutriționali precum glucozinolații, taninurile și fenolii. RM a fost inclus în amestecurile de hrană pentru porci, până la 15% din dieta totală. Recent, făina de canola (CM) dintr-o varietate de semințe de rapiță a fost testată ca ingredient alimentar datorită conținutului scăzut de acid erucic și glucozinolat.

Alte plante ca surse de proteine

În ultimii ani, alte plante locale minore au fost testate ca înlocuitori de SB, inclusiv guar, sainfoin, taro și altele precum Jatropha curcas și Moringa oleifera. Făina de guar (Cyamopsis tetragonoba L.) este un produs secundar al producției de gumă de guar. Conține polizaharide non-amidon foarte vâscoase, cum ar fi polizaharida galactomanan [55], care crește vâscozitatea digestei, inhibând astfel activitățile enzimatice digestive și reducând digestibilitatea nutrienților.

Taro (Colocasia esculenta L.) este o plantă tropicală perenă originară din Asia și Pacific. Frunza plantei de taro este folosită ca furaj, deoarece are un conținut ridicat de proteine cu un profil bun de aminoacizi. Nivelurile ridicate de cristale de oxalat de calciu din frunzele sălbatice sunt o cauză a mâncărimii, dar pot fi reduse prin diferite procese, cum ar fi uscarea, gătirea și însilozarea.

Jatropha curcus este o Euphorbiacea cultivată în multe regiuni tropicale și subtropicale. Făina de sâmburi conține 48% până la 64% proteină brută după extracția uleiului, așa cum a raportat Li și colab.. Totuși, în studiul menționat mai sus au fost identificați și mulți compuși toxici pentru animale, așa că această plantă trebuie limitată la soiuri netoxice sau folosită numai după tratamente specifice.

Algele

Algele sunt organisme eterogene care trăiesc în habitate acvatice și variază ca mărime, inclusiv alge eucariote și cianobacterii procariote (alge albastre). În funcție de mărimea și structura corpului, algele pot fi clasificate în microalge (observate la microscop) sau macroalge (vizibile cu ochiul liber).

Componentele de alge pot fi utilizate ca suplimente naturale în alimentele umane și în hrana animalelor pentru a înlocui componentele sintetice. O revizuire recentă a raportat că algele marine pot fi o sursă de compuși activi pentru porci, cum ar fi polisa charide, proteine și aminoacizi și lipide, inclusiv acizi grași omega-3 și -6, vitamine, minerale și compuși fenolici.

Microalgele

Microalgele reprezintă o sursă de proteine și fibre pentru suplimentarea în alimentația umană și a animalelor datorită valorii lor nutritive ridicate, conținutului de aminoacizi esențiali, proteine ​​digerabile, vitamine, minerale, carotenoizi și acizi grași, în special acizii grași omega-3 cu lanț lung.

Efectele de promovare a sănătății caracterizează microalgele, cum ar fi activitatea antioxidantă, proprietățile de stimulare a imunității și beneficiile pentru microorganismele intestinale. În plus, microalgele au o rată de creștere rapidă și pot avea un rol în reducerea problemei disponibilității solului, deoarece pot deriva din cultivarea fără pământ.

Mai mult, au particularitatea de a fi organisme fotosintetice care pot transforma dioxidul de carbon în carbohidrați, lipide, proteine și pigmenți. Recent, microalgele au fost folosite ca suplimente alimentare sau aditivi în sectorul porcin.

Dintre microalge, o atenție deosebită trebuie acordată spirulinei (Arthrospira platensis), care poate fi folosită ca supliment alimentar imediat după uscare. Spirulina se caracterizează prin conținut ridicat de proteine brute (43–63% MS) și cantități mici de carbohidrați (8–14% MS) și lipide (4–9% MS).

Spirulina constă dintr-un amestec unic de nutrienți care conțin antioxidanți, cum ar fi β-caroten, vitamina E și acid gama linolenic. Mai mult, Spirulina sp. oferă avantajul de a fi cultivat în apă sărată și în condiții alcaline, făcându-l o materie primă interesantă pentru animale.

(Cf. Soybean Replacement by Alternative Protein Sources in Pig Nutrition and Its Effect on Meat Quality by Silvia Parrini, Chiara Aquilani,Carolina Pugliese, Riccardo Bozzi and Francesco Sirtori-Department of Agriculture, Food, Environment and Forestry—DAGRI, University of Florence, 50144 Florence, Italy)