Characterization of new technological and nutritional properties of milk from cows of 6 breeds reared in multi-breed herds

L’aumento della produzione animale, soprattutto a causa della selezione genetica, è stato uno dei più grandi successi del secolo scorso. La razza bovina da latte dominante a livello internazionale è la Frisona. Questa razza per molti decenni ha subito una forte selezione genetica verso l'alta produzione di latte, anche attraverso sistemi di produzione intensivi. Tuttavia, l'alta pressione genetica sulla produzione di latte ha determinato impatti negativi sul benessere degli animali (es., stress metabolico, zoppia, mastite, ridotta fertilità e longevità). Inoltre, dal momento che gli animali tendono ad adattarsi all'ambiente in cui sono selezionati, è probabile che la selezione per un maggiore rendimento abbia portato anche a sensibilità ambientale. Per esempio, la correlazione negativa tra le caratteristiche di produzione e di fitness in ambienti meno favorevoli è indicativo della diminuzione della capacità di adattamento delle moderne vacche da latte. Esiste una crescente importanza, oggi, per il benessere degli animali d'allevamento che viene anche riconosciuto da tutti gli attori della catena di produzione degli animali da reddito. Queste considerazioni, insieme all'obiettivo primario del settore lattiero-caseario di alta qualità del latte, ha portato, in alcuni casi, all'utilizzo di programmi di incrocio fra Frisona e altre razze specializzate da latte e a duplice attitudine. In alcuni paesi, razze a duplice attitudine come la Pezzata Rossa, la Montbéliarde, la Normanna, e razze specializzate come la Bruna e la Jersey, sono preferite a scopo di incrocio. Queste razze, tra cui le italiane razze locali Rendena e Grigio Alpina (Nord-Est Italia), tendono ad offrire una superiore qualità del latte, accompagnata da una maggior produzione di carne, e quindi più alto valore sia dei vitelli che delle vacche a fine carriera. Tuttavia, un serio confronto di queste diverse razze è carente in letteratura, in particolare a causa di difficoltà pratiche nel campionamento di numerosi animali, che vengono allevati in diversi allevamenti a razza mista. Per ovviare a questo problema, è stato sviluppato il progetto Cowplus presso il Dipartimento di Agronomia, di Alimentazione, delle Risorse naturali, Animali e Ambiente presso l'Università di Padova. Il progetto ha permesso il campionamento di 1508 bovine allevate in 41 aziende multi-razza, situate in provincia di Trento, nelle Alpi italiane nord-orientali. Le aziende sono state selezionate da un pool di 610 allevamenti iscritti al sistema di controlli funzionali del latte. Gli animali sono stati campionati per la morfologia, la produzione giornaliera e la composizione del latte, l'attitudine alla coagulazione e alla caseificazione. In totale, sono state utilizzate 6 razze: 3 specializzate da latte e 3 a duplice attitudine. Nell'ambito del progetto Cowplus, gli obiettivi di questa tesi di dottorato sono stati: 1) la quantificazione e la caratterizzazione degli effetti di alta o bassa produttività dell’azienda (definite in base all’energia netta di lattazione prodotta giornalmente dalle vacche); 2) quantificare la variabilità delle aziende entro classe di produttività aziendale; 3) confrontare, a parità di azienda, le 3 razze specializzate con le 3 razze a duplice attitudine; 4) analizzare gli effetti dei giorni di lattazione (DIM) e dell’ordine di parto delle bovine, sulla qualità e l’attitudine alla coagulazione (Capitolo 1), l’efficienza di caseificazione (Capitolo 2), e il profilo minerale del latte (Capitolo 3), e sugli indicatori di produttività di efficienza degli animali (Capitolo 4). Più precisamente, l'obiettivo del primo capitolo è stato quello di verificare gli effetti sopracitati sulle proprietà di coagulazione del latte tradizionali e modellizzate, e di valutarne la ripetibilità e la riproducibilità. I 1,508 campioni di latte sono stati analizzati in doppio (3,016 analisi) utilizzando due lattodinamografi (Formagraph, FOSS) per ottenere 240 misurazioni di consistenza del coagulo in 60 minuti (una ogni 15 secondi) e per ogni ripetuta. I risultati hanno mostrato un contenuto effetto dell’azienda sui parametri tradizionali e modellizzati, mentre la varianza del singolo animale ha mostrato una più alta incidenza. La ripetibilità delle MCP tradizionali è risultata elevata (> 80%) per tutti i caratteri, esclusi quelli legati alla fase finale della curva lattodinamografica (dal 57 al 71%). La riproducibilità, anche tenendo conto dell'effetto dello strumento, è risultata uguale o leggermente inferiore alla ripetibilità. I campioni di latte raccolti nelle aziende caratterizzate da un elevato livello produttivo hanno presentato una coagulazione più ritardata, ma un potenziale maggiore di consistenza del coagulo rispetto ai campioni di latte provenienti da allevamenti a bassa produttività. Grandi differenze sono state osservate tra le razze in merito all’attitudine alla coagulazione del latte, sia tra le specializzate da latte e a duplice attitudine, sia entro i due gruppi, anche dopo aver corretto per la qualità e la produzione giornaliera di latte. I campioni di latte di Jersey, sia per la composizione che per l’attitudine alla coagulazione del latte, e anche di Rendena (ma solo per il tempo di coagulazione) sono stati superiori rispetto al latte di Frisona, mentre risultati intermedi sono stati trovati per le altre razze di origine alpina. Il secondo capitolo è stato diretto a valutare gli stessi effetti su 508 caseificazioni individuali delle 6 razze. Per ogni bovina sono stati ottenuti: 6 parametri di composizione del latte, 4 caratteri di recupero dei nutrienti dal latte (REC - grasso, proteina, solidi ed energia) nella cagliata, e 3 caratteri di resa reale in % (%CY), che esprime il formaggio fresco, la sostanza secca e l’acqua ritenuta nel formaggio, come percentuali del latte trasformato (ottenuti tramite una procedura individuale di micro-caseificazione). Inoltre sono state calcolate 2 rese teoriche (%Th-CY) (resa in sostanza secca e a fresco) dalla composizione del latte, e 2 efficienze (%Ef-CY) di caseificazione calcolate come rapporto in % tra resa reale e teorica. Inoltre, è stata misurata la produzione giornaliera di latte (dMY) oltre alle stime individuali di resa giornaliera in formaggio (dCY), sostanza secca e acqua del formaggio. I risultati hanno mostrato che gli animali allevati in aziende ad alta produttività hanno prodotto un latte più ricco in nutrienti e reso più formaggio al giorno (%CY e dCY). Tuttavia, nessuna differenza è stata rilevata fra aziende ad alto e basso livello produttivo in termini di recupero di nutrienti nella cagliata (ad eccezione della sostanza secca), mentre l’efficienza in sostanza secca della cagliata è stata inferiore. La singola azienda, a parità di livello produttivo, è risultata una fonte di variazione intermedia sui recuperi (dal 11.3% al 17.1%), sulle rese reali e teoriche e sulle stime di efficienza (dal 10.0% al 17.2%), e una delle principali fonti per la produzione giornaliera di latte (dMY), così come per le dCYs (dal 43.1% al 46.3%). La razza, a parità di ambiente, ha fortemente influenzato tutti caratteri analizzati. Rispetto alle razze a duplice attitudine, le 3 razze da latte (Frisona, Bruna e Jersey) hanno avuto, in media, una migliore composizione del latte, una maggiore resa reale e teorica, simile recupero di grasso e proteina nella cagliata, e una leggermente inferiore efficienza casearia. Delle razze specializzate, la Frisona ha prodotto più latte, ma la Bruna ha prodotto il latte con un maggior contenuto di nutrienti, un maggiore recupero di questi nella cagliata, una più alta resa reale e teorica e una migliore efficienza casearia, così che la produzione giornaliera in formaggio è stata simile. Le più piccole Jersey hanno prodotto molto meno latte però con molto più grasso e proteina, e % più alta del recupero di nutrienti rispetto alle due razze grandi, presentando così una maggiore resa reale e teorica, anche se simile efficienza casearia. Anche se la razza Jersey ha mostrato inferiore produzione giornaliera di latte e formaggio, la differenza è stata molto più lieve per la seconda. Le differenze tra Pezzata Rossa e le due locali Rendena e Grigio Alpina non state molto grandi. Rispetto alle due, la Pezzata Rossa ha avuto una maggiore produzione di latte con una migliore composizione, oltre ad avere maggior REC e caratteri legati alla resa (ma efficienze simili). Entro le razze locali, la più alta produzione giornaliera di latte della Rendena è stata compensata dal maggior contenuto di nutrienti del latte di Grigio Alpina, quindi la loro produzione giornaliera di formaggio è stata simile. L'obiettivo del terzo capitolo è stato quello di testare gli effetti sopracitati su 240 campioni di latte da 240 vacche appartenenti alle diverse 6 razze. Quindici minerali sono stati determinati utilizzando lo spettrometro di emissione al plasma (ICP-OES). I risultati hanno rivelato che l'effetto dell’azienda ha avuto un’influenza maggiore specialmente su minerali ambientali (dal 47 al 91% della varianza totale), mentre ha variato dall’11% al 61% sui macro e micro-minerali. I campioni di latte raccolti nelle aziende caratterizzate da un elevato livello di produttività hanno presentato un più ricco profilo minerale rispetto ai campioni di latte provenienti dagli allevamenti a bassa produttività. L’ordine di parto ha influenzato esclusivamente i macro-minerali, con l'eccezione di Ca e S, mentre i DIM hanno influenzato tutti i minerali, con poche eccezioni relative ai micro-ambientali. Sono state osservate notevoli differenze tra le razze, sia tra le specializzate che a duplice attitudine, anche correggendo il modello statistico per la qualità e la produzione di latte. Le razze Jersey e Bruna hanno presentato una migliore qualità del latte, sia in termini di composizione chimica che in profilo minerale, rispetto alle vacche di razza Frisona. Risultati intermedi sono stati trovati per le altre razze di origine alpina. Sulla base di questo studio gli effetti della razza sui macro-minerali e alcuni degli essenziali micro-minerali sono molto più importanti rispetto agli effetti della produttività aziendale, dell’ordine di parto e giorni di lattazione. Il quarto capitolo si è focalizzato sui concetti di produzione, produttività ed efficienza. Dal momento che la razza e l’azienda sono i fattori che più influenzano la produttività e l'efficienza del latte, lo scopo di questo capitolo è stato quello di ottenere una valutazione indipendente di questi due fattori sui dati raccolti sugli animali (dimensioni del corpo e produzione) e le caratteristiche del latte, dalle 41 aziende miste e su tutte le 1,508 vacche in lattazione appartenenti alle 6 diverse razze. Sono stati calcolati a questo scopo nove indicatori di produttività e due indicatori semplificati di efficienza della vacca per la produzione di formaggio, uno energetico e uno economico. I risultati hanno mostrato che la razza, a parità di ambiente, ha fortemente influenzato tutti gli indicatori. In media, le 3 razze da latte non sono state molto diverse dalle 3 razze a duplice attitudine, ma grandi differenze hanno caratterizzato entrambi i gruppi di animali. Le Jersey sono state le meno produttive, ma, dopo la correzione per l’effetto azienda e rapportate per le dimensioni del corpo, hanno mostrato la più alta efficienza tra le razze da latte. La Frisona è stata la razza da latte più produttiva, ma la Bruna ha avuto una migliore qualità del latte e un’attitudine casearia più efficiente così come più formaggio prodotto al giorno, rispetto alla Frisona. Le razze a duplice attitudine sono state meno variabili rispetto a quelle da latte, con la Pezzata Rossa con maggiori dimensioni del corpo e maggior produzione, ma simile produttività ed efficienza per le razze Rendena e Grigio Alpina. Mentre il confronto a parità aziendale e il corretto rapporto sui caratteri di produzione hanno ridotto fortemente le differenze in produttività aziendale, non le hanno ridotte a livello di composizione del latte, abilità coagulativa, ed efficienza alla trasformazione casearia (in termini di recupero di sostanze nutritive dal latte nella cagliata), quindi le differenze tra le razze sono rimaste forti e la loro importanza sulla valutazione complessiva dell'efficienza è rimasta elevata.