FEED & FOOD SAFETY: FROM ENVIRONMENTAL CHEMICAL CONTAMINANTS TO POTENTIAL EMERGING RISKS

The carry-over of chemical contaminants from feed to food products is a major concern in the animal production chain. For a proper containment, limits for feed as well as food products are fixed for a series of chemicals, e.g. dioxins and dioxin-like PCBs, heavy metals, some chlorinated pesticides, and some mycotoxins. Food and feed safety monitoring programs exist worldwide in order to protect consumers and animal health. Demand for animal products is expected to increase by up to 50% by 2050. Animal nutrition is the most challenging sector due to the limited availability of natural resources, climate change and food-feed-fuel competition. Due to the resource costs of conventional feeds, such as soybean meal, fishmeal, and standard grains such as maize, alternative sources (e.g. cereal processing by-products/co-products, former food products, seaweeds, insects) are increasingly being studied and used in animal diets. As new ingredients enter the food chain, new and potential risks are emerging on the feed and food security scene. At the same time, climate change can vary (and therefore increase) the risk for already widely known contaminants such as mycotoxins. An ideal goal is to assure that compliance to feed limits automatically results in compliance to food limits. The focus of this dissertation comprises two distinct parts: 1) in the first part (6 chapters), it focuses on the monitoring of different chemical contaminants (mycotoxins and antibiotics) in feed and food ingredients. Various subjects will be addressed concerning the multi-annual monitoring programs of several mycotoxins in northern Italy and the determination and monitoring of antibiotic residues in both feed and food, throughout different analytical techniques. Still on the subject of food safety, 2) the second part of this dissertation (3 chapters) deals with the issue of selenium supplementation in insects as an alternative means to compensate for selenium deficiency, taking into account, however, that Se represents a risk factor due to the narrow range between deficiency and toxicity.

Il trasferimento di contaminanti chimici dai mangimi ai prodotti alimentari è una delle principali preoccupazioni nella catena di produzione animale. Per un corretto contenimento, sono fissati limiti per i mangimi e i prodotti alimentari per una serie di sostanze chimiche, ad esempio diossine, metalli pesanti, alcuni pesticidi clorurati e alcune micotossine. In tutto il mondo esistono programmi di monitoraggio della sicurezza degli alimenti e dei mangimi al fine di proteggere i consumatori e la salute degli animali. Si prevede che la domanda di prodotti di origine animale aumenterà fino al 50% entro il 2050. L'alimentazione animale è il settore più impegnativo a causa della limitata disponibilità di risorse naturali, dei cambiamenti climatici e della competizione tra cibo, mangimi e combustibili rinnovabili. A causa dei costi delle risorse dei mangimi convenzionali, come la farina di soia, la farina di pesce e di cereali come il mais, fonti alternative (ad esempio sottoprodotti della lavorazione dei cereali, ex alimenti, alghe, insetti) sono sempre più studiate e utilizzate nelle diete animali. Con l'ingresso di nuovi ingredienti nella catena alimentare emergono nuovi e potenziali rischi. Allo stesso tempo, il cambiamento climatico può variare (e quindi aumentare) il rischio di contaminanti già ampiamente noti come le micotossine. Un obiettivo ideale sarebbe quello di garantire che il rispetto dei limiti nei mangimi si traduca automaticamente nel rispetto dei limiti per prodotti destinati al consumo umano. L’obiettivo di questa tesi si compone di due parti distinte: 1) nella prima parte (6 capitoli), si concentra sul monitoraggio di diversi contaminanti chimici (micotossine e antibiotici) in ingredienti mangimistici e alimentari. Verranno affrontati vari argomenti riguardanti i programmi di monitoraggio pluriennale di diverse micotossine nel nord Italia e la determinazione e il monitoraggio dei residui di antibiotici sia nei mangimi che negli alimenti, attraverso diverse tecniche analitiche. Sempre in tema di sicurezza alimentare, 2) la seconda parte di questa tesi (3 capitoli) affronta il tema della supplementazione di selenio negli insetti come mezzo alternativo per compensare la carenza di selenio negli animali da reddito, tenendo conto, tuttavia, che il selenio rappresenta un fattore di rischio dovuto al ristretto range tra carenza e tossicità nell’organismo.