Strategies for controlling myopathies and characterization of meat quality in broiler chickens

Il settore avicolo si distingue dagli altri settori della produzione animale per le possibilità di crescita a livello mondiale legate alla maggiore richiesta di proteina animale da parte del consumatore e alle caratteristiche qualitative della carne avicola. Tuttavia, la selezione di animali caratterizzati da elevate velocità di crescita e elevate rese in petto, taglio principale, hanno accentuate la comparsa di difetti della qualità della carne, anche indicati come miopatie. Queste alterazioni sono identificabili prevalentemente in white striping e wooden breast, non rappresentano un problema per la salute umana, ma piuttosto un danno per il produttore e una perdita economica per il produttore. Si tratta infatti di alterazioni che modificano le proprietà sensoriali, nutrizionali e tecnologiche della carne e che possono pregiudicare la sua destinazione alla vendita diretta, comportare la sua utilizzazione per prodotti trasformati o, nei casi di alterazioni più severe, la distruzione e la perdita del prodotto. Sebbene la ricerca abbia dedicato molta attenzione al problema negli ultimi 5 anni, le conoscenze sull’eziologia delle miopatie e, soprattutto, sui fattori in grado di modificare la frequenza e il grado di queste alterazioni richiedono ulteriori approfondimenti. Pertanto, la presente Tesi di dottorato ha inteso: i) valutare gli effetti di alcune strategie alimentari, restrizione alimentare di tipo quantitativo (precoce e tardivo) e gestione del fotoperiodo, sulle prestazioni produttive, sull’incidenza e il grado delle miopatie e sulla qualità della carne del pollo da carne; ii) studiare l’effetto del sesso sulle miopatie e la qualità del prodotto; iii) verificare la risposta dei diversi tipi genetici disponibili a livello commerciale; iv) approfondire come e quanto queste alterazioni influiscano sui principali aspetti di qualità della carne sul prodotto fresco e durante la conservazione e sulla sua shelf-life microbiologica. Questi punti sono stati affrontati in quattro contributi sperimentali la cui organizzazione e i principali risultati sono riassunti in seguito. Nel primo contributo sono stati utilizzati 768 polli, di due genotipi (resa in petto standard o elevata), dei due sessi, e sottoposti a due sistemi di alimentazione (ad libitum vs. restrizione precoce, dal 13 al 21 giorno; restrizione quantitativa dell’80%) al fine di valutare le differenze di performance produttive, qualità della carcassa, e della carne. Inoltre, 192 Pectoralis major (4 per gruppo sperimentale) sono stati utilizzati per valutare il grado di degenerazione delle fibre muscolari (DFM) associata a quadri di white striping e wooden breast a differenti età (14, 21, 28, 35 e 46 giorni) e utilizzando la colorazione ematossina ed eosina per valutare la morfologia tissutale, la Masson tricromica per identificare il collagene, e la Oil red e Nile blu per i lipidi. Le carcasse appartenenti al genotipo a resa standard sono risultate più pesanti (2358 g vs. 2319 g; P<0.001) e con una minore resa di macellazione (73,6 vs. 74,0; P<0,001) rispetto al genotipo ad alta resa; inoltre la carne della linea standard presentava un pH più elevato (5,89 vs. 5,85; P<0,05) e minori perdite da scongelamento (10,5% vs. 9,43%; P<0,05). In quanto all’effetto del sesso, le femmine sono risultate più leggere (-24%) e con una minore resa di macellazione (-7%; P<0,001). Gli animali sottoposti a restrizione alimentare avevano peso vivo finale inferiore (-2%; P<0,001) e minor resa di macellazione (-0,3%; P<0,05) rispetto a quelli non razionati. La percentuale di animali con DFM è risultata maggiore negli animali alimentati ad libitum (75,0% vs. 62,5%; P=0,01) ed è aumentata con l’età (18,8%, 28,1%;75,1%, 96,9% e 96,9% rispettivamente a 14, 21, 28, 35 e 46 giorni. A 21 giorni di vita, la percentuale di animali con DFM è risultata superiore nel gruppo che aveva ricevuto il mangime ad libitum rispetto a quelli che avevano appena terminato la restrizione alimentare (50,0% vs. 6,3%; P<0,01), tuttavia questa differenza è scomparsa con la re-alimentazione a 35 giorni (100% vs. 93,8%. A livello istologico, i tessuti affetti da DFM a 46 giorni si sono caratterizzati per una perdita della striatura delle fibre, abbondanti processi necrotici, presenza di fibre degenerate circondate da neutrofili e macrofagi sparse in mezzo ad abbondante collagene e adipociti; le fibre necrotiche hanno inoltre mostrato un’alta percentuale di nuclei apoptotici. Nel secondo contributo, 900 polli di sesso maschile sono stati allevati fino alla macellazione (48 giorni) al fine di valutare l’effetto di due genotipi, Ross 308 e Cobb500, e tre sistemi di alimentazione (ad libitum-AL, restrizione precoce-RP, da 13 a 23 giorni, e restrizione tardiva-RT, da 27 a 37 giorni, con una restrizione all’80%) su prestazioni, qualità della carne, presenza di miopatie, e degenerazione delle fibre muscolari (DFM) a differenti età (22, 36, e 48 giorni). Durante tutta la prova il gruppo AL ha mostrato un maggiore velocità di crescita ed ha quindi raggiunto un peso finale più elevato rispetto agli animali sottoposti restrizione tardiva (3482 g vs. 3399 g; P<0.01), mentre il gruppo RP ha mostrato valori intermedi (3454 g). Inoltre, animali alimentati ad libitum hanno mostrato maggior resa in P. major (AL 26,4% vs. RT 25.4%; P<0.05). L’utilizzo di un sistema alimentare piuttosto che di un altro non ha influenzato la frequenza di white striping e wooden breast. Alla fine della prova, i polli Ross sono risultati più pesanti (3548 g vs 3342 g; P<0,001) raggiunto con un indice di conversione maggiore (1,69 vs. 1,62; P<0,001). Ancora, il genotipo Ross ha mostrato maggiore resa di macellazione (77,9% vs. 77,0%; P<0,001), ma minor incidenza di P. major (25,6% vs. 26,2%; P<0,05), oltre che maggiori pH (5,98 vs. 5,89; P<0,001), perdite di cottura (26,3% vs. 24,5%; P<0,01) e sforzo di taglio (2,39 kg/g vs. 2,12 kg/g; P<0,05). La frequenza di petti con white striping severo è risultata maggiore nei Ross rispetto ai Cobb (25,9% vs. 7,41%; P<0,001), mentre la presenza di wooden breast non è stata influenzata dal genotipo o dal sistema di alimentazione. Il grado di DFM è aumentato significativamente con l’età dei polli (1,25 a 2,42 dal 22 al 48 giorno; P<0,001), ma non alla fine della prova non è stato condizionato dal sistema di alimentazione. Diversamente, la DFM è risultata minore nei Cobb che nei Ross (1,67 vs. 2,03; P<0,001). Nel terzo contributo, 800 polli da carne di due genotipi (Cobb 500 e Ross 308), di entrambi i sessi, sono stati sottoposti a due fotoperiodi: 14 ore di luce e 10 di buio vs. 18 ore di luce e 6 di buio. Alla fine della prova i polli Cobb sono risultati più pesanti rispetto ai Ross (+4%; P<0,001); questa differenza è dipesa da un diverso accrescimento (72,5 vs. 70,0 g/d; P<0,01) e da una diversa ingestione di alimento (+5%; P<0,001) nei due tipi genetici; tuttavia, l’indice di conversione è risultato essere peggiore nei Cobb rispetto ai Ross (1,61 vs. 1,63; P<0,01). Coerentemente con i risultati di prestazioni produttive, le carcasse dei Cobb sono risultate più pesanti (2366 g vs. 2276 g; P<0,001) e hanno presentato una maggiore incidenza del P. major. Inoltre, la carne dei Cobb è stata caratterizzata da minori perdite di cottura (27,0% vs.29,3%; P<0,001) e minore sforzo al taglio (2,29 kg/g vs. 2,55 kg/g; P<0,01). Infine, la frequenza di miopatie è risultata simile nei due genotipi (76,0% e 77,9 per WS; 6,25% e 6,25% per WB). Le femmine a fine prova sono risultate più leggere rispetto ai maschi (2853 g vs. 3511 g; P<0,001) e con un peggiore indice di conversione (1,64 vs. 1,59; P<0,001). In maniera coerente con le differenze di peso vivo, le carcasse delle femmine sono risultate più leggere di quelle dei maschi (2063 g vs. 2580 g; P<0,001), con una minore resa di macellazione (73,7% vs. 74,5%; P<0,05), e una maggiore incidenza di P. major (25,6% vs. 24,2%; P<0,001). Le femmine hanno mostrato valori più bassi nel pH della carne (5,92 vs. 5,98; P<0,01), minori perdite di cottura (26,4% vs. 29,9%; P<0,001), minore sforzo al taglio (2,26 kg/g vs. 2,58 kg/g) e maggior contenuto di proteine (21,6% vs. 20,7%; P<0,001). Infine, la percentuale di WS e di WB è risultata inferiore nelle femmine rispetto ai maschi anche se in maniera non significativa (70,5% vs. 83,3% e 3,13% vs. 9.38% rispettivamente per WS e WB). Il diverso fotoperiodo ha influenzato il peso vivo degli animali: già a 16 giorni i due gruppi sperimentali avevano pesi significativamente differenti e tale differenza si è mantenuta fino alla fine della prova (3130 g vs. 3233 g; P<0,001), come conseguenza di un accrescimento e un consumo alimentare inferiori nel gruppo con fotoperiodo più breve che ha anche mostrato un migliore indice di conversione (1,61 vs. 1,62; P<0,01). Infine, il fotoperiodo breve ha avuto positivi effetti sulle miopatie, riducendo la frequenza di petti con WS (64,6% vs. 89,0% rispettivamente per 14L e 18L; P<0,001) e di petti con WS severo (18,8% vs. 37,8% per 14L e 18L). Gli animali allevati con il fotoperiodo breve hanno mostrato anche carni più tenere (2,20 kg/g vs. 2,64 kg/g; P<0,05) e con un minore contenuto di grassi (1,87% vs. 2,29%; P<0,05). La presenza di miopatie ha modificato anche alcune caratteristiche della qualità della carne: petti affetti da WB hanno presentato pH più elevato (5,92 vs. 5,98; P<0,05), maggiori perdite di cottura (34,2% vs. 27,6%; P<0,001) e maggiore sforzo di taglio (3,70 kg/g vs. 2,90 kg/g; P<0,01) rispetto a petti normali. Inoltre l’analisi chimica ha dimostrato che i petti con WB presentavano un maggiore contenuto di lipidi (1,82% vs. 2,53%; P<0,01) e un minore contenuto proteico (19,8% vs. 21,4%; P<0,001) rispetto a petti normali. Nel quarto contributo, 48 petti normali, 48 petti affetti da white striping e 48 petti affetti da wooden breast sono stati conservati per 11 giorni a 4°C e sono stati esaminati a 24, 72, 120, 168, 216, 264 ore post-mortem al fine di valutare gli effetti delle miopatie sulla qualità della carne e sulla shelf-life. I petti normali hanno presentato minori pH e perdite di cottura rispetto a WS e WB (22,0% vs. 23,8% vs. 26,9%; P<0,001). Inoltre, i petti normali e quelli affetti da WS hanno mostrato un contenuto maggiore di proteine rispetto a WB (23,9% e 23,2% vs. 21,4%; P<0,001) e minore contenuto di estratto etereo rispetto ai WB (1,09% vs. 1,88%; P<0,001). Nelle carni normali, sono stati osservati un più alto contenuto di acidi grassi saturi (31,3% vs. 28,0% di media) e un minor contenuto di acidi grassi insaturi rispetto a WS e WB (68,7% vs. 72,0%; P<0,001). Le differenze sono state attribuite soprattutto alle variazioni degli acidi grassi polinsaturi. Durante la conservazione, le caratteristiche reologiche e chimiche delle carni normali e di quelle affette da miopatie hanno mostrato un’evoluzione simile. Tuttavia, i petti normali sono stati caratterizzati da una maggiore conta microbica iniziale (TVC) che ha determinato un accorciamento nella lag phase rispetto a WS e WB (46,3 h vs. 85,2 h e 77,8 h). La soglia di shelf-life (7 log10 CFU TVC/g) è stata raggiunta più velocemente dai petti normali (130 h) rispetto ai WS (149 h) e WB (192h). Inoltre, TVC e Pseudomonas spp. sono risultati significativamente più alti nelle carni normali rispetto a quelle alterate tra le 72 ore e 216 ore di conservazione. In conclusione, sulla base dei risultati della presente tesi, le strategie alimentari sono efficaci per il controllo e la riduzione del tasso di crescita e, quindi, per la riduzione delle degenerazioni muscolari e della frequenza di miopatie nei polli da carne fintanto che gli animali sono sottoposti a restrizione alimentare. Tuttavia, quando la restrizione viene interrotta e i polli possono manifestare accrescimento compensativo, l’effetto positivo viene perso. D’altra parte, se la restrizione è realizzata fino alla fine del periodo di allevamento, riducendo la durata del fotoperiodo, o se è praticata in un periodo tardivo, la riduzione della frequenza/severità delle alterazioni è accompagnata da una perdita di prestazioni produttive e risultati di macellazione. Inoltre, si conferma l’effetto importante del sesso, con i maschi caratterizzati da maggiore velocità di accrescimento, ma anche da una maggiore suscettibilità alla comparsa di wooden breast rispetto alle femmine. In quanto ai genotipi testati, tutti sono sensibili e soggetti alle miopatie. Tuttavia, quanto minore è il tasso di crescita, tanto minore risulta la frequenza delle alterazioni e/o della severità delle alterazioni a livello del petto. Infine, le carni affette da miopatie presentano qualità reologica, tecnologica e nutrizionale inferiori rispetto alla carne normale, ma la shelf-life microbiologica delle carni refrigerate risulta più favorevole in presenza di miopatie.