Werkpakketten 2021-2024

Het programma van Food4Foodure fase III omvat de volgende onderwerpen, die zijn gegroepeerd in 7 verschillende werkpakketten.

WP1: Duurzame diervoeding in circulaire agrofoodsystemen

In een integrale duurzaamheidsbeoordeling wordt geëvalueerd hoe humane voedingskenmerken (zoals verhouding tussen dierlijke en plantaardige voedingsproducten), en de manier waarop diervoeding wordt samengesteld uit voer en grondstoffen, zich verhouden tot het gebruik van land, energie en water. Het niveau van voedselverspilling en het hergebruik van voedselresten worden als variabelen opgenomen en het systeem wordt geoptimaliseerd voor alle soorten. De Nutrient Cycle Assessment toets (“Kringlooptoets”) zal worden gebruikt om interventies gericht op het sluiten van nutriëntenkringlopen vooraf te beoordelen en te evalueren.
In het kader van dit project zullen verschillende deelvragen worden beantwoord:

1. kwantificering van de mate van circulariteit van het gebruik en de productie van voedermiddelen,
2. conversieroutes – en hun duurzaamheidsimpact – om “humane oneetbare/onaanvaardbare hulpbronnen te upgraden” naar hoogwaardige voedingsproducten van dierlijke oorsprong,
3. haalbaarheid van recycling van N en P van menselijke uitwerpselen om de agrovoedingscyclus verder te ondersteunen,
4. verbetering van carbon footprint en mitigatiehulpmiddelen om scenarioanalyse van duurzaamheid langs de verschillende segmenten van de nutriëntenkringloop in het agrofood domein.

WP2: Lage excretie en circulair voer van de toekomst

Dit project richt zich op het voer van de toekomst voor varkens en pluimvee, met een lage excretie van N, P en andere elementen in feces en urine, en een significant verhoogd aandeel van co-producten en residuen als voedermiddel. Dergelijke toekomstige voeders zullen waarschijnlijk verschillende ongunstige voedingskenmerken hebben, zoals minder verteerbare eiwitfracties (bijvoorbeeld celwandgebonden eiwitten), anti-nutritionele factoren (ANF’s), hoger vezelgehalte en minder goed verteerbaar zetmeel. Dit project heeft als doel om dergelijke negatieve neveneffecten te verminderen of te elimineren, bijvoorbeeld door innovaties in verwerkings- of enzymtechnologieën. Verbeterde biologische beschikbaarheid van eiwitten (aminozuren) omvat de efficiëntie van het eiwitgebruik van nieuwe bronnen van voereiwitten. Er zal meer diepgaande kennis worden ontwikkeld over de spijsverteringskinetiek van eiwitten, bijvoorbeeld vrije (synthetische) aminozuren, gemakkelijk metaboliseerbare eiwitgebonden aminozuren (bijvoorbeeld in eiwitconcentraten) en geleidelijker beschikbare aminozuren (bijvoorbeeld celwandgebonden ).

WP3: Biologische principes van N- en P-gebruiksefficiëntie bij landbouwhuisdieren

Fundamenteel onderzoek wordt uitgevoerd om meer te leren over de biologische mechanismen die ten grondslag liggen aan de N- en P-gebruiksefficiëntie van landbouwhuisdieren. Dergelijke inzichten zijn nodig om de biologie beter te begrijpen en nieuwe strategieën te ontwikkelen om de efficiëntie van het nutriëntengebruik te verbeteren en de emissies te verminderen: inclusief het gebruik van meer ‘circulaire’ grondstoffen zoals bijproducten en residuen. Er zal worden onderzocht waarom dieren op jonge leeftijd niet zo goed kunnen omgaan met een laag N- en P-dieet, in vergelijking oudere dieren. Wat kunnen we hiervan leren en kunnen we deze nieuwe expertise gebruiken om nutriëntenverliezen te verminderen zonder de diergezondheid in gevaar te brengen? En wat is de potentiële maximale N- en P-efficiëntie op dierniveau; en is dit niveau ook optimaal als we ‘efficiëntie’ op macroniveau zouden beoordelen, zoals het algehele agrofoodsysteem? Door biologische mechanismen te ontrafelen, en waarom er verschillen bestaan tussen individuele dieren, zullen we nieuwe expertise ontwikkelen die ons in staat stelt nieuwe houderij- en voedingsconcepten te ontwikkelen voor toekomstige gezonde en duurzame landbouwpraktijken. Optimalisatie van “diergenotype x dieettype” is een relevant aspect dat zal worden onderzocht in een gezamenlijke onderzoeksinspanning samen met fokkerijbedrijven en onderzoekers, gebruikmakend van recente inzichten uit het EU-programma Feed-a-Gene.

WP4: Darmfunctionaliteit begrijpen en gebruiken: “volg de nutriënten”

Een hoger aandeel laagwaardige bijproducten en residuen zal leiden tot hoge gehaltes aan langzaam afbreekbare vezels en minder goed verteerbaar zetmeel in het voer van de toekomst. Bovendien zal deze verandering in energieleverende substraten waarschijnlijk eiwit-energie-interacties veroorzaken in spijsverterings- en metabolische processen. Eiwitbronnen zullen ook veranderen, inclusief hun spijsverterings-, metabolische en functionele eigenschappen (bijvoorbeeld minder verteerbare eiwitbronnen). Enerzijds moeten we de functionele en spijsverteringseigenschappen van zetmeel, koolhydraten en eiwitten beter begrijpen (met een focus op pluimvee- en varkensvoer). Aan de andere kant moeten we begrijpen hoe de bovengenoemde veranderingen in de samenstelling van het voer en de ingrediënten de samenstelling en functie van de microbiota in het maagdarmkanaal beinvloeden. Interacties tussen microbiota samenstelling (en routes om deze samenstelling te controleren), darmfunctionaliteit, voerefficiëntie en gezondheid van het gastdier zullen worden bestudeerd. Dergelijke multidisciplinaire kennis stelt ons in staat om interacties op voer-microbiota-dierniveau beter te begrijpen: microbiota kan verantwoordelijk zijn voor 30-40% van de waargenomen variatie tussen dieren. Dit zal steeds belangrijker worden om darmgezondheidsproblemen en het daaropvolgende verlies van voedingsstoffen als gevolg van gezondheidsstoornissen te voorkomen.

WP5: Scenario’s voor biodiverse en eiwitarme diervoeders

In de veehouderij is ruwvoer (gras en voedergewassen) het hoofdbestanddeel van het rantsoen. Deze voedergewassen zullen de komende jaren sterk veranderen. Biodiversiteit wordt steeds belangrijker en krijgt belangstelling van veehouders. Graslanden met pluriforme culturen, kruidrijke graslanden en bloemrijke akkerranden worden een steeds algemenere basis voor diervoer. Peulvruchten zullen belangrijker worden en hun gebruik in diervoer zal waarschijnlijk toenemen. Dit zal leiden tot een verschuiving in voercomponenten en samenstelling van het basisrantsoen, waardoor de behoefte aan aanvullende voeders verandert. Bovendien zullen de aanvullende diervoeders, zoals mengvoeders, meer ‘circulair’ zijn, met een hoger aandeel co-producten en residuen als grondstof. Dit creëert nieuwe uitdagingen voor een duurzame en gezonde voeding. In dit project zullen scenario’s voor integrale duurzame voerformulatie en voedingsconcepten worden geïdentificeerd en geëvalueerd om een win-winsituatie voor biodiversiteit en diervoedingspraktijken mogelijk te maken (lage verliezen van N en P, lage uitstoot van broeikasgassen, gezonde dieren en een goede productie efficiëntie). Er zullen scenariostudies worden uitgevoerd om vruchtwisselingsplannen, graslandstrategieën en voedingsconcepten te identificeren en te evalueren die het beste potentieel en praktische haalbaarheid hebben om te voldoen aan de multidimensionale duurzaamheidsdoelstellingen voor melkveebedrijven.

WP6: Langetermijneffecten van eiwitarme diëten voor melkvee

Met de uitkomsten van bovengenoemde scenariostudies zal onderzoek worden opgezet om de lange termijn (minimaal 2 lactaties) effecten te evalueren van voeders voor melkvee met een eiwitgehalte lager dan momenteel haalbaar wordt geacht. Er wordt een proefopstelling ontworpen in een praktijksituatie, met voldoende mogelijkheden voor voeropnamemetingen, systeemmonitoring en diepgaande diermonitoring. De evaluatie zal betrekking hebben op dierprestaties, gezondheid en vruchtbaarheid, en ecologische en economische duurzaamheidsaspecten. Dit onderzoek zal uniek zijn, ook internationaal gezien, omdat er tot nu toe slechts één onderzoek is geweest (UK, Reynolds et al.) met een vergelijkbare doelstelling maar zonder een volledig integraal overzicht van effecten en met een voedingseiwit onder het niveau dat momenteel als haalbaar wordt beschouwd.

WP7: Vermindering van de negatieve effecten van eiwitarme veevoeders door essentiële aminozuren

Aminozuren zijn de bouwstenen van eiwitten. Een beter begrip van hun metabolisme zal ons in staat stellen om veilig voeders met een lager eiwitgehalte en met een hogere opname van alternatieve voedermiddelen te verstrekken, om de stikstofuitscheiding te verminderen. Het fase 2 Feed4Foodure programma (2017-2020) heeft geleid tot belangrijke nieuwe inzichten in het aminozuurmetabolisme bij melkkoeien en de toegevoegde waarde en werkzaamheid van pensbypass essentiële aminozuren is onderzocht. Op basis van deze verkenningen zijn verdere stappen nodig naar de praktische toepasbaarheid van essentiële beschermde aminozuurconcepten. Vooral de combinatie van op aminozuren gebaseerde interventies met andere eiwitarme voedingsconcepten zal verder worden bestudeerd. In overeenstemming met dergelijke studies moeten ook alternatieve bronnen van voereiwit worden geëvalueerd, de verhouding tussen de pensafbreekbare en de pens-onafbreekbare aminozuursamenstelling, en combinaties met vrije (synthetische) aminozuren om de N-gebruiksefficiëntie te optimaliseren en N-verliezen verminderen. De efficiëntie van N-gebruik door de pensmicrobiota speelt een rol bij de N-gebruiksefficiëntie door melkkoeien en het potentieel om de N-concentraties in de voeding te verlagen. Er zal worden onderzocht of routes voor verhoogde microbiële eiwitsynthese (bijvoorbeeld door verbetering van de microbiële efficiëntie) en werkingsmechanismen om de N-recycling uit bloed en speeksel te verhogen meer diepgaand moeten worden bestudeerd.