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Repercusiones de la Repercusiones de la producciproduccióón de n de biocarburantesbiocarburantes
en la alimentacien la alimentacióón de n de monogmonogáástricosstricos
Gonzalo G. Gonzalo G. MateosMateosDepartamento de ProducciDepartamento de Produccióón Animaln Animal
Universidad Universidad PolitPolitéécnicacnica de Madridde Madrid
MAPYA, Madrid, Enero 2007
IndustriaIndustria del del etanoletanol y del y del biodieselbiodieselMateriaMateria prima originalprima original
EtanolCerealesCaña y remolachaOtras fuentes de hidratos de carbono
BiodiéselSemillas de colza, soja y girasolAceites de colza, soja o palmaAceites de freiduría, grasa de pollos
NuevosNuevos ingredientesingredientes disponiblesdisponiblesEspaEspaññaa
Industria del etanolDDGS de cereales
Maíz, trigo, cebada, sorgoComposición muy variable
Industria del biodiéselTurtós proteicos (ricos en grasa)GlicerinaLecitinas
Sustituir el glicerol por metanol (o etanol) en la molécula del triglicéridoSe origina un metiléster (biodiesel), glicerol de riqueza variable y lecitinas
ProcesoProceso industrialindustrialBiodieselBiodiesel
ProducciProduccióón de n de biodibiodiééselsel
C – R1 OHNa MER1 C – OH
l lC – R2 + 3 MeOH MER2 + C – OH
l lC – R3 MER3 C – OH
Triglicérido + Metanol Metiléster Glycerol(grasas y aceites) (alcohol) (Biodiésel)
100 l de aceite + 10 l de metanolproducen
100 l de biodiésel y 10 l de glicerina
ProcesoProceso industrialindustrialBiodieselBiodiesel
GlicerolGlicerol o o glicerinaglicerinaGlicerol refinado
Es caro: precio en caída libreCosmética, alimentación y farmacia
Glicerol sin refinar (industria del biodiésel)Producción en ascenso libreNo es un producto puro (reactivos)
AguaMetanol en excesoDiésel, Na y Cl
Contaminante del medio ambienteUso como combustible barato
PurezaPureza de la de la glicerinaglicerina, % MS, % MSCalidad
1185.30.442.362.330.090.4
26.863.30.711.052.200.112.67?
AguaGlicerinaGrasaFósforoPotasioSodioMetanol
MediaBaja
Schroder y Sudekum, 2002
801
1463
< 0.54
ComercialADM5
> 80%10-15< 102
< 0.5
> 99< 1
< 0.1-
GlicerinaAguaCenizasMetanol
“Pienso”“Farmacia”
179-82% 2Na, Cl, K, P, S32.4% Na+ y 3.6% Cl- 4Norma = 0.01%5Cocerina 80
ComposiciComposicióónn ququíímicamica, %, %GlicerinaGlicerina
PropiedadesPropiedades del del glicerolglicerolHidrato de carbono de fácil absorciónAntiséptico
Higieniza el piensoPalatable
Sabor dulceAzúcar-alcohol
Aglomerante?Escaso efecto sobre calidad del gránuloHigroscópico
GlicerolGlicerol en en piensospiensosProblemProblemááticatica
Manejo en fábrica y granjaEl producto comercial no es puro
Riqueza variableExceso de salPosible toxicidad por metanol
Se volatiliza al granularEl exceso se excreta sin metabolizar (25%)Afecta a la calidad de la canal?
Grasa más saturadaMayor capacidad retención de agua
GlicerinaGlicerina parapara ffáábricasbricas de de piensopiensoManejoManejo
PM: 32.04Densidad: 1.26 g/cm3
Viscosidad: 1.5 PasPunto fusión: 18.2 ºCEnergía: 4.320 kcal/kgSoluble en agua
GlicerolGlicerol parapara piensospiensosValoraciValoracióónn energenergééticatica
Energía bruta4.316 kcal EM/kg
100% absorciónProducción de ATP
22 moles ATP/mol glicerina3.346 kcal EM/kg
Eficiencia EN/EM = 78%Ensayos de nutrición
Niveles reducidos: 4.135 kcal/kg96% eficiencia EB/EM
GlicerinaGlicerina en en rumiantesrumiantes
Fermenta rápidamente en rumenProducto final: ácido propiónico
Parte se absorbe directamente en rumenValor energético alto
ENL real ≅ 2.270 a 2.320 kcal/kg productopuroENL teórico ≅ 2.629 kcal/kg productopuro
Consumos de hasta 1 kg/vaca/dReemplaza a melazas
GlicerinaGlicerina en en monogmonogáástricosstricos
Valor energético elevadoMejor utilización que en rumiantes4200 kcal/kg producto puro
Cuidar nivel de metanolSe volatiza al granular
Niveles de usoHasta 5 a 10%Mejor en cerdas?
GlicerinaGlicerina en en monogmonogáástricosstricosValor Valor energenergééticotico EM/kgEM/kg11
347536852526
15Nivel de inclusión
401540553440
420042354180
PonedorasBroilersCerdos cebo
105
Barlet y Schneider, 2002
1Valor teórico: 4316 kcal/kg
HarinasHarinas proteicasproteicas
Hna de soja, colza o girasolSuelen llevar altos contenidos en grasa
5 a 7%Valoración en base al residuo graso
Evitar enranciamientoPrecisan matriz adecuada de composición
FEDNA (2007)
100 100 kgkg de made maííz producen:z producen:Etanol: Etanol: 3535--36 36 kgkgDDGS: DDGS: 3131--32 32 kgkgCOCO22: : 3232--34 34 kgkg
Ritmo de aumento anual: 30%Ritmo de aumento anual: 30%
ProducciProduccióón de etanoln de etanolPlantas Plantas ““secassecas”” de made maíízz
ProducciProduccióón de DDGSn de DDGSDetallesDetalles del del procesoproceso
Proceso de fermentaciónSe elimina el almidónSe concentran otros nutrientes (x3)Levaduras muertas (3 a 5%)↑ Disponibilidad de P
Se aplica calorDisponibilidad de Lys y Cys (↓) y P (↑)↑ Proteína no degradable
Palatabilidad?
Valor Valor nutricionalnutricionalDDGS DDGS vsvs mamaíízz granograno
100-80280-320290-330250-280100-110250-300
Energía (EM o EN)Proteína brutaLys totalLys digestibleFósforo totalFósforo disponible
Valor relativo
Valor Valor nutricionalnutricionalDDGS DDGS vsvs mamaíízz granograno
Valor energético↓ Almidón, ↑ grasa y proteína, ↑ fibra
Valor proteico↑ Proteína (Lys, trp, thr) pero ↓ CD
Contenido mineral superiorMayor disponibildiad del P
Vitaminas y aditivos↑ Vitaminas B, más colina? Más levaduras?Destrucción por calor de ciertas vitaminas?Pigmenta?
Control de Control de calidadcalidad DDGSDDGSSensorialSensorial
Uniformidad y consistenciaVariabilidad entre lotes por mezclasBeneficia la producción nacional
ColorClaro vs oscuroValor Hunterlab
OlorFermentación sanaEvitar olor a “ahumados y quemados”
Soluciona un 90% de los problemas
UniformidadUniformidad entreentre partidaspartidas (USA)(USA)Color y Color y tamatamaññoo de de partpartíículacula
Control de Control de calidadcalidad DDGSDDGSLaboratorialLaboratorial
Análisis proximalH, PB, grasa y FND
Disponibilidad de nutrientes clavesLys y PProteína ligada a FAD
Adición de otras materias primasCO3Ca, cascarilla de soja
Control de Control de calidadcalidad DDGSDDGSVariabilidadVariabilidad
Tipo de grano utilizadoMaíz vs trigo vs cebada vs sorgo
Tecnología y objetivos de la industriaAlcohol tradicional vs etanol
Condiciones del procesoEfectividad de la fermentaciónTemperatura y tiempo de secadoAdición o no de los solubles
Control de Control de calidadcalidad DDGSDDGSCasosCasos prpráácticoscticos
Mezcla de maíz y sorgoMenos grasa
↑ Calor para fermentaciónMenor utilización de enzimas
Maíz degerminadoMenos grasa
Venta de destilados húmedosMás solubles (↓ PB y FND, ↑ EE)
DDGS. DDGS. ProductividadProductividad y controly controlPollitosPollitos 1 a 21 d1 a 21 d
60a
69b
3872b
85c
ICg/g
63a
74b
59a
86c
62a
Hunterlab, L1
Hunterlab, b2
FADN ligado a FADLys total
PVg
11Claro Claro vsvs oscurooscuro 22AmarilloAmarilloaaPP < 0.10; < 0.10; bbPP < 0.05; < 0.05; ccPP < 0.01 Cromwell et al., 1993 < 0.01 Cromwell et al., 1993
CalidadCalidad DDGS de DDGS de mamaíízzPollitosPollitos11
402315388
Consumog/d
1.221.681.56
330188244
Maíz-sojaDDGS oscurosDDGS claros
ICg/g
GMDg
111 a 21 d, 20% de DDGS 1 a 21 d, 20% de DDGS CronwellCronwell et al., 1993et al., 1993
R2 = 0.71
R2 = 0.74
20
25
30
35
40
45
50
55
60
0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80
Lys (%)
L*, b
* sco
re L*b*Linear (L*)Linear (b*)
Noll (2003)
RegresiRegresióónn lyslys dig dig vsvs colorcolor
PedersenPedersen et al. (2006)et al. (2006) 3.8973.897HastadHastad et al. (2004)et al. (2004) 4.0404.040SpiehsSpiehs et al. (2002)et al. (2002) 3.7503.750
NRC (1998)NRC (1998) 3.0323.032INRA (2002) 2.857INRA (2002) 2.857FEDNA (2003)FEDNA (2003) 3.0503.050
DDGS de maDDGS de maíízzEM en porcino EM en porcino ((kcalkcal//kgkg MS)MS)
DDGS de maDDGS de maíízzEnergEnergíía en porcino (a en porcino (McalMcal//kgkg MS)MS)11
110 muestras Pedersen et al., 2006
DDGSRangoMediagrano5.3-5.63.9-4.63.7-4.3
5.44.13.9
4.54.14.0
EBEDEM
Maíz
DDGS de DDGS de mamaíízzLisinaLisina total, % total, % ssfssf
0.810.700.640.64
Media
0.55-0.950.43-0.890.48-0.760.52-0.78
3295
20
Shurson, 20051
Cronwell et al., 19932
Fastinger y Mahan, 2006Parsons et al., 2006
RangoMuestras
nº
1190% MS90% MS227 alcohol y 2 7 alcohol y 2 etanoletanol
DDGS de DDGS de mamaíízzDigestibilidadDigestibilidad de la de la LysLys, %, %
6244
72
Media
44-7838-62
59-84
375
20
Porcino (DIV)Stein, 2006Fastinger y Mahan, 20061
Aves (gallos cecotomizados)Parsons et al., 2006
RangoNº
muestras
11Hasta 15% de Hasta 15% de diferenciadiferencia entreentre DDGS DDGS clarosclaros y y oscurososcuros
DDGS de DDGS de mamaíízz, porcino, porcino11
DigestibilidadDigestibilidad ilealileal estandarestandar, %, %
63-8444-7874-8962-8554-80
Rango
7068837476
7362827170
Proteína brutaLysMetThrTrp
FEDNA2003
Media
1137 37 muestrasmuestras de de plantasplantas diferentesdiferentes Stein, 2006Stein, 2006
DDGS de DDGS de mamaíízzContenidoContenido en P (% MS)en P (% MS)
0.890.790.730.75
0.77-0.830.83
P total
200242032--
Spiehs et al., 2002Stein et al., 2006Martinez et al., 2004Shurson, 20051
NRC, 1994, 1998FEDNA, 2003
Nºmuestras
11Rango: 0.42Rango: 0.42--0.990.99
DDGS de DDGS de mamaíízzUtilizaciUtilizacióónn de P, %de P, %
---
10061
64-8762-102
5445
Pollos56
87-92903
----
7727
Stein et al., 20061
Whitney et al., 20012
Sharson, 2003Singsen et al., 1972Dale y Batal., 2003Martínez et al., 20042
Parsons et al., 2006NRC, 1994 y 19982
FEDNA, 20033
Cerdos
11Digestibilidad Digestibilidad aparenteaparente fecal fecal 22P P dispdisp. . 33P dig. (P P dig. (P dispdisp.=83%).=83%)
ComposiciComposicióónn macromineralmacromineral, %, %DDGS, DDGS, mamaíízz
FEDNANRCGeorgia
0.480.650.720.170.190.30
19940.230.860.840.080.330.38
0.25 ± 0.150.91 ± 0.110.68 ± 0.070.29 ± 0.270.28 ± 0.040.84 ± 0.21
NaKPCaMgS
200620031
11Batal y Dale, 12 Batal y Dale, 12 muestrasmuestras: : ±± DSDS
DDGS DDGS mamaíízz (% MS)(% MS)ComposiciComposicióónn
89.627.310.941.230470.68
FEDNA2003
89.529.09.738
36610.53
DDGS“Viejo”
89.130.510.743.537490.85
DDGS“Nuevo”
93.029.89.0
37.230380.67
MSPBEEFNDEM por., kcal/kgLisina total
NRC1998
DDGS de DDGS de mamaíízzValoraciValoracióónn en en avesaves ((ssfssf))
2.21-
0.542220
38105
INRA2002
2.4865
0.482640
40280
NRC1994
2.2761
0.052000
25240
EM, Mcal/kgLys dig., %Sodio, %Colina, ppmVit. E, ppmFe, ppm
FEDNA2003
DDGS de DDGS de mamaíízzValoraciValoracióónn en en avesaves ((ssfssf))
227061
0.68-
FEDNA2003
275570-83>0.75
+
EM, kcal/kgLys total, %Lys dig., %2
Xantofilas
UMin.20061
11Shurson et al., 2006Shurson et al., 200622Coef. de Coef. de digestibilidaddigestibilidad
DDGS de DDGS de cerealescerealesFednaFedna, 2003 (, 2003 (ssfssf))
TrigoMaíz
242011.20.321.8
61.511
0.101
Grano204024.50.619.8
10.736.90.20
DDGS166032.00.875.87.2
38.20.20
25507.7
0.223.6
65.48.0
0.05
EN porc. (kcal/kg)PBLys totalEEAlmidón+azúc.FNDP dig. porc.
DDGSGrano
11Sin Sin actividadactividad fitfitáásicasica
Valor DDGS de Valor DDGS de trigotrigo ((ssfssf))
238722901
35.6---
7.70.96
-
Manitoba2005
1930166032.00.8738.27.25.8
0.880.39
FEDNA2003
1860159033.81.0537.94.66.5
0.67-
EM aves, kcal/kgEN porcino, kcal/kgPB, %Lys total, %FND, %Alm + azuc.EEP totalP digest. aves
INRA2002
11ED x 0.63ED x 0.63
DDGS de DDGS de mamaíízzNivelesNiveles recomendadosrecomendados, %, %
FEDNANCGA
38
128
256
8-10
2007
26
107
0-20-45
2003
25205020
51015
PorcinoPostdesteteCrecimiento-ceboGestaciónLactación
AvesBroilers inicioBroilers acabadoPonedorasPollitas
2006
ConclusionesConclusionesLa utilización de glicerina es complicada: pero se usaráLos DDGS procedentes del etanol tienenmayor valor nutricional que los DDGS tradicionalesLas mayores diferencias están en sucontenido energético, digestibilidad de P y aminoácidos y niveles de utilizaciónLa uniformidad es clave para estimar suvalor en formulación de piensosNada grave va a ocurrir
CerealesCerealesProducciProduccióón de etanoln de etanolFaltarFaltaráá energenergíía (ta (téérminos relativos)rminos relativos)SobrarSobraráá proteproteíína (tna (téérminos relativos)rminos relativos)
Oleaginosas y aceitesOleaginosas y aceitesProducciProduccióón de n de biodieselbiodieselFaltarFaltaráá energenergííaaSobrarSobraráá harina (tharina (téérminos relativos)rminos relativos)
FaltarFaltaráá energenergíía y a y ““sobrarsobraráá proteproteíínana””
ProblemProblemáática materias primastica materias primasProducciProduccióón de piensosn de piensos
FuturoFuturo y y disponibilidaddisponibilidad de de ingredientesingredientesIndustriasIndustrias de de ecocarburantesecocarburantes
Producción de ecocarburantes:Proteína disponible: No cambiaEnergía disponible: Disminuye
Aumento de producción de ecocarburantes:Reducirá el déficit energéticoAumentará el exceso proteico
Futuro“Las cosas tienden al equilibrio”