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

Análisis sensorial, DDGS

Alta calidadMayor CD

Pobre calidadMenor CD

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

DDGS de calidad en porcino

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”