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Características de los lípidos en los granos de destilería

Última actualización 27/08/2012@13:46:24 GMT+1

Los granos de destilería procedentes de la industria del etanol son una fuente de energía y proteína no degradable en el rumen muy interesante para las dietas del vacuno lechero.

Fernando Díaz-Royón[1] y Álvaro García[2]
[1]DVM, [2]DVM Ph. D
Dairy Science Department
South Dakota State University
Fernando.Diaz@sdstate.edu
Imágenes cedidas por los autores

A pesar del menor coste de adquisición comparado con otras fuentes proteicas y de su alta disponibilidad en el mercado, los granos de destilería (GD) no son a veces un ingrediente atractivo para algunos nutricionistas y productores. Un 28% de todos los productores lecheros de grado A del estado de Dakota del Sur que respondieron a la encuesta realizada por la Universidad de Dakota del Sur (no publicado, 2011) afirmaron no usar GD en sus operaciones.

En una encuesta enviada a 10 nutricionistas especialistas en vacuno lechero (Owens, F., 2008) sobre el uso de GD, el alto contenido en grasa de éstos, fue la mayor razón para restringir su grado de inclusión en las dietas. La mitad de los encuestados estuvo de acuerdo en que la elevada concentración de ácidos grasos insaturados en los GD deprime el contenido de grasa de la leche. El 90% de los consultores indicaron que el nivel de inclusión de los GD en las dietas se podría incrementar al disminuir parte de la grasa de los coproductos. Además, estos nutricionistas estuvieron de acuerdo en que el coste de los GD como ingredientes debería reducirse proporcionalmente a la reducción energética del producto resultante de la disminución de la grasa. Pero las estimaciones con respecto al grado en que el coste debería ser reducido varían desde un 2 a un 50%, con una media de un 24%. En la investigación anterior realizada por la Universidad de Dakota del Sur (2011), cuando se solicitó a los encuestados que usaban GD en sus dietas que valorasen en una escala de 1 a 4 (1= ninguna importancia; 2= baja importancia; 3= importancia media; y 4= alta importancia) el grado de importancia del contenido en lípidos de los GD, la media obtenida fue de 3,3. Otra encuesta publicada por el National Agricultural Statistics Service (NASS, 2007) pone de manifiesto que la variación en el contenido en grasa de los GD es otra cuestión que preocupa a los ganaderos. En una escala de 1 a 4, similar a la anterior, la media ascendió a 3,6. Los resultados obtenidos en estas encuestas evidencian que el elevado contenido en grasa de los GD, junto con su alta proporción de ácidos grasos (AG) insaturados, es un asunto que preocupa a técnicos y ganaderos del sector lácteo.

Composición nutritiva de los DDGS

Diversas publicaciones han señalado la composición nutritiva de un gran número de muestras de DDGS (granos secos de destilería con solubles), con variaciones en la concentración de grasa entre el 10,9 y el 12,6% sobre materia seca (MS; tabla 1). Los coeficientes de variación (CV) del contenido medio en grasa no son elevados, con valores reportados en trabajos de investigación de 6,65% (Belyea y col. 2004) y 7,8% (Spiesh y col. 2002). Sin embargo, los resultados publicados por el laboratorio Dairy One (4.819 muestras, 2011) indican un contenido en grasa medio de los DDGS de 12,6% (MS), pero con un rango de valores que va desde un 9,4 a un 15,7%, y un CV superior al 25%. Estos resultados revelan la alta variabilidad en el contenido de grasas de los DDGS en la práctica. La composición nutritiva de DDGS procedentes del maíz, publicada en diferentes libros y guías de alimentación, muestra también una alta variabilidad. El NRC (2001) indica un porcentaje en grasa de un 10% (MS). Las tablas de la Fundación Española para el Desarrollo de la Nutrición Animal de composición y valoración nutritiva de los alimentos para piensos compuestos (FEDNA, 2003) muestran un contenido en grasa en los DDGS de un 10,9% (MS). Sin embargo, en las tablas del Institut National de la Reserche Agronomique (INRA, 2004) de composición y valor nutritivo de los alimentos se publica un valor para la grasa del 4,4% (MS).

Esta situación provoca que la información encontrada en los libros sobre los valores nutricionales de los DDGS sea de escasa fiabilidad, y sea recomendable formular las dietas basándose en análisis químicos más que en valores tabulares.

Una de las mayores causas de la variación en la cantidad de grasa encontrada en los DDGS es la cantidad de solubles condensados añadidos a éstos. La cantidad de grasa en los solubles condensados es mucho mayor que en los DDGS, y puede representar hasta un 21,5% de la MS (Schingoethe y col. 2010). Ganesan y col. (2005) evaluaron el efecto en el contenido en grasa de los DDGS al aumentar la proporción de solubles añadidos a éstos. El porcentaje de grasa de los DDGS aumentó desde un 8,8% hasta un 11,8% de la MS, al incrementar la adición de solubles desde un 10 hasta un 25%. Noll y col. (2007) también publicaron un incremento en la cantidad de grasa de los DDGS al aumentar la cantidad de solubles añadidos durante el proceso de fabricación.

Ácidos grasos

La tabla 2 refleja el perfil de los ácidos grasos (AG) de DDGS analizados en seis trabajos de investigación. La grasa de los DDGS está formada principalmente por AG insaturados. Los AG linoleico (C18:2) y oleico (C18:1) son los más abundantes, promediando casi un 50 (CV = 14,2%) y un 25% (CV = 28,9%) de los AG totales, respectivamente. Los elevados CV pueden ser debidos a que los análisis se han realizado en diferentes laboratorios, y en algunas ocasiones han utilizado diferentes métodos de extracción y análisis. Los valores medios de los AG más abundantes son similares a los señalados por Moreau y col. (2011), en los que el contenido en linoleico y oleico de los DDGS procedentes de tres plantas de etanol fue de 53,7 y 25,6%, respectivamente. Sin embargo, los CV fueron mucho menores: 1,7% para linoleico y 1,3% para oleico. Además, este trabajo determina las variaciones en el perfil de AG durante el proceso de fabricación de etanol, analizando el grano de maíz, los DDGS y siete productos intermediarios (tabla 3). Los AG predominantes, generalmente, permanecen constantes. Aunque existen algunas diferencias pequeñas en los valores entre las diferentes fracciones, el perfil de los AG varía escasamente durante el proceso de fermentación.

Bauman y Griinari (1998) demostraron que son necesarias dos condiciones para producir una disminución en la grasa de la leche. Una de ellas es la presencia de AG insaturados en el rumen. La otra, un ambiente ruminal alterado que ocasione una biohidrogenación incompleta de éstos. Bajo ciertas condiciones, las rutas de biohidrogenación ruminal están alteradas, y mediante rutas alternativas se producen intermediarios, algunos de los cuales, como el trans-10 y el cis-12 CLA, son potentes inhibidores de la síntesis de la grasa láctea en la glándula mamaria (Griinari y col., 2001). La concentración de AG insaturados en el rumen puede ser un factor clave que contribuye al cambio microbiano y al incremento del isómero CLA trans-10, cis-12 (Jenkins y col. 2009).

Además del grado de insaturación de los AG, la concentración ruminal de AG libres (AGL) debería ser considerada. Esta fracción lipídica probablemente tiene mayor capacidad para producir efectos negativos en la fermentación ruminal que otras fracciones como son los AGL saturados o triglicéridos (TG; Jenkins y col. 1993). Chalupa y col. (1984) evaluaron la producción de AG volátiles in vitro según el aporte de AG de cadena larga (palmítico, esteárico y oleico) en forma de AGL o de TG. Los AG aportados en forma de TG no produjeron cambios significativos en la fermentación ruminal. Sin embargo, cuando los AG eran aportados como AGL se produjo un aumento en la producción de propiónico y una disminución en la producción de acético, butírico y AGV totales. Los autores llegaron a la conclusión de que los AGL perturban más la fermentación que los TG, y que su actividad antibacteriana se incrementa al aumentar el número de dobles enlaces.

En la tabla 4 se aprecia el contenido en AGL del maíz y diferentes subproductos procedentes de siete plantas de etanol. El contenido en AGL del aceite extraído del grano de maíz es de 2,28% (base materia fresca, MF). Sin embargo, en los DDGS, el contenido medio en AGL asciende a 9,1% (MF). Además, las dos fracciones obtenidas después del proceso de centrifugación, los GD y el residuo acuoso de destilación (“stillage” fino) también contienen altas concentraciones de AGL (7,4 y 9,4%, respectivamente). Estos resultados concuerdan con los publicados por Noureddini y col. (2009; tabla 5), con valores de AGL cercanos al 7,5% para los DDGS, residuo acuoso de destilación entero y solubles condensados. Además, estos autores diferenciaron los AGL entre saturados (palmítico y esteárico) e insaturados (oleico, linoleico y linolénico). Los AGL insaturados representaban entre un 75 y un 80% de los AGL totales. Y los triglicéridos, un 91% (TG) del contenido graso de los diferentes coproductos (tabla 5). Los aceites de origen vegetal generalmente contienen bajo contenido en AGL (0,5–1,5%). Los TG están protegidos por cubiertas proteicas en semillas intactas y, además, hay muy poca actividad lipolítica en las semillas hasta la germinación (Quettier and Eastmond, 2009). La razón por la cual aumenta el contenido en GD es desconocida por el momento, pero posibles causas pueden ser la actividad lipolítica del maíz o las levaduras, los cambios continuos de pH y las altas temperaturas usadas durante el proceso de evaporación y secado (Winkler-Moser, 2011).

Extracción del aceite de los DDGS

Debido al contenido elevado en aceite de los DDGS, existe un gran interés en extraer parte del mismo. Diferentes tecnologías estás disponibles para recuperar el aceite antes o después del proceso de fermentación. De esta forma se eleva el valor económico de los coproductos obtenidos. Un método consiste en separar el maíz en tres diferentes fracciones antes de comenzar la fermentación: el endospermo, el germen y el salvado. El salvado se usa como alimento fibroso, principalmente para rumiantes. Al germen, de elevado contenido en grasa, se le extrae el aceite, y el subproducto resultante es la harina de germen. De esta forma, exclusivamente el endospermo, con elevada concentración en almidón, experimenta el proceso de fermentación a etanol. Los GD obtenidos mediante este proceso contienen alto contenido en proteína (35-55%), pero menor concentración de grasa y fibra (tabla 6). Generalmente, estos DG se denominan DG altos en proteína.

En los últimos años ha crecido el interés en extraer el aceite de diferentes fracciones después del proceso de fermentación, y antes del proceso de secado. Diferentes procesos comerciales han sido desarrollados para extraer el aceite del residuo acuoso de destilación fino, del residuo acuoso de destilación semiconcentrado e incluso de los solubles condensados. En general, la mayoría de estos métodos se basan en técnicas de separación física, con diferentes decantadores y centrífugas, y son capaces de extraer entre un 30 y un 70% del aceite que contiene el coproducto (Rosentrater y col. 2011). Otra posibilidad es la extracción del aceite de los GD mediante solventes. Ejemplos de DDGS comerciales obtenidos mediante estos procesos posfermentación aparecen en la tabla 7. Al extraer parte del aceite, el resto de los nutrientes aumentan ligeramente. El contenido en grasa es variable, dependiendo del método adoptado por cada compañía, y varía desde un 2,5 a un 7,5% (MS). Generalmente, estos DDGS se denominan bajos en grasa. Debido a su mayor contenido en AGL, el aceite obtenido después de la fermentación se usa en la actualidad para la alimentación animal o como materia prima para la producción de biodiesel. Es probable que, en un futuro, el aceite extraído antes de la fermentación sea de grado alimenticio y se pueda usar para la alimentación humana.

El elevado porcentaje en AG insaturados de los GD, junto con el alto contenido en AGL de éstos, pueden ocasionar depresión de la grasa láctea en determinadas dietas que incluyen DDGS. En un metaanálisis de 24 experimentos, Kalscheur (2005) descubrió que los GD ocasionaban depresión de la grasa exclusivamente cuando las dietas contenían menos del 50% de forraje, o del 22% de fibra neutrodetergente del forraje. Los nuevos coproductos del etanol, con menores contenidos en grasa, tienen menor capacidad para alterar el ambiente ruminal y producir una merma del rendimiento graso.

Bibliografía disponible en www.albeitar.grupoasis.com/bibliografias/granosdestileria154.doc

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