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Introduzione
I distiller secchi di cereali con solubili o DDGS (in inglese, distillers dried grains with solubles) di mais è il sotto-prodotto derivato dal processo di produzione di etanolo dai chicchi di mais.
Durante il processo di fermentazione, la maggior parte dell'amido di mais viene convertita in etanolo e anidride carbonica, concentrando i nutrienti rimanenti (proteine, grassi, vitamine e minerali) in DDGS. Ciò si traduce in una maggior densità di nutrienti rispetto al chicco di mais originale.
Questo sotto-prodotto si caratterizza per il suo alto contenuto proteico, tipicamente intorno al 27% (anche se esistono concentrati che raggiungono il 40% di proteina grezza), e il suo importante valore energetico.
Questo alto contenuto proteico lo rende un ingrediente attraente come fonte proteica per i suini. Tuttavia presenta un profilo di aminoacidi che può essere limitante per alcuni aminoacidi essenziali, in particolare lisina, treonina e triptofano. Inoltre, la disponibilità di lisina può essere ridotta a causa delle reazioni di Maillard dovute al riscaldamento che avviene durante il processo di produzione (processo di cottura per idrolizzare l'amido in glucosio e facilitare così la fermentazione degli zuccheri in etanolo e CO2).
Pertanto, la qualità proteica può variare in modo significativo tra diversi lotti di DDGS a causa delle variazioni nel processo di produzione e nelle materie prime utilizzate.
Contiene anche notevoli quantità di grasso, fibra e carboidrati facilmente digeribile, il che lo rende un ingrediente di interesse per l'alimentazione dei suini.
Va tenuto conto che, della frazione fibrosa, la maggioranza è insolubile, oscillando tra il 31,8% e il 37,3% circa, mentre il contenuto di fibre solubili è generalmente inferiore al 2%. Questa elevata percentuale di fibra insolubile può ridurre la digeribilità della dieta, che è fondamentalmente legata al contenuto di polisaccaridi non amidacei: Cellulosa 8-12%, Emicellulosa 12-25% (in questo gruppo gli arabinoxilani contribuiscono per il 10-20%), Arabinoxilani 10-20% e Beta-glucani: 1-3%.
La variazione di queste frazioni dipende fondamentalmente dalla varietà di mais, dalle condizioni di crescita e dal processo di distillazione. I polisaccaridi non amidacei presenti nei DDGS del mais possono svolgere un ruolo importante in termini di salute intestinale e microbiota. Ma occorre tenere conto del corretto equilibrio tra benefici e funzionalità della fermentazione e produzione di acidi grassi a catena corta (SCFA-AGCC), con i possibili effetti negativi sulla digestione e sull’assorbimento dei nutrienti (viscosità e interferenze nell’assorbimento).
D'altra parte, la struttura fisica della fibra può intrappolare parte del grasso, limitandone l'accessibilità agli enzimi digestivi e contribuendo ulteriormente al minor contenuto energetico disponibile per l'assorbimento.
La fermentazione può portare alla produzione di metaboliti benefici come peptidi corti e altri composti che possono migliorare il valore nutrizionale dei DDGS. Questi metaboliti possono avere effetti positivi sulla salute e sulle prestazioni dei suini.
Infine, il processo di fermentazione dell'amido contribuisce alla concentrazione di quei nutrienti, composti e molecole che non sono stati degradati da questo processo. Le micotossine, che sono molecole piccole e stabili, non vengono distrutte o degradate in modo significativo in questo processo. Le micotossine comuni che possiamo trovare nei DDGS del mais includono aflatossine, fumonisine, zearalenone e tricoteceni (come DON o vomitossina), e sono direttamente correlate alla qualità originale del mais utilizzato. Pertanto, è essenziale implementare misure di controllo della qualità per rilevare contaminanti come le micotossine e garantire il rispetto degli standard di sicurezza per questi tipi di ingredienti.
Studio comparativo dei valori nutrizionali
I sistemi utilizzati nel confronto sono: FEDNA (spagnolo), CVB (olandese), INRA (francese), NRC (USA) e ROSTAGNO (Brasile).
| FEDNA1 | CVB | INRA | NRC | BRASIL | |
| SS (%) | 88,5-90,4 | 90,3 | 88,3-89,3 | 89,3-91,2 | 90,2-91,6 |
| Valore energetico (kcal/kg) | |||||
| Proteina grezza (%) | 27,4-28,0 | 26,8 | 24,6-27,3 | 27,3-45,3 | 30,5-42,1 |
| Estratto etereo (%) | 7,5-12,5 | 12,5 | 4,5-12,6 | 3,5-10,4 | 7,7-11,9 |
| Fibra grezza (%) | 6,7-7,8 | 6,7 | 7,1-7,4 | 6,2-9,5 | 6,9-7,9 |
| Amido (%) | 3,5-6,8 | 4,1 | 4,5-11,9 | 3,8-10,2 | 1,6-3,1 |
| Zuccheri (%) | 1,5 | 1,7 | 0,8-2,6 | - | - |
| ED crescita | 2800-3140 | - | 2950-3390 | 3291-4040 | 3123-4060 |
| EM crescita | 2585-2910 | - | 2760-3200 | 3102-3732 | 2930-3620 |
| EN crescita | 1750-2065 | 2207 | 1810-2200 | 2009-2384 | 1970-2456 |
| EN scrofe | 1950-2235 | 2207 | 2030-2420 | 2009-2384 | 2129-2573 |
| Valore proteico | |||||
| Digeribilità PG (%) | 65-66 | 65 | 69,7-70,2 | 74-76 | 75,6-83,2 |
| Composizione aminoacidi (% PG) | |||||
| Lys | 2,95-2,96 | 2,40 | 2,89-2,96 | 2,69-3,29 | 2,51-3,13 |
| Met | 1,03 | 1,00 | 1,90-1,86 | 1,79-2,15 | 1,24-1,86 |
| Met + Cys | 3,87-3,89 | 2,80 | 3,90-5,86 | 3,63-4,12 | 2,49-3,69 |
| Thr | 3,69-3,71 | 3,60 | 3,61-3,63 | 3,48-3,91 | 3,50-3,69 |
| Trp | 3,69-3,71 | 0,70 | 0,73 | 0,53-0,77 | 0,51-0,55 |
| Ile | 0,76-0,79 | 4,00 | 3,30-3,62 | 3,66-4,12 | 3,54-3,68 |
| Val | 4,85-4,84 | 5,00 | 4,92-4,95 | 4,94-5,40 | 4,78-4,93 |
| Arg | 4,18-4,20 | 4,10 | 4,06-4,23 | 3,57-4,70 | 3,88-4,13 |
| Digeribilità ileale standardizzata (% PG) | |||||
| Lys | 65 | 58 | 58-62 | 61-78 | 59,1-79,2 |
| Met | 84 | 86 | 76-81 | 82-89 | 81,9-89,6 |
| Met + Cys | 78 | 76 | 68-77 | 77,5-85 | 83,5-87,2 |
| Thr | 72 | 73 | 62-70 | 71-78 | 68,0-78,3 |
| Trp | 75 | 77 | 72-75 | 71-82 | 73,6-92,4 |
| Ile | 75 | 79 | 72-76 | 76-83 | 74,1-80,6 |
| Val | 77 | 80 | 66-74 | 75-81 | 73,2-80,5 |
| Arg | 82 | 84 | 76-81 | 78-83 | 80,2-86,4 |
| Minerali (%) | |||||
| Ca | 0,03-0,04 | 0,02 | 0,02-0,06 | 0,02-0,12 | 0,01-0,04 |
| P | 0,80-0,84 | 0,82 | 0,77-0,84 | 0,36-0,72 | 0,38-0,48 |
| P fitinico | 0,25-0,27 | 0,25 | 0,19-0,21 | - | 0,21-0,26 |
| P disponibile | 0,55-0,57 | - | 0,58-0,63 | - | 0,12-0,27 |
| P digeribile | 0,40-0,42 | 0,48 | 0,05 | 0,26-0,49 | 0,23 |
| Na | 0,12 | 0,25 | 0,03-0,05 | 0,06-0,3 | 0,07 |
| Cl | 0,24 | - | 0,01-0,05 | 0,08-0,2 | - |
| K | 1,05 | 0,40 | 0,4-0,43 | 0,17-0,88 | 0,51 |
| Mg | 0,32-0,35 | 0,31 | 0,11-0,16 | 0,09-0,49 | 0,10 |
1Tra i sistemi di valutazione studiati, CVB considera un'unica categoria per i DDGS da mais. Tuttavia, l'INRA e il BRASILE considerano 2 categorie sostanzialmente differenziate in base alla concentrazione di proteina grezza. FEDNA e NRC considerano una gamma più ampia di categorie oltre al contenuto proteico, considerando il contenuto di grassi e l'amido residuo non fermentato.
I DDGS di mais sono solitamente i più comunemente disponibili come ingredienti proteici negli stabilimenti di mangime per suini. Si presenta sotto forma di farina grossolana direttamente dal processo di fermentazione e distilleria o anche compresso in pellet grossolani per facilitare la fluidità nel trasporto e nella lavorazione.
La sua inclusione nella dieta dei suini è fortemente determinata dalla sua disponibilità e di solito è un ingrediente principalmente destinato alle formule di accrescimento ed ingrasso-finissaggio. Sebbene il profilo nutrizionale non costituisca una limitazione per il resto delle fasi fisiologiche, data la sua elevata variabilità tra lotti e impianti di lavorazione, indipendentemente dal controllo di qualità, è solitamente un ingrediente meno utilizzato nelle diete delle scrofe o nelle diete delle prime fasi. Ciò è dovuto alla riluttanza associata al contenuto di agenti potenzialmente dannosi per la mucosa intestinale, il fegato e il sistema riproduttivo (principalmente fattori antinutrizionali e micotossine).
Il livello di inclusione è molto variabile tra paesi e tipologie di mangimi, strettamente legati all’industria dedicata alla fermentazione e alla distilleria, così come i volumi prodotti, sostanzialmente soggetti al prezzo e alla domanda di etanolo, nonché alle normative interne e alle politiche commerciali internazionali.
Gli Stati Uniti sono i principali produttori di DDGS, ma anche il Sud America, essendo questi i principali consumatori e coloro che controllano l’esportazione verso Europa e Asia, poiché l’industria fermentativa è minoritaria e quindi dipendono dall’importazione e dal commercio di DDGS di mais.
I DDGS del mais sono fondamentalmente un ingrediente proteico, ma il loro contenuto di grassi e fibre non è trascurabile e può presentare un valore nutrizionale e di funzionalità di interesse nelle formulazioni di mangimi per suini.
Il contenuto medio in proteina nei DDGS di mais prodotti con metodi tradizionali è intorno al 27,6%±1,42, pur presentando un'elevata variabilità (CV>5%). Tuttavia i sistemi soggetti ai Paesi tipicamente produttori (NRC e BRASILE) considerano una categoria differenziata con un contenuto proteico molto più elevato, raggiungendo valori compresi tra il 42 e il 45%. Sebbene siano meno comuni, queste concentrazioni proteiche sono ottenute con varianti tecnologiche durante la lavorazione e la fermentazione, che includono il frazionamento, che consiste nell'incorporare tecnologie per la separazione delle fibre, il frazionamento proteico e l'eliminazione dei componenti non proteici, che consente di separare la frazione proteica più concentrata. Il contenuto proteico è inversamente proporzionale al contenuto di amido e di zuccheri residui (R2=0,45). Poiché si tratta di un ingrediente proteico, più del 30% della SS è dovuto alle proteine. Il contenuto proteico è anche un fattore determinante nel valore energetico dell'ingrediente EM (3137±355 kcal/kg; CV=11,3%) e EN (2223±182 kcal/kg; CV=8,2%), con determinazione dei coefficienti R2 =0,51 e R2=0,35, rispettivamente.
Il contenuto in grasso (9,2±3,24 %; CV=38,5%) è molto variabile ed è il risultato della concentrazione e non della degradazione della frazione lipidica durante il processo di fermentazione. Sebbene l'estratto etereo non sia un fattore determinante nel valore energetico finale, il suo contenuto residuo contribuisce positivamente (R2=0,23) se non si considerano le osservazioni corrispondenti all'elevato contenuto proteico.
Il valore medio di fibra grezza è anche il risultato della non degradazione di questa frazione durante il processo di fermentazione e distillazione. Il contenuto medio di fibra grezza è del 7,4%±0,91, tuttavia la variabilità è elevata (CV>10%), sebbene non si osservi una relazione diretta applicabile alla lavorazione tecnologica o all'implementazione di metodi di frammentazione rispetto ai valori considerati ad alto contenuto proteico dei DDGS da parte di NRC e BRASILE sono rispettivamente del 7,3 e del 6,9%.
Il range di sostanza secca proposto per i diversi sistemi di valutazione è molto stabile per tutti i sistemi, presentando pochissime variazioni tra loro (89,9%±0,99; CV=1,10%). Tuttavia, il contenuto di amido e di zuccheri (principalmente pentosi ed esosi, compresi i galattosi) è molto più variabile e soggetto a trasformazione nel caso dell'amido (6,36%±3,24; CV=50,9%), e la natura della varietà o delle condizioni di coltivazione nel caso degli zuccheri (1,6%±0,58; CV=36,2%), che possono condizionare anche il processo di formulazione o il suo risultato se tale variabilità non viene presa in considerazione.
La variazione e la risposta osservate al contenuto proteico sono ciò che determina il profilo degli AA legati alla natura del chicco di mais utilizzato e alla lavorazione (presenza di amido e zuccheri residui). Concentrazioni variabili di lisina (2,85%±0,27; CV=9,40%), treonina (3,64%±0,11; CV=3,12%) e triptofano (0,69%±0,10; CV=14,2%). Una variabilità non direttamente spiegata dalla variabilità del contenuto proteico. Gli aminoacidi solforati (3,81%±0,77; CV=20,9%) presentano la maggiore variabilità.
Il coefficiente di digeribilità di proteine e lisina presenta un range compreso tra il 50-55%, essendo molto simile tra i sistemi di valutazione studiati. Tuttavia, la lavorazione e il contenuto di amido residuo presentano una relazione inversamente proporzionale sulla digeribilità degli AA (R2=0,3-0,50, rispettivamente tra lisina e triptofano).
I DDGS di mais presentano un contenuto di calcio leggermente superiore (0,04%%±0,020; CV>60%) e fosforo totale più alto (0,67%%±0,18; CV>25%) rispetto al chicco di mais (0,02-0,03% Ca e 0,25-0,30% P), e simile Ca e leggermente superiore in P ai cereali tradizionali come l'orzo (0,05-0,30% P e 0,5-0,40% P), frumento (0,04-0,05% Ca e 0,35-0,40% P) e segale (0,04-0,06% Ca e 0,35-0,40% P).
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Referenze
FAOSTAT: http://www.fao.org/faostat/es/#data/QC
http://www.mapama.gob.es/es/agricultura/temas/producciones-agricolas/cultivos-herbaceos/cereales/
FEDNA: http://www.fundacionfedna.org/
Rostagno, H,S, 2017, TABLAS BRASILEÑAS PARA AVES Y CERDOS, Composición de Alimentos y Requerimientos Nutricionales, 4° Ed.
Sauvant D, Perez, J, y Tran G, 2004, Tablas de composición y de valor nutritivo de las materias primas destinadas a los animales de interés ganadero, INRA.
https://www.indexmundi.com/agriculture/
