A DDGS felhasználhatósága a sertéstakarmányozásban. Aflatoxin: egy új kockázat

Átírás

1 Dr. Fábián János Kutatás-fejlesztési igazgató Bonafarm-Bábolna Takarmány Kft. A DDGS felhasználhatósága a sertéstakarmányozásban. Aflatoxin: egy új kockázat

2 Kukorica tőzsdei jegyzésének alakulása (Chicagoi árutőzsde)

3 Extrahált szójadara tőzsdei jegyzésének alakulása (Chicagoi árutőzsde)

4 AZ ETANOL, MINT ÜZEMANYAG Etanollal működött a legelső automobilok közül néhány Magyarországon 1927-ben lehetett először alkoholos benzint tankolni, az 1:4 arányú keverékét Motalko néven hozták forgalomba Etanol előállítás segítségével biztosították a világháborúk idején a megnőtt üzemanyag igényt Henry Ford, 1896 Napjainkban környezetvédelmi szempontok: az etanol égése tökéletesebb, mint a benziné, ezért felhasználásával csökken a kipufogógázok szénmonoxid- és maradék szénhidrogén tartalma.

5 BIOETANOL Nagyrészt etil-alkoholból (etanolból) álló üzemanyag, amelyet biológiailag megújuló energiaforrások (növények) felhasználásával nyernek abból a célból, hogy benzint helyettesítő, vagy annak adalékaként szolgáló motorüzemanyagot kapjanak 4

6 Bioetanol felhasználása A bioetanol a jelenlegi autókban max. 50% arányban keverhető be Az E85 üzemanyag keverék 85% bioetanolt és 15% benzint tartalmaz. 5

7 Bioetanol felhasználásának hátrányai Az alacsonyabb fűtőértéke, nagyobb mennyiség elégetésére van szükség, azonos teljesítményhez A kisebb fajlagos energia miatt fogyasztása mintegy százalékkal nagyobb A felhasználható növényi alapanyag mennyisége véges: a hiány könnyen felverheti az árát a cukor és cellulóz tartalmú növényeknek, gabonáknak 6

8 Globális etanol termelés (millió liter) Ipari Italgyártás Üzemanyag 7

9 Bioetanol gyártási folyamata A bioetanol gyártásának alapanyaga általában vagy magas cukortartalmú növény (például cukorrépa, cukornád) vagy olyan anyagot tartalmazó növény, melyet kémiai-biológiai reakciók sorozatával cukorrá lehet alakítani (például keményítőtartalmú növények: kukorica, búza, burgonya stb., vagy cellulóz tartalmú növények: fa, fűfélék, gabonaszárak, szalma). 8

10 Bioetanol gyártási folyamata Nedves őrlés nagyobb beruházást igényel A őrlés folyamán elkülönül a keményítő, a csíra, a fehérje és a korpa nemcsak etanolt, hanem kukoricakeményítőt, kukorica szirupot, dextrózt és glükózt is előállíthat Száraz darálás Egyszerűbb és kisebb beruházási igényű A gyártás folyamán a kukoricaszemeket frakcionálás nélkül ledarálják és fermentálják.

11 Száraz darálásos technológia 36 kg ethanol 32 kg DDGS 100 kg kukorica 32 kg CO 2

12 Magyarország Szabadegyháza: alapanyagként tonna/év kukoricát használ fel keményítők, szőlőcukor, izocukor, alkohol, takarmányok Dunaföldvári etanol üzem (2012): alapanyagként 575,000 tonna/év kukoricát használ fel. 240 millió liter/év bioetanolt állít elő tonna DDGS keletkezik Mohácsi üzem átadása? 2,15 millió tonna kukorica feldolgozása? tonna DDGS? 11

13 Kukorica DDGS Alkohol gyártási melléktermék, amely alapanyagként kukoricát használnak fel. A keményítőt hőkezeléssel és enzimatikus eljárással tárják fel. A maradványanyag a desztilláció utáni cefremaradvány szárazanyag tartalma. Nyersfehérje 8% Nyerszsír 3,72% Nyersrost 2,15% Keményítő 64,11 3X 12

14 Kukorica DDGS táplálóanyag tartalom Szárazanyag 88-90% Nyersfehérje 25-32% Nyerszsír 9-15% Nyersrost 8-12% Lizin 0,6-1,0% Metionin 0,55-0,75% Kalcium 0,17-0,26 Foszfor 0,4-1,0% Évjárat, alapanyag Gyártástechnológia Élesztőgombák aktivitása Lizinben, triptofánban relatíve szegény Emészthető foszforban gazdag 13

15 Nyersfehérje vizsgálati eredmények (%) 28,50 28,00 27,50 27,00 26,50 26,00 25,50 25,00 24,50 24,00 23,50 26,

16 Nyerszsír vizsgálati eredmények (%) 18,00 17,00 16,00 15,00 14,40 14,00 13,00 12,00 11,00 10,

17 Nyersrost vizsgálati eredmények (%) 10,00 9,00 8,00 7,51 7,00 6,00 5,00 4,

18 Mikotoxinok

19 A DDGS színe Magas hőmérsékleten a szénhidrátok aminosavakkal, főként lizinnel komplexeket alkotnak, a DDGS karamellizálódik. Ez a DDGS fehérje és ezen belül lizin értékesülését negatívan befolyásolja, amire a termék színe jól utal Jó minőségű DDGS színe arany barna, karamell barna A DDGS sötét, kávébarna színe magas szárítási hőmérsékletre és ez által potenciálisan alacsonyabb fehérjeértékre, emészthető lizin tartalomra utal. A sötétbarna színű DDGS lizintartalma kevésbé emészthető 18

20 Extrém színkülönbség 19

21 A DDGS a sertések takarmányozásában Az etanol iparág bővülése és az egyre jobb minőségben, aranybarna, karamell-barna színben képződő DDGS következtében egyre nagyobb jelentősége van ennek a mellékterméknek a felhasználásának a monogasztrikus állatok, így a sertések takarmányozásában is Az igen jelentős etanol gyártással rendelkező USA-ban amíg például 2001-ben 89 ezer tonna, 2008-ban már 2,8 millió tonna DDGS-t használtak fel a sertéstakarmányokban 20

22 A DDGS a sertések takarmányozásában Sertéstakarmányozási kísérleti eredmények azt bizonyítják, hogy bizonyos esetekben a DDGS 30%-ban felhasználható a hízósertések valamint a szoptató kocák takarmányában Vemhes kocáknál az alkalmazási arány elérheti akár az 50%-ot is A hízótakarmányokban 20%-ot meghaladó DDGS felhasználás a szalonna lágyulását okozza, ezért a vágás előtt 3-4 héttel az ilyen arányú DDGS etetését szüneteltetni kell 21

23 A DDGS a sertések takarmányozásában Malacok takarmányozásánál rontja a szárazanyag, vagyis a táplálóanyagok emészthetőségét Fiatalabb állatoknál a vastagbélben történő mikrobiális fermentáció kevésbé jelentős Enyhe Lawsonia intracellularis fertőzés esetén a DDGS etetése csökkentette az ileitis súlyosságát. Ennek a hatásmechanizmusa nem ismert, de feltételezések szerint a DDGS felhasználása a takarmányban kedvező irányban befolyásolja a vékonybél morfológiáját 22

24 DDGS etetési tapasztalatok (Fiorács Kft., Likócs, hó) Malac nevelő Malac nevelő Hízó I. Hízó I. Hízó I. Hízó II. Hízó II. Hízó II. Ft/Kg Telepi AB Telepi A B Telepi A B Extrahált szója 46% ,70 8,00 10,00 5,50 DDGS 83 5,00 10,00 8,00 27,00 30,00 10,00 18,70 21,30 Extr. Napraforgó 78 1,00 1,00 1,50 2,00 3,00 2,00 3,00 1,50 Extr. Repcedara 89 3,00 3,00 4,00 4,00 1,50 5,00 Repcemag pogácsa 91 4,00 5,00 3,00 Alapanyag költég Ft/kg 95,53 91,12 82,89 80,31 78,89 77,46 75,58 76,83 Különbség Ft/kg -4,41-2,58-4,00-1,88-0,63 Különbség % -4,6% -3,1% -4,8% -2,4% -0,8% 23

25 DDGS etetési tapasztalatok (Fiorács Kft., Likócs, hó) 3,5 3 3,05 3,18 3,19 A csoport B csoport 2,5 Telepi átlag 2 1,5 1 0,796 0,847 0,806 0,5 0 FCR Súlygyarapodás (kg/nap) 24

26 Összefoglalás Összességében az állati takarmányozás céljára egyre nagyobb mennyiségben fognak különböző bioetanol-ipari melléktermékek a rendelkezésre állni a jövőben. A DDGS felhasználásakor figyelembe kell venni, hogy alig tartalmaz keményítőt, de viszonylag jó energia-, fehérje-, rost- és foszforforrás. A DDGS táplálóanyag tartalma viszonylag nagymértékben ingadozhat, és a szárítás során fellépő hőhatás ronthatja a fehérjetartalom emészthetőségét Számolva ezen tényezőkkel a DDGS értékes takarmány alapanyagnak minősül a sertések takarmányozásában. A DDGS ezáltal jelentős potenciált jelent az sertéstenyésztés számára, amelyet minél nagyobb mértékben ki kell használni az ágazat versenyképessége szempontjából. 25

27 Aflatoxin B1, B2, G1, G ben Angliában 100 ezer pulyka hullott el A takarmány alapanyagként használt földimogyoró dara vékonyréteg kromatográfiás vizsgálatánál négy jól elkülönülő foltot kaptak B1, B2, G1, G2 megkülönböztetéssel (Fluoreszcencia színük alapján: B-blue, G-green) A toxikus darából egy fonalas gombát izoláltak, amely táptalajra oltva is termelte a toxikus anyagokat A gombát Aspergillus flavusként azonosították, a toxikus anyagoknak az aflatoxin nevet adták, a megbetegedést aflatoxikózisnak Akut esetben toxikus hepatitiszt okoznak (Indiában 1974-ben több mint 100, Kenyában 1981-ben és ban közel 200 ember halálát okozta aflatoxinnal szennyezett kukorica) Hosszabb távon májcirrózist és májrákot okoznak 26

28 EÜM május 29-ei tájékoztatója az aflatoxinok jelenlétéről Az aflatoxinok legveszélyesebb, kis dózisokhoz kötött, hatása génkárosító és rákkeltő hatása. In vitro emberi sejtekben az aflatoxinok (főként a B1) klasztogének és mutagének, kovalensen kötődnek a DNS-hez. Metabolizációjuk (lebomlásuk) során az aflatoxinokból reaktív, epoxi vegyületek keletkeznek, amelyek ún. végső (ultimate) karcinogének (rákkeltők); elsősorban ezek felelősek májrákot okozó hatásukért. Elsősorban meleg égövi országokban, csapadékos, magas páratartalmú időben gyakori; nálunk természetes előfordulásával nem kell számolni, élelmiszerszennyezőként importcikkeken lelhetők fel. 27

29 A globális felmelegedés hatásai 18. század 28

30 Aspergillus és aflatoxin előfordulása a környező országokban Horvátország: aflatoxin termelők azonosítása kukoricáról (2004, 2005) Észak-Olaszország, 2003: Aflatoxint termelő Aspergillus flavus és EU határérték feletti aflatoxin kontamináció detektálása kukoricán Szlovénia, Szerbia: EU limit feletti aflatoxin M1 szint tejben( 2007, 2009) Románia: 1997: minden vizsgált kukoricaminta aflatoxinmentes volt : a vizsgált tételek 30%-ában detektáltak aflatoxinokat, 20%-ban a határérték felett Bulgária, Ukrajna (2010) 29

31 Aflatoxintermelő Aspergillus fajok előfordulása Magyarországon és főbb jellemzőik (Dobolyi és mtsai., 2011) 30

32 Aspergillus flavus törzsek aflatoxin B 1 -termelő képessége (Dobolyi és mtsai., 2011) 31

33 A 30 fok fölötti hőmérsékletű napok száma évben Hőmérséklet maximum 25 C 30 C 35 C

34 ASPERGILLUS ÉLETCIKLUSA Spóra képződés Csírázás Hifa tömegtermelés (csúcs fázis) Hifa növekedés és elágazás A. flavus a talajban és növényi maradványokon, elszóródott szemeken marad fenn Meleg, nedves időszakban spórák képződnek, amelyek a kukorica bibeszálakra kerülnek, ahol kicsíráznak, kolonizálódnak A gomba a bibeszálon keresztül lejut a fejlődő csőig (a sárgásbarna, nedves bibeszálak a legfogékonyabbak) A csuhélevél alá bejutott gomba a sérült szemeket is megfertőzi Rovar és madárkár is fertőzési kapu Forróság, aszály a szemtelítődés időszakában, különösen a magas éjszakai hőmérséklet kiváltja a toxin termelést A fertőzött szemeken betakarítást követően 1-2 napon belül elindul a gomba növekedése 33

35 Mikotoxinok hatása T2 Nyálkahártya irritáció FUMONISIN Tüdő ödéma OCHRATOXIN Vesekárosodás ZEARALENONE Hüvely, végbél előesés Szaporodásbiológiai problémák T2 DON Takarmány visszautasítás Hányás AFLATOXIN - FUMONISIN Májgyulladás T2 Vérzések

36 A legjelentősebb mikotoxinok a sertéstakarmányokban MYCOTOXIN PENÉSZGOMBA ELŐFORDULÁS FŐBB TÜNETEK Aflatoxin Ochratoxin DON (vomitoxin) T-2 Zearalenon Fumonizin Aspergilus flavus A. parasiticus A. nominus A. ochraceus Penicillium verrucos um Fusarium grami nearum F. culmorum F. sporotrichoides F. tricinctum F. poae F. graminearum F. tricinctum F. culmorum Fumonisin moniliforme F. ploriferatum Kukorica, ttm. gyarapodás és tak. felvétel, földimogyoró, májkárosodás, bevérzések, gyapotmag immunitás ttm. gyarapodás és tak. felvétel, Árpa, olajos magvak vesefunkció zavar, ivóvíz fogyasztás, immunitás Kukorica, tak. felvétel, tak. elutasítás, búza, árpa, hányás, rozs, zab ttm. gyarapodás ttm. gyarapodás és tak. felvétel, Búza, árpa dermatitisz, nyirokszövetek nekrózisa, termékenység Kukorica, Hiperösztrogénizmus, búza, árpa, reprodukciós teljesítmény, rozs terméketlenség ttm. gyarapodás és tak. felvétel, Kukorica májkárosodás, tüdő ödéma GOND (PPM) 0,02 0,2 1,0 0,5 0,5 5,0

37 Takarmányok maximális aflatoxin tartalma (64/2012. (VII. 3.) VM rendelet) Nemkívánatos anyag Takarmányozásra szánt termékek Legnagyobb tartalom mg/kgban (ppm), 12 %-os nedvességtartalmú takarmányra vonatkozóan 1. Aflatoxin B1 Takarmány-alapanyagok 0,02 Kiegészítő és teljes értékű takarmányok, kivéve: 0,01 - tejelő teheneknek és borjaknak, tejelő juhoknak 0,005 és bárányoknak, tejelő kecskéknek és gidáknak, valamint malacoknak és növendék baromfiknak szánt takarmánykeverékek - szarvasmarhának (a tejelő tehenek és a borjak kivételével), juhoknak (a tejelő juhok és a bárányok kivételével), kecskéknek (a tejelő kecskék a gidák kivételével), sertéseknek (a malacok kivételével) és baromfinak (a növendék állatok kivételével) szánt takarmánykeverékek 0,02 36