Archiwum

Józef Krzyżewski
Instytut Genetyki i Hodowli Zwierząt Polskiej Akademii Nauk w Jastrzębcu

Wywar gorzelniany jest produktem ubocznym powstającym przy wytwarzaniu alkoholu etylowego (spirytusu) najczęściej z ziarna kukurydzy do celów spożywczych lub bioetanolu jako dodatku do paliw. Polska nazwa powinna brzmieć: suszony wywar gorzelniany z substancjami rozpuszczalnymi. W praktyce jednakże bardziej przyjął się skrót angielskojęzyczny DDGS (ang: dried distillers with solubles). Produkt ten występuje również pod innymi polskimi nazwami: wywar suszony lub wywar gorzelniczy zbożowy suszony.

                Przy dużej skali produkcji bioetanolu ogromnego znaczenia nabiera problem zagospodarowania pozostającego produktu ubocznego po fermentacji i oddestylowaniu alkoholu. Wywar gorzelniany bezpośrednio po produkcji zawiera zaledwie 5-8% suchej masy i z tego względu jego okres przydatności do spożycia jest stosunkowo krótki, ponieważ szybko pleśnieje. Wylewanie go bezpośrednio na pola mogłoby stanowić zbyt duże obciążenie środowiska naturalnego. Opracowano więc technologie jego zagospodarowania. Produkt ten na rynku występuje pod dwiema postaciami: jako mokry prasowany (zawiera 35-40% suchej masy) pod nazwą WDGS (ang.: wet distillers grains with solubles) oraz jako suszony w formie peletowanej pod nazwą DDGS. Wywar mokry (WDGS) jest materiałem szybko psującym się i dlatego wymaga konserwacji, tj. suszenia lub zakiszania. W nowoczesnych zakładach przemysłowych frakcja płynna (odciek), bogata w witaminy, składniki mineralne oraz tłuszcz jest zagęszczana w wyparkach próżniowych do konsystencji syropu, następnie jest łączona z frakcją stałą wywaru i w ostatnim etapie w wyniku długotrwałego suszenia w niskich temperaturach powstaje produkt o nazwie DDGS. Ten sam wywar zbożowy wysuszony bez odcieku nazywany jest DDG (ang: dried distillers grains). Produkcja więc DDGS w porównaniu do DDG polega na powtórnym dodaniu do wywaru syropu CCDS (ang: condensed corn distillers solubles) przed całkowitym wysuszeniem. Od ilości dodanego CCDS zależy wartość pokarmowa DDGS. Obok rodzaju użytego surowca jest to jeden z istotnych czynników zmienności w składzie i wartości pokarmowej DDGS, pochodzących z różnych partii lub wytwórni. DDGS powstaje na bazie takich surowców jak pszenica, jęczmień, kukurydza lub pszenżyto. W Polsce produkcja suszonego wywaru zbożowego do niedawna nie była duża, wynosiła bowiem tylko 20 tys. ton rocznie. W ostatnich latach uruchamiane są duże wytwórnie bioetanolu, produkujące alkohol z ziarna pszenicy oraz z wilgotnego ziarna kukurydzy. Łączna moc przerobowa tych wytwórni po uzyskaniu pełnych mocy produkcyjnych będzie wynosiła 900 tys. ton rocznie, a ilość produkowanego DDGS szacuje się na 300 tys. ton rocznie. W ostatnich latach w miejscowości Goświnowice uruchomiono nowoczesną, największą w Europie fabrykę bioetanolu, która obok wyprodukowania 140 milionów litrów paliwa dostarczać będzie 100 tys. ton wartościowego DDGS-u. Jeśli bioetanol jest produkowany z mieszanych surowców, np. zbóż i innych produktów zawierających cukry lub skrobię, pozostaje produkt uboczny pod nazwą DW (ang: distiller’s wash) czyli wywar podestylacyjny wypłukany, który występuje w formie prasowanej lub suszonej. Skład chemiczny i wartość pokarmowa suszonego wywaru zależy głównie od surowca, który był użyty do produkcji alkoholu. Dane w tabeli 1 wskazują na szeroką rozpiętość w zawartości składników pokarmowych w różnego rodzaju wywarach, pochodzących z przemysłu gorzelniczego w zależności od użytych surowców i technologii produkcji. Wywary zbożowe zawierają resztki pofermentacyjne ziarna zbóż, substancje rozpuszczalne oraz komórki drożdży i ich metabolity namnożone w procesie fermentacji. Najbardziej charakterystyczną właściwością DDGS jest wysoka zawartość białka ogólnego (30-40% w suchej masie). W krajowych DDGS produkowanych z ziarna kukurydzy poziom białka waha się w granicach 23,5-35,3%, zaś DDGS z żyta 28,5-33,8%. DDGS zawierają stosunkowo dużo fosforu, witamin z grupy B oraz biotynę. Pod względem zawartości białka i energii różnice pomiędzy DDGS i DDG nie są istotne, natomiast DDGS zawiera więcej fosforu i tłuszczu. W konsekwencji nie istnieje standaryzowana jakość dla „destylatów”, natomiast koniecznością jest wymóg wyspecyfikowania przez producenta składu produktu i jego przydatności paszowej. Suszone wywary zbożowe od dawna stosuje się w żywieniu krów mlecznych w USA. Traktowane są jako pasze białkowe mimo, iż zawierają również znacząca ilość energii netto (2,25 Mcal/kg). O stosunkowo wysokiej wartości energetycznej decyduje wysoka zawartość tłuszczu oraz włókna, które charakteryzuje się wysoką strawnością ze względu na niską zawartość ligniny. Należy przy tym podkreślić, że nie jest to włókno „efektywne” (feNDF) ze względu na wysoki stopień rozdrobnienia. DDGS charakteryzuje się wysoką zawartością białka, przy czym białko to ulega ograniczonemu rozkładowi w żwaczu, pełni więc funkcję tzw. białka chronionego. W 1 kg DDGS uzyskanego z kukurydzy znajduje się 350 g białka ogólnego; połowa, tj. 175 g nie ulega rozkładowi w żwaczu i przechodzi do dwunastnicy.

                Stosunkowo wysoki udział białka nie ulegającego rozkładowi w żwaczu jest wynikiem działania wysokiej temperatury w procesie suszenia. Udział DDGS w dawkach dla krów o wysokiej wydajności mleka ogranicza niska zawartość w nim lizyny, czyli aminokwasu, który wraz z metioniną decyduje o wartości biologicznej białka zawartego w paszach stosowanych w żywieniu krów mlecznych i tym samym o wydajności mleka. Z tego względu udział DDGS w dawkach dla krów wysoko mlecznych nie powinien przekraczać 20% suchej masy całej dawki. Ograniczenie to jest istotne szczególnie w przypadku żywienia krów kiszonką z kukurydzy. Większe ilości DDGS można stosować w żywieniu krów otrzymujących w dawce podstawowej kiszonkę z lucerny podwiędniętej lub traw albo zielonkę pastwiskową. Wymienione pasze zawierają więcej lizyny w porównaniu z kiszonką z kukurydzy. W jednym z doświadczeń, przeprowadzonym w USA (Sasikala-Appukuttan in., 2008) wykazano, że dodatek 18,5% DDGS w suchej masie dawki, kosztem zmniejszenia udziału w dawce ziarna kukurydzy i poekstrakcyjnej śruty sojowej odpowiednio z 32,5 do 23,5% i z 10,4 do 1,1% spowodował zwiększenie wydajności z 33,8 do 36,2 kg/dzień mleka bez ujemnego wpływu na jego skład i przemiany zachodzące w żwaczu krów.

                W Polsce przez wiele lat tradycyjnym surowcem używanym do produkcji alkoholu były ziemniaki i żyto, rzadziej pszenica. Wywary gorzelniane uzyskiwane z tych surowców charakteryzowały się bardzo niską zawartością suchej masy (5-10%) oraz niską zawartością białka (1,2% w wywarze z ziemniaków oraz 2,7% w wywarze z pszenicy). Rozpoczęcie krajowej produkcji alkoholu z ziarna kukurydzy spowodowało również pojawienie się na rynku DDGS – produktu ubocznego z tego surowca. Zespół pracowników naukowych z IZ-PIB w Balicach, pod kierunkiem prof. J. Strzetelskiego, przeprowadził cykl badań nad określeniem składu chemicznego i wartości pokarmowej DDGS z kukurydzy w żywieniu bydła. W tabelach 2 i 3 podano skład chemiczny i wartość pokarmową suszonego wywaru kukurydzianego pozyskiwanego w polskich zakładach gorzelniczych.

                W doświadczeniu żywieniowym przeprowadzonym przez prof. Strzetelskiego na cielętach w okresie odchowu od 7 do 120 dnia życia, dodatek wywaru kukurydzianego w ilości 15 lub 28% w mieszance pasz treściwych nie wywarł ujemnego wpływu na wysokość dziennych przyrostów masy ciała i zużycie mieszanki treściwej na 1 kg przyrostu masy ciała. Również w doświadczeniu na krowach dojnych, otrzymujących mieszankę treściwą z udziałem 20 lub 35% suszonego wywaru nie wykazano istotnych różnic między grupami w wydajności i składzie chemicznym mleka. W mleku krów otrzymujących dodatek suszonego wywaru zauważono tendencję do niewielkiego wzrostu zawartości kwasu linolenowego i skonjugowanego kwasu linolowego (CLA). Stwierdzono obniżenie stosunku kwasów n-6/n-3 zarówno w tłuszczu mięsa cielęcego jak i w tłuszczu mleka krów otrzymujących w dietach dodatek suszonego wywaru gorzelniczego. Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano, że w prawidłowo zbilansowanych dawkach pokarmowych (zgodnie z normami IZ-INRA) suszony wywar kukurydziany może stanowić dobry komponent energetyczno-białkowy w mieszankach treściwych stosowanych w żywieniu cieląt i krów. W żywieniu cieląt można stosować mieszanki treściwe z udziałem 15% suszonego wywaru kukurydzianego, natomiast w żywieniu krów mlecznych mieszanki treściwe zawierające 20-25% suszonego wywaru. Przy bilansowaniu dawek pokarmowych należy mieć na uwadze, aby zawartość tłuszczu w dawce pokarmowej nie przekraczała 6% w suchej masie całej dawki. Jakość suszonego wywaru gorzelniczego z kukurydzy zależy w dużym stopniu od temperatury suszenia i granulowania. Susz produkowany w zbyt wysokiej temperaturze charakteryzuje się nieprzyjemnym zapachem spalonego produktu, posiada kolo ciemno-brązowy i jest niechętnie pobierany przez zwierzęta. Strawność składników pokarmowych zawartych w takim wywarze jest wyraźnie obniżona, co powoduje, że jego wartość pokarmowa jest także niższa w porównaniu z analogicznym produktem suszonym w niższej temperaturze. Wyprodukowany susz należy przechowywać w odpowiednich warunkach, zwłaszcza przy określonej niskiej wilgotności. W pomieszczeniach zbyt wilgotnych susz pleśnieje i wówczas mogą pojawić się różnego rodzaju niepożądane grzyby toksynotwórcze, zwane mikotoksynami. Wysoki poziom mikotoksyn w dawce pokarmowej wpływa istotnie na obniżenie ilości pobieranej paszy, negatywnie wpływa na system immunologiczny, co prowadzi do obniżenia odporności organizmu i zaburzeń metabolizmu żwacza. Suszony wywar może zawierać również wysoką zawartość mikotoksyn w warunkach prawidłowego przechowywania w przypadku, gdy ziarno kukurydzy było skażone mikotoksynami. Te substancje o wysokim stopniu szkodliwości nie tylko nie ulegają zniszczeniu w procesie technologicznym, lecz ich koncentracja może wzrosnąć nawet trzykrotnie ze względu na ubytek węglowodanów, które wykorzystane zostały w procesie fermentacji.

                Na polskim rynku jest dostępny produkt paszowy o nazwie ProtiGold sprzedawany przez firmę Ekoplon SA. Jest on wytwarzany na bazie DDGS. Wywar gorzelniany suszony w odpowiednich warunkach charakteryzuje się wysoką strawnością składników pokarmowych. Ponadto zawiera komórki drożdży i ich metabolity namnożone w procesie fermentacji. Wielocukry zawarte w drożdżach posiadają dużą zdolność wiązania wody, drobnoustrojów chorobotwórczych i mikotoksyn. W ten sposób związane szkodliwe mikroorganizmy i toksyny są unieszkodliwiane i wydalane z organizmu a ich miejsce zajmują pożyteczne bakterie kwasu mlekowego, które obniżają pH przewodu pokarmowego i zapobiegają występowaniu biegunek. Beta-glukany zawarte w drożdżach przyczyniają się do zwiększenia odporności organizmu. Zawartość białka w ProtiGold waha się od 26 do 30%; białko to charakteryzuje się korzystnym składem aminokwasowym. Dzięki temu można nim zastąpić znaczną część dotychczas stosowanych dodatków wysokobiałkowych w postaci makuchu rzepakowego lub poekstrakcyjnej śruty rzepakowej lub sojowej. Z punktu widzenia żywienia przeżuwaczy najważniejszą zaletą ProtiGold jest niski, wynoszący zaledwie 45% rozkład białka w żwaczu. Oznacza to, że aż 55% białka ulega trawieniu dopiero w dwunastnicy, co sprzyja uzyskiwaniu większej wydajności mleka. Włókno zawarte w ProtiGold zawiera mało ligniny i z tego względu produkt ten nadaje się także do żywienia zwierząt monogastrycznych (trzody i drobiu). W dawkach pokarmowych dla bydła mlecznego udział ProtiGold może dochodzić do 25% w suchej masie paszy treściwej a dla opasów nawet do 30%.

                W podsumowaniu należy podkreślić, że DDGS jako produkt białkowo-energetyczny może być stosowany z powodzeniem jako komponent mieszanek pasz treściwych w składzie TMR/PMR sprzyja utrzymaniu wysokiej wydajności mleka. Dotychczas używane krajowe produkty wysokobiałkowe, takie jak poekstrakcyjna śruta rzepakowa 00, makuch rzepakowy 00, bobik, groch, ewentualnie łubiny stwarzają wiele ograniczeń wynikających bądź to z dostępności tych surowców lub też z zawartości w nich czynników antyżywieniowych. W tej sytuacji pojawienie się na rynku nowego surowca wysokobiałkowego umożliwia zastąpienie znacznej części importowanej śruty sojowej lub rodzimych produktów wysokobiałkowych, DDGS wydaje się być atrakcyjną alternatywą zarówno dla przemysłu paszowego jak i producentów rolnych, produkujących mieszanki we własnym gospodarstwie.