Wywary gorzelniane są produktem ubocznym procesu fermentacji alkoholowej, powstającym przy produkcji etanolu paliwowego lub spożywczego. Perspektywy rozwoju produkcji biopaliw, oleju pędnęgo i etanolu, wydają się być bardzo obiecujące. Wskazują na to między innymi dyrektywy wprowadzone w Unii Europejskiej, które zobowiązują kraje członkowskie do stopniowego zwiększania zawartości biokomponentów w paliwach. Konsekwencją wzrostu produkcji etanolu paliwowego będzie znaczne zwiększenie ilości wywarów gorzelnianych, wymagających zagospodarowania w sposób przyjazny dla środowiska naturalnego.

Wywary spełniające mikrobiologiczne i toksykologiczne normy czystości mogą być zużywane jako pasza dla zwierząt gospodarskich. Stanowi to najbardziej ekologiczny sposób ich zagospodarowania. Produktem pozostającym bezpośrednio po fermentacji surowca i destylacji alkoholu są wywary płynne, zawierające poniżej 10% suchej masy, których zastosowanie jest ograniczone do lokalnych odbiorców. Konserwowanie wywarów przez suszenie - dzięki takim korzyściom jak zwiększenie trwałości wywarów oraz ułatwienie ich transportu i przechowywania - umożliwia szerokie wykorzystanie tego produktu w żywieniu zwierząt. Obecnie produkowane są prawie wyłącznie wywary pełne (tzw. DDGS - distillers dried grains with solubles), które zawierają obie pozostające po fermentacji frakcje - stałą i płynną.

Technologia wytwarzania wywarów zbożowych została na przestrzeni minionych lat udoskonalona, głównie pod względem metody i temperatury suszenia. Między innymi dzięki suszeniu wywarów metodą rozpyłową, przy której działanie wysokiej temperatury jest krótkie, poprawiła się ich wartość pokarmowa. Suszone wywary stały się bardziej ujednolicone pod względem składu chemicznego i stosuje się je z powodzeniem w żywieniu zwierząt monogastrycznych, w tym drobiu.
Ze względu na możliwość uzyskania wysokich plonów, stosunkowo małe wymagania glebowe i dużą zawartość skrobi w ziarnie, kukurydza będzie prawdopodobnie podstawową rośliną wykorzystywaną do produkcji bioetanolu. Ilość alkoholu uzyskiwana z kukurydzy, w przeliczeniu na 1 ha wynosi około 3300 litrów i jest znacznie wyższa, niż w przypadku innych zbóż. W niektórych, zwłaszcza północno-wschodnich rejonach Polski, ze względu na uwarunkowania klimatyczne, duże znaczenie będzie miało również ziarno żyta. Produkcja etanolu z ziarna zbóż jest bardziej przyjazna dla środowiska naturalnego niż z buraków cukrowych lub ziemniaków, gdyż ilość powstających substancji ubocznych i odpadów jest znacznie mniejsza.

Największym producentem wywarów zbożowych, głównie wywaru kukurydzianego, są obecnie Stany Zjednoczone Ameryki Północnej, gdzie do benzyny dodaje się średnio 10% bioetanolu. Rocznie produkuje się tam 3,2-3,5 milionów ton suszonych wywarów, z czego aż 98% pochodzi z produkcji etanolu paliwowego. Większość wywarów zużywana jest na cele paszowe na rynku wewnętrznym, natomiast około 700 tysięcy ton eksportuje się do krajów europejskich.
Przeszkodę w rozwoju tej nowej gałęzi przemysłu paliwowego mogą stanowić ograniczenia światowej produkcji ziarna kukurydzy i innych zbóż. Przerób na paliwo istotnie zmniejsza podaży ziarna zbóż na cele paszowe i konsumpcyjne oraz może wpływać na zwiększenie ceny chleba i innych podstawowych produktów pochodnych.

Zawartość składników pokarmowych w wywarach zbożowych
W skład wywarów zbożowych wchodzą niepodatne na fermentację składniki ziarna zbóż (białko i aminokwasy, tłuszcz, składniki mineralne, witaminy, węglowodany nieskrobiowe i inne) oraz biomasa namnożonych drożdży. Komórki drożdżowe, które przechodzą do wywarów, mogą stanowić nie tylko bogate oraz łatwo przyswajalne źródło witamin z grupy B (tiamina, ryboflawina) i mikroelementów, ale również innych związków biologicznie czynnych. Można zaliczyć do nich substancje mogące mieć korzystny wpływ na organizm zwierzęcy, takie jak nukleotydy, mannanooligosacharydy, 1,3/1,6 beta-glukan, inozytol i glutaminian. Powyższe związki spowodowały, że w wywarach doszukiwano się dawniej obecności tzw. „niezidentyfikowanego czynnika wzrostu".
Według danych amerykańskich, z każdej tony ziarna kukurydzy powstaje około 400 l etanolu oraz po 320 kg dwutlenku węgla i suszonego wywaru. Kukurydza zawiera ponad 60% skrobi, która w procesie fermentacji zostaje przekształcona w alkohol. W wytwarzanym wywarze zawartość pozostałych składników pokarmowych rośnie zatem w przybliżeniu 2-3 - krotnie, w porównaniu z ich zawartością w surowcu użytym do fermentacji. Wyjątek stanowi energia metaboliczna, której zawartość ze względu na utratę skrobi i zwiększenie udziału polisacharydów nieskrobiowych, jest w wywarach wyraźnie niższa niż w surowcu wyjściowym. Ponieważ do etanolu nie przechodzą mykotoksyny, ich ewentualna zawartość w ziarnie wziętym do przerobu znacznie się zwiększa. Poziom mykotoksym w wywarze przeznaczonym na paszę dla zwierząt musi więc być sprawdzany.
W badaniach własnych, wykonanych w Instytucie Zootechniki poziom energii metabolicznej w suszonym wywarze kukurydzianym określono na 10,23 MJ/kg (tabela 1), co jest wartością znaczne niższą w porównaniu z ziarnem kukurydzy. Zawartość białka ogólnego w DDGS zależy przede wszystkim od gatunku i jakości surowca zbożowego wykorzystanego do przerobu oraz ilości biomasy drożdży przechodzącej do wywaru. Krajowy wywar kukurydziany analizowany w badaniach własnych zawierał 35,5% białka ogólnego, natomiast żytni - 33,8% (tabela 1). Dla porównania, autorzy amerykańscy analizując 118 próbek suszonych wywarów kukurydzianych wyprodukowanych w USA, odnotowali, że zawartość białka ogólnego była w nich wyrównana i wahała się od 28,1 do 31,6%.
Wywary zbożowe są bogatym źródłem aminokwasów egzogennych (tabela 1), szczególnie metioniny, która jest pierwszym aminokwasem ograniczającym u drobiu. W porównaniu z surowcem wyjściowym dostępność aminokwasów w DDGS może być nieco niższa, co w szczególności dotyczy lizyny. Według wielu autorów przydatnym wskaźnikiem przyswajalności tego aminokwasu jest kolor wywarów. Wykazano, że jasna, złocista barwa DDGS jest związana z dużą dostępnością lizyny, przekraczającą 80%. W przypadku koloru ciemnobrązowego i zapachu dymnego (spowodowanych zbyt wysoką temperaturę suszenia) dostępność lizyny jest znacznie niższa i może spadać poniżej 60%. Dlatego też w niektórych badaniach stwierdzano dużą zmienność dostępności lizyny w wywarach kukurydzianych pochodzących z różnych wytwórni. Stosowanie wywarów może więc wymagać uzupełniania mieszanki aminokwasami krystalicznymi - w celu poprawy bilansu aminokwasów, wskaźników produkcyjnych i ograniczenia wydalania azotu do środowiska.
Charakteryzując skład chemiczny DDGS, dla orientacji można podać, że są to produkty, które pod względem zawartości białka wykazują podobieństwo do poekstrakcyjnej śruty rzepakowej, pod względem zawartości metioniny - do drożdży i poekstrakcyjnej śruty sojowej, a pod względem zawartości treoniny - do wytłoków rzepakowych. Zawierają natomiast mało lizyny i tryptofanu, których poziom upodabnia je do ziarna owsa i nasion słonecznika. Powyższe dane mogą być pomocne przy ustalaniu ceny produktu przeznaczonego na cele paszowe oraz zestawianiu DDGS z innymi komponentami białkowymi w recepturze mieszanki.
Wywary zbożowe są bogatym źródłem dobrze przyswajalnego fosforu. Jest to prawdopodobnie spowodowane działaniem fitazy wytwarzanej przez mikroorganizmy podczas procesu fermentacji alkoholowej. W badaniach na kurczętach rzeźnych przyswajalność fosforu w suszonym wywarze kukurydzianym określono na 61%, co znacznie przekracza przyswajalność P z ziarna kukurydzy (około 30%). W przypadku tuczników wykazano, że wprowadzenie do mieszanki 10-20% DDGS może zwiększać stopień zatrzymania fosforu w organizmie, a przez to ograniczać ilość tego pierwiastka w kale. Dane te mają istotne znaczenie z ekologicznego punktu widzenia. Wskazują bowiem na możliwość mniejszego zużycia fosforanów paszowych w mieszankach zawierających wywary, dzięki czemu obniżone zostanie wydalanie fosforu do środowiska.
Z przeglądu piśmiennictwa wynika, że składnikiem którego zawartość w wywarach podlega największym wahaniom jest sód. Wyliczenia wskazują, że w suszonym wywarze kukurydzianym pierwiastek ten powinien występować w ilości około 0,10%, a tymczasem według niektórych autorów zawartość sodu jest często wyższa i wynosi nawet 0,25-0,50%. Powód takiego zróżnicowania nie jest znany, gdyż w gorzelniach, w żadnej fazie procesu technologicznego, nie stosuje się dodatków zawierających sód. Skarmiając mieszanki paszowe zawierające suszony wywar zbożowy należy więc dokładnie bilansować sód i pozostałe pierwiastki (K, Cl) kształtujące bilans kationowo-anionowy paszy oraz warunkujące równowagę elektrolitów w organizmie. Warto jednak zaznaczyć, że wywary krajowe analizowane w badaniach własnych charakteryzowały się niską zawartością sodu (tabela 1).
Substancje czynne zawarte w komórkach drożdży i przechodzące do wywarów sprawiły, że w niektórych doświadczeniach badany był wpływ DDGS na stan zdrowotny zwierząt. Przykład stanowią amerykańskie badania na odsadzonych prosiętach, w których wykazano, że 10% udział DDGS w paszy zmniejsza częstotliwość oraz wielkość zmian chorobowych w jelicie cienkim i okrężnicy u zwierząt zainfekowanych bakterią Lawsonia intracellularis, wywołującą rozrostowe zapalenie jelit.

Wyniki badań nad stosowaniem wywarów zbożowych w żywieniu drobiu
Ze uwagi na zmienny skład chemiczny i niekiedy niską przyswajalność aminokwasów wywary zbożowe początkowo były rzadko stosowane w żywieniu zwierząt monogastrycznych. W pierwszych doświadczeniach nad stosowaniem wywarów u drobiu wykazano, że DDGS jest bogatym źródłem witamin z grupy B, takich jak ryboflawina i tiamina. Już w latach czterdziestych ubiegłego wieku stwierdzono, że DDGS może stanowić źródło od 12 do 15% całkowitej ilości białka ogólnego w mieszance paszowej dla rosnących kurcząt i kur nieśnych. W praktyce wywary stosowano jednak jako niewielki, kilkuprocentowy dodatek do mieszanek paszowych dla drobiu, uważając je za źródło tzw. „niezidentyfikowanego czynnika wzrostu", który polepsza wskaźniki produkcyjne. Efekt ten wynikał z zawartości łatwo przyswajalnych witamin z grupy B, biotyny oraz mikroelementów. Obecnie nie ma on praktycznego znaczenia, gdyż współczesne premiksy są znacznie zasobniejsze w witaminy i mikroelementy niż to miało miejsce dawniej.

Kurczęta brojlery
Skład chemiczny wywarów, m. in. stosunkowo duża zawartość polisacharydów nieskrobiowych i niski poziom energii metabolicznej stanowi ograniczenie w stosowaniu DDGS w żywieniu młodego, rosnącego drobiu rzeźnego.
W badaniach własnych, przeprowadzonych w 2001 r. suszony wywar kukurydziany pochodzenia krajowego wprowadzono do izobiałkowych i izoenergetycznych mieszanek paszowych dla kurcząt brojlerów w ilości 2, 5 lub 10%. Stwierdzono, że 2% udział DDGS w diecie nie wpływa na wskaźniki produkcyjności u kurcząt w okresie do 21 dnia życia. Przy stosowaniu 10% wywaru, odnotowano pogorszenie przyrostów masy ciała i wykorzystania paszy, natomiast 5% udział DDGS powodował jedynie pogorszenie wykorzystania paszy. W całym okresie odchowu (1-42 dzień) nie stwierdzono wpływu badanych poziomów DDGS na tempo przyrostów masy ciała, natomiast po wprowadzeniu do diety 10% badanego wywaru odnotowano pogorszenie wykorzystania paszy. Należy przy tym zaznaczyć, że stosowany wywar charakteryzował się barwą ciemnobrązową i wyczuwalnym zapachem „dymnym". Zastosowana technologia produkcji nie zapewniła więc uzyskania DDGS dobrej jakości, co przełożyło się na pogorszenie wskaźników produkcyjnych przy 5% (starter) i 10% (cały okres odchowu) DDGS w paszy. Nie obserwowano jednak oddziaływania wywaru na lepkość treści przewodu pokarmowego kurcząt, co świadczy o tym, że DDGS nie zawierał znaczących ilości rozpuszczalnych frakcji polisacharydów nieskrobiowych. Stosowane poziomy wywaru kukurydzianego nie miały wpływu na wyniki analizy poubojowej, tj. wydajność rzeźną, udział mięśnia piersiowego w tuszce, a także parametry organoleptyczne mięsa.
W badaniach amerykańskich wykazano, że wywar kukurydziany wyprodukowany według zasad nowoczesnej technologii może być stosowany, bez pogorszenia wskaźników produkcyjnych, w ilości 6 oraz 12-15% mieszanki, odpowiednio w pierwszym oraz drugim i trzecim okresie odchowu brojlerów. Przy większym udziale wywaru w paszy odnotowano u kurcząt zmniejszenie przyrostów masy ciała. W badaniach na indyczkach mięsnych wykazano, że DDGS może stanowić 10% mieszanki paszowej w okresie od 8 do 16 tygodnia życia. Przy wyższym, 12% udziale DDGS i poekstrakcyjnej śruty rzepakowej następował spadek masy mięśni piersiowych, co było prawdopodobnie spowodowane niedoborem niektórych aminokwasów.

Kury nieśne
W latach 2004-2006 w Instytucie Zootechniki wykonano badania nad wartością pokarmową suszonych wywarów zbożowych w żywieniu kur nieśnych. Celem badań było określenie optymalnego udziału DDGS z ziarna kukurydzy (SWK) i z ziarna żyta (SWŻ) w mieszankach paszowych dla wysoko produkcyjnych niosek. Biorąc pod uwagę stosunkowo wysoką zawartość polisacharydów nieskrobiowych i możliwość obniżenia dostępności aminokwasów w wywarach, podjęto próbę zwiększenia wartości pokarmowej mieszanek paszowych poprzez dodatek enzymów paszowych i aminokwasów krystalicznych.
Nioski żywiono pełnoporcjowymi mieszankami paszowymi, zawierającymi 0, 5, 10, 15 lub 20% SWK albo SWŻ. Mieszanki zawierające 20% SWK lub SWŻ uzupełniano także dodatkiem enzymów paszowych rozkładających polisacharydy nieskrobiowe (o aktywności ksylanazy i betaglukanazy) oraz zwiększonym dodatkiem aminokwasów krystalicznych DL-metioniny i L-lizyny - tak aby zawartość tych aminokwasów w diecie przekraczała o 15% zapotrzebowanie niosek.
Wykazano, że stosowanie wywaru kukurydzianego (SWK) w ilości 5, 10 lub 15% mieszanki paszowej nie ma negatywnego wpływu na wyniki produkcyjne niosek w okresie od 26 do 68 tygodnia życia. Dopiero przy 20% SWK w mieszance odnotowano pogorszenie produkcyjności u kur. Wprowadzenie SWK do paszy oddziaływało natomiast korzystnie na barwę żółtek jaj. Maksymalną zawartością wywaru żytniego, która nie powodowała jeszcze obniżenia wyników produkcyjnych okazał się 10% udział SWŻ w mieszance paszowej. Przy 15 lub 20% SWŻ w mieszance odnotowano pogorszenie wydajności nieśnej. Wyniki te stanowią potwierdzenie analiz chemicznych i wskazują, że wywar żytni zawiera znacznie więcej polisacharydów nieskrobiowych niż wywar kukurydziany.
Dodatek enzymów rozkładających polisacharydy nieskrobiowe, a zwłaszcza jednoczesne wprowadzenie enzymów oraz zwiększonego dodatku krystalicznej lizyny i metioniny do paszy z wysokim (20%) udziałem badanych wywarów, poprawiało wyniki produkcyjne. Były one jednak nadal gorsze niż w grupie kontrolnej.
W doświadczeniu nie wykazano wpływu SWK i SWŻ na jakość treści jaja, tj. wysokość białka, wartość jednostek Haugh'a i masę żółtka oraz cechy jakościowe skorup, tj. procentowy udział skorupy w masie jaja oraz jej grubość, gęstość i wytrzymałość. Jaja pochodzące od niosek z grup żywionych mieszanką paszową zawierającą suszony wywar z ziarna kukurydzy charakteryzowały się intensywniejszym zabarwieniem żółtka. Już 5% udział SWK wywierał korzystny wpływ na ten parametr. Wskazuje to na zwiększoną zawartość karotenoidów w SWK.
W doświadczeniu przeprowadzono również analizę organoleptyczną gotowanych jaj. Wszystkie jaja charakteryzowały się dobrym zapachem i smakiem. Stosowane udziały SWK i SWŻ w mieszankach paszowych nie powodowały pogorszenia parametrów sensorycznych jakości jaj.

Podsumowanie
Można przewidywać, że rozwój produkcji biopaliw spowoduje wzrost ilości suszonych wywarów zbożowych, dostępnych na rynku paszowym. Wyniki badań wskazują, że suszone wywary zbożowe, przede wszystkim kukurydziany, są wartościową paszą dla drobiu. Charakteryzują się one wysoką zawartością białka ogólnego o korzystnym składzie aminokwasowym i przyswajalnego fosforu. Zawartość poszczególnych składników pokarmowych w wywarach może być jednak zmienna, dlatego ich wprowadzenie do mieszanek paszowych powinno być poprzedzone analizą chemiczną. Należy wykluczyć zanieczyszczenia wywarów mykotoksynami, ponieważ w czasie fermentacji przechodzą one w całości z surowca wyjściowego do wywarów, gdzie ich ilość ulega 2-3 krotnemu zatężeniu.
Ze względu na stosunkowo dużą zawartość polisacharydów nieskrobiowych wywary zbożowe w większych ilościach można wprowadzać do mieszanek dla kur nieśnych niż dla młodego drobiu rzeźnego. W badaniach własnych stwierdzono, że maksymalny udział wywaru kukurydzianego w mieszance paszowej na starterowy okres odchowu wynosi 2%, natomiast na okres growerowo-finiszerowy - 5%. W badaniach amerykańskich określono jednak, że ilości te mogą większe, i wynosić odpowiednio 6 i 12-15%.
W doświadczeniach własnych wykazano, że w mieszankach paszowych dla niosek można z powodzeniem stosować 15% wywaru kukurydzianego, uzyskując zwiększenie intensywności barwy żółtka jaja. Dopiero przy 20% udziale wywaru kukurydzianego w paszy następowało pogorszenie produkcyjności. Maksymalną zawartością wywaru żytniego, która nie powodowała obniżenia wyników produkcyjnych u kur było 10% diety.

Tags: brojlery , drób , pasze , wywar , żywienie , żywienie drobiu