SCH DE WAARDERING VAN VETTEN EN VETZUURMENGSELS IN VARKENS- EN PLUIMVEEVOEDERS. Advies

Transcriptie

1 SCH DE WAARDERING VAN VETTEN EN VETZUURMENGSELS IN VARKENS- EN PLUIMVEEVOEDERS Met name in voeders voor varkens en pluimvee is een goede energiewaardering van vetten van groot belang, aangezien vetten een grote bijdrage leveren aan het energiegehalte van het voer. Zowel door de hoge prijzen van zuivere vetten als door de discussie over het gebruik van destructievet in voeders voor varkens en pluimvee, neemt de belangstelling voor het verwerken van vetzuurmengsels toe. Aangezien de variatie in de samenstelling van deze mengsels groot is, is het belangrijk te weten hoe deze mengsels gewaardeerd moeten worden. In deze circulaire worden in het kort de belangrijkste factoren aangegeven, die van invloed zijn op de energetische waarde van een vet(zuurmengsel). Verder wordt een formule gegeven voor de berekening van de energetische waarde van het vet(zuurmengsel) aan de hand van de samenstelling. De achtergrondinformatie en onderbouwing van de formule voor de berekening van de energetische waarde van een vetzuurmengsel op basis van Schothorst-proeven en literatuurgegevens is beschreven in de bijlage. Voor een juiste vaststelling van de voederwaarde van vetten en vetzuurmengsels zijn de volgende factoren van belang: 1. Het gehalte aan intacte vetzuren na verzeping Met deze methode worden de absolute gehalten aan intacte vetzuren in een vet vastgesteld. Naast intacte vetzuren bevat vet een deel niet-elueerbaar materiaal (NEM); daartoe behoren vocht, vuil, geoxideerde, gepolimeriseerde en cyclische vetzuren, onverzeepbaar materiaal en glycerol. Met uitzondering van glycerol zijn dit alle bestanddelen zonder energetische voederwaarde. Met het gehalte aan intacte vetzuren na verzeping kan gemakkelijk een indruk worden verkregen omtrent de voederwaarde van een vet of vetzuurmengsel. 2. Het gehalte aan vrije vetzuren Bij het verstrekken van vetten met een hoog gehalte aan vrije vetzuren worden in het maagdarmkanaal minder monoglyceriden gevormd. Een lager aanbod van monoglyceriden in het maagdarmkanaal zal leiden tot een minder goede emulgering en micelvorming. Dit resulteert in een slechtere vetverteerbaarheid. Uit proeven blijkt, dat de verteerbaarheid sterker terugloopt naarmate de vrije vetzuren een meer verzadigd karakter hebben. Verder heeft een vetzuurmengsel, naarmate het meer vrije vetzuren bevat, een lager gehalte aan glycerol. De energetische waarde van het vetzuurmengsel wordt daardoor lager. 3. Het gehalte aan onverzadigde en verzadigde vetzuren (U:S-ratio) Bij een U:S-ratio < 2,0 is de voederwaarde van het vet lager, maar doordat bij het optimaliseren van varkens- en pluimveevoeders gerekend wordt met een maximum norm voor C16:0+C18:0 in ruw vet blijft de U:S-ratio in het voer voldoende hoog en daarmee ook de vetverteerbaarheid. Aan emulgatoren zoals lecithine (aanwezig in bepaalde vetzuurmengsels) mag daarom in de huidige voeders voor varkens en pluimvee geen extra waarde worden toegekend. Advies De vetverteerbaarheid van vetzuurmengsels kan als volgt worden berekend: Factor A (g/kg) Verteringscoëfficiënt vetzuurmengsel (%) = x Factor B (%) Correctiefactor C (%) 950 g/kg De correctiefactor C is noodzakelijk, omdat de huidige maximum normen voor C16:0+C18:0 in ruw vet op voerniveau geen rekening houden met de specifieke effecten van vrije vetzuren op de vetverteerbaarheid. Naarmate de vrije vetzuren een meer verzadigd karakter hebben, zal de vetverteerbaarheid van het vetzuurmengsel namelijk sterker teruglopen. Met de berekende vetverteringscoëfficiënt kan vervolgens in het afgeleide nutriëntenprogramma de voederwaarde (EW, OEkuiken, OEleghen) van het vetzuurmengsel worden berekend. Voor alle duidelijkheid is in deze circulaire een rekenvoorbeeld opgenomen. Uitleg van de verschillende factoren uit de formule: Factor A: Factor B: het gehalte aan intacte vetzuren na verzeping van het betreffende vetzuurmengsel de vetverteerbaarheid van zuivere sojaolie. Deze bedraagt voor varkens, leghennen en vleeskuikens respectievelijk 95%, 97% en 93% Correctiefactor C: opgebouwd uit een correctie voor een U:S-ratio van het vetzuurmengsel onder 2,0 en een correctie voor het afwezig zijn van glycerol in vrije vetzuurmengsels afhankelijk van de diersoort. In onderstaande tabel zijn de verschillende correctiefactoren vermeld.

2 Tabel 1 U:S-ratio vetzuurmengsel Correctiefactor C uitgedrukt per 100 gram vrije vetzuren en opgesplitst naar U:S-ratio van het vet en naar diersoort Correctie, uitgedrukt als % per 100 gram vrije vetzuren/kg vet(zuurmengsel) 1) Groeiend pluimvee 2) Varkens+volwassen pluimvee 3) <1,5 2,5 2,0 1,5-2,5 1,5 1,3 >2,5 0,5 0,5 1) De vermelde correctiefactoren zijn opgebouwd uit de som van de kortingsfactor voor U:S-ratio van het vet < 2,0 en een kortingsfactor van 0,5% per 100 gram vrije vetzuren voor het afwezig zijn van glycerol in vrije vetzuren. 2) Hieronder worden vleeskuikens, vleeskalkoenen en opfokkuikens van alle diersoorten verstaan. 3) Hieronder worden leghennen, leg- en vleeskuikenouderdieren en kalkoenouderdieren verstaan. Rekenvoorbeeld energetische waarde van een vetzuurmengsel Stel een vetzuurmengsel heeft de volgende samenstelling: 850 g/kg intacte vetzuren na verzeping 50,8% vrije vetzuren in het mengvet 68,8% onverzadigde vetzuren in het vetzuurpatroon (berekend als C16:1+C18:1+C18:2+C18:3) 24,4% verzadigde vetzuren in het vetzuurpatroon (berekend als C16+18:0) Uit het bovenstaande volgt: - De U:S-ratio = 2,82 - De U:S-ratio bedraagt > 2,5; via de correctiefactor C hoeft dus alleen met 0,5% per 100 gram vrije vetzuren gekort te worden op de vetverteerbaarheid voor zowel groeiend pluimvee als voor volwassen pluimvee en varkens. - De vetverteringcoëfficiënten (vc) van het vetzuurmengsel worden nu als volgt berekend: Vleeskuikens: vc vetzuurmengsel = 850/950 x 93 - (508/100 x 0,5) = 80,7% Leghennen: vc vetzuurmengsel = 850/950 x 97 - (508/100 x 0,5) = 84,2% Varkens: vc vetzuurmengsel = 850/950 x 95 - (508/100 x 0,5) = 82,5% - Zuivere sojaolie bevat: Intacte vetzuren na verzeping: 950 g/kg Vleeskuikens: OEku = 9232 kcal/kg Leghennen: Oelh = kcal/kg Varkens: EW = 3,86 - Daarmee wordt de energetische waarde van het vetzuurmengsel: Vleeskuikens: OEku = 80,7% / 93% x 9232 = 8011kcal/kg Leghennen: OElh = 84,2% / 97% x = 8941 kcal/kg Varkens: EW = 82,5% / 95% x 3,86 = 3,35

3 Bijlage: Achtergrond-informatie betreffende de waardering van vetten in varkens- en pluimveevoeders Bijlage circ. SCH ACHTERGROND-INFORMATIE BETREFFENDE DE WAARDERING VAN VETTEN EN VETZUURMENGSELS IN VARKENS- EN PLUIMVEEVOEDERS ir. G.J. Borggreve ir. A.C.J.M. Smulders ir. H. Enting Inleiding In circulaire SCH is aangegeven op welke wijze men de energetische waarde van de vetzuurmengsels kan berekenen uit de samenstelling. In deze bijlage wordt aangegeven hoe we tot deze formule zijn gekomen. Eerst wordt op basis van Schothorst-proeven en literatuurgegevens aangegeven, welke factoren invloed hebben op de voederwaarde van vetten en vetzuurmengsels. De volgende punten worden daarin behandeld: - de samenstelling en eigenschappen van vetten en oliën; - de herkomst van vetzuurmengsels; - factoren die van invloed zijn op de vetverteerbaarheid: verzadigde en onverzadigde vetzuren intacte vetzuren na verzeping lengte van de vetzuurketens gehalte aan vrije vetzuren aanwezigheid van glycerol emulgatoren. Vervolgens wordt aangegeven hoe de energetische waarde van een vetzuurmengsel kan worden berekend aan de hand van de samenstelling. Samenstelling en eigenschappen van vetten en oliën Zuivere vetten of oliën, ook wel aangeduid als triglyceriden, bestaan uit glycerol waaraan drie vetzuurmoleculen zijn gekoppeld. Door hydrolyse (onder invloed van enzymen of loog) kunnen de vetzuren worden vrijgemaakt van het glycerolmolecuul; 1000 g zuiver vet levert na hydrolyse 950 á 960 g vetzuren en vrij glycerol op. Oliën zijn bij kamertemperatuur vloeibaar, terwijl een vet dan nog vast is. Hieraan liggen verschillen in vetzuurpatroon en opbouw van de triglyceriden ten grondslag. De vetzuren worden onderscheiden op basis van de lengte van de koolstofketen en het aantal dubbele bindingen (onverzadigde vetzuren hebben één of meer dubbele bindingen). In de meeste oliën en vetten bepalen de volgende vetzuren voor een belangrijk deel de samenstelling en eigenschappen: palmitinezuur C16:0 palmitoliezuur C16:1 stearinezuur C18:0 oliezuur C18:1 linolzuur C18:2 linoleenzuur C18:3 Daarnaast is er een aantal oliën en vetten met een duidelijk afwijkend vetzuurpatroon. De vetzuren van kokos- en palmpitvet bestaan voor 80 % uit verzadigde korte en middellange vetzuren met 6 tot 14 koolstofatomen. Visolie bestaat voor meer dan 40 % uit meervoudig onverzadigde vetzuren met meer dan 20 koolstofatomen. De herkomst van vetzuurmengsels

4 Bij het geschikt maken van plantaardige oliën en vetten voor humane consumptie worden na het vrijmaken van de olie of het vet uit de zaden eerst fosfolipiden, waaronder lecithine, zo veel mogelijk verwijderd (ontslijmen). Tijdens een van de processen in het opwerken van oliën en vetten worden de vrije vetzuren verwijderd, vanwege het onaangename effect op de smaak. Dit proces kan op twee manieren gebeuren: - Bij oliën met een hoog gehalte aan onverzadigde vetzuren, zoals sojaolie, worden de vrije vetzuren verwijderd door toevoeging van natronloog, waarna de gevormde natrium-zepen worden uitgewassen. Met zuur worden vervolgens de vetzuren weer vrijgemaakt. Bij dit proces wordt ook een deel van de niet verwijderde fosfolipiden uit de olie meegenomen. Het gehalte aan fosfolipiden kan worden afgeleid uit het P-gehalte (fosfolipiden bevatten ca. 4% P). Deze verbindingen bestaan voor slechts ca. 75% uit benutbare vetzuren (overige 25% betreft P-verbindingen, zoals bijvoorbeeld cholinefosfaat). Het uiteindelijke product dat naar de veevoederindustrie gaat bestaat uit vetzuurmengsels, waarvan het gehalte aan vrije vetzuren veelal tussen 50 en 70 % ligt. - Bij vetten met een hoog gehalte aan verzadigde vetzuren, zoals palmolie, worden de vrije vetzuren door destillatie verwijderd. Het gehalte aan vrije vetzuren in het vetzuurmengsel kan dan uitkomen op bijna 100 %. Deze vetzuurmengsels bevatten geen vrij glycerol. Daarnaast zijn er ook producten op de markt die overblijven bij de winning van zuivere vetzuren en glycerol uit vetten voor bijvoorbeeld de kaars- en pharmaceutische industrie. Meestal zijn dit processen waarbij vetten na hydrolyse gedurende een lange tijd bij een hoge temperatuur gedestilleerd worden. Wat overblijft betreft voor een groot deel onbenutbare vetten (ook wel aangeduid als TGF-vetten). De drie beschreven processen leveren verschillende vetzuurmengsels op die als zodanig op de markt kunnen komen. In de meeste gevallen worden deze producten echter eerst nog opgemengd met andere producten (zoals destructievet en afgewerkt frituurvet). Factoren die van invloed zijn op de vetverteerbaarheid 1. Verzadigde en onverzadigde vetzuren Bij de vetvertering speelt de vorming van micellen microscopisch kleine druppeltjes, opgebouwd uit monoglyceriden, vrije vetzuren en galzouten een essentiële rol. Onverzadigde vetzuren worden door de aanwezigheid van dubbele bindingen gemakkelijker in de micellen opgenomen dan verzadigde vetzuren, en zijn als gevolg daarvan beter verteerbaar. Voor de vorming van micellen speelt de verhouding tussen onverzadigde en verzadigde vetzuren, aangeduid als U:S-ratio, een belangrijke rol. Wordt de U:S-ratio lager dan 2,0 dan verloopt de micelvorming moeizamer en worden met name de verzadigde vetzuren slechter verteerd. Voor vleesvarkens is de relatie tussen de U:S-ratio van het vetmengsel en de vetverteerbaarheid weergegeven in tabel 1. In figuur 1 wordt een dergelijke relatie tussen U:S-ratio van het voer en de vetverteerbaarheid en voederwaarde (AME) van het vet voor jonge vleeskuikens van 2 weken oud geïllustreerd. Tabel 1 Het effect van de U:S-ratio 1) van verschillende vetbronnen op de verteerbaarheid bij vleesvarkens (Powles, 1993) vetbron U:S-ratio vetverteerbaarheid (%) raapolie 15,7 91,2 raapolie 15,3 92,5 sojaolie 4,3 95,4 raap/rundvet (75/25) 3,2 89,3 raap/palmolie (75/25) 3,2 92,0 raap/rundvet (50/50) 2,1 89,4 raap/palmolie (50/50) 2,1 91,3 raap/rundvet (25/75) 1,5 84,4 raap/palmolie (25/75) 1,5 90,2 rundvet 0,96 79,52 rundvet 0,94 88,42 palmolie 0,85 84,3 1) De U:S-ratio wordt daarbij als volgt berekend: U(nsaturated = som van C16:1 + C18:1 + C18:2 + C18:3 S(aturated) = som van C16:0 + C18:0. 2) Rundvet is in 2 proeven meegenomen, waarbij het verschil in vetverteerbaarheid verklaard kan worden door een effect van het vet afkomstig van de gebruikte basisvoeders. Figuur 1 De relatie tussen de U:S-ratio van het voer en de vetverteerbaarheid en voederwaarde van het vet voor vleeskuikens van 2 weken (Ketels en De Groote, 1987)

5 Uit voorgaande informatie kan worden afgeleid, dat zowel voor varkens als pluimvee een U:S-ratio in vet en voer kleiner dan 2,0 resulteert in een lagere vetverteerbaarheid. In tabel 1 valt op, dat bij U:S-ratio s < 2,0 de mengsels met palmolie beter verteerbaar zijn dan de mengsels met rundvet. Dit moet worden toegeschreven aan het feit, dat de verzadigde vetzuren bij palmolie grotendeels uit palmitinezuur (=C16:0) bestaan en bij rundvet uit gelijke hoeveelheden palmitine- en stearinezuur (=C18:0). Het is bekend, dat stearinezuur nog slechter verteerbaar is dan palmitinezuur. Verder blijkt uit figuur 1, dat voor vleeskuikens tot 2 weken de optimale U:S-ratio duidelijk boven 2,0 ligt. Om ervoor te zorgen, dat de vetverteerbaarheid in het voer voldoende hoog blijft, onafhankelijk van de toegevoegde vetbron, worden voor varkens- en pluimveevoeders eisen gesteld aan het aandeel verzadigde vetzuren in het totale vet. Zo gelden voor varkens- en pluimveevoeders maximum normen voor de som van C16:0+C18:0 in totaal vet, die overeenkomen met de optimale U:S-ratio voor de betreffende diersoort. 2. Intacte vetzuren na verzeping In het voorgaande is enkele keren gesproken over het gehalte aan intacte vetzuren na verzeping. Met deze methode worden de absolute gehalten aan intacte vetzuren in een vet vastgesteld. Naast intacte vetzuren bevat vet een deel niet-elueerbaar materiaal (NEM); daartoe behoren vocht, vuil, geoxideerde, gepolimeriseerde en cyclische vetzuren, onverzeepbaar materiaal en glycerol. Met uitzondering van glycerol zijn dit alle bestanddelen zonder energetische voederwaarde. Met het gehalte aan intacte vetzuren na verzeping kan gemakkelijk een indruk worden verkregen omtrent de voederwaarde van een vet of vetzuurmengsel. Op deze wijze kan ook het verschil in voederwaarde tussen destructievet en sojaolie grotendeels worden verklaard. Zuivere sojaolie heeft namelijk een gehalte aan intacte vetzuren na verzeping van 95% en destructievet van slechts 87%. De vetverteerbaarheid van sojaolie voor varkens, leghennen en vleeskuikens is respectievelijk 95, 97 en 93%. Door deze vetverteerbaarheden te corrigeren voor het verschil in intacte vetzuren na verzeping (vermenigvuldigingsfactor 87/95) kan worden berekend, dat de vetverteerbaarheid van destructievet respectievelijk 87, 89 en 85% zou bedragen. Dit komt redelijk goed overeen met de verteerbaarheden van destructievet volgens de CVB-tabel van 89%, 92% en 82%. 3. Lengte van de vetzuurketens Korte vetzuren (uit palmpitvet of kokosolie) zijn minder afhankelijk van een goede micelvorming. Deze vetzuren kunnen bij varkens en pluimvee direct door de darmwand worden opgenomen en leveren daarmee geen bijdrage aan een goede micelvorming. Vandaar dat deze vetzuren niet meegenomen worden in de maximum eis voor verzadigde vetzuren in het totale vet. Kortketenige vetzuren zijn vanwege hun goede verteerbaarheid zeer geschikt voor toepassing in dieetvoeders (zie circulaire SCH ). 4. Gehalte aan vrije vetzuren Bij het verstrekken van vetten met een hoog gehalte aan vrije vetzuren worden in het maagdarmkanaal minder monoglyceriden gevormd. Een lager aanbod van monoglyceriden in het maagdarmkanaal zal leiden tot een minder goede emulgering en micelvorming. Dit resulteert in een slechtere vetverteerbaarheid. Uit proeven blijkt, dat de verteerbaarheid sterker terugloopt naarmate de vrije vetzuren een meer verzadigd karakter hebben. Dit wordt geïllustreerd aan de hand van zowel een vleeskuiken- als een vleesvarkensproef. Om een uitspraak te kunnen doen over het effect van vrije vetzuren op de vetverteerbaarheid, zijn de gemeten verteringscoëfficiënten eerst gecorrigeerd naar het niveau aan intacte vetzuren en de U:S-ratio van het referentievet. De berekeningswijze is weergegeven in voetnoot 2 van tabel 2. De correctie van de vetverteerbaarheid voor verschillen in U:S-ratio s < 2,0 zijn afgeleid uit het onderzoek van Powles en bedragen 5% per eenheid. Tabel 2 Het effect van vrije vetzuren van verschillende bronnen op de vetverteerbaarheid bij vleeskuikens (proefverslag PV-409) vetbron kenmerken vetbron verteringscoëfficiënt vet % intacte % vrije 1) vetzuren na vetzuren U:S-ratio van het verzeping 3) vet proef PSM-33 verteringscoëfficiënt vet (gecorrigeerd) 2) sojaolie 95,9 0,6 6, sojaolievetzuren 87,7 62,8 3, palmolie 96,3 0,8 1,

6 palmvetzuren 98,7 98,8 0, proef PSE-34 sojaolie 93,9 0,4 6, sojaolievetzuren 92,9 71,0 4, zonnebloemolie 96,4 0,1 6, zonnebloemolie-vetzuren 88,0 51,0 4, ¹) De waarden voor olie en vetzuren zijn door middel van lineaire regressie afgeleid uit de waarden van 6 mengsels. ²) Als voorbeeld de berekening van de gecorrigeerde vetverteringscoëfficiënt voor palmolievetzuren: correctie voor % intacte vetzuren na verzeping = (96,3 / 98,7) x = -1,2 correctie voor U:S-ratio = (1,39 0,87) x 5 = +2,6 totale correctie vc ve = +1,4% gecorrigeerde verteringscoëfficiënt vet = ,4 = 52% ³) Het percentage verzeepbare intacte vetzuren >96% wordt veroorzaakt doordat mengsels met een hoog aandeel vrije vetzuren veel minder glycerol bevatten. Tabel 3 Het effect van vrije vetzuren van verschillende bronnen op de vetverteerbaarheid bij vleesvarkens (Powles, 1993) Vetbron kenmerken vetbron verteringscoëfficiënt % intacte % vrije U:S-ratio vet 2) vetzuren na vetzuren verzeping 1) verteringscoëfficiënt vet (gecorrigeerd) 3) sojaolie 94,0 0,6 4, sojaolievetzuren 91,5 62,6 4, rundvet 94,7 4,4 0, rundvetzuren 91,6 81,8 0, ¹) Persoonlijke informatie van auteur. ²) De waarden voor olie en vetzuren zijn door middel van lineaire regressie afgeleid uit de waarden van 5 mengsels. ³) Voor berekeningswijze zie voetnoot 2 bij tabel 2. Uit tabel 2 kan voor vleeskuikens worden afgeleid, dat de vetverteerbaarheid met ca. 2,0% daalt per 100 gram vrije vetzuren indien de U:S-ratio<1,5 bedraagt (namelijk 21% daling van de vetverteerbaarheid, wanneer het gehalte aan vrije vetzuren uit palmolie met 980 g/kg toeneemt). Voor vleesvarkens kan uit tabel 3 worden afgeleid, dat per 100 g vrije vetzuren de vetverteerbaarheid ca. 1,5% lager wordt indien U:S-ratio <1,5 bedraagt (11% daling van de vetverteerbaarheid bij een toename van het gehalte aan vrije vetzuren met 774 g/kg). 5. Aanwezigheid van glycerol Het al of niet aanwezig zijn van een hoeveelheid glycerol heeft invloed op de energetische voederwaarde van een vetzuurmengsel. Bij eenzelfde gehalte aan intacte vetzuren na verzeping bevat een zuiver vet ook nog een hoeveelheid glycerol, terwijl een zuiver vetzuurmengsel géén glycerol bevat. De hoeveelheid glycerol naast vetzuren in zuiver vet levert ongeveer 5% van de voederwaarde die aan het vet wordt toegekend. Omgerekend naar eenzelfde gehalte aan intacte vetzuren na verzeping is de voederwaarde van een vetzuurmengsel 5% lager dan van zuiver vet. Dit kan als volgt worden vertaald in een afwaardering van de vetverteerbaarheid: de vetverteerbaarheid van het vetzuurmengsel moet per 100 gram extra vrije vetzuren ten opzichte van het referentievet gecorrigeerd worden met 0,5%. 6. Emulgatoren Vetzuurmengsels kunnen lecithine bevatten, waaraan een emulgerende werking wordt toegeschreven. In een reeks proeven is gekeken naar het effect van emulgatoren op de vetvertering van vleeskuikens en varkens (zie ook circulaire SCH ). Uit deze proeven kan worden geconcludeerd, dat het toevoegen van emulgatoren aan het voer of vet niet zinvol is, zolang het gehalte aan C16:0+C18:0 in het totaal vet voldoet aan de huidige maximum normen. Aanwezigheid van lecithine heeft daarom geen positief effect op de voederwaarde van het vetzuurmengsel. Conclusies Voor een goede inschatting van de voederwaarde van vetten en vetzuurmengsels zijn de volgende zaken van belang: - Het gehalte aan intacte vetzuren na verzeping - Het gehalte aan vrije vetzuren en tevens het vetzuurpatroon - Bij een U:S-ratio < 2,0 is de voederwaarde van het vet lager. Bij het optimaliseren van de huidige varkenspluimveevoeders wordt echter gerekend met een maximum norm voor C16:+C18:0 in ruw vet, zodat de U:S-ratio in het voer voldoende hoog blijft. Aan emulgatoren zoals lecithine (aanwezig in bepaalde vetzuurmengsels) mag daarom in de huidige voeders voor varkens en pluimvee geen extra waarde worden toegekend. Lelystad, 9 april 1998 (Y1998)