Evaluación del valor nutricio de pastas de soya de distinto origen: Una oportunidad para la industria de Alimentos Balanceados G.G. Mateos, S. Bootwalla, H. Lee, Alberto Celis ASA-IM Seminario sobre aseguramiento de calidad. ASA-IM / ANFACA Marzo 20, 2012
Análisis Proximal Pasta de Soya, 47% CP Humedad Proteína Cruda Grasa Cenizas FND Sacarosa + Almidón INRA 2002 12.4 47.2 1.5 6.3 8.9 9.2 FEDNA 2010 12.0 47.0 1.9 6.2 9.1 7.5 Σ 85.5 83.7 Pero qué falta?
Análisis químico, % Pasta de Soya, 47% CP Análisis proximal 84.0 Oligosac.+ azúcares simples 7.6 Ácido Urónico 3.3 -(galacto) mananos 1.6 Extracto etereo (HCl hydrol.) 1.1 Σ 97.6
Evaluación EMA (kcal/kg) EnMA = 37.5 * PC + 46.4 * EE + 14.9 * ENF (Tablas Europeas; Jansen, 1989) a.- Cuál la digestibilidad de la fracción proteica? 80-90% b.- Cómo se determina el EE? 1.1 vs. 2.0% c.- Cuál la composición de la fracción energética no fibrosa? Sacarosa (4 a 9%) vs. fibra cruda
Análisis químico de PS (Evonik) 1 Perfil de AA (% PC) ARG BRA IND USA n 64 150 29 367 Lys 6.10 6.06 6.14 6.17 Met 1.34 1.31 1.32 1.38 Cys 1.41 1.41 1.34 1.45 Thr 3.92 3.88 3.88 3.94 1 Muestras recolectadas entre 2005 y 2010 Amino Data, 2010
Objetivos Conocer el efecto del origen del frijol soya sobre las características químicas y valor nutrimental de la Pasta de Soya (PS) comercial Estudiar la correlación entre la información in vitro y la digestibilidad ileal de los aminoácidos in vivo Verificar la necesidad de usar matrices de composición química diferentes valores nutricios para PS de distinto origen
Valor nutrimental para PS 1 (%) Korea ARG BRA IND USA N 21 43 41 14 MS 88.3 87.8 88.2 88.1 PC 45.6 46.0 46.2 46.9 Lis 2.86 2.85 2.95 2.98 Met + Cis 1.21 1.22 1.15 1.30 Tre 1.89 1.81 1.80 1.86 1 Korea Feed Association, 2007-2011
Perfil de Aminoácidos Korea 1 ARG BRA IND USA n 21 43 41 14 Lis 6.27 6.19 6.38 6.35 Met+Cis 2.65 2.65 2.49 2.77 Tre 4.15 3.93 3.90 3.97 1 Korea Feed Association, 2007-2011
Valor nutrimental para PS 1 (% MS) New Zealand USA IND ARG BRA n 3 4 4 3 CP 54.0 51.4 51.8 52.0 NDF 7.9 12.3 8.1 7.4 Sacarosa 7.9 5.0 7.5 6.1 Prot. solub. 78.1 70.0 69.6 72.6 React. lis 91.1 87.8 90.3 90.0 Ravindran and Bootwalla (2011)
Perfil de Aminoácidos, PS (% DM) New Zealand n CP Lys Met Met+Cys Thr AA, % PS Lys Met + Cys USA IND ARG BRA 3 54.0 6.5 1.5 4.5 3.9 3.09 1.49 4 51.4 6.2 1.4 4.0 3.7 2.80 1.32 4 51.8 6.1 1.4 4.1 3.8 2.81 1.32 3 52.0 6.2 1.3 4.1 3.8 2.86 1.34 Ravindran and Bootwalla (2011)
Estudios de laboratorio Materiales y metodos 401 muestras analizadas (n=2) Recolectadas entre 2007 y 2011 País de origen (65%) Puertos europeos (35%) España, Portugal, Francia, Alemania, Polonia Análisis efectuados Proximal, Van Soest, AA, azúcares y minerales TIA, KOH, PDI, ureasa NIR y ensayos in vitro
Encuesta UE 2007-2011 Origen de las muestras USA 38% ARG 32% BRA 30% n = 401
Análisis de laboratorio Composición química, % MS n DM CP CF NDF EE ARG 129 88.5 51.6 c 5.5 b 10.7 b 1.9 ab BRA 119 88.6 52.7 b 6.4 a 11.9 a 2.0 a U.S.A. 152 88.6 53.9 a 4.3 c 8.8 c 1.8 b SEM 0.08 0.15 0.10 0.16 0.05 P NS *** *** *** *
Análisis de laboratorio Aminoácidos PS, % CP ARG BRA USA SEM P n 106 103 150 Lys 6.09b 6.05c 6.15a 0.006 *** Met 1.36a 1.33b 1.36a 0.002 *** Cys 1.50a 1.47b 1.50a 0.004 *** Thr 3.93a 3.88b 3.91a 0.003 *** Trp 1.37a 1.34c 1.36b 0.002 *** 14.2a 14.1b 14.3a 0.012 *** n=348
LIS (%DM) PS, Todos los orígenes (n=359) 3,6 y = 0.057x + 0.267 R² = 0.72 P<0.001 3,4 3,2 3,0 ARG BRA USA 48 50 52 54 56 58 CP (%DM)
PC y perfíl de Lis BRA USA
LYS (%CP) 6,4 PC y perfil de Lis Todas las PS y = 0.003x + 5.934 R² = 0.008 P=0.10 ARG BRA USA 6,2 6,0 5,8 48 50 52 54 56 58 CP (%DM)
Calidad de Proteina en PS Estandares de la industria Valores aceptables(?) Solubilidad KOH: 78-85% PDI: 15-30% UA: 0.00-0.10 mg N/g TIA: < 2.5-3.0 mg/g No existe un criterio homologado entre instituciones y la industria respecto a valores adecuados con respecto a calidad de proteína en PS
PS: calidad de proteína TIA PDI KOH Ureasa n mg/g1 % % gn/g ARG 109 2.9b 17.1b 82.5c 0.02 BRA 104 3.0b 15.3c 83.6b 0.03 USA 148 3.6a 19.9a 87.3a 0.02 SEM 0.07 0.37 0.33 0.003 P *** *** *** 1 base seca.
Correlación (r, P<) TIA vs. PC variables de calidad ARG BRA USA Todas KOH 65,1 *** 44,1 *** 72,7 *** 71,3*** PDI 61,1 *** 27,7 * 70,0 *** 67,6*** Ureasa 37,9 *** 10,1 NS 65,5 *** 36,3***
Calidad de PS (HDI 1 ) AminoRed Evonik Degussa 2 ARG BRA USA 2007 14.6 14.3 6.9 2008 13.1 12.6 9.7 2009 11.9 13.9 7.3 2010 13.3 13.7 9.6 Encuesta UPM 3 15.5 16.0 9.8 1 Indicador de daño por calor 2 n > 2,500 3 n = 125
Tiempo de almacenamiento en PS Análisis Días en almacenamiento 0 30 60 90 120 SEM (n = 8) Actividad Ureasica 1 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 PDI 2, % 21.8a 21.4a 20.1b 18.7c 17.7d 0.23 KOH sol., % 83.5 83.2 83.2 83.8 83.6 0.54 TIA 3 3.0 3.1 3.0 3.0 3.0 0.072 1, mg N2/g x min. 2, P < 0.001. 3, mg/g PS.
Contenido Mineral PS, g/kg 1 Ash K P Ca Fe ARG 7.5a 2.6a 0.74b 0.37a 127b BRA 7.0b 2.3b 0.69c 0.32b 201a USA 7.6a 2.5a 0.79a 0.37a 133b SEM 0.05 0.02 0.01 0.01 6.5 P *** *** *** *** *** 1 85-90 a 115 analisis por país, dependiendo del mineral
Contenido de azúcar, % MS n Sacarosa Estaquiosa Rafinosa ARG 112 7.6b 5.6b 1.3b BRA 109 6.5c 5.3c 1.6a USA 150 8.3ª 6.4ª 1.1c SEM 0.09 0.05 0.03 P *** *** ***
SBM Color 1 n Luminoso L* Rojo a* Amarillo b* ARG 87 67.2b 6.5b 25.2b BRA 95 65.0c 7.6a 24.6c USA 148 70.7a 6.0c 26.3a SEM 0.28 0.10 0.14 P *** *** *** 1 Minolta
Análisis cualitativo en PS NIRS 324 muestras de PS NIRS 5000 (1,100-2,500 nm) n = 255 n = 69 Grupo de entrenamiento 2/3 de las muestras Grupo de validación 1/3 de las muestras
Grupo de validación NIRS Origen n ARG BRA USA ARG 20 19 0 1 BRA 13 0 13 0 USA 36 2 0 34 ARG Correctamente determinados = 96% BRA USA
Antecedentes % PC ensayos in vivo Muchas tablas de ingredientes consideran solo dos tipos de Pasta de Soya: Regular (44% CP) Alta en proteína (47-48% CP) Con pequeñas diferencias en disponibilidad y perfil de AA Existe la necesidad de diferenciar la PS acorde al origen del frijol La EMAn entre la PS regular y alta en proteína pueden variar ligeramente según la composición
Antecedentes Ensayos In vivo El valor de EMAn, disponibilidad de los AA y su perfil, y el valor nutricio general de la PS puede no ser tan constante y predecible como se cree
Objetivos Determinar la EMAn y la digestibilidad ileal de la proteína, así como los AA de múltiples muestras de PS de diferentes orígenes en pollos entre 18 y 21 días de edad Encontrar las correlaciones entre análisis de laboratorio y valores de digestibilidad ileal determinados in vivo
Valor nutrimental de PS, Malasia y Thailandia USA ARG BRA IND SEM n 1 62 40 23 34 NDF % 6.5 c 7.2 bc 8.0 b 10.9ª 0.97 CP % 47.0 b 45.5 d 47.6ª 46.8 c 0.45 Lys % 2.91ª 2.83 b 2.91ª 2.93ª 0.02 n 2 15 14 8 9 AMEn 3 2.55ª 2.21 c 2.30 b 2.26 b 0.08 1 Análisis químicos realizados en el lab. Soon Soon (Malasia) 2 Instituto de Investigación de Bangkok (6 ensayos) 3 Mcal/kg (Materia seca) en pollos de 21 días de edad Bootwalla, 2009
Digestibilidad Ileal aparente Ensayos In vivo (PC y AA) Nueva Zelandia (n = 14) USA, IND, BRA, ARG España (n = 22) USA, BRA, ARG España (n = 6) USA, BRA, ARG
Valor nutrimental de PS Ensayos en pollos en Nueva Zelanda 14 PS analizadas 4 replicados por prueba EMAn de PS Calculada Dietas Maíz - Soya 30% PS Digestibilidad ileal aparente PS como única fuente de proteína (41.6%) 28 días de edad
Digestibilidad Ileal Estandarizada En PS (%) - Nueva Zelanda n Lis Met Cis Tre Promedio AA AMEn 1 USA IND ARG BRA 3 91.0 89.5 76.3 83.3 87.0 2,432 4 87.4 87.2 62.9 79.8 83.2 2,103 4 90.9 89.7 71.4 83.4 86.6 2,387 3 89.9 89.9 70.6 83.1 86.1 2,414 1 Kcal/kg, MS Ravindran y Bootwalla, 2011
Digestibilidad Ileal en Pollos España Veintidos muestras comerciales de PS recolectadas aleatoriamente ARG (7), BRA (7), and USA (8) Seis replicas (6 aves cada uno) por tratamiento Mediciones AID y SID a 18-21 días de edad
Calidad de Proteína PS 1 todos los origenes (n = 22) Promedio Rango TIA 1,2, mg/g 3.1 2.1-4.7 KOH sol., % 83.1 67.9-90.2 PDI, % 13.4 8.7-16.6 Raf.+staq. 1, % 6.8 4.3-8.2 Reactive Lis, % 86.2 84.0-87.8 1 MS 2 Kakade
Contenido de Aminoácidos 1 % CP (n = 22) ARG BRA USA SEM P Lis 6.18 ab 6.07 b 6.25 a 0.045 * Met 1.39 b 1.30 c 1.42 a 0.007 *** Cis 1.44 b 1.32 c 1.49 a 0.013 *** Tre 4.00 a 3.90 b 3.98 a 0.017 ** Trp 1.37 ab 1.34 b 1.39 a 0.009 *
DIA de PC y AA, % PS de todos orígenes (n = 22) Promedio Rango PC 84.5 82.0-88.0 Lis 87.7 85.0-90.5 Met 87.9 85.9-90.7 Cis 70.1 66.4-75.0 Tre 79.7 77.2-82.7
DIS de PC y AA (%) PS (n = 22) CP Lis Met Cis ARG 88.1 90.8 b 93.8 b 80.0 b BRA 89.5 91.9 a 95.9 a 83.3 a USA 89.1 92.1 a 94.6 ab 82.8 a SEM 2 0.41 0.35 0.42 0.59 P NS * ** **
DIS de Lis, % PS (n = 22) 95 93 ARG BRA USA 91 89 87 85 %CP (88% DM) * Adaptado de FEDNA (2010) para PS con 47% PC
DIS de Cis, % PS (n = 22) 86 BRA USA 84 82 ARG 80 78 76 74 %CP (88% DM) * Adaptado de FEDNA (2010) para PS con 47% PC
Correlaciones DIS de PC In vivo (n = 22 PS) Variable r P Proteína cruda Actividad de IT Reactividad Lis Solubilidad en KOH + 0.51 + 0.54 + 0.56 + 0.70 0.05 0.01 0.01 0.001
Correlaciones (r) de DIS de Lis In vivo (n = 21 PS) Variable r P Proteína cruda PDI Solubilidad KOH Actividad de IT Lis Reactiva DIS, PC 0.41 0.33 0.58 0.31 0.55 0.82 0.06 0.15 0.01 0.17 0.01 0.001
Ecuaciones de Regresión In vivo (n = 22 PS)
Ecuaciones de predicción de SID de PC In vivo (n = 22 SBM) PC (%)=29.3 + 0.12 KOH sol. + 0.28 PC + 0.39 Lis. React. R 2 = 0.71; RSD = 0.69; P<0.001 Predicción DIS PC (%) 93 Y = X 91 89 87 ARG BRA USA 85 85 87 89 91 93 CDI PC observada (%)
Ecuaciones de predicción de CSID de Lis In vivo (n = 22 SBM) Lis (%) = 71.6 + 0.12 KOH sol. + 0.19 PC R 2 = 0.46; RSD = 0.82; P < 0.01 Predicción DIS Lis (%) 96 Y = X 94 92 90 ARG BRA USA 88 88 90 92 94 96 CIS Lis observada (%)
AA, digestibilidad ileal Pollos PS PC Lis AIT KOH Origen % % CP m/g sol., % ARG 46.1 6.01 6.5 81 BRA-I 45.5 5.87 5.1 80 BRA-P 47.2 6.09 4.1 84 BRA-S 45.2 5.51 5.1 82 USA-S 50.6 5.83 2.4 85 USA-EC 48.6 6.26 1.8 84
AA, digestibilidad ileal pollos DIA, % Origen de PS MS PC Lis ARG 75.6 b 77.9 c 80.9 b BRA-I 75.2 b 79.0 bc 83.5 a BRA-P 76.7 b 79.2 bc 84.4 a BRA-S 76.8 b 77.3 c 77.8 c USA-S 81.8 b 82.1 ab 84.0 a USA-EC 82.3 a 85.5 a 85.1 a
Conclusiones Los metodos usados actualmente por la industria para evaluar calidad de proteína no permiten detectar las diferencias que existen entre PS La composición y calidad de la PS varía acorde con el origen del frijol Se deben usar diferentes matrices para PS de distinto origen La tecnología NIR puede ser útil
Pasta de soya Ventajas Mayo valor nutrimental (mejor perfil de AA, mayor digestibilidad de AA, mayor sacarosa, más Fósforo) Superior Perfil de Aminoácidos Digestibles (incluye mejor perfil de AA totales y mayor digestibilidad) Valor mayor de Energía Metabolizable aparente (con base en mayor contenido de sacarosaon y mejor digestibilidad de proteína) Mayor uniformidad del valor nutricio en diferentes lotes
Agradecimientos Bangkok Animal Research Institute Evonik Degussa Korea Feed Association Laboratorio Mouriscade España Massey University New Zealand Universidad Autónoma de Barcelona Universidad Politécnica de Madrid
Gracias