Use of soybean acid oil and palm fatty acid distillate in broiler chicken diets

Abstract

La incorporació de matèries grasses als pinsos de pollastres de carn té com a objectiu principal augmentar la seva concentració energètica. L’oli àcid de soia (SA) i els destil·lats d’àcids grassos de palma (PFAD) són subproductes derivats de la refinació de l’oli de soia (S) i de l’oli de palma (P), respectivament. Aquests, tenen una composició en àcids grassos (AG) similar a la de l’oli d’origen, però diferent estructura molecular (triacilglicerols, TAG; diacilglicerols, DAG; monoacilglicerols, MAG; àcids grassos lliures, AGL). Donat que el seu elevat nivell en AGL pot limitar la seva utilització per part de l’animal, l’objectiu global d’aquesta tesi vas ser investigar la utilització potencial de SA i PFAD combinats amb olis convencionals de diferent grau de saturació en l’alimentació de pollastres de carn, en pinsos d’iniciació i de creixement-acabat, aprofundint en els processos de digestió i absorció de la fracció lipídica. Es va realitzar un primer estudi in vitro amb l’objectiu d’avaluar la hidròlisi i la bio-accessibilitat de SA, PFAD i dels seus respectius olis crus. Els resultats obtinguts varen coincidir amb els derivats d’estudis in vivo, determinant-se que la bio-accessibilitat és més limitant que la hidròlisi en la utilització dels olis. L’avaluació de la bio-accessibilitat va permetre corroborar que la utilització dels olis es veu més influenciada pel grau de saturació que pels AGL de la dieta. En el segon i tercer assaig es va estudiar l’efecte de reemplaçar S per PFAD i P per SA, sobre el contingut en fraccions lipídiques i la digestibilitat dels AG al llarg del tracte intestinal i de les femtes, en pollastres de carn de 11 i de 35 dies (d). Els resultats indiquen que l’ili posterior és el segment més important per avaluar l’absorció final del greix. Respecte a l’absorció dels AG, es va observar que a mesura que augmentava el contingut d’AG saturats (AGS) i AGL de la dieta, l’absorció de greix en pollastres d’iniciació disminuïa i era més lenta. A mesura que augmentava l’edat, l’absorció d’AGS i AGL en el jejú millorava i incrementava la contribució de l’ili anterior en l’absorció dels AG. A 11 d, la utilització del greix va disminuir en incloure PFAD al 6% o barrejat amb S; no obstant això, va millorar amb la substitució de P per SA, tot i que no va assolir el nivell d’absorció de la dieta S. A 35 d, la utilització de PFAD barrejat amb S (2% i 4%, respectivament) va donar lloc a una alta utilització del greix, indicant que la seva incorporació en la dieta és una alternativa viable, sempre i quan tingui com a mínim, una relació de AG insaturats:AGS de 2,6 i no superi el 30% d’AGL de la dieta. La utilització del greix obtinguda amb SA al 6% o amb la barreja de P i SA (2% i 4%, respectivament) va ser semblant a la de S al 6%. En les dietes de creixement-acabat, quan ambdós subproductes es van barrejar amb els olis convencionals (augmentant AG insaturats:AGS i TAG:AGL en la dieta) es va observar un sinergisme en els valors d’energia metabolitzable aparent. Els resultats obtinguts apunten a que una forma adequada d’introduir aquests subproductes en les dietes de pollastres és mitjançant les barreges amb greixos convencionals. A més a més, la digestibilitat dels AGL de la dieta va ser major quan aquests provenien d’un greix insaturat en lloc d’un saturat. Aquestes estratègies impliquen una millora de la rendibilitat i una forma de reciclar aquests subproductes, disminuint el seu impacte ambiental.

La incorporación de materias grasas en los piensos para pollos de carne tiene como principal objetivo incrementar su concentración energética. El aceite ácido de soja (SA) y los destilados de ácidos grasos de palma (PFAD) son subproductos derivados de la refinación del aceite de soja (S) y del aceite de palma (P), respectivamente. Éstos tienen una composición en ácidos grasos (AG) similar al aceite de origen, pero diferente estructura molecular (triacilgliceroles, TAG; diacilgliceroles, DAG; monoacilgliceroles, MAG; ácidos grasos libres, AGL). Puesto que su elevado contenido en AGL puede limitar su utilización por parte del animal, el objetivo global de esta tesis fue investigar el uso potencial de SA y PFAD combinados con aceites convencionales de distinto grado de saturación en la alimentación de pollos de carne, en piensos de iniciación y de crecimiento-acabado, profundizando en los procesos de digestión y absorción de la fracción lipídica.

Se realizó un primer estudio in vitro con el objetivo de evaluar la hidrólisis y la bioaccessibilidad de SA, PFAD y sus respectivos aceites crudos. Los resultados obtenidos coincidieron con los derivados de estudios in vivo, determinándose que la bioaccessibilidad es más limitante que la hidrólisis en la utilización de los aceites. La evaluación de la bioaccessibilidad permitió corroborar que la utilización de los aceites se ve más influenciada por el grado de saturación que por los AGL de la dieta.

En el segundo y el tercer ensayo se estudió el efecto de reemplazar S por PFAD y P por SA, sobre el contenido en fracciones lipídicas y la digestibilidad de los AG a lo largo del tracto intestinal y en las heces, en pollos de carne de 11 y 35 días (d). Los resultados indican que el íleon posterior es el segmento más importante para evaluar la absorción final de la grasa. Con respecto a la absorción de los AG, se observó que a medida que aumentaba el contenido de AG saturados (AGS) y AGL de la dieta, la absorción de grasa en pollos de iniciación disminuía y era más lenta. Conforme aumentaba la edad, la absorción de AGS y AGL en el yeyuno mejoraba e incrementaba la contribución del íleon anterior en la absorción de los AG. A 11d, la utilización de la grasa disminuyó al incluir PFAD al 6% o mezclado con S; sin embargo, mejoró con la substitución de P por SA, aunque no alcanzó el nivel de absorción de la dieta S. A 35 d, el uso de PFAD mezclado con S (2% y 4%, respectivamente) dio lugar a una alta utilización de la grasa, indicando que su incorporación en la dieta es una alternativa viable, siempre y cuando tenga al menos una relación de AG insaturados:AGS de 2,6 y no supere el 30% de AGL de la dieta. La utilización de la grasa obtenida con SA al 6% o con la mezcla de P y SA (2% y 4%, respectivamente) fue similar a la de S al 6%. En las dietas de crecimiento-acabado, cuando ambos subproductos se mezclaron con los aceites convencionales (aumentando AG insaturados:AGS y TAG:AGL en la dieta) se observó un sinergismo en los valores de energía metabolizable aparente. Los resultados obtenidos apuntan a que una forma adecuada de introducir estos subproductos en las dietas de pollos es a través de mezclas con grasas convencionales. Además, la digestibilidad de los AGL de la dieta fue mayor cuando estos provenían de una grasa insaturada que de una saturada. Estas estrategias implican una mejora de la rentabilidad, y una forma de reciclar estos subproductos, disminuyendo su impacto medioambiental.

The supplementation of fats and oils in broiler chicken feeds is a common practice to increase the energy content of diets and provide essential fatty acids. Soybean acid oil (SA) and palm fatty acid distillate (PFAD) are by-products derived from the soybean oil (S) and palm oil (P) refining industry, respectively. They have similar fatty acid (FA) composition to their respective crude oil, but different molecular structure (triacylglycerols, TAG; diacylglycerols, DAG; monoacylglycerols, MAG; free fatty acids, FFA). Its high content in FFA, represents a limitation to upcycle these by-products in the animal feed industry. The global aim of this thesis was to investigate the potential use of SA and PFAD in blends with conventional oils with different saturation degree in broiler chicken diets, focusing the study on the fat intestinal absorption in both starter and grower-finisher chickens.

In the first experiment, in vitro methodologies were performed with the aim to evaluate the hydrolysis and bioaccessibility of SA, PFAD, and their respective crude oils. The results supported the findings reported in in vivo studies, the bioaccessibility was the most limiting step in oil digestion, not the hydrolysis. Moreover, the assessment of the bioaccessibility corroborated that the FFA level of dietary fat influences fat utilization less than its saturation degree.

The second and the third trial were conducted in parallel in order to study the effect of the replacement of S by PFAD and P by SA on lipid-class content and FA digestibility along the intestinal tract (upper and lower jejunum, upper and lower ileum) and in the excreta in broiler chickens at 11 and 35 days (d).

The assessment of the lipid-class content and the apparent FA digestibility in the different intestinal segments was crucial for a better understanding of the utilization of different fat sources in broiler chickens, being the lower ileum the most important segment to evaluate the final fat utilization. Concerning the absorption dynamics, as the saturated FA (SFA) and FFA dietary content increased, the absorption of dietary fat was reduced and delayed in starter chickens. On the other hand, as the age of the chicken increased, was seen an improvement in the absorption of SFA and FFA in the jejunum and an increase in the contribution of the upper ileum to FA absorption. The results revealed that for 11-d-old broiler chickens the inclusion of PFAD at 6% or blended with S impaired fat utilization, whereas the replacement of P by SA improved FA absorption, although did not reach the fat absorption obtained with S. In broiler chickens at 35 d, the inclusion of PFAD blended with S (2% and 4%, respectively) represented a suitable fat alternative, when the blend has from 2.6 unsaturated FA:SFA ratio and the FFA% does not exceed 30%, which led to adequate fat utilization. Moreover, the use of SA at 6% or the blend between P and SA (2% and 4%, respectively) led to obtaining similar fat utilization than S at 6%. Furthermore, in 35-d-old broiler chickens, the synergism obtained in the apparent metabolizable energy of diets when both by-products were blended with the conventional oils suggested that the increase in both the unsaturated FA:SFA ratio and the proportion of TAG to FFA in the diet is a good way to introduce these by-products in broiler chicken diets. An interesting result was that the dietary FFA digestibility was higher when FFA were provided from unsaturated rather than saturated fat sources. This potential strategy to use SA and PFAD implies a reduction in economic costs of feed and a way to upcycle them decreasing their environmental impact.