Granos y solubles de maíz (DDGS) 7,5% Extracto Etéreo - 6,8% Almidón

Los subproductos de destilería se obtienen mediante secado de los residuos del proceso de obtención de alcohol para bebidas o de etanol para su utilización como biocombustible, a partir de ingredientes ricos en almidón. Los cereales más utilizados en estos procesos son el maíz en USA, trigo en Canadá, sorgo en ciertos estados americanos (Kansas) y cebada en los países del norte de Europa. En el caso de España y durante los últimos años se han venido utilizando indistintamente estos cuatro cereales. El proceso consiste en convertir los almidones y azúcares del cereal en alcohol. Para mejorar el rendimiento del proceso se aplica vapor caliente y se utilizan levaduras y diversos aditivos. El resultado final es un producto donde se reduce de forma drástica el contenido en hidratos de carbono no estructurales y se concentra proporcionalmente (entre 2,3 y 3 veces) el resto de nutrientes.

El proceso industrial consta de cinco fases: i) selección, limpieza y molienda del grano; ii) sacarificación o paso del almidón a glucosa mediante la utilización de enzimas apropiadas; iii) fermentación de la glucosa para producir etanol utilizando levaduras (cada molécula de glucosa produce 2 moléculas de etanol y 2 de CO₂); iv) destilación del etanol mediante proceso de vaporización por calentamiento, y v) recogida de los residuos y secado de los mismos con aire caliente hasta un 10-12% de humedad, para su posterior comercialización en forma de gránulo.

El proceso da lugar a dos tipos de subproductos: los granos de destilería (DG, distiller grains) y los mal llamados solubles (DS, distillers solubles, vinazas o “thin stillage”). Los DG contienen fundamentalmente residuos no fermentados de los granos originales. Los DS contienen levaduras, nutrientes solubles y las partículas de granos más finas. A veces estos productos se suministran en húmedo, y por separado, a cebaderos de terneros localizados cerca de la industria; los DG mezclados con el pienso y los DS, que sólo tienen un 5% de materia seca, como sustitutivos del agua.

En la mayoría de los casos ambos productos se desecan y se comercializan conjuntamente (DDGS compuestos por 75% DDG y 25% DDS, aproximadamente). En plantas modernas de Estados Unidos se tiende a revalorizar el producto por lo que a veces se extraen algunas fracciones de los mismos (i.e., fracción fibra, lípidos, levaduras, etc..) lo que modifica el valor nutricional del producto comercial final.

Las características del producto final, por tanto, va a depender de numerosos factores entre los que destacamos los siguientes:

- Grano original
El contenido en proteína es más elevado en el trigo (> 33%) que en el maíz y cebada (> 25 a 26%), con los DDGS de sorgo presentando niveles intermedios. Por el contrario, los DDGS de maíz y sorgo tendrán un mayor contenido en grasa y menor en fibra que los de cebada.

- Eficacia del proceso
Las nuevas plantas de producción de etanol son más eficaces en el proceso de fermentación que las antiguas, por lo que el producto final tiene una menor proporción de almidón residual. Asimismo, la cantidad de almidón suele ser superior cuando se utiliza sorgo o maíz que cuando se usa trigo o cebada.

- Condiciones del proceso
Dos puntos clave a este particular son la cantidad de levaduras y aditivos utilizados y las condiciones de calor, tiempo y temperatura aplicados. Hay que considerar que entre un 6-10% de la proteína procede de los restos de levaduras utilizadas en el proceso, lo que representa entre 2-3 puntos de proteína. Se encuentran a veces productos con altos contenidos en Na o en S lo que se debe a las sales minerales añadidas durante el proceso. En relación con los aditivos adicionados, se añade ácido sulfúrico para reducir el pH y favorecer un medio óptimo para la acción de carbohidrasa y levaduras responsables de la fermentación del almidón. El contenido extra de S puede corresponderse también con el S contenido en las levaduras empleadas en la fermentación. Además, dependiendo de la acidez del agua, el contendo de S de los DDGS puede variar considerablemente (entre 0,3 a 1,00%). En cualquier caso es la aplicación de calor (forma, tiempo y cantidad), lo que más influye en el valor proteico y energético de los DDGS. En general, el calor aplicado es más adecuado, en relación con la digestibilidad de los nutrientes de los DDGS, en las fábricas modernas de etanol que en las fábricas antiguas de producción de bebidas alcohólicas. De aquí que se considere que la digestibilidad de los aminoácidos, en particular de la lisina sea superior en los DDGS de las fábricas actuales que en los procedentes de fábricas más antiguas. Para la elaboración de las fichas que se adjuntan se ha considerado que todo el producto que llega actualmente a las fábricas de pienso es de calidad extra.

- Naturaleza del producto final
Es común la mezcla de los residuos no fermentados de los granos (DDG) y de la fracción soluble (DDS). Sin embargo, en ocasiones los DDS se utilizan en fresco y no se incorporan en su totalidad a la mezcla. Se estima que los DDS contienen menos proteína y fibra, y más grasa y cenizas que los DDG. Por otra parte, se pueden extraer partes de los nutrientes (grasa, levaduras) en búsqueda del valor añadido lo que modifica la composición del producto final. En el mercado americano se encuentran disponibles ingredientes procedentes de la industria del etanol con más de un 45% de proteína bruta.

- Condiciones de logística, transporte y almacenaje
Es frecuente, en función del tamaño de las fábricas, mezclar DDGS de distintas procedencias previo a su comercialización. Estas mezclas pueden incorporar DDGS de un cereal dado, procesado bajo condiciones diferentes, o también de distintos cereales lo que reduce la uniformidad del producto final. Ello lleva consigo una mayor variabilidad de las partidas lo que debe tenerse en cuenta en formulación, tanto a nivel del valor nutricional como de niveles óptimos de utilización. Un problema adicional son las condiciones de transporte y almacenamiento, que afecta exclusivamente a los DDGS de importación. Los DDGS, sobre todo si se transportan en caliente y con humedades altas son difíciles de manejar con formación de bóvedas. El almacenaje en puertos, la carga de los barcos, el transporte marítimo y la descarga en los puertos de destino deben hacerse cuidadosamente y mejor con productos granulados. La falta de uniformidad del producto, los procesos de sobrecalentamiento y la contaminación microbiana son mucho más frecuentes en partidas importadas que en partidas de origen nacional, ya que estos últimos suelen comercializarse granulados, proceden de productos recién elaborados y son de un único origen.

El control de calidad de los diversos derivados de la industria del etanol se basa en dos criterios complementarios: apreciación organoléptica y datos de control analítico. La evaluación sensorial es fundamental en este tipo de productos y, a menudo, más importante que la evaluación laboratorial. Dos puntos clave a considerar a este particular son:

- Color y olor de la partida. Aunque la correlación entre color y calidad del producto no es muy elevada, se estima que en general productos oscuros suelen ser indicativos de partidas mal conservadas. En estos casos ha podido haber sobrecalentamiento de la partida debido a altas temperaturas y humedad no controladas lo que puede dar lugar reacciones de Maillard. Las reacciones de Maillard afectan principalmente a la disponibilidad de la lisina pero también a la del resto de aminoácidos. Además, malas condiciones durante el transporte y el almacenaje perjudican la calidad de la grasa (y al consumo voluntario) y reducen el contenido energético disponible. Estas reacciones anómalas incrementan el desarrollo de olores desagradables, especialmente de olores a quemado, indicativos de productos deteriorados. La partida será de baja calidad bien por haber sido calentada en exceso en origen durante el proceso de obtención de alcohol y el secado posterior, bien por haber sufrido sobrecalentamiento durante los períodos de almacenaje y transporte.

- Uniformidad: Es frecuente encontrarnos con partidas donde coexisten gránulos de distintas dimensiones, así como de distinto color. Incluso a veces, se detecta que los gránulos proceden de cereales diferentes. Ambas situaciones son indicativas de mezclas en origen lo que dificulta el control de calidad de los proveedores y la valoración de la materia prima.

Dentro de los controles de laboratorio destacan cuatro puntos clave:

- Control químico básico.
Incluye el análisis proximal, especialmente de proteína bruta (PB) y extracto etéreo (EE) y la determinación de la fibra neutro detergente (FND). El contenido en EE varía en función de que se utilice o no hidrólisis ácida previa. Asimismo, el solvente utilizado para la extracción, puede afectar a los resultados. En cuanto a la FND, no es fácil determinarla correctamente, ya que se pueden encontrar hasta 15 puntos de diferencia entre laboratorios en función del método utilizado. Los métodos que utilizan sulfito sódico para solubilizar la proteína ligada a la FND dan valores muy inferiores a los que no lo utilizan, lo que debe ser tenido en cuenta. Por otra parte, la suma de los principios inmediatos analizados (Humedad, Cenizas, PB, EE, FND, Almidón, y Azúcares) de los distintos DDGS varía entre el 85% (cebada) y el 92% (sorgo). En la práctica estos valores indicarían que los DDGS contienen entre un 15 y un 8% de fibra soluble, lo que en el caso de los DDGS de maíz y sorgo parece excesivo.

- Control de la calidad de la proteína.
Los DDGS sufren un proceso de calentamiento lo que afecta a la digestibilidad de los aminoácidos. No es fácil evaluar la agresividad del tratamiento. Métodos indirectos incluyen la valoración del color, el porcentaje de lisina en relación con la PB y la proporción de proteína ligada a la fracción fibra.

- Contenido en minerales.
En general los DDGS deberían concentrar entre 2,3 y 3 veces el contenido mineral del cereal de procedencia. Sin embargo, esto no siempre es así para ciertos minerales, especialmente el Ca y el Na. La razón es la utilización de sales minerales que contienen estos dos elementos en el proceso de obtención del alcohol o bien a la adición de carbonato para facilitar la fluidez del producto no granulado. Esta práctica no es habitual en los DDGS de origen nacional.

- Contaminaciones indeseables.
El proceso de fermentación concentra en los DDGS en torno a 2,3 a 3 veces cualquier material indeseable presente en el grano. A este particular es de especial interés el control de micotoxinas, en particular de las aflatoxinas. Puede darse el caso de que el cereal sea aceptable pero no el DDGS resultante por superar la dosis permitida. Otro aspecto de interés es la eventual presencia de antibióticos en los DDGS que resultan de su utilización en el proceso fermentativo para controlar las reacciones microbianas no deseadas. Finalmente, como es el caso de todos los coproductos industriales que han sufrido procesos de almacenaje en condiciones difíciles, es recomendable la realización de controles microbiológicos, incluida la Salmonella spp.

Los DDGS son un producto muy palatable, especialmente el producto fresco (origen nacional) en rumiantes, con altos contenidos en levaduras, minerales y vitaminas del grupo B. No obstante, su inclusión a niveles elevados puede alterar la fermentación ruminal de la fibra por su alto contenido en grasa insaturada. La adición de sales cálcicas o sódicas, a fin de favorecer el rendimiento del proceso de producción o ácido fosfórico para ajustar el pH, es frecuente, lo que modifica el nivel en estos minerales del producto final. Los DDGS de maíz son una materia prima ampliamente utilizada en piensos de monogástricos y rumiantes (unas 600.000 Tm/año). Las fichas que se adjuntan reflejan diferencias entre partidas en cuanto a contenido en extracto etéreo y almidón que reflejan diferencias en el proceso de fabricación. En general las muestras de origen nacional se corresponden con el producto con mayor contenido en extracto etéreo. El perfil de aminoácidos esenciales es más desequilibrado que en el gluten-20, al estar incluidas en los DDGS las proteínas del endospermo, y su digestibilidad es también inferior dado que el tratamiento térmico recibido es más enérgico. Otros factores que limitan su uso son su alto contenido en grasa insaturada, por su efecto negativo sobre la calidad de la canal, y un aumento de la proporción de huevos sucios, a niveles altos de inclusión, en gallinas ponedoras. Los residuos de destilería de cebada y trigo incorporan toda la fibra del grano (p. ej. el grano de cebada contiene entre un 10 y un 12% de salvado cuyo valor nutritivo es similar al de la paja). Por ello, su valor energético es menor, especialmente en monogástricos. Su principal aplicación está en dietas para todo tipo de rumiantes, así como conejos, caballos y cerdas gestantes, en función de su alto contenido en fibra. Su uso en aves de carne y lechones viene limitado por su bajo contenido energético y por la calidad de su proteína. A este particular son más recomendables los residuos procedentes del trigo por su menor contenido en componentes fibrosos.

El bagazo de cebada o cebadilla es el coproducto deshidratado de la fabricación de cerveza a partir de granos de cereales, principalmente cebada. Su composición y valor nutritivo son similares a los DDGs de cebada, aunque su contenido en FND es superior y su valor energético inferior.