Uso de Proteinas Animales en Petfood

Transcripción

Uso de Proteinas
Animales en Petfood
Kemin Industries, Inc.
Jose Arturo Paulin
ALAPRE - Cartagena
12 – 14 March 2014
© Kemin Industries, Inc. and its group of companies 2014. All rights reserved. ®™ Trademarks of Kemin Industries, Inc., U.S.A.
Fuente de Harinas Animales para Alimento de
Mascotas
•  Rendered Meals, Se utilizan como fuente proteína Animal,
especialmente Harinas de Subproductos Aviares, para alimentos
de mascotas.
•  Carnes secadas por Spray son también fuentes de proteinas para
aquellas proteínas sensibles para petfood.
•  La consistencia en calidad de las Proteínas de orígen animal,son
especialmente importantes en dietas de Felinos.
•  ( Diferentes requerimientos)
•  Además de proteinas, carnes secadas, y carnes, proveen
aminoácidos esenciales, grasas, ácidos grasos esenciales,
minerales y vitaminas.
Meeker (2009) R. Bras. Zootec 38: 432-440.
de-Oliveira et al (2011) J Animal Physiology and Animal
Nutrition 96: 1136 – 1146.
.
Uso de Proteinas de orígen animal en Alimentos de
Mascotas.
Proteinas de orígen Animal Recicladas
Spray Dried Animal Proteins
Mnitoreo y Programa de Estabilizacón
de Proteinas de Origen Animal
Rendering Inputs and Outputs
Ganado, Cerdos, Aves, Pavos, Peces
Aproximadamente 60% Comestible and 40% No
Comestible
Materias primas de Rendering:
Carne, Huesos, Visceras, Sangre, Músculo, Tejido Graso,
Plumas, Parte de peces, grasas de Restaurant.
Productos de Rendering
Grasas Animales, Grasas y Aceites, Sebo, Grasas
de cerdo, Pollo, Aviar, Aceite de Pescado
Harinas: Harinas de Carne, Harinas de Carne y
Hueso, Harina de Ave, Harina de Subproducto de
Aves, Harina de Pluma Hidrolizada, Harina de
Sangre, Harinas de Pescado.
Harinas
Rendering Raw Materials
Rendering:
Ceniza 8%
Aplicación de Calor
Separación de Grasa
Grasa 20%
Proteína 12%
Humedad 60%
Extracción de Humedad/
Agua
Rendered Fats
Humedad
Grasa
Agua
Wikipedia (2014) Meat and Bone Meal.
Meat and Bone Meal
Rendering Raw Materials
Humedad 6%
Aplicación de Calor
Separación de Grasa
Grasa 20%
Proteína 12%
Ceniza 35%
Rendering:
Ceniza 8%
Humedad 60%
Grasa 10%
Proteína 50%
Extracción de Humedad/
Agua
Poultry By-‐Product Meal
Ceniza 22%
Rendering convierte materias primas de ALTA
HUMEDAD en ingredientes de ALTA
PROTEINA.
Grasa 13%
Humedad 6%
Proteína 60%
Wikipedia (2014) Meat and Bone Meal.
Proteinas animales recicladas
•  Rendering es a menudo un proceso continuo
•  Reciclado y Seguridad son los objetivos primarios
Gooding (2012) J of Industrial Ecologgy 16(2): 223 – 230.
Harinas proteicas recicladas
•  Utilizando el Green House Gas Protocol para el cálculo de la huella de
Carbono, la emisión de CO2 directo e indirecto de una planta de reciclado
típica Americana fue estimada en 30% de lo que liberaría si fuese
descompuesto el material en CO2
CO2 (Tonnes / Year)
•  Rendering recicla eficientemente incomestibles, subproductos animales
crudos
80,000
70,000
60,000
50,000
40,000
30,000
20,000
10,000
0
79,000
24,000
Indirect Rendering
Emissions
Direct Rendering
Emissions
Total
Rendering
Emissions
Raw Material
Carbon
Gooding (2012) J of Industrial Ecologgy 16(2): 223 – 230.
Harinas proteicas recicladas
•  Rendering produce ingredientes nutricionales SEGUROS
para la alimentación animal.
•  El proceso de cocción inactiva bacterias, virus,
protozoarios y parásitos.
Impacto del Reciclado en la Calidad de las
Proteínas Animales
•  Las Harinas animales han sido y serán una excelente fuente
costo/beneficio, de proteínas de alta calidad y otros nutrientes
para Alimentos para animales y mascotas.
•  Las Harinas animales pueden presentar Variación.
•  Aspectos del Rendering que pueden afectar la Calidad de las
Proteínas Animales
o 
Temperatura y Presión de trabajo en el Rendering
o 
Variabilidad entre y dentro de plantas.
o 
Alto contenido de cenizas, cuando estan presentes
o 
Tamaño de Partícula y características de físicas.
Processing
treatments
Collagen and
bone content
Factors
Affecting
Quality
Animal
production
practices
Proteínas Animales
•  Alta temperatura y alta presión comprometen la Calidad de
la Proteína.
•  Incremento de urea plasmática en perros sugieren que la
alta presión y temperatura de proceso de Harina de Carne
y Hueso reducen la eficiencia de utilizacion de los Amino
ácidos.
•  En contraste, la Alta Presión y Temperatura incrementan
aparentemente la Digestibilidad de la Proteina Cruda en
Gatos y Digestibilidad de Aminoácidos en Parrilleros en
Harina de Carne y Hueso de alta ceniza.
Shirley and Parsons (2000) Poultry Science 79: 1775-1781
de-Oliveira et al (2011) J Animal Physiology and Animal
Nutrition 96: 1136 – 1146.
Proteínas Animales
•  Se encontró procesos agresivos de Rendering afectaba negativamente la
calidad de Proteínas y Grasas en Harinas de Carne y Hueso de España:
o 
Acidos Grasos Polinsaturados decrementado , especialemente
Linolénico.
o 
Aminoácidos esenciales decrementado, especialmente lisina.
o 
Rendering severo, decrementa digestibilidad por pepsina.
o 
( cocimiento y secado)
o 
Presiones mayor a 45 PSI reduce la digestibilidad de Lysina y
Metionina
.
Pérez-Calvo et al (2010) J Animal Physiology and Animal
Nutrition 94: e154 – e163.
Proteínas Animales
• 
Automatización y control de proceso mejora la calidad.
o 
Riesgo de cocción parcial con control incompleto de microorganismos.
o 
Sobre – cocción , puede reducir el valor nutricional y Digestibilidad.
o 
La Digestibilidad de los Aminoácidos se ha incrementado en el tiempo debido a
las mejoras en control de proceso.
Proteínas Animales
•  Calidad , especialmente contenido de Grasa y Ceniza, son las
más variables entre y dentro de Plantas debido a:
o 
Heterogeneidad de las Materias Primas
o 
Diferencias en las condiciones de Proceso
o 
Eficacia en la remoción de Grasa.
•  El incremento de la ceniza en Harina de Carne y Hueso reduce
la calidad de la proteína, principalmnete diebido a la reducción
de aminoácidos escenciales relativos a la proteína cruda total.
Pérez-Calvo et al (2010) J Animal Physiology and Animal
Nutrition 94: e154 – e163.
Shirley and Parsons (2001) Poultry Science 80:626-632.
Alto contenido mineral, especialmente cobre, puede
reducir la estabilidad de la dieta o Ingrediente.
Copper
Manganese
Iron
Chromium
Nickel
Vanadium
Zinc
Aluminum
4000
Naturox residual (ppm)
3500
Oxidative Stability Index
at 100°C (hours)
3000
30
25
20
2500
2000
15
1500
10
1000
5
500
0
Oxidative Stability Index at 100°C (hours)
Metal
Concentra+on (ppm)
0.05
0.6
0.6
1.2
2.2
3.0
19.6
50
Cobre tiene un fuerte impacto en el
Antioxidante residual y Estabilidad
Naturox Residual (ppm)
Concentración de Ion que reduce la
estabilidad de Grasa de Cerdo a la
mitad.a 98°C
0
0
0.1
1
10
100
Copper Level in Poultry Fat (ppm)
Gunstone and Norris 1982
Harinas de Alta Ceniza pueden presentar especial consideración para su estabilización.
Proteínas Animales
•  Harinas Animales- Propiedades Físicas y
Químicas. Partículas grandes pero pueden
presentar problemas de manipuleo.
Colageno y Hueso Contenidos
•  Índice de Cenizas y existencia de Colageno ,
están relacionadas con la Cantidad de Hueso
•  Deficiencias de Colageno en Aminoacidos
Esenciales
•  Impacto en la composición de los aminoácidos
no en la digestibilidad
Prácticas de Producción Animal
•  Edad del Animal
•  Dieta ( Concentrados vs Pasto) Res .
•  Promotores de Crecimiento
Proteínas Animales
•  A pesar de la variabilidad en Rendering y productos del mismo,
estos ingreidentes tienen aún un costo/beneficio excelente
como fuente de proteínas y nutrientes para los Alimentos de
Mascotas.
•  Es necesario continuar la investigación y la colaboración entre
la Industria y la Academia, gobiernos e Industria para mejorar
el conocimiento de cómo el Rendering afecta la Calidad de la
Harina.
ESTABILIDAD
Uso de Proteinas de orígen animal en Alimentos de
Mascotas.
Rendered Animal Proteins
Proteínas Animales secadas por Spray
Monitoring and Stabilization Programs
for Dried Animal Proteins
Proteínas Secadas por Spray
•  Secado Spray es el método preferido para ingredientes termo-sensibles.
•  Secado Spray tambiíen provee tamaño de partículas consistente
generalmente de 75 – 100 micrones, que es un polvo relativamente fino .
•  El Secado Spray es el método preferido para secar en orden de:
o 
o 
o 
o 
Reduce el Quemado / empardamiento de ingredientes sensibles al Calor.
Mantenimineto de compuestos volátiles. Especialmente para Hidrolizados
saborizantes.
Mantenimiento de la Performance Nutricional, especialmente ingredientes
funcionales.
Proveen encapsulación o otras técnicas para la estabilizacíon.
Wikipedia (2014) Spray Drying
Proteínas secadas por Spray
•  Se utilizan Torres Spray y Secadores Horizontales o Box para el
secado de Proteínas Animales.
Vertical Spray Drier Schematic
Sadripour (2012) Drying Technology 30: 574 – 582.
Horizontal Spray Drier
Proteínas secadas por Spray
•  Ingredientes secados por Spray para Petfood.:
o 
o 
o 
Proteínas hidrolizadas para dietas que requieren tratar reacciones
adversas de los Alimentos . (Loeffler et al (2006) Vet Derm 17: 273)
Palatabilizantes Hidrolizados derivados de Carnes y Saborizantes.
Tejidos de Organos. (por ej. Hígado) que no se cocina por que la falta
de sólidos lo hace difícil secar y remover la grasa por prensado.
o 
Huevos y subrpoductos de Huevo.
o 
Vitaminas e Ingredientes funcionales sensibles al calor .
Impacto del Secado Spray en la Calidad.
•  Secado Spray es el preferido para los materiales termo
sensibles tales como los Hidrolizados de Proteína secados por
Spray por que ellos pueden ser particularmente difícil de
estabilizar.( Sangre)
•  Problemas prácticos como “caking’ and ‘stickiness’de los polvos
pueden presentarse.
•  El rol del Aw en el proceso (tal como pardeamiento noenximatico que impacta negativamente en los materiales
sensibles han sido bien documentados.
rowt
h
Moisture
Lipid
Oxidation
ria G
Moisture Sorption
Isotherm
Bact
e
Relative Reaction Rate
Aw como factor Crítico en la estabilidad de
Alimentos.
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
Water Activity
0.7
0.8
0.9
1.0
Lubuza, T. P. 1971. Kinetics of Lipid Oxidation in
Foods, CRC Crit. Rev. Food Technol. 2: 355-405.
Impacto del Secado Spray en la Calidad de la
Proteína
•  Recientemente han sido comprendidos que las reacciones químicas,
bioquímicas, microbiológicas en alimetos están afectadas por Aw y estado de
Transición Vítreo.
•  La Temperatura de Transicipon Vítrea (Tg) es la temperatura a la que un sistema
amorfo cambia de un estado vitreo a un estado amorfo (gomoso)
•  Cambios estructurales tales como “stickiness” y “caking” pueden ocurrir en un
alimento amorfo en polvo cuando se los mantiene a temperaturas superiores a su
Tg
•  Este modelo complejo explica el desafio de estabilidad de materiales
térmicamente sensibles.
•  También provee una nueva perspectiva para el diseño de procesos y productos
secados por Spray con mejor estabilidad.
Rahman (2009) International J of Food Properties
12:726 – 740.
Silva et al (2012) Drying Technology 30: 175 – 184.
Impacto del secado spray en la calidad de la
Proteína
Las Reacciones Químicas, bioquímicas y microbiológicas son
afectadas por Aw y el estado de transición Vítreo.
Rahman (2009) International Journal of Food
Properties 12:726 – 740.
Proteína
•  Como el tamaño de partícula de una carne secada por spray se reduce,
la superficie , la higroscopicidad, y el riesgo de problemas fluencia y
cacking aumenta.
•  El nivel de Maltodextrin, agregada como carrier , fue optimizada para
manejar la hygroscopicity
•  La Maltodectrina
funciona incrementando
la temperatura de
transicion Vitrea (Tg),
para que ocurra menos
caking a Temeratura
ambiente.
Kurozawa (2009) Drying Technology 27: 1248-1257.
Proteína
•  Del mismo modo, Maltodextrin mostró incrementar el valor crítico de Aw
de una proteína secada por Spray de Mejillon.
•  Por debajo de estos valores críticos de Aw, el polvo no sufre cambios
físicos tales como “caking” (aterronamiento) y “stickness” (pegajosidad)
% Maltodextrin Carrier
0
15
30
Critical aw
0.24
0.49
0.6
Silva et al (2012) Drying Technology 30: 175 – 184.
Impacto del Secado Spray en loa calidad de la
Proteína
•  Proteínas Animales secadas por Spray han sido producidad y
utilizadas por años.
•  Los desafíos de Estabilidad son bien conocidos, epecialmente
el “Caking” e Higroscopicidad.
•  Procesos sofisticados y modelos de formulación ayudan en la
mejora de performance de estos materiales desafiantes.
Uso de Proteína Animales secadas en Petfood.
Rendered Animal Proteins
Spray Dried Animal Proteins
Monitoreo y programa de
Estabilización para Proteínas
Animales secadas
Monitoreo y Programa de Estabilización
•  El Procesamiento de las Proteinas secadas, estresa el ingrediente.
o 
o 
El Rendering hace foco en temperatura y presion para asegurar inocuidad y
tambien en capacidad de proceso para el reciclado de los subproductos
animales.
El Secado Spray focaliza en un proceso sofisticado y optimizado para un
tamaño de partícula , propiedades de manipuleo, y protección de activos
lábilies al calor.
•  El Manipuleo y el programa de estabilizacion necesita dirigirse las
necesidades específicas de cada tipo de ingrediente.
•  Monitoreo Continuo es necesario para acomodar la variabilidad
diaria, especialmente en las harinas animales.
Variability in Meat and Bone Meal
MBM samples Argentina Chile Colombia Mexico PV BHA BHT EQ 15 max min ave 0,24 0,03 0,10 55,00 2,00 10,43 271,00 2,00 76,42 32,00 32,00 32,00 42 max min ave 5,88 0,01 0,34 471,00 2,00 76,54 1614,00 1,00 225,56 135,00 6,00 42,73 24 max min ave 1,17 0,05 0,28 5,00 1,00 2,50 114,00 1,00 25,82 0,00 0,00 #DIV/0! 196 Max Min ave 6,45 0,00 0,18 303,00 1,00 99,69 235,00 1,00 100,42 128,00 24,00 76,00 © Kemin Industries, Inc. and its group of companies 2014. All rights reserved. ®™ Trademarks of Kemin Industries, Inc., U.S.A.
Variability in Poultry By-Product Meal
Poultry By Product Meal Samples 12 Argentina max min ave PV 0,16 0,02 0,08 BHT 368,00 33,00 237,73 BHA 184,00 9,00 90,50 EQ 7,00 7,00 7,00 2 Chile Max Min Ave 0,05 0,03 0,04 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 69,00 49,00 59,00 2 Colombia max min ave 0,20 0,20 0,20 0,00 0,00 #DIV/0! 6,00 6,00 6,00 0,00 0,00 #DIV/0! 20 max min average 0,56 0,02 0,19 251,00 1,00 59,22 248,00 27,00 82,27 0,00 0,00 #DIV/0! Mexico © Kemin Industries, Inc. and its group of companies 2014. All rights reserved. ®™ Trademarks of Kemin Industries, Inc., U.S.A.
Variability in Poultry Oil
samples
Argentina
Chile
Colombia
Mexico
Poutry Oil
PV (meq /
kg fat)
BHA (ppm) BHT (ppm) EQ (ppm)
4,70
2070,00
778,00
731,00
0,50
32,00
4,00
6,00
1,51
453,08
220,20
110,58
40
max
min
AVE
7
Max
Min
AVE
6,00
0,60
2,00
186,00
7,00
91,40
332,00
89,00
173,40
114,00
16,00
53,67
6
max
min
AVE
2,10
0,10
1,10
0,00
0,00
0,00
948,00
2,00
475,00
15,00
13,00
14,00
13
max
min
AVE
12,20
0,70
4,54
154,00
2,00
59,83
363,00
3,00
104,30
11,00
11,00
11,00
Variability in Beef Tallow / Fat
Samples
Argentina
Chile
Colombia
Mexico
Summary FAT
PV (meq /
kg fat) BHA (ppm) BHT (ppm) EQ (ppm)
3,60
450,00
432,00
0,00
0,20
0,00
243,00
0,00
0,85
97,60
390,43
N/A
TBHQ
(ppm)
0,00
0,00
N/A
10
max
min
ave
20
Max
Min
Ave
4,90
0,60
2,03
82,00
3,00
39,00
234,00
4,00
83,07
168,00
9,00
99,25
158,00
19,00
88,50
6
max
min
ave
0,50
0,10
0,38
1,00
1,00
1,00
278,00
84,00
161,40
5,00
5,00
5,00
0,00
0,00
N/A
94
max
min
average
6,30
1,00
2,46
1157,00
1,00
53,56
979,00
1,00
50,07
11,00
1,00
8,00
0,00
0,00
N/A
•  Una mezcla de BHA y BHT controla el deterioro oxidativo in Harina de
Visceras de Ave.
Poultry By-‐Product Meal
PETOX Residual (ppm)
400
350
1
PETOX (ppm)
300
0.8
PeroxySafe (meq / kg sample)
250
0.6
200
0.4
150
100
0.2
50
0
0
0
2
4
8
12
16
Storage Time (Weeks at Ambient)
PeroxySafe (meq / kg sample)
•  Dosis y punto de aplicación fueron optimizados.
24
Kemin Internal Data 03-1081
1. Diagnostico • 
Puntos Críticos Para Adición de Antioxidante en
Harina de Carne la planta de Harinas
PetOX ®
0,65 Kg/Ton
Descarga
M.P.
Molino
Digestor
Percolador
Molino
Prensa
PetOX ®
0,4 Kg/Ton
Sacos
Aceite
PetOX ®
0,65 Kg/Ton
© Kemin Industries, Inc. and its group of companies 2010 All rights reserved. ® ™ Trademarks
7/15/14
40
of Kemin Industries, Inc., U.S.A.
•  Preferencia de Objetivos en Harina de Visceras de Ave:
o 
Indice de Peróxidos < 2 – 5 meq / kg de grasa de Ave
o 
Indice de Peróxido < 1 meq / kg grasa para Harina de Viscera
•  A pesar de los objetivos, la calidad oxidativa de la Harina de Visceras es
altamente variable y frecuentemente insatisfactoria.
•  Kemin realiza > 16000 analisis por año para clientes
•  El monitoreo permanente contribuye a la capacidad de mejorar la calidad
Gracias
ALAPRE - Cartagena
12 – 14 March 2014
Kemin Contact: Jose Arturo Paulin
[email protected]

Uso de Proteinas Animales en Petfood

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