Influence of the inclusion of co-products of the soy oil industry in poultry diets on nutrient digestibility, growth performance, and production

The general objective of this thesis was to study the effect of inclusion of different co-products from the bioenergy industry in poultry diets on nutrient digestibility, growth performance, and production. To this end, the influence of glycerin, lecithins, and re-esterified oil from soy oil industry, were developed in three studies. In first study (chapter 2), the influence of source and level of inclusion of raw glycerin (GLYC) in the diet on growth performance, digestive traits, total tract apparent retention (TTAR), and apparent ileal digestibility of nutrients was studied in broilers from 1 to 21 d of age. There was a control diet based on corn and soybean meal and 8 additional diets that formed a 2 × 4 factorial with 2 sources of GLYC and 4 levels of inclusion (2.5, 5.0, 7.5, and 10%). The GLYC used were obtained from the same original batch of soy oil that was dried under different processing conditions and contained 87.5 or 81.6% glycerol, respectively. Type of processing of the GLYC did not affect any of the variables studied except DM and organic matter retention (P < 0.05) that was higher for the 87.5% glycerol diet. From d 1 to 21, feed conversion ratio (FCR) improved linearly (L, P ≤ 0.01) as the GLYC content of the diet increased, but ADG was not affected. On d 21, the relative weight (% BW) of the liver and the digestive tract increased (L, P < 0.01) as the level of GLYC in the diet increased, but lipid concentration in the liver was not affected. The TTAR of DM and organic matter increased quadratically (Q, P < 0.05) and the AMEn content of the diet increased linearly (L, P < 0.01) with increases in dietary GLYC. Also, the apparent ileal digestibility of DM (L, P < 0.05; Q, P = 0.07) and gross energy (L, P < 0.01) increased as the GLYC content of the diet increased. It is concluded that raw GLYC from the biodiesel industry can be used efficiently, up to 10% of the diet, as a source of energy for broilers from 1 to 21 d of age and that the energy content of well-processed raw GLYC depends primarily on its glycerol content. In second study (chapter 3), the effects of the inclusion of raw glycerin (GLYC) and lecithin in the diet on egg production, egg quality and total tract apparent retention (TTAR) of dietary components was studied in brown egg-laying hens from 23 to 51 wk of age. The experimental design was completely randomized with six diets combined as a 2 × 3 factorial with two levels of GLYC (0 vs.70 g/kg) and three animal fat to lecithin ratios (40:0, 20:20 and 0:40 g/kg). Each treatment was replicated eight times and the experimental unit was a cage with ten hens. Production was recorded by replicate every 28-d period and cumulatively. For the entire experiment, the inclusion of GLYC in the diet hindered feed conversion ratio per kilogram of eggs (2.071vs. 2.039; P < 0.05) but did not affect any of the other production or egg quality traits studied. The replacement of animal fat by lecithin (40:0, 20:20 and 0:40 g/kg) increased egg weight(60.1, 60.7 and 61.8 g, respectively; P < 0.001) and egg mass production (56.8, 57.5 and58.8 g/d, respectively; P < 0.01) and improved yolk color as measured by the DSM color fan (9.2, 9.2 and 9.5, respectively; P < 0.001) and feed conversion ratio per kilogram of eggs(2.072, 2.068 and 2.027, respectively; P < 0.05). Feed intake, egg production and body weight gain, however, were not affected. The inclusion of GLYC in the diet did not affect nutrient retention but lecithin inclusion improved TTAR of dry matter (P < 0.05), organic matter (P < 0.05), ether extract (P < 0.001) and gross energy (P < 0.001). In summary, the inclusion of 70 g glycerol/kg diet hindered feed conversion ratio per kilogram of eggs but did not affect any other production or digestibility trait. The replacement of animal fat by lecithin improved egg weight, egg yolk color and nutrient digestibility. Consequently, lecithin can be used as a lipid source in laying hen diets with beneficial effects on egg production. In third study (chapter 4), the apparent metabolizable energy (AME) of traditional and re-esterified lipid sources and the effects of its inclusion in the diet on nutrient retention and broilers performance were studied in two experiments (Exp) from 7 to 21 d of age. In Exp 1 there was a control diet without any supplemental fat and three extra diets that included 25 g/kg of soy oil (SO), re-esterified monoacylglycerol (RMAG) or re-esterified triacylglycerol (RTAG) at the expense (wt:wt) of the control diet. The gross energy (GE, MJ/kg) of the oils was 39.66, 38.06 and 38.56, respectively. The AME of the lipid sources was determined by two methods: a) multiplying its GE by the digestibility of the ether extract (EE) of their respective diets and b) by difference between the AME of the control and the corresponding experimental diet. Nutrient retention was not affected by fat supplementation, except for EE that was higher for the oil supplemented diets than for the control diet (P < 0.001). The AME of the SO, RMAG and RTAG was 35.44, 33.89 and 34.05 MJ/kg when measured directly from digestibility data and 37.70, 35.68 and 35.83 MJ/kg when calculated by difference between the control and the oil containing diet. Fat supplementation improved feed to gain ratio (P ˂ 0.01) from 7 to 21 d of age, with effects being more pronounced for SO than for RMAG or RTAG. In Exp 2, the design was the same than in Exp 1 but the experimental diets included 50 g/kg of SO, acidulated soapstocks (ASO), lard, RMAG, RTAG or a 20:80 mixture of SO and RMAG (SO-RMAG). The AME of the supplemental fats was greater for the SO, SO-RMAG and lard than for the RMAG, with RTAG and ASO being intermediate (P < 0.01). Fat inclusion improved the retention of all nutrients. The AME content of the supplemental fats was higher when calculated by difference between the AME of the control and the fat containing diet than when measured directly from the GE and EE digestibility data and higher when included at 50 g/kg than when included at 25 g/kg. Supplemental fat improved ADG and F:G of the broilers, irrespective of the lipid source used (P ˂ 0.001). In conclusion, the re-esterified monoacylglycerol and triacylglycerol oils were well digested by broilers, with AME values within the range of those of traditional fat sources. RESUMEN El objetivo general de esta Tesis doctoral fue estudiar la influencia de la inclusión de co-productos de la industria bioenergética en piensos para aves sobre la digestibilidad de los nutrientes, los rendimientos productivos y la producción. A este respecto, la influencia de glicerina, lecitina, y los aceites re-esterificados producidos a partir de aceite de soja, se llevaron a cabo tres estudios. En el primer estudio (capítulo 2) se estudió la influencia de la fuente y el nivel de inclusión de la glicerina bruta (GLYC) en el pienso sobre los parámetros productivos, las características del tracto digestivo, la retención de nutrientes, y la digestibilidad ileal aparente de los nutrientes en pollos de 1 a 21 d de edad. Se formularon un pienso control a base de maíz y harina de soja y 8 piensos adicionales que siguiendo un diseño factorial 2 × 4 con 2 fuentes de GLYC y 4 niveles de inclusión (2.5, 5.0, 7.5, y 10%). El GLYC utilizado se obtuvo a partir del mismo lote original de aceite de soja que se secó bajo diferentes condiciones de procesado y contenía 87,5 u 81,6% de glicerol, respectivamente. El tipo de procesado de la GLYC no afectó a ninguna de las variables estudiadas, excepto a la retención de materia seca y materia orgánica (P < 0,05) que fue mayor para la pienso de glicerol 87,5%. De 1 a 21 d de edad, el índice de conversión (IC) mejoró de forma lineal (L, P ≤ 0,01) con el aumento de GLYC del pienso, pero la ganancia media diaria no se vio afectada. A los 21 d, el peso relativo del hígado y del tracto digestivo aumentó de manera lineal con el aumento de GLYC en el pienso (L, P <0,01), pero la concentración de lípidos en el hígado no se vio afectada. La retención de la materia seca (MS) y materia orgánica (MO) aumentó de forma cuadrática (Q, P <0,05) con la inclusión de GLYC, mientras que el contenido de la energía metabolizable aparente, corregida en nitrógeno (EMAn) lo hizo de manera lineal (L, P <0.01). Además, la digestibilidad ileal aparente de la MS (L, P <0,05; Q, P = 0,07) y la energía bruta (EB) (L, P <0,01) aumentaron con el incremento de GLYC del pienso. Se concluye que GLYC obtenido a partir de la industria del biodiesel se puede utilizar de manera eficiente, hasta un nivel de incorporación en la dieta del 10%, como fuente de energía para los pollos de 1-21 días de edad y que el contenido de energía de GLYC depende principalmente de su contenido de glicerol. En el segundo estudio (capítulo 3) se estudió el efecto de la inclusión de la glicerina bruta (GLYC) y la lecitina de soja en el pienso sobre la producción y calidad del huevo y la retención de nutrientes en gallinas ponedoras rubias de 23 a 51 semanas de edad. El experimento siguió un diseño completamente al azar con 6 piensos organizados en un factorial 2x3 con dos niveles de glicerina (0 vs 70 g/kg) y 3 ratios grasa animal: lecitina (40:0, 20:20 y 0:40 g/kg). Cada tratamiento se repitió 8 veces y la unidad experimental fue la jaula con diez gallinas. La producción fue estudiada por replica cada periodo de 28 días y de forma acumulativa. Durante todo el experimento, la inclusión de GLYC en el pienso empeoró el IC por kilogramo de huevos (2.071vs 2.039; P <0,05), pero no afectó a ninguno de los otros parámetros de producción o calidad de huevo del estudiado. El reemplazo de la grasa animal por lecitina (40:0, 20:20 y 0:40 g/kg) aumentó el peso del huevo (60,1, 60,7 y 61,8 g, respectivamente; P <0,001), la masa del huevo (56.8, 57.5 y 58.8 g / d, respectivamente; P <0,01) y mejoró el color de la yema medido mediante el abanico de color DSM (9.2, 9.2 y 9.5, respectivamente, P <0,001) y el IC por kilogramo de huevos (2.072, 2.068 y 2.027, respectivamente ; P <0,05). Sin embargo, el consumo de pienso, la producción de huevos y la ganancia de peso, no se vieron afectados. La inclusión de GLYC en el pienso no afectó a la retención de nutrientes, mientras que la inclusión de lecitina mejoró la retención de MS (P <0,05), MO (P <0,05), extracto etéreo (EE) (P <0,001) y EB (P <0,001). En resumen, la inclusión de 70 g de glicerol/kg de pienso empeoró el IC por kilogramo de huevos, pero no afectó a ningún otro parámetro productivo o a la digestibilidad. El reemplazo de la grasa animal por lecitina mejoró el peso del huevo, el color de la yema de huevo y la digestibilidad de los nutrientes. En consecuencia, la lecitina se puede usar como una fuente de lípidos en piensos de gallinas ponedoras con efectos beneficiosos sobre la producción de huevo. En el tercer estudio (capítulo 4) la energía metabolizable aparente (EMA) de fuentes de lípidos tradicionales y re-esterificados y los efectos de su inclusión en el pienso sobre la retención de nutrientes y el rendimiento de los pollos fueron estudiados en dos experimentos (Exp) de 7 a 21 días de edad. En el Exp 1 se formularon un pienso control sin ningún tipo de grasa suplementaria y tres piensos adicionales que incluyeron 25 g/kg de aceite de soja (AS), monoacilglicerol reesterificado (RMAG) o triacilglicerol reesterificado (RTAG) a expensas (wt:wt) del pienso control. La EB (MJ/kg) de los aceites fue 39.66, 38.06 y 38.56, para AS, RMAG y RTAG respectivamente. La EMA de las fuentes de lípidos se determinó mediante dos métodos: a) multiplicando la EB por la digestibilidad del EE de sus respectivos piensos y b) por diferencia entre el EMA del pienso control y el pienso experimental correspondiente. La retención de nutrientes no se vio afectada por la administración de suplementos de grasa, a excepción de la digestibilidad del EE que fue mayor para las piensos de aceite suplementados que para el pienso control (P <0,001). La EMA de la AS, RMAG y RTAG fue 35.44, 33.89 y 34.05 MJ/kg, respectivamente, cuando se determinó directamente de los datos de digestibilidad y 37.70, 35.68 y 35.83 MJ/kg cuando se calculó por diferencia entre el pienso control y el pienso que contenía aceite. La suplementación con grasas mejoró el IC (P ˂ 0,01) de 7 a 21 días de edad, con efectos más marcados para los pollos que consumieron los pienso que contenían AS que para aquellos que consumieron RMAG o RTAG. En el experimento 2, el diseño fue el mismo que en el Exp 1, pero los piensos experimentales incluyeron 50 g/kg de AS, oleínas aciduladas, manteca, RMAG, RTAG o mezcla 20:80 de AS y RMAG (AS-RMAG). La EMA de las grasas suplementadas fue mayor para el AS, AS-RMAG y manteca que para la RMAG, con RTAG y oleínas aciduladas mostrando valores intermedios (P < 0,01). La inclusión de grasa mejoró la retención de todos los nutrientes. El contenido de EMA de las grasas suplementadas fue mayor cuando se calculó por diferencia entre el EMA del pienso control y del pienso que contenía la grasa que cuando se determinó directamente de los datos de digestibilidad de la EB y del EE y más alta cuando se incluyó 50 g/kg que cuando se incluyó 25 g/kg. La grasa suplementaria mejoró la ganancia media diaria y el IC de los pollos, con independencia de la fuente de lípidos utilizada (P ˂ 0.001). En conclusión, los aceite re-esterificados de monoacilglicerol y triacilglicerol fueron bien digeridos por los pollos, aportando valores de EMA similares a los de fuentes de grasa tradicionales