Use of re-esterified oils in pig and broiler chicken diets

Premi Extraordinari de Doctorat concedit pels programes de doctorat de la UAB per curs acadèmic 2017-2018La incorporació de matèries grasses és una pràctica habitual en la formulació de pinsos per a porcs i pollastres. Els olis àcids són subproductes de la indústria de refinació d'olis, donant lloc a matèries primeres sostenibles i interessants des del punt de vista econòmic. Ara bé, el seu elevat contingut en àcids grassos (AG) lliures, fa que el seu valor nutritiu sigui inferior al del seu corresponent oli natiu. Podem neutralitzar els AG lliures dels olis àcids a través de la seva esterificació amb glicerol (subproducte de la indústria del biodièsel), obtenint, com a producte final d'aquest procés, els olis re-esterificats. La diferent estructura molecular dels olis re-esterificats pot millorar el seu valor nutritiu i, en particular, l'absorció dels AG saturats. Per tot plegat, l'objectiu global d'aquesta tesi va ser investigar l'ús potencial dels olis re-esterificats en l'alimentació de porcs i pollastres. La caracterització dels greixos (Capítol 3, 4 i 5) va mostrar que els olis re-esterificats presentaven la mateixa composició en AG que la dels seus corresponents olis natius, però una major proporció d'AG saturats situats a la posició sn-2 de les molècules d'acilglicerols, i una major quantitat de mono- i diglicèrids (amb els AG principalment esterificats a les posicions sn-1,3), el que va donar lloc a un menor contingut en energia bruta. Als tres primers experiments (Capítol 3, 4 i 5), es va comparar l'ús de dos olis re-esterificats de palma (amb baix i alt contingut en mono- i diglicèrids) amb el del seu corresponent oli àcid (control negatiu) i oli natiu (control positiu). D'una banda, no es van observar diferències en els coeficients d'absorció dels AG entre els animals alimentats amb l'oli natiu i els alimentats amb l'oli àcid de palma (excepte en pollets de primera edat). Per tant, els olis àcids de palma poden considerar-se una font de greix alternativa en l'alimentació d'animals monogàstrics, sempre que tinguin 60% d'AG lliures i 3% d'humitat, impureses i fracció insaponificable. D'altra banda, els animals alimentats amb olis re-esterificats de palma van assolir coeficients d'absorció similars o inclús superiors als dels animals alimentats amb el seu corresponent oli natiu, encara que es van observar algunes peculiaritats en funció de l'espècie i de l'estat fisiològic dels animals. En pollastres (Capítol 5), el grau de saturació del greix va exercir un major impacte en l'absorció aparent dels AG que l'estructura molecular del greix. Per aquest motiu, en l'últim experiment (Capítol 6) es va investigar quina seria la millor estratègia nutricional (olis re-esterificats purs o mescles) per obtenir la millor eficiència en termes d'absorció aparent dels AG. La substitució de l'oli re-esterificat de palma per oli re-esterificat de soja va millorar l'absorció aparent dels AG totals, encara que no es va observar sinergisme entre els dos olis re-esterificats. Una altra troballa interessant va ser que, independentment de la font de greix, de l'espècie i de l'estat fisiològic dels animals, la fracció lipídica eliminada per les femtes i les excretes estava principalment constituïda per AG lliures, el que suggereix que el factor limitant del procés d'absorció del greix de la dieta no és el procés d'hidròlisi lipídica, sinó el procés de solubilització micel·lar. Per tot això, podem considerar que, des d'un punt de vista nutricional, els olis re-esterificats són una bona font de greix alternativa per ser utilitzats en l'alimentació d'animals monogàstrics. Això no obstant, i degut a que el procés d'esterificació suposa un cost afegit, la seva viabilitat econòmica dependrà del preu diferencial entre l'oli natiu i l'oli àcid.The addition of fat sources in pig and broiler-chicken diets is a common practice. Acid oils are by-products from oil refining industry, resulting in sustainable and economically interesting raw materials. However, they have a lower nutritive value than their corresponding native oil, due to their high free fatty acid (FA) content. We can neutralize the free FA content of acid oils through their esterification with glycerol (by-product from biodiesel industry). Re-esterified oils are the end products of this process. The different molecular structure of re-esterified oils may enhance the apparent absorption of saturated FA and, consequently, their overall nutritive value. Therefore, the global aim of this thesis was to investigate the potential use of re-esterified oils in pig and broiler-chicken diets. Fat characterization (Chapter 3, 4 and 5) showed how re-esterified oils had the same FA composition as their corresponding native oils, but a greater proportion of saturated FA located at the acylglycerol sn-2 position and a greater amount of mono- and diacylglycerols (with FA mainly esterified at the sn-1,3 positions), which resulted in a lower gross energy content. In the first three experiments (Chapter 3, 4 and 5), the use of two re-esterified oils (with a low and a high mono- and diacylglycerol content) was compared with that of their corresponding acid (negative control) and native (positive control) oils. On one hand, no differences in FA apparent absorption coefficients were observed between animals fed native or acid palm oils (except in young broiler chickens). Thus, acid palm oils can be considered interesting alternative fat sources to be used in monogastric-animal diets, provided they have 60% of free FA and 3% of moisture, impurities, and unsaponifiable matter. On the other hand, animals fed re-esterified palm oils achieved similar or even better apparent absorption coefficients than those fed their corresponding native oil, although some peculiarities were observed according to the species and the physiological state of the animals. In broiler chickens (Chapter 5), the fat degree of saturation exerted a greater impact on FA apparent absorption than did the fat molecular structure. For this reason, in the last experiment (Chapter 6), the best nutritional strategy (pure re-esterified oils or blends of re-esterified oils) was investigated, in order to obtain the best efficiency in terms of FA apparent absorption. The addition of re-esterified soybean oil in replacement of re-esterified palm oil in broiler chicken diets improved the total FA apparent absorption, although no synergism was observed between re-esterified oils. Another interesting finding was that, regardless of the dietary fat source, the species, and the physiological sate of the animals, fat lost in feces or excreta was mainly composed of free FA, which suggests that micelle formation, and not fat hydrolysis, is the rate-limiting step of fat absorption. Taken together, from a nutritional point of view, re-esterified oils are good, alternative fat sources to be used in monogastric-animal diets. However, considering that the esterification process represents an additional cost, the economic viability of re-esterified oils will depend on the price differential between native and acid oils