fremtiden - fordring for bedre smag, kvalitet og bæredygtighed
TRANSCRIPT
Søren Krogh Jensen
Institut for Husdyrvidenskab
Aarhus Universitet - Foulum
Stigende indkomst øger forbruget af animalsk protein
Fødevarevareproduktionen skal fordobles inden 2050, men ressourceforbruget hertil skal halveres, hvis vi skal undgå at spise kloden!
Hvad påvirker mælkens sammensætning?
Fodring
Korace
Ydelse niveau
Mælks sammensætning
Protein 3,5 %
Fedt 4-6 %
Laktose 4,5 %
Tørstof 13 %
A-vitamin 0,6 mg/L
E-vitamin 0,9 mg/L
Beta-Caroten 0,16 mg/L
D-vitamin 0,001 mg/L
+ B-vitaminer og mineraler
Foderets omdannelse til mælk
Mælkens kvalitet Smag og ernæringsmæssig kvalitet
Fedtindhold
Fedtsyresammensætning
aromaer
Holdbarhed
Fedtsyresammensætning
Antioxidanter
Der findes forskellige fedtsyrer i mælk Kortkædede fedtsyrer (C4-C6)
Mellemkædede fedtsyrer (C8-C12)
Mættede fedtsyrer
Monoumættede fedtsyrer
Polyumættede n-6 og n-3 fedtsyrer
Transfedtsyrer
Konjugeret linolsyre (CLA)
Nogle fedtsyrer omdannes på deres vej igennem koen
Mættede fedtsyrer
Monoumættede fedtsyrer
Trans-fedtsyrer
Poly-umættede fedtsyrer
Hvorfor er nogle fedtsyrer essentielle?
Fedtsyrernes vej igennem koen
Foder vom tarm blod mælkekirtel mælk
Fedtvæv Vom
mikrober
Race Jersey versus Holstein
Jerseymælk indeholder flere mættede fedtsyrer end Holstein mere caroten og E-vitamin, men mindre vitamin A
Vitaminer, mg/kg milk Jersey Holstein
ß-Caroten 0.29 0.16*** Vitamin A 0.30 0.43*** Vitamin E 1.24 0.81*** (Jensen et al., 1996)
Vitamin E i mælk ved fodring med rapskage, solsikkekage og naturligt vitamin E
Tildeling af 2000 IE naturligt vitamin E pr dag i 5 uger
Vitamin E, mg/kg mælk
Foder uden fedt 0,44
Rapskage 0,35 0,82 Solsikkekage 0,15 0,61
Grovfoder er en god kilde til vitaminer og fedtsyrer
Grovfoder en væsentlig kilde til forsyning med fedtsyrer
Ofte > 50%
Grovfoder er den primære kilde til den naturlige forsyning med vitaminer
Ofte > 75%
Påvirkning af mælkens fedtsyreindhold
Even greater impact with a fresh mixture of pure herbs
Græstype n-3 fedtsyrer (g/100 FAME)
n-6 fedtsyrer (g/100 FAME)
Referencer
Græs
0,43 1,42 Dewhurst et al. 2003
Kløver 0,90 1,80 Dewhurst et al. 2003
Alpe eng 1,50 1,76 Collomb et al. (2001,2002), Kraft et al. (2003), Leiber et al. (2005)
Påvirkning af mælkens fedtsyreindhold
Even greater impact with a fresh mixture of pure herbs
Græstype n-3 fedtsyrer (g/100 FAME)
n-6 fedtsyrer (g/100 FAME)
Referencer
Græs
0,43 1,42 Dewhurst et al. 2003
Kløver 0,90 1,80 Dewhurst et al. 2003
Alpe eng 1,50 1,76 Collomb et al. (2001,2002), Kraft et al. (2003), Leiber et al. (2005)
Ren urteblanding 2,10 3,80 Petersen et al. (2011)
Tre hypoteser Urter påvirker vommens microflora (antibiotisk effekt)
Urter påvirker vommens passagehastighed
Fedtet (de umættede fedtsyrer) i urterne er bundet på en sådan måde at biohydrogeneringen påvirkes
Fodringens betydning for biohydrogenering af fedtsyrer i vommen
22
Oversat til dansk viser disse kurver at når der fodres med kraftfoder (stivelse) så sker omdannelsen af fedtsyrer hurtigt, mens det sker langsomere når der fodres med ren urteblanding eller kløvergræs.
Fodringens betydning for kødets (mørbrad) fedtsyreesammensætning
Foder
n-3 fedtsyrer
(g/100 FAME)
n-6 fedtsyrer (g/100 FAME)
(n-6)/(n-3)
Vitamin E
mg/kg
Kraftfoder 0,93c 14,5 8,6a 1,42b
Græs 2,23b 13,7 5,1b 1,44a
Urter 3,26a 16,7 4,4b 1,86b
Der var ingen betydende forskelle i smag
Konklusioner Mælkens og kødets sammensætning af fedtsyrer og andre stoffer
kan påvirkes
Graden af påvirkning afhænger af et kompliceret samspil mellem foderemnerne, vommen og race
Biohydrogenering af fedtsyrer stiger med andelen af kraftfoder (stivelse)
Fedtrige kager med højt indhold af umættede fedtsyrer øger behovet for antioxidanter i foderet
Grøn biomasse som proteinkilde – muligheder og perspektiver
Søren Krogh Jensen Lene Stødkilde-Jørgensen Vinni Kragbæk Damborg Helle Lærke Henry Jørgensen Martin Weisbjerg Knud Erik Bach Knudsen
Institut for Husdyrvidenskab, AU-Foulum
Hvorfor dansk proteinproduktion? Stor import af sojaprotein
Omkostning for dansk landbrug, skaber ikke omsætning i DK
Bæredygtighed og klimaaftryk diskuteres
Græs og bælgsæd indeholder meget protein Meget miljøvenlig produktion (nitrat, pesticider, kulstof i jord)
Høje udbytter
Perspektiver i forbindelse med bioraffinering Protein til enmavede
Protein/fiber til drøvtyggere
Sideprodukter til bioenergi / kemiske byggestene
Der er brug for at tænke foderproduktion på en ny og utraditionel måde
Traditionelt fodrer vi grise og fjerkræ
• med importeret protein fra soja eller raps
• og energi fra korn
0
4
8
12
16
20
Relativ Solindstråling
30 % af solenergien 70 % af solenergien
Klimaændringens betydning for Temperatur- og udbytteændring
Plantenyt 269
Tænk nu hvis?
Vi i stedet for at dyrke formålsbestemte afgrøder begyndte at tænker i udvikling af biologisk og teknisk funderede
fraktioneringsmetoder - Bioraffinering - der kan sikre en optimal udbytte af alle værdistoffer
Hvorfor grøn biomasse?
Proteinproduktion Energiproduktion
Specialkemikalier
Udbytte
ton TS/ha
Protein
%
Protein
kg/ha
Lysin
kg/ha
Methionin
kg/ha
Hestebønne 5 28 1400 86 12
Raps 5 20 1000 60 20
Ært 6 22 1300 92 13
Hvede 9 11 1000 30 16
Lucerne 12 21 2500 160 42
Rødkløver 12 21 2500 155 43
Enggræs 3 12 350 15 10
Proteinbehov i husdyrproduktionen
Årlig forbrug: 2,7 mill ton ren protein
Produktion i DK: 1,7 mill ton
Import: 1 mill ton
Proteinproduktion fra grønmasse
Scenarie:
Kløver/græs/lucerne på 400.000 ha
Udbytte: 11.000 kg TS/ha - 2500 kg protein
4,4 mill t tørstof 1 mill t protein
Laboratorie skala Pilot skala Semi produktions skala
Hvordan udvikles et nyt produkt /koncept?
Laboratorieanalyser Fodringsforsøg
Materialer Hvidkløver, rødkløver, lucerne og rajgræs
I ekstraktionen har der været målt
Udbytte
Indhold af tørstof
Indhold af protein og aminosyrer
samt andre indholdsstoffer
Laboratorieekstraktion af grøn protein
37
Flowskema
Skruepresse
Juice
Pulp Råmateriale
pH udfældning pH 4; 80 °C
Protein fraktion
Supernatant
Fiber/uopløseligt protein Kvægfoder
Opløseligt protein/opløselige fibre Proteinfoder - enmavede
Salte, sukkerstoffer Ikke protein kvælstof
Flowskema
Skruepresse
Juice
Pulp Råmateriale
pH udfældning pH 4; 80 °C
Protein fraktion
Supernatant
Fiber/uopløseligt protein Kvægfoder
Opløseligt protein/opløselige fibre Proteinfoder - enmavede
Salte, sukkerstoffer Ikke protein kvælstof
40-70 % af proteinet
30-60 % af proteinet
5-10 % af ren proteinet, 10-15 % af total N
Semi produktionsskala af biomasse på Nybro Tørreri – juni 2016
Processering, en uge i juni Input
420,000 kg kløvergræs
Output
230,000 kg pulp 220,000 kg juice
Protein 1500 kg tørret protein 4500 kg protein pasta (30-35 %TS)
Fodringsforsøg med ensileret pulp og
“grøn” varmetørret protein
til malkekøer
Prøvefodring af pulp mod kløvergræs ensilage
57
Rå gennemsnit Ls Means*
Pulpensilagebaseret (kg/d) 22,2 22,3
Kløvergræsensilage baseret (kg/d) 19,7 19,7
Root MSE 1,0
P
Behandling 0,01
Paritet 0,02
DIM 0,02
Før og efter foderoptagelse 0,04
Produktion på marken
Raffinering Produkter:
Foder, Fødevarer, Kemikalier, Pharma
Muligheder og udfordringer
Logistik, høst, sæson
Protein udbytte, stabilitet
Dyrkningssystemer, arter, genetik, etc.
- Bioraffinering af grøn biomasse repræsenterer et stort potentiale. - Rummer også en række udfordringer - Status på nuværende tidspunkt - Gode fordøjeligheder af udfældet protein - Acceptable udbytter kan opnås
Konklusion