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水產(chǎn)微囊飼料生產(chǎn)工藝研究進(jìn)展

007畜牧 2013-9-26 09:47

1350 原作者: 007畜牧

簡(jiǎn)介

　　丁立云曹義虎　?。ń魇∷a(chǎn)科學(xué)研究所）　　魚蝦類幼體開(kāi)始攝食時(shí)，其個(gè)體很小，所以用于育苗期的配合飼料是微型飼料，同時(shí)既要保持飼料中活性成分的效價(jià)，又要溶出率少，沉降慢，分散性和抗水性能強(qiáng)， ...

丁立云曹義虎
　?。ń魇∷a(chǎn)科學(xué)研究所）
　　魚蝦類幼體開(kāi)始攝食時(shí)，其個(gè)體很小，所以用于育苗期的配合飼料是微型飼料，同時(shí)既要保持飼料中活性成分的效價(jià)，又要溶出率少，沉降慢，分散性和抗水性能強(qiáng)，而且能引誘和促進(jìn)苗種的攝食，因此對(duì)魚蝦類幼體配合飼料的制備工藝要求較高。
　　有關(guān)活餌料的營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化、仔稚魚的營(yíng)養(yǎng)需求、微粒飼料的性質(zhì)，國(guó)內(nèi)外均有較為全面的綜述，本文主要從微囊飼料的生產(chǎn)工藝方面，作一簡(jiǎn)單論述，以期為水產(chǎn)微粒飼料的生產(chǎn)與研究提供依據(jù)。
　　人工微型配合飼料根據(jù)制造方法與性質(zhì)的不同，可分為微粘飼料(M BD )、微膜飼料(M CD ) 和微膠囊飼料（M ED )。微膠囊飼料相對(duì)于前兩種飼料而言在水中的穩(wěn)定性更好,而且能達(dá)到仿生效果，所以現(xiàn)在微粒飼料的研究已逐漸轉(zhuǎn)向微膠囊工藝。
　　1 微膠囊生產(chǎn)工藝
　　微膠囊技術(shù)是使用成膜材料（壁材）把固體或液體（芯材）包覆成微小顆粒的技術(shù)。大致可分為化學(xué)法、物理化學(xué)法和物理法。
　　1.1 化學(xué)法
　　化學(xué)法主要利用單體小分子發(fā)生聚合反應(yīng)生成高分子或膜材料并將芯材包覆，常使用的是界面聚合法（圖1）；
　　1.2 物理化學(xué)法
　　物理化學(xué)法是通過(guò)改變條件（溫度、pH、加入電解質(zhì)等）使溶解狀態(tài)的成膜材料從溶液中聚沉出來(lái)并將芯材包覆形成微膠囊，常使用的是凝聚法（圖2）；
　　1.3 物理法
　　物理法是利用物理和機(jī)械原理的方法制備微膠囊，常使用的是噴霧干燥法（圖3）。從該工藝可以看出，噴霧干燥法制備微膠囊化主要分為制備穩(wěn)定的乳化液和對(duì)乳化液噴霧干燥兩個(gè)工藝。
　　2 國(guó)外研究概況
　　從上世紀(jì)70 年代開(kāi)始，國(guó)外學(xué)者就開(kāi)始著手將應(yīng)用于制藥工業(yè)上的微膠囊技術(shù)移植到人工配合餌料中。英國(guó)北威爾士大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院的Jones D A等于1974 年首先采用界面聚合法制備了尼龍- 蛋白膜微膠囊餌料，此餌料一經(jīng)問(wèn)世，就受到了世界的極大關(guān)注。但由于尼龍- 蛋白膜囊壁太薄，在干燥過(guò)程中易受到損害，因此一般只用于試驗(yàn)過(guò)程，尚不能用于商品化生產(chǎn)。上世紀(jì)80 年代初，日本鹿兒島大學(xué)水產(chǎn)學(xué)院的金澤昭夫教授也進(jìn)行過(guò)這方面的研究，Jones D A 等改進(jìn)生產(chǎn)工藝，再次用界面聚合法制作出了一種新的交聯(lián)蛋白微膠囊飼料，其加工工藝要點(diǎn)為：先將飼料原料溶解在含表面活性劑的環(huán)己烷水溶液中乳化。這種膠囊不同于以往采用表面聚合法所制備的膠囊，它抗干燥，且能在水中保持穩(wěn)定。新微膠囊飼料含蛋白質(zhì)49% ，碳水化合物27% ，脂類、維生素13% ，灰分11% ，在厄瓜多爾、臺(tái)灣和菲律賓對(duì)對(duì)蝦進(jìn)行了各種培育試驗(yàn)，獲得了極大的成功，隨后進(jìn)行了商業(yè)化生產(chǎn)。W alford 用微膠囊飼料飼喂海水仔稚魚尖吻鱸,發(fā)現(xiàn)早期的尖吻鱸仔魚不能消化微膠囊飼料。Y ufera 等測(cè)試了尖吻鱸仔魚對(duì)兩種微膠囊飼料的消化，一種以乙醇作為分離劑所得到的微膠囊飼料，囊壁較硬（A 型），通過(guò)尖吻鱸仔魚排泄出來(lái)的粒子幾乎沒(méi)有任何的破裂；而以明膠作為分離劑所得的微膠囊飼料，囊壁較軟（G 型），易被幼體消化。其后，Y ufera 等制作了一種高效的微膠囊飼料來(lái)飼喂金頭鯛,此種微膠囊飼料與以前的主要不同之處是用酪蛋白代替蛋清蛋白，因?yàn)閾?jù)說(shuō)蛋清蛋白中含有一些抑酶因子。
　　此微膠囊飼料制作時(shí)采用的方法仍是界面聚合法，但交聯(lián)劑與以前的微囊飼料有所不同, 交聯(lián)劑為1，3，5- 苯三甲酸氯。同年，Chu 和O zkizilcik 制作了一種復(fù)合的交聯(lián)蛋白微囊飼料（CW C），此微囊飼料的最大不同點(diǎn)是成品的內(nèi)部還嵌有一個(gè)脂質(zhì)壁的微囊。其配方（見(jiàn)表1）如下：

表1 復(fù)合交聯(lián)蛋白微囊飼料配方組成

原料	組成（%）
酪蛋白	20
油鯡粉	35
氨基酸混合物a	5
淀粉	5
膽固醇	1
卵磷脂	1
脂質(zhì)壁微囊b	5
誘食劑c	8

　　a.其組成類似于鹵蟲體的氨基酸組成；
　　b.包含維生素混合物及礦物質(zhì)混合物，根據(jù)飼料中脂質(zhì)的含量，可調(diào)整其成分和數(shù)量；
　　c. 誘食劑包含2g 甘氨酸，2g 甜菜堿，1g 次黃嘌呤核苷酸< IM P> ，1g 鳥苷和1g 鳥苷酸< G M P>。)
　　進(jìn)入新本世紀(jì)，Y ufera 等制作了一種新的微膠囊飼料，與以前制作不同的是，他們采用內(nèi)部凝膠化的制作技術(shù)。而且在材料的選擇上，使用低廉的菜油和醋酸替代了價(jià)格較高，且有潛在致毒性的環(huán)己烷和均苯三甲酸。此工藝的核心化學(xué)反應(yīng)為：醋酸與檸檬酸鈣反應(yīng)，游離出Ca2+ 與藻酸進(jìn)行交聯(lián)。Langdon等研制了一種以玉米醇溶蛋白為粘合劑的復(fù)合微粒飼料用于海水仔稚魚的養(yǎng)殖，這種微粒飼料能更好地傳輸?shù)头肿拥乃苄缘臓I(yíng)養(yǎng)素進(jìn)入魚體。
　　3 國(guó)內(nèi)研究概況
　　國(guó)內(nèi)對(duì)微膠囊飼料的研究和應(yīng)用稍晚于國(guó)外。國(guó)內(nèi)最早見(jiàn)報(bào)道是1989 年，山東省海水養(yǎng)殖研究所與山東省煙臺(tái)獸藥廠共同研制生產(chǎn)的對(duì)蝦微膠囊餌料（D Y）在對(duì)蝦苗種培育中使用，能替代部分活餌料，但具體的材料和方法未見(jiàn)其說(shuō)明。也有學(xué)者稱，中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)院漁業(yè)器械研究所率先在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)出微膠囊飼料，并在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。
　　倪葉鑫報(bào)道了相分離－復(fù)凝聚法應(yīng)用到微膠囊飼料中的詳細(xì)研究。高宏偉等用界面聚合法制備微膠囊飼料，其工藝流程為：飼料原料→超微粉碎→乳化成W /O 型微乳→導(dǎo)入交聯(lián)劑→分離膠囊→保存。同年，高宏偉還報(bào)道了“界面聚合法制作微囊型餌料過(guò)程中成膜材料篩選的直觀方法”。張利民等采用超微粉碎低溫發(fā)泡制粒工藝，研制出了海水仔稚魚微粒子飼料，粒徑為150μm ~220μm ，具有良好的懸浮性、穩(wěn)定性和誘食性，在水中可保持24 h 不潰散，喂養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明仔稚魚的成活率和生長(zhǎng)速度與國(guó)外同類產(chǎn)品相比較無(wú)顯著差異。陳勇等采用噴霧、粘合破碎、相分離－復(fù)凝聚和蛋白交聯(lián)４種方法，制備出４種類型的微粒子餌料，并對(duì)其性能進(jìn)行比較，結(jié)果表明蛋白交聯(lián)法制備的微粒子餌料性能最好。
　　易美華等以水解魚蛋白、明膠、麥芽糊精為壁材，以豆粕、奶粉、骨粉、螺旋藻、蝦片等為芯材，采用噴霧干燥法生產(chǎn)對(duì)蝦微膠囊飼料。其微囊化工藝為：將壁材按比例混勻，在一定的溫度下邊攪拌邊加入芯材，乳化液的配比為，水解魚蛋白︰芯材︰明膠︰麥芽糊精=70︰20︰1.5︰3.5；最佳乳化溫度70 ℃；均質(zhì)壓力40 M Pa;最佳進(jìn)風(fēng)溫度195℃。黃志強(qiáng)等也對(duì)噴霧干燥法制備微膠囊飼料作了較為詳細(xì)的研究，所不同的是，黃志強(qiáng)等采用了L9(34)正交試驗(yàn)優(yōu)化了微膠囊加工工藝。優(yōu)化的工藝條件為：芯壁材比5︰1，總固形物含量15% ，進(jìn)料速度17.75 m L/m in，進(jìn)風(fēng)溫度150 ℃。制得的最終產(chǎn)品平均粒徑為15.65μm ，在水中浸泡以后粒徑減少率僅為5.23% 。
　　4 結(jié)論
　　盡管微膠囊技術(shù)在水產(chǎn)飼料的應(yīng)用研究中取得了一定的進(jìn)展，但作為微膠囊壁材的蛋白質(zhì)和人工合成的高分子聚合物很難被幼體消化。因此，要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)價(jià)格低廉且容易被幼體消化吸收的微膠囊壁材，進(jìn)一步改進(jìn)微膠囊化的生產(chǎn)工藝，確保營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不破壞的同時(shí)，提高微膠囊化飼料的消化利用率。微粒飼料能完全或部分替代活餌，并具有營(yíng)養(yǎng)全面、減少浪費(fèi)和污染的特點(diǎn)，具有巨大的商業(yè)價(jià)值。

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