控制飼料水分的關(guān)鍵技術(shù)

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　　控制飼料水分的關(guān)鍵技術(shù)

　　劉影 趙慧娟  胡竑邠  匡向東

　　摘 要：本文包括四個(gè)試驗(yàn)，研究在不同動(dòng)物日糧的生產(chǎn)過(guò)程中添加水分對(duì)飼料成品水分、飼料水活度及防霉效果的技術(shù)。結(jié)果表明，在飼料混合階段液體噴霧設(shè)備添加組成成分為有機(jī)酸、表面活性劑、水結(jié)合劑組合而成的水溶液，能夠提高成品飼料水分，并且能有效控制飼料的水活度，從而有效抑制飼料發(fā)霉，大大提高飼料的儲(chǔ)存期。這種技術(shù)為國(guó)內(nèi)大多數(shù)飼料企業(yè)成品水分難以控制或水分稍高飼料就容易發(fā)霉的問(wèn)題提供了安全、有效的解決方案。
　　關(guān)鍵詞：飼料水分;水活度;防霉
　　影響飼料品質(zhì)的因素有很多，在眾多因素中，顆粒飼料的加工質(zhì)量占主導(dǎo)地位，而水分則是影響飼料加工質(zhì)量的重要因素之一。飼料加工過(guò)程中，粉料的含水量對(duì)成品顆粒料/膨化料的質(zhì)量、霉菌控制、加工效率、設(shè)備損耗、生產(chǎn)成本以及動(dòng)物的生產(chǎn)性能都有重要影響。水分含量過(guò)低使得顆粒料/膨化料的淀粉糊化率低，并且顆粒耐久性差，從而導(dǎo)致飼料轉(zhuǎn)化率下降，影響畜禽的生產(chǎn)性能;同時(shí)粉料水分過(guò)低還會(huì)影響飼料加工的產(chǎn)量與能耗，帶來(lái)成品料水分過(guò)低等問(wèn)題。相反，如果粉料水分含量太高則易引起環(huán)模堵塞、飼料發(fā)霉，從而導(dǎo)致動(dòng)物生產(chǎn)性能下降，甚至引發(fā)疾病。因而在飼料工業(yè)中，適宜的水分含量是一項(xiàng)重要的加工參數(shù)。
　　本文將要討論一種能夠有效控制飼料水分并防止飼料發(fā)霉的新技術(shù)，該技術(shù)在歐洲已得到廣泛應(yīng)用。它以具有強(qiáng)力殺滅細(xì)菌的山梨酸、丙酸、丙酸銨、甲酸等復(fù)合有機(jī)酸為主體，同時(shí)含有表面活性劑和水結(jié)合劑，具有抑殺已有霉菌的功能，并且還能使水分均勻地滲透到飼料顆粒表面和內(nèi)部，將游離水轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)合水，保證成品水分，并降低水活度，破壞霉菌的生存環(huán)境，防止飼料發(fā)霉。引進(jìn)該技術(shù)將為國(guó)內(nèi)大多數(shù)飼料企業(yè)解決飼料水分和發(fā)霉的大難題。為此，本文將通過(guò)四個(gè)實(shí)際生產(chǎn)試驗(yàn)分析該技術(shù)的效果和價(jià)值。
　　1 試驗(yàn)部分
　　試驗(yàn)所用新技術(shù)產(chǎn)品X由荷蘭一著名飼料添加劑公司提供。
　　1.1 在蛋雞粉料中的應(yīng)用試驗(yàn)
　　1.1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
　　該試驗(yàn)在江蘇某年產(chǎn)15萬(wàn)噸的蛋雞粉料廠進(jìn)行。試驗(yàn)設(shè)三個(gè)處理，分別為對(duì)照組、試驗(yàn)I組和試驗(yàn)II組。對(duì)照組采用該飼料廠原基礎(chǔ)配方;試驗(yàn)I組在基礎(chǔ)配方中去除固體防霉劑，同時(shí)每噸料中添加9.6kg水和400g X產(chǎn)品;試驗(yàn)II組在基礎(chǔ)配方中去除固體防霉劑，同時(shí)每噸料中添加14.4kg水和600g X產(chǎn)品。每個(gè)處理設(shè)3個(gè)重復(fù)。
　　1.1.2 取樣方法
　　每個(gè)處理連續(xù)生產(chǎn)3批料，分批次對(duì)成品料取樣。取樣原則：避開(kāi)料頭料尾，均勻、等量抽取5個(gè)不同袋的成品料樣，將同一批次的料樣按照四分法混勻、取樣，則該料樣代表該批次的成品料。用自封袋封好，并做好標(biāo)記，待分析。
　　1.1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法
　　1.1.3.1 飼料水分與水活度
　　水分測(cè)定方法見(jiàn)楊勝 [1]。
　　水活度的測(cè)定方法：采用瑞士ROTRONIC公司生產(chǎn)的HygroPalm 便攜式水分活度儀檢測(cè)。
　　1.1.3.2 飼料霉菌數(shù)
　　飼料霉菌數(shù)的測(cè)定方法：參考ISO7954：1987(E)中ISO7218對(duì)檢測(cè)微生物的方法。
　　1.1.3.3 預(yù)測(cè)飼料保存期
　　根據(jù)極端加速試驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)。即將飼料樣品保存在恒溫和較高的相對(duì)濕度條件下，來(lái)預(yù)測(cè)飼料的保存期。方法如下：
　　用 1 升的PVC塑料杯子和60毫升的小塑料杯子
　　將樣品置于大杯子中，將小杯子置于樣品中央位置，埋入深度為小杯子高度的一半(約2厘米深)。將小杯子中注入3/4去離子水(注意：不要將水散落在樣品中!!否則，需要重做一次。)將大杯子蓋上蓋，貼上標(biāo)注樣品號(hào)和日期的標(biāo)簽。將裝有樣品的杯子置于37℃恒溫箱中或溫暖的條件下。每天觀察樣品一次, 看是否有氣味變化或霉菌(絲)長(zhǎng)出(注意：小杯子中要保持有水)。
　　結(jié)果判斷：如果4周出現(xiàn)發(fā)霉,則理論上該樣品在通常的儲(chǔ)存條件下可以存放24周。
　　1.2 在肉雞顆粒料中的應(yīng)用試驗(yàn)
　　1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
　　該試驗(yàn)在浙江某年產(chǎn)5萬(wàn)噸的全價(jià)料廠進(jìn)行。試驗(yàn)設(shè)兩個(gè)處理，即對(duì)照組和試驗(yàn)組。對(duì)照組采用該飼料廠原基礎(chǔ)配方;試驗(yàn)組在基礎(chǔ)配方中去除固體防霉劑，同時(shí)每噸料中添加14.25kg水和750g X產(chǎn)品。每個(gè)處理設(shè)3個(gè)重復(fù)。
　　取樣方法、測(cè)定指標(biāo)與方法同試驗(yàn)1。
　　1.3 在肉鴨顆粒料中的應(yīng)用試驗(yàn)
　　該試驗(yàn)在國(guó)內(nèi)某年產(chǎn)100萬(wàn)噸的大型飼料集團(tuán)江蘇分部進(jìn)行。試驗(yàn)設(shè)計(jì)、取樣方法、測(cè)定指標(biāo)與方法同試驗(yàn)2。
　　1.4在淡水魚顆粒料中的應(yīng)用試驗(yàn)
　　該試驗(yàn)在國(guó)內(nèi)某年產(chǎn)100萬(wàn)噸的大型飼料集團(tuán)江蘇分部進(jìn)行。試驗(yàn)設(shè)計(jì)、取樣方法、測(cè)定指標(biāo)與方法同試驗(yàn)2。
　　2 結(jié) 果
　　2.1 在蛋雞粉料中的應(yīng)用效果
　　從表1可以看出，試驗(yàn)I組飼料水分比對(duì)照組高0.95%，試驗(yàn)II組飼料水分比對(duì)照組高1.72%，兩個(gè)試驗(yàn)組的保水率約為100%;而兩個(gè)試驗(yàn)組每克飼料中的霉菌孢子數(shù)均低于對(duì)照組，保存期也遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于對(duì)照組。
　　表1 X產(chǎn)品對(duì)蛋雞粉料品質(zhì)的影響
　　Table 1.Effects of product X on the qualities of hen’s powdered feed

處理	水分(%)	水活度	霉菌孢子數(shù)/g	預(yù)測(cè)保存期（月）
對(duì)照組	11.07	0.699	200	2.0
試驗(yàn)I組	12.02	0.742	< 100	5.2
試驗(yàn)II組	12.79	0.731	< 100	>6.4

　　2.2 在肉雞顆粒料中的應(yīng)用效果
　　從表2可以看出，試驗(yàn)組飼料水分比對(duì)照組高1.11%，保水率約為78%;而試驗(yàn)組每克飼料中的霉菌孢子數(shù)低于對(duì)照組，保存期也比對(duì)照組長(zhǎng)1個(gè)月。
　　表2 X產(chǎn)品對(duì)肉雞顆粒料品質(zhì)的影響
　　Table 2.Effects of product X on the qualities of pelletted feed for broilers

處理	水分(%)	水活度	霉菌孢子數(shù)/g	預(yù)測(cè)保存期（月）
對(duì)照組	12.50	0.715	100	2.5
試驗(yàn)組	13.61	0.759	< 100	3.5

　　2.3 在肉鴨顆粒料中的應(yīng)用效果
　　從表3可以看出，試驗(yàn)組飼料水分比對(duì)照組高1.47%，保水率為100%;而試驗(yàn)組每克飼料中的霉菌孢子數(shù)與對(duì)照組沒(méi)有差異，但保存期比對(duì)照組長(zhǎng)1.8個(gè)月。
　　表3 X產(chǎn)品對(duì)肉鴨顆粒料品質(zhì)的影響
　　Table 3.Effects of product X on the qualities of pelletted feed for meat ducks

處理	水分(%)	水活度	霉菌孢子數(shù)/g	預(yù)測(cè)保存期（月）
對(duì)照組	11.74	0.703	< 100	2.4
試驗(yàn)組	13.21	0.740	< 100	4.2

　　2.4 在淡水魚顆粒料中的應(yīng)用效果
　　從表4可以看出，試驗(yàn)組飼料水分比對(duì)照組高0.99%，保水率為69%;而試驗(yàn)組每克飼料中的霉菌孢子數(shù)及保存期與對(duì)照組沒(méi)有差異。
　　表4 X產(chǎn)品對(duì)淡水魚顆粒料品質(zhì)的影響
　　Table 4.Effects of product X on the qualities of pelletted feed for fish

處理	水分(%)	水活度	霉菌孢子數(shù)/g	預(yù)測(cè)保存期（月）
對(duì)照組	9.43	0.586	< 100	>8.0
試驗(yàn)組	10.42	0.636	< 100	>8.0

　　3 討 論
　　3.1該技術(shù)產(chǎn)品的組成分析
　　該新技術(shù)產(chǎn)品以丙酸、丙酸胺、甲酸、山梨酸、乳酸、檸檬酸等多種有機(jī)酸組成，山梨酸在食品行業(yè)中都已經(jīng)是一種成熟的、重要的防腐劑，對(duì)霉菌等具有極強(qiáng)的抑殺作用;采用了有機(jī)酸銨鹽，能降低腐蝕性。甲酸、丙酸等有機(jī)酸分子能夠穿透霉菌細(xì)胞壁，釋放H+，使霉菌孢子最終因能量耗竭而死亡，對(duì)霉菌有很強(qiáng)的殺滅作用;丙酸和丙酸銨形成強(qiáng)大的緩沖體系，保證了該項(xiàng)新技術(shù)產(chǎn)品的無(wú)腐蝕性，不僅減少了設(shè)備的損耗，還保障了生產(chǎn)工人的安全;緩沖體系與乳酸、檸檬酸共同確保了該產(chǎn)品的適口性。
　　眾所周知，游離水才是霉菌生長(zhǎng)的必要條件。該新技術(shù)為了控制水活度，加入了表面活性劑和水結(jié)合劑，使添加的游離水均勻地分散到飼料顆粒內(nèi)外，將游離水有效地轉(zhuǎn)變成結(jié)合水。表面活性劑的存在不僅解決生產(chǎn)工藝中飼料水分過(guò)低或過(guò)高都會(huì)引起的堵機(jī)現(xiàn)象，還防止水分凝聚。因?yàn)轱暳习l(fā)霉的主要表現(xiàn)是包裝內(nèi)局部發(fā)霉、飼料顆粒表面發(fā)霉，很少出現(xiàn)全面發(fā)霉的情況。其根本原因是因?yàn)闇夭畹淖兓l(fā)生了水分遷移而聚集，導(dǎo)致顆粒表面、包裝封口部位水分含量升高，引起發(fā)霉。
　　因此，水結(jié)合劑和表面活性劑的存在，避免了水分向飼料顆粒表面移動(dòng)，結(jié)合了游離水，從而減少了水分的散失，保證了水分在飼料顆粒內(nèi)、外的均勻分布，這就是通常所說(shuō)的保水作用。此項(xiàng)新技術(shù)不僅能幫助目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)飼料企業(yè)解決提高飼料水分困難的問(wèn)題，同時(shí)還能消除飼料發(fā)霉的后顧之憂。
　　3.2該技術(shù)與飼料水分控制的關(guān)系
　　在炎熱干燥的季節(jié)，顆粒飼料的成品水分一般都在9-11%，低于國(guó)家(企業(yè))標(biāo)準(zhǔn)。這對(duì)于蒸氣制粒的飼料尤其突出。這個(gè)水分值使得飼料廠損耗大而降低了經(jīng)濟(jì)效益，而且會(huì)導(dǎo)致淀粉糊化度低，飼料適口性下降，生產(chǎn)車間和養(yǎng)殖場(chǎng)粉塵加大。飼料生產(chǎn)企業(yè)都會(huì)想到，給飼料直接增水，既能提高產(chǎn)品質(zhì)量又能降低成本，對(duì)廠家很有誘惑?？墒秋暳蠌S直接加水也會(huì)面臨很多問(wèn)題，主要是發(fā)霉、堵機(jī)、飼料水分變異大、動(dòng)物生產(chǎn)性能下降等。
　　熊易強(qiáng)[2]研究了飼料中直接添加水分的關(guān)鍵技術(shù)。指出飼料水分控制的基本模型是要重視混合劑粉料的初始水分和確定蒸氣處理后的目標(biāo)溫度，控制好成品水分。當(dāng)粉料的初始水分低于13%，可以添加部分水分。成品水分最好不要超過(guò)13%，否則要注意發(fā)霉的危險(xiǎn)。劉春雪[3]等研究了在混合劑粉料中添加0%、0.5%、1.5%、2.5%的水分對(duì)顆粒質(zhì)量的影響。結(jié)果表明，成品的水分分別是11.02%、11.33%、12.01%、12.32%。添加0.5%、1.5%水分在成品中有65%的保水率，添加2.5%的水分僅有50%的保水率。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在不同飼料中保水率能達(dá)70-100%。當(dāng)然，顆粒飼料的保水率與顆粒大小有很大關(guān)系。但是我們比較后得知，同等粒徑下，本試驗(yàn)制粒的保水率比直接添加水高，這可能與本技術(shù)中采用了水結(jié)合劑和表面活性劑有關(guān)。避免了水分向飼料顆粒表面移動(dòng)，結(jié)合了游離水，從而減少了水分的散失，保證了水分在飼料顆粒內(nèi)、外的均勻分布，即提高了飼料的保水能力。
　　3.3該技術(shù)與飼料防霉能力的關(guān)系
　　霉菌生長(zhǎng)有三個(gè)條件必要條件：水分(水活度AW)、溫度和氧氣。
　　水活度指的是平衡相對(duì)濕度。飼料中的水分有游離水和結(jié)合水之分，飼料中游離水含量多少是由產(chǎn)品上面蒸氣壓的大小來(lái)認(rèn)定的。如果將飼料存放在密封的地方，不久就會(huì)因?yàn)橛坞x水的蒸發(fā)使飼料中的水分達(dá)到均衡狀態(tài)，我們可由均衡狀態(tài)中測(cè)得的蒸氣壓(P)并決定其中游離水含量的多少。在相同的地方所測(cè)得的純水的蒸氣壓我們稱之為Po。所謂水活度即Aw，Aw值等于P/Po。霉菌孢子和其它微生物是否有機(jī)會(huì)生長(zhǎng)就是由Aw值來(lái)決定，而不是由含水量來(lái)決定。
　　微生物能利用的是游離水。一般說(shuō)，水分高的飼料，容易發(fā)霉，主要因?yàn)橄募窘o飼料增加水分的辦法大多是在調(diào)質(zhì)前噴水，增加的主要游離水，很容易被微生物利用。以下是各種水活度條件下容易生長(zhǎng)的微生物：aw = 0.91 … 0.95 細(xì)菌最多; aw = 0.88 酵母最多 ;aw = 0.80 霉菌最多。但是在aw=0.65時(shí)，霉菌就會(huì)生長(zhǎng)。目前水活度成為飼料發(fā)霉和霉菌毒素產(chǎn)生的安全指標(biāo)，僅用飼料水分是不能準(zhǔn)確微生物對(duì)飼料發(fā)霉的影響。飼料水活度不僅與飼料含水量有關(guān)，與環(huán)境的溫度、濕度也有關(guān)。目前，我們還沒(méi)有飼料水活度與飼料含水量之間的線性關(guān)系。對(duì)于該項(xiàng)技術(shù)的研究，今后我們還將加大樣品量，已研究給飼料直接增水和使用該項(xiàng)技術(shù)后，不同增水比例時(shí)其水活度的情況，以探索出使用該項(xiàng)技術(shù)后，飼料水活度與飼料含水量的線性關(guān)系及其與直接增水相比的變化情況。
　　在本試驗(yàn)中，我們是對(duì)比不增加水和使用該技術(shù)增水而制粒的成品水分、水活度及其保存期。我們發(fā)現(xiàn)，使用該技術(shù)后，飼料的水分均比對(duì)照組提高1%以上，水活度增加了0.4左右。但是我們可以看到，盡管飼料水分和水活度都增加，但是保存期比使用固體防霉劑增加了較長(zhǎng)的時(shí)間。說(shuō)明在該項(xiàng)技術(shù)中除了含有有效的抗霉菌成分外，其特殊的表面活性劑能起到使水分在粉料或顆粒料中均勻分布的作用，減少水分遷移和聚集，從而有更少的游離水能為霉菌生長(zhǎng)所利用。這樣，即使在長(zhǎng)期儲(chǔ)存時(shí)Aw值也能保持較低水平而且穩(wěn)定，這意味著飼料品質(zhì)能夠保持較長(zhǎng)時(shí)間。
　　3.3該技術(shù)與動(dòng)物生產(chǎn)性能的關(guān)系
　　用戶認(rèn)為飼料中水分提高會(huì)稀釋了飼料的營(yíng)養(yǎng)濃度，從而降低動(dòng)物的生產(chǎn)性能。但是他們?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐中也發(fā)現(xiàn)飼料水分過(guò)低，導(dǎo)致使用時(shí)粉塵過(guò)大，損耗多而且動(dòng)物呼吸道疾病增加，而且，飼料的適口性不好。
　　飼料水分相差1-2%對(duì)動(dòng)物生產(chǎn)性能的研究資料很少。事實(shí)上，提高飼料的水分1-2%，并不會(huì)因?yàn)闋I(yíng)養(yǎng)濃度被稀釋而影響到動(dòng)物的生產(chǎn)性能。目前生產(chǎn)上對(duì)斷奶仔豬所使用的1：3稀釋的液體飼料，極大提高了飼料的適口性，從而對(duì)仔豬生長(zhǎng)性能的提高，很大程度說(shuō)明了這個(gè)道理[4]。劉春雪[3]等研究了在混合劑粉料中添加0%、0.5%、1.5%、2.5%的水分對(duì)豬生長(zhǎng)性能的影響。結(jié)果表明，在粉料中添加0.5%、1.5%水分，豬的日增重比對(duì)照組都分別提高2%和9%，飼料轉(zhuǎn)化效率也有所提高。其原因就是添加水分后，制粒過(guò)程中淀粉的糊化度和顆粒耐久性提高。而添加2.5%水分沒(méi)有提高豬的生長(zhǎng)性能，是因?yàn)樵谡{(diào)質(zhì)前添加過(guò)多的水分會(huì)降低物料吸收蒸氣的能力，從而降低了調(diào)質(zhì)溫度，反而不利于糊化有關(guān)。對(duì)于粉狀的配合飼料和濃縮料不存在淀粉糊化的過(guò)程，但是用戶在生產(chǎn)中也發(fā)現(xiàn)，采用提高飼料水分或脂肪的辦法降低粉料的粉塵，對(duì)提高飼料轉(zhuǎn)化效率和適口性都是非常有益的。
　　也有用戶發(fā)現(xiàn)在飼料中增水后動(dòng)物的生產(chǎn)性能降低。程宗佳[5]研究認(rèn)為，其降低的主要原因是飼料中產(chǎn)生了霉菌毒素。給飼料直接增水，提高了游離水的含量。在我國(guó)，飼料從生產(chǎn)到用戶一般都需要1月以上的時(shí)間。在飼料的運(yùn)輸、儲(chǔ)存過(guò)程中，使飼料發(fā)生霉變氧化或營(yíng)養(yǎng)成分損失(肉眼不能察覺(jué))，微生物代謝產(chǎn)生了毒素，導(dǎo)致了動(dòng)物生長(zhǎng)性能降低。
　　所以，飼料水分增加1-2%，并不會(huì)因?yàn)闋I(yíng)養(yǎng)濃度受到稀釋而降低動(dòng)物的生長(zhǎng)性能。但是，給飼料增水以調(diào)控飼料水分要非常注意飼料的水活度、霉菌存在的情況和霉變產(chǎn)生毒素甚至發(fā)霉的問(wèn)題
　　4 結(jié) 論
　　給飼料增水以調(diào)控飼料的水分是一個(gè)非常值得研究的課題。每個(gè)環(huán)節(jié)都要認(rèn)真評(píng)估。該項(xiàng)技術(shù)組合有機(jī)酸、表面活性劑、水結(jié)合劑，在一定程度上解決了目前國(guó)內(nèi)飼料企業(yè)調(diào)控飼料水分、提高生產(chǎn)效率、防止飼料霉變的主要困難。
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　　The Key Techinique of Controling Feed Water Content
　　Abstract: Four trails were studied the technique to control feed water content, water activity and anti-moulds effect in different animal feeds. The results showed that the water content and water activity in the feed product could be controlled to an ideal level and the shelf life could be prolonged by the new technique compounded of organic acid, surface active agent and water-bounded agent when it was used during the phase of mixing by spraying equipment. The new technique could solve the problem of improving water content of feed product but easy getting moulded.
　　Key Words: water content of feed product; active water; anti-mould

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飼料水分的控制是頭痛的事情。