粉料的調質及其維生素穩定性的保持

qingfeng77121

在近幾年中，飼料加工技術已得到了長足的發展，特別是在粉料的蒸氣調質處理方面。然而，對于動物的營養要求通常還沒有達到如此先進的程度。例如，由于該方面研究的局限性，美國全國科學研究委員會（NRC）1994年有關非反芻類動物維生素用量的標準至今在很大程度上沒有改變。     現在，調質溫度的增加減少了微生物的污染，同時也增強了家禽對營養的消化吸收性，提高了粉料制粒的質量、制粒生產率及飼料轉化率。由于現代調質參數的變化，特別是較高的溫度，較長的保存期以及物料中較多的水份含量，都可能造成成品飼料中的維生素活性降低。雖然維生素的穩定性不是影響維生素整個性能的唯一因素，但對一個飼料生產廠家來說，若加工參數的微小改變都有可能對維生素的性能產生嚴重后果，那么維生素的穩定性便是一個重要的因素。     在飼料的加工過程中，影響維生素穩定性的主要因素有如下幾點： 1. 熱量； 2．呈蒸氣狀態的水份； 3．壓力； 4．剪切力或磨擦力的作用以及氧化作用等。     上世紀80年代，家禽專家曾經指出，水份的增加對維生素活性的影響要比調質溫度的影響大。因為水份能軟化維生素的表層，很容易讓氧氣及其它化合物進入其中，這樣就加劇了化學（氧化還原）反應而導致了維生素成份的損失，這一反應與維生素的活性有很大關系。由于在維生素的雙鍵和羥基組中增加或減少了氫原子，上述反應減弱了維生素的穩定性。因此，水份對維生素損失的程度與調質溫度對其損失的程度有不同之處。同時，維生素A（簡稱VA，下同）、VH 和VB似乎對熱量最敏感，而VB、VD及VC更容易被氧化。相反，VK及VB3的穩定性更易受水份的影響。 飼料的加工過程     調質過程是一個利用蒸氣（水份+熱量）或（蒸氣+壓力）對飼料進行混合到規定時間的加工過程。在傳統的蒸氣調質中，物料的水份含量增加約4～5%，而其溫度在20秒～20分鐘之間上升到70～120℃，這種調質的優點為可減少飼料中的微生物及化學防腐劑，增強家禽在生長過程中對淀粉和蛋白質的消化吸收能力。     在飼料工業中，加工飼料的傳統調質器、“超級調質器”中的膨化機和擠壓機是三種基本的加工設備，用于對飼料進行加熱、加水和加壓。而制粒機調質器則用于在飼料制粒前加入蒸氣，并加溫至85～100℃約20秒。而加長的或“多路”制粒機調質器能夠對飼料加溫加水長達20分鐘，這取決于整個調質器的長度。調質時間的延長可提高淀粉的糊化度，減少病菌的繁殖（但蛋白質的性質可能要改變），同時提高制粒的質量及其生產率。     高檔的水產及寵物飼料是典型的通過膨化蒸煮加工而制成的。膨化后的飼料在達到高溫（最高可達200℃）約5～10秒后，通過專用模板被強制擠出而形成特殊形狀的飼料顆粒。總的來說，對水產飼料的浮料和沉料而言，膨化機與傳統的蒸氣調質制粒機相比，具有以下許多優點：可大大地減少病菌的繁殖，提高家禽對飼料營養的消化吸收能力以及調整產品的密度。     膨化機由飼料輸送系統、預調質裝置、膨化腔、模板及切刀等組成。膨化腔內配有單螺頭或雙螺頭的輸送、擠壓裝置。其中單螺頭膨化機通常用于生產水產飼料，而雙螺頭膨化機則用于生產高油脂飼料（>17%）和高水份飼料（>30%），通過這一加工技術，可以往正在加工的飼料中摻入新鮮的營養成分。由帶雙螺頭的膨化腔、專用模板及切刀的配置，可生產出小于2.0mm的顆粒料。但是，雙螺頭膨化機的維修保養費用要比單螺頭的高出1.5倍,所以, 雙螺頭膨化機主要用于生產高利潤的產品。     環形間隙膨化機是一種類似于單螺頭膨化機的超級調質器，其調質腔由厚壁、大功率螺桿、可調節的環形出料間隙及蒸氣附加裝置等組成。當粉料進入調質腔時，大功率螺桿通過上述間隙將其向前推進，調節此間隙，使作用于粉料的剪切力和摩擦力達到規定值。加入蒸氣后，在螺桿的推力和環形間隙的作用下，產生很高的調質溫度（多數情況下可達到120℃）和很高的壓力（常達到70bar）。這種調質器早在上個世紀80年代就已引進到歐洲，用于家禽飼料的生產并抑制沙門氏菌的繁殖。從此以后，其它型號的超級調質器便迅速應運而生，以滿足超市和政府定點銷售部門抑制微生物及殺菌的要求。膨化機和超級調質器的優點除上述的提高飼料的糊化度和增加家禽的消化吸收能力外，還可以改變飼料配方的成份。此外，飼料在加工混合中可添加更多的液體營養成份，總的含水量可增加15%～25%而不影響其制粒質量。 目前的研究成果     國際化學和飼料配料供應商BASF公司檢測了從不同型號的調質器在不同溫度下生產的飼料試樣中維生素的穩定性情況。從美國不同的飼料生產廠家搜集到的數據來看，調質器的型號對維生素的穩定性具有很大的影響。正象預測的那樣，由于操作時的高溫、高壓及高水份含量，膨化機生產出的產品中的維生素穩定性大大降低,其活性降低的有VE、VC、VB6、VB3、VB、VH及煙酸等。     現代膨化技術中產生的高壓并伴隨著很大的剪切力，對VC、VB和VH及煙酸等的穩定性也會帶來影響。相反，利用傳統的制粒調質來加工飼料，VB1是唯一的穩定性下降的維生素，而VB1相對于溫度或壓力來說，可能對摩擦力更加敏感，這就是傳統的制粒加工潛能降低的原因。     時至今日，全球許多客戶要求家禽飼養公司能孵化出不帶致病微生物的雛雞，而目前的加工技術就能在很大程度上減少飼料病菌的侵蝕，這樣便可減少病菌從母體向它們后代轉移的可能性。最近，美國主要的家禽飼養商極其研究人員在新建的“無菌”飼料廠對制粒時微生素的損失情況進行了測試統計。在相同的時間間隔內，他們在用新式組合型的超級調質及制粒機加工飼料時抽取了12份試樣，并對VB、核黃素、VB1 、VA及VE的含量進行了測試，發現VE減少了25%，而VA、核黃素及VB減少了約10%。 家禽飼料的特性     在上述試樣中,維生素約占整個飼料成份的3%， 然而飼料的生產和供應卻由于微生素的含量的變化限制產品的性能而存在著不穩定的因素，最終導致了現場生產成本的增加。NRC已規定了在理想的生產管理條件下飼料中維生素需求的最低值，以避免其缺乏的現象產生。     蜂窩織炎每年使美國的家禽飼養業損失數百萬美元。據報道，在供烤焙的小雞食用的飼料中，高濃度的VE已將蜂窩織炎發生的可能性降低到最低點。由此看來，在提高家禽免疫力方面，VE發揮了很大的作用。研究人員最近發現，當家禽收到大腸桿菌的侵害時,在飼料中將食用VE從35IU（國際單位）/KG增加到48IU/KG,就能減少蜂窩織炎的影響。營養學家建議，在更深層次的飼料加工中增加維生素的含量，以補償VE活性的降低。研究人員還發現， 用巴氏消毒法滅菌后的飼料，其中的VE成份減少了約25%，也就是說，在配好的飼料中，VE的含量從48IU/KG降至35IU/KG左右。雖然消毒滅菌后飼料的營養成份有所改變，但能使蜂窩織炎的發生率降低到最低限度。當蜂窩織炎還未在家禽飼養業中受到廣泛關注時，許多歐洲及亞洲飼料生產廠家就對家禽飼料進行了消毒滅菌工作，尤其是在飼料的深加工中，以控制致病微生物的進一步繁殖。 維生素損失的防范措施及補償方法     減少維生素損失較合理的方法是降低膨化溫度、減少水份含量及壓力。然而，由于受病菌及制粒質量的影響，降低調質參數來緩解維生素成份的損失還不是一種行之有效的方法。不過，添加“二次制粒液”的新技術已出現，它可讓易碎的維生素在制粒過程中混合在飼料中，這樣便能讓飼料在理想的溫度、水份及壓力條件下進行調質，這一新技術對某些維生素的補充也許是經濟可行的。然而，VA在供烤焙的小雞食用的預混合飼料中約占20%，在二次制粒過程中添加VA是因為氧化, 而非過多的熱量、水份及壓力的原因造成VA的嚴重損失。鑒于目前的技術水平和 VA在飼料中的重要性, 二次制粒技術的應用又顯得不太劃算。此外，飼料在制粒過程中添加維生素，其缺點是，目前的可溶性介質還未達到能溶解脂溶性和水溶性維生素的程度，但至今尚未找到可實用的“二次混合”的液體載體。     至少就目前來說，最簡單的方法仍然是最實用的方法。在現代飼料加工條件下，為確保家禽飼料的特性不受維生素損失的影響，在飼料中，若比家禽的正常需要量多增加10～20%的維生素,便可有效地補償飼料在加工過程中(尤其是更深層次的，高溫、高壓及高水份含量的加工)維生素的損失。     在通常情況下，飼料在溫度為95℃時進行調質處理，其維生素的總體穩定性只下降10%，而VB1 、VC卻例外，它們的損失范圍分別在20%和50%或者更多。此外，維生素穩定性的下降是由于飼料的調質過程進一步地被加深和高脂肪飼料中的自由基被氧化的結果。因此，在油脂含量高于2.5%的飼料中加入抗氧化劑以減少自由基的數量，這才是切實可行的做法。（摘自《國際飼料》）

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