飼料霉變品質變化及其評價指標探

tony2005428

霉變是造成飼料和食品大量浪費的世界性危害，近年來，全球多發的自然災害（如暴雨、洪澇災害、干旱和霜凍），加上經濟的全球化使谷物和飼料中霉菌和霉菌毒素的污染有加重的趨勢。根據聯合國糧農組織估算，全世界每年大約有5%～7％的糧食、飼料等農作物產品受霉菌污染，霉變所造成的糧食和飼料經濟損失可達數千億美元。我國一些地區，尤其是南方地區，飼料霉變問題相當嚴重。
1 飼料霉變后的品質變化
1.1 霉變后霉菌及其毒素的污染
    霉菌污染是飼料中最突出的微生物污染，據調查發現，飼料霉菌的感染率幾乎為100％，帶菌量超過國家標準的約有50％，污染飼料的霉菌主要有曲霉菌屬、青霉菌屬、鐮刀霉菌屬、毛霉菌屬，其次還有枝孢霉菌屬、交鏈霉菌屬、共頭霉屬、梨頭霉屬、擬青霉屬、木霉屬、根霉屬等，這些霉菌中大部分在適宜的溫度、濕度、pH值條件下都會產生對人和家畜有危害的霉菌毒素。對亞太地區霉菌毒素污染研究表明，最為嚴重的毒素種類有黃曲霉毒素、赭曲霉毒素、橘霉毒素、T－2毒素、嘔吐毒素、串珠鏈孢菌素和玉米赤霉烯酮（Deviries J W等，2002）。對我國各地玉米、蛋白飼料、全價飼料中霉菌毒素抽樣檢測，并考慮美國FAO（1988），歐盟、世界衛生組織（1991）及國家有關部門建議得出我國飼料霉菌毒素污染最為嚴重的是嘔吐毒素、煙曲霉毒素和玉米赤霉烯酮。不同飼料原料中霉菌毒素污染的情況不同，玉米（能量飼料）中以嘔吐毒素、煙曲霉毒素和玉米赤霉烯酮較重，而蛋白類飼料中則以嘔吐毒素、煙曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、黃曲霉毒素和T－2毒素的污染較重。
1.2 霉變對飼料適口性的影響
    微生物在飼料中生長繁殖，使飼料發生一系列的生化變化，造成飼料品質變劣的現象稱為霉變。飼料霉變后會失去原有的味道，脂肪酸度升高，營養成分破壞，適口性下降。微生物本身散發出來的氣味可被飼料吸附，這種霉味很難消除。飼料原料發霉往往伴隨害蟲的繁殖，害蟲活動的代謝物、分泌物進一步使得飼料原料品質惡化，產生變色、變味、變臭、潮濕、結塊、霉爛、帶毒等一系列的劣變。而且組成飼料的各種有機成分在微生物的分解作用下，生成許多刺激嗅覺和味覺的物質，如高水分的飼料在通風不良條件下進行儲藏時，由于飼料中的碳水化合物被微生物發酵利用，便產生一些酸和醇，使飼料帶酸味和酒味。嚴重霉變的飼料，其中的蛋白質被微生物分解產生氨、氨化物、硫化物、硫化氫；有機碳化合物被分解產生各種有機酸、醛類、酮類等，這些物質都具有強烈的刺激性，產生異味與異臭，從而嚴重影響適口性。
1.3 霉變對飼料營養價值的影響
    霉菌中的孢霉菌自身不僅不制造營養，而且常通過分泌多種酶分解飼料養分供其生長繁殖。因此，被霉菌污染的飼料，營養成分含量和營養價值大大降低。另外，霉菌消耗營養物質的同時產生大量的熱量，使飼料中蛋白質、脂肪、碳水化合物和維生素發生變化。N.Paster和N.Lisker(1982)報道，在高濕度條件下儲藏，脂肪的含量顯著降低，而脂肪酸的比率、維生素E、胡蘿卜素、黃色素和蛋白質的含量變化都不顯著。Beasley等（1980）發現，仔雞飼喂接種過青霉菌屬霉菌的飼糧后腹瀉率較對照組增加，生長速率較對照組降低。齊德生等（1999）報道，霉變豆粕氣味不良,蛋白質溶解度下降,霉菌總數可大幅度升高,但粗蛋白含量、粗纖維含量、過氧化物值、有效酸度及揮發性鹽基氮含量無明顯改變,黃曲霉毒素B1含量升高不顯著。陳喜斌等（2003）研究表明：隨著豆粕中霉菌的生長，豆粕的蛋白質溶解度在逐漸降低，霉菌增長與蛋白質溶解度降低有較強的負相關性；隨著霉菌的生長，豆粕的粗脂肪含量在逐漸減少，霉菌增長與粗脂肪含量降低有較強的負相關性；霉菌生長對豆粕的粗蛋白含量和脲酶活性指數沒有顯著影響。陳喜斌等（2004）對霉變飼料營養價值影響又進行研究，表明霉變豆粕粗蛋白含量雖然沒有明顯改變,但蛋白質溶解度呈線性下降,總氨基酸含量顯著下降,其中必需氨基酸受到的影響明顯大于非必需氨基酸。在所測的17 種氨基酸中,蛋氨酸、賴氨酸、丙氨酸、異亮氨酸受到影響最大,含量下降最多,總能僅在霉菌數超過8萬個/g才顯著下降。霉變也明顯改變營養成分的利用率。這個研究表明,雞對豆粕干物質、粗蛋白質利用率都隨著豆粕中霉菌數的增加而下降,尤其是霉菌數達到14萬個/g,下降極為顯著(P<0.05)；在豆粕中霉菌含量超過8萬個/g時,總氨基酸平均利用率、必需氨基酸平均利用率下降極為顯著(P<0.01)，其中丙氨酸、蛋氨酸、賴氨酸、胱氨酸下降最多。丁斌鷹（2001）的研究結果還表明，隨著霉變程度的增加,豆粕的氫氧化鉀溶解度顯著減少(P<0.05),粗蛋白變化不明顯(P>0.05)。霉菌數與豆粕氫氧化鉀溶解度變化有較強的相關關系(P<0.01)。
    飼料中的大部分霉菌都具有很強的淀粉分解能力，如曲霉菌屬、青霉菌屬、根霉屬和毛霉菌屬的多種霉菌具有淀粉酶，可以將淀粉分解。一些細菌，主要是芽孢桿菌屬和梭狀芽孢桿菌屬，如枯草芽孢桿菌和淀粉梭狀芽孢桿菌等，也能使淀粉分解，這些微生物最終將淀粉分解為酒精和醋酸，既使飼料發生酸味，又降低了飼料的營養價值。另外，飼料在存儲期間微量元素不會發生較大的變化，而維生素則會發生一定量的流失，流失的程度主要取決于飼料中飽和脂肪酸的含量。
2 飼料霉變程度的評價
2.1 感官評價
    飼料質量感官鑒別就是憑借人體自身的感覺器官，具體地講就是憑借眼、耳、鼻、口、唇、舌頭和手，對飼料的質量狀況作出客觀的評價。也就是通過用眼睛看、鼻子嗅、耳朵聽、用口品嘗和用手觸摸等方式，對飼料的色、香、味和外觀形態進行綜合性的鑒別和評價。感觀變化是反映飼料霉變的重要特征之一。應用感官手段來鑒別飼料的質量有著非常重要的意義。飼料氧化酸敗后，往往會在顏色、氣味、組織狀況上發生一系列的變化。酸敗油脂往往顏色變褐或變綠，出現渾濁或絮狀物，并且常常帶有辛辣、脂化和腐敗等不良氣味，用手觸摸時有濕和粘滑等感覺。通過感官指標來鑒別飼料是否霉變，不僅簡便易行，而且靈敏度高，直觀而實用。但是感官鑒別能否真實、準確地反映客觀事物的本質，除了與人體感覺器官的健全程度和靈敏程度有關外，還與人們對客觀事物的認識能力有直接的關系。只有當人體的感覺器官正常，又熟悉有關飼料霉變的基本常識時，才能比較準確地鑒別出飼料霉變的程度。
2.2 水分含量和水分活度
    水分可能是控制微生物對食品破壞的最重要因素之一(Chirife J和Buera MD，1996)。但是這種以重量百分率來表示飼料中的水分含量，不能準確地反映飼料中能夠被微生物利用的實際含水量，自從Scott 1957年提出水分活度（water activity）的概念以來，人們在研究食品與飼料中水分與微生物的關系問題時，已經越來越多的開始采用水分活度來表示。飼料的水分活度（簡稱Aw），是指在相同溫度下的密閉容器中，飼料的水蒸氣壓與純水蒸氣壓之比。陳喜斌等（2003）研究表明，隨著霉菌的生長，豆粕的含水量逐步增加，在初始水分為16％以下時，在試驗的前兩周內豆粕的含水量小幅下降，然后是曲線上升，這可能是在水分含量較低時，霉菌生長較慢，同時利用一部分水分為代謝所用，但是當豆粕含水量很高時，從一開始霉菌生長就十分迅速。就水分活度而言，隨著飼料的存儲，水分活度值不斷的增加，但是現在對這項研究報道不多，尚需要進一步的研究證實。
2.3 飼料中營養成分含量
    通常在儲存期，飼料中的粗蛋白和純蛋白的含量沒有顯著的變化，而且有可能略微增加。在儲存時，脂肪酶分解脂肪而產生游離脂肪酸及甘油，尤其當溫度和濕度很高時，最易發生腐敗，而且霉菌中的脂化活動較強，為脂肪酶的主要來源，使得飼料在存儲期間粗脂肪的含量顯著的減少。在飼料儲藏期間，飼料中的微生物也可以分解飼料中的淀粉，使得淀粉的含量降低，因此，飼料中的粗脂肪含量和淀粉含量有可能作為飼料霉變的評價指標之一。
2.4 霉菌總數和霉菌毒素
    霉菌總數是反映飼料霉變的客觀指標，在合適的溫度、水分含量、水分活度條件下，飼料中的霉菌在其對數生長期和穩定生長期內會大量的繁殖和生長。在這個階段，霉菌總數可以作為指標來評價飼料的霉變程度。但是，霉變的飼料中霉菌總數并不總是超標。當霉菌大量生長和繁殖時會產生大量的熱量，高溫造成了飼料中水分蒸發轉移和霉菌孢子的死亡；另外當霉菌生長到一定階段處于衰亡期時，飼料中的霉菌總數也會大量減少，因此，用霉菌總數來評價飼料的霉變程度并不合理。齊德生（1999）研究還表明，霉變豆粕外觀雖然霉變嚴重，但是黃曲霉毒素B1含量增加并不顯著，也不宜用黃曲霉毒素B1含量來評價豆粕霉變的程度，至于霉變飼料中其它霉菌毒素的種類和含量是否可以作為評價指標來評價飼料霉變尚需進一步的研究和證實。
2.5 過氧化值
    飼料在儲藏的過程中，其中的油脂在脂肪酸酶、微生物和空氣中氧氣的作用下產生過氧化物。過氧化物是油脂變質過程中的中間產物，是油脂酸敗的初期標志。過氧化物進一步氧化分解，最后分解成為各種低分子的醛、酮、羧酸及其它氧化物，使飼料中的油脂酸敗。揮發性的醛酮等類物質使酸敗的脂肪變色、變味，完全失去了飼用價值。飼料中過氧化物的含量通常以過氧化值來表示，所以，人們也常用過氧化值（Peroxide value，PV）這個指標來判斷飼料的新陳程度和變質情況，過氧化值隨著飼料儲藏溫度和儲藏時間的變化而發生不同的變化。過氧化值雖然能夠反映脂肪氧化酸敗的初級程度, 但它只說明脂肪氧化的中間產物——羰基過氧化物的積累程度, 這些過氧化物一般不穩定, 容易進一步發生其它氧化反應生成低分子化合物, 導致脂肪完全酸敗, 此時過氧化值卻不一定高, 因此也具有局限性。張法楷（1999）研究也表明，不同的飼料在20℃和30℃條件下儲藏，其過氧化值始終具有增加的趨勢，但是在40℃儲藏的條件下的飼料過氧化值在15d的時候就達到最大值，以后隨著儲藏天數的增加逐漸下降。
2.6 酸價和脂肪酸值
    飼料中的游離脂肪酸用氫氧化鉀標準溶液滴定，每克飼料消耗氫氧化鉀的毫克數即為飼料的酸價（Acid value，AV）。一般的，對動物源性飼料用“酸價”這個名稱，而對谷物類飼料原料測定時不用“酸價”，常用“脂肪酸值”，脂肪酸值是指100g樣品消耗的氫氧化鉀毫克數，但是無論是“酸價”還是“脂肪酸值”，實質都是用較低濃度的強堿去中和弱酸（以酚酞為指示劑）。在飼料原料中都含有一定量的脂肪類物質，如果發生變質，其所含脂肪便會分解產生游離脂肪酸，酸價或脂肪酸值升高。張本軍等（2004）綜述了玉米在儲藏過程中脂肪酸值升高主要受溫度、濕度和霉菌等因素的影響。酸價的化學本質是脂肪水解產物的多少, 指的是游離脂肪酸從甘油三酸酯上脫離的程度, 而并不是脂肪氧化產物的數量。王曉英（1998）在研究脂肪酸值作為小麥粉品質劣變指標時發現，新出機的小麥粉在溫度30℃、相對濕度81％的環境中儲藏6d，脂肪酸呈下降趨勢；將溫度提高到40℃，相對濕度不變的環境中繼續儲藏9d，脂肪酸值又呈回升趨勢；當溫度提高到50℃時繼續儲藏13d，脂肪酸值明顯下降，此時面粉已經失去了食用價值。因此，作者提出了用脂肪酸值的變化速度比用脂肪酸值表示小麥粉品質劣變指標更能準確反映小麥粉的品質狀況。
2.7 其它評價指標
    TBA值（硫代巴比妥值）是反映肉類制品在貯藏過程中氧化變質程度的直接指標, 也是反映肉類食品安全性的一個重要指標, 在西方國家普遍使用, 常用于生肉鮮度的測定，在飼料工業中也可以引來使用。李紅霞（2005）魚糜制品在貯藏過程中，隨著貯藏時間的延長，TBA值也相應上升，且上升速度隨貯藏溫度的升高而加快。王之盛等（2000）研究表明，配合飼料在儲藏過程中TBA值也極顯著的增加(P<0.01)。
    揮發性鹽基氮（VBN）是指飼料由于酶和微生物的作用，使蛋白質分解而產生的氨以及胺類等堿性含氮物。李英（2003）采用半微量定氮法對羊肉中揮發性鹽基氮隨自然放置時間的動態變化進行研究，發現揮發性鹽基氮的含量隨時間的延長而呈遲滯變化、平穩增高、急速增高三個階段。齊德生（1999）研究豆粕霉變品質變化時，霉變豆粕中的揮發性鹽基氮的含量沒有明顯的改變。
    蛋白質溶解度（Protein solubility，PS）和脲酶活性（Urease activity，UA）都是作為判定大豆及豆粕是否加熱過度的指標，但是用蛋白質溶解度更為確切一些，即當脲酶活性因過度加熱而降為0時,用蛋白質溶解度仍可評價過度加熱的豆粕品質。隨著大豆加熱溫度的升高和時間的延長，大豆蛋白會不同程度地發生變性，其溶解度降低（于炎湖，2001）。主要原因是加熱使游離氨基酸與其它化合物的基團形成不能為消化酶所打開的分子間和分子內的結合鍵，因而降低了蛋白質的溶解度(M.Araba和N.M.Dale,1990)。陳喜斌等（2003）研究表明，隨著豆粕中霉菌的生長，豆粕的蛋白質溶解度在逐漸減少，霉菌增長與蛋白質溶解度降低有較強的負相關關系。王之盛等（2000）試驗結果表明，溫度、時間和水分均極顯著降低了全價顆粒飼料PS。龍翔和邰秀林（2005）試驗表明，貯藏時間的長短對PS的影響極顯著。因此，PS有可能成為評價飼料霉變程度比較合理的指標。
3 結語
    飼料霉變已經成為飼料工業以及養殖業的最大危害之一，而現行的評定飼料霉變的評價指標不能準確的判斷飼料的新鮮程度或變質程度。我們期待飼料工業研究工作者和專家們進行深入探討和研究, 制定科學可行的衛生指標, 促進飼料行業的健康快速發展。

DLG

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