控制飼料水分的關鍵技術

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　　控制飼料水分的關鍵技術

　　劉影 趙慧娟  胡竑邠  匡向東

　　摘 要：本文包括四個試驗，研究在不同動物日糧的生產過程中添加水分對飼料成品水分、飼料水活度及防霉效果的技術。結果表明，在飼料混合階段液體噴霧設備添加組成成分為有機酸、表面活性劑、水結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霉，大大提高飼料的儲存期。這種技術為國內大多數飼料企業成品水分難以控制或水分稍高飼料就容易發霉的問題提供了安全、有效的解決方案。
　　關鍵詞：飼料水分;水活度;防霉
　　影響飼料品質的因素有很多，在眾多因素中，顆粒飼料的加工質量占主導地位，而水分則是影響飼料加工質量的重要因素之一。飼料加工過程中，粉料的含水量對成品顆粒料/膨化料的質量、霉菌控制、加工效率、設備損耗、生產成本以及動物的生產性能都有重要影響。水分含量過低使得顆粒料/膨化料的淀粉糊化率低，并且顆粒耐久性差，從而導致飼料轉化率下降，影響畜禽的生產性能;同時粉料水分過低還會影響飼料加工的產量與能耗，帶來成品料水分過低等問題。相反，如果粉料水分含量太高則易引起環模堵塞、飼料發霉，從而導致動物生產性能下降，甚至引發疾病。因而在飼料工業中，適宜的水分含量是一項重要的加工參數。
　　本文將要討論一種能夠有效控制飼料水分并防止飼料發霉的新技術，該技術在歐洲已得到廣泛應用。它以具有強力殺滅細菌的山梨酸、丙酸、丙酸銨、甲酸等復合有機酸為主體，同時含有表面活性劑和水結合劑，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部，將游離水轉變為結合水，保證成品水分，并降低水活度，破壞霉菌的生存環境，防止飼料發霉。引進該技術將為國內大多數飼料企業解決飼料水分和發霉的大難題。為此，本文將通過四個實際生產試驗分析該技術的效果和價值。
　　1 試驗部分
　　試驗所用新技術產品X由荷蘭一著名飼料添加劑公司提供。
　　1.1 在蛋雞粉料中的應用試驗
　　1.1.1 試驗設計
　　該試驗在江蘇某年產15萬噸的蛋雞粉料廠進行。試驗設三個處理，分別為對照組、試驗I組和試驗II組。對照組采用該飼料廠原基礎配方;試驗I組在基礎配方中去除固體防霉劑，同時每噸料中添加9.6kg水和400g X產品;試驗II組在基礎配方中去除固體防霉劑，同時每噸料中添加14.4kg水和600g X產品。每個處理設3個重復。
　　1.1.2 取樣方法
　　每個處理連續生產3批料，分批次對成品料取樣。取樣原則：避開料頭料尾，均勻、等量抽取5個不同袋的成品料樣，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，并做好標記，待分析。
　　1.1.3 測定指標與方法
　　1.1.3.1 飼料水分與水活度
　　水分測定方法見楊勝 [1]。
　　水活度的測定方法：采用瑞士ROTRONIC公司生產的HygroPalm 便攜式水分活度儀檢測。
　　1.1.3.2 飼料霉菌數
　　飼料霉菌數的測定方法：參考ISO7954：1987(E)中ISO7218對檢測微生物的方法。
　　1.1.3.3 預測飼料保存期
　　根據極端加速試驗結果預測。即將飼料樣品保存在恒溫和較高的相對濕度條件下，來預測飼料的保存期。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，貼上標注樣品號和日期的標簽。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)長出(注意：小杯子中要保持有水)。
　　結果判斷：如果4周出現發霉,則理論上該樣品在通常的儲存條件下可以存放24周。
　　1.2 在肉雞顆粒料中的應用試驗
　　1.2.1 試驗設計
　　該試驗在浙江某年產5萬噸的全價料廠進行。試驗設兩個處理，即對照組和試驗組。對照組采用該飼料廠原基礎配方;試驗組在基礎配方中去除固體防霉劑，同時每噸料中添加14.25kg水和750g X產品。每個處理設3個重復。
　　取樣方法、測定指標與方法同試驗1。
　　1.3 在肉鴨顆粒料中的應用試驗
　　該試驗在國內某年產100萬噸的大型飼料集團江蘇分部進行。試驗設計、取樣方法、測定指標與方法同試驗2。
　　1.4在淡水魚顆粒料中的應用試驗
　　該試驗在國內某年產100萬噸的大型飼料集團江蘇分部進行。試驗設計、取樣方法、測定指標與方法同試驗2。
　　2 結 果
　　2.1 在蛋雞粉料中的應用效果
　　從表1可以看出，試驗I組飼料水分比對照組高0.95%，試驗II組飼料水分比對照組高1.72%，兩個試驗組的保水率約為100%;而兩個試驗組每克飼料中的霉菌孢子數均低于對照組，保存期也遠遠長于對照組。
　　表1 X產品對蛋雞粉料品質的影響
　　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/g	預測保存期（月）
對照組	11.07	0.699	200	2.0
試驗I組	12.02	0.742	< 100	5.2
試驗II組	12.79	0.731	< 100	>6.4

　　2.2 在肉雞顆粒料中的應用效果
　　從表2可以看出，試驗組飼料水分比對照組高1.11%，保水率約為78%;而試驗組每克飼料中的霉菌孢子數低于對照組，保存期也比對照組長1個月。
　　表2 X產品對肉雞顆粒料品質的影響
　　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/g	預測保存期（月）
對照組	12.50	0.715	100	2.5
試驗組	13.61	0.759	< 100	3.5

　　2.3 在肉鴨顆粒料中的應用效果
　　從表3可以看出，試驗組飼料水分比對照組高1.47%，保水率為100%;而試驗組每克飼料中的霉菌孢子數與對照組沒有差異，但保存期比對照組長1.8個月。
　　表3 X產品對肉鴨顆粒料品質的影響
　　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/g	預測保存期（月）
對照組	11.74	0.703	< 100	2.4
試驗組	13.21	0.740	< 100	4.2

　　2.4 在淡水魚顆粒料中的應用效果
　　從表4可以看出，試驗組飼料水分比對照組高0.99%，保水率為69%;而試驗組每克飼料中的霉菌孢子數及保存期與對照組沒有差異。
　　表4 X產品對淡水魚顆粒料品質的影響
　　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/g	預測保存期（月）
對照組	9.43	0.586	< 100	>8.0
試驗組	10.42	0.636	< 100	>8.0

　　3 討 論
　　3.1該技術產品的組成分析
　　該新技術產品以丙酸、丙酸胺、甲酸、山梨酸、乳酸、檸檬酸等多種有機酸組成，山梨酸在食品行業中都已經是一種成熟的、重要的防腐劑，對霉菌等具有極強的抑殺作用;采用了有機酸銨鹽，能降低腐蝕性。甲酸、丙酸等有機酸分子能夠穿透霉菌細胞壁，釋放H+，使霉菌孢子最終因能量耗竭而死亡，對霉菌有很強的殺滅作用;丙酸和丙酸銨形成強大的緩沖體系，保證了該項新技術產品的無腐蝕性，不僅減少了設備的損耗，還保障了生產工人的安全;緩沖體系與乳酸、檸檬酸共同確保了該產品的適口性。
　　眾所周知，游離水才是霉菌生長的必要條件。該新技術為了控制水活度，加入了表面活性劑和水結合劑，使添加的游離水均勻地分散到飼料顆粒內外，將游離水有效地轉變成結合水。表面活性劑的存在不僅解決生產工藝中飼料水分過低或過高都會引起的堵機現象，還防止水分凝聚。因為飼料發霉的主要表現是包裝內局部發霉、飼料顆粒表面發霉，很少出現全面發霉的情況。其根本原因是因為溫差的變化而發生了水分遷移而聚集，導致顆粒表面、包裝封口部位水分含量升高，引起發霉。
　　因此，水結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，結合了游離水，從而減少了水分的散失，保證了水分在飼料顆粒內、外的均勻分布，這就是通常所說的保水作用。此項新技術不僅能幫助目前國內大多數飼料企業解決提高飼料水分困難的問題，同時還能消除飼料發霉的后顧之憂。
　　3.2該技術與飼料水分控制的關系
　　在炎熱干燥的季節，顆粒飼料的成品水分一般都在9-11%，低于國家(企業)標準。這對于蒸氣制粒的飼料尤其突出。這個水分值使得飼料廠損耗大而降低了經濟效益，而且會導致淀粉糊化度低，飼料適口性下降，生產車間和養殖場粉塵加大。飼料生產企業都會想到，給飼料直接增水，既能提高產品質量又能降低成本，對廠家很有誘惑。可是飼料廠直接加水也會面臨很多問題，主要是發霉、堵機、飼料水分變異大、動物生產性能下降等。
　　熊易強[2]研究了飼料中直接添加水分的關鍵技術。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溫度，控制好成品水分。當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13%，否則要注意發霉的危險。劉春雪[3]等研究了在混合劑粉料中添加0%、0.5%、1.5%、2.5%的水分對顆粒質量的影響。結果表明，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。本試驗結果表明，在不同飼料中保水率能達70-100%。當然，顆粒飼料的保水率與顆粒大小有很大關系。但是我們比較后得知，同等粒徑下，本試驗制粒的保水率比直接添加水高，這可能與本技術中采用了水結合劑和表面活性劑有關。避免了水分向飼料顆粒表面移動，結合了游離水，從而減少了水分的散失，保證了水分在飼料顆粒內、外的均勻分布，即提高了飼料的保水能力。
　　3.3該技術與飼料防霉能力的關系
　　霉菌生長有三個條件必要條件：水分(水活度AW)、溫度和氧氣。
　　水活度指的是平衡相對濕度。飼料中的水分有游離水和結合水之分，飼料中游離水含量多少是由產品上面蒸氣壓的大小來認定的。如果將飼料存放在密封的地方，不久就會因為游離水的蒸發使飼料中的水分達到均衡狀態，我們可由均衡狀態中測得的蒸氣壓(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會生長就是由Aw值來決定，而不是由含水量來決定。
　　微生物能利用的是游離水。一般說，水分高的飼料，容易發霉，主要因為夏季給飼料增加水分的辦法大多是在調質前噴水，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的微生物：aw = 0.91 … 0.95 細菌最多; aw = 0.88 酵母最多 ;aw = 0.80 霉菌最多。但是在aw=0.65時，霉菌就會生長。目前水活度成為飼料發霉和霉菌毒素產生的安全指標，僅用飼料水分是不能準確微生物對飼料發霉的影響。飼料水活度不僅與飼料含水量有關，與環境的溫度、濕度也有關。目前，我們還沒有飼料水活度與飼料含水量之間的線性關系。對于該項技術的研究，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技術后，不同增水比例時其水活度的情況，以探索出使用該項技術后，飼料水活度與飼料含水量的線性關系及其與直接增水相比的變化情況。
　　在本試驗中，我們是對比不增加水和使用該技術增水而制粒的成品水分、水活度及其保存期。我們發現，使用該技術后，飼料的水分均比對照組提高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的時間。說明在該項技術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所利用。這樣，即使在長期儲存時Aw值也能保持較低水平而且穩定，這意味著飼料品質能夠保持較長時間。
　　3.3該技術與動物生產性能的關系
　　用戶認為飼料中水分提高會稀釋了飼料的營養濃度，從而降低動物的生產性能。但是他們在生產實踐中也發現飼料水分過低，導致使用時粉塵過大，損耗多而且動物呼吸道疾病增加，而且，飼料的適口性不好。
　　飼料水分相差1-2%對動物生產性能的研究資料很少。事實上，提高飼料的水分1-2%，并不會因為營養濃度被稀釋而影響到動物的生產性能。目前生產上對斷奶仔豬所使用的1：3稀釋的液體飼料，極大提高了飼料的適口性，從而對仔豬生長性能的提高，很大程度說明了這個道理[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%的水分對豬生長性能的影響。結果表明，在粉料中添加0.5%、1.5%水分，豬的日增重比對照組都分別提高2%和9%，飼料轉化效率也有所提高。其原因就是添加水分后，制粒過程中淀粉的糊化度和顆粒耐久性提高。而添加2.5%水分沒有提高豬的生長性能，是因為在調質前添加過多的水分會降低物料吸收蒸氣的能力，從而降低了調質溫度，反而不利于糊化有關。對于粉狀的配合飼料和濃縮料不存在淀粉糊化的過程，但是用戶在生產中也發現，采用提高飼料水分或脂肪的辦法降低粉料的粉塵，對提高飼料轉化效率和適口性都是非常有益的。
　　也有用戶發現在飼料中增水后動物的生產性能降低。程宗佳[5]研究認為，其降低的主要原因是飼料中產生了霉菌毒素。給飼料直接增水，提高了游離水的含量。在我國，飼料從生產到用戶一般都需要1月以上的時間。在飼料的運輸、儲存過程中，使飼料發生霉變氧化或營養成分損失(肉眼不能察覺)，微生物代謝產生了毒素，導致了動物生長性能降低。
　　所以，飼料水分增加1-2%，并不會因為營養濃度受到稀釋而降低動物的生長性能。但是，給飼料增水以調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生毒素甚至發霉的問題
　　4 結 論
　　給飼料增水以調控飼料的水分是一個非常值得研究的課題。每個環節都要認真評估。該項技術組合有機酸、表面活性劑、水結合劑，在一定程度上解決了目前國內飼料企業調控飼料水分、提高生產效率、防止飼料霉變的主要困難。
　　參考文獻：
　　[1]楊勝.飼料分析及飼料質量檢測[M].北京：農業大學出版社, 1993.
　　[2]熊易強.制粒作業水分控制指南[J].飼料工業.2000.21(5):7-8.
　　[3]劉春雪.陸偉.何余勇.程宗佳.在混合機內的粉料中添加水分對顆粒質量和豬生產性能的影響[J].飼料工業.2004.25(9):11-14.
　　[4]李朕杰.戴志明.陳吉紅.柴磊.液態飼料對仔豬超早期隔離斷奶后腹瀉和增重的影響[J].飼料工業.2005.26(19):12-15.
　　[5]程宗佳.蘇純陽.鄧小春.來自飼料廠和養殖場生產第一線的若干問答(二十九)[J]. 飼料工業.2006.27(13):64
　　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。