粉料的調(diào)質(zhì)及其維生素穩(wěn)定性的保持

　　◇國際事業(yè)部   劉廣道、張杰、葉為民 工程師譯  龍勝操 工程師校

　　在近幾年中，飼料加工技術(shù)已得到了長足的發(fā)展，特別是在粉料的蒸氣調(diào)質(zhì)處理方面。然而，對(duì)于動(dòng)物的營養(yǎng)要求通常還沒有達(dá)到如此先進(jìn)的程度。例如，由于該方面研究的局限性，美國全國科學(xué)研究委員會(huì)（NRC）1994年有關(guān)非反芻類動(dòng)物維生素用量的標(biāo)準(zhǔn)至今在很大程度上沒有改變。

　　現(xiàn)在，調(diào)質(zhì)溫度的增加減少了微生物的污染，同時(shí)也增強(qiáng)了家禽對(duì)營養(yǎng)的消化吸收性，提高了粉料制粒的質(zhì)量、制粒生產(chǎn)率及飼料轉(zhuǎn)化率。由于現(xiàn)代調(diào)質(zhì)參數(shù)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(wěn)定性不是影響維生素整個(gè)性能的唯一因素，但對(duì)一個(gè)飼料生產(chǎn)廠家來說，若加工參數(shù)的微小改變都有可能對(duì)維生素的性能產(chǎn)生嚴(yán)重后果，那么維生素的穩(wěn)定性便是一個(gè)重要的因素。

　　在飼料的加工過程中，影響維生素穩(wěn)定性的主要因素有如下幾點(diǎn)：

　　1. 熱量；

　　2．呈蒸氣狀態(tài)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(jì)80年代，家禽專家曾經(jīng)指出，水份的增加對(duì)維生素活性的影響要比調(diào)質(zhì)溫度的影響大。因?yàn)樗菽苘浕S生素的表層，很容易讓氧氣及其它化合物進(jìn)入其中，這樣就加劇了化學(xué)（氧化還原）反應(yīng)而導(dǎo)致了維生素成份的損失，這一反應(yīng)與維生素的活性有很大關(guān)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(yīng)減弱了維生素的穩(wěn)定性。因此，水份對(duì)維生素?fù)p失的程度與調(diào)質(zhì)溫度對(duì)其損失的程度有不同之處。同時(shí)，維生素A（簡(jiǎn)稱VA，下同）、VH 和VB似乎對(duì)熱量最敏感，而VB、VD及VC更容易被氧化。相反，VK及VB3的穩(wěn)定性更易受水份的影響。

　　飼料的加工過程

　　調(diào)質(zhì)過程是一個(gè)利用蒸氣（水份+熱量）或（蒸氣+壓力）對(duì)飼料進(jìn)行混合到規(guī)定時(shí)間的加工過程。在傳統(tǒng)的蒸氣調(diào)質(zhì)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(diào)質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)為可減少飼料中的微生物及化學(xué)防腐劑，增強(qiáng)家禽在生長過程中對(duì)淀粉和蛋白質(zhì)的消化吸收能力。

　　在飼料工業(yè)中，加工飼料的傳統(tǒng)調(diào)質(zhì)器、“超級(jí)調(diào)質(zhì)器”中的膨化機(jī)和擠壓機(jī)是三種基本的加工設(shè)備，用于對(duì)飼料進(jìn)行加熱、加水和加壓。而制粒機(jī)調(diào)質(zhì)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(jī)調(diào)質(zhì)器能夠?qū)︼暳霞訙丶铀L達(dá)20分鐘，這取決于整個(gè)調(diào)質(zhì)器的長度。調(diào)質(zhì)時(shí)間的延長可提高淀粉的糊化度，減少病菌的繁殖（但蛋白質(zhì)的性質(zhì)可能要改變），同時(shí)提高制粒的質(zhì)量及其生產(chǎn)率。

　　高檔的水產(chǎn)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(dá)到高溫（最高可達(dá)200℃）約5～10秒后，通過專用模板被強(qiáng)制擠出而形成特殊形狀的飼料顆粒?？偟膩碚f，對(duì)水產(chǎn)飼料的浮料和沉料而言，膨化機(jī)與傳統(tǒng)的蒸氣調(diào)質(zhì)制粒機(jī)相比，具有以下許多優(yōu)點(diǎn)：可大大地減少病菌的繁殖，提高家禽對(duì)飼料營養(yǎng)的消化吸收能力以及調(diào)整產(chǎn)品的密度。

　　膨化機(jī)由飼料輸送系統(tǒng)、預(yù)調(diào)質(zhì)裝置、膨化腔、模板及切刀等組成。膨化腔內(nèi)配有單螺頭或雙螺頭的輸送、擠壓裝置。其中單螺頭膨化機(jī)通常用于生產(chǎn)水產(chǎn)飼料，而雙螺頭膨化機(jī)則用于生產(chǎn)高油脂飼料（>17%）和高水份飼料（>30%），通過這一加工技術(shù)，可以往正在加工的飼料中摻入新鮮的營養(yǎng)成分。由帶雙螺頭的膨化腔、專用模板及切刀的配置，可生產(chǎn)出小于2.0mm的顆粒料。但是，雙螺頭膨化機(jī)的維修保養(yǎng)費(fèi)用要比單螺頭的高出1.5倍,所以, 雙螺頭膨化機(jī)主要用于生產(chǎn)高利潤的產(chǎn)品。

　　環(huán)形間隙膨化機(jī)是一種類似于單螺頭膨化機(jī)的超級(jí)調(diào)質(zhì)器，其調(diào)質(zhì)腔由厚壁、大功率螺桿、可調(diào)節(jié)的環(huán)形出料間隙及蒸氣附加裝置等組成。當(dāng)粉料進(jìn)入調(diào)質(zhì)腔時(shí)，大功率螺桿通過上述間隙將其向前推進(jìn)，調(diào)節(jié)此間隙，使作用于粉料的剪切力和摩擦力達(dá)到規(guī)定值。加入蒸氣后，在螺桿的推力和環(huán)形間隙的作用下，產(chǎn)生很高的調(diào)質(zhì)溫度（多數(shù)情況下可達(dá)到120℃）和很高的壓力（常達(dá)到70bar）。這種調(diào)質(zhì)器早在上個(gè)世紀(jì)80年代就已引進(jìn)到歐洲，用于家禽飼料的生產(chǎn)并抑制沙門氏菌的繁殖。從此以后，其它型號(hào)的超級(jí)調(diào)質(zhì)器便迅速應(yīng)運(yùn)而生，以滿足超市和政府定點(diǎn)銷售部門抑制微生物及殺菌的要求。膨化機(jī)和超級(jí)調(diào)質(zhì)器的優(yōu)點(diǎn)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(yǎng)成份，總的含水量可增加15%～25%而不影響其制粒質(zhì)量。

　　目前的研究成果

　　國際化學(xué)和飼料配料供應(yīng)商BASF公司檢測(cè)了從不同型號(hào)的調(diào)質(zhì)器在不同溫度下生產(chǎn)的飼料試樣中維生素的穩(wěn)定性情況。從美國不同的飼料生產(chǎn)廠家搜集到的數(shù)據(jù)來看，調(diào)質(zhì)器的型號(hào)對(duì)維生素的穩(wěn)定性具有很大的影響。正象預(yù)測(cè)的那樣，由于操作時(shí)的高溫、高壓及高水份含量，膨化機(jī)生產(chǎn)出的產(chǎn)品中的維生素穩(wěn)定性大大降低,其活性降低的有VE、VC、VB6、VB3、VB、VH及煙酸等。

　　現(xiàn)代膨化技術(shù)中產(chǎn)生的高壓并伴隨著很大的剪切力，對(duì)VC、VB和VH及煙酸等的穩(wěn)定性也會(huì)帶來影響。相反，利用傳統(tǒng)的制粒調(diào)質(zhì)來加工飼料，VB1是唯一的穩(wěn)定性下降的維生素，而VB1相對(duì)于溫度或壓力來說，可能對(duì)摩擦力更加敏感，這就是傳統(tǒng)的制粒加工潛能降低的原因。

　　時(shí)至今日，全球許多客戶要求家禽飼養(yǎng)公司能孵化出不帶致病微生物的雛雞，而目前的加工技術(shù)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(zhuǎn)移的可能性。最近，美國主要的家禽飼養(yǎng)商極其研究人員在新建的“無菌”飼料廠對(duì)制粒時(shí)微生素的損失情況進(jìn)行了測(cè)試統(tǒng)計(jì)。在相同的時(shí)間間隔內(nèi)，他們?cè)谟眯率浇M合型的超級(jí)調(diào)質(zhì)及制粒機(jī)加工飼料時(shí)抽取了12份試樣，并對(duì)VB、核黃素、VB1 、VA及VE的含量進(jìn)行了測(cè)試，發(fā)現(xiàn)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(gè)飼料成份的3%， 然而飼料的生產(chǎn)和供應(yīng)卻由于微生素的含量的變化限制產(chǎn)品的性能而存在著不穩(wěn)定的因素，最終導(dǎo)致了現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)成本的增加。NRC已規(guī)定了在理想的生產(chǎn)管理?xiàng)l件下飼料中維生素需求的最低值，以避免其缺乏的現(xiàn)象產(chǎn)生。

　　蜂窩織炎每年使美國的家禽飼養(yǎng)業(yè)損失數(shù)百萬美元。據(jù)報(bào)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(fā)生的可能性降低到最低點(diǎn)。由此看來，在提高家禽免疫力方面，VE發(fā)揮了很大的作用。研究人員最近發(fā)現(xiàn)，當(dāng)家禽收到大腸桿菌的侵害時(shí),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(yǎng)學(xué)家建議，在更深層次的飼料加工中增加維生素的含量，以補(bǔ)償VE活性的降低。研究人員還發(fā)現(xiàn)， 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(yǎng)成份有所改變，但能使蜂窩織炎的發(fā)生率降低到最低限度。當(dāng)蜂窩織炎還未在家禽飼養(yǎng)業(yè)中受到廣泛關(guān)注時(shí)，許多歐洲及亞洲飼料生產(chǎn)廠家就對(duì)家禽飼料進(jìn)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(jìn)一步繁殖。

　　維生素?fù)p失的防范措施及補(bǔ)償方法

　　減少維生素?fù)p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(zhì)量的影響，降低調(diào)質(zhì)參數(shù)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(shù)已出現(xiàn)，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(jìn)行調(diào)質(zhì)，這一新技術(shù)對(duì)某些維生素的補(bǔ)充也許是經(jīng)濟(jì)可行的。然而，VA在供烤焙的小雞食用的預(yù)混合飼料中約占20%，在二次制粒過程中添加VA是因?yàn)檠趸? 而非過多的熱量、水份及壓力的原因造成VA的嚴(yán)重?fù)p失。鑒于目前的技術(shù)水平和 VA在飼料中的重要性, 二次制粒技術(shù)的應(yīng)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(diǎn)是，目前的可溶性介質(zhì)還未達(dá)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(shí)用的“二次混合”的液體載體。

　　至少就目前來說，最簡(jiǎn)單的方法仍然是最實(shí)用的方法。在現(xiàn)代飼料加工條件下，為確保家禽飼料的特性不受維生素?fù)p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(bǔ)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(shí)進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，其維生素的總體穩(wěn)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(wěn)定性的下降是由于飼料的調(diào)質(zhì)過程進(jìn)一步地被加深和高脂肪飼料中的自由基被氧化的結(jié)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(shù)量，這才是切實(shí)可行的做法。（摘自《國際飼料》）