控制饲料水分的关键技术

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　　控制饲料水分的关键技术

　　刘影 赵慧娟  胡竑邠  匡向东

　　摘 要：本文包括四个试验，研究在不同动物日粮的生产过程中添加水分对饲料成品水分、饲料水活度及防霉效果的技术。结果表明，在饲料混合阶段液体喷雾设备添加组成成分为有机酸、表面活性剂、水结合剂组合而成的水溶液，能够提高成品饲料水分，并且能有效控制饲料的水活度，从而有效抑制饲料发霉，大大提高饲料的储存期。这种技术为国内大多数饲料企业成品水分难以控制或水分稍高饲料就容易发霉的问题提供了安全、有效的解决方案。
　　关键词：饲料水分;水活度;防霉
　　影响饲料品质的因素有很多，在众多因素中，颗粒饲料的加工质量占主导地位，而水分则是影响饲料加工质量的重要因素之一。饲料加工过程中，粉料的含水量对成品颗粒料/膨化料的质量、霉菌控制、加工效率、设备损耗、生产成本以及动物的生产性能都有重要影响。水分含量过低使得颗粒料/膨化料的淀粉糊化率低，并且颗粒耐久性差，从而导致饲料转化率下降，影响畜禽的生产性能;同时粉料水分过低还会影响饲料加工的产量与能耗，带来成品料水分过低等问题。相反，如果粉料水分含量太高则易引起环模堵塞、饲料发霉，从而导致动物生产性能下降，甚至引发疾病。因而在饲料工业中，适宜的水分含量是一项重要的加工参数。
　　本文将要讨论一种能够有效控制饲料水分并防止饲料发霉的新技术，该技术在欧洲已得到广泛应用。它以具有强力杀灭细菌的山梨酸、丙酸、丙酸铵、甲酸等复合有机酸为主体，同时含有表面活性剂和水结合剂，具有抑杀已有霉菌的功能，并且还能使水分均匀地渗透到饲料颗粒表面和内部，将游离水转变为结合水，保证成品水分，并降低水活度，破坏霉菌的生存环境，防止饲料发霉。引进该技术将为国内大多数饲料企业解决饲料水分和发霉的大难题。为此，本文将通过四个实际生产试验分析该技术的效果和价值。
　　1 试验部分
　　试验所用新技术产品X由荷兰一著名饲料添加剂公司提供。
　　1.1 在蛋鸡粉料中的应用试验
　　1.1.1 试验设计
　　该试验在江苏某年产15万吨的蛋鸡粉料厂进行。试验设三个处理，分别为对照组、试验I组和试验II组。对照组采用该饲料厂原基础配方;试验I组在基础配方中去除固体防霉剂，同时每吨料中添加9.6kg水和400g X产品;试验II组在基础配方中去除固体防霉剂，同时每吨料中添加14.4kg水和600g X产品。每个处理设3个重复。
　　1.1.2 取样方法
　　每个处理连续生产3批料，分批次对成品料取样。取样原则：避开料头料尾，均匀、等量抽取5个不同袋的成品料样，将同一批次的料样按照四分法混匀、取样，则该料样代表该批次的成品料。用自封袋封好，并做好标记，待分析。
　　1.1.3 测定指标与方法
　　1.1.3.1 饲料水分与水活度
　　水分测定方法见杨胜 [1]。
　　水活度的测定方法：采用瑞士ROTRONIC公司生产的HygroPalm 便携式水分活度仪检测。
　　1.1.3.2 饲料霉菌数
　　饲料霉菌数的测定方法：参考ISO7954：1987(E)中ISO7218对检测微生物的方法。
　　1.1.3.3 预测饲料保存期
　　根据极端加速试验结果预测。即将饲料样品保存在恒温和较高的相对湿度条件下，来预测饲料的保存期。方法如下：
　　用 1 升的PVC塑料杯子和60毫升的小塑料杯子
　　将样品置于大杯子中，将小杯子置于样品中央位置，埋入深度为小杯子高度的一半(约2厘米深)。将小杯子中注入3/4去离子水(注意：不要将水散落在样品中!!否则，需要重做一次。)将大杯子盖上盖，贴上标注样品号和日期的标签。将装有样品的杯子置于37℃恒温箱中或温暖的条件下。每天观察样品一次, 看是否有气味变化或霉菌(丝)长出(注意：小杯子中要保持有水)。
　　结果判断：如果4周出现发霉,则理论上该样品在通常的储存条件下可以存放24周。
　　1.2 在肉鸡颗粒料中的应用试验
　　1.2.1 试验设计
　　该试验在浙江某年产5万吨的全价料厂进行。试验设两个处理，即对照组和试验组。对照组采用该饲料厂原基础配方;试验组在基础配方中去除固体防霉剂，同时每吨料中添加14.25kg水和750g X产品。每个处理设3个重复。
　　取样方法、测定指标与方法同试验1。
　　1.3 在肉鸭颗粒料中的应用试验
　　该试验在国内某年产100万吨的大型饲料集团江苏分部进行。试验设计、取样方法、测定指标与方法同试验2。
　　1.4在淡水鱼颗粒料中的应用试验
　　该试验在国内某年产100万吨的大型饲料集团江苏分部进行。试验设计、取样方法、测定指标与方法同试验2。
　　2 结 果
　　2.1 在蛋鸡粉料中的应用效果
　　从表1可以看出，试验I组饲料水分比对照组高0.95%，试验II组饲料水分比对照组高1.72%，两个试验组的保水率约为100%;而两个试验组每克饲料中的霉菌孢子数均低于对照组，保存期也远远长于对照组。
　　表1 X产品对蛋鸡粉料品质的影响
　　Table 1.Effects of product X on the qualities of hen’s powdered feed

处理	水分(%)	水活度	霉菌孢子数/g	预测保存期（月）
对照组	11.07	0.699	200	2.0
试验I组	12.02	0.742	< 100	5.2
试验II组	12.79	0.731	< 100	>6.4

　　2.2 在肉鸡颗粒料中的应用效果
　　从表2可以看出，试验组饲料水分比对照组高1.11%，保水率约为78%;而试验组每克饲料中的霉菌孢子数低于对照组，保存期也比对照组长1个月。
　　表2 X产品对肉鸡颗粒料品质的影响
　　Table 2.Effects of product X on the qualities of pelletted feed for broilers

处理	水分(%)	水活度	霉菌孢子数/g	预测保存期（月）
对照组	12.50	0.715	100	2.5
试验组	13.61	0.759	< 100	3.5

　　2.3 在肉鸭颗粒料中的应用效果
　　从表3可以看出，试验组饲料水分比对照组高1.47%，保水率为100%;而试验组每克饲料中的霉菌孢子数与对照组没有差异，但保存期比对照组长1.8个月。
　　表3 X产品对肉鸭颗粒料品质的影响
　　Table 3.Effects of product X on the qualities of pelletted feed for meat ducks

处理	水分(%)	水活度	霉菌孢子数/g	预测保存期（月）
对照组	11.74	0.703	< 100	2.4
试验组	13.21	0.740	< 100	4.2

　　2.4 在淡水鱼颗粒料中的应用效果
　　从表4可以看出，试验组饲料水分比对照组高0.99%，保水率为69%;而试验组每克饲料中的霉菌孢子数及保存期与对照组没有差异。
　　表4 X产品对淡水鱼颗粒料品质的影响
　　Table 4.Effects of product X on the qualities of pelletted feed for fish

处理	水分(%)	水活度	霉菌孢子数/g	预测保存期（月）
对照组	9.43	0.586	< 100	>8.0
试验组	10.42	0.636	< 100	>8.0

　　3 讨 论
　　3.1该技术产品的组成分析
　　该新技术产品以丙酸、丙酸胺、甲酸、山梨酸、乳酸、柠檬酸等多种有机酸组成，山梨酸在食品行业中都已经是一种成熟的、重要的防腐剂，对霉菌等具有极强的抑杀作用;采用了有机酸铵盐，能降低腐蚀性。甲酸、丙酸等有机酸分子能够穿透霉菌细胞壁，释放H+，使霉菌孢子最终因能量耗竭而死亡，对霉菌有很强的杀灭作用;丙酸和丙酸铵形成强大的缓冲体系，保证了该项新技术产品的无腐蚀性，不仅减少了设备的损耗，还保障了生产工人的安全;缓冲体系与乳酸、柠檬酸共同确保了该产品的适口性。
　　众所周知，游离水才是霉菌生长的必要条件。该新技术为了控制水活度，加入了表面活性剂和水结合剂，使添加的游离水均匀地分散到饲料颗粒内外，将游离水有效地转变成结合水。表面活性剂的存在不仅解决生产工艺中饲料水分过低或过高都会引起的堵机现象，还防止水分凝聚。因为饲料发霉的主要表现是包装内局部发霉、饲料颗粒表面发霉，很少出现全面发霉的情况。其根本原因是因为温差的变化而发生了水分迁移而聚集，导致颗粒表面、包装封口部位水分含量升高，引起发霉。
　　因此，水结合剂和表面活性剂的存在，避免了水分向饲料颗粒表面移动，结合了游离水，从而减少了水分的散失，保证了水分在饲料颗粒内、外的均匀分布，这就是通常所说的保水作用。此项新技术不仅能帮助目前国内大多数饲料企业解决提高饲料水分困难的问题，同时还能消除饲料发霉的后顾之忧。
　　3.2该技术与饲料水分控制的关系
　　在炎热干燥的季节，颗粒饲料的成品水分一般都在9-11%，低于国家(企业)标准。这对于蒸气制粒的饲料尤其突出。这个水分值使得饲料厂损耗大而降低了经济效益，而且会导致淀粉糊化度低，饲料适口性下降，生产车间和养殖场粉尘加大。饲料生产企业都会想到，给饲料直接增水，既能提高产品质量又能降低成本，对厂家很有诱惑。可是饲料厂直接加水也会面临很多问题，主要是发霉、堵机、饲料水分变异大、动物生产性能下降等。
　　熊易强[2]研究了饲料中直接添加水分的关键技术。指出饲料水分控制的基本模型是要重视混合剂粉料的初始水分和确定蒸气处理后的目标温度，控制好成品水分。当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过13%，否则要注意发霉的危险。刘春雪[3]等研究了在混合剂粉料中添加0%、0.5%、1.5%、2.5%的水分对颗粒质量的影响。结果表明，成品的水分分别是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%的水分仅有50%的保水率。本试验结果表明，在不同饲料中保水率能达70-100%。当然，颗粒饲料的保水率与颗粒大小有很大关系。但是我们比较后得知，同等粒径下，本试验制粒的保水率比直接添加水高，这可能与本技术中采用了水结合剂和表面活性剂有关。避免了水分向饲料颗粒表面移动，结合了游离水，从而减少了水分的散失，保证了水分在饲料颗粒内、外的均匀分布，即提高了饲料的保水能力。
　　3.3该技术与饲料防霉能力的关系
　　霉菌生长有三个条件必要条件：水分(水活度AW)、温度和氧气。
　　水活度指的是平衡相对湿度。饲料中的水分有游离水和结合水之分，饲料中游离水含量多少是由产品上面蒸气压的大小来认定的。如果将饲料存放在密封的地方，不久就会因为游离水的蒸发使饲料中的水分达到均衡状态，我们可由均衡状态中测得的蒸气压(P)并决定其中游离水含量的多少。在相同的地方所测得的纯水的蒸气压我们称之为Po。所谓水活度即Aw，Aw值等于P/Po。霉菌孢子和其它微生物是否有机会生长就是由Aw值来决定，而不是由含水量来决定。
　　微生物能利用的是游离水。一般说，水分高的饲料，容易发霉，主要因为夏季给饲料增加水分的办法大多是在调质前喷水，增加的主要游离水，很容易被微生物利用。以下是各种水活度条件下容易生长的微生物：aw = 0.91 … 0.95 细菌最多; aw = 0.88 酵母最多 ;aw = 0.80 霉菌最多。但是在aw=0.65时，霉菌就会生长。目前水活度成为饲料发霉和霉菌毒素产生的安全指标，仅用饲料水分是不能准确微生物对饲料发霉的影响。饲料水活度不仅与饲料含水量有关，与环境的温度、湿度也有关。目前，我们还没有饲料水活度与饲料含水量之间的线性关系。对于该项技术的研究，今后我们还将加大样品量，已研究给饲料直接增水和使用该项技术后，不同增水比例时其水活度的情况，以探索出使用该项技术后，饲料水活度与饲料含水量的线性关系及其与直接增水相比的变化情况。
　　在本试验中，我们是对比不增加水和使用该技术增水而制粒的成品水分、水活度及其保存期。我们发现，使用该技术后，饲料的水分均比对照组提高1%以上，水活度增加了0.4左右。但是我们可以看到，尽管饲料水分和水活度都增加，但是保存期比使用固体防霉剂增加了较长的时间。说明在该项技术中除了含有有效的抗霉菌成分外，其特殊的表面活性剂能起到使水分在粉料或颗粒料中均匀分布的作用，减少水分迁移和聚集，从而有更少的游离水能为霉菌生长所利用。这样，即使在长期储存时Aw值也能保持较低水平而且稳定，这意味着饲料品质能够保持较长时间。
　　3.3该技术与动物生产性能的关系
　　用户认为饲料中水分提高会稀释了饲料的营养浓度，从而降低动物的生产性能。但是他们在生产实践中也发现饲料水分过低，导致使用时粉尘过大，损耗多而且动物呼吸道疾病增加，而且，饲料的适口性不好。
　　饲料水分相差1-2%对动物生产性能的研究资料很少。事实上，提高饲料的水分1-2%，并不会因为营养浓度被稀释而影响到动物的生产性能。目前生产上对断奶仔猪所使用的1：3稀释的液体饲料，极大提高了饲料的适口性，从而对仔猪生长性能的提高，很大程度说明了这个道理[4]。刘春雪[3]等研究了在混合剂粉料中添加0%、0.5%、1.5%、2.5%的水分对猪生长性能的影响。结果表明，在粉料中添加0.5%、1.5%水分，猪的日增重比对照组都分别提高2%和9%，饲料转化效率也有所提高。其原因就是添加水分后，制粒过程中淀粉的糊化度和颗粒耐久性提高。而添加2.5%水分没有提高猪的生长性能，是因为在调质前添加过多的水分会降低物料吸收蒸气的能力，从而降低了调质温度，反而不利于糊化有关。对于粉状的配合饲料和浓缩料不存在淀粉糊化的过程，但是用户在生产中也发现，采用提高饲料水分或脂肪的办法降低粉料的粉尘，对提高饲料转化效率和适口性都是非常有益的。
　　也有用户发现在饲料中增水后动物的生产性能降低。程宗佳[5]研究认为，其降低的主要原因是饲料中产生了霉菌毒素。给饲料直接增水，提高了游离水的含量。在我国，饲料从生产到用户一般都需要1月以上的时间。在饲料的运输、储存过程中，使饲料发生霉变氧化或营养成分损失(肉眼不能察觉)，微生物代谢产生了毒素，导致了动物生长性能降低。
　　所以，饲料水分增加1-2%，并不会因为营养浓度受到稀释而降低动物的生长性能。但是，给饲料增水以调控饲料水分要非常注意饲料的水活度、霉菌存在的情况和霉变产生毒素甚至发霉的问题
　　4 结 论
　　给饲料增水以调控饲料的水分是一个非常值得研究的课题。每个环节都要认真评估。该项技术组合有机酸、表面活性剂、水结合剂，在一定程度上解决了目前国内饲料企业调控饲料水分、提高生产效率、防止饲料霉变的主要困难。
　　参考文献：
　　[1]杨胜.饲料分析及饲料质量检测[M].北京：农业大学出版社, 1993.
　　[2]熊易强.制粒作业水分控制指南[J].饲料工业.2000.21(5):7-8.
　　[3]刘春雪.陆伟.何余勇.程宗佳.在混合机内的粉料中添加水分对颗粒质量和猪生产性能的影响[J].饲料工业.2004.25(9):11-14.
　　[4]李朕杰.戴志明.陈吉红.柴磊.液态饲料对仔猪超早期隔离断奶后腹泻和增重的影响[J].饲料工业.2005.26(19):12-15.
　　[5]程宗佳.苏纯阳.邓小春.来自饲料厂和养殖场生产第一线的若干问答(二十九)[J]. 饲料工业.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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饲料水分的控制是头痛的事情。