不同颗粒饲料产品的RVA糊化特征研究

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　　不同颗粒饲料产品的RVA糊化特征研究

　　董颖超* 李军国 李俊 牛力斌

　　中国农业科学院饲料研究所

　　颗粒饲料具有营养全面、利用率高、避免动物挑食、缩短采食时间、改善适口性、减少粉尘、防止饲料分级、便于运输等显著优点[1]，因此颗粒饲料得到了广泛的发展和应用。饲料成分在制粒过程中存在着复杂的物理化学变化，其中，在水分和温度作用下，淀粉颗粒吸水膨胀，直至破裂，成为粘性很大的糊状物，该现象被称为淀粉糊化[2]。饲料内淀粉经糊化后不仅有助于颗粒内部的相互粘结，改善了制粒加工质量，而且有助于提高动物对淀粉的消化利用率。
　　RVA的工作原理是通过将产品复煮测量淀粉的转化程度来分析熟化度，类似于实际生产线上的调质机，可用于在线工艺控制、产品的开发、计量、输送、故障排除和竞争性产品的分析。Ryu(1993)等人[3]通过分析挤压膨化加工小麦面粉的糊化特性注意到RVA能迅速提供有关糊化过程的信息，可供挤压机操作人员监测生产过程中的工艺条件并将其调整到最佳状态。Whallen(1997)等人的研究[4]也证实RVA可用于测量各种膨化制品的熟化度。
　　本实验通过应用快速粘度分析仪对目前市场上国内知名饲料企业生产的饲料产品进行RVA糊化特征的测定，得到了不同种类饲料的典型糊化特征曲线，通过深入分析淀粉糊化特性及糊化特征值，为预测颗粒饲料淀粉糊化度，优化生产工艺参数，深入了解颗粒饲料的特点及进一步提高颗粒饲料加工品质提供有价值的信息。
　　1.材料与方法
　　1.1材料与仪器
　　来自国内三家知名饲料生产企业(DBN、ZD、MH)的乳猪料、肉中鸭、肉中鸡。
　　样品粉碎磨，Retsch ZM100,德国
　　60目标准筛，GB6004，浙江上虞东关仪器纱筛厂
　　电子天平，Sartorius BS400s 北京赛多利斯天平有限公司
　　快速粘度分析仪(Rapid Viscosity Analyzer)RVA-4,澳大利亚新港科学仪器公司。
　　1.2试验方法
　　将样品经粉碎磨粉碎后，过60目筛标准筛。糊化特性实验采用澳大利亚Newport快速粘度分析仪(Rapid Viscosity Analyser，RVA)测定饲料的淀粉糊化特性。准确称取一定量的样品，加入到装有25.0ml蒸馏水的铝罐中，用旋转桨充分搅拌后，置于RVA内，最初10s以960r/min搅拌形成一致悬浮夜，再以160r/min的速度旋转至测定结束。RVA初始温度为35℃保持1min，然后以15℃/min提高到95℃，在95℃保持6min，再以30℃/min降至35℃保持7min，每样品测定时间为20min。整个测定过程的温度和转速由Thermocline for windows软件控制。使用快速粘度分析仪测试含淀粉样品糊化特性获得的糊化特性曲线如图1，值得注意的是：测定不同样品时，可通过加热速度、测试时间等的改变以便获得适合样品特点的最佳特征曲线。图中各特征值定义如下：
　　峰值粘度(Peak Viscosity，PV)：在加热过程中出现的最高粘度值，以cP或RVA计。
　　糊化温度(Pasting Temperature，PT)：在加热过程中粘度值明显增加的温度，以℃计。
　　最低粘度(Holding Strength，HS)：冷却过程中出现的最小粘度值，以cP或RVA计。
　　最终粘度(Final Viscosity，FV)：试验结束时的试样粘度值，以cP或RVA计。
　　衰减值(Breakdown)：峰值粘度与最低粘度的差值，以cP或RVA计。
　　回生值(Setback)：最终粘度与最低粘度的差值，以cP或RVA计。
　　上述粘度特征值由RVA配套的分析软件测得。通过这些特征值可了解样品中淀粉的粘度性质。
　　图1 典型的RVA糊化特征曲线与主要特征值
　　(图中虚线为试样的温度变化曲线)
　　Figure 1 Starch pasting curve of Rapid Viscosity Analyzer
　　2.结果与分析
　　由于乳猪料、肉中鸭、肉中鸡三品种是饲料企业最普遍生产的产品，本研究对来自国内三家知名饲料生产企业(DBN、ZD、MH)的上述三种饲料产品进行了比较分析。试验过程为配制浓度分别为14%饲料糊悬浊液，按照1.2试验方法应用RVA测定粘度曲线，比较不同生产企业乳猪料、肉中鸭、肉中鸡的糊化特性，结果见图2、3、4。
　　图2 不同生产企业乳猪料RVA淀粉糊化图谱的比较
　　Figure 2 Comparision of RVA starch pasting curve among different manufactural corporation porket pellets
　　与ZD、MH相比较，来自DBN的饲料产品的糊化初始温度较高，MH 01的峰值温度最低，DBN、ZD的峰值温度相差不大。MH的峰值粘度最低，仅为303.00cp，DBN 551t产品的回升值最大，该饲料产品的热稳定性差，即离开生产线后的饲料颗粒，在冷却过程中硬度变化最大。
　　图3 不同生产企业肉中鸭RVA淀粉糊化图谱的比较
　　Figure 3 Comparision of RVA starch pasting curve among different manufactural corporation duck pellets
　　由图3可知，尽管不同饲料生产企业产品的RVA特征值之间存在较大差异，同一饲料品种的RVA曲线糊化曲线的变化趋势大致相同。三家企业肉中鸭饲料的糊化温度变化不大，与来自同一企业的乳猪料相比较，MH的肉中鸭的糊化程度较低。
　　图4 不同生产企业肉中鸡RVA淀粉糊化图谱的比较
　　Figure 4 Comparision of RVA starch pasting curve among different manufactural corporation chicken pellets
　　三家企业肉中鸡饲料的糊化初始温度变化不大。DBN 112产品的峰值温度较高，结合图4可发现，MH的肉中鸭、肉中鸡的糊化程度相差不大。
　　尽管饲料原料的来源不同，同类产品的营养要求是近似的，因此饲料成分相差不大。综合三家企业三种不同类型饲料产品的试验结果说明来自MH企业的饲料产品糊化程度较高，在特征曲线上糊化峰值和最终糊化粘度最低。扣除饲料原料不同来源的影响，来自ZD、DBN两家企业的产品的糊化特性可比性强，两家企业的，尤其是来自DBN企业的，饲料产品糊化程度较低，其糊化峰值和最终糊化粘度较高，此两家企业可通过适当延长调质时间、提高调质温度的方法进一步提高产品的糊化度。
　　3.结论
　　不同饲料生产企业同一饲料品种的RVA曲线糊化曲线的变化趋势大致相同，但样品的RVA特征值却存在很大差异，说明不同饲料生产企业的饲料配方、生产工艺及饲料加工机械上的差异。基于RVA测试仪的工作原理是将产品复煮测量淀粉的转化程度来分析熟化度，类似于实际生产线上的调质机，可以通过大量实验优化调质机的控制参数，如调质温度、调质时间，螺杆的剪切力等，作为一种理想工作环境，用于在线工艺控制，有较大的实际意义。
　　参考文献
　　[1] 王卫国,杨洋,左朝晖.水产膨化颗粒饲料的加工质量分析.粮食与饲料工业.2003,5:19-20
　　[2] 　甘景镐,甘纯现,胡炳环. 天然高分子化学[M]. 河北:高等教育出版社,1993 ,91
　　[3] Ryu, G. H., Neumann, P. E., Walker, C. E.. Pasting of wheat flour extrudates containing conventional baking ingredients. J. Food Sci.1993, 58 (3): 567-573
　　[4] Whalen, P. J., Bason, M. L., Booth, R. I. Walker C.E.. Measurement of extrusion effects by viscosity profile using the Rapid Visco Analyser. Cereal Foods World. 1997, 42(6):469-475

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微生态岳阳

现在要求饲料熟化。