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巴斯夫维生素|交联包被系列二:加工工艺对饲料中维生素的影响

作者:上海凯迈生物科技有限公司来源:凯迈生物

导读:本文就维生素对于动物正常生长的重要作用以及影响饲用维生素稳定性的主要因素做出了分析,并着重论述了加工工艺对饲料中维生素的影响 ,结合国内外的案例提出了改进方案及今后的研究方向。


维生素添加剂饲料是动物饲料的重要组成部分,各类维生素是维持动物机体正常生命活动不可缺少物质组成部分。很多维生素在自然饲喂条件下不需要进行额外添加,可是由于现代化养殖多为封闭式集中养殖,采用各种饲料:全价饲料、预混饲料、浓缩饲料进行饲喂,维生素添加也就成为了必要的组成部分。

一般饲料中维生素的添加剂量在饲料加工过程中就已经完成了,可是由于以下几个原因导致必须额外添加维生素: ①预混料中的维生素受到诸如光、热、酸、碱、湿度、温度等环境因素的影响而降解 ;②各种原粮中维生素含量差异很大; ③应激增加了畜禽自身维生素的需要量; ④饲料加工与储运降低了维生素的活性。


一、饲料加工工艺对维生素的影响

1、混合工艺对维生素的影响

在饲料的制作过程中,由于混合机在不断搅拌的过程中,桨叶、机体和饲料以及饲料颗粒之间发生了强烈的摩擦,不断冲击着保护维生素的包被,使维生素晶体周围的保护层破裂,并把它破碎成为较小粒度,裸露的晶体和微量元素进行充分接触,很容易发生氧化还原反应。

2、制粒(膨化) 对维生素的影响

在制粒过程中 ,干粉原料通过给料器进入调质器 ,在其中加入蒸汽、水等进行调质。延长调质时间 ,可以增加淀粉糊化 , 提高制粒性能和饲料的成型率 ,且还可提高温度 ,杀灭有害微生物 ,但同时也延长了高温、高湿和维生素的接触时间 ,为氧化还原反应提供了能量和介质 ,导致维生素分解加速。调质好的物料进入压粒室 ,均匀分布于压辊之间 ,被压辊带入挤压室 ,当挤压增大到能够克服模孔对粒料的摩擦时 ,物料被压入模孔 ,再经过模孔一段长度的饱压 ,形成颗粒饲料。这过程中长时间的挤压所造成的强大压力使饲料和模孔以及饲料之间发生了剧烈的摩擦。另外强大的压力还造成温度急剧升高 ,使得维生素晶体破裂 ,氧化还原反应加剧 ,使维生素保存率进一步下降。

二、 解决方案

维生素经饲料加工发生的高损失率 ,使得人们不断探索减少损失的方法。根据目前国内外的研究现状 ,比较有效的方法是:

1、采用微胶囊维生素饲料添加剂

微胶囊维生素添加剂产品是用特殊的方法将稳定性较差的维生素包埋封存在一种微型胶囊内 ,需要时再将被包埋的内容物释放出来。采用微胶囊维生素饲料添加剂 可以极大地提高维生素在加工过程中的稳定性。M. MARCHETTI、

N. TOSSANI、S. MARCHETTI 和 G. BAUCE对鱼饲料中晶体维生素和油脂包被维生素在加工过程中的损失规律做了对比性实验 ,其实验结果见表 1~表 6 所示。


      

由表 1 和表 2 我们可以看出 ,在加工过程中 ,包膜维生素的损失明显低于晶体维生素的损失。同时 ,从表中数据可以分析得出 ,维生素添加形式对 VC、VK1 、VB6 和叶酸 4 种维生素影响显著。这 4 种维生素制粒后的保存率 ,以晶体形式加入的分别为 52 % ,51 % ,76 %和 64 % ;而以包膜形式加入的分别为 87 % ,87 % ,95 %和 94 %。膨化后的保存率 ,以晶体形式加入的分别为 20 % ,34 % ,70 %和 61 % ;以包膜形式加入的分别为 53 % ,67 % ,91 %和 90 %。而它们在贮存过程中的变化(如表 3~表 6 所示) ,也充分显示了包膜维生素明显优于晶体维生素。尽管包膜维生素的成本比普通形式的维生素高 10 %~15 % ,但是包膜维生素被证明是更加经济的。因为为了补偿加工过程中损失而超量添加的维生素可至少减少60 %。


2、先制粒后喷雾添加维生素

采用先制粒后喷雾添加维生素这种添加方式是将来减少饲料中维生素损失的有效添加工艺。其优越性在于 :

(1)直接液体稀释喷涂 ,可省去维生素加工过程中的干燥工艺

(2)降低了包装、运输及贮藏费用

(3)减少了残留损失

(4)减少了交叉污染

(5)减少了维生素在加工过程中的损失

1998 年丹麦国家委员会为养猪生产进行的试验证明了在颗粒饲料上添加液体维生素的优越性。比较了在膨化和制粒前加入固体维生素或在制成的颗粒饲料上喷洒液体维生素。试验测定了颗粒饲料中维生素的回收率 ,其中包括饲料成分中含有的天然维生素 ,如表 7 所示。


          

3、后喷涂工艺技术的深入研究

真空喷涂及静电喷涂等技术为近年来在国际上发展起来的成型饲料后处理技术 ,其中真空喷涂亦称液体渗透或核心喷涂。但真空喷涂设备目前还不完善 (如计量不准确 , 雾化效果不佳) ,所以需要进一步的研究。与此同时 ,进行液体喷涂遇到的首要问题是如何配制可供喷涂的液体饲料组分。因为目前除油脂外 ,活性饲料添加剂多为固体产品 ,且有脂溶性和水溶性两类 ,要实现正常喷涂 ,必须先配制具有一定粘度、稳定性和渗透性的乳化液 。如何配置好这样的溶液也是一个研究方向。

  4、采用巴斯夫生素A交联包被技术

交联( Crosslink, Hardening )


                                               

分散于抗氧化剂、淀粉、胶原等物质形成的乳浊液被喷出形成颗粒,其中的糖类(多糖、单糖)的羰基与胶原的氨基在合适的温热和压力条件下,反应形成Schiff氏碱,纵横交错的网格结构及颗粒表面的硬化层,使颗粒对水、气的通透性减弱,不溶于水,最大程度地保护维生素A免于被氧化。

添加到饲料中的普通维生素A 干粉对光线、氧气、温度、湿度等仍十分敏感, 铜、铁、钻等微量元素也可加速维生素A 的氧化, 而导致进一步的损失, 饲料加工过程中的高温、高湿和高压(如压制颗粒、膨化) 更加剧对维生素A 的破坏。为了控制、避免上述氧化反应的发生, 达到改善商品维生素A 干粉稳定性这一目的, 在维生素A 干粉生产中, 首先使用了适量的抗氧化剂和复合络合剂做为稳定系统, 后者除了能与金属离子结合, 保护维生素A 免于过氧化反应外, 还有避免机械外力引起的微囊包被破裂, 延长抗氧化剂作用的附加协同功能; 然后将维生素A 醋酸醋油以微滴形式分散于明胶一碳水化合物的包被基质中, 再采用新的加工工艺使明胶与碳水化合物反应, 形成纵横交错的、不透气、不透水的交联包被颗粒, 其硬度更高, 在微囊的表面形成坚固的保护层, 能最大程度地抵抗化学、高温、高湿以及机械对维生素A 的破坏, 这就是所谓的交联包被技术; 最后, 为了从根本上防止产品结块, 改善产品的流动性, 还使用了流动剂。


四、结论

1、研究分析得出了饲料加工及贮存过程中维生素损失影响的因素及变化规律。

2、采用巴斯夫维生素A交联包被技术是维生素饲料添加剂已经被证明是一种有效的方式。

3、巴斯夫维生素A交联包被技术是符合我国饲料加工行业需求的先进技术,需要进一步的普及与推广。



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