大宗飼料原料的質量變異及控制

jlhcow · 發表于 2008-11-15 20:21:21

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河南工業大學生物工程學院動物科學與工程系/王衛國
原刊于《新飼料》雜志2007年第7期
摘要本文論述了大宗飼料原料包括谷物及其加工副產品、植物蛋白原料、動物蛋白原料、油脂類原料以及檢化驗帶來的質量變異，提出了對原料質量變異的控制措施。
關鍵詞飼料原料質量變異控制
沒有合格的原料就沒有合格的產品。飼料質量控制的目標就是要將飼料產品的質量變異或偏差控制在最低水平，使其能持續滿足產品的質量指標要求，保證客戶獲得穩定的動物生產性能與效益。而飼料原料質量變異的控制是實現產品質量變異控制的先決條件，因而具有重要意義。

1 飼料原料的質量變異與成因
飼料原料質量變異是指飼料原料的某項（或某幾項）成分（或有害物）含量對其規定值或統計平均值的偏離。飼料原料質量變異有多種多樣，導致這些變異的成因也有各種情況。
1.1 谷物的質量變異
谷物的質量變異表現為物性指標如容重、色澤、子粒大小的變異，營養成分的變異如水分、蛋白質、脂肪、淀粉、粗纖維、灰分、可消化必需氨基酸、可消化粗蛋白、消化能、代謝能等和衛生指標方面的變異如霉菌毒素含量、農藥殘留等。谷物的容重、子粒大小、營養成分含量一方面取決于其品種的遺傳特性及遺傳特性的穩定程度，另一方面在很大程度上受氣候、種植土壤特性、田間管理及收獲后加工處理的影響。由于多種因素的變化，導致谷物的質量總是處于變異之中。
容重是谷物質量的重要指標。子粒飽滿、容重大的谷物，皮層比例低，可消化營養成分含量較高，通常具有較高的營養價值，同時有利于加工作業。容重的變異通常從5%~15%。
玉米是最主要的谷物飼料原料。其容重的變異從5%~15%。而小麥的容重變異從2%~10%[1]。
谷物的水分含量通常在11%~14%，高水分谷物可達17%~20%，隨收獲季節氣候變化和收獲后干燥、儲存等條件而變化。水分的較大變異對飼料的配方設計和加工有很大影響，造成單位重量的物質中營養含量降低和粉碎成本升高，產品保質期縮短。進而導致飼料成品的質量變異。
谷物的營養成分含量和營養價值的變異是需要深入關注的。這主要是由于谷物在畜禽飼料中占有很大的比例，即使營養成分的較小變異也會對飼料成品品質產生較大的影響。
玉米作為谷物飼料之王，其營養價值的變異達15%[2]。Danisco 動物營養技術服務部對采集自全球的558個玉米樣品的檢測結果表明，各成分的變異為: 干物質1.8%，淀粉1.6%，蛋白質9.6%，脂肪12.1%，淀粉消化率14.1%，表觀代謝能15%（差異達500kcal/kg）。不同國家、地區之間的變異也較大。這里蛋白質、脂肪、淀粉消化率和表觀代謝能的變異都較大。其中淀粉中支鏈淀粉和直鏈淀粉的比例不同影響著玉米淀粉的消化率。直鏈淀粉的消化率低于支鏈淀粉的消化率。淀粉顆粒的大小和抗性淀粉的含量也都會影響淀粉的消化率。
對高粱、小麥、大麥等谷物，也有類似上述的情況。
谷物收獲后的儲存期過長，會導致蛋白質等營養成分的利用率下降，直接效果是蛋白質溶解度下降，脂肪會發生氧化。
有害微生物的侵染和繁殖會造成谷物的發霉變質，產生微生物毒素。其中黃曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、T-2毒素、赭曲霉毒素等對不同動物有巨大危害，且難以去除，污染嚴重時會使谷物完全喪失營養價值。這種質量變異是惡性的，必須給以高度重視。
1.2 谷物加工副產品的質量變異
谷物加工副產品的質量在一定程度上取決于谷物本身的質量變異，但在更大程度上取決于谷物加工的工藝和程度。例如生產高等級面粉企業的麥麩的農藥殘留量取決于小麥在農田所受污染情況和洗麥、打麥工藝，而主要營養質量如淀粉含量、消化能、代謝能量的變異則主要決定于含有面粉的比例。由于各個加工企業的工藝不同，導致谷物加工副產品的營養價值變異在3%~20%。
1.3 油料餅粕的質量變異
油料餅粕的質量變異首先來自油料品種的不同。不同品種的同一種油料其化學成分和營養價值有很大差別。例如美國大豆和中國大豆的脂肪、蛋白含量就有差別。雙低菜籽的芥酸、芥子甙等抗營養因子含量明顯低于普通菜籽。其次是種植的土壤條件、氣候條件和管理等。不同地域種植的油料的化學成分含量也會有明顯的差異。此外，油料的取油工藝對餅粕的質量影響也很大。例如殘油量高會增加餅粕的能量值，而熱加工溫度、時間等的不同會造成餅粕的蛋白質消化利用率和抗營養因子的含量和活性的不同。而通過檢測蛋白質溶解度、蛋白質分散指數和尿酶活性等可以反映豆粕加工的適宜度。
大豆粕是最主要的飼用餅粕。主要分為帶皮豆粕和取皮豆粕兩類。對60個國產帶皮豆粕樣品的分析結果表明，水分值為7.96%~15.95%，平均值為11.09%，變異系數為11.44%；粗蛋白含量為42.42%~47.75%，平均為45.17%，變異系數為2.85%；粗纖維含量為2.94%~6.98%，平均值4.69，變異系數為18.71%；氫氧化鉀蛋白質溶解度為65.2%~88.5%，平均值79.2，變異系數為6.69%；尿酶活性為0.00%~0.76%，平均為0.10%，變異系數達145.48%[3]。由此可見帶皮豆粕的粗纖維含量、蛋白質溶解度、尿酶活性質量變異是很大的。需要注意的是，以上數據中變異系數是相對于分析值的平均值而言的，但對具體的飼料廠家而言，其所購豆粕的實際質量分析值可能變動是整個范圍，如蛋白質可能是42.42,也可能是47.75,它們的差異在10%以上。如此大的變異必然對產品的配方設計、生產都會帶來很大影響。
市售棉籽粕的質量變異也相當大。對483個棉籽粕的分析結果表明，水分的范圍為6.53%~15.7%, 粗蛋白的范圍為43%~53%, 粗纖維的范圍為6.26%~15.70%,粗灰分的范圍為4.67%~10.93%, 粗脂肪的含量為0.27%~2.82%。而反映熱加工是否適度的蛋白質分散指數或溶解度等指標的差異范圍也在3%~20%。棉酚的含量為從73mg/kg~1180mg/kg[4]。
市售菜籽粕的質量也存在較大的變異。例如對國內112份菜籽粕樣品的檢測結果表明，水分范圍為7.8%~13.4%，平均為10.6%；粗蛋白的范圍為32.22%~40.24%, 平均值36.5%；粗纖維的范圍為7.62%~15.37%，平均11.4%, 粗灰分的范圍為6.35%~12.92%,平均為7.9%；粗脂肪的含量為0.05%~4.57%，平均1.9%。而反映熱加工是否適度的中性洗滌纖維含量為24.31%~37.17%，平均30.5%。中性洗滌纖維含量通常應在30%，超過此值表明加熱過度。硫苷含量約在19.2μmol/kg~157μmol /kg[5]。而國標規定一級菜籽粕硫苷含量小于等于40.0μmol /kg，二級菜籽粕的硫苷含量小于等于75.0μmol /kg[6]。可見硫苷含量的變異顯著。
相對于菜籽粕而言，菜籽餅的質量變異更大。對國內110個菜籽餅樣品分析結果表明：水分范圍為2.60%~12.23%，粗蛋白的范圍為26.52%~40.53%,粗纖維的范圍為6.88%~14.31%，粗灰分的范圍為5.61%~8.08%，粗脂肪的含量為4.98%~15.53%，中性洗滌纖維含量為21.68%~50.90%[5]。

1.4 動物性蛋白原料
動物性蛋白原料的的種類主要有魚粉、肉骨粉、肉粉、羽毛粉、蹄角粉、腸粉、血漿蛋白粉等。其中最主要的是前四種。魚粉依然上最好的動物蛋白飼料。但因魚粉的魚類來源不同，生產地域不同、加工儲藏方法不同而在質量上有很大的差異。即使同一個國家、同一地域不同年份生產的魚粉也有質量變異。這類變異表現為粗蛋白質水平、氨基酸組成、礦物元素含量的不同。魚粉的粗蛋白水平在50%~65%，粗灰分的范圍為11.4%~20.8%，粗脂肪的含量為4.0%~10.0%，鈣含量在3.81%~5.88%，磷含量在2.83%~3.2%[7]。市場上銷售的劣質魚粉的質量水平甚至會低于上述分析值。作為魚粉的質量而言，魚粉的新鮮度是一項重要指標。　　用揮發性鹽基氮( VBN)測定方法可以評價動物性飼料中蛋白質的劣變程度，可衡量其新鮮度。VBN值是指100g肉中所含揮發性鹽基氮物質的毫克數。好魚粉的VBN值在20mg/100g以下。新鮮魚粉的組胺在100mg/kg以下，酸價在5以下，過氧化值在5以下[8] [9]。市場魚粉的新鮮度變異在5%~20%以上。此外，優質新鮮魚粉的胃蛋白酶消化率在90%以上。新鮮度低的魚粉會明顯降低動物的生產性能和損壞動物健康。
魚粉的摻假是導致質量變異的另一重要因素。摻假物主要有三類，即植物蛋白原料如豆粕、棉籽粕、菜籽粕等，低價的動物性原料如羽毛粉、肉骨粉，蹄角粉等，非蛋白氮原料如尿素、縮二脲等。這些摻假的結果使魚粉的氨基酸組成改變，蛋白質消化率降低、有效能量降低。
肉骨粉是易發生質量變異的原料之一。其水分含量在5%~10%，粗蛋白水平在44%~52%，粗灰分為27%~38%，粗脂肪為2.0%~13.0%，鈣含量在9.0%~14.0%，磷含量在4.5%~7.0%[10]。肉骨粉因其加工去脂方法不同,導致其營養成分差異較大。肉骨粉的新鮮度也可用揮發性鹽基氮( VBN)度量，VBN值越高，其新鮮度越差。筆者認為良好質量的肉骨粉的VBN值、酸價等應達到魚粉的質量指標要求，而胃蛋白酶消化率在85%以上。新鮮度低的肉骨粉也會明顯降低動物的生產性能和損壞動物健康。肉骨粉需要特別關注的另一問題是其衛生質量問題，大腸桿菌、沙門氏菌等致病微生物的量必須達到國家飼料衛生標準的要求。
肉粉的情況與肉骨粉相似。
羽毛粉目前分為水解羽毛粉和膨化羽毛粉兩大類。水解羽毛粉的水分含量在5.7%~ 9.0%，粗蛋白水平在60%~84%，粗灰分為2.7%~10.1%，粗脂肪為0.7%~4.6%，鈣含量在0.28%~0.55%，胃蛋白酶消化率在11.09%~59.21[10]。由數據可見,水解羽毛粉的質量變異也是很大的[11]。

1.5 油脂類原料的質量變異
油脂類主要包括植物油和動物以及混合油。決大多數經精練的植物油因本身含有抗氧化劑，儲存穩定性好。但不同的植物油的脂肪酸組成不同，其可利用的能量值和可提供的必需脂肪酸是有差異的。小作坊生產的植物油的含雜含水分較高，品質較低，儲存穩定性差。所以植物油的含雜、酸價、碘價和過氧化值均是可檢測的指標。
動物油脂主要包括魚油和豬油。動物油脂的質量主要決定于油脂的純度、脂肪酸組成、油脂的酸價和過氧化值等。動物油脂由于本身不含抗氧化劑，易殘留雜質，易被氧化，所以質量變異較大。粗制魚油的水分及揮發物含量為0.25%~0.5%, 酸價通常在5~15 mg/kg, 過氧化值在10 mmol/kg以下。品質劣變的粗制魚油的水分、酸價及過氧化值會遠遠超過上述指標。精制魚油的水分及揮發物0.05%~0.20%, 酸價通常在2 mg/kg,以下, 過氧化值在5mmol/kg。品質劣變的精制魚油的水分、酸價及過氧化值也會大大超過上述指標[12]。
混合油是指餐飲業和食品工業用后的植物油和動物油的混合物，經去水、去渣，但未經脫色、脫味處理，且只被用于飼料生產[13]。混合油的質量受到餐飲業和食品工業所用油脂的品種來源、油脂經過的炸制過程、溫度、時間、被炸物料的性質以及這些用后油脂的再加工、儲存等條件的影響而有很大差異。特別是國內一些小作坊式的生產企業生產的混合油質量較低，需要慎用。
劣質油脂對飼料的品質和動物飼養十分有害，需要引起飼料企業的高度重視。
1.6 檢化驗誤差帶來的結果變異
這部分的變異主要來源于取樣的不正確，取樣后試樣處理的不正確，檢測或分析過程人為因素或儀器、試劑等造成的誤差。由于決大多數飼料企業的檢化驗設備、檢化驗操作程序并不能向國家、省級檢測中心那樣有定期的實驗室間或實驗室內校準，所以這種質量變異也是難以避免的。另外許多中小企業的檢化驗設備簡單，檢驗項目不全，檢驗人員技術水平不一，所提供的檢測數據難以達到應有的準確性、全面性。這些檢測結果的誤差可能會大于規定的允許檢測誤差。

2 原料質量變異的控制
控制飼料原料質量變異是飼料企業需要持續關注和解決的問題。因為原料質量的波動會引起配方設計的改變和產品質量的不穩定。而如果飼料企業不能及時掌握原料質量變異的準確數據，那就很難期待產品的質量在可控制的限度之內了。筆者認為飼料企業應從以下方面來實現對原料質量變異的控制：
2.1 及時掌握國內外飼料原料的質量產量信息
對于大宗原料，例如玉米、大麥、高粱、大豆、菜籽、花生、棉籽、魚粉等的，國內外有關協會、政府部門都會及時發布當年的原料的產量、質量預報。例如美國谷物協會、大豆協會、美國農業部及地區性檢測機構每年都會公布當年谷物、大豆等產品的產量、質量，在收獲后會及時發布這些作物或產品的質量檢測報告。我國也是如此。我國的國家及地方農業部門、糧食部門每年也會對當年的糧食產量與質量信息預以發布。而魚粉生產國家、相關協會等也會發布不同國家的當年魚粉生產情況、質量信息。飼料企業應及時收集這些信息。為原料的正確采購決策提供必要的依據。
2.2 及時收集國內外對飼料原料制定的新的標準和檢測方法，制訂合理的企業原料接收標準
這樣做的目的是為了及時跟蹤國內外飼料原料的最新質量標準和技術水平，特別是要注意對原料制定的新的檢測項目和新的快速檢測方法，并將哪些行之有效的方法變為自己的企業標準。例如我國和加拿大的菜籽粕標準中將中性洗滌纖維含量作為熱加工合適與否的度量。但目前許多中小企業還沒有將該項指標列為自己的企標內容開展檢測，這就很難掌握菜籽粕真正的營養質量。而一些先進企業則不斷跟蹤國際技術，提高自己的企標水平，使原料的質量得以很好的掌控。
2.3進行合格供貨商評價，選擇從合格供貨商中采購原料，并建立與供方的互惠關系
合格供貨商的評價選擇是控制原料質量的最重要的環節之一。對于大豆粕、棉籽粕、菜籽粕等油料餅粕、魚粉、肉骨粉、動物油脂等大宗原料生產企業，必須實地考察其所使用的原料、加工設備與工藝、質量管理制度、體系和供貨能力等，并對他們提供的和自己抽取的樣品進行分析。當證據證明他們能提供滿足質量和數量要求的原料時才把他們列入合格供貨商的名單，并從那里采購原料。同時應與合格供方建立起穩定互惠的關系，只有這樣才能最大限度地保持原料供應的穩定和原料質量的穩定。
2.4 培養一支有專業技能的采購隊伍
采購人員應具備對原料質量進行辨識的基本知識和技能，包括對原料性狀的熟悉和摻摻假的鑒別能力。應對采購人員進行技能培訓，使他們達到規定的能力。采購人員的質量控制作用的充分發揮，可以使飼料企業更好和更有效地控制原料的質量變異。
2.5 配備滿足要求的檢化驗設備，開展新的快速有效的質量項目檢測
由于感官鑒別能力的限制，多數原料的質量指標特別是反應營養特性和安全特性指標是需要專業檢測設備來完成的。這項資源必須給以提供。企業的管理者應當認識到這方面投入的重大效益和經濟回報，它是企業的核心競爭力之一。快速檢測方法能使企業及時掌握原料質量信息，并及時作出采購決策與調整，是非常有效的質量控制手段。某些項目并不需要昂貴的檢測設備，而是需要及時的開展，例如原料的新鮮度檢測、中性洗滌纖維的檢測、酸價檢測、蛋白質溶解度檢測和顯微鏡檢等。而有條件的企業可以配備近紅外光譜儀進行原料的快速檢測。
2.6 打造一支技術過硬的品控隊伍
企業應明確制訂出質量控制部門員工的崗位標準與職責，包括對文化水平和專業技能要求，據此選拔任用。同時要制訂并實施員工的培訓計劃，持續提高他們的專業技能和愛崗敬業的精神，激勵他們為企業的發展貢獻力量。
2.7 應用統計技術來控制原料質量變異
統計技術是質量控制的有效工具。它可以顯示原料質量的變化趨勢，告知企業應在何時采取相應的控制措施。統計技術應用需要有原料質量數據的連續記錄，需要有專門的人員
進行統計分析，結果應及時報告品管主管、管理者代表和最高管理者。

參考文獻

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