不同顆粒飼料產品的RVA糊化特征研究

apple12151007 · 發表于 2010-10-8 15:50:31

　　不同顆粒飼料產品的RVA糊化特征研究

　　董穎超李軍國李俊牛力斌

　　中國農業科學院飼料研究所

　　顆粒飼料具有營養全面、利用率高、避免動物挑食、縮短采食時間、改善適口性、減少粉塵、防止飼料分級、便于運輸等顯著優點[1]，因此顆粒飼料得到了廣泛的發展和應用。飼料成分在制粒過程中存在著復雜的物理化學變化，其中，在水分和溫度作用下，淀粉顆粒吸水膨脹，直至破裂，成為粘性很大的糊狀物，該現象被稱為淀粉糊化[2]。飼料內淀粉經糊化后不僅有助于顆粒內部的相互粘結，改善了制粒加工質量，而且有助于提高動物對淀粉的消化利用率。
　　RVA的工作原理是通過將產品復煮測量淀粉的轉化程度來分析熟化度，類似于實際生產線上的調質機，可用于在線工藝控制、產品的開發、計量、輸送、故障排除和競爭性產品的分析。Ryu(1993)等人[3]通過分析擠壓膨化加工小麥面粉的糊化特性注意到RVA能迅速提供有關糊化過程的信息，可供擠壓機操作人員監測生產過程中的工藝條件并將其調整到最佳狀態。Whallen(1997)等人的研究[4]也證實RVA可用于測量各種膨化制品的熟化度。
　　本實驗通過應用快速粘度分析儀對目前市場上國內知名飼料企業生產的飼料產品進行RVA糊化特征的測定，得到了不同種類飼料的典型糊化特征曲線，通過深入分析淀粉糊化特性及糊化特征值，為預測顆粒飼料淀粉糊化度，優化生產工藝參數，深入了解顆粒飼料的特點及進一步提高顆粒飼料加工品質提供有價值的信息。
　　1.材料與方法
　　1.1材料與儀器
　　來自國內三家知名飼料生產企業(DBN、ZD、MH)的乳豬料、肉中鴨、肉中雞。
　　樣品粉碎磨，Retsch ZM100,德國
　　60目標準篩，GB6004，浙江上虞東關儀器紗篩廠
　　電子天平，Sartorius BS400s 北京賽多利斯天平有限公司
　　快速粘度分析儀(Rapid Viscosity Analyzer)RVA-4,澳大利亞新港科學儀器公司。
　　1.2試驗方法
　　將樣品經粉碎磨粉碎后，過60目篩標準篩。糊化特性實驗采用澳大利亞Newport快速粘度分析儀(Rapid Viscosity Analyser，RVA)測定飼料的淀粉糊化特性。準確稱取一定量的樣品，加入到裝有25.0ml蒸餾水的鋁罐中，用旋轉槳充分攪拌后，置于RVA內，最初10s以960r/min攪拌形成一致懸浮夜，再以160r/min的速度旋轉至測定結束。RVA初始溫度為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，每樣品測定時間為20min。整個測定過程的溫度和轉速由Thermocline for windows軟件控制。使用快速粘度分析儀測試含淀粉樣品糊化特性獲得的糊化特性曲線如圖1，值得注意的是：測定不同樣品時，可通過加熱速度、測試時間等的改變以便獲得適合樣品特點的最佳特征曲線。圖中各特征值定義如下：
　　峰值粘度(Peak Viscosity，PV)：在加熱過程中出現的最高粘度值，以cP或RVA計。
　　糊化溫度(Pasting Temperature，PT)：在加熱過程中粘度值明顯增加的溫度，以℃計。
　　最低粘度(Holding Strength，HS)：冷卻過程中出現的最小粘度值，以cP或RVA計。
　　最終粘度(Final Viscosity，FV)：試驗結束時的試樣粘度值，以cP或RVA計。
　　衰減值(Breakdown)：峰值粘度與最低粘度的差值，以cP或RVA計。
　　回生值(Setback)：最終粘度與最低粘度的差值，以cP或RVA計。
　　上述粘度特征值由RVA配套的分析軟件測得。通過這些特征值可了解樣品中淀粉的粘度性質。
　　

　　圖1 典型的RVA糊化特征曲線與主要特征值
　　(圖中虛線為試樣的溫度變化曲線)
　　Figure 1 Starch pasting curve of Rapid Viscosity Analyzer
　　2.結果與分析
　　由于乳豬料、肉中鴨、肉中雞三品種是飼料企業最普遍生產的產品，本研究對來自國內三家知名飼料生產企業(DBN、ZD、MH)的上述三種飼料產品進行了比較分析。試驗過程為配制濃度分別為14%飼料糊懸濁液，按照1.2試驗方法應用RVA測定粘度曲線，比較不同生產企業乳豬料、肉中鴨、肉中雞的糊化特性，結果見圖2、3、4。
　　

　　圖2 不同生產企業乳豬料RVA淀粉糊化圖譜的比較
　　Figure 2 Comparision of RVA starch pasting curve among different manufactural corporation porket pellets
　　與ZD、MH相比較，來自DBN的飼料產品的糊化初始溫度較高，MH 01的峰值溫度最低，DBN、ZD的峰值溫度相差不大。MH的峰值粘度最低，僅為303.00cp，DBN 551t產品的回升值最大，該飼料產品的熱穩定性差，即離開生產線后的飼料顆粒，在冷卻過程中硬度變化最大。
　　

　　圖3 不同生產企業肉中鴨RVA淀粉糊化圖譜的比較
　　Figure 3 Comparision of RVA starch pasting curve among different manufactural corporation duck pellets
　　由圖3可知，盡管不同飼料生產企業產品的RVA特征值之間存在較大差異，同一飼料品種的RVA曲線糊化曲線的變化趨勢大致相同。三家企業肉中鴨飼料的糊化溫度變化不大，與來自同一企業的乳豬料相比較，MH的肉中鴨的糊化程度較低。
　　

　　圖4 不同生產企業肉中雞RVA淀粉糊化圖譜的比較
　　Figure 4 Comparision of RVA starch pasting curve among different manufactural corporation chicken pellets
　　三家企業肉中雞飼料的糊化初始溫度變化不大。DBN 112產品的峰值溫度較高，結合圖4可發現，MH的肉中鴨、肉中雞的糊化程度相差不大。
　　盡管飼料原料的來源不同，同類產品的營養要求是近似的，因此飼料成分相差不大。綜合三家企業三種不同類型飼料產品的試驗結果說明來自MH企業的飼料產品糊化程度較高，在特征曲線上糊化峰值和最終糊化粘度最低。扣除飼料原料不同來源的影響，來自ZD、DBN兩家企業的產品的糊化特性可比性強，兩家企業的，尤其是來自DBN企業的，飼料產品糊化程度較低，其糊化峰值和最終糊化粘度較高，此兩家企業可通過適當延長調質時間、提高調質溫度的方法進一步提高產品的糊化度。
　　3.結論
　　不同飼料生產企業同一飼料品種的RVA曲線糊化曲線的變化趨勢大致相同，但樣品的RVA特征值卻存在很大差異，說明不同飼料生產企業的飼料配方、生產工藝及飼料加工機械上的差異。基于RVA測試儀的工作原理是將產品復煮測量淀粉的轉化程度來分析熟化度，類似于實際生產線上的調質機，可以通過大量實驗優化調質機的控制參數，如調質溫度、調質時間，螺桿的剪切力等，作為一種理想工作環境，用于在線工藝控制，有較大的實際意義。
　　參考文獻
　　[1] 王衛國,楊洋,左朝暉.水產膨化顆粒飼料的加工質量分析.糧食與飼料工業.2003,5:19-20
　　[2] 　甘景鎬,甘純現,胡炳環. 天然高分子化學[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