15 原料、配方及加工.docx

15 原料、配方及加工鱼类营养学的实际运用就是生产饲料，用来维持养殖动物的生长、健康和繁殖。通过选用合适的原料、这些原料如何配合从而满足养殖动物营养的需求，然后将这些混合物加工成一定的形状满足实际应用的需要。在加工鱼虾配合饲料时，加工的每一步都有特定的数据、判断和协调方案。对于饲料成分必需考虑到原料组成，包括构成、营养成分、品质和其他因素如来源、产地、抗营养因子、原料污染和鱼虾的消化吸收。鱼虾对配合饲料中的营养需求一定要清楚，还应考虑到配合饲料中的原料之间内在的反应对营养成分的生物利用率的影响，以及原料混合物如何形成颗料的物理特性。将原料混合物加工成饲料颗粒的过程要求考虑周到，饲料的物理性质例如硬度、耐水性、水中稳定性、饲料孔隙等，由原料混合后和通过混合与制粒等加工工艺来决定。而且，加工技术提高了一些营养成分的利用效率但是降低了其他营养成分的利用效率，饲料应用的途径会影响加工工艺、原料选择、饲料设备的操作方法，例如饲料的浮性变化要求生产浮性饲料还是沉性饲料。总体来说，饲料生产是一个复杂的过程，任何步骤都不能减少，在接近生产时，再制订相应的生产方案和生产指导意见。但是，在生产过程中，必需对饲料生产的复杂性和基于饲料生产的相对简单原则提供明确的指导意见。读者可以参考Hardy和Barrows(2002)编辑的书藉寻求更多鱼饲料生产相关的信息。饲料原料选择饲料原料和多种原料混合为鱼的生长、健康、和繁殖，还有生产性能提供能量和必需的营养成分，包括氨基酸、维生素、矿物盐和必需脂肪酸。基于饲料原料混合后如何影响饲料的物理特性选择适当的原料进行生产。在选择饲料原料时应该考虑原料价格、适口性、物理特性和利用率等。许多饲料都是人类食品的副产物，例如大豆粉、玉米蛋白粉、还有生产油的副产物，鱼粉则是动物饲料中使用。鱼饲料中使用的绝大多数原料都在家畜和家禽饲料中使用，但是有些仅用于鱼饲料中，例如鱿鱼肝脏粉。理论上，饲料中的每一种原料均有独特的作用，蛋白原料是蛋白质含量较高的原料（蛋白质含量35%），用来提供蛋白或/和特定的氨基酸，油脂被用作提供饲料能量、必需脂肪酸，在甲壳动物饲料中提供固醇，淀粉源例如小麦淀粉、玉米淀粉被加进饲料提供饲料能量和粘结剂，另外在淀粉糊化过程中促进饲料进行膨化。不管如何，所有饲料原料都是作为营养成分、非营养成分、生物活性物质混合在一起，有些情况下，一些成分与消化代谢相关，例如抗营养物质，抗营养物质主要存在于植物原料中。考虑到饲料原料的复杂性，饲料原料既对鱼和动物提供了营养，也让鱼和动物承担着风险，这种风险通过生产加工和补充营养成分而降低。但是，生产高品质的营养饲料，饲料生产者必需明白原料营养与风险并存。对于饲料原料中的抗营养因子，可以参考第二章和Francis等(2001)、Gatlin等（2007）、和Krogdahl（2010）。来源于海洋资源的原料（如鱼粉、鱼油和一些水解产物）、植物种子（谷物、油籽、豆类和其他物质）、熬油后的动物蛋白（畜类副产物、肉骨粉、血粉和其他物质）、海产品的副产物、还有一些单细胞物质。每一种饲料原料都有独特的特性，包括原料来源、生产加工方法、成熟期和营养成分等，关于特殊饲料原料的信息和控制管理方法可以从美国AAFCO(美国食品管理办公室)和AAFCO出版物获得，饲料原料的规定和营养成分方面的信息可以从Hertrampf和Piedad-pascual(2000)和美国及加拿大原料数据（NRC，1972）获得。在饲料原料中，所有原料都有好和不好的方面，好的方面在于营养成分而不好的方面在于抗营养物质、污染物的存在、容易发霉和产生黄曲霉毒素、质量不稳定、易氧化、不耐保存或者昂贵。预混料用来为饲料提供维生素和矿物盐，这些预混料的添加量少，用来提供适当水平的必需维生素和矿物盐。通常情况下，维生素预混料添加在饲料中用在高密度养殖系统下无自然食物时满足维生素的需求，在饲料中维生素的潜在价值一般没有考虑。在一般密度养殖情况下，并不要求维生素预混料提供所有维生素需求。饲料中添加少量添加剂，目的是为了提高特定饲料原料的消化吸收，增加颜色，改变鱼的生理功能，提供必需营养成分，提高鱼的摄食量和在饲料贮存过程中防止变质。酶制剂就是添加剂的例子，如肌醇六磷酸酶、淀粉酶。添加类胡萝卜素可以增加动物皮肤、肌肉和卵的颜色。其他例子如虾青素、红球藻粉（一种海藻）、磷虾、甲壳动物生产副产物。增加一些添加物可以改变生理功能包括免疫应激剂、益生元、促进蜕皮的产品、促进海水在鲑鱼中转换的物质等。饲料级氨基酸加入饲料使蛋氨酸、赖氨酸和苏氨酸更加平衡。在一些饲料中加入诱食性物质可以促进摄食，例如鱼水解物质、甜菜碱、磷酸化核苷酸混合物。食物添加剂在第十章有更多的描述。饲料配方饲料配方是将饲料原料结合在一起，用来满足养殖动物、鸟或鱼营养的需求的过程，然后生产形成混合物，最后可形成球状颗粒，运输和保存；生产形成的饲料具有水稳定性，可维持动物生长，健康，生产；具有经济使用价值。饲料配方首先应设立蛋白水平、能量水平、和基本营养水平，这些营养水平应建立在特定种类的假设需求水平上，第二步是选择具备合适营养来源的原料和按照以上描述的选择标准进行选择原料。每一种饲料原料的营养含量必需清楚，如果能得知的话，还应该了解每一种原料的表观消化率。绝大多数饲料配方是通过电脑程序来计算最好和最经济的原料配合来满足特定动物的营养水平。应该清楚每一种原料形成多少饲料费用，最低成本配方表述有点不准确，因为在限定饲料配方情况下成本是最低的，例如，为了催进鱼的最佳生长，需要较小比例使用一种价格相对较高的原料，在这种情况下，即使去掉这种原料的最低用量限制，这种原料的最低用量标准也建立起来了，后来最低成本配方程序逐渐用来指标准配方，即是为了表达这样一个用量点。饲料配方程序是有用的，也是一种节约时间的工具，但是在计算原料最好配比方面则行不通，因为如果这样做，则不能保证制粒或不能保证鱼的最好生长和健康。为了避免最低成本配方出现的这种问题，在饲料原料的使用上设定了更高或更低的限制，这样能保证选择的饲料原料混合物是符合实际需要的。例如，鱼油或植物油是饲料能量的好的来源，尽管在加入饲料的油脂用量有限制，最低成本配方并不会将这个限制列入考虑，同样的，面粉用来使饲料保存更久，水中更稳定，因此在饲料配比时有一个最小用量。如上述所说，对于一些养殖鱼类来说，饲料中不得不设定鱼粉的最低用量，没有这个用量，鱼的生长率就会降低。在某些饲料原料中有抗营养因子，则必须设定一个限量用来保证这个使用量低于降低鱼生长和影响鱼健康的用量。对最终的饲料来说，实用饲料也可以根据饲料原料或营养水平设定更高或更低的限制，也可以根据营养损失设定限制，例如维生素，在饲料投喂和贮存过程中就存在损失，另一个使用饲料配方程序时的误区是当使用mg(或g)/kg饲料表达需求量水平时，没有考虑饲料能量、蛋白质和消化率的变化。有经验的操作者在营养需求水方面可以设定判断标准，特别是必需氨基酸和磷，这样可以计算饲料配方中能量水平的差异。如果不设定这样的判断标准，在以mg或g/kg营养的饲料配方程序中，最低用量水平的建立可能导致最终的配方出现缺陷。最低成本配方是建立在两种假设基础上的，程序使用者经常没有意识到。首先，没有理想化的配方。许多饲料配方能够满足按原料混合物营养水平计算的设定值，制作一个有用原料组合的关键在于设定一个原料和营养水平的上限和下限；其次，饲料配方程序假定在不同饲料配方中营养价值上是对等的，否则就应该另外注明。换句话说，在鱼粉中总赖氨酸或磷与大豆的赖氨酸与磷是对等的，除非考虑到原料的表观消化率和生物利用率。使用最低成本配方程序时记住这些假设才是明智的。饲料生产饲料生产是将原料混合物通过物理过程形成颗粒状，然后用来饲喂鱼或虾。饲料制作的另一个术语是制粒，但是这一用语排除了为仔稚鱼等生产的其他饲料生产方式，例如饲料破碎、MEM料、PARA、喷雾颗粒料、微包囊饲料和粉料等，微包囊饲料和粉料包含各种营养成分（Hardy和barrows,2002）。不管生产的技术或生产饲料的种类，生产饲料的目的是采用物理或机械力量形成饲料颗粒，然后可用于运输、贮存、和在鱼的养殖中使用，大多数情况下，商业饲料（除了仔稚鱼料）通过热挤压、压缩制粒、冷挤压被生产形成颗粒。原料混合物，不管制粒后的形状如何，都经历了一系列饲料加工的过程，包括研磨、混合、调制、制粒、冷却和干燥、打包、贮藏、运输。简单地说，粉粹是为了减少原料或制粒前的混合物的颗粒大小，提高原料成分的表面面积。如果原料颗粒不均匀，原料在混合时则会不均匀，影响混合的均匀度，粉粹是一个很重要的过程，可以使调制和制粒更顺利。可以保证粒径足够小，每一粒饲料均包含所有的营养成分，鱼饲料混合物比畜禽料粉粹更小。对于大多数鱼来说，混合物均通过200um筛。因为一些原料中有较高的脂肪含量，粉粹足够细可以防止阻塞。为了减少这些情况的出现，粉粹机使用高风机使这些粉粹尽量通过筛网，这种粉粹机称为风送粉粹机，这种粉粹机经常用于商业饲料加工。当原料脂肪含量大于5%时如鱼粉，球磨机是减小其颗粒大小的另一个方法。饲料生产可以单独粉碎原料，也可以混合后再粉碎。关于混合，目标是形成干原料的均匀混合物。混合本身讲究技术，混合过度（混合太长时间）与混合不足一样是有害的，因为原料的比重不同，就会产生分离。通过添加铁屑在饲料原料混合物中，然后间隔取样，通过移取样品中铁屑的重量则可以判断合适的混合时间。搅拌机可以是分批次搅拌机，也可以是连续搅拌机；绝大多数鱼饲料生产采用分批次搅拌机。混合后，饲料混合物进入一个有蒸汽和进行搅拌的管道进行调制，调制过程是用来准备制粒、提高水份含量、加热混合物和在混合物中增加能量以促进面筋活化的过程。这个过程是在一个密闭的压力下进行的。通过30秒至5分钟的调制后，在饲料配方、制粒类型和蒸汽量的基础上，混合物进行饲料制粒系统或挤压管，将调制混合物制成球状。压缩制粒通过使用一个不动的滚筒，使饲料混合物在干蒸汽中暴露1030秒，然后迫使混合物通过一个圆形的旋转的金属环膜上的锥形的制粒孔。热量、蒸汽和压力迫使调制混合物形成一个线形物，当这些线形物通过制粒孔出来时时，然后通过切刀切断。饲料粒径由环膜孔径决定，饲料长度可通过调节切刀进行调节。挤压膨化饲料通常在配制沉性颗粒时使用，因为挤压饲料相对挤压膨化饲料来说密度很高，常用压缩制粒系统的变化根据安置在调制器和制粒机之间的设备决定，这种设备是一个圆锥体，通过这个圆锥体饲料混合物被挤压，形成压力，使淀粉在制粒前形成胶状体，从而更利于消化。在饲料通过环膜后，沿着输送带通过干燥器，在干燥器中通过空气带走水蒸汽并冷却热的饲料。饲料水份含量要求小于12%，以防止霉菌生长。挤压制粒和压缩制料不一样，因为挤压制粒需要更充分的调制（添加蒸汽和搅拌）和在饲料混合时需要更多的蒸汽（2023%），挤压滚筒中需要更多的挤压力，在挤压滚筒中被挤压，随着混合物在滚筒中移动，添加的蒸汽加入混合物中，在滚筒里面有螺旋浆，浆叶距离越近，压力越大，从而保证加入的水蒸汽呈液体状态，导致淀粉糊化越充分。当饲料混合物通过环膜孔道时，内部压力降低至外部空气压力一样，此时夹带的水份就会变成气体状态，线状的饲料就会被旋转的切刀切成一定长度的颗粒，这些颗粒里面会夹带一些空气空隙，空气空隙减小了饲料的密度，并且饲料进行膨胀。通过调整调制条件（压力、水蒸汽和热量），饲料密度也会发生变化，从而形成浮性饲料、半浮性饲料和缓沉性饲料。饲料通过通风和加热，水份含量减少至12%以下。无论是挤压饲料还是挤压膨化饲料，都会喷上液体物质，这个过程称为外喷。典型情况下，鱼油或植物油混合物在制粒后才被加到饲料颗粒中；若制粒前添加太多油脂，就会导致不能混合。其他液体添加物，例如益生菌或酶制剂如肌醇六磷酸酶，可通过外喷的形式添加。由于饲料密度的差异，挤压膨化饲料比挤压饲料可包含更高的油脂，真空腔被用来生产高油脂大马哈鱼膨化饲料。这些真空腔通过降低压力，然后添加油脂，这些油脂可以替代饲料中的空气，整个饲料都包含着油脂，而不只是喷在饲料表面。冷膨化饲料只是没有添加热量或蒸汽。用冷膨化生产稳定性好的饲料，饲料原料混合物中必需添加粘结剂，饲料原料混合物中必需含有2830%的水份。冷喷化饲料只能短期使用，否则它们必需烘干或者冷贮保存。第一种商业大马哈鱼饲料如俄勒岗湿饲料，就是冷膨化生产。仔稚鱼饲料生产代表一些挑战，首先饲料原料混合物必需是非常细微的颗粒，因为饲料粒径非常小；其次，饲料颗粒必需水稳定性好并且是悬浮的；第三，在制作水稳定性好的饲料时不能损害饲料的营养消化率；第四，颗粒不能污染养殖水体；最后，颗粒必需被仔稚鱼摄食，并且味道好。仔稚鱼饲料分类为微颗粒饲料，微胶囊饲料和粉料。微颗粒饲料就是通过使用特殊粘结性物质生产成膨化饲料或挤压饲料，然后弄碎成特定粒径范围的颗粒，颗粒料也可以通过破碎，然后筛成各种特定粒径大小的小颗粒。这种饲料通常被用作大马哈鱼或其他养殖品种的开口饲料。对于仔稚鱼，微颗粒饲料或破碎饲料有时是有效的，但是有效性方面有一定局限性。相反，用生产制药产品的技术生产的微颗粒饲料粒径较好。它们通常使用MEM或PARA方法。微胶囊饲料通过在饲料混合物表面覆盖一层不透水的物质或者一层设计用来溶解的物质。例子有使用交联蛋白和脂质壁胶囊，后者通常被认为是一种复合物质。通过MEM或PARA方法生产的微颗粒饲料比其他方法生产的微胶囊饲料粒径更小，这种复合饲料颗粒的优势在于饲料颗粒内部的成分可以比颗粒体身的成分更多样，例如，这样一个小的颗粒可以把容易溶失的水溶性营养成分通过胃传递到肠道，然后释放出这些营养物质。饲料质量评价饲料生产是一个精确的过程，但是并不总是那么准确，饲料成分会发生改变，一批批的饲料质量也不一样。在制粒过程中，有些基本的营养水平在制粒、烘干和保存过程中会降低，为了考虑到这些因素，饲料生产者往往会设计稍微高一些的蛋白质水平、脂肪含量和其他必需的营养成分水平。饲料生产者会保留一些饲料样品，用来测定饲料品质或者当养殖户在使用饲料后，可能会出现一些争议时备用。日常通常会检测饲料营养水平和脂肪氧化程度，对虾的饲料通常要检验水中稳定性。贮存条件差，例如暴露于空气中或热量过多，超过饲料厂家建议的保质期，这些都是引起饲料质量变化的主要原因。当饲料通过视觉检测或者氧化检测或嗅觉检验到发霉，饲料应该被扔掉，防止影响鱼的健康。饲料原料掺假、原料替代物或乱贴标签，无论是偶然的，还是故意的，都应该引起心烦意乱厂重视，饲料原料掺假指添加一些成分到饲料原料中，提高原料的经济价值，但是并没有提高原料的营养价值，例如饲料原料中添加三聚氢胺来提高饲料表观蛋白质含量，每分子三聚氢胺含氮重量66.64%，因此添加三聚氢胺到饲料原料中可以提高氮的含量，通过凯氏定氮法测定饲料蛋白质含量时（N*6.25）则会导致饲料蛋白质含量虚假上升。掺假三聚氢胺很容易通过氨基酸分析法检测出来，因为当用凯氏定氮法分析蛋白质含量时，总氨基酸含量与蛋白质含量不对称。其他掺假的方法，例如添加大豆皮到豆粕中，但通过蛋白质含量检测出来。如果一种常规原料的分析结果变异性大，则掺假、替代或乱贴标签就会成为可能。另一个有用的检测原料技术是显微镜检测。尽管培训和经验积累是有效使用显微镜检测必需的途径，但是它仍然是一种很有用的工具。在饲料显微镜检测和饲料质量控制手册第三部份中有更多的检测方法可以利用。（Khajarern and khajarern, 1999）对环境与可持续性的担心对环境与可持续性的关心在过去的几十年中对鱼饲料有很大的影响。饲料中过多的磷就会导致磷的过多排放，因此从鱼塘中被污染的水进行河或湖中，就会形成水体的富营养化。限制鱼塘水体中磷的水平则会导致饲料配方更复杂，从而满足饲料的可利用磷水平与鱼对磷的需求一致，并限制饲料中不可利用磷的含量水平。相反，将调整饲料配方中磷水平从而减少磷对水体的排放， 限制了鱼饲料配方的创新和阶段性投喂方案的实施。蛋白质是饲料中最昂贵的饲料原料，蛋白质代谢用作能量降低了蛋白质在组织中的保留率，更多的氮被排入到水体中，饲料逐渐被设计成满足鱼体不由蛋白质