饲料大原料品质控制及如何减少预溷合工艺的损失.ppt

,广州天科科技有限公司工程技术中心滕冰手机饲料原料质量品质控制及如何减少预混合工艺中的损失,一.大原料质量控制,大原料的质量问题：1.营养成分（蛋白质、脂肪、碳水化合物等）2.卫生指标（重金属、药残、霉菌毒素）3.氧化（直接和间接影响）4.水分（化学和生化反应的基础）5.抗营养因子由于蛋白质类原料、能量类原料的资源不足，使得“非常规”原料受到重视，这些原料成分的分析、检验、动态数据库的建立就显的尤为重要,大原料的管理问题：1.认为由于大原料的成本占饲料成本的85%以上，尤其在原料涨价、畜禽产品降价时，企业的管理压力加大，在“价”和“量”难以保证的时刻，只能牺牲“质量”2.认为用“好”原料一定能生产出好饲料3.认为“以次充好”是迫不得已4.认为大原料质量管理是技术问题5.认为配方、价格和标签合乎要求就是满足“客户基本需求”，所以大原料可以5.认为降低成本应从“添加剂”下手6.购进价格、含量指标接近的大原料=“合适”,市场问题：1.适口性（采食量）2.外观质量（皮红毛靓）3.下痢（氧化锌、硫酸铜）,要想做高质量的配合饲料，应从占饲料成份95%的大原料抓起!饲料产品的质量问题中两个容易被忽视的问题：大原料和饲料的氧化！饲料的预混合工艺！饲料的“档次”和价格与其质量无关，我们有责任做出高质量的饲料，尤其是在产品同质化、竞争激烈的时代,1.饲料产品氧化已经严重影响到产品质量，我们看到的例子有:饲料酸败、变色;畜禽动物拒食、厌食、下痢、肝肿大等、消化道损伤；水产动物摄食少、死亡率高、腹内脂肪增加等；调整配方无效、生产性试验失败、效果不显著；误认为是抗氧化剂问题而加大用量；客户报怨、管理责任（技术、采购、市场）无法分清。,2.氧化反应的主要来源和条件：1、脂肪和类脂：主要有玉米、鱼粉、膨化大豆、米糠、杂粕、鱼油、豆油、猪油、混合油、磷脂制品及谷壳粉等；2、金属离子的催化，如Cu2+、Fe2+、Mn2+等；3、时间：调质制粒几十秒到几十分钟；大于30oC时保存期大于20天；4、温度：加工过程70120oC；5、工艺要求：制粒、膨化、膨涨、外喷脂肪。,氧化反应：脂质过氧化反应（自由基反应）氧化包括三个阶段：（1）引发：RH+O2R+OOHROOH，RO,ROO,OH（2）延伸：R+O2ROORH+ROOROOH+R（3）终止：R+RR-RR+ROOROORROO+ROOROOR+O2,1.金属离子重复氧化还原，生成原子团ROOHM2ROM3OH2.脱氢产生原子团RH+Mn+R+M(n-1)+H+3.氧分子活化Mn+O2M(n+1)+O2RHMn+HO2R4.金属离子对油脂氧化的影响,4.油脂自动氧化的催化因素：金属离子、温度、光等,油脂自动氧化的产物如下图：二聚体、多聚体聚合脂类脂类的氢过氧化物酮、环氧化物、碳氢化合物、内酯分解双氢过氧化物醛、半醛、羟基化合物多聚体酸,5.油脂氧化的产物和性质1.油脂分子量变大，（聚合物的产生且有毒！）不易被皂化2.降解出小分子化合物（以MDA为代表）有毒！3.氧化过程存在的过氧化物有多种，可被还原剂清除4.降解出小分子化合物的负面作用不易被清除5.油脂的酸价升高时氧化作用已近完成，故其指标不灵敏（有害的酸价和无害的酸价）,被忽视和误解的问题：进口的鱼粉、刚生产的豆粕是可靠的血红素（血球粉）在无细胞膜保护时是危险物质(血红蛋白与过氧化氢一起均产生OH血红蛋白是生理条件下的Fenton试剂)；过氧化值低质量合格；过氧化值高则多加价格低的单一抗氧化剂；控制酸价即可控制油脂质量。,6.脂质过氧化的破坏作用(1)维生素：大部分维生素对强氧化剂敏感维生素的破坏：a.由金属离子直接氧化和催化氧化b.金属离子催化脂质过氧化的强氧化破坏（见表1、表2）,表1：在胆碱存在时微量元素对维生素A稳定性的影响微量元素胆碱30天损失率(%)45天损失率(%)月平均损失率(%)无机盐安全化处理62.840.0779.800.0353.20无机盐市售66.510.0089.150.0459.43氨基酸螯合物市售24.000.0757.270.0935.14氨基酸螯合物安全化处理22.220.0441.440.107.63,表2：不同类型载体、微量元素和胆碱对维生素B1稳定性的影响微量元素载体胆碱30天损失率(%)45天损失率(%)月平均损失率(%)无机盐沸石安全化48.150.0173.820.0749.21氨基酸螯合物沸石安全化7.090.0922.200.1414.80无机盐石粉安全化84.750.0187.810.0258.54氨基酸螯合物石粉安全化36.400.0975.580.0750.39无机盐沸石市售21.000.1241.140.1127.43氨基酸螯合物沸石市售-0.040.0138.810.0525.88无机盐石粉市售81.280.0591.260.0260.84氨基酸螯合物石粉市售62.670.1478.360.0852.24,（2）脂肪：脂肪聚合：能量利用率降、肝肿大、下痢（脂肪性腹泻），脂肪分解：诸多小分子化物，均有毒性，适口性极差；（3）蛋白：蛋白过渡变性、交连、水解、利用率下降，酶制剂失效、活菌制失效；,（4）细胞膜损伤：（外源性，即应激；内源性，即代谢应激和摄入过氧化物）：包括重大脏器损伤(内伤)，使代谢受到严重影响,下痢、生殖上皮损伤，产蛋、产仔率下降、肉质下降、啄羽、啄肛、羽毛生长缓慢；（5）其它：包括色素氧化破坏、药物氧化失效、调味剂作用小，酶制剂失效。,7.含脂肪大原料和饲料产品的质量控制水产类原料：鱼粉、鱼油、乌贼内脏、虾壳粉等海产品；动物类原料：猪油、肉粉、混合油、肉骨粉、油渣；植物类原料：玉米、花生粕、豆油、菜油、椰子油、芝麻粕、磷脂类、米糠、谷壳粉、麦麸,控制指标（新鲜度的量化指标）：过氧化值（POV）：表示为（%）或meq;TBA值：（硫代巴比妥酸值）表示为A532/kg或以1，1，3，3四乙基丙烷为参照物的TBA值;皂化率：（皂化值-酸值）X100%。理论皂化值POV和TBA分析方法皂化率测定,表5：不同鱼粉的脂肪氧化分析比较：部分汇总项目样品ABCDEFCK外观棕黄棕黄棕褐棕褐棕褐棕褐棕褐镜检合格合格合格合格合格合格合格干燥失重（%）8.959.529.339.60粗脂肪5.437.6510.258.9510.476.747.06TBA（A532/kg）1467.22345.41984.12775.43277.3870.7758.4过氧化值（%）无无0.0170.0190.012无无皂化率（%）76.789.189.179.586.193.887.6,注意以下几点：1.过氧化值的变化怎样？2.同时观察过氧化值、TBA值和皂化率3.皂化值、酸价、皂化率4.直接观察采食量、生长指标、外观,8.技术管理：（1）原材料的采购：入库检验制；品控一票否决；技术指标合理；仓贮时间和温度；油脂加抗氧化剂保存。,（2）配方和工艺：减少无机微量元素用量，掩蔽微量元素（预混工艺），或使用微量元素氨基酸螯合物；注意维生素的损失和负面作用；油脂类的添加方式（吸附、乳化）；反复加工、引发作用，调质制粒损失；抗氧化剂合理使用；适口性改善不良味道的掩盖。,（3）品控：产成品检验新鲜度指标，感观（嗅、尝、颜色）、理化检验；调查采食量不高的原因，并改正；仓库原料的定期复检（脂肪类氧化情况）；畜禽饲料的pH值；抗氧化剂的性能和质量。,9.正确使用抗氧化剂应注意的问题（1）抗氧化剂不是“抗氧化”而是“防氧化”（2）什么情况下使用抗氧化剂？（3）抗氧化剂基本组成有:还原剂（几种复合）、自由基淬灭剂、螯合剂、酸化剂（氢离子供给）、乳化剂、分散剂；（4）如何选用抗氧化剂？(图1图8),图1：豆油的金属催化氧化性实验,0,1,2,3,4,5,0,10,20,30,40,50,60,POV,weeks,添加金属离子,未添加金属离子,(25，5周，每周抽样检测),图2：豆油的金属离子催化氧化性实验,图3：乙氧喹抗氧化效果实验,图4：乙氧喹抗氧化效果实验,图5：BHT抗氧化实验,图6：BHT抗氧化实验,图7：抗氧灵抗氧化实验,图8：抗氧灵抗氧化实验,3种抗氧化剂抗氧化效果对比,从上表可见：天科抗氧灵BHT乙氧喹，复合抗氧化剂在有金属离子存在时有较好的表现，添加BHT的豆油虽然POV值不高，但由于TBA值较高，说明有大量的氧化分解产物，豆油酸败严重，而添加乙氧喹的豆油的过氧化值高，说明抗氧化的功能相对较弱。,1.终止氧化连锁反应（AH2抗氧化剂）ROOAH2ROOHAH2AHAH2A或ROOAHROOHA2.形成过氧化基之前，生成游离基，提供H而终止反应RAH2RHAHAH2H3.若抗氧化剂使用太多，也促进氧化，由于生成如ROORO等游离基的缘故。AH2AHHAHROOHROOAH2AHRHRAH2,抗氧化的机理如下图：,5.小结(1).大原料质量的重要性大于添加剂（大原料的质量是成本、效果、效益的基础）(2).量化新鲜度指标和控制产品的性能指标(3).减少促进氧化因素的负面效应、保护维生素等活性物质、增加适口性、诱食性(4).合理选择和使用抗氧化剂。,6.建议：（1）对于一些大原料(如鱼粉、油脂）应指导供应商在原料加工是即加入指定品种和计量的抗氧化剂，并在合同条款中体现（2）原料入库前经检验合格的原材料（如油脂类），如短期用不完或考虑其在加工时的稳定性，应加入抗氧化剂再入库。集团公司供应的产品应考虑工艺的影响（3）因放置或质量指标临界的原料（如TBA值较高）可有针对性的在原料中加入抗氧化剂，放置一段时间再使用（事先分析TBA值）（4）对于不合格的原料应退货!,动物产品的外观与内在品质“皮红毛靓”,对于健康生长猪只的评价-“皮红毛靓”对于健康生长家禽的评价-“羽翼丰满”1.能量（现象：毛长、皮下脂肪增厚；能量低时注意增加采食量，重点防止饲料氧化）2.“美容”效果决定于维生素（维生素“破坏性”缺乏）3.微量元素:锌、铁、硒（细胞膜的损伤、上皮组织的完整性、血红素合成的调控）4.呼吸道疾病影响（中医认为:肺主皮毛）5.寄生虫病的影响（养分的“被劫持”和“非法利用”）,另类猪毛长,1.季铵盐化合物2.微生物来源3.药物（卡巴氧、喹乙醇）,“双胞胎现象”和“温氏现象”,1.质量2.成本3.生理调控4.销售,血红蛋白的合成与调节,组成：珠蛋白:22血红素:（Mb、细胞色素、过氧化物酶的辅基）血红素的主要:合成部位骨髓的幼红细胞和网织红细胞血红素是含铁的卟啉化合物，卟啉由四个吡咯环组成，铁原子位于卟啉环的中央,血红素的结构,血红素的合成1.合成的过程原料:琥珀酰辅酶A甘氨酸Fe2+(1)-氨基-酮戊酸(ALA)的生成(线粒体内),限速酶,血红素合成的特点合成的部位:主要是骨髓和肝脏原料:琥珀酰辅酶A,甘氨酸,Fe+等小分子,中间产物的转变主要是吡咯环侧链的脱羧和脱氢反应过程:线粒体、胞液,2.合成的调节ALA合酶:限速酶受血红素的别构抑制调节血红素阻抑ALA合酶的合成反馈抑制ALA脱水酶与亚铁螯合酶:对重金属的抑制非常敏感铅中毒贫血,几个问题,产品质量是全体员工的责任，如何落实？当您要采购的原料因价格等原因需要更换时，如何确定质量指标？当您采购的原料不尽人意时，技术、品管、生产部门有何策略保证及提高产品质量？大原料的氧化指标可以量化，公司的产品质量管理指标能否量化？公司内部产品的质量和控制方法？如何通过改进工艺提高产品质量？饲料添加剂在产品质量改进中作用？,饲料企业面临的问题：成本（提高营养水平、用“好”原料）质量（好原料好饲料）功效（基础配方+添加剂?）,饲料预混合工艺的问题及对策,降低成本应从管理做起提高产品质量应从大原料做起降低营养水平应从以高采食量做起提高饲料产品质量应从饲料生产工艺做起提高饲料产品功效应从提高动物机能做起,缺失的管理环节,饲料的产量在逐年增加，但是由于国内各种体制的饲料生产企业中，基本没有针对饲料预混合工艺的研究、管理，导致了以机械设备为工艺设计核心的普遍现象，即在技术管理环节缺失了“混合工艺管理”这一重要环节。,内容概括,一、何谓“工艺”？二、工艺的目的；三、预混合工艺的关键技术问题；预混剂的基本工艺；预混料的基本工艺；浓缩料的基本工艺。抗氧化剂的添加；潜在问题。,一、何谓“工艺”？,1、工艺是设备和技术的结合。提高工艺水平的同时提高了产品质量，也提高了设备的合理性和利用率。2、当“营养配方”转换为“生产配方”后，真正可执行的就是“工艺方案”。合理的配方良好的原料科学的工艺优质的服务,二、工艺的目的,1、保持配方的有效性，发挥各种营养素和添加剂的正面组合效应，提高产品在保质期内的效价。2、消除和避免配伍禁忌，保护易被损失的物料，掩蔽容易引起破坏的物料，从根本上防止饲料氧化的发生。,3、通过工艺手段除去原材料中不利于产品质量的杂质、有害物质的影响。4、最大限度地改善饲料加工过程引起的“继发性”产品质量下降。5、合理选择添加剂的规格、化学形式、物理性状，选择适宜的设备，提高设备和过程控制的合理性。,三、预混合工艺的关键技术问题,1、氧化还原反应；2、水分和脂溶性物质的溶剂化作用；3、均匀度；4、变色问题；5、载体问题；6、能耗、效率和设备的不配套性；7、抗氧化技术；8、液体原料添加技术。,1、氧化还原反应,1.1微量元素的氧化还原反应；1.2微量元素催化脂肪的氧化，进而继续破坏其他营养素。,脂肪,微量元素,催化氧化,脂质过氧化物,继续氧化,破坏,维生素类胡萝卜素活性添加剂,1.3维生素K3中的亚硫酸盐可分解VB1使VB2还原失效；维生素C可以使VB12还原失效。1.4饲料及环境中的H2O、CO2、脂肪、类脂、天然的VE（生育酚）、血红素皆可以加速上述氧化还原反应。,2、水分和脂溶性物质的溶剂化作用,2.1水分的增加是化学反应增强的基础，饲料中水分的分布是不均一的；2.2饲料中的脂溶性物质脂肪和类脂也有“有机溶剂”的作用；2.3“表面化学”的作用；2.4粉末状的饲料原料吸湿性。,3、均匀度问题,3.1整体的均匀度提高，有利于提高饲料产品质量；局部的均匀度提高，有利于各种化学反应的发生。3.2小型预混设备的性能和效率。3.3药物添加剂均匀度和稳定性。3.4有生物活性的制剂更要考虑在饲料中“均匀”分布时的稳定性。,4、变色问题,4.1预混料变色；4.2五水硫酸铜；4.3饲料级硫酸亚铁；4.4饲料级硫酸锌；4.5碘源和硒源的选择；4.6微量元素预混剂的载体。,5、载体问题,5.1饲料预混工艺用到载体，实际上是起到分散剂、稀释剂、防结块剂的作用。5.2互为载体的反应性。选用原则：硅酸盐类、淀粉类、低脂肪类、高纤维类、氨基酸类等添加剂。,5.3企业自用的预混剂（料）载体，应以产品的稳定性为主，相对忽略产品密度、成本、色泽的因素。5.4外售兼自用的预混剂（料）载体，应在以产品质量稳定为主的前提下，考虑应用对象、成本、容重、色泽等商品性因素；,5.5载体的预处理。硅胶类载体（Fe、容重）载体的水分处理（能耗、负面效果）,6、能耗、效率和设备的不配套性,6.1大多数的工艺流程设计是以物料物理特性为主的，基本不考虑混合过程可能发生的化学反应，在提高了机械化、自动化加工能力的同时忽略了质量问题。6.2混合机械选择装载量较多的混合效率高。,7、抗氧化技术,7.1饲料的抗氧化生产技术是贯穿整个过程的（配方、原料采购、工艺、贮藏、返工、客户控制能力）。7.2大原料的氧化程度。7.3营养学研究、试验的影响,7.3通过工艺（及配方）的改进预防和纠正氧化的发生。7.4抗氧化剂的使用：“预防”+“纠正”；少用比多用好；复合比单一的好；清除氧化产物的负面作用。,8、液体原料添加技术,8.1液体原料主要是脂肪类（含类脂）、羟基蛋氨酸（MHA）、氯化胆碱、酶制剂、维生素、调味剂等。8.2目前所用的喷涂设备是可以满足工艺要求的，而关键问题是承载液体原料的物料（饲料）处于氧化的程度，造成工艺效果（质量）不良。,四、预混剂的基本工艺,预混料应该由预混剂混合而成，预混剂亦可将同类（系）原料做成预混剂“半成品”再混合成预混剂。1、预混剂的种类：药物预混剂、微量元素预混剂、维生素预混剂、氯化胆碱预混剂“硫酸铜预混剂”、酶制剂预混剂、微生态添加剂预混剂、除尘剂预混剂、脂肪类原料预混剂、“特殊添加剂”预混剂。,2、预混剂工艺设计要求明确：载体、含量范围、设备、混合时间、包装物、保存时间、下道工序使用的便利性。3、“预混工艺”的设计特点：分门别类重点保护层次分明一物多用,4、例如：猪用饲料中滕冰-二校.pdf4.1微量元素预混剂；4.2维生素预混剂；4.3氯化胆碱预混剂；4.4硫酸铜预混剂；4.5药物预混剂；4.6微生态制剂和酶制剂；4.7碘、硒、钴预混剂；4.8脂肪类预混剂。,五、预混料的基本工艺,1、预混料存在的问题1.1添加比例自行规定，忽略工艺和质量。1.2掩蔽剂。1.3分组的原则。,2、例如：家禽饲料中2.1小料组：维生素预混剂+色素预混剂+部分蛋氨酸+其他小比例氨基酸+药物预混剂+载体（可选用淀粉类载体：处理玉米粉、次粉、沸石粉+谷壳粉/玉米芯粉/豆皮粉）,2.2大料组：载体（沸石粉+谷壳粉/玉米芯粉/豆皮粉或次粉）+食盐+氯化胆碱预混剂+微量元素预混剂+磷酸盐+碳酸钙+碳酸氢钠+赖氨酸+蛋氨酸+酶制剂预混剂+微生态预混剂。2.3混合过程2.4分装、标识、缝包。,3、乳仔猪料中3.1小料组：维生素预混剂+苏氨酸+蛋氨酸+其他小比例氨基酸+药物预混剂+甜味剂+载体（可选用淀粉类载体：处理玉米粉、次粉、或沸石粉+谷壳粉/玉米芯粉/豆皮粉）,维生素预混料混合工艺,一.分组预混第一组：VA、VD3、VE、VB1、生物素、泛酸钙载体：淀粉、玉米粉（经干燥失活）设备：V字行、锥形、无重力式混合机混合时间；810分钟第二组；VK3、VB2、烟酰胺（烟酸）、VB6、VB12（吸附型）设备：V字形、锥形混合机混合时间：1012分钟第三组：叶酸、VC（微囊化）设备：V字形、锥形、无重力式混合机混合：将第一组和第二组、叶酸、VC混合（如不用VC可将叶酸与第一组或第二组混合）时间：56分钟暂存包装、标识、记录包装于周转袋中，包装量按该品种配方添加量。标识：XX用XX阶段XX重量、日期。记录,三.注意事项：结块的原材料预先过80目筛载体的水分应小于12VB12用乙醇（含水乙醇）溶解并且用磷酸氢钙吸附叶酸最好用淀粉为载体制成2预混剂有条件时应使用微粒化VB2不需要加防尘石蜡VA微囊颗粒应大于40目VK3原料含量尽可能高，亚硫酸盐含量要低暂存状态不需加入抗氧化剂,3.2大料组：载体（可选用沸石粉+谷壳粉/玉米芯粉/豆皮粉或次粉）+食盐+氯化胆碱预混剂+微量元素预混剂+酸化剂+磷酸盐+碳酸钙+硫酸铜预混剂+氧化锌+赖氨酸+糖类（乳清粉、蔗糖、葡萄糖）+酶制剂预混剂+微生态预混剂,3.3用任意型式的混合机将小料组各个组分混合均匀，混合时间可以根据实际设备性能自行决定，混合后放料、分装，标识。,3.4在选用“3.2”大料组的方案时的预混合工艺，考虑最大限度避免酸、碱中和反应。3.5解决矛盾的根本方法是减少对生物活性物质的破坏，不发生酸、碱中和反应。,4、水产预混料4.1小料组：维生素预混剂、色素（类胡萝卜素）、“促生长类”（寡糖、脱壳素等）、“药物”预混剂、载体（可选用次粉或淀粉、或处理玉米粉/玉米芯粉/豆皮粉，或磷酸氢钙/磷酸二氢钙+次粉/玉米粉/玉米芯粉/豆皮粉），添加500mg/kgDL-蛋氨酸作保护剂。,4.2大料组：微量元素预混剂、载体（无碳酸盐的“沸石粉”）氯化胆碱预混剂、甜菜碱预混剂、食盐、硫酸镁、氯化钾、调味剂、诱食剂、抗氧化剂，添加磷酸盐至少1000mg/kg做保护剂。,4.3将小料组混合后放料、分装和标识；“大料”组预混顺序：微量元素预混剂+氯化胆碱预混剂、甜菜碱预混剂+磷酸盐+载体+食盐、硫酸镁、氯化钾混合2分钟加入诱食剂、调味剂和抗氧化剂混合12分钟，最后再加入“小料组”混合后放料、包装。,水产配合饲料,1.特点：脂肪含量高，加工温度高（膨化），加工时间长（调质）2.生产工艺受设备影响（“先干混，再湿混”）3.容易破坏的营养素没有得到有效保护4.容易引起破坏的因素没有加以有效“掩蔽”5.脂肪添加工艺不当，影响糊化6.物料过度糊化（膨化、浮水料）“适口性”变差（吐料）,解决的措施：1.脂肪添加工艺（其他液体原料）2.微量元素的掩蔽（水产饲料的特殊性）3.维生素等易损失组分的保护4.糊化度的控制5.压缩比（进料孔面积与模孔横截面积之比）5.美拉德（maillard）反应问题6.“不良因素”的清除（抗营养因子、微生物）,表1常用原料的制粒特性因数,表1注：所列数值基于一定范围内的经验，仅供参考，即使是同一品种每一批也会有些差异。3个参数用010来表示，但脂肪对成品的品质的不利影响使它处于负值的位置。表中所列最高用量是从生产角度来考虑，如考虑诸如营养