食品与饲料中的天然矿物材料

食品与饲料中的天然矿物材料1食品行业中的天然矿物材料应用食品干燥剂食品发热剂食品膨化剂食品添加剂矿物食品干燥剂食品干燥剂的特点？食品干燥剂一般无毒、无味、无接触腐蚀性、无环境污染。食品干燥剂的作用？食品干燥剂可以降低食品袋中的湿度，防止食品变质腐败。

食品干燥剂的种类？食品中常用的干燥剂是氧化钙(CalciumOxide)和硅胶(SilicaGel)，蒙脱石干燥剂，氯化钙干燥剂，纤维干燥剂。生石灰干燥剂生石灰干燥剂的主要成分为氧化钙，其吸水能力是通过化学反应来实现的，因此吸水具有不可逆性。不管外界环境湿度高低，它能保持大于自重35%的吸湿能力，更适合于低温度保存，具有极好的干燥吸湿效果，而且价格较低。可广泛用于食品、服装、茶叶、皮革、制鞋、电器等行业。目前已逐渐被淘汰。图1.1生石灰干燥剂硅胶干燥剂此干燥剂是透湿性小袋包装的不同品种的硅胶，主要原料硅胶是一种高微孔结构的含水二氧化硅，无毒、无味、无嗅，化学性质稳定，具强烈的吸湿性能。广泛用于仪器、仪表、设备器械、皮革、箱包、鞋类、纺织品、食品、药品等的贮存和运输中控制环境的相对湿度，防止物品受潮，霉变和锈蚀。譬如木糖醇中就有使用，而且也是被欧盟认可唯一干燥剂。图1.2硅胶干燥剂硅胶干燥剂砷和砷的化合物具有较高的生物毒性。长期接触会引起细胞和毛细血管中毒。甚至诱发恶性肿瘤。硅胶作为一种食品添加剂和干燥剂(如啤酒硅胶、药品食品干燥剂、化妆品添加剂等)被越来越多的使用于我们的日常生活中。硅胶中的砷的含量常用砷斑法或原子荧光光谱法测定，国家严格的规定和标准。GB／T5009.76--2003食品添加剂砷的测定感兴趣的可以参考氢化物原子荧光光谱法测定硅胶中的砷含量【1】蒙脱石干燥剂此干燥剂采用纯天然原料膨润土，绿色环保，无毒无味，对人体无损害。它在室温及一般湿度下吸附性能良好，具有吸附活性，具有静态减湿和异味去除等功效。不仅吸附速度快、吸附能力高，且无毒、无味、无接触腐蚀性、无环境污染，尤其应用于食品包装，对人体无害。适用范围：广泛应用于不能采用油封、气相封存的产品中，诸如：光学仪器、电子产品、医学保健、食品包装及军工产品和民用产品的干燥空气封存。图1.3蒙脱石干燥剂氯化钙干燥剂氯化钙干燥剂主要原料是氯化钙，是采用优质碳酸钙和盐酸为原料，经反应合成、过滤、蒸发浓缩、干燥等工艺过程精制而成。白色多孔块状、粒状或蜂窝状固体。味微苦，无臭。水溶液为无色。主要用作无机化工生产其它各种钙盐的原料；也用作气体的干燥剂，生产醇、酯、醚和丙烯酸树脂时的脱水剂。在食品工业中用作钙质强化剂、固化剂、螯合剂、干燥剂等。矿物食品发热剂如何能够解决在紧急场合下，没有火来给食品加热的问题？食品可以在简单易携带的某种发热剂作用下加热。军队单兵作战兵粮自助露宿旅游野外地质考察各种灾害期间和灾害后的紧急用餐情况。矿物食品发热剂矿物发热剂是利用某些矿物的水化反应放热的特点，将几种矿物材料以特殊的粒度、比例混合作为发热剂的原料，料状为固体颗粒，启动液为普通水。将原料放入加热袋中，再将启动液倒入，几分钟后会迅速发热升温至沸腾，并能持续一段时间，利用这种热量来加热食品、饮料、罐头等，对于无明火加热的场合特别方便。【2】图1.4日产矿物食品发热剂国产矿物食品发热剂化学纯级的无水AlCl3、无水Al2(SO4)3、无水MgSO4、无水MgCl2，无水CaCl2等化学试剂制备。成本高，工业生产难度大，产品推广难。脱水铝强酸盐、脱水非铝强酸盐、碱性成分、疏松剂等制备。发热速度慢，高温持续时间短。硅藻土、烧成硅藻土、焦粉、还原铁粉制备。放热量小，温度低。生石灰制备。放热速度慢，放热温度不稳定。日本已经研制成功了段时间内温度达到90-100摄氏度，并可持续20分钟的加热剂。技术情况不明。【2】矿物食品膨化剂膨化食品是近些年国际上发展起来的一种新型食品。它以谷物、豆类、薯类、蔬菜等为原料，经膨化设备的加工，制造出品。膨化puffing是利用相变和气体的热压效应原理，使被加工物料内部的液体迅速升温气化、增压膨胀，并依靠气体的膨胀力，带动组分中高分子物质的结构变性，从而使之具有网状结构多孔结构的特征。碳酸钙常被用作食品膨化剂。图1.5常见膨化食品卤水点豆腐，一物降一物豆腐的制作过程：把黄豆浸在水里泡胀变软后，磨成豆浆，再滤去豆渣煮开。这时候，黄豆里的蛋白质团粒被水簇拥着不停地运动，形成胶体。要使胶体溶液变成豆腐，必须点卤。点卤用盐卤或石膏，盐卤主要含氯化镁，石膏是硫酸钙，它们能使分散的蛋白质团粒很快地聚集到一块儿，成了白花花的豆腐脑。再挤出水分，豆腐脑就变成了豆腐。利用的是盐类使胶体聚沉的性质。2饲料加工中的天然矿物材料应用天然矿物可作为饲料中的添加剂，为动物的生长生产提供必需元素，相比化学饲料还具有可利用的优势特性。【3】——质地较软，成品细腻——结构和化学性质稳定——富含矿物元素，酸性条件下易于溶解——无异味，无毒——良好的吸附性和离子交换性——矿物结构的空穴，提供优越的承载性能海泡石海泡石(Sepiolite)是一种富镁的纤维状硅酸盐粘土矿物，属沉积型。具有特殊晶体结构，体轻可浮于水面，有优良的吸附性、流动性、热稳定性和很高化学惰性的灰色粘土矿物。纯净的海泡石多呈白色至浅灰色。风化后呈土块光泽，新鲜的表面呈珍珠光泽。其纤维结构由硅氧四面体和镁氧八面体组成。【4】图2.1海泡石海泡石的特点吸附性海泡石是由硅氧四面体和镁氧八面体通过共同顶点相互连接成三维立体的骨架结构，有贯穿整个结构的孔道和孔隙．是一种十分空旷的多孔性矿物质。类似于沸石分子筛的结构。因此具备很强的吸附性。流变性海泡石的颗粒外形呈不等轴针状，聚集成稻草束状。当遇到水或其它极性溶液时则迅速溶涨、解散，形成的单体纤维或较小的纤维束无规律地分散成互相制约的网络，并且增大体积。这样就形成了具有流变性能的高粘度、稳定的悬浮液。催化性由于海泡石具有巨大的比表面自由能，可以吸附或覆盖各类催化剂单质或化合物。且这些单质和化合物可以进入海泡石通道内部。海泡石具有较强的极性，反应物分子被吸附后，易极化变形为活化络合物，促进反应的发生。因此，海泡石拥有一定的催化作用，还可以和其它催化剂一起产生协同催化作用。海泡石的应用1、改善畜禽生产性能。提高饲料报酬Ouhida等研究了在高、中、低粘性日粮中添加海泡石对肉鸡的影响。结果表明，海泡石能显著提高有机物质的消化率，使空肠水的相对粘性下降，食糜流量的变化一致。但对生产性能的影响不显著。而后Ouhida等又证实，在没有添加酶时，海泡石能显著增加日增重，显著减少空肠消化时的粘性．改变肠道的滞留时间，且减少非淀粉多糖的负面影响，改变了空肠的粘性，提高了有机物质的消化率。2、用作饲料载体、赋形剂和粘合剂海泡石的粒度、形状、体积密度、表面积静电荷等特性决定了海泡石可以作为优良的饲料载体。3、吸附有毒、有害物质。提高饲料安全性。由于海泡石具有极强的吸附能力，因而可与黄曲霉毒素相结合，阻碍了胃肠道对黄曲霉毒素的吸收。从而降低黄曲霉毒素的毒性作用。Schell等研究在被黄曲霉毒素污染的日粮中添加海泡石对肉鸡的影响，结果表明，海泡石能增加肉鸡的日增重和日采食量。膨润土膨润土(Bentonite)是一种含水的铝硅酸盐矿物，又名斑脱岩、膨土岩、白泥、白陶土等，是以蒙脱石为主要成分的粘土岩，蒙脱石含量为85％一90％，化学式为Al12[Si4C10](OH)2。膨润土是一个典型的具有晶格的矿物质，自然状态下干硬如石，不易破碎，但也有的呈松散土状。膨润土有浅灰色、灰绿色、黑灰色、土红色、土黄色或白色等多种颜色，无味或略具土味，具油脂光泽、蜡状光泽及贝壳状断口或锯齿状.图2.2膨润土膨润土的特点1、膨润土的营养作用膨润土本身含有Cu、Zn、Co、Sn、Mo、Ag、V、Ni、Se、Cr、As、Ba、Pb、Hg、Cd、P、Mn、Ca、Na、Fe、Mg等20几种营养元素，大都是动物生长发育所必需的常量元素和微量元素，特别是其中的痕量有益元素．可被动物吸收利用，起到补充和平衡作用．有利于动物的健康生长。2、膨润土的吸附性和膨胀性由于蒙脱石这类矿物的层间键很弱．层间主要靠吸附的可交换的离子结合。因此它的晶格活动性很大，加之层问能吸附水分子。使层向两边分开，所以蒙脱石可产生强烈的膨胀现象．体积膨胀可达30倍．在水介质中能分散成胶凝状和悬浮状，这种悬浊液具有一定的粘滞性、润滑性和较强的阳离子交换能力。对各种气体有一定吸附能力．起到“分子筛”和“离子筛”的作用，增加机体蛋白质合成。缓解氨过量中毒，最大吸附量可达5倍于其自身重量。膨润土的特点3、膨润土的“激活剂”作用膨润土中的有些元素是酶和激素等活性物质的组成成分或激活剂。能使酶和激素的活性和免疫反应发生变化，对畜禽生长有明显的化学效应。膨润土的这种作用只有进入畜禽消化道的液体环境中才会发生。4、膨润土的阳离子交换作用膨润土是碱性矿物质。常带有可交换的阳离子(Na+、Ca2+等)，交换作用导致晶格中电价不平衡，从而在晶层间吸附有K+、Na+、Ca2+、Mg2+、H+等阳离子以补偿交换所引起的正电荷亏损。这种离子交换作用可以起到“缓冲剂”的作用，改善消化道的生化环境，有助于增强食欲和消化机能。膨润土的应用1、改善畜禽的生产性能膨润土用作动物饲料添加剂主要是利用其吸附性、膨胀性、分散性和润滑性，可使添加剂混合均匀，能提高饲料的适口性和改进饲料的松散性．并能延缓饲料通过动物消化道的时间。加强饲料在消化道内的消化吸收作用。并对消化道内的重金属、有害气体、细菌等有强烈的吸附作用，从而起到对动物的保健作用。膨润土释放出来的元素可以更快的参与酶和维生素等活性物质的形成与活化。李晓丽等报道，膨润土的添加对植酸酶水解能力没有不利影响，在饲料中同时添加膨润土和植酸酶是安全的。植酸酶添加量低时，膨润土可以提高植酸酶的催化活性。膨润土的应用2、调节瘤胃代谢、促进瘤胃微生物生长膨润土能够降低反刍动物瘤胃的pH值和氨氮浓度，从而能够加速反刍动物消化道的发育和瘤胃微生物群体的建立。有利于瘤胃发酵和微生物蛋白的生产。Walz等研究了在萨福克羊日粮中，添加0.75％钠质膨润土。结果干物质采食量和平均日增重增加，瘤胃总挥发酸产量增加。Ivan等研究了膨润土对去原虫公羊瘤胃代谢和羊毛生长的影响，对照组为未去原虫羊。结果表明：原虫的存在降低羊毛的生长。添加0.5％膨润土可以弥补由于原虫存在导致的羊毛产量下降。原虫的存在增加了瘤胃氨氮浓度。降低乙酸与丙酸的比例。分离十二指肠液氮含量显示，原虫会降低后肠道中的非氨态氮和微生物氮。添加膨润土后，瘤胃代谢得到改善，后部肠道中的饲料氮增加。膨润土的应用3、吸附有毒、有害物质。具有解毒作用膨润土的结构有许多孔穴。形成的内表面具有很强的吸附能力，对动物体有害的氨、硫化氢、二氧化碳、棉酚等极性分子吸附能力很强，不仅对防治胃肠道疾病有作用，而且能使饲料养分充分与动物肠黏膜接触，能有效地利用饲料养分，提高消化率。何万领等报道，膨润土在酸性条件下可以吸附氟，在pH值为6～7之间时．对棉酚具有较好的吸附性。添加0.5％膨润土可以恢复85％以上的由于黄曲霉毒素污染饲料导致的生产性能下降。预防肝脏病变。Sehell等研究了在生长猪的被黄曲霉毒素污染的日粮中添加1％膨润土。可以有效的降低饲料的部分毒性，改善了生长性能和肝功能，对矿物质代谢的影响不大。膨润土的应用4、膨润土在饲料工业中的应用膨润土粉剂由于它吸附力强。致密细腻。流动