水产饲料粘合剂应用及展望

2016-04-05王振洁孙涛孙汝江

山东畜牧兽医 2016年5期

关键词：淀粉类水产饲料耐水性

肖瑶王振洁孙涛孙汝江刘峰

（中国农业大学烟台研究院山东烟台 264670）

文献综述

水产饲料粘合剂应用及展望

肖瑶王振洁孙涛孙汝江*刘峰

（中国农业大学烟台研究院山东烟台 264670）

水产饲料耐水性一直以来受到普遍关注，而粘合剂的使用对水产饲料的稳定性起到重要作用。粘合剂，又称赋形剂，主要用于改善饲料品质，降低含粉率，保证饲料在水中长时间不溶、不散，提高饲料的利用率。本文总结概述了典型水产饲料粘合剂，并介绍不同类别粘合剂的特点，以及饲料加工过程中影响粘合剂发挥作用的几个因素。

粘合剂是水产饲料中特有的一种起粘合作用的添加剂，可以降低饲料成分在水中的溶失和溃散。水生动物与陆生动物生活环境差异决定了食物耐水性的要求不同，同时，不稳定水产饲料会造成饲料资源的浪费和水域环境的污染，也会对水产动物的营养及健康产生不利影响。尤其对于对虾、蟹、鳖、鳗等具有啃食和抱食特征的养殖对象，边游边食，需要饲料在水中保持较长一段时间的稳定性。因此，粘合剂长期以来作为重要的水产动物饲料添加剂。下面对水产饲料粘合剂的有关问题加以讨论。

1 粘合剂的分类

渔用饲料粘合剂大体可以分为天然物质和化学合成物质两大类，前者又可分为来源于陆生植物的、来源于海藻的和来源于动物的。下面就每个类别中常用的粘合剂进行介绍。

1.1 天然粘合剂

1.1.1 来源于陆生植物类—以淀粉类物质为例来源于陆生植物的粘合剂主要是淀粉类。市面上常见的淀粉类粘合剂有小麦粉、玉米淀粉、土豆淀粉、马铃薯淀粉等等。较为常用的有小麦粉和α-淀粉[1]。淀粉类粘合剂粘度的发挥主要与淀粉糊化度有关。一般原料中淀粉含量越高，水热作用越充分，淀粉糊化度越高。然而从营养平衡的角度来讲，水产动物的营养生理及消化生理特性决定了饲料中淀粉的含量受到一定限制。此外，淀粉的使用受到加工工艺的重要影响。近年来，由于加工工艺的改进，产业上糖源类粘合物质已经可以较好地保证饲料的稳定性。

1.1.2 来源于海藻类—以海藻酸钠为例海藻类粘合剂有海藻酸钠、海带胶、琼脂等，海藻酸钠具有更强的结合力，因此最为常用，但由于其成本较高，多用于实验饲料中。一般好的粘合剂不溶或微溶于水，具有一定的持水性和浮率，并具有较稳定的物理状态。实验表明，海藻酸钠胶团虽然浸润较慢，但能够产生较强的抗延伸力和较高的持水率且在水中处于悬浮状态。以上特征说明该粘合剂胶体保形性好，对颗粒沉浮没有影响，因此可用于制作沉性或浮性饲料[2]。

1.1.3 来源于动物类—以明胶为例来自于动物的粘合剂包括鱼虾浆、明胶、几丁聚糖等，其中明胶更易获得，且粘合效果好。明胶是由动物皮肤、骨、肌膜等结缔组织降解而成的，可溶于热水，不溶于冷水，可吸收相当于其重量5～10倍的水。除了可以起到粘合作用外，还可以提供蛋白质，具有一定的营养价值。实验对粘合剂胶团物化性能的测定结果表明，明胶胶团遇水后迅速吸水膨胀形成颗粒胶体，但其粘滞性小，搅动即散，在24h后颗粒胶体开始溶失，说明明胶具有一定的粘合性，但其性能不如海藻酸钠[2]。

1.2 人工化学合成粘合剂

目前人工合成的粘合剂种类繁多，包括多聚脲甲醛、脲醛树脂、木质素磺酸盐、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酸、各种淀粉磷酸盐等。其中以羧甲基纤维素钠(CMC)用途广泛，近年来发展迅速。CMC是一种水溶性高分子纤维素醚，专门起粘合作用，没有营养作用，因此在饲料中的添加量不宜超过2%。实验表明，CMC胶团的物化性能与海藻酸钠相似，具有很好的抗延展性和一定的持水率，因而也具有很好的粘合性能[2]。

2 影响水产颗粒饲料中粘合剂作用效果的因素

2.1 粉碎粒度

在水产饲料加工中，粉碎的目的是对饲料施以机械力，减小饲料粒度，从而提高饲料利用率，有利于进一步加工。大多数水产饲料中蛋白质饲料占的比例较大，而能够起到粘合作用的淀粉类物质含量相对较低，这会限制其粘合作用的发挥。然而减小原料的粒度将有助于此[3]。实验表明，淡水鱼颗粒饲料的溶失率随原料粉碎粒度从28目增加到80目而呈递减的趋势；河蟹和对虾颗粒饲料的溶失率随着原料粉碎粒度从40目增加到120目也呈逐渐降低的趋势，这说明饲料耐水性与饲料原料粉碎力度成负相关[4]。淀粉经过粉碎这一步工艺后，其粒子数大大增加，同时比表面积也随之增加，在饲料各个组分中分布的均匀度增加，从而有更多的机会能够粘合周围的粒子。此外，饲料原料粉碎粒度的减小会使得成型时粉粒被压得更紧，有利于后续的加工。

2.2 混合程度

鱼虾每次摄食的饲料只是每次生产的一大批饲料中很小的一部分，因此在生产中不仅要求准确地称量、配料，而且要求保证各种组分在整批饲料中均匀地分布。尤其是像粘合剂这样的添加量极少却又发挥着重要作用的组分，其混合均匀地程度几乎决定着饲料制作的成败。在混合过程中，虽然混合机械对物料起着混合作用，但是由于物料自身在密度、粒度、表面特性之间的差异，在运动时必定会发生自动分级。这种通过自动分级降低混合均匀度的现象叫做离析。因此，由于混合和离析矛盾的存在使得各种饲料原料难以达到理想完全混合状态，一般只要求物料在混合作业后能够达到统计上完全混合的状态[3]。

2.3 调质

（1）在饲料制作的过程中，调质是很关键的一步，是对饲料进行水热处理，将热干饱和蒸汽均匀地加入到混合后的粉状饲料中。通过调质，生淀粉得以熟化，这样一方面提高了饲料的消化率，另一方面增加了淀粉的糊化度。调质效果的好坏取决于调质的水分、热量和时间3个因素。有研究发现，随着调质温度的提高以及调质时间的增加，淀粉糊化度得到显著的提高[5]。入模水分反映了调质的强弱程度。虽然水分越大，淀粉糊化度会增加，饲料耐水性越好，但过高的入模水分(＞20%)会引起模孔堵塞，使生产出的饲料不易存放。（2）调质使得粉状原料软化，从而使它们具有更大的可变性。在成型设备的挤压下，排出粉粒之间的空气，使其互相贴紧。由于这些具有可塑性的粒子间空隙的减小，粘合剂就能充分地粘结周边的组分，从而使颗粒饲料的结构更加紧密，耐水性提高。

2.4 制粒

制粒是经水热处理后的粉状饲料通过机械压缩并强制通过模孔聚合成型的过程。有研究发现，在70℃和75℃制粒温度下，颗粒饲料的淀粉糊化度分别较制粒前提高53.66%和61.90%(P＜0.05)[5-6]。制粒的过程是在高温、高压下进行的，这一过程可以使淀粉类物质进一步糊化，更好地发挥粘合作用，提高耐水性，降低含粉率。

2.5 成型后处理

饲料虽然已被制成颗粒，但是湿度高，在水中易散，因此还需要对其进行处理。将制成颗粒的饲料放在一个高温、高湿的近似密闭的箱体中，数十分钟后，颗粒内部结构逐渐稳定，淀粉类物质糊化度提高，封闭颗粒中的毛细管，从而提高饲料颗粒的耐水性[3]。

3 问题与展望

近年来我国水产饲料总产量的大幅攀升，到2015年已经到达5500万t，饲料生产技术及加工工艺的进步是质量的根本保障。保证水产饲料稳定性的因素很多，近年来粘合剂本身重视度似乎有所降低。然而，作为广义的粘合剂，淀粉类物质等发挥粘合作用的饲料营养成分对饲料物性及营养作用功能的发挥和改善，以及相关理论研究仍需深入探讨。其他与营养无关的粘合剂作用的发挥，以及特殊饲料(微颗粒饲料、实验室饲料)对粘合性物质的需求和应用仍有重要的研究价值和探讨空间。研究粘合剂最终目标还是要解决水产饲料的品质，包括营养利用效率，诱食性，适口性，水稳定性等，确保物性为前提，最终实现饲料功能高效发挥，粘合性物质(营养性和非营养性)仍将起到关键性作用。

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