不同食盐及粘合剂添加水平对营养舔砖物理性状的影响

2018-02-02牛占宇和海东史晓雪张佳敏张润厚

中国草食动物科学 2018年1期

幸超，牛占宇，张杰，和海东，史晓雪，张佳敏，张润厚

（1.内蒙古农业大学动物科学学院，呼和浩特 010000；2.内蒙古乌兰察布市兴和县畜牧局饲料工作站，兴和 013600；3.呼和浩特市百瑞尔生物技术有限公司，呼和浩特 010000）

随着我国经济的快速发展，人民生活水平日益提高，对肉、奶、蛋等畜产品的需求量日益增加，从而极大地促进了畜牧业的发展。据统计，截止2015年末，我国牛羊存栏量达4.19亿头（只），较2006年的3.88亿头（只）增长了8%，牛羊肉产量由2006年的940.5万t增加到 2015 年的 1 140.9 万 t，增长了 21.31%［1］。然而，我国目前的肉羊及肉牛仍然主要由分散的小农户饲养，日粮以农作物秸秆和玉米为主，各种养分组成不平衡，盐分及某些矿物质维生素短缺，导致家畜舔土、吃塑料袋等异食癖现象时有发生，家畜的生产潜能得不到充分发挥，繁殖及抗病力受到影响。即使在规模化的大型牛场及养羊场，由于个体间差异，日粮也不能完全满足所有个体对各种养分的需求，必须给家畜补充盐分及微量营养成分。营养舔块是把家畜所需的各种养分如蛋白质、盐分、常量和微量矿物质元素以及维生素，通过一定的载体混合在一起，再加入其他辅助成分，如瘤胃调控剂、酶制剂、益生素、粘合剂、防水剂等，采用高压成型技术压制成型的固体饲料，在世界各国食草动物养殖业中普遍使用。

舔砖制作技术在一些国家也已相当成熟，其质量也受到消费者的普遍认同，比如英国的“洛奇”舔砖，日本的“全药”舔砖在我国早已普遍应用。由于技术保密等原因，我国在这方面的关键技术资料还十分缺乏［2］。目前我国生产的舔砖还存在种类少、营养配合不够平衡、缺棱断角、易碎、不耐舔、防潮性较差等缺点，因而，高端市场基本由英国“洛奇”、日本“全药”以及荷兰等国的营养舔砖所占据，价格也比同类国产舔砖高2～3倍。尽快突破粘合、防水等舔砖制作的关键技术，生产出适合本地区养殖业需求的高质量营养舔砖，对于促进我国草食动物养殖业的可持续发展具有重要意义。近十几年来，我国科研工作者进行了不少关于牛羊复合营养舔砖制作工艺及使用效果的研究。张力等［3］认为，舔砖加工压强在9.66～24.14 kg/cm2间对绵羊的舔食量无显著差异。王慧等［4］发现，复合营养舔砖对奶牛血清中Mn的含量有极显著的提高。王胜义等［5］指出，肉牛微量元素舔砖对河西肉牛血清中 Cu、Zn、Se、T-SOD、T-AOC、GSH-Px的含量均有提高。

食盐是一种重要的营养物质，不但能控制牛羊对舔砖的舔食量，避免过量采食［6］，同时，在很大程度上决定着舔砖的成型性及结实度。除此之外，为了增加舔砖的防潮、防雨等气候耐受特性，物料中必须加入粘合剂及促凝剂等。我国目前使用的粘合剂多为膨润土和糖蜜，而膨润土和糖蜜容易产生粘连现象［7］，在生产实践过程中还容易粘连模具，无法连续批量生产。为了解决这一问题，本试验选用α-淀粉及脲醛树脂作为粘合剂，以研究它们的添加水平对舔砖质量性状的影响，为我国生产气候耐受型营养舔砖提供依据。

1 材料与方法

1.1 机械设备

500 t舔砖压块机、工作平台、小刀、磅秤、天平、直尺和U-1000混凝土强度破碎机等。

1.2 制作原料

饲料微量元素添加剂、食盐、α-淀粉、脲醛树脂、糖蜜粉、磷酸氢钙、脱模剂等。

1.3 制作工艺

舔砖的制作首先通过原料过筛获取粗细适中的粉末状原料，然后按配方准确称取原料，充分搅拌均匀后，在舔砖压制机中压制，获得块状舔砖。

1.4 时间地点

试验于2017年9月15日—2017年9月18日在内蒙古新开元动物药业发展有限公司进行。

1.5 试验设计

本研究共分3个试验。

1.5.1 试验一：不同食盐添加水平对舔砖质量性状参数的影响食盐的添加量分别为45%、55%、65%、75%，配方见表1。随着食盐添加量的增加，磷酸氢钙的添加量逐渐减少，其他成分保持不变。每个配方压制10块砖，其中5块砖（5个重复）用于舔砖抗破碎强度测定，5块砖（5个重复）用于舔砖泡水后的潮解率测定。

表1 不同食盐添加水平的舔砖配方%

1.5.2 试验二：不同α-淀粉添加水平对舔砖质量参数的影响 α-淀粉的添加量分别为1%、2%、3%、4%，配方见表2。试验方法同试验一。

表2 不同α-淀粉添加水平的舔砖配方%

1.5.3 试验三：不同脲醛树脂添加水平对舔砖质量参数的影响脲醛树脂的添加量分别为1%、2%、3%、4%，配方见表3。试验方法同试验一。

表3 不同脲醛树脂添加水平的舔砖配方%

1.6 测定指标与方法

1.6.1 舔砖硬度的测定舔砖压成后，放置于避光、阴凉、干燥处自然风干固化2周，后转运至内蒙古农业大学水利与土木建筑工程学院材料力学实验室，用U-1000混凝土强度破碎机测定舔砖的抗破碎强度。

1.6.2 舔砖比重的测定将压制好的舔砖固化阴干后，准确测量舔砖的长、宽、厚度及中间小孔的直径，并计算体积，准确称量舔砖的重量。舔砖比重按以下公式计算：舔砖比重（g/cm3）= 舔砖的重量（g）/舔砖体积（cm3）。

1.6.3 舔砖防水性能的测定压制好的舔砖固化后阴干2周后，完全浸泡于水中24 h，然后将舔砖表面潮解的部分用小刀刮下，自然风干7 d后准确称量剩余舔砖的重量。

潮解率（%）=浸水前重量（kg）-浸水后剩余重量（kg）/浸水前重量（kg）×100%

1.6.4 舔砖的表观性状与裂纹舔砖的表观性状与裂纹根据目测所得。

1.7 数据处理

试验所得数据采用完全随机因子试验设计下SAS 9.0进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同食盐添加水平对舔砖质量性状参数的影响

从表4可知，食盐添加量在45%～65%时舔砖的比重显著增加（P＜0.05），在65%～75%时舔砖比重仍然在增长，但增加不显著（P＞0.05）；食盐添加量在45%和55%时抗破碎强度差异不显著（P＞0.05），在55%和65%时抗破碎强度显著增加（P＜0.05），在75%时的抗破碎强度较65%时显著降低（P＜0.05）；食盐添加量在55%时较45%的舔砖潮解率显著下降（P＜0.05），在55%和65%时的潮解率差异不明显（P＞0.05），而食盐添加量为75%时的潮解率显著高于65%的舔砖（P＜0.05）。从图1可知，食盐添加量在45%～65%时，舔砖的比重和抗破碎强度总体呈增长趋势，但超过65%时舔砖的比重和抗破碎强度明显下降；舔砖的潮解率在45%～65%之间总体呈降低趋势，之后潮解率开始增长。总体来看，食盐的添加量对舔砖的比重、硬度、防水性能影响很大。当食盐添加量超过65%时，舔砖的比重、抗破碎强度开始降低，而潮解率升高，所以食盐的添加量在65%时最为合适。

表4 食盐添加水平对舔砖质量性状参数的影响

图1 食盐对舔砖质量参数的影响

2.2 不同α-淀粉添加水平对舔砖质量参数的影响

从表5可知，α-淀粉添加量在1%和2%时舔砖比重差异不显著（P＞0.05），但α-淀粉添加量为3%和4%时的舔砖比重较1%添加量明显降低（P＜0.05），而添加量为2%、3%、4%的舔砖比重间差异均不明显（P＞0.05）；α-淀粉添加量在1%、2%、3%时舔砖抗破碎强度随之显著降低（P＜0.05），在3%和4%时抗破碎强度增长不明显（P＞0.05）；α-淀粉添加量为1%和2%时，舔砖潮解率差异不显著（P＞0.05），添加量在 2%、3%、4%时舔砖的潮解率随之显著增加（P＜0.05）。从图2可知，随着α-淀粉添加量的增加，舔砖的比重呈下降趋势；舔砖的抗破碎强度先降低后稳定；舔砖的潮解率先降低后升高，在2%时达到最小值。说明α-淀粉的添加量在一定范围内可以控制舔砖的硬度，但对舔砖的比重影响不大，对舔砖的潮解率有极大影响。总体来看，α-淀粉添加量在1%～2%时最为合适，过高或过低都会影响舔砖的硬度和防水性能。当α-淀粉的添加量超过3%时，会影响舔砖的成型且粘连模具，给生产实践带来不便。

表5 α-淀粉对舔砖质量参数的影响

图2 α-淀粉对舔砖质量参数的影响

2.3 不同脲醛树脂添加水平对舔砖质量参数的影响

从表6可知，脲醛树脂的添加量在1%时的舔砖比重最大，与其他3个添加水平下的舔砖比重间差异均显著（P＜0.05），当添加量在 2%、3%、4%时，舔砖比重差异也不显著（P＞0.05）；但脲醛树脂的添加量在1%和2%时舔砖抗破碎强度差异不显著（P＞0.05），但随着添加比例的增加，舔砖抗破碎强度逐渐降低；脲醛树脂添加量在1%和2%时，舔砖的潮解率差异不显著（P＞0.05），当添加量增至3%和4%时，潮解率显著高于添加量为1%时（P＜0.05）。从图3可知，随着脲醛树脂添加量的增加，舔砖的比重呈降低趋势，但在2%之后差异均不显著（P＞0.05）；舔砖的抗破碎强度总体呈下降趋势；潮解率呈上升趋势。说明脲醛树脂的添加量对舔砖的硬度和防水性能有重要影响，但对舔砖的比重影响不大。总体来看，脲醛树脂的添加量为1%时舔砖效果最好，且在试验过程中未发现粘连机器的现象。

表6 脲醛树脂对舔砖质量参数的影响

图3 脲醛树脂对舔砖质量参数的影响

3 讨论

对舔砖而言，硬度、防水性能是其最重要的指标。硬度是影响舔食量的重要因素［8］。舔砖硬度过大，牲畜不易舔食，达不到补饲微量元素的效果；舔砖硬度过小，则会出现牲畜啃咬舔砖导致其微量元素中毒的现象［9］。防水性能影响舔砖的存放、使用和寿命，防水性不佳会导致其在雨天、运输以及饲喂中大量损耗，影响舔砖的使用寿命。另外，舔砖的比重决定舔砖的紧密程度，而舔砖的紧密程度在一定程度上也影响舔砖的硬度。食盐作为一种固化剂和营养成分，是营养舔砖的主要成分之一，其含量不仅决定了舔砖能否成型，而且在很大程度上决定了舔砖的硬度。最重要的是，食盐也是动物生长生产所需要的重要营养成分之一。粘合剂是舔砖能否成型的决定性因素，其本质是一种具有网状结构的物质，可以将舔砖中的其他成分牢牢固定，对舔砖的硬度及防水性有极大的影响。不同粘合剂的粘合效果有很大不同，相比我国传统的膨润土、糖蜜，α-淀粉和脲醛树脂具有粘合效果好、抗逆性强、不粘模具等优点，这也是决定舔砖能否大量生产的重要因素。

3.1 食盐对舔砖的影响

食盐的添加量可以稳定控制舔砖的比重，从而在一定程度上影响舔砖的硬度。本研究发现，当食盐添加量为45%时，部分舔砖表面有裂纹出现，可能是因为舔砖固化剂不足，其他成分无法完全附着在食盐表面。随着食盐添加量的增加，舔砖的比重、硬度、防水性能均显著增强，在食盐添加量为65%时舔砖的硬度最大，防水性能最强。但当食盐添加量超过65%时，舔砖的抗破碎强度、防水性能逐渐降低，可能因为食盐吸潮性影响了舔砖的抗破碎强度和防水性。综上所述，舔砖中食盐的添加比例为65%时最佳。

3.2 α-淀粉对舔砖的影响

粘合剂的选择是舔砖制作的关键性技术之一［10］。α-淀粉作为一种粘合剂最早是在水产饲料中使用。张兆华［11］认为，α-淀粉由于良好的粘合性和无毒无害的特点，是目前粘合剂中的佳品。且α-淀粉还具有食用味道好、容易吸收、便于储存等优点［12］。本试验发现，α-淀粉的添加对舔砖比重没有太大影响，可能是因为添加量不足5%，且其在舔砖中主要起固定其他成分的作用。但在α-淀粉添加量超过2%时，舔砖的防水性能开始降低，说明舔砖中α-淀粉的添加量超过了舔砖中其他成分需要的量，许多α-淀粉自我凝结影响了舔砖的品质。后在试验中发现α-淀粉的添加存在着轻微粘连机器模具的现象，在超过3%时尤为明显。综上所述，舔砖中α-淀粉的添加比例为1%～2%时最佳。

3.3 脲醛树脂对舔砖的影响

脲醛树脂作为一种常用的水产饲料粘合剂，在各种冷、热、湿等苛刻环境中都具有良好的稳定性，而且价格较为低廉，是粘合剂中主流的备选材料［13］。本试验发现，随着脲醛树脂添加量的增加，舔砖的比重呈降低趋势，但在2%之后差异不显著（P＞0.05），说明脲醛树脂的分子质量相比其他成分略大，对舔砖的密度有轻微的影响。舔砖的抗破碎强度总体呈下降趋势，潮解率呈上升趋势。在试验过程中，添加脲醛树脂的舔砖表面光滑，没有粘连机器的现象。脲醛树脂在舔砖制作中添加量不超过5%时，对动物的生长和生产无不利影响［14］。综上所述，舔砖中脲醛树脂的添加比例在1%时最佳。

进一步的试验应该研究在含盐营养舔砖中同时加入α-淀粉和脲醛树脂时，两种粘合剂的最优添加水平。