不同添加剂对高乳清粉熟化软颗粒教槽料防霉效果的影响研究

孔 迪，潘元猛，胡燚炜，范超凡，王春维，祝爱侠

（武汉轻工大学动物科学与营养工程学院，武汉市畜禽饲料工程技术研究中心，湖北武汉 430023）

近年来，乳清粉作为一种营养价值极高的饲料原料，逐渐成为仔猪教槽料中不可或缺的原料之一。饲料级乳清粉一般含有质量分数为61%～70%的乳糖和2%～12%的粗蛋白质，是早期断奶仔猪日粮中必不可少的能量来源。熟化软颗粒教槽料特有的营养特性能有效降低仔猪的断奶应激，增加断奶前后仔猪的采食量和日增重，但是由于其高水分的存在，正常存放过程中易发生霉变。因此有必要开展熟化软颗粒教槽料防霉效果的研究。

饲料霉变一直困扰着饲料生产，霉变产生的主要毒素有黄曲霉毒素B、呕吐毒素、玉米赤霉烯酮等。霉菌污染是饲料霉变的直接原因，霉菌的生长受季节气候和物料水分含量的影响。饲料储存条件不当也会导致霉菌的大量生长繁殖，添加防霉剂可有效控制饲料中霉菌的发生。目前饲料中常用的防霉剂主要分为有机酸防霉剂、有机酸盐防霉剂和复合防霉剂3 类。柠檬酸作为常用的有机酸防霉剂，具有安全和有效等优点。山梨糖醇常与丙三醇配合使用，降低物料的水活度。多聚磷酸盐、六偏磷酸盐和三聚磷酸盐等也常用作防霉剂。由于磷酸盐种类和浓度的不同，防霉的效果也不同，且不同因素之间还存在交互作用。饲料霉变一方面会降低饲料品质，另一方面会导致动物生产性能降低，重则导致动物发生疾病甚至死亡，造成经济效益的极大损失。本试验旨在研究不同添加剂对高乳清粉熟化软颗粒教槽料防霉效果的影响，为延长其储存期提供一定的试验依据。

1 材料与方法

1.1 试验日粮 自配高乳清粉熟化软颗粒教槽料基础粉料参照NRC（2012）仔猪营养需要标准和中国饲养标准进行制定，日粮配方及营养水平见表1。

表1 日粮组成及营养水平

1.2 试验材料 添加剂：丙二醇（≥99.8%）、丙三醇（99%）、磷酸氢二钠（99%）、磷酸二氢钠（98%）、复合磷酸盐（99%）、柠檬酸（≥99.5%），均为食品级添加剂，购自武汉毕思特生物科技有限公司。

高盐察式培养基：称取硝酸钠2.0 g，磷酸二氢钾1.0 g，七水硫酸镁0.5 g，氯化钾0.5 g，硫酸亚铁0.01 g，氯化钠60.0 g，蔗糖，琼脂15.0 g，加入蒸馏水1 L，搅拌加热煮沸至完全溶解，分装三角瓶，121℃高压灭菌30 min，备用。

自配复合添加剂：由软化剂及相关酶以一定比例配置而成。

1.3 试验设备 万能粉碎机（ZK-100B）购自北京中科技浩宇科技发展有限公司；制粒机（DS32）购自常州德邦干燥工程有限公司；分析天平（AL204）购自梅特勒-托利多仪器有限公司；超净工作台（JB-CJ-1FC）购自苏州佳宝净化工程设备有限公司；立式压力蒸汽灭菌器（YM75）购自上海三申医疗器械有限公司；恒温恒湿培养箱（LRH-250）购自上海一恒科技有限公司；恒温鼓风干燥箱（BC-881）购自斌诚烘箱制造厂；水活度仪（ΧZ-0178）购自上海海恒机电仪表有限公司。

1.4 试验设计 试验采用单因素试验设计，探究5 种添加剂对饲料中水活度、水分含量、霉菌总数以及表观评价的影响。5 个处理组包括I 型添加剂组（由丙二醇及丙三醇按一定比例配制）、II 型添加剂组（由磷酸二氢钠和磷酸氢二钠按一定比例配制）、III 型添加剂组（由复合磷酸盐按照一定比例配制）、I 型复合添加剂组（II型添加剂和III 型添加剂按一定比例配制）、II 型复合添加剂组（由I 型添加剂、I 型复合添加剂和柠檬酸按一定比例配制）和空白组。添加剂配制见表2。

表2 不同添加剂处理组的基本组成

试验原料的制备：分别称取基础粉料1 kg，与添加剂（按照粉状高乳清粉教槽料质量百分比设定添加剂比例）均匀混合。分别设为I 型添加剂组（I 单组）、II 型添加剂组（II 单组），III 型添加剂组（III 单组）、I 型复合添加剂组（I 复合组）、II 型复合添加剂组（II复合组）、未加添加剂组（空白组），每组设6 个重复，共36 个样品。设定螺杆转速为320 r/min，调质温度为132℃，水的添加量为20%，进行制粒。并测定在不同时间段各个样品的水活度、水分含量、霉菌总数以及饲料表观的变化。

1.5 测定指标及方法 利用水活度仪对各组饲料的水活度进行测定。水活度计算公式：Aw=P/P=ERH/100。其中，P 为饲料在密闭容器中达到平衡状态时的水蒸气分压；P为在同一温度下纯水的饱和蒸气压；ERH（Equilibrium Relative Hunidity）是饲料样品周围的空气平衡相对湿度。

饲料中水分含量按照《饲料中水分的测定》（GB/T 6435-2014）进行测定，利用烘箱测定各组高乳清粉熟化软颗粒教槽料的水分含量，其中烘箱温度设置为105℃。

各组高乳清粉熟化软颗粒教槽料中的霉菌总数依据《饲料中霉菌毒素测定方法》（GB/T 13092-2006）进行测定。根据《饲料采样》（GB/T 14699.1-2005）对试验样品进行采样并粉碎，接着用四分法进行取样，并通过无菌操作制备1:10 的样品稀释液，并通过1:10 的比例将上述稀释液稀释成1:100 及1:1000 的稀释液。样品培养基制备，分别吸取上述稀释液于灭菌培养皿中，每个稀释度作3 个培养皿，然后将凉至45℃左右的高盐察式培养基注入平皿中，充分混合，待凝固后，倒置于28℃恒温培养箱中，3 d 后开始观察，并观察培养1 周。霉菌总数（CFU/mL）=同稀释度的所有培养皿的霉菌平均数×稀释倍数。

感官评价指标：各组高乳清粉熟化软颗粒教槽料放入自封袋中，于温度28℃，湿度60%的恒温恒湿的环境中储存42 d，在不同时间段观察各组饲料色泽的变化，并评定饲料气味的变化，以及饲料结块和粉化程度的感官指标。

1.6 统计分析 采用SPSS 20.0 统计软件对数据进行单因素方差分析（One-Way ANOVA），平均值进行Duncan's 多重比较。试验数据以平均值±标准差形式表示，以＜0.05 作为差异显著性判断标准。

2 结果与分析

2.1 不同添加剂对高乳清粉熟化软颗粒教槽料水活度的影响 根据图1 所示，高乳清粉熟化软颗粒教槽料的水活度为空白组＞II 单组、III 单组＞I 复合组＞I 单组＞II 复合组（＜0.05）。II 复合组和I 单组的水活度低于其他组（＜0.05），并且水活度低于0.8；空白组的水活度高于其他组（＜0.05）。

图1 不同添加剂对高乳清粉软颗粒教槽料水活度的影响

根据表3 所示，各组的高乳清粉熟化软颗粒教槽料随着储存天数的增加，饲料中的水活度呈现先下降，然后不变的趋势，并且各组之间的水活度有显著性差异。

表3 储存期对不同添加剂组水活度的影响

2.2 不同添加剂对高乳清粉熟化软颗粒教槽料水分含量的影响 根据图2 所示，不同添加剂对高乳清粉熟化软颗粒教槽料的水分含量有不同的影响，各组的水分含量均呈现先减少后增加的趋势。空白组中的水分含量降低速度最快，其次为II 单。I 单的水分含量降低最缓慢，II 复合中的水分含量以较慢的速度降低。

图2 不同添加剂对高乳清粉软颗粒教槽料水分含量的影响

2.3 不同添加剂对高乳清粉熟化软颗粒教槽料霉菌总数的影响 根据表4 所示，在储存期内，各试验组的霉菌总数均低于同期空白组（＜0.05），随着储存期延长，各组间的霉菌总数差异更加显著。储存7 d 时，II 复合组和I 单组的霉菌总数低于其他组（＜0.05），II 单组和I 复合组无显著差异。储存14 d 时，II 复合组、I 单组和III 单组中霉菌总数低于其他组（＜0.05），II 单组和I 复合组无显著差异。储存21 d 时，II 复合组的霉菌总数低于其他处理组（＜0.05）；I 复合组、I 单组和III 单组中霉菌总数低于II 单组（＜0.05）。储存28 d 时，II 复合组和I 单组中的霉菌总数低于其他组（＜0.05），III 单组和I 复合组中低于II 单组（＜0.05）。储存35 d 时，II 复合组和I 单组中的霉菌总数无显著差异，II 复合组中的霉菌总数最低（＜0.05），II 单组最高（＜0.05）。储存42 d 时，II 复合组的霉菌总数低于I 单组除外的其他组（＜0.05），I 单和I 复合组低于III 单和II 单（＜0.05），III 单组霉菌总数低于II 单组（＜0.05）。

表4 不同添加剂对高乳清粉软颗粒教槽料霉菌总数的影响 ×104CFU/g

2.4 不同添加剂对高乳清粉熟化软颗粒教槽料感官指标的影响 根据表5 所示，在储存7、14 d 及21 d 时，各试验组中的高乳清粉熟化软颗粒教槽料均未出现霉变现象，也未散发出霉味。储存28 d 时，II 单组和空白组中的高乳清粉熟化软颗粒教槽料表面显灰色，没有饲料本身的光泽，且饲料散发出淡淡的霉味；其他组饲料均正常。储存35 d 时，II 单组和空白组中的高乳清粉熟化软颗粒教槽料出现霉斑，并且伴随饲料结块，霉味特别浓重；III 单组和I 复合组中的饲料香味变淡，且夹杂着霉味，有部分小饲料块；其他组中的饲料正常。储存42 d 时，各试验组中的高乳清粉熟化软颗粒教槽料均出现霉变、霉斑及白色菌丝，饲料光泽变淡。

表5 高乳清粉软颗粒教槽料的感官评价

3 讨 论

3.1 不同添加剂及储存天数对高乳清粉熟化软颗粒教槽料水活度的影响 水活度代表物料中能够被微生物和生化反应利用的这部分水，可理解为样品中可以发生水合作用的水分的量，类似于游离水。饲料中的水活度受多因素影响，过高的水活度给予霉菌等微生物适宜的生长环境，从而导致饲料发生霉变。当基质物料中水的迁移速度和分布降低时，其水活度也会相应的降低。霉菌等各类微生物的生长与水活度的紧密联系主要体现在临界点上，当微生物所处环境的水活度高于临界点，其能迅速繁殖，若低于临界点时，其生长速度则十分缓慢乃至停止，霉菌繁殖的水活度临界点为0.8。

本研究中，高乳清粉熟化软颗粒教槽料的水活度普遍低于0.86，可能是由于高乳清粉中的高乳糖增大了饲料黏度，同时阻止了组分之间的转移，降低水的迁移速度从而降低水活度，导致饲料中能被微生物利用的游离水变少。与此同时，糖类也可以通过氢键作用与水结合，阻碍水分子的运动，降低体系中自由水含量。水活度越高，含游离水越多，但水分高的物料，水活度不一定高。因此在饲料加工过程中加入一些亲水性物质，在保证饲料水分的同时能有效控制饲料水活度，不同亲水性物质对降低水活度的效果也不尽相同。

本试验中，不同添加剂对于饲料中的水活度有着不同影响，但都对水活度有一定的降低效果，其中I 型添加剂和II 型复合添加剂的效果较优。I 型添加剂的主要成分为丙二醇和丙三醇，II 型复合添加剂的主要成分为丙二醇、丙三醇、柠檬酸及复合磷酸盐，2 种添加剂都能将高乳清粉熟化软颗粒教槽料中的水活度降低至0.8及0.8 以下，且II 型复合添加剂略优于I 型添加剂，说明丙二醇、丙三醇及复合磷酸盐之间可能存在一定的协同效果。丙三醇与脂肪和蛋白质结合增强了基团的极性，把部分自由水转为束缚水，从而降低水活度；复合磷酸盐有螯合金属离子和解离肌动球蛋白的作用，能提高保水效果，降低饲料中的游离水，因此两者协同降低水活度的作用比单一的水活度降低剂更有优势。

有研究指出，物料在储存过程中，随着储藏期增长，物料中的水活度先降低后上升。本研究中，高乳清粉熟化软颗粒教槽料的水活度随着储存期增长呈先降低后不变的趋势，这与上述结果不同，原因可能是本试验中水活度测定周期不够长，只能呈现前期的变化规律。

3.2 不同添加剂及储存天数对高乳清粉熟化软颗粒教槽料水分及霉变情况的影响 饲料中的水分是改善饲料适口性和饲料成型的关键因素，游离水能被微生物所利用，结合水则不能。当饲料中的非水物质与水氢键键合牢固时，这部分水分也不会被微生物所利用，当饲料中游离水含量过高时，饲料会发生霉变。对饲料中水分的把控直接关乎着饲料品质的好坏。有研究指出，饲料原料中的水分随着储存时间的增加呈先降低后上升趋势。同时有研究指出，牛、羊全价颗粒饲料的水分在储存初期保持平衡，30 d 后呈上升趋势。本试验中，各试验组中的高乳清粉饲料的含水量随着储存期延长呈现先降低后上升的趋势，原因可能是在储存前期，物料中的水分会以水蒸气的形式散发出去，从而含水量降低，到储存后期，微生物大量繁殖并利用有机物生成了水，导致了后半段水分含量上升。与此同时，有研究指出，水分含量降低速度缓慢一定程度上表明水活度降低剂具有良好的保水作用。本研究中，I 型添加剂组中饲料水分含量降低最缓慢，其次则是II 型复合添加剂，说明这2 种添加剂对饲料有一定的保水效果且效果优于其他试验组中添加剂。

在霉菌总数测定试验中，空白组的霉菌总数最高，试验组霉菌总数都有不同程度地降低。其中II 型复合添加剂组中的霉菌总数数量最低，其次是I 型添加剂组，而II 型添加剂组霉菌总数偏高。结果表明，低的水活度可以抑制微生物生长，降低霉菌数量。与此同时，最先观察到空白组和II 型添加剂组的饲料发生霉变的迹象，而II 型复合添加剂组和I 型添加剂组的饲料最后观察到霉变发生。

4 结 论

本试验表明，在高乳清粉熟化软颗粒教槽料制备过程中加入不同添加剂都能对其水活度的降低和防霉起到不同程度的促进作用，其中II 型复合添加剂效果最优，其次为I 型添加剂。