糖蜜尿素營養(yǎng)舔塊成型及質(zhì)量參數(shù)的影響研究

趙仲茜 馮宇哲 劉書杰 張曉衛(wèi) 王萬邦

自20世紀80年代以來，糖蜜尿素營養(yǎng)舔塊廣泛用于60多個國家和地區(qū)，被農(nóng)民們親切地稱為“牛羊的巧克力”[1－2]。我國自20世紀80年代末開始研制和應(yīng)用牛羊復(fù)合營養(yǎng)舔塊,多年來,我國畜牧工作者進行了大量的有關(guān)營養(yǎng)舔塊生產(chǎn)工藝設(shè)備和飼喂奶牛、肉牛、綿羊、水牛等方面的試驗,取得了不少新的進展[3]。聯(lián)合國糧農(nóng)組織也曾把舔塊技術(shù)作為向全世界發(fā)展中國家推廣的五種技術(shù)范例之一。舔塊作為反芻動物廉價的補充飼料取得了良好效果。

隨著我國牛羊飼養(yǎng)數(shù)量逐年增加，營養(yǎng)舔塊的應(yīng)用也越來越廣泛，其成型配方及質(zhì)量參數(shù)深入研究也受到了重視。本試驗旨在對糖蜜尿素營養(yǎng)舔塊的成型及質(zhì)量參數(shù)進行研究，以保證高質(zhì)量營養(yǎng)舔塊在高原反芻家畜生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用與推廣。

1 材料和方法

1.1 原料、設(shè)備及工藝流程

1.1.1 試驗原料

糖蜜、尿素、食鹽、玉米粉、菜籽粕、麥麩、石粉、膨潤土、水泥、預(yù)混料（主要為微量元素和復(fù)合維生素）。

1.1.2 儀器設(shè)備

舔塊壓制使用南通鍛壓設(shè)備有限公司YQ 32-315G四柱液壓機，公稱力為3 150 kN。硬度測定使用深圳市新三思材料檢測有限公司生產(chǎn)的微機電液伺服萬能材料試驗機。

1.1.3 工藝流程

原料粉碎→稱量→攪拌、混勻→添加糖蜜→攪拌、混勻→加壓、成型→固化→包裝。

壓制過程中保壓時間為1 s，成品舔塊為圓柱形，直徑為20 cm，重量為5 kg。

1.2 試驗設(shè)計及測定指標

1.2.1 試驗設(shè)計

共設(shè)4個試驗，采用完全隨機化因子試驗設(shè)計，每個處理設(shè)有3個重復(fù)樣。舔塊基礎(chǔ)配方參照美國NRC(1996)肉牛營養(yǎng)需要和《青海省牛、羊營養(yǎng)舔塊企業(yè)為標準》而制定?；A(chǔ)配方為：糖蜜20%，尿素8%，食鹽10%，玉米粉 14%，菜籽粕6%，麥麩 6%，石粉3%,固化劑30%（膨潤土、水泥），預(yù)混料3%。

試驗一：在不同壓強條件下，壓制基礎(chǔ)配方的營養(yǎng)舔塊,24 h后觀測相關(guān)指標,分析不同壓強條件對營養(yǎng)舔塊成型及質(zhì)量參數(shù)的影響，進而確定舔塊壓制時的適宜壓強。壓強大小設(shè)定為2、3、4 MPa三個水平。

試驗二：在試驗一確定的適宜成型壓強基礎(chǔ)之上，進行不同固化時間對營養(yǎng)舔塊質(zhì)量參數(shù)的影響研究。

試驗三：進行不同固化劑組成對營養(yǎng)舔塊成型及質(zhì)量參數(shù)的影響研究。設(shè)定30%的固化劑中膨潤土和水泥的添加比為0和30%、5%和25%、10%和20%、15%和15%、20%和10%、25%和5%、30%和 0。

試驗四：進行營養(yǎng)舔塊中糖蜜、麥麩、尿素不同添加水平對其成型及質(zhì)量參數(shù)的影響研究。本試驗中當一個組分添加水平發(fā)生改變時，其變化幅度（減小量或增加量）平均分配到其他各組分的添加水平上。設(shè)定糖蜜添加水平為18%、20%、22%；麥麩添加水平為4%、6%、8%；尿素添加水平為 5%、10%、15%。

1.2.2 測定指標及方法[4]

將壓制成塊的舔塊脫模后，根據(jù)試驗設(shè)計要求，在室溫下固化一定的時間，準確稱重（g）、測定舔塊高度（cm）和直徑（cm）。

舔塊密度（g/cm3）=某時間點質(zhì)量（g）/同一時間點體積（cm3）；

舔塊膨脹率(%)=(膨脹后直徑-成型時直徑)/成型時直徑；

舔塊硬度用抗破碎強度(kg/cm3)表示。根據(jù)試驗設(shè)計在不同的時間點用萬能試驗機做舔塊抗破碎試驗。

1.3 統(tǒng)計分析

采用SAS9.0軟件中的單因素方差分析及Duncan's多重比較法進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 壓強大小對營養(yǎng)舔塊成型及質(zhì)量參數(shù)的影響（見表 1）

表1 壓強大小對營養(yǎng)舔塊成型及質(zhì)量參數(shù)的影響

由表1可以看出，隨壓強的增大，硬度逐漸下降，裂紋也逐漸增多。裂紋可能是舔塊配方中谷物籽實、餅粕類成分經(jīng)過高壓力擠壓,出模迅速膨脹的結(jié)果。壓強在2 MPa時,舔塊成型效果最好,硬度最大，由此將2 MPa壓強確定為整個試驗期壓制舔塊的壓強。

2.2 固化時間對營養(yǎng)舔塊質(zhì)量參數(shù)的影響（見表2）

表2 固化時間對舔塊密度、膨脹率的影響

由表2中結(jié)果可知,固化時間對壓制后舔塊的硬度、密度、膨脹率都有顯著影響(P＜0.05)。隨固化時間的延長,硬度逐漸上升，到144 h后,舔塊硬度趨于恒定。24 h后,舔塊硬度略微下降,可能是舔塊在此期間膨脹所導致的,48 h后,硬度持續(xù)上升,可能是舔塊中某些成分之間起了化學作用。隨固化時間的延長,舔塊直徑增加,膨脹率有所提高(P＜0.05),固化72 h后,密度和膨脹率出現(xiàn)小的波動,此現(xiàn)象與參木有(2004)的研究結(jié)果相吻合,原因可能與舔塊水分蒸發(fā)散失導致體積縮小有關(guān)。本試驗結(jié)果表明在此基礎(chǔ)配方和壓強條件下,舔塊適宜固化時間為72～96 h。

2.3 固化劑組成對營養(yǎng)舔塊成型及質(zhì)量參數(shù)的影響（見表 3）

由表3可以看出，舔塊硬度隨固化劑添加水平不同，硬度呈現(xiàn)二次曲線趨勢，膨潤土水平為20%時，硬度最大，同時膨潤土含量高于20%時，舔塊出現(xiàn)裂紋，說明膨潤土的添加量存在 “閾值”，本試驗中閾值為20%。隨著膨潤土水平的提高，密度逐漸下降。膨脹度也呈現(xiàn)二次曲線趨勢。參木有[5]報道，與膨潤土添加水平為5%的舔塊相比，膨潤土添加水平為10%和15%的舔塊直徑和厚度、膨脹度均顯著下降(P＜0.01)。本試驗與其報道基本一致。膨潤土不僅含有十幾種動植物需要的常量元素和微量元素，還可以起到“分子篩”的作用，促進畜禽生長發(fā)育。

表3 固化劑組成對營養(yǎng)舔塊質(zhì)量參數(shù)的影響

2.4 糖蜜、麥麩、尿素添加水平對營養(yǎng)舔塊成型及質(zhì)量參數(shù)的影響(見表4、表5、表6)

表4 糖蜜添加水平對舔塊質(zhì)量參數(shù)的影響

由表4可知，隨糖蜜添加量的增加，舔塊硬度、密度逐漸增加（P＜0.05），膨脹度逐漸減?。≒＜0.05）。說明糖蜜的添加量可以控制舔塊的硬度及膨脹率。雖然糖蜜添加量為22%時，硬度最大，膨脹度最小，但是由于糖蜜含量高，發(fā)生模具粘結(jié)現(xiàn)象，造成生產(chǎn)不便，所以舔塊最佳糖蜜添加量為20%，此結(jié)果與李海利試驗結(jié)果一致。但有報道[6]糖蜜添加水平為50%時舔塊依舊可以成型，由于糖蜜過多，粘性大，生產(chǎn)不便等原因，本試驗并未做更高添加水平的糖蜜試驗。

表5 麥麩添加水平對舔塊質(zhì)量參數(shù)的影響

由表5可以看出，舔塊硬度、密度與麥麩的添加量呈負相關(guān)（P＜0.05），膨脹度則呈正相關(guān)（P＜0.05）。麥麩添加水平為4%時，舔塊表面光滑，無裂紋，當麥麩水平為6%和8%時，舔塊出現(xiàn)裂紋，并且膨脹度加大，影響舔塊質(zhì)量。李海力[7]研究表明，營養(yǎng)舔塊中麥麩最大添加量不能超過4%，否則會出現(xiàn)裂紋，與本試驗結(jié)果相一致。

表6 尿素添加水平對舔塊質(zhì)量參數(shù)的影響

由表6可知，尿素添加量在5%和10%時，營養(yǎng)舔塊硬度表現(xiàn)為差異不顯著（P＞0.05），但與尿素添加量15%均表現(xiàn)為差異顯著（P＜0.05），尿素添加水平越高，舔塊成型時粘性越大，容易粘結(jié)模具，且舔塊易返潮，固化時間長。尿素添加水平越高舔塊密度越大、直徑膨脹度越小，且膨脹度越大營養(yǎng)舔塊越易產(chǎn)生裂紋。所以確定尿素最適添加量為10%。

3 小結(jié)

本試驗研究結(jié)果表明，制做糖蜜尿素營養(yǎng)舔塊時，適宜的壓強大小為2 MPa，適宜的固化時間為72～96 h，且營養(yǎng)舔塊固化劑組成中膨潤土與水泥比例為20%∶10%時效果最好。

營養(yǎng)舔塊的成型及質(zhì)量還受其組分中糖蜜、麥麩、尿素等因素的影響，通過本試驗研究發(fā)現(xiàn)，糖蜜尿素營養(yǎng)舔塊中糖蜜、麥麩、尿素、固化劑的適宜添加水平分別為20%、4%、10%、30%時，營養(yǎng)舔塊的成型及質(zhì)量均表現(xiàn)為良好，即其配方為：糖蜜20%，尿素10%，食鹽10%，玉米粉14%，菜籽粕6%，麥麩4%，石粉3%，固化劑30%（膨潤土20%、水泥10%），預(yù)混料3%。