淺談美國(guó)進(jìn)口酒糟蛋白飼料特性與應(yīng)用

孫林郁

（通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)有限公司，上海 200233）

玉米干全酒糟（DDGS）作為采用干磨工藝的乙醇生產(chǎn)過(guò)程中最為重要的副產(chǎn)品，由于含有中等程度的蛋白質(zhì)與能量，適合用作飼料原料，并可部分用于替代飼料中的玉米粉，大豆粉和磷元素添加劑。在全球市場(chǎng)中被廣泛用于奶（肉）牛、豬、禽、水產(chǎn)等飼料中。美國(guó)作為DDGS最大消費(fèi)國(guó)，DDGS市場(chǎng)需求量十分巨大。其生產(chǎn)的DDGS有88%用于畜禽養(yǎng)殖，用于乳（肉）牛飼養(yǎng)的干全酒糟逐年持續(xù)增加；DDGS在養(yǎng)豬業(yè)中使用量增長(zhǎng)最快；DDGS在禽類(lèi)養(yǎng)殖業(yè)中雖尚待開(kāi)發(fā)，但有研究顯示DDGS是非常好的禽類(lèi)飼料原料。作為美國(guó)產(chǎn)DDGS進(jìn)口最多的國(guó)家，我國(guó)對(duì)飼料原料需求十分強(qiáng)勁。但國(guó)產(chǎn)DDGS營(yíng)養(yǎng)成分變異較大，且由于發(fā)酵前脫去玉米胚芽，導(dǎo)致產(chǎn)品脂肪以及能量含量較低。目前我國(guó)累計(jì)進(jìn)口美國(guó)產(chǎn)DDGS達(dá)238.21萬(wàn)t。因此，了解掌握DDGS特性對(duì)控制產(chǎn)品安全，促進(jìn)我國(guó)飼料產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展有著極其重要的意義。

1 美國(guó)產(chǎn)DDGS基本理化特性

美國(guó)產(chǎn)DDGS物理化學(xué)特性根據(jù)其來(lái)源不同有所差異，并影響其飼用價(jià)值和處理特性。這些指標(biāo)主要標(biāo)包括色度、氣味、顆粒度、堆積密度、流動(dòng)性、貨架期穩(wěn)定性以及吸濕性。

1.1 色度

DDGS色度范圍從淺黃色直至深棕色。不同品種玉米顆粒顏色存在差異，并影響DDGS色度。且許多品種高粱色澤為古銅色，導(dǎo)致玉米高粱混合物生產(chǎn)的DDGS色度較單純玉米加工的深[1]。酒糟漿中加入相對(duì)高比例可溶物生成的DDGS色度較深。研究顯示，可溶物分別以0、12、25及42 gal·min-1速度加入酒糟漿，隨可溶物加入酒糟漿速度提高，其色澤L*和b*降低，而a*增加。相似結(jié)果在其他研究中也有所反映[2-3]。DDGS干燥溫度范圍一般為127～621℃。干燥機(jī)溫度越高，DDGS在干燥機(jī)中時(shí)間越長(zhǎng)，最終色度就越深。

1.2 氣味

氣味與DDGS干燥加熱有關(guān)，高品質(zhì)DDGS有發(fā)酵的甜香味。過(guò)度加熱將導(dǎo)致DDGS所含營(yíng)養(yǎng)物被破壞，并產(chǎn)生燒焦味和煙熏味。

1.3 顆粒度和堆積密度

飼料原料的顆粒度及均勻度是選擇原料、生產(chǎn)配合飼料以及飼料添加劑時(shí)用來(lái)確定后續(xù)加工要求的重要指標(biāo)。顆粒度帶來(lái)的影響主要包括：營(yíng)養(yǎng)素可消化性，顆粒度越細(xì)（表面積增大，易于消化酶作用），營(yíng)養(yǎng)素消化率越高；混合效率，原料混合物顆粒度越均勻，獲得狀態(tài)均勻混合飼料的時(shí)間愈少，效率愈高；顆粒飼料質(zhì)量，通過(guò)顆粒硬度與制粒后配合飼料中粉末含量比例來(lái)定義，對(duì)以玉米-大豆粉為主的飼料，平均顆粒度較低的原料可產(chǎn)出高品質(zhì)顆粒料（含粉率較低）；堆積密度（容重）反映單位體積飼料的重量，顆粒度降低可增加容重，容重是確定運(yùn)輸車(chē)輛、船只、集裝箱、產(chǎn)品包裝的儲(chǔ)存容量的一個(gè)重要因素，直接影響運(yùn)輸和儲(chǔ)存成本，容重小的組分每單位重量運(yùn)輸儲(chǔ)存成本更高；各組分的分層程度，當(dāng)顆粒度或者容重不同的組分共同混合時(shí)，在運(yùn)輸及處理過(guò)程中各組分容易產(chǎn)生分層現(xiàn)象，顆粒度越不均勻則分層愈嚴(yán)重，高容重顆粒沉降，而低容重顆粒上升；適口性，針對(duì)不同動(dòng)物的飼料粉碎或搗碎程度也不完全相同，研磨粗糙的飼料會(huì)降低飼料的適口性，而精細(xì)研磨的粉類(lèi)飼料會(huì)減少采食量，并容易在供料器和存儲(chǔ)過(guò)程中結(jié)拱；胃潰瘍發(fā)生率，在豬飼養(yǎng)中，降低平均顆粒度實(shí)現(xiàn)DDGS在最終飼料中表現(xiàn)出的營(yíng)養(yǎng)可消化性提升，導(dǎo)致胃潰瘍發(fā)生率下降。目前豬/禽類(lèi)飼料平均目標(biāo)顆粒度為600～800μm[4]。

1.4 流動(dòng)性

流動(dòng)性指固體顆?；蚍勰┰谶\(yùn)輸過(guò)程/儲(chǔ)存容器中的流動(dòng)能力。流動(dòng)性并非物料固有特性，而是幾種相互作用因素同時(shí)對(duì)物料流產(chǎn)生影響的結(jié)果[5]。流動(dòng)性受一系列因素的協(xié)同影響，包括化學(xué)成分（如蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉和碳水化合物含量及防結(jié)塊劑的添加）、產(chǎn)品水分、粒度分布、儲(chǔ)藏溫度、相對(duì)濕度、時(shí)間、產(chǎn)品的壓實(shí)壓力分布、運(yùn)輸過(guò)程中的振動(dòng)和（或）儲(chǔ)藏過(guò)程中多種因素的綜合變化[5]。DDGS流動(dòng)性在一定條件下可能表現(xiàn)很差：由于產(chǎn)品吸潮性能，環(huán)境相對(duì)濕度＞60%時(shí)，導(dǎo)致流動(dòng)性降低。若未被充分冷卻或固化，裝載過(guò)程中易發(fā)生“凝結(jié)”或“結(jié)塊”等流動(dòng)性問(wèn)題并導(dǎo)致貨物卸載困難，特別在大宗存儲(chǔ)運(yùn)輸中將難以被客戶或運(yùn)輸商所接受。研究表明，抗剪試驗(yàn)儀是測(cè)量散裝物料力度及流動(dòng)性能的主要儀器，并可測(cè)量物料壓實(shí)度與塊體強(qiáng)度。顆粒料流動(dòng)性的另一種測(cè)量方法由Rosentrater在2006年提出，包括休止角、壓縮率、刮鏟角及均勻系數(shù)。目前流動(dòng)性改進(jìn)局限在酒精加工廠的反復(fù)嘗試中，改進(jìn)措施主要包括調(diào)節(jié)發(fā)酵的完全性、調(diào)節(jié)水分含量和改變顆粒度[5]。

1.5 貨架期穩(wěn)定性

DDGS水分含量為10%～12%，除非運(yùn)輸容器或儲(chǔ)存設(shè)施滲水，運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程中發(fā)生腐敗的可能性很小。一般而言其儲(chǔ)藏期長(zhǎng)達(dá)數(shù)月，目前尚未證實(shí)防腐和防霉劑對(duì)防止DDGS腐敗并延長(zhǎng)儲(chǔ)藏期的必要性。美國(guó)谷物協(xié)會(huì)的一項(xiàng)試驗(yàn)中，DDGS裝入集裝箱從南達(dá)科他州的酒精廠運(yùn)至一家位于北回歸線以南20公里的臺(tái)灣商業(yè)奶牛場(chǎng)，儲(chǔ)藏在有頂蓋的鐵管倉(cāng)中10周后進(jìn)行奶牛飼喂試驗(yàn)。整個(gè)過(guò)程中平均環(huán)境溫度＞32℃，平均濕度＞90%。在其到達(dá)農(nóng)場(chǎng)及10周儲(chǔ)藏結(jié)束時(shí)分別取樣測(cè)試。結(jié)果顯示其過(guò)氧化值（油脂中脂肪的酸?。┎](méi)有變化。據(jù)此推測(cè)，玉米中天然存在的抗氧化物質(zhì)含量在高溫濕熱環(huán)境中進(jìn)一步增加了。

1.6 吸濕性

潮濕環(huán)境中DDGS存儲(chǔ)過(guò)程中水分會(huì)有所上升。有試驗(yàn)表明，儲(chǔ)存期間每周隨機(jī)抽取樣品，對(duì)水分含量持續(xù)分析，其水分含量從9.05%上升至12.26%。DDGS粗蛋白質(zhì)含量在試驗(yàn)中未發(fā)生變化，也未產(chǎn)生真菌毒素。

2 美國(guó)產(chǎn)DDGS推薦測(cè)試方法

DDGS質(zhì)量指標(biāo)包括水分、蛋白質(zhì)、脂肪和纖維。傳統(tǒng)用于DDGS的測(cè)試方法基本為經(jīng)驗(yàn)方法，其結(jié)果僅是測(cè)試樣品的間接測(cè)量結(jié)果，并依賴(lài)于試驗(yàn)條件（如試劑種類(lèi)或純度、試驗(yàn)溫度、時(shí)間等）。由于不同實(shí)驗(yàn)室甚至同一實(shí)驗(yàn)室可能采用不同的DDGS測(cè)試方法，導(dǎo)致即使同一樣品的測(cè)試結(jié)果也可能不同。這種情況使得生產(chǎn)商、貿(mào)易商及最終使用者無(wú)所適從。2005年，美國(guó)乙醇協(xié)會(huì)針對(duì)此問(wèn)題組織兩個(gè)專(zhuān)門(mén)工作組從事DDGS最佳測(cè)試方法的調(diào)查、研究。

2.1 測(cè)試方法研究過(guò)程

研究針對(duì)測(cè)試方法有效性和可行性，同一實(shí)驗(yàn)室內(nèi)以及不同實(shí)驗(yàn)室間測(cè)試結(jié)果差異進(jìn)行設(shè)計(jì)。研究包括常用的測(cè)試方式、測(cè)試內(nèi)容涉及水分、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪以及粗纖維。階段一，方法有效性和可行性及實(shí)驗(yàn)室內(nèi)差異評(píng)估。從6處不同地點(diǎn)各選取5份樣品，樣品盡量與當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)產(chǎn)品保持類(lèi)似。30份樣品分別進(jìn)行測(cè)試，每個(gè)樣品測(cè)試3份。階段二，實(shí)驗(yàn)室間差異評(píng)估，使用了第一階段中的5份樣品，分別送到23家實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試，每個(gè)樣品測(cè)試2份。所有實(shí)驗(yàn)室均使用預(yù)先確認(rèn)的測(cè)試方法。

2.2 推薦測(cè)試方法

在上述研究過(guò)程，針對(duì)不同實(shí)驗(yàn)室或同一實(shí)驗(yàn)室內(nèi)采用不同測(cè)試方法的檢測(cè)結(jié)果引入變異系數(shù)（CV）進(jìn)行評(píng)估。對(duì)于不同項(xiàng)目或同一項(xiàng)目不同樣本的測(cè)試結(jié)果離散程度越小，則說(shuō)明采用的測(cè)試方法越客觀穩(wěn)定。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，DDGS質(zhì)量指標(biāo)的推薦測(cè)試方法見(jiàn)附表。

附表 推薦測(cè)試方法

2.2.1 水分

烘箱干燥法測(cè)試結(jié)果因樣品而有所不同，原因?yàn)檩^高溫度或較長(zhǎng)干燥期樣品揮發(fā)程度不同，較低溫度或較短干燥期樣品無(wú)法去除所有水分。卡爾費(fèi)休法測(cè)定飼料樣品中水含量準(zhǔn)確，但由于成本問(wèn)題導(dǎo)致大部分實(shí)驗(yàn)室不愿意使用[6]。借鑒卡爾費(fèi)休法測(cè)試精度，研究選取多種測(cè)試方法與其比較，將其差值作為比較的標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)飼料檢驗(yàn)協(xié)會(huì)（NFTA）推薦方法NFTA 2.2.2.5：通過(guò)105℃烘箱干燥3 h后樣品剩余殘基的干物質(zhì)（DM）測(cè)量，確定其水分。此方法在不同實(shí)驗(yàn)室間和同一實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果均顯示出可接受的CV值。

2.2.2 粗蛋白質(zhì)

美國(guó)分析化學(xué)家協(xié)會(huì)（AOAC）推薦AOAC 990.03（燃燒法檢測(cè)飼料中粗蛋白質(zhì)，通過(guò)熱導(dǎo)率測(cè)量在純氧中燃燒釋放的氮含量，并轉(zhuǎn)換為等效蛋白質(zhì)）和AOAC 2001.11（標(biāo)準(zhǔn)酸滴定法，將樣品與硫酸反應(yīng)生成硫酸氨，通過(guò)蒸餾綜合測(cè)量其氨含量以確定其含有蛋白質(zhì)）。這兩種方法針對(duì)DDGS測(cè)試結(jié)果均準(zhǔn)確精密，不同實(shí)驗(yàn)室間和同一實(shí)驗(yàn)室結(jié)果接近。

2.2.3 脂肪

AOAC 945.16（石油醚萃取法，測(cè)量谷物輔料中的油）作為非水解方法與其他兩種方法AOAC 2003.05/AOAC 2003.06（乙醚提取-浸沒(méi)法/己烷萃取-浸沒(méi)法）測(cè)試脂肪含量時(shí)結(jié)果一致。但不同實(shí)驗(yàn)室間對(duì)比，945.16方法CV值最低，成為DDGS脂肪推薦測(cè)試方法。

2.2.4 纖維

多種粗纖維測(cè)試方法無(wú)顯著差異，但由于其他測(cè)試方法輔料濾袋退出市場(chǎng)，而其替代品質(zhì)量表現(xiàn)出10%的相對(duì)偏離。AOAC 978.10（玻璃坩堝燒結(jié)法，對(duì)溶于1.25%硫酸及1.25%氫氧化鈉的樣品點(diǎn)火燒結(jié)，測(cè)量其干燥殘余粗纖維）成為DDGS粗纖維的推薦測(cè)試方法。

3 DDGS質(zhì)量監(jiān)控

3.1 DDGS供應(yīng)商選擇

不同工廠生產(chǎn)的DDGS產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)成分可能不同。應(yīng)使用供應(yīng)商認(rèn)可程序以選擇能夠提供符合質(zhì)量預(yù)期的DDGS產(chǎn)品供應(yīng)商。相應(yīng)措施包括DDGS產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，實(shí)地訪問(wèn)供應(yīng)商生產(chǎn)環(huán)境以評(píng)價(jià)其質(zhì)量保證措施，驗(yàn)證供應(yīng)商產(chǎn)品責(zé)任保險(xiǎn)的覆蓋范圍。

3.2 DDGS品質(zhì)規(guī)格的合同說(shuō)明

應(yīng)考慮在采購(gòu)合同中詳細(xì)說(shuō)明DDGS品質(zhì)規(guī)格要求。當(dāng)買(mǎi)、賣(mài)方極為重視營(yíng)養(yǎng)成分的精確確認(rèn)時(shí)，具體營(yíng)養(yǎng)成分的分析方法也應(yīng)明確寫(xiě)入采購(gòu)合同或相關(guān)文件中。

3.3 DDGS交付的采樣和查驗(yàn)

DDGS交付應(yīng)在物料卸貨時(shí)按照標(biāo)準(zhǔn)采樣程序，抽取代表性的DDGS樣品，確認(rèn)其是否符合質(zhì)量要求。檢驗(yàn)程序應(yīng)包括顏色檢驗(yàn)、氣味檢查、容重與顆粒度監(jiān)控。

3.4 DDGS真菌毒素監(jiān)控

DDGS中真菌毒素含量可能是生產(chǎn)用玉米原料中真菌毒素含量的3倍。因此應(yīng)考慮定期檢查DDGS中的真菌毒素含量以確保其不出現(xiàn)超標(biāo)的情況。

3.5 監(jiān)控DDGS營(yíng)養(yǎng)成分

應(yīng)向DDGS供應(yīng)商索要其每批DDGS產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)成分?jǐn)?shù)據(jù)，并按照制定的營(yíng)養(yǎng)含量標(biāo)準(zhǔn)以確保配方中使用的DDGS各項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)素含量準(zhǔn)確。

4 結(jié)語(yǔ)

由于生產(chǎn)工藝及干燥條件，不同地區(qū)產(chǎn)DDGS營(yíng)養(yǎng)成分含量及利用率不盡相同。受氨基酸平衡和粗纖維等影響，在生產(chǎn)中可部分代替豆粕，并補(bǔ)充賴(lài)氨酸等限制性氨基酸。與原料相比，由于去除淀粉和糖，其營(yíng)養(yǎng)成分（蛋白質(zhì)、脂肪、維生素）提高。美國(guó)DDGS的典型營(yíng)養(yǎng)價(jià)值為：含粗蛋白質(zhì)＞26%，粗脂肪＞10%，賴(lài)氨酸0.85%，磷0.75%。在DDGS市場(chǎng)需求和實(shí)際應(yīng)用持續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)下，使用DDGS時(shí)應(yīng)根據(jù)相應(yīng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)確切掌握其營(yíng)養(yǎng)成分組成及其優(yōu)缺點(diǎn)。通過(guò)對(duì)DDGS基本理化特性的精確控制、測(cè)試方法的選擇應(yīng)用以及全方位的質(zhì)量監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)DDGS成品質(zhì)量的全流程保障。

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