水產(chǎn)飼料粘合劑應(yīng)用及展望

肖 瑤 王振潔 孫濤孫汝江 劉 峰

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)煙臺(tái)研究院山東 煙臺(tái) 264670）

文獻(xiàn)綜述

水產(chǎn)飼料粘合劑應(yīng)用及展望

肖 瑤 王振潔 孫濤孫汝江*劉 峰

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)煙臺(tái)研究院山東 煙臺(tái) 264670）

水產(chǎn)飼料耐水性一直以來(lái)受到普遍關(guān)注，而粘合劑的使用對(duì)水產(chǎn)飼料的穩(wěn)定性起到重要作用。粘合劑，又稱賦形劑，主要用于改善飼料品質(zhì)，降低含粉率，保證飼料在水中長(zhǎng)時(shí)間不溶、不散，提高飼料的利用率。本文總結(jié)概述了典型水產(chǎn)飼料粘合劑，并介紹不同類別粘合劑的特點(diǎn)，以及飼料加工過(guò)程中影響粘合劑發(fā)揮作用的幾個(gè)因素。

粘合劑是水產(chǎn)飼料中特有的一種起粘合作用的添加劑，可以降低飼料成分在水中的溶失和潰散。水生動(dòng)物與陸生動(dòng)物生活環(huán)境差異決定了食物耐水性的要求不同，同時(shí)，不穩(wěn)定水產(chǎn)飼料會(huì)造成飼料資源的浪費(fèi)和水域環(huán)境的污染，也會(huì)對(duì)水產(chǎn)動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)及健康產(chǎn)生不利影響。尤其對(duì)于對(duì)蝦、蟹、鱉、鰻等具有啃食和抱食特征的養(yǎng)殖對(duì)象，邊游邊食，需要飼料在水中保持較長(zhǎng)一段時(shí)間的穩(wěn)定性。因此，粘合劑長(zhǎng)期以來(lái)作為重要的水產(chǎn)動(dòng)物飼料添加劑。下面對(duì)水產(chǎn)飼料粘合劑的有關(guān)問(wèn)題加以討論。

1 粘合劑的分類

漁用飼料粘合劑大體可以分為天然物質(zhì)和化學(xué)合成物質(zhì)兩大類，前者又可分為來(lái)源于陸生植物的、來(lái)源于海藻的和來(lái)源于動(dòng)物的。下面就每個(gè)類別中常用的粘合劑進(jìn)行介紹。

1.1 天然粘合劑

1.1.1 來(lái)源于陸生植物類—以淀粉類物質(zhì)為例 來(lái)源于陸生植物的粘合劑主要是淀粉類。市面上常見(jiàn)的淀粉類粘合劑有小麥粉、玉米淀粉、土豆淀粉、馬鈴薯淀粉等等。較為常用的有小麥粉和α-淀粉[1]。淀粉類粘合劑粘度的發(fā)揮主要與淀粉糊化度有關(guān)。一般原料中淀粉含量越高，水熱作用越充分，淀粉糊化度越高。然而從營(yíng)養(yǎng)平衡的角度來(lái)講，水產(chǎn)動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)生理及消化生理特性決定了飼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藝的重要影響。近年來(lái)，由于加工工藝的改進(jìn)，產(chǎn)業(yè)上糖源類粘合物質(zhì)已經(jīng)可以較好地保證飼料的穩(wěn)定性。

1.1.2 來(lái)源于海藻類—以海藻酸鈉為例 海藻類粘合劑有海藻酸鈉、海帶膠、瓊脂等，海藻酸鈉具有更強(qiáng)的結(jié)合力，因此最為常用，但由于其成本較高，多用于實(shí)驗(yàn)飼料中。一般好的粘合劑不溶或微溶于水，具有一定的持水性和浮率，并具有較穩(wěn)定的物理狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)表明，海藻酸鈉膠團(tuán)雖然浸潤(rùn)較慢，但能夠產(chǎn)生較強(qiáng)的抗延伸力和較高的持水率且在水中處于懸浮狀態(tài)。以上特征說(shuō)明該粘合劑膠體保形性好，對(duì)顆粒沉浮沒(méi)有影響，因此可用于制作沉性或浮性飼料[2]。

1.1.3 來(lái)源于動(dòng)物類—以明膠為例 來(lái)自于動(dòng)物的粘合劑包括魚(yú)蝦漿、明膠、幾丁聚糖等，其中明膠更易獲得，且粘合效果好。明膠是由動(dòng)物皮膚、骨、肌膜等結(jié)締組織降解而成的，可溶于熱水，不溶于冷水，可吸收相當(dāng)于其重量5～10倍的水。除了可以起到粘合作用外，還可以提供蛋白質(zhì)，具有一定的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。實(shí)驗(yàn)對(duì)粘合劑膠團(tuán)物化性能的測(cè)定結(jié)果表明，明膠膠團(tuán)遇水后迅速吸水膨脹形成顆粒膠體，但其粘滯性小，攪動(dòng)即散，在24h后顆粒膠體開(kāi)始溶失，說(shuō)明明膠具有一定的粘合性，但其性能不如海藻酸鈉[2]。

1.2 人工化學(xué)合成粘合劑

目前人工合成的粘合劑種類繁多，包括多聚脲甲醛、脲醛樹(shù)脂、木質(zhì)素磺酸鹽、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酸、各種淀粉磷酸鹽等。其中以羧甲基纖維素鈉(CMC)用途廣泛，近年來(lái)發(fā)展迅速。CMC是一種水溶性高分子纖維素醚，專門起粘合作用，沒(méi)有營(yíng)養(yǎng)作用，因此在飼料中的添加量不宜超過(guò)2%。實(shí)驗(yàn)表明，CMC膠團(tuán)的物化性能與海藻酸鈉相似，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 影響水產(chǎn)顆粒飼料中粘合劑作用效果的因素

2.1 粉碎粒度

在水產(chǎn)飼料加工中，粉碎的目的是對(duì)飼料施以機(jī)械力，減小飼料粒度，從而提高飼料利用率，有利于進(jìn)一步加工。大多數(shù)水產(chǎn)飼料中蛋白質(zhì)飼料占的比例較大，而能夠起到粘合作用的淀粉類物質(zhì)含量相對(duì)較低，這會(huì)限制其粘合作用的發(fā)揮。然而減小原料的粒度將有助于此[3]。實(shí)驗(yàn)表明，淡水魚(yú)顆粒飼料的溶失率隨原料粉碎粒度從28目增加到80目而呈遞減的趨勢(shì)；河蟹和對(duì)蝦顆粒飼料的溶失率隨著原料粉碎粒度從40目增加到120目也呈逐漸降低的趨勢(shì)，這說(shuō)明飼料耐水性與飼料原料粉碎力度成負(fù)相關(guān)[4]。淀粉經(jīng)過(guò)粉碎這一步工藝后，其粒子數(shù)大大增加，同時(shí)比表面積也隨之增加，在飼料各個(gè)組分中分布的均勻度增加，從而有更多的機(jī)會(huì)能夠粘合周圍的粒子。此外，飼料原料粉碎粒度的減小會(huì)使得成型時(shí)粉粒被壓得更緊，有利于后續(xù)的加工。

2.2 混合程度

魚(yú)蝦每次攝食的飼料只是每次生產(chǎn)的一大批飼料中很小的一部分，因此在生產(chǎn)中不僅要求準(zhǔn)確地稱量、配料，而且要求保證各種組分在整批飼料中均勻地分布。尤其是像粘合劑這樣的添加量極少卻又發(fā)揮著重要作用的組分，其混合均勻地程度幾乎決定著飼料制作的成敗。在混合過(guò)程中，雖然混合機(jī)械對(duì)物料起著混合作用，但是由于物料自身在密度、粒度、表面特性之間的差異，在運(yùn)動(dòng)時(shí)必定會(huì)發(fā)生自動(dòng)分級(jí)。這種通過(guò)自動(dòng)分級(jí)降低混合均勻度的現(xiàn)象叫做離析。因此，由于混合和離析矛盾的存在使得各種飼料原料難以達(dá)到理想完全混合狀態(tài)，一般只要求物料在混合作業(yè)后能夠達(dá)到統(tǒng)計(jì)上完全混合的狀態(tài)[3]。

2.3 調(diào)質(zhì)

（1）在飼料制作的過(guò)程中，調(diào)質(zhì)是很關(guān)鍵的一步，是對(duì)飼料進(jìn)行水熱處理，將熱干飽和蒸汽均勻地加入到混合后的粉狀飼料中。通過(guò)調(diào)質(zhì)，生淀粉得以熟化，這樣一方面提高了飼料的消化率，另一方面增加了淀粉的糊化度。調(diào)質(zhì)效果的好壞取決于調(diào)質(zhì)的水分、熱量和時(shí)間3個(gè)因素。有研究發(fā)現(xiàn)，隨著調(diào)質(zhì)溫度的提高以及調(diào)質(zhì)時(shí)間的增加，淀粉糊化度得到顯著的提高[5]。入模水分反映了調(diào)質(zhì)的強(qiáng)弱程度。雖然水分越大，淀粉糊化度會(huì)增加，飼料耐水性越好，但過(guò)高的入模水分(＞20%)會(huì)引起模孔堵塞，使生產(chǎn)出的飼料不易存放。（2）調(diào)質(zhì)使得粉狀原料軟化，從而使它們具有更大的可變性。在成型設(shè)備的擠壓下，排出粉粒之間的空氣，使其互相貼緊。由于這些具有可塑性的粒子間空隙的減小，粘合劑就能充分地粘結(jié)周邊的組分，從而使顆粒飼料的結(jié)構(gòu)更加緊密，耐水性提高。

2.4 制粒

制粒是經(jīng)水熱處理后的粉狀飼料通過(guò)機(jī)械壓縮并強(qiáng)制通過(guò)模孔聚合成型的過(guò)程。有研究發(fā)現(xiàn)，在70℃和75℃制粒溫度下，顆粒飼料的淀粉糊化度分別較制粒前提高53.66%和61.90%(P＜0.05)[5-6]。制粒的過(guò)程是在高溫、高壓下進(jìn)行的，這一過(guò)程可以使淀粉類物質(zhì)進(jìn)一步糊化，更好地發(fā)揮粘合作用，提高耐水性，降低含粉率。

2.5 成型后處理

飼料雖然已被制成顆粒，但是濕度高，在水中易散，因此還需要對(duì)其進(jìn)行處理。將制成顆粒的飼料放在一個(gè)高溫、高濕的近似密閉的箱體中，數(shù)十分鐘后，顆粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)逐漸穩(wěn)定，淀粉類物質(zhì)糊化度提高，封閉顆粒中的毛細(xì)管，從而提高飼料顆粒的耐水性[3]。

3 問(wèn)題與展望

近年來(lái)我國(guó)水產(chǎn)飼料總產(chǎn)量的大幅攀升，到2015年已經(jīng)到達(dá)5500萬(wàn)t，飼料生產(chǎn)技術(shù)及加工工藝的進(jìn)步是質(zhì)量的根本保障。保證水產(chǎn)飼料穩(wěn)定性的因素很多，近年來(lái)粘合劑本身重視度似乎有所降低。然而，作為廣義的粘合劑，淀粉類物質(zhì)等發(fā)揮粘合作用的飼料營(yíng)養(yǎng)成分對(duì)飼料物性及營(yíng)養(yǎng)作用功能的發(fā)揮和改善，以及相關(guān)理論研究仍需深入探討。其他與營(yíng)養(yǎng)無(wú)關(guān)的粘合劑作用的發(fā)揮，以及特殊飼料(微顆粒飼料、實(shí)驗(yàn)室飼料)對(duì)粘合性物質(zhì)的需求和應(yīng)用仍有重要的研究?jī)r(jià)值和探討空間。研究粘合劑最終目標(biāo)還是要解決水產(chǎn)飼料的品質(zhì)，包括營(yíng)養(yǎng)利用效率，誘食性，適口性，水穩(wěn)定性等，確保物性為前提，最終實(shí)現(xiàn)飼料功能高效發(fā)揮，粘合性物質(zhì)(營(yíng)養(yǎng)性和非營(yíng)養(yǎng)性)仍將起到關(guān)鍵性作用。

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S963.73

A

1007-1733(2016)05-0056-02

2016–03–20）

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