馮祖云 王 慧
(1.芷江縣洞下場鄉(xiāng)農(nóng)業(yè)服務(wù)中心 419100;2.唐人神集團(tuán)股份有限公司,株洲412000)
維生素是畜禽維持正常生長繁殖所必需但需求量非常少的一類小分子有機(jī)物, 雖然畜禽本身對(duì)維生素的需求少,但是卻是不可或缺的。如果畜禽體內(nèi)缺乏了某種維生素, 就可能會(huì)引起畜禽的機(jī)體代謝紊亂,對(duì)畜禽的生長、生產(chǎn)性能都有很大的影響。 機(jī)體往往不能合成或合成的量不足以滿足動(dòng)物自身的需要而需要從飼料中獲得, 或者提供其先體物,它們參與細(xì)胞內(nèi)超過30 種以上的代謝反應(yīng),是三羧酸循環(huán)和檸檬酸循環(huán)的必需物質(zhì)。大多數(shù)維生素含有不飽和鍵和羥基等復(fù)雜的對(duì)化學(xué)敏感的組分,極易被氧化或還原,因此維生素被認(rèn)為是預(yù)混料中最不穩(wěn)定的成分, 維生素會(huì)與預(yù)混料中的金屬離子等發(fā)生反應(yīng), 而預(yù)混料又多處在空氣和光照充足的環(huán)境中, 這些因素的作用使預(yù)混料中的維生素更容易失去活性。 并且在飼料加工過程中, 各種物理化學(xué)因素也會(huì)對(duì)維生素產(chǎn)生破壞作用,在飼料貯藏過程中,許多維生素也會(huì)遭到不同程度的破壞。
各種維生素對(duì)環(huán)境因素的敏感性也不同,維生素A 對(duì)外界理化因素都很敏感;維生素B6屬于水溶性維生素;維生素B2又叫核黃素,在酸性溶液中穩(wěn)定,耐熱,但易被堿和紫外線所破壞,具有可逆性的氧化還原性;煙酰胺又名維生素PP 或維生素B3,其結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定,不會(huì)輕易被酸堿以及水分等破壞,對(duì)環(huán)境因素都不敏感,在所有維生素當(dāng)中結(jié)構(gòu)相對(duì)來說是最穩(wěn)定的。 大多數(shù)維生素的穩(wěn)定性遭到破壞, 幾乎都是幾種條件同時(shí)作用才產(chǎn)生的。
維生素穩(wěn)定性的影響因素非常多, 常見的比較典型的有濕度、溫度、微量元素礦物質(zhì)等,但是這些影響因素的作用, 基本都是隨著時(shí)間的變化而逐漸顯現(xiàn)的。孫美玲等研究發(fā)現(xiàn),貯藏時(shí)間對(duì)維生素B2、B6和煙酰胺活性影響極顯著。 在25℃的條件下貯存維生素預(yù)混料, 結(jié)果發(fā)現(xiàn)其中維生素每個(gè)月的損失率大約是14%左右。 如果飼料保存時(shí)間超過三個(gè)月, 那么飼料中的生物素、 維生素B12、 葉酸等較不穩(wěn)定的維生素的損失率可能會(huì)達(dá)到10%-15%。 時(shí)間對(duì)維生素穩(wěn)定性是有影響的,隨著時(shí)間的延長, 所有的維生素都或多或少的損失著, 而損失的多少是依維生素本身的穩(wěn)定性而定的。
水分是影響飼料中維生素穩(wěn)定性的最主要因素。 在低濕的環(huán)境中,就算飼料貯存很長的時(shí)間,飼料中維生素的存留率還是很高; 如果在高濕環(huán)境中,即使飼料的貯存時(shí)間不長,對(duì)于穩(wěn)定較差的維生素來說,其存留率還是會(huì)很低。 有研究表明,1%蛋雞預(yù)混料保存一個(gè)月,水分含量越高,維生素A 的損失越快; 在低濕和高濕條件分別貯藏一年后,煙酰胺存留率均很高,維生素B1在低濕條件下存留率較高,但在高濕條件下貯存21 天后僅剩48%。 這是由于高水分會(huì)造成維生素微?;|(zhì)軟化,氧氣在基質(zhì)表面的滲透性增加,加速了維生素的氧化變性及氯化膽堿、 微量元素和其他化學(xué)反應(yīng)對(duì)維生素的破壞作用, 水溶性較好的B 族維生素,在水分高的情況下,由于表面溶解更容易受到損害。 預(yù)混料中水分來源一部分是載體和原料中的水分,另一部分是在加工、貯存過程中從外界環(huán)境吸收的水分,水分過高時(shí),均會(huì)破壞維生素的穩(wěn)定性。 環(huán)境以及載體和原料中含水量過高均會(huì)引起飼料PH 值改變,加速氯化膽堿、微量元素和其他化學(xué)反應(yīng)對(duì)維生素的破壞作用, 導(dǎo)致維生素在貯藏過程中的效價(jià)降低, 因此預(yù)混料中水分含量一般不應(yīng)超過7%。
Ammerman 等試驗(yàn)表明, 貯存溫度對(duì)維生素穩(wěn)定性的影響也是比較顯著的,總本來說,水溶性維生素的熱穩(wěn)定性不如脂溶性維生素好。 貯存溫度較高時(shí),維生素的穩(wěn)定性會(huì)更容易遭到破壞,這是因?yàn)榫S生素熔點(diǎn)低,易受高溫影響,且高溫可為氧化還原反應(yīng)提供能量, 加快了維生素的破壞速度。 高溫還會(huì)使預(yù)混料中的硫酸鹽失去部分結(jié)晶水,增加預(yù)混料的水份,特別是高溫、高濕對(duì)維生素?fù)p失尤為嚴(yán)重。 研究表明,預(yù)混料在室溫(18-20℃)條件下貯存三個(gè)月后,維生素E 的含量幾乎無變化,貯存一年后,維生素E 的存留率為96%,但是貯存于30℃的條件下的時(shí)候, 維生素E 的存留率卻僅剩34%。 VA 在不同條件下貯藏3 個(gè)月,低溫低濕條件下存留率是88%, 高溫低濕條件下86%,高溫高濕條件只有2%。 以上研究表明,大部分維生素對(duì)溫度敏感,隨著溫度升高,溫度對(duì)維生素的破壞作用越來越大,其中,水溶性維生素受溫度影響更大。
微量元素是影響飼料中維生素穩(wěn)定性的一個(gè)不可忽視的因素,在預(yù)混料中,由于維生素和微量元素的濃度都很大, 因此微量元素對(duì)預(yù)混料中維生素的損失造成了很大影響。 而微量元素的添加形式對(duì)維生素的影響程度是不同的。 不同的微量元素在氧化作用能力大小上也有差異, 并且分子結(jié)構(gòu)不同,作用大小也有差異,銅,鐵和鋅是最活潑的,而錳和硒則是惰性最大的,在對(duì)維生素的影響上兩者有顯著的差異。 游離金屬離子是最活潑的, 而目前飼料生產(chǎn)中常添加的微量元素多為無機(jī)形式,通常為硫酸鹽的形式,而硫酸鹽形式對(duì)維生素的穩(wěn)定性的影響要大于其它形式的微量元素。然后是碳酸鹽,氧化物,最后是螯合微量元素,因?yàn)樗荒苷T發(fā)游離基的產(chǎn)生。 崔洪超等等研究證明,在飼料中,大多數(shù)的礦物元素是以硫酸鹽的形式添加的,它們?cè)陲暳现惺请x子狀態(tài),作為誘導(dǎo)劑氧化維生素,破壞維生素的穩(wěn)定性。孔凡科等研究發(fā)現(xiàn),添加銅源能夠顯著增加維生素A、維生素D 及維生素E 的損失率, 五水硫酸銅對(duì)維生素D的破壞作用顯著大于堿式氯化銅, 堿式氯化銅對(duì)維生素E 的破壞作用極顯著大于五水硫酸銅。
載體是影響維生素穩(wěn)定性的非常重要條件,載體偏于酸性或偏于堿性都有可能影響維生素的穩(wěn)定性,一般載體的pH 在6-8 之間較為合適。 如果畜禽飼料中的載體的水分過高或者吸濕性太強(qiáng)就會(huì)更容易使畜禽飼料結(jié)塊從而導(dǎo)致維生素的含量損失。試驗(yàn)證明,載體加入的比例越大維生素越穩(wěn)定。 玉米芯或稻殼作為稀釋劑時(shí)畜禽飼料中維生素的損失率相對(duì)較低,而且穩(wěn)定性也較好,但是當(dāng)稀釋劑是高粱以及玉米籽實(shí)的時(shí)候, 畜禽飼料中維生素的穩(wěn)定性就相對(duì)較差,損失率偏高,這可能是由于高粱和玉米籽實(shí)中的脂肪含量較高易發(fā)生脂肪氧化酸敗,從而破壞了維生素的穩(wěn)定性,所以在生產(chǎn)維生素時(shí)多選用脂肪含量低的稀釋劑。
配合飼料的生產(chǎn)過程主要包括混合、制粒、膨化和冷卻等,在這些過程中的加工時(shí)間、溫度、摩擦以及加工過程中對(duì)飼料產(chǎn)生的壓力等都會(huì)影響維生素的穩(wěn)定性。有實(shí)驗(yàn)顯示,分別將粉料和顆粒飼料在相同條件下貯存三個(gè)月, 粉狀飼料中維生素A 在低溫環(huán)境下的存留率是50%, 但是在高溫環(huán)境下的存留率是39%; 而顆粒飼料中維生素A在低溫環(huán)境下的存留率是65%, 但是在高溫環(huán)境下的存留率是20%。這表明,粉料中的維生素耐高溫,而顆粒飼料中的維生素耐低溫。在加工和貯存過程中,使用開放式的容器,會(huì)不斷有水汽和空氣的侵入,造成維生素效價(jià)的損失,對(duì)維生素穩(wěn)定性的影響較大; 但是在密閉式的容器中貯存能為飼料營造出與空氣隔絕的環(huán)境, 這樣的話就能有效減少容器中水汽的混入, 所以密閉式容器對(duì)維生素穩(wěn)定性的影響較小, 因此這樣的貯存方式會(huì)使畜禽飼料中維生素的損失率很低。
除了以上等我們熟知的因素會(huì)對(duì)飼料中維生素穩(wěn)定性產(chǎn)生影響以外,抗氧化劑、光照、pH、脂肪酸敗、氯化膽堿、維生素自身結(jié)構(gòu)等其他因素也會(huì)影響維生素的穩(wěn)定性。程忠剛等試驗(yàn)證明,在光照的環(huán)境下很多飼料中的維生素都會(huì)受到較大的破壞作用。氯化膽堿具有較強(qiáng)的吸水性和堿性,對(duì)其他維生素有破壞作用, 這種作用與微量元素協(xié)同表現(xiàn)更加強(qiáng)烈,其中VK、VB1、VB6,和泛酸、生物素對(duì)氯化膽堿很敏感。 一些藥物也能影響某些維生素的穩(wěn)定性, 如氨丙琳抗VB1, 磺胺增效劑抗葉酸。加工制作維生素時(shí),液態(tài)維生素?fù)p失要小于固態(tài)維生素。 陳擎等研究證明,混合預(yù)混料的pH 對(duì)維生素本身的穩(wěn)定性影響是顯著。 不同形式的維生素結(jié)構(gòu)不同以及在商品化加工的過程中穩(wěn)定化處理的方式不同, 導(dǎo)致了維生素對(duì)外界環(huán)境因素的敏感程度不同,在脂溶性維生素中,以酯的形式存在的維生素要遠(yuǎn)比以醇形式存在的維生素穩(wěn)定,醇類的羥基對(duì)氧化作用極其敏感。生育酚醋酸酯的穩(wěn)定性明顯優(yōu)于純生育酚。在1994 年進(jìn)行的一項(xiàng)試驗(yàn)中,對(duì)復(fù)合預(yù)混料(含氯化膽堿)中維生素A 的穩(wěn)定性進(jìn)行了考察,結(jié)果發(fā)現(xiàn),在相對(duì)濕度為50%的條件下貯藏一個(gè)月和三個(gè)月后, 用交聯(lián)膠加以保護(hù)的維生素A 損失速度明顯小于非交聯(lián)膠加以保護(hù)的產(chǎn)品。 維生素經(jīng)過不同的商品化加工處理后, 通??梢愿纳凭S生素在貯藏過程中的穩(wěn)定性。 選擇較穩(wěn)定的維生素原料可有效地減少維生素在生產(chǎn)貯藏過程中的損失, 使得在設(shè)計(jì)配方時(shí)可以考慮降低其保險(xiǎn)系數(shù)。
維生素貯存于干燥、低溫、避光的環(huán)境中,濕度應(yīng)控制在70%以內(nèi),啟封后立即使用。盡量減少預(yù)混料或配合飼料的貯存時(shí)間, 維生素預(yù)混料一般要求在1 個(gè)月內(nèi)用完,最長不得超過3 個(gè)月。選擇較穩(wěn)定的維生素原料,使用中性、低脂、含水低,不易結(jié)塊的載體和稀釋劑,如果制成復(fù)合預(yù)混料,超量添加常用維生素, 超量幅度VA 為15%~25%,VD 為5%~15%,VE 為10%,葉酸為10%。一般全價(jià)飼料中,維生素超量添加幅度在5%~10%。在維生素預(yù)混料中加入適量抗氧化劑可減緩維生素的氧化作用,保持其效價(jià)。
綜上所述,影響維生素穩(wěn)定性的因素很多,主要與貯存壞境、生產(chǎn)加工、預(yù)混料中微量元素以及維生素原料相關(guān)。要想提高維生素的穩(wěn)定性,需從多個(gè)方面出發(fā),結(jié)合實(shí)際,盡量減少各個(gè)因素對(duì)維生素效價(jià)的影響。
參考文獻(xiàn)(略)