液体饲料的添加与应用

  張海軍１ 譯， 程宗佳２ 校（ １﹒中國農業科學院飼料研究所， 北京 １０００８１﹔ ２﹒美國大豆進出口協會， 北京 １００００４）



    任何适合飼喂給動物并且其液体介質中含有一种或多种成份或添加劑的物質都可稱為液体飼料添加劑。液体飼料添加劑可以根据其組成成份的可溶性特征，或最終產品的使用目的，分成許多种類，而不同种類之間最基本的差別是所添加的組分或原料在水中的溶解性不同。通常所說的液体添加劑產品是指其組分和添加劑以液体為載体﹔ 与此不同， 触變或者懸濁液， 在其配方中是利用非溶性添加劑或成份配合懸濁成份（ 如粘土或樹膠等） 來達到形成均一產品的目的。

     液体飼料及添加劑的生產不同于干飼料。有關粘性、凝膠作用、泡沫、不穩定性和組分之間的變异作用等問題的部分原因是由于組分在水介質中發生理化反應引起的， 這些反應大部分是酸鹼和成鹽反應。糖蜜的凝膠作用 （含糖蜜比例較大的液体添加劑或大量糖蜜的自發凝膠化） 是由于加入磷酸并置于溫熱環境， 形成磷酸鈣和鎂的結晶格所致。阻止此類反應發生的典型方法是在加入磷酸前加入硫酸，從而使其形成較多的可溶性硫酸鹽。在制作液体飼料過程中，所涉及到的其它反應包括添加物質的ｐＨ值差异較大和成鹽反應 （不一定有气体產物釋放）。在某些情況下，反應生成的酸鹽与体系中的水發生水合作用， 可以導致產品的物理特性發生改變。液体添加劑生產商通過調整原料的加入順序和混合工藝來減少中和反應終端產物的干扰，其中包括使用緩沖劑（如﹕氫氧化鈉和無水氨）。液体成份中的部分碳水化合物，在有熱量或混合物中存在含氮物的情況下， 相互之間很容易發生反應，其中最基本的反應包括﹕高溫水解、焦糖化反應和美拉德反應（即非　褐變反應）。因此，生產商在保存、混合條件

和加樣順序上應格外小心， 以避免以上反應的發生，而影響組分的營養价值。

    飼喂動物有限的液体飼料已有多年歷史。在 ２０世紀 ５０ 年代初， 出于成本的考慮， 同時結合有關非蛋白氮允許使用劑量的規定，人們對非蛋白氮的應用做了大量研究。高劑量尿素可以通過溶于液体載体而添加到動物日糧中， 這樣還可以保証其均勻地分布在飼料中。當使用尿素、磷酸、抗生素、維生素

或添加藥物時，往往使用甘蔗糖蜜作為載体。最初只是在制作某些配方時遇到了一些問題，但在大規模生產上，使用其它載体和添加不同成份時，這些問題就變得复雜了。所以， 充分了解所用物質特性和各組分間的相互作用十分必要。

    下面對各种成份做簡要討論， 以便于大家對各組份的复雜特性及其互作有所了解。關于液体添加劑中的成份及組成、使用和生產等詳細說明可參考美國飼料工業協會（ ＡＦＩＡ， １９９０） 。

    １ 液体載体

     液体載体分類的依据是來源、加工方法及其使用壽命。除了可以作為添加成份的載体或媒介以外， 它們也是很好的能量來源。

    碳水化合物類的液体載体包括甘蔗糖蜜、精煉糖蜜、甜菜糖蜜、柑橘糖蜜、玉米糖蜜（ 二聚分子） 、高粱糖蜜、半纖維素滲出物（ Ｍａｓｏｎｅｘ） 和壓縮發酵的玉米抽提物。此外， 其它類型的載体包括乳清、亞硫酸鹽、魚溶物以及其它液体副產物。

    在稀釋狀態下，可溶性碳水化合物和單糖容易發酵導致可利用能量損失。濃縮后，它們對抗發酵和微生物攻擊的能力增強﹔但是隨著固体的增多，粘性迅速增加。粘性也与溫度有關， 低溫時操作遇到的問題比較多。大多數產品含有不同數量的不溶于水的碳水化合物、极小纖維、粘土顆粒和非碳水化合物复合物。作為一种混合物， 這些組分相互之間具有明顯的互溶性， 并且在其濃縮時的作用更顯著。

    這些复雜的混合物往往具有相當的緩沖作用 （ 當改變或穩定其 ｐＨ 時需要的酸或鹼的量比溶液中只有標准酸或鹼時需要的量大）。

    某些碳水化合物具有形成凝膠的趨勢， 這与水合作用（如﹕果膠）有關。通常情況下， 這种不期望的凝膠形成与濃度、ｐＨ、溫度、電解質和攪動等條件的相互作用有關。改變任何一种或所有的條件， 就可能破坏凝膠的形成。然而， 某些情況下凝膠 （如樹脂） 形成得非常牢固， 即使改變條件對其影響也很小。某些凝膠本質上是触變的（即攪動時是流動的，一旦停止攪動又返變成凝膠）。

    一些碳水化合物的混合物中含有數量不等的蛋白質， 這也會導致凝膠体的形成， 并出現泡沫。實際上， 消防材料就是通過在水中加入少量的蛋白質以使形成的泡沫穩定化。因此可以通過改變 ｐＨ 值或使用蛋白水解　和消泡沫劑， 來降低或控制泡沫的形成。葉輪混合時， 當空气進入液体中形成漩渦會有泡沫產生﹔ 用泵抽吸時， 泄出的液体撞擊接收液体的表面也會有泡沫形成。

    通常， 當磷酸加入到含有碳酸鈣和氫氧化鈣的粘性液体載体中時， 會形成穩定的泡沫和凝膠。粘性液体會結合釋放的二氧化碳， 形成不溶性的水合磷酸鹽后粘性進一步增加。可以將不同的載体混合以降低粘性、泡沫和凝膠形成。然而， 評价這些作用時需要根据确切的配方制作數加侖的混合物做試驗。

    ２ 液体飼料添加劑的常用成份

    液体飼料添加劑依据具体的飼喂需要可以包括許多成份。以下我們主要討論常用成份。

    ２﹒１ 非蛋白氮

    非蛋白氮主要包括以下几种﹕

    銨鹽﹕ 醋酸銨、重碳酸銨、碳酸銨、乳酸銨、多磷酸銨、丙酸銨、琥珀酸銨、硫酸銨、磷酸二銨﹔氨基化合物﹕ 乙　胺、丁　胺、甲　胺、丙　胺、琥珀　胺﹔其它﹕ 尿素、氨水、縮二　。

    這些氮源中， 硫酸銨、多磷酸銨和尿素具有商業价值。合理使用尿素作為非蛋白氮來源已經被人們所接受， 并且其在液体飼料添加劑中的使用量比其它氮源都高。尿素常常以各种濃度的結晶片狀和其它多种濃縮液形式存在。在干物質基礎上， 尿素含有 ４２％￣４５％的氮， 根据抗結塊添加劑的量不同， 相

當于 ２６２％￣２８７％的粗蛋白質。１ 磅（ ０﹒４５４ ｋｇ） 尿素的氮含量相當于 ６ 磅蛋白含量為 ４４％的豆粕。

    尿素具有一些特殊的性質。它是一种弱的基質， 容易与磷酸形成鹽類， 并且与磷酸鈣也會形成复合鹽。同時， 它也會和某些多糖發生反應形成复合物。當加熱溫度高于其沸點， 尿素將轉變成一种更難溶的含氮复合物———縮二　。當溶于水時，這种反應是吸熱的（ 發生反應時溶液溫度降低） 。溶解的尿

素如果在高溫下保存會緩慢分解， 這將導致由于氨气揮發而帶來的氮損失。游离的氨經常會形成泡沫。對尿素進行濃縮會形成結晶， 并且在低溫狀態下會析出溶液。

    某些無机銨鹽， 比如多磷酸銨和磷酸二銨， 雖然可提供氮源， 但由于受到日糧中磷需要量的制約，它們的使用量也受到限制。

    ２﹒２ 天然蛋白質

    在過去的几年內， 液体飼料添加劑配方中天然蛋白的使用量逐漸增加。如果將可降解和非降解（過瘤胃） 的天然蛋白添加到液体飼料中飼喂牛， 都可改善生產性能， 但需要對這些蛋白源提供的過瘤胃氨基酸的量進行控制。對天然蛋白從高降解性到高過瘤胃性依次排序為﹕ 玉米漿、濃縮糖蜜漿、玉米蛋白粉、羽毛粉和血粉。

    一些大學的研究已經表明， 過瘤胃蛋白添加于液体飼料飼喂生長牛時能夠提高飼料效率和日增重。利用現代懸浮科技， 過瘤胃蛋白液体飼料可以滿足牛對必需氨基酸的需要。此外， 商業形式的分离氨基酸和／或羥基類似物都已出現， 可以在液体飼料中使用。

    ２﹒３ 磷

    在飼料配方构成中， 必須加入磷鹽或磷酸以保証合适的磷水平。由于結合態的磷其形式和結构具有多樣性， 因此磷的化學性質也較复雜， 溶解性、ｐＨ值以及与其它物質（ 如﹕ 鈣、鐵及鎂） 的反應能力也各不相同。比如， 磷酸可以与一些鈣复合物形成不溶性的鹽類， 而一些多磷酸鹽与鈣反應后形成的复合物則可以溶解。在某些情況下， 如碳水化合物作為載体時， 使用磷酸將會導致粘性降低， 有時還會形成凝膠。

    ２﹒４ 鈣

    鈣（ 二价形式） 是日糧中的必需成份， 并且可能是液体飼料中最難增加其濃度的物質。鈣源有碳酸鈣（ 石粉） 、硫酸鈣（ 石膏） 、氯化鈣、醋酸鈣、葡萄糖酸鈣和骨粉。

    上述鈣源在溶解性、鈣含量、利用率及在体系中的反應能力有差別， 并且會形成不溶性的复合物， 導致沉淀物和凝膠形成。當含有不溶性鈣時， 配方中應添加懸浮劑。

    ２﹒５ 微量元素

    日糧中有時需要添加錳、鋅、鎂、鉀、鐵、銅、鈷和碘等， 但通常情況下， 這些物質的添加量不超過０﹒８％。載体本身的礦物質含量也需要考慮在內， 以相應調整微量元素的添加量。微量元素可以可溶性的氯化物或硫酸鹽的形式添加， 也可以不溶性的形式在懸浮類型的体系中使用。在實際過程中， 磷与微量元素常常會發生反應而導致溶解性改變。几乎所有的有机或螯合微量元素都存在商品形式， 它們

    ２﹒６ 抗生素

    為了預防和控制疾病以及促進生長和改善飼料效率， 飼料中常常添加抗生素。使用時， 需要仔細檢查這些物質与液体飼料中其它組分混合的穩定性，以及在液体飼料中的消除時間， 需要就這些問題与供應商仔細核實。在許多情況下， 管理部門都對液体飼料供應商制定了特殊的規定， 并要求其提供穩定性的試驗數据。

    ２﹒７ 維生素

    通常， 脂溶性維生素 Ａ、Ｄ、Ｅ 也添加在液体飼料中。水溶性維生素（ 如 Ｂ 族維生素） 一般加入初生犢乳牛開食料中， 用以抵抗疾病和誘導盡早開食。在生產商提供的材料中都會涉及到有關維生素在液体飼料中如何使用及其穩定性的內容。

    ２﹒８ 脂肪

    脂肪添加到液体飼料中需要經過特殊的處理（ 均質化） ， 使用乳化劑或表面活性劑并嚴格控制 ｐＨ 值。

    ３ 液体飼料添加劑的使用

    液体飼料添加劑可以与加工過的谷物及其它原料混合而配制成全混日糧， 或者噴洒于奶牛、育肥牛或綿羊料槽內的草料或谷物上。當然也可以采用自由飼喂（如放到舔磚槽中飼喂草地放牧、草原放牧、茬地放牧動物或飼喂小麥地放牧動物）。這种飼喂方式的便捷性很受牧民歡迎。在設計上， 舔磚飼喂有時可以限制采食量， 但是并非确實可靠的。為防止過度采食液体精料， 充足的粗料供給是必需的。

    反芻動物可以适應瘤胃微生物將尿素轉變成蛋白質的過程， 而菌体蛋白可被動物進一步消化吸收。然而， 瘤胃微生物區系需要逐漸适應這种轉化。瘤胃微生物可以利用干性或液体飼料中的任何非蛋白氮源。

    瘤胃微生物將尿素氮轉變成菌体蛋白時需要提供能量。因此， 為了充分利用含有大量非蛋白氮的添加劑， 除了添加劑本身具有能量外， 還需提供足量的可消化能。使用含有非蛋白氮的添加劑（ 固体或液体） 如果不能提供足夠的能量， 將會使得過量的氮從尿中排出。

    對飼喂非蛋白氮動物的合理管理， 包括定期（ 如每周或每二周） 對草原、草地、茬地或小麥的狀況進行評估， 以确定飼喂的粗料是否能夠提供充足能量。當草原、草地、茬地或小麥質量下降時， 需要提供額外能量。這可以通過飼喂谷物、補充草料、青貯料或將動物轉移到其它地區來實現。

    無論是液体或固体飼料， 只要配方制作、生產和飼喂正确合理， 都可以滿足動物的需要。所以， 選擇某种飼料時通常的考慮不是本身的“營養性”， 而更多的是考慮飼喂体系的物理特性。

    液体飼料添加劑与固体飼料添加劑相比具有以下优點﹕

    １） 為顧客提供极大的便利， 減少由于運輸顆粒、塊狀飼料或濃縮草料而需要的勞力。

    ２） 糖蜜可掩蓋尿素的苦澀味。長期以來， 人們已經認識到糖蜜可改善适口性， 因此固体非蛋白氮添加劑中添加糖蜜可以改善其适口性。

    ３） 動物對液体飼料中磷利用率較高， 而固体飼料中磷的利用率可能較低。

    ４） 飼料損失減少。顆粒、塊狀飼料和濃縮草料在草地或草原放牧時有不同程度的損失。

    ５） 動物采食更容易。液体飼料在各個時段都可獲得， 這對幼小或攻擊性不強的動物有益， 當定期提供顆粒、塊狀料或濃縮草料時它們不易獲得飼料。

    液体飼料添加劑也有以下缺點﹕

    １） 動物有時會采食過多液体添加劑。當草地或草原不能放牧時才喂給液体飼料或者在剛開始飼喂時未加控制， 會出現過多采食﹔ 當結冰或暴風雪來臨時草料缺乏， 缺少飲水時也會出現過度采食液体飼料。

    ２） 盡管糖蜜是一种良好的能量來源， 可是當能量供應不充足時非蛋白氮也得不到充分利用。除了液体飼料本身的能量以外， 其它的額外能量應當補充， 這可通過放牧、額外補充草料或者谷物來達到。

   ３） 由于糖蜜是制糖工業的副產物， 其組成可因批次不同而變异。其它的液体副產物也有類似的情形。因此， 顧客和經銷商應該注意這些差异以免在混合時發生問題。

    ４） 設備費用和設備折舊是問題。液体飼料的生產和儲存需要罐、泵和管道系統， 而固体飼料可能用不著這些設備。舊的油罐或類似容器不可再使用，

因為以前所盛物品可能有毒性。

    ５） 在運輸、貯存及使用時， 要注意分級沉淀或者其它不穩定的問題的發生。大多數的維生素和動物藥品在液体飼料中的穩定性很好， 但有一些是有時間限制的。沉淀的問題可通過添加懸浮劑來解決， 這种方法在形成触變体的配方中使用很廣泛， 但會增加費用﹔ 分級的問題也可通過添加懸浮劑得到控制， 但這類添加劑（ 如莫能菌素） 在運輸和使用時必須攪動。

    ６） 液体飼料的便利性可能會使飼養者忽略了對動物的定期觀察。而定期觀察動物對預防管理中出現問題或發生損失是非常重要的。

    除了以上問題， 如果管理不當， 尿素的毒性問題也會出現。中毒可以是急性的， 也可以是無症狀的，如病牛精神興奮、呼吸厚重、流涎和／或小便頻數。在此階段， 需要提供充足的飲水， 以防止病牛中毒。如果動物不能飲水， 需要通過胃管按照 ０﹒５-１ 加侖／１００ 磅体重（ 約 ５￣１０ Ｌ／１００ ｋｇ 体重） 的量灌水。肌肉震顫、虛脫和痙攣是嚴重中毒最后階段的症狀， 一旦出現這些症狀通常會很快死亡。

    飢餓和口渴的動物与管理良好的動物相比， 前者對氨中毒更敏感。按 ２２ ｇ 尿素／１００ 磅体重通過瘤胃　管灌注， 即可引起中毒症狀。１ 磅 ３２％的添加劑就相當于 ５０ ｇ 尿素 （ 如果所有的蛋白值都來自尿素） 。１ 頭 ６００ 磅（ ２７２﹒４ ｋｇ） 的動物在不到 １ ｈ 內攝入

５ 磅（ ２﹒２７ ｋｇ） 這种添加劑就會發生氨中毒。

    ４ 質量保証工序

    關于良好質量保証工序，應該從收到飼料原料就應開始對其進行評价。液体飼料添加劑有許多厂家提供，就像固体商品飼料一樣品种繁多，必須在州飼料控制中心注冊。相應地，它們也必須符合國家和聯邦標簽法的規定，必須遵守分析標准的要求。不管何种飼料，終端產品的生產都應在相似的控制和操作之下進行﹕特异的配方、配方中各成份的精确測定﹔每批的記錄和証明材料、帶有正确使用指南的准許出貨的標簽， 在上述資料的基礎上， 形成一套良好的針對原料、產品和配方評估和再評价的留樣体系。

    液体飼料原料和終端產品使得自身質量保証体系開展相對簡單。具有儀器設備的簡單實驗室即可對終端產品進行“實驗室批次”評定， 也可在大規模生產產品前對其化學、物理特性進行評估。營養性感官評定包括對成份、產品的顏色及操作特性進行視覺和嗅覺評定。手持式折射計可用來估算原料或產品中的液体和固体成份的百分比， 對二者進行比較并建立它們的正常值。對原料和產品的 ｐＨ 值進行測定是一种簡單和重复性好的方法， 它可保証特定的酸以合适的比例加入混合物中。粘性測定是反應物理操作特性的快速、准确指標。利用液体比重計和／或“比重杯”進行特异的比重測定， 可以對收到的原料如糖蜜和尿素溶液進行標准化， 也可作為每批產品正确与否的參考指標。

    ５ 混合与裝卸

     

    圖 １ 所示的是典型的液体飼料厂流程圖。此外，還需要產品儲藏罐和液体循環泵。工厂設計時需要考慮的還包括二級污染測定尤其是對原料酸和脂肪成份的存放地點以及裝載和操作位置。典型的操作包括﹕原料的散裝貯存、原料運送至混合設備的工具（分离泵／管道或干性原料用攪龍）、傳輸量的測定（最常用的是比重測定， 不過更精确的比重測定設備也存在） 、低添加劑量的原料（比如批次操作時需要預先稱重并手動加入的原料） 輸送入混合机的工具（成品循環線的引出或小型鏟斗式提升机）、混合（慢速短槳葉式設計到高速剪切力渦輪式， 泵循環，和空气噴射法）、最后是大宗成品的庫存。自動和半自動計量控制以及整套手工操作系統都提供有商業應用指南。

    盛裝糖蜜、液体尿素和脂肪的罐車可能需要加熱盤管。熱的原料比冷的原料更容易運送和混合。如果在最終產品中需要的某种原料是液態的或者脂肪需要乳化， 那么混合物及原料溫度的控制對最終產品的均一性就至關重要。操作工應密切關注糖蜜加熱過度的問題， 因為這种加熱過度的焦糖可以粘結在管道或泵上， 并且在過高溫度貯存時溶液中的尿素也會發生分解。產品罐車中的循環泵除了再攪拌的功能之外， 也可在送出貨物時使用。

    依据所用配方不同， 表面活性劑或其它助混劑都有助于混合均勻。對于一個新的配方，應該在小的試拌台上進行試驗，以核查可能出現的變化。每批產品都要留樣，用來檢查粘性和ｐＨ值，并且儲存檢查礦物質或其它成份的沉淀或分級。如果穩定性存在問題，應盡量縮短在厂內和客戶所在地的存放時間是明智之舉。

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