飼料霉變品質(zhì)變化及其評(píng)價(jià)指標(biāo)探

tony2005428

霉變是造成飼料和食品大量浪費(fèi)的世界性危害，近年來，全球多發(fā)的自然災(zāi)害（如暴雨、洪澇災(zāi)害、干旱和霜凍），加上經(jīng)濟(jì)的全球化使谷物和飼料中霉菌和霉菌毒素的污染有加重的趨勢(shì)。根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織估算，全世界每年大約有5%～7％的糧食、飼料等農(nóng)作物產(chǎn)品受霉菌污染，霉變所造成的糧食和飼料經(jīng)濟(jì)損失可達(dá)數(shù)千億美元。我國(guó)一些地區(qū)，尤其是南方地區(qū)，飼料霉變問題相當(dāng)嚴(yán)重。
1 飼料霉變后的品質(zhì)變化
1.1 霉變后霉菌及其毒素的污染
    霉菌污染是飼料中最突出的微生物污染，據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，飼料霉菌的感染率幾乎為100％，帶菌量超過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的約有50％，污染飼料的霉菌主要有曲霉菌屬、青霉菌屬、鐮刀霉菌屬、毛霉菌屬，其次還有枝孢霉菌屬、交鏈霉菌屬、共頭霉屬、梨頭霉屬、擬青霉屬、木霉屬、根霉屬等，這些霉菌中大部分在適宜的溫度、濕度、pH值條件下都會(huì)產(chǎn)生對(duì)人和家畜有危害的霉菌毒素。對(duì)亞太地區(qū)霉菌毒素污染研究表明，最為嚴(yán)重的毒素種類有黃曲霉毒素、赭曲霉毒素、橘霉毒素、T－2毒素、嘔吐毒素、串珠鏈孢菌素和玉米赤霉烯酮（Deviries J W等，2002）。對(duì)我國(guó)各地玉米、蛋白飼料、全價(jià)飼料中霉菌毒素抽樣檢測(cè)，并考慮美國(guó)FAO（1988），歐盟、世界衛(wèi)生組織（1991）及國(guó)家有關(guān)部門建議得出我國(guó)飼料霉菌毒素污染最為嚴(yán)重的是嘔吐毒素、煙曲霉毒素和玉米赤霉烯酮。不同飼料原料中霉菌毒素污染的情況不同，玉米（能量飼料）中以嘔吐毒素、煙曲霉毒素和玉米赤霉烯酮較重，而蛋白類飼料中則以嘔吐毒素、煙曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、黃曲霉毒素和T－2毒素的污染較重。
1.2 霉變對(duì)飼料適口性的影響
    微生物在飼料中生長(zhǎng)繁殖，使飼料發(fā)生一系列的生化變化，造成飼料品質(zhì)變劣的現(xiàn)象稱為霉變。飼料霉變后會(huì)失去原有的味道，脂肪酸度升高，營(yíng)養(yǎng)成分破壞，適口性下降。微生物本身散發(fā)出來的氣味可被飼料吸附，這種霉味很難消除。飼料原料發(fā)霉往往伴隨害蟲的繁殖，害蟲活動(dòng)的代謝物、分泌物進(jìn)一步使得飼料原料品質(zhì)惡化，產(chǎn)生變色、變味、變臭、潮濕、結(jié)塊、霉?fàn)€、帶毒等一系列的劣變。而且組成飼料的各種有機(jī)成分在微生物的分解作用下，生成許多刺激嗅覺和味覺的物質(zhì)，如高水分的飼料在通風(fēng)不良條件下進(jìn)行儲(chǔ)藏時(shí)，由于飼料中的碳水化合物被微生物發(fā)酵利用，便產(chǎn)生一些酸和醇，使飼料帶酸味和酒味。嚴(yán)重霉變的飼料，其中的蛋白質(zhì)被微生物分解產(chǎn)生氨、氨化物、硫化物、硫化氫；有機(jī)碳化合物被分解產(chǎn)生各種有機(jī)酸、醛類、酮類等，這些物質(zhì)都具有強(qiáng)烈的刺激性，產(chǎn)生異味與異臭，從而嚴(yán)重影響適口性。
1.3 霉變對(duì)飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的影響
    霉菌中的孢霉菌自身不僅不制造營(yíng)養(yǎng)，而且常通過分泌多種酶分解飼料養(yǎng)分供其生長(zhǎng)繁殖。因此，被霉菌污染的飼料，營(yíng)養(yǎng)成分含量和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值大大降低。另外，霉菌消耗營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的同時(shí)產(chǎn)生大量的熱量，使飼料中蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物和維生素發(fā)生變化。N.Paster和N.Lisker(1982)報(bào)道，在高濕度條件下儲(chǔ)藏，脂肪的含量顯著降低，而脂肪酸的比率、維生素E、胡蘿卜素、黃色素和蛋白質(zhì)的含量變化都不顯著。Beasley等（1980）發(fā)現(xiàn)，仔雞飼喂接種過青霉菌屬霉菌的飼糧后腹瀉率較對(duì)照組增加，生長(zhǎng)速率較對(duì)照組降低。齊德生等（1999）報(bào)道，霉變豆粕氣味不良,蛋白質(zhì)溶解度下降,霉菌總數(shù)可大幅度升高,但粗蛋白含量、粗纖維含量、過氧化物值、有效酸度及揮發(fā)性鹽基氮含量無明顯改變,黃曲霉毒素B1含量升高不顯著。陳喜斌等（2003）研究表明：隨著豆粕中霉菌的生長(zhǎng)，豆粕的蛋白質(zhì)溶解度在逐漸降低，霉菌增長(zhǎng)與蛋白質(zhì)溶解度降低有較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)性；隨著霉菌的生長(zhǎng)，豆粕的粗脂肪含量在逐漸減少，霉菌增長(zhǎng)與粗脂肪含量降低有較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)性；霉菌生長(zhǎng)對(duì)豆粕的粗蛋白含量和脲酶活性指數(shù)沒有顯著影響。陳喜斌等（2004）對(duì)霉變飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值影響又進(jìn)行研究，表明霉變豆粕粗蛋白含量雖然沒有明顯改變,但蛋白質(zhì)溶解度呈線性下降,總氨基酸含量顯著下降,其中必需氨基酸受到的影響明顯大于非必需氨基酸。在所測(cè)的17 種氨基酸中,蛋氨酸、賴氨酸、丙氨酸、異亮氨酸受到影響最大,含量下降最多,總能僅在霉菌數(shù)超過8萬個(gè)/g才顯著下降。霉變也明顯改變營(yíng)養(yǎng)成分的利用率。這個(gè)研究表明,雞對(duì)豆粕干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)利用率都隨著豆粕中霉菌數(shù)的增加而下降,尤其是霉菌數(shù)達(dá)到14萬個(gè)/g,下降極為顯著(P<0.05)；在豆粕中霉菌含量超過8萬個(gè)/g時(shí),總氨基酸平均利用率、必需氨基酸平均利用率下降極為顯著(P<0.01)，其中丙氨酸、蛋氨酸、賴氨酸、胱氨酸下降最多。丁斌鷹（2001）的研究結(jié)果還表明，隨著霉變程度的增加,豆粕的氫氧化鉀溶解度顯著減少(P<0.05),粗蛋白變化不明顯(P>0.05)。霉菌數(shù)與豆粕氫氧化鉀溶解度變化有較強(qiáng)的相關(guān)關(guān)系(P<0.01)。
    飼料中的大部分霉菌都具有很強(qiáng)的淀粉分解能力，如曲霉菌屬、青霉菌屬、根霉屬和毛霉菌屬的多種霉菌具有淀粉酶，可以將淀粉分解。一些細(xì)菌，主要是芽孢桿菌屬和梭狀芽孢桿菌屬，如枯草芽孢桿菌和淀粉梭狀芽孢桿菌等，也能使淀粉分解，這些微生物最終將淀粉分解為酒精和醋酸，既使飼料發(fā)生酸味，又降低了飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。另外，飼料在存儲(chǔ)期間微量元素不會(huì)發(fā)生較大的變化，而維生素則會(huì)發(fā)生一定量的流失，流失的程度主要取決于飼料中飽和脂肪酸的含量。
2 飼料霉變程度的評(píng)價(jià)
2.1 感官評(píng)價(jià)
    飼料質(zhì)量感官鑒別就是憑借人體自身的感覺器官，具體地講就是憑借眼、耳、鼻、口、唇、舌頭和手，對(duì)飼料的質(zhì)量狀況作出客觀的評(píng)價(jià)。也就是通過用眼睛看、鼻子嗅、耳朵聽、用口品嘗和用手觸摸等方式，對(duì)飼料的色、香、味和外觀形態(tài)進(jìn)行綜合性的鑒別和評(píng)價(jià)。感觀變化是反映飼料霉變的重要特征之一。應(yīng)用感官手段來鑒別飼料的質(zhì)量有著非常重要的意義。飼料氧化酸敗后，往往會(huì)在顏色、氣味、組織狀況上發(fā)生一系列的變化。酸敗油脂往往顏色變褐或變綠，出現(xiàn)渾濁或絮狀物，并且常常帶有辛辣、脂化和腐敗等不良?xì)馕?，用手觸摸時(shí)有濕和粘滑等感覺。通過感官指標(biāo)來鑒別飼料是否霉變，不僅簡(jiǎn)便易行，而且靈敏度高，直觀而實(shí)用。但是感官鑒別能否真實(shí)、準(zhǔn)確地反映客觀事物的本質(zhì)，除了與人體感覺器官的健全程度和靈敏程度有關(guān)外，還與人們對(duì)客觀事物的認(rèn)識(shí)能力有直接的關(guān)系。只有當(dāng)人體的感覺器官正常，又熟悉有關(guān)飼料霉變的基本常識(shí)時(shí)，才能比較準(zhǔn)確地鑒別出飼料霉變的程度。
2.2 水分含量和水分活度
    水分可能是控制微生物對(duì)食品破壞的最重要因素之一(Chirife J和Buera MD，1996)。但是這種以重量百分率來表示飼料中的水分含量，不能準(zhǔn)確地反映飼料中能夠被微生物利用的實(shí)際含水量，自從Scott 1957年提出水分活度（water activity）的概念以來，人們?cè)谘芯渴称放c飼料中水分與微生物的關(guān)系問題時(shí)，已經(jīng)越來越多的開始采用水分活度來表示。飼料的水分活度（簡(jiǎn)稱Aw），是指在相同溫度下的密閉容器中，飼料的水蒸氣壓與純水蒸氣壓之比。陳喜斌等（2003）研究表明，隨著霉菌的生長(zhǎng)，豆粕的含水量逐步增加，在初始水分為16％以下時(shí)，在試驗(yàn)的前兩周內(nèi)豆粕的含水量小幅下降，然后是曲線上升，這可能是在水分含量較低時(shí)，霉菌生長(zhǎng)較慢，同時(shí)利用一部分水分為代謝所用，但是當(dāng)豆粕含水量很高時(shí)，從一開始霉菌生長(zhǎng)就十分迅速。就水分活度而言，隨著飼料的存儲(chǔ)，水分活度值不斷的增加，但是現(xiàn)在對(duì)這項(xiàng)研究報(bào)道不多，尚需要進(jìn)一步的研究證實(shí)。
2.3 飼料中營(yíng)養(yǎng)成分含量
    通常在儲(chǔ)存期，飼料中的粗蛋白和純蛋白的含量沒有顯著的變化，而且有可能略微增加。在儲(chǔ)存時(shí)，脂肪酶分解脂肪而產(chǎn)生游離脂肪酸及甘油，尤其當(dāng)溫度和濕度很高時(shí)，最易發(fā)生腐敗，而且霉菌中的脂化活動(dòng)較強(qiáng)，為脂肪酶的主要來源，使得飼料在存儲(chǔ)期間粗脂肪的含量顯著的減少。在飼料儲(chǔ)藏期間，飼料中的微生物也可以分解飼料中的淀粉，使得淀粉的含量降低，因此，飼料中的粗脂肪含量和淀粉含量有可能作為飼料霉變的評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。
2.4 霉菌總數(shù)和霉菌毒素
    霉菌總數(shù)是反映飼料霉變的客觀指標(biāo)，在合適的溫度、水分含量、水分活度條件下，飼料中的霉菌在其對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期和穩(wěn)定生長(zhǎng)期內(nèi)會(huì)大量的繁殖和生長(zhǎng)。在這個(gè)階段，霉菌總數(shù)可以作為指標(biāo)來評(píng)價(jià)飼料的霉變程度。但是，霉變的飼料中霉菌總數(shù)并不總是超標(biāo)。當(dāng)霉菌大量生長(zhǎng)和繁殖時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，高溫造成了飼料中水分蒸發(fā)轉(zhuǎn)移和霉菌孢子的死亡；另外當(dāng)霉菌生長(zhǎng)到一定階段處于衰亡期時(shí)，飼料中的霉菌總數(shù)也會(huì)大量減少，因此，用霉菌總數(shù)來評(píng)價(jià)飼料的霉變程度并不合理。齊德生（1999）研究還表明，霉變豆粕外觀雖然霉變嚴(yán)重，但是黃曲霉毒素B1含量增加并不顯著，也不宜用黃曲霉毒素B1含量來評(píng)價(jià)豆粕霉變的程度，至于霉變飼料中其它霉菌毒素的種類和含量是否可以作為評(píng)價(jià)指標(biāo)來評(píng)價(jià)飼料霉變尚需進(jìn)一步的研究和證實(shí)。
2.5 過氧化值
    飼料在儲(chǔ)藏的過程中，其中的油脂在脂肪酸酶、微生物和空氣中氧氣的作用下產(chǎn)生過氧化物。過氧化物是油脂變質(zhì)過程中的中間產(chǎn)物，是油脂酸敗的初期標(biāo)志。過氧化物進(jìn)一步氧化分解，最后分解成為各種低分子的醛、酮、羧酸及其它氧化物，使飼料中的油脂酸敗。揮發(fā)性的醛酮等類物質(zhì)使酸敗的脂肪變色、變味，完全失去了飼用價(jià)值。飼料中過氧化物的含量通常以過氧化值來表示，所以，人們也常用過氧化值（Peroxide value，PV）這個(gè)指標(biāo)來判斷飼料的新陳程度和變質(zhì)情況，過氧化值隨著飼料儲(chǔ)藏溫度和儲(chǔ)藏時(shí)間的變化而發(fā)生不同的變化。過氧化值雖然能夠反映脂肪氧化酸敗的初級(jí)程度, 但它只說明脂肪氧化的中間產(chǎn)物——羰基過氧化物的積累程度, 這些過氧化物一般不穩(wěn)定, 容易進(jìn)一步發(fā)生其它氧化反應(yīng)生成低分子化合物, 導(dǎo)致脂肪完全酸敗, 此時(shí)過氧化值卻不一定高, 因此也具有局限性。張法楷（1999）研究也表明，不同的飼料在20℃和30℃條件下儲(chǔ)藏，其過氧化值始終具有增加的趨勢(shì)，但是在40℃儲(chǔ)藏的條件下的飼料過氧化值在15d的時(shí)候就達(dá)到最大值，以后隨著儲(chǔ)藏天數(shù)的增加逐漸下降。
2.6 酸價(jià)和脂肪酸值
    飼料中的游離脂肪酸用氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，每克飼料消耗氫氧化鉀的毫克數(shù)即為飼料的酸價(jià)（Acid value，AV）。一般的，對(duì)動(dòng)物源性飼料用“酸價(jià)”這個(gè)名稱，而對(duì)谷物類飼料原料測(cè)定時(shí)不用“酸價(jià)”，常用“脂肪酸值”，脂肪酸值是指100g樣品消耗的氫氧化鉀毫克數(shù)，但是無論是“酸價(jià)”還是“脂肪酸值”，實(shí)質(zhì)都是用較低濃度的強(qiáng)堿去中和弱酸（以酚酞為指示劑）。在飼料原料中都含有一定量的脂肪類物質(zhì)，如果發(fā)生變質(zhì)，其所含脂肪便會(huì)分解產(chǎn)生游離脂肪酸，酸價(jià)或脂肪酸值升高。張本軍等（2004）綜述了玉米在儲(chǔ)藏過程中脂肪酸值升高主要受溫度、濕度和霉菌等因素的影響。酸價(jià)的化學(xué)本質(zhì)是脂肪水解產(chǎn)物的多少, 指的是游離脂肪酸從甘油三酸酯上脫離的程度, 而并不是脂肪氧化產(chǎn)物的數(shù)量。王曉英（1998）在研究脂肪酸值作為小麥粉品質(zhì)劣變指標(biāo)時(shí)發(fā)現(xiàn)，新出機(jī)的小麥粉在溫度30℃、相對(duì)濕度81％的環(huán)境中儲(chǔ)藏6d，脂肪酸呈下降趨勢(shì)；將溫度提高到40℃，相對(duì)濕度不變的環(huán)境中繼續(xù)儲(chǔ)藏9d，脂肪酸值又呈回升趨勢(shì)；當(dāng)溫度提高到50℃時(shí)繼續(xù)儲(chǔ)藏13d，脂肪酸值明顯下降，此時(shí)面粉已經(jīng)失去了食用價(jià)值。因此，作者提出了用脂肪酸值的變化速度比用脂肪酸值表示小麥粉品質(zhì)劣變指標(biāo)更能準(zhǔn)確反映小麥粉的品質(zhì)狀況。
2.7 其它評(píng)價(jià)指標(biāo)
    TBA值（硫代巴比妥值）是反映肉類制品在貯藏過程中氧化變質(zhì)程度的直接指標(biāo), 也是反映肉類食品安全性的一個(gè)重要指標(biāo), 在西方國(guó)家普遍使用, 常用于生肉鮮度的測(cè)定，在飼料工業(yè)中也可以引來使用。李紅霞（2005）魚糜制品在貯藏過程中，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，TBA值也相應(yīng)上升，且上升速度隨貯藏溫度的升高而加快。王之盛等（2000）研究表明，配合飼料在儲(chǔ)藏過程中TBA值也極顯著的增加(P<0.01)。
    揮發(fā)性鹽基氮（VBN）是指飼料由于酶和微生物的作用，使蛋白質(zhì)分解而產(chǎn)生的氨以及胺類等堿性含氮物。李英（2003）采用半微量定氮法對(duì)羊肉中揮發(fā)性鹽基氮隨自然放置時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)揮發(fā)性鹽基氮的含量隨時(shí)間的延長(zhǎng)而呈遲滯變化、平穩(wěn)增高、急速增高三個(gè)階段。齊德生（1999）研究豆粕霉變品質(zhì)變化時(shí)，霉變豆粕中的揮發(fā)性鹽基氮的含量沒有明顯的改變。
    蛋白質(zhì)溶解度（Protein solubility，PS）和脲酶活性（Urease activity，UA）都是作為判定大豆及豆粕是否加熱過度的指標(biāo)，但是用蛋白質(zhì)溶解度更為確切一些，即當(dāng)脲酶活性因過度加熱而降為0時(shí),用蛋白質(zhì)溶解度仍可評(píng)價(jià)過度加熱的豆粕品質(zhì)。隨著大豆加熱溫度的升高和時(shí)間的延長(zhǎng)，大豆蛋白會(huì)不同程度地發(fā)生變性，其溶解度降低（于炎湖，2001）。主要原因是加熱使游離氨基酸與其它化合物的基團(tuán)形成不能為消化酶所打開的分子間和分子內(nèi)的結(jié)合鍵，因而降低了蛋白質(zhì)的溶解度(M.Araba和N.M.Dale,1990)。陳喜斌等（2003）研究表明，隨著豆粕中霉菌的生長(zhǎng)，豆粕的蛋白質(zhì)溶解度在逐漸減少，霉菌增長(zhǎng)與蛋白質(zhì)溶解度降低有較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)關(guān)系。王之盛等（2000）試驗(yàn)結(jié)果表明，溫度、時(shí)間和水分均極顯著降低了全價(jià)顆粒飼料PS。龍翔和邰秀林（2005）試驗(yàn)表明，貯藏時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)PS的影響極顯著。因此，PS有可能成為評(píng)價(jià)飼料霉變程度比較合理的指標(biāo)。
3 結(jié)語
    飼料霉變已經(jīng)成為飼料工業(yè)以及養(yǎng)殖業(yè)的最大危害之一，而現(xiàn)行的評(píng)定飼料霉變的評(píng)價(jià)指標(biāo)不能準(zhǔn)確的判斷飼料的新鮮程度或變質(zhì)程度。我們期待飼料工業(yè)研究工作者和專家們進(jìn)行深入探討和研究, 制定科學(xué)可行的衛(wèi)生指標(biāo), 促進(jìn)飼料行業(yè)的健康快速發(fā)展。

DLG

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