12月10日，由广东省农业科学院动物科学研究所（水产所）主办，广州飞禧特生物科技有限公司承办，广东水产学会水产动物营养与饲料专业委员会及广东省现代农业产业技术体系饲料创新团队支持的“2024 水产饲料技术创新发展论坛”举办，论坛以“创新谋发展，合作创未来”为主题，汇聚行业知名专家与企业技术精英，交流探讨市场趋势、产业焦点、研究痛点、发展难点，为企业和个人深度赋能，助力行业高质量发展。
中国农业科学院饲料研究所饲料加工与质量安全创新团队薛敏研究员带来报告《物化特性：饲料原料质量不为人知的另一面》，从原料品质把控容易被忽视的物化特性入手，分享了团队最新研究进展。
她指出规模化养殖对颗粒饲料耐久度提出了更高要求，原料的流动特性、粘度特性、水合特性、吸油特性等物化特性对饲料的最终质量有较大影响，并以鱼粉和豆粕为例，展示了具体研究结果。
中国农业科学院饲料研究所饲料加工与质量安全创新团队薛敏研究员
中国农科院饲料研究所饲料加工创新团队首席专家、中挪饲料加工合作实验室中方牵头人、棉籽蛋白资源研究中心主任、国家重点研发“蓝色粮仓”项目课题负责人
物化特性是评价原料质量的关键指标，不容忽视；
饲料企业仅依赖蛋白含量进行低价采购可能导致生产过程中的质量损失；
鱼粉的流动性（最佳范围≤5cm）、原料蛋白质分散指数（≥15%）以及粘度特性综合评价是表征原料加工特性和质量的重要参考指标；
在低淀粉饲料生产中，保证物料粘度尤为重要，配方完成后需测试混合物料粘度是否达到 100cp以上。
食品（以饼干为例）和颗粒饲料均以“配方+水+热能”为基本要素粘结成型，而食品通常有统一稳定的配料和加工体系因此更容易实现自动化、智能化生产，而颗粒饲料因配方和原料组成随时变动，生产不稳定性更大。多元化的日粮造成生产困难和颗粒耐久度降低。
此外，随着畜禽水产养殖规模化、机械化、智能化，颗粒饲料散装运输、气力远距离输送、绞龙输送饲喂等流程进一步造成颗粒破损严重、饲料含粉率升高，致使自动饲喂系统堵塞、饲料利用率下降、水质污染等问题发生。为了满足畜禽水产养殖业的发展变化，必须改善生产情况和提高颗粒饲料的耐久性。
在饲料加工领域，团队将研究重点聚焦于营养学与加工领域的交叉地带，旨在挖掘饲料原料的物化特性对生产过程的潜在影响。近年来，通过一系列的研究与实践，在鱼粉、豆粕等主要饲料原料的物化特性研究方面取得了诸多成果，这些成果对饲料生产的稳定性、质量提升以及成本控制有着极为重要的意义。
如果将原料本身具有的物化特性标准化并可检测，就可以用于测定原料品质和指导生产，举几个例子，用流动特性简单地鉴别鱼粉新鲜度，用粘度特性判断面粉是否掺假，用水合特性判断蛋白质中的水溶性蛋白对生产的影响。
原料到混合物再到最终的颗粒饲料，所有的物料都有自己的物化特性
国产鱼粉现状
产量与质量提升
俄乌战争后，俄罗斯沙丁鱼出口受限，大量流入中国，促使中国国产鱼粉产量大幅增长，近两年已达 100 万吨左右。同时，国产鱼粉在质量上也有显著提升，当前国内鱼粉企业基本都是采用湿法鱼粉生产，工艺上已达到国外的先进水平。部分国产蒸汽低温干燥鱼粉的品质已相当出色。
国标制定与指标意义
2021 年鱼粉质量国家标准（GB/T 19164-2021）制定，新国标对鱼粉的等级和常见理化指标进行了新的规定，特别是甘氨酸占氨基酸总量比值可以鉴别富含鱼骨、鱼皮等加工副产物的鱼粉，以及DHA和EPA和饱和脂肪酸，鉴别海水鱼和淡水鱼制成的鱼粉。
2021 年鱼粉质量国家标准（GB/T 19164-2021）
鱼粉物化特性对生产的影响
在实际生产中，我们发现即使蛋白质、氨基酸等化学成分相近的墨西哥鱼粉，在生产加工时仍可能出现不同的情况（同样化学成分相近的鱼粉，某些鱼粉加工困难，表现饲料耐水性差、粉化率高且容易沉）。团队研究结果表明这与鱼粉的流动性（堆高cm）、蛋白分散指数（PDI%）、粘度（cp）等物化特性密切相关，加工困难的鱼粉其蛋白分散指数较低、水溶性蛋白少且粘度仅为正常鱼粉的一半左右。
流动性（堆高cm）、蛋白分散指数（PDI%）、粘度（cp）三类指标对鱼粉品质和加工特性及成品质量影响较为明显。
鱼粉新鲜度与粘弹性
鱼粉的新鲜度对其粘弹性有着决定性作用，我们采用 RVA 快速粘度仪来表征这一指标。以鳗鱼饲料生产为例，鱼粉和α-淀粉共同决定鳗鱼饲料“粘弹性”，部分企业为保持鱼粉新鲜度会将其冷藏，因为新鲜度下降会导致鱼粉粘弹性变差，进而影响生产。
鱼粉的流动特性
鱼粉流动性与新鲜度也存在着密切的关系，团队研究发现鱼粉流动性与组胺相关，而与挥发性盐基氮（VBN）无明显相关性。组胺是蛋白质分解的重要指标，虽然挥发性盐基氮（VBN）常被提及，但其实它并非表征鱼粉新鲜度的理想指标，因其容易被操控，低VBN值并不代表鱼粉新鲜度高，高温加工会降低VBN值。
该方法建议高品质鱼粉的最佳范围堆积高度应小于5cm，抽取饲料企业正在使用的73种鱼粉，发现低于5cm只占38%，且这38%中，近80%鱼粉来自于秘鲁。
鱼粉的粘度特性
粘度特性用以评估饲料在水中的稳定性，决定膨化以后使膨化料的硬度、水分稳定性和粉化率。RVA 快速粘度仪在鉴别原料掺假和检测原料物化特性具有重要价值，团队已积累了上千个数据，并计划进一步利用其研究标准。
峰值粘度：表征物料的吸水性能，越大代表吸水性越好，吸水性好，吸水速率快，调质效果好；保持粘度：表征物料抗剪切的能来，越大越不容易剪切变稀；最终粘度：表征的是在终产品里的粘度。
三种不同鱼粉物化特性对比
在生产中，LT工艺鱼粉表现出产能提高、膨胀度增加、容重低，且水分含量降低3个百分点，这意味着在烘干电费成本上可实现每吨节约 3 元 5 角。此外，LT喷油后可保证低淀粉饲料（淀粉含量为 8%）漂浮率达 100%，颗粒耐久度超过 30 分钟（依据欧洲撞击条件设定）。
南北美大豆对比
从 2017 年到 2024 年，团队对来自青岛渤海同一工厂采用相同工艺制作的南美大豆和北美大豆进行研究。结果发现，几年以来，10种必需氨基酸，以及一些非必需氨基酸的组成，虽然数值上巴豆高于美豆，但两者没有显著性的差异。而两种原料的物化特性差异非常大，美豆的热焓值、乳化性、水溶性高于巴豆，吸水性低于巴豆。在蛋白分散指数（PDI）方面，南美大豆在 2017 - 2020 年期间大多不足 15，相对较低。
蛋白分散指数对生产的影响
之前的研究表明，蛋白分散指数低于 15 的豆粕对生产不利，在鱼粉生产中也有类似情况。
通过养殖实验对比，前几年南北大豆蛋白质指数在 15 以下时显著降低生长性能，而近 4 年大口黑鲈的生长性能在南北大豆间几乎无差异，甚至 2024 年巴西大豆的生长性能优于美国大豆，这一年，两种豆粕的PDI都高于20%。可见PDI在评价大豆质量方面非常关键，当用这个指标评价豆粕时，就无关大豆的来源了。
蛋白分散指数可作为判定大豆质量的重要且科学的指标，比氢氧化钠溶解度指标更具优势。在企业采购中，最低价采购策略可能导致采购到蛋白分散指数较低的豆粕，从而影响生产。
作为主要原料，不同批次豆粕、玉米、面粉关键物化特性蛋白分散指数（水溶性蛋白含量）差异明显
几乎所有蛋白质原料酶解后粘度都会下降。
发酵/酶解后蛋白原料黏度降低幅度不一，酶解单细胞蛋白、酶解植物蛋白黏度急剧下降
酶解后植物蛋白原料粘度从 330cp 急剧降至 9cp，这导致在制作实验料时，加入 4% 酶解植物蛋白后，混合物料的粘度从 181cp 降到 51cp，峰值粘度呈悬崖式下降，物料因缺乏粘性而无法成型。（值得注意的是，在混合物料中，很多物化特性指标并非线性变化，并不是加1%高粘度原料混合物料粘度就相应的高一定比例。）
为解决这一问题，加入矿物凝胶作为粘合剂，成功将混合物料峰值粘度提高2-3倍，最后膨化料的颗粒外观、容重、耐久性、漂浮率均有所改善。同时，团队发现软化时间也会受到影响，对照组软化时间长达近 40 分钟，无法满足客户需求，而通过加入矿物凝胶显著降低低黏度、低淀粉膨化饲料软化透芯时间，且在高水分组尤为明显。
我们利用数学模型对相关指标进行评分，确定混合物料的粘度需达到 100 cp以上。
物化特性是评价原料质量的关键指标，不容忽视；
饲料企业仅依赖蛋白含量进行低价采购可能导致生产过程中的质量损失；
鱼粉的流动性（最佳范围≤5cm）、原料蛋白质分散指数（≥15%）以及粘度特性综合评价是表征原料加工特性和质量的重要参考指标，若峰值粘度过高（超过 500）可能含有骨蛋白；
在低淀粉饲料生产中，保证物料粘度尤为重要，配方完成后需测试混合物料粘度是否达到 100cp以上，适当添加粘合剂可以有效解决由于酶解植物蛋白引入而导致的低淀粉、低黏度浮性膨化饲料的生产难题，保障水产多元化配方的高质量稳定生产。
综上所述，对饲料原料物化特性的深入研究与应用，将在提升饲料质量、优化生产工艺、降低生产成本以及推动饲料行业数字化转型等多方面发挥不可替代的重要作用，值得饲料企业及相关从业者高度重视与深入探索。
