饲料脂肪粉及其加工方法
技术领域
本发明属于油脂技术领域,具体涉及一种富含sn-OPO和中链脂肪酸的饲料脂肪粉及其加工方法。
背景技术
油脂作为动物能量供应的主要来源,在哺乳母猪、仔猪、母牛等动物饲料中添加一定量的油脂十分必要。目前常见的添加油脂形式包括添加液态油脂和脂肪粉,脂肪粉易于储运,适口性好,且可以有效地补充脂肪源,目前受到越来越多地关注。
脂肪不仅是作为能量物质,为机体提供必需氨基酸,还能够促进诸如脂溶性维生素的吸收,缓解仔猪应激综合症,促进仔猪的生长发育,目前是饲料中均还添加一定量的油脂来提高养殖的经济收益。
对于短链脂肪酸,尤其是在仔猪的饲养过程中,适当的补充能够补充胃液分泌不足,调节胃肠道的微生物菌群平衡,增强免疫力,在脂肪粉中关注添加短链脂肪酸的较少。
目前虽然已经一定的脂肪粉研究,但还存在较多的问题待克服,比如脂肪粉的乳化效果差,导致利用率低;比如脂肪酸的结构不合理,甚至会影响到机体的消化吸收以及出现便秘情况;比如碳链的长度情况,合理搭配更有利于机体的生长,有些研究虽然添加了深海鱼油,补充EPA和DHA,但较长的碳链会影响机体的吸收率。
另外一个重要问题就是甘油三酯之间的相容性,脂肪酸碳链长度、不饱和键数量、位置、立反结构以及甘油三酯的具体结构组成,如OPO、SSS等,不同的分子形态导致不同油脂的相容性会出现很大的差异,在加工脂肪粉时,乳化剂和制备方法十分关键。如果处理不当,比如可能会出现稳定性不好,易氧化变质,冻结后容易出现分层,耐高温性差等问题。
发明内容
基于现有技术中存在的问题,本发明提供一种脂肪粉及其加工方法,以及在饲料油脂中的具体应用,本发明采取的技术方案如下。
油脂组合物在加工制备饲料脂肪粉中的用途,所述的油脂组合物富含sn-OPO和中链脂肪酸。
所述的用途可以是动物的饲喂,包括但不限于哺乳母猪、母牛、蛋鸡、仔猪等,对于本发明而言,优选为仔猪饲料的脂肪粉。
优选地,脂肪粉在饲料中的添加量为0.1-15%,比如可以是0.5%、1%、2%、5%等添加量。
基于机体对于脂肪能量吸收的考虑,本发明的脂肪粉优选包括巴沙鱼油和椰子油。巴沙鱼油而言,其sn-OPO结构油脂含量高,sn-OPO结构油脂更利于吸收,椰子油富含中链脂肪酸,除了消化吸收性能好以外,还具有抑制病菌的功能,目前还未有直接将巴沙鱼油和椰子油直接复配制备脂肪粉的研究,研究表明二者配伍得到的脂肪粉性能远比单一的油脂效果好。
进一步地,所述的油脂组合物包括巴沙鱼油和椰子油。
进一步地,包括以下组分:巴沙鱼油、椰子油,二者用量分别为70-90份、10-20份。
进一步地,巴沙鱼油可以包括分提巴沙鱼油、氢化巴沙鱼油。
进一步地,所述的富含sn-OPO结构油脂和中链脂肪酸的饲料脂肪粉,原料进一步包括棕榈仁油、牛油、酯交换油脂中的一种或多种。
基于全面补充营养的考虑,本发明进一步的研究,除了添加巴沙鱼油和椰子油之外,还添加了棕榈仁油、牛油和酯交换油脂。
上述物质的添加,主要基于以下考虑:棕榈仁油富含辛酸、正葵酸和月桂酸,牛油富含香气的诱食作用,酯交换油脂优选的是深海鱼油和椰子油的酯交换产物。
进一步地,富含sn-OPO结构油脂和中链脂肪酸的饲料脂肪粉,所述的酯交换油脂是指椰子油和深海鱼油的酯交换产物。
优选地,酯交换油脂的制备方法为:取等量的深海鱼油和椰子油,加入反应罐中,均质混合均匀,真空脱水脱气;添加4-18%的固定化脂肪酶,至反应罐中,利用水环式真空泵抽取真空,选择搅拌进行反应;反应时间控制在1-4h;反应结束后抽滤除去固定化脂肪酶,得到酯交换产物即改性深海鱼油。
进一步地,所述的脂肪粉还包括包被物、复合乳化剂。
进一步地,包被物为碳水化合物和/或蛋白质,碳水化合物选自糊精、变性淀粉;蛋白质选自乳清蛋白、酪蛋白、酪蛋白酸钠。
进一步地,复合乳化剂为大豆磷脂、吐温-80、玉米淀粉、硬脂酰乳酸钠中的一种或多种。
本发明还包括脂肪粉产品,具体地,脂肪粉原料包括油脂、乳化剂和包被物,其中油脂为巴沙鱼油70-90份、椰子油10-20份、棕榈仁油10-20份、牛油1-5份、丁酸甘油酯0.1-1份以及椰子油与深海鱼油的酯交换油5-10份,包被物为糊精5-20份和酪蛋白酸钠5—20份,乳化剂为大豆磷脂、吐温-80、玉米淀粉和硬脂酰乳酸钠,用量为0.1-10份,乳化剂中各组分的用量配比为大豆磷脂30-50%、吐温-80 10-20%、玉米淀粉3-20%和硬脂酰乳酸钠5-20%。
优选地,所述的脂肪粉的组分还可以是巴沙鱼油80-90份、椰子油15-20份、棕榈仁油10-15份、牛油2-3份、丁酸甘油酯0.2-0.8份以及椰子油与深海鱼油的酯交换油5-8份,包被物为糊精5-15份和酪蛋白酸钠5-15份,乳化剂为大豆磷脂、吐温-80、玉米淀粉和硬脂酰乳酸钠,用量为1-5份,乳化剂中各组分的用量配比为大豆磷脂35-45%、吐温-80 15-18%、玉米淀粉5-15%和硬脂酰乳酸钠5-15%,百分比以在乳化剂中所占的份数质量计算。
进一步地,本发明还包括脂肪粉的制备方法,对于脂肪粉而言,除了原料油脂和乳化剂对其影响很大之外,制备方法对于影响也很大,油脂是脂肪粉的理化性质,目前常见的处理方法包括均质、喷雾干燥等。然而本发明由于添加了牛油和富含中链脂肪酸,在探索工艺时,上述方法并不能十分地符合品质的要求。本发明的重要改进点之一包括脂肪粉的处理方法。
一种饲料脂肪粉的制备方法,包括如下的步骤:
(1)准确原料,包括各组分油脂、乳化剂和包被物;
(2)将各组分油脂混合,混合温度控制在50-70℃;
(3)加入50%的大豆磷脂、30%的硬脂酰乳酸钠至油脂中,并混合均匀,搅拌5-10min;初步剪切,转速控制在3000-5000rpm,剪切时间为3-5min;
(4)加入剩余的大豆磷脂、硬脂酰乳酸钠和其他乳化剂,加入溶解于热水中的包被物,混合搅拌均匀;
(5)剪切乳化,转速控制在6000-8000rpm,乳化时间为20-25min;
(6)喷雾冷冻干燥处理,控制喷雾冷冻干燥的喷雾环境温度为-40至-45℃,控制油脂混合物的流量为35-50ml/min;空气压力为0.001-0.01Mpa;然后对其进行干燥处理,所述参数为干燥时间5-9h,干燥温度为-15-20℃;
(7)下粉包装。
上述工艺对保证本发明脂肪粉的品质十分关键。尤其是本发明加入了部分牛油,针对于牛油熔点比较高,混合困难,尤其是后期容易出现分层的问题,本发明所述的乳化剂的选择、添加方式和干燥处理方式对于原料的混合相容十分的必要。
进一步地,所述的制备方法中油脂包括巴沙鱼油70-90份、椰子油10-20份、棕榈仁油10-20份、牛油1-5份、丁酸甘油酯0.1-1份以及椰子油与深海鱼油的酯交换油5-10份;所述乳化剂为大豆磷脂、吐温-80、玉米淀粉和硬脂酰乳酸钠;复合乳化剂的用量为0.1-5份,复合乳化剂中各组分的用量配比为大豆磷脂30-50%、吐温-80 10-20%、玉米淀粉3-20%和硬脂酰乳酸钠5-20%。
本发明的有益效果包括:通过油脂的复配使用,提高了脂肪粉的利用率,且各组分相互促进,提高机体对于营养成分的消化吸收,促进机体的生长。乳化剂的选择对于保证脂肪粉的良好形态品质具有重要的促进作用。通过脂肪粉制备方法的优化,进一步解决了脂肪粉加工过程中容易出现的分层、变质、稳定性等问题。
具体实施方式
实施例1
富含sn-OPO结构油脂和中链脂肪酸的饲料脂肪粉,组分为:巴沙鱼油90份、椰子油18份、棕榈仁油12份、牛油2份、丁酸甘油酯0.2份以及椰子油与深海鱼油的酯交换油8份,包被物为糊精8份和酪蛋白酸钠8份,乳化剂为大豆磷脂、吐温-80、玉米淀粉和硬脂酰乳酸钠,用量为4份,乳化剂中各组分的用量配比为大豆磷脂45%、吐温-80 15%、玉米淀粉15%和硬脂酰乳酸钠25%。
其中椰子油和深海鱼油的酯交换方法为:取等量的深海鱼油和椰子油,加入反应罐中,均质混合均匀,真空脱水脱气;添加4%的固定化脂肪酶,至反应罐中,控制反应罐真空度在100pa,搅拌反应;反应时间控制在4h;反应结束后抽滤除去固定化脂肪酶,得到酯交换油。
实施例2
饲料脂肪粉的制备方法,包括如下的步骤:
(1)称取原料,包括各组分油脂、乳化剂和包被物;
(2)将各组分油脂混合,混合温度控制在50-70℃;
(3)加入50%的大豆磷脂、30%的硬脂酰乳酸钠至油脂中,并混合均匀,搅拌5-10min;初步剪切,转速控制在3000-5000rpm,剪切时间为3-5min;
(4)加入剩余的大豆磷脂、硬脂酰乳酸钠和其他乳化剂,加入溶解于热水中的包被物,混合搅拌均匀;
(5)剪切乳化,转速控制在6000-8000rpm,乳化时间为20-25min;
(6)喷雾冷冻干燥处理,控制喷雾冷冻干燥的喷雾环境温度为-40至-45℃,控制油脂混合物的流量为35-50ml/min;空气压力为0.22Mpa;然后对其进行干燥处理,所述参数为干燥时间5-9h,干燥温度为-15至-20℃;
(7)下粉包装。
其中各组分的用量如下:巴沙鱼油85份、椰子油18份、棕榈仁油10份、牛油2份、丁酸甘油酯0.2份以及椰子油与深海鱼油的酯交换油5份,包被物为糊精10份和酪蛋白酸钠10份,乳化剂为大豆磷脂、吐温-80、玉米淀粉和硬脂酰乳酸钠,用量为1-5份,乳化剂中各组分的用量配比为大豆磷脂50%、吐温-80 20%、玉米淀粉20%和硬脂酰乳酸钠10%,百分比以在乳化剂中所占的份数质量计算。
实施例3
适用于仔猪的脂肪粉,组分为巴沙鱼油90份、椰子油10份、棕榈仁油10份、牛油1份、丁酸甘油酯0.2份以及椰子油与深海鱼油的酯交换油7份,包被物为糊精10份和酪蛋白酸钠10份;所述乳化剂为大豆磷脂、吐温-80、玉米淀粉和硬脂酰乳酸钠;复合乳化剂的用量为5份,复合乳化剂中各组分的用量配比为大豆磷脂45%、吐温-80 20%、玉米淀粉15%和硬脂酰乳酸钠20%。
对比例1
饲料用脂肪粉,组分为巴沙鱼油90份、椰子油10份、棕榈仁油10份、;所述乳化剂为大豆磷脂、吐温-80、玉米淀粉和硬脂酰乳酸钠;复合乳化剂的用量为5份,复合乳化剂中各组分的用量配比为大豆磷脂45%、吐温-80 20%、玉米淀粉15%和硬脂酰乳酸钠20%。
对比例2
饲料用脂肪粉,组分为巴沙鱼油90份、棕榈仁油10份、丁酸甘油酯0.2份以及椰子油与深海鱼油的酯交换油7份;所述乳化剂为大豆磷脂、吐温-80、玉米淀粉和硬脂酰乳酸钠;复合乳化剂的用量为5份,复合乳化剂中各组分的用量配比为大豆磷脂45%、吐温-80 20%、玉米淀粉15%和硬脂酰乳酸钠20%。
对比例3
适用于仔猪的脂肪粉,组分为巴沙鱼油60份、椰子油40份、棕榈仁油10份、牛油1份、丁酸甘油酯0.2份以及椰子油与深海鱼油的酯交换油7份,包被物为糊精10份和酪蛋白酸钠10份;所述乳化剂为大豆磷脂、吐温-80、玉米淀粉和硬脂酰乳酸钠;复合乳化剂的用量为5份,复合乳化剂中各组分的用量配比为大豆磷脂45%、吐温-80 20%、玉米淀粉15%和硬脂酰乳酸钠20%。
对比例4
饲料用脂肪粉,组分为巴沙鱼油90份、椰子油10份、棕榈仁油10份、牛油1份、丁酸甘油酯0.2份以及椰子油与深海鱼油的酯交换油7份;所述复合乳化剂为单甘酯15%、胆汁酸盐10%、溶血卵磷脂15%、蔗糖脂肪酸酯20%、司盘-80 10%、PEG10%、玉米淀粉20%;复合乳化剂的用量为5份。
对比例5
适用于仔猪的脂肪粉,组分为巴沙鱼油90份、椰子油10份、棕榈仁油10份、牛油1份、以及椰子油与深海鱼油的酯交换油7份,包被物为糊精10份和酪蛋白酸钠10份;所述乳化剂为大豆磷脂、吐温-80、玉米淀粉和硬脂酰乳酸钠;复合乳化剂的用量为5份,复合乳化剂中各组分的用量配比为大豆磷脂45%、吐温-80 20%、玉米淀粉15%和硬脂酰乳酸钠20%。
对比例6
脂肪粉饲料添加剂的制备,包括以下步骤:
S1. 将椰子油5 份、棕榈仁油5 份、菜籽油3 份、磷脂型DHA 5 份、磷脂型EPA 5 份、亚麻油2 份、辛酸葵酸甘油三酯2 份加热溶解,加入硬脂酸单甘脂0.5 份和硬脂酰乳酸钠0.5份,磷酸氢二钾1 份,抗氧化剂TBHQ 0.5 份、BHA 0.5 份、BHT 0.1 份,搅拌至完全溶解。
S2. 采用软化水在配料缸中加热至50℃,将乳糖10 份、乳清粉15 份溶解后加入S1 得到的混合物,边升温至60℃边搅拌进行混合,并进行高速剪切乳化,所述软化水的用量为总原料重量用料的30%,所述高速剪切乳化的转速为5000rpm,乳化时间为10min。
S3. 高压均质处理:第一级均质压力为10MPa,第二级压力为20MPa。
S4. 喷雾干燥(进风温度为150℃,出风温度为60℃,压力为10MPa),冷却,加入二氧化硅0.5 份,混合均匀,包装。
对比例7
饲料脂肪粉的制备方法,包括如下的步骤:
(1)准确原料,包括各组分油脂、乳化剂和包被物;
(2)将各组分油脂混合,混合温度控制在50-70℃;
(3)加入50%的大豆磷脂、30%的硬脂酰乳酸钠至油脂中,并混合均匀,搅拌5-10min;初步剪切,转速控制在3000-5000rpm,剪切时间为3-5min;
(4)加入剩余的大豆磷脂、硬脂酰乳酸钠和其他乳化剂,加入溶解于热水中的包被物,混合搅拌均匀;
(5)剪切乳化,转速控制在6000-8000rpm,乳化时间为20-25min;
(6)高压均质处理:第一级均质压力为10MPa,第二级压力为20MPa。
(7)喷雾干燥(进风温度为150℃,出风温度为60℃,压力为10MPa),冷却,加入二氧化硅0.5 份;
(8)下粉包装。
其中各组分的用量如下:巴沙鱼油85份、椰子油18份、棕榈仁油10份、牛油2份、丁酸甘油酯0.2份以及椰子油与深海鱼油的酯交换油5份,包被物为糊精10份和酪蛋白酸钠10份,乳化剂为大豆磷脂、吐温-80、玉米淀粉和硬脂酰乳酸钠,用量为1-5份,乳化剂中各组分的用量配比为大豆磷脂50%、吐温-80 20%、玉米淀粉20%和硬脂酰乳酸钠10%,百分比以在乳化剂中所占的份数质量计算。
对比例8
饲料脂肪粉的制备方法,包括如下的步骤:
(1)准确原料,包括各组分油脂、乳化剂和包被物;
(2)将各组分油脂混合,混合温度控制在50-70℃;
(3)加入乳化剂至油脂中,并混合均匀,剪切处理,转速控制在3000-5000rpm,剪切时间为3-5min;
(4)加入溶解于热水中的包被物,混合搅拌均匀;
(5)剪切乳化,转速控制在6000-8000rpm,乳化时间为20-25min;
(6)喷雾冷冻干燥处理,控制喷雾冷冻干燥的喷雾环境温度为-40至-45℃,控制油脂混合物的流量为35-50ml/min;空气压力为0.22Mpa;然后对其进行干燥处理,所述参数为干燥时间5-9h,干燥温度为-15至-20℃;
(7)下粉包装。
其中各组分的用量如下:巴沙鱼油85份、椰子油18份、棕榈仁油10份、牛油2份、丁酸甘油酯0.2份以及椰子油与深海鱼油的酯交换油5份,包被物为糊精10份和酪蛋白酸钠10份,乳化剂为大豆磷脂、吐温-80、玉米淀粉和硬脂酰乳酸钠,用量为1-5份,乳化剂中各组分的用量配比为大豆磷脂50%、吐温-80 20%、玉米淀粉20%和硬脂酰乳酸钠10%,百分比以在乳化剂中所占的份数质量计算。
效果实验
1、仔猪生长实验
实验选取20±3天断奶的仔猪,公母平均分配,按照体重、性别随机分组,每组12头,实验组和对照组基础日粮相同,脂肪粉的添加量为2%(以基础日粮计),实验时间设置为30天,饲养过程中保证舍温稳定,每天早中晚加3次料,保证自动料槽内一直有料,自由采食,自由饮水,实验期间按照仔猪常规的免疫程序进行免疫。组别设置如下:A组实施例1,B组对比例1、C组对比例2、D组对比例3、E组对比例5,F组为对比例6、G组为基础日两组(不添加脂肪粉)。
测定仔猪日增重,即实验开始时仔猪重量,实验结束时仔猪重量,计算日增重情况。
组别 |
始重(kg) |
末重(kg) |
日增重(g) |
A |
6.96 |
18.57 |
387.0 |
B |
7.03 |
16.73 |
323.3 |
C |
7.22 |
16.75 |
317.7 |
D |
7.31 |
17.41 |
337.7 |
E |
7.36 |
16.20 |
294.7 |
F |
7.28 |
16.15 |
295.7 |
G |
7.17 |
14.26 |
263.3 |
在研究本发明的最佳组合时,设置的对照组以及现有技术的脂肪粉进行对比,结果如上表所示,从表中可以看出,本发明实施例1具有良好的日增重效果,而在改变了组分配比和用量后,均有不同程度的增重效果减弱。
2、脂肪粉的理化性质
脂肪粉的乳化性质、稳定性对于产品性质有着重要的影响,稳定性不好、乳化效果差等都会影响到仔猪的进食以及对营养成分的吸收。如上文所陈述,脂肪粉的加工方式对于产品的质量有着显著的的影响,下面一些指标将进一步的论证所述的脂肪粉的理化性质情况。
(1)脂肪粉乳化效果。实验方法为用60-75℃的热水溶解脂肪粉,低速搅拌,形成乳状液,根据乳液的性能表现判断脂肪粉的稳定性效果。表现特点包括是否分层、流动性、细腻程度、均匀性等。以实施例2作为本发明的代表,研究乳化剂的组合对于乳化效果的影响,以对比例4、对比例8作为对比例进行效果验证。
结果表明,本发明实施例2溶解后乳液未出现分层现象,且流动性好,细腻、均匀,然而对比例4具有一层油状物,且有一定的颗粒挂壁;对比例8虽然没有出现分层现象,但均匀度差于本发明实施例2,且有一定的少量颗粒存在。
即所述的乳化剂的组合以及工艺处理过程中的乳化剂的添加方式对于本发明的乳化性能十分关键。
(2)脂肪粉贮存稳定性的问题和分散情况
在250ml测试罐中,加入25g脂肪粉,密封,将脂肪粉置于40℃的环境下贮存一定时间,对获得的脂肪粉样品进行评价,测定时间包括1周、2周和4周。根据观察脂肪粉与贮存前的状态对比,状态包括但不限于存在一定的块状物;存在一定的块状物且不易破裂;有油脂渗出;脂肪粉变硬等等。以实施例2和对比例7所得到的脂肪粉进行性质对比。
结果表明,本发明在第1周、2周和4周脂肪粉的状态无块状物,整体状态与贮存前状态一致;而对比例7在第1周无异常情况,第2周出现了一定的块状物,第4周块状物变硬,不易破裂。
即本发明的重要改进点喷雾干燥方式显著的影响着脂肪粉的产品性质。
以贮存第1周的脂肪粉,研究在室温下的水分散情况,溶解温度为25℃。结果显示本发明能够在水中迅速的分散,而对比例则消耗了较长的时间。
含有中链脂肪酸的脂肪粉的缺点是溶解性和流动性的差异,甚至是浮油现象的出现,本发明富含中链脂肪酸,而本发明通过所述工艺的改进,有效地改善富含中链脂肪酸的流动性情况。实验方法为将10g脂肪粉加入粉体特性测试仪中,对于施加振动,并将其向底座投放流动,观察脂肪粉的流出状态。分别观察实施例2和对比例7和8的状态。结果显示,本发明实施例2流动性良好,无停滞现象;对比例7有停滞现象,流动性与对比例8类似,稍差(与实施例2相比);对比例8基本无停滞,但流动性稍差。即本发明针对于富含中链脂肪酸的原料组成,所述的方法的改进可以有效改善其流动性。