吴维煇
DDGS是利用玉米等谷物生产酒精的副产物。主要由DDG(干酒精糟)和DDS(可溶性酒精糟滤液)组成,DDGS中含有约30%的DDS和70%的DDG,包含了玉米中除淀粉和糖以外的其他营养成分,如蛋白、脂肪、维生素等和发酵中产生的未知生长因子、糖化物、酵母等。与玉米(谷物)相比,DDGS营养成分的主要特点是低淀粉、高蛋白质、高脂肪和高可消化纤维以及高有效磷含量。DDGS是优质的蛋白质原料,广泛应用在畜禽生产、水生动物的生产中。对反刍动物,DDGS既是优质的蛋白质原料,也是优质的能量原料。
近期,我室检测了多个DDGS样品的营养成分,测定的结果见表1。
由表1可以看出,DDGS不同样品的粗蛋白质、粗脂肪、蛋氨酸、赖氨酸含量的平均值明显低于中国饲料数据库中值,且变异范围较大,粗灰分、粗纤维、水分含量接近中国饲料数据库中值,变异范围较大,且作为蛋白质饲料而言,绝大部分样品的粗蛋白含量在24%左右(见表 2),质量偏低。
表1 DDGS样品的平均值、变化范围及变异系数
表2 DDGS样品的粗蛋白含量范围(%)
美国明尼苏达大学的研究者曾对32种不同的DDGS产品进行了营养成分分析,结果见表3[2]。
从表3可以看出不同来源DDGS各主要营养成分的含量差异较大,有些甚至在几倍以上,但DDGS总体质量高于我室近期所测定的DDGS质量。
从我室对多个DDGS样品的测定结果及相关报道结果均表明DDGS产品质量变异较大。且与中国饲料数据库(2009第20版)中提供的DDGS的营养成分含量差异较大。
DDGS产品营养成分差别较大的主要原因有以下几个方面。
2.1 生产DDGS的原料的质量变异
由于玉米等谷物生长的土壤、水质、气候和品种的差异不同造成DDGS的质量变异。玉米在全国各地都有种植,因各地区土壤组成的差异、气候的差异及收获季节的不同,都会引起原料玉米营养成分的差异。当发酵完成后,除淀粉外,其他营养成分高度浓缩,最终导致副产品DDGS在营养成分组成上的差异加大。
2.2 DDS和DDG比例不同的影响
DDGS是DDS和DDG的混合物,所以因两部分比例不同而导致的DDGS的营养成分有很大差异。DDG与DDS营养组成的差异见表4[3]。
表4 玉米DDG、DDS、DDGS常规成分(%)
由表4可见,DDG粗蛋白质、粗脂肪含量高,而DDS粗蛋白质、粗脂肪含量低,但其粗灰分、磷、赖氨酸等营养素含量高,最为重要的是发酵产生的未知因子以及糖化曲、酵母等营养成分以及玉米中可溶性营养物质都在DDS中。其中DDS含量越高,DDGS产品质量越好。由于各生产厂家规定的DDS的最小添加比例不同,从而造成DDGS质量的差异较大。DDS的比例应在20%以上。
2.3 加工工艺的影响
对DDGS品质影响最大的是酒精生产的工艺及酒精糟、残液的干燥方法,而且DDGS中的蛋白质和NDF(中性洗涤纤维)含量最易受其影响[4]。
玉米加工生产酒精主要有3种方法,如表5所示[5]。
表5 玉米生产酒精的加工工艺
由表5可见,用全粒法生产酒精获得的DDGS质量大大优于用湿法和干法生产酒精而获得的DDGS,因为它除了不含淀粉、糖外,含有玉米中所有的脂肪(一般为9%~13%)、蛋白、微量元素等。而半干法及湿法生产酒精获得的DDGS的脂肪含量会降低,在2%~4%。玉米的发酵方法以及副产品DDGS干燥方法等因素也影响其质量[3],是造成DDGS的质量变异比较大的主要原因之一。
3.1 霉菌毒素含量
在收获和储藏前,玉米易受到霉菌的污染。在乙醇制造过程中,受污染玉米中的霉菌毒素不会被破坏或失活。这样毒素就会富集在饲料原料中。和DDGS的养分浓度升为谷物原料的3倍一样,霉菌毒素的含量也会同倍增加。
我国生产DDGS的原料一般为陈化粮以及质量不高的玉米,DDGS在浓缩玉米营养成分的同时霉菌毒素含量也有大幅提高。残留的霉菌毒素将严重影响动物的适口性和生产性能,甚至引起动物的霉菌毒素中毒症,导致动物免疫低下和病患率升高。由于我国DDGS的霉菌毒素残留较多,猪对霉菌毒素特别敏感,这影响了DDGS在猪料中的添加比例。2009年1~12月,百奥明饲料添加剂(上海)有限公司收集了21个玉米加工副产品,其中有16个是DDGS样品,霉菌毒素检测结果见表6[6]。
由表6可见,在这些样品中AFB1的阳性率及含量中值均非常低,但ZON、DON及FUMB1的阳性检出率及含量均很高,不容忽视。我室检测的2个DDGS样品的AFB1含量均值为11.43 μg/kg,未超过规定最高限量。这些数据表明,从霉菌毒素污染角度来看,玉米加工副产物(绝大部分是DDGS)中霉菌毒素污染程度严重,使用DDGS时要检测霉菌毒素的含量,尤其是 ZON、DON及FUMB1的含量。
3.2 热变性指标——中性洗涤纤维(NDF)
表6 玉米加工副产物霉菌毒素检测结果
有研究表明,烘干的温度及时间对DDGS的质量影响很大,温度过高,时间过长都会导致DDGS发生美拉德反应,导致DDGS的营养组成发生极大变异,赖氨酸、有效赖氨酸、糖分及NDF明显降低,消化吸收率也降低[7]。而国内相当部分的酒精厂采用温度为110℃下常压烘干法易导致DDGS发生美拉德反应。所以由于烘干设备和工艺的问题,导致国内很多厂家生产的DDGS质量和动物使用效果受到影响。加热过度时,NDF与有效赖氨酸 (赖氨酸)有很好的相关性,NDF可作为日常检测控制DDGS热过度的指标。NDF≤32%为合格要求,NDF≤35%为最低质量要求。
3.3 DDGS的颜色
颜色是判断DDGS蛋白质品质的一个重要指标。色度分析可以作为度量DDGS品质特别是赖氨酸和其他氨基酸利用率的潜在有用指标[8]。不同DDGS样品之间的颜色差别也很明显。DDGS的外观颜色从橘黄色到深红色,其中,呈橘黄色的其气味和养分性能较好[9]。颜色较浅或较黄的DDGS样品中的氨基酸的消化率较高,而颜色较深或者不够黄的DDGS的氨基酸消化率较差[10]。烘干时干燥时间过长和温度过高,也会导致DDGS颜色过深,影响养分组成及消化率[5]。
含高比例的DDS会使DDGS颜色变深。由于含高比例DDS而导致颜色变深,对于质量来说有益无害,是真正的DDGS,还利于环保[5]。所以,用颜色来判别DDGS的质量优劣时,要分清颜色深的原因,是DDS的比例高还是加工工艺不佳造成的。如是前者,则是优质的DDGS。
3.4 粗蛋白、粗脂肪含量
如前所述,受加工工艺等因素的影响,DDGS的粗蛋白、粗脂肪含量变异范围极大,目前我国也无DDGS质量标准,全粒法生产酒精获得的DDGS粗脂肪含量在9%~13%,而半干法及湿法生产酒精获得的DDGS的脂肪含量会降低,在2%~4%。DDGS的粗蛋白含量在22%~30%。
DDGS中不饱和脂肪酸的比例高,容易发生氧化,能值下降,对动物健康不利,影响生产性能。全粒法生产酒精获得的DDGS含有较高的玉米油(10%),主要是不饱和脂肪酸,容易酸化腐败。一般冬季的保存期为3个月,夏季仅为1个月。如果将其中的玉米油提出来,可降低水分和油脂含量,提高粗蛋白、氨基酸、有效磷的含量。
目前,大多数买方通过检测粗蛋白、粗脂肪含量来确定DDGS的质量优劣,国家标准推荐的测定粗脂肪方法(GB/T 6433—2006)是用石油醚提取,所有溶于石油醚的成分,测定结果都是粗脂肪,国家标准推荐的测定粗蛋白方法(GB/T 6432—1994)是测定氮含量再换算为粗蛋白含量,所以要防止造假者钻这个空子,在DDGS产品中掺入高氮化合物及溶于石油醚的物质,以增加DDGS的粗蛋白、粗脂肪含量。可通过测定氨基酸含量进一步判别质量的优劣。
3.5 粗纤维含量
DDGS的粗纤维含量在7%左右是正常的,若粗纤维含量过高,单胃动物比较难利用,并会降低养分的消化率。当粗纤维含量明显高于7%时,应进一步排查有无掺假,主要是麸皮、壳粉、粗糠等高纤维低质低价格的物质。
3.6 DDGS的质量鉴别
随着DDGS在饲料中应用越来越广,DDGS造假技术也会与时俱进,常见的是用玉米、麸皮、稻糠、壳粉等混合,喷浆,烘干后再与DDGS按比例混合,或用玉米皮+含氮废水烘干制成,等等,感官不易区分。可做显微镜检查,通过镜检能清晰地分辨出玉米皮、稻糠和其他一些成分。里边浅黄色的小颗粒越多,品质越好,皮多的质量差。
4.1 受原料的地理环境、品种、加工工艺等诸多因素的影响,DDGS的质量变异极大,在使用DDGS时,不能套用中国饲料数据库(2009第20版)中的DDGS饲料营养成分表,使用者一定要追根溯源,清楚了解其生产工艺、准确获悉其营养成分含量。
4.2 目前买方评价DDGS质量,大多以粗蛋白、粗脂肪含量为指标,存在较大风险。应从颜色、NDF含量、氨基酸组成等多个指标对DDGS质量进行评定。
4.3 使用DDGS时要特别注意霉菌毒素残留问题,特别是ZON、DON、FUMB1。目前使用者很少检测这些指标。
4.4 DDGS的质量变异在一定程度上限制了它的实际应用,不能获得质量稳定的货源导致使用DDGS的风险指数增加,部分用户不得不放弃使用DDGS。制定DDGS的产品质量标准是十分必要的。
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