淺談美國進口酒糟蛋白飼料特性與應用

孫林郁

（通標標準技術服務有限公司，上海 200233）

玉米干全酒糟（DDGS）作為采用干磨工藝的乙醇生產過程中最為重要的副產品，由于含有中等程度的蛋白質與能量，適合用作飼料原料，并可部分用于替代飼料中的玉米粉，大豆粉和磷元素添加劑。在全球市場中被廣泛用于奶（肉）牛、豬、禽、水產等飼料中。美國作為DDGS最大消費國，DDGS市場需求量十分巨大。其生產的DDGS有88%用于畜禽養殖，用于乳（肉）牛飼養的干全酒糟逐年持續增加；DDGS在養豬業中使用量增長最快；DDGS在禽類養殖業中雖尚待開發，但有研究顯示DDGS是非常好的禽類飼料原料。作為美國產DDGS進口最多的國家，我國對飼料原料需求十分強勁。但國產DDGS營養成分變異較大，且由于發酵前脫去玉米胚芽，導致產品脂肪以及能量含量較低。目前我國累計進口美國產DDGS達238.21萬t。因此，了解掌握DDGS特性對控制產品安全，促進我國飼料產業健康發展有著極其重要的意義。

1 美國產DDGS基本理化特性

美國產DDGS物理化學特性根據其來源不同有所差異，并影響其飼用價值和處理特性。這些指標主要標包括色度、氣味、顆粒度、堆積密度、流動性、貨架期穩定性以及吸濕性。

1.1 色度

DDGS色度范圍從淺黃色直至深棕色。不同品種玉米顆粒顏色存在差異，并影響DDGS色度。且許多品種高粱色澤為古銅色，導致玉米高粱混合物生產的DDGS色度較單純玉米加工的深[1]。酒糟漿中加入相對高比例可溶物生成的DDGS色度較深。研究顯示，可溶物分別以0、12、25及42 gal·min-1速度加入酒糟漿，隨可溶物加入酒糟漿速度提高，其色澤L*和b*降低，而a*增加。相似結果在其他研究中也有所反映[2-3]。DDGS干燥溫度范圍一般為127～621℃。干燥機溫度越高，DDGS在干燥機中時間越長，最終色度就越深。

1.2 氣味

氣味與DDGS干燥加熱有關，高品質DDGS有發酵的甜香味。過度加熱將導致DDGS所含營養物被破壞，并產生燒焦味和煙熏味。

1.3 顆粒度和堆積密度

飼料原料的顆粒度及均勻度是選擇原料、生產配合飼料以及飼料添加劑時用來確定后續加工要求的重要指標。顆粒度帶來的影響主要包括：營養素可消化性，顆粒度越細（表面積增大，易于消化酶作用），營養素消化率越高；混合效率，原料混合物顆粒度越均勻，獲得狀態均勻混合飼料的時間愈少，效率愈高；顆粒飼料質量，通過顆粒硬度與制粒后配合飼料中粉末含量比例來定義，對以玉米-大豆粉為主的飼料，平均顆粒度較低的原料可產出高品質顆粒料（含粉率較低）；堆積密度（容重）反映單位體積飼料的重量，顆粒度降低可增加容重，容重是確定運輸車輛、船只、集裝箱、產品包裝的儲存容量的一個重要因素，直接影響運輸和儲存成本，容重小的組分每單位重量運輸儲存成本更高；各組分的分層程度，當顆粒度或者容重不同的組分共同混合時，在運輸及處理過程中各組分容易產生分層現象，顆粒度越不均勻則分層愈嚴重，高容重顆粒沉降，而低容重顆粒上升；適口性，針對不同動物的飼料粉碎或搗碎程度也不完全相同，研磨粗糙的飼料會降低飼料的適口性，而精細研磨的粉類飼料會減少采食量，并容易在供料器和存儲過程中結拱；胃潰瘍發生率，在豬飼養中，降低平均顆粒度實現DDGS在最終飼料中表現出的營養可消化性提升，導致胃潰瘍發生率下降。目前豬/禽類飼料平均目標顆粒度為600～800μm[4]。

1.4 流動性

流動性指固體顆粒或粉末在運輸過程/儲存容器中的流動能力。流動性并非物料固有特性，而是幾種相互作用因素同時對物料流產生影響的結果[5]。流動性受一系列因素的協同影響，包括化學成分（如蛋白質、脂肪、淀粉和碳水化合物含量及防結塊劑的添加）、產品水分、粒度分布、儲藏溫度、相對濕度、時間、產品的壓實壓力分布、運輸過程中的振動和（或）儲藏過程中多種因素的綜合變化[5]。DDGS流動性在一定條件下可能表現很差：由于產品吸潮性能，環境相對濕度＞60%時，導致流動性降低。若未被充分冷卻或固化，裝載過程中易發生“凝結”或“結塊”等流動性問題并導致貨物卸載困難，特別在大宗存儲運輸中將難以被客戶或運輸商所接受。研究表明，抗剪試驗儀是測量散裝物料力度及流動性能的主要儀器，并可測量物料壓實度與塊體強度。顆粒料流動性的另一種測量方法由Rosentrater在2006年提出，包括休止角、壓縮率、刮鏟角及均勻系數。目前流動性改進局限在酒精加工廠的反復嘗試中，改進措施主要包括調節發酵的完全性、調節水分含量和改變顆粒度[5]。

1.5 貨架期穩定性

DDGS水分含量為10%～12%，除非運輸容器或儲存設施滲水，運輸和儲存過程中發生腐敗的可能性很小。一般而言其儲藏期長達數月，目前尚未證實防腐和防霉劑對防止DDGS腐敗并延長儲藏期的必要性。美國谷物協會的一項試驗中，DDGS裝入集裝箱從南達科他州的酒精廠運至一家位于北回歸線以南20公里的臺灣商業奶牛場，儲藏在有頂蓋的鐵管倉中10周后進行奶牛飼喂試驗。整個過程中平均環境溫度＞32℃，平均濕度＞90%。在其到達農場及10周儲藏結束時分別取樣測試。結果顯示其過氧化值（油脂中脂肪的酸敗）并沒有變化。據此推測，玉米中天然存在的抗氧化物質含量在高溫濕熱環境中進一步增加了。

1.6 吸濕性

潮濕環境中DDGS存儲過程中水分會有所上升。有試驗表明，儲存期間每周隨機抽取樣品，對水分含量持續分析，其水分含量從9.05%上升至12.26%。DDGS粗蛋白質含量在試驗中未發生變化，也未產生真菌毒素。

2 美國產DDGS推薦測試方法

DDGS質量指標包括水分、蛋白質、脂肪和纖維。傳統用于DDGS的測試方法基本為經驗方法，其結果僅是測試樣品的間接測量結果，并依賴于試驗條件（如試劑種類或純度、試驗溫度、時間等）。由于不同實驗室甚至同一實驗室可能采用不同的DDGS測試方法，導致即使同一樣品的測試結果也可能不同。這種情況使得生產商、貿易商及最終使用者無所適從。2005年，美國乙醇協會針對此問題組織兩個專門工作組從事DDGS最佳測試方法的調查、研究。

2.1 測試方法研究過程

研究針對測試方法有效性和可行性，同一實驗室內以及不同實驗室間測試結果差異進行設計。研究包括常用的測試方式、測試內容涉及水分、粗蛋白質、粗脂肪以及粗纖維。階段一，方法有效性和可行性及實驗室內差異評估。從6處不同地點各選取5份樣品，樣品盡量與當地市場產品保持類似。30份樣品分別進行測試，每個樣品測試3份。階段二，實驗室間差異評估，使用了第一階段中的5份樣品，分別送到23家實驗室進行測試，每個樣品測試2份。所有實驗室均使用預先確認的測試方法。

2.2 推薦測試方法

在上述研究過程，針對不同實驗室或同一實驗室內采用不同測試方法的檢測結果引入變異系數（CV）進行評估。對于不同項目或同一項目不同樣本的測試結果離散程度越小，則說明采用的測試方法越客觀穩定。根據檢測結果，DDGS質量指標的推薦測試方法見附表。

附表 推薦測試方法

2.2.1 水分

烘箱干燥法測試結果因樣品而有所不同，原因為較高溫度或較長干燥期樣品揮發程度不同，較低溫度或較短干燥期樣品無法去除所有水分。卡爾費休法測定飼料樣品中水含量準確，但由于成本問題導致大部分實驗室不愿意使用[6]。借鑒卡爾費休法測試精度，研究選取多種測試方法與其比較，將其差值作為比較的標準。美國飼料檢驗協會（NFTA）推薦方法NFTA 2.2.2.5：通過105℃烘箱干燥3 h后樣品剩余殘基的干物質（DM）測量，確定其水分。此方法在不同實驗室間和同一實驗室測試結果均顯示出可接受的CV值。

2.2.2 粗蛋白質

美國分析化學家協會（AOAC）推薦AOAC 990.03（燃燒法檢測飼料中粗蛋白質，通過熱導率測量在純氧中燃燒釋放的氮含量，并轉換為等效蛋白質）和AOAC 2001.11（標準酸滴定法，將樣品與硫酸反應生成硫酸氨，通過蒸餾綜合測量其氨含量以確定其含有蛋白質）。這兩種方法針對DDGS測試結果均準確精密，不同實驗室間和同一實驗室結果接近。

2.2.3 脂肪

AOAC 945.16（石油醚萃取法，測量谷物輔料中的油）作為非水解方法與其他兩種方法AOAC 2003.05/AOAC 2003.06（乙醚提取-浸沒法/己烷萃取-浸沒法）測試脂肪含量時結果一致。但不同實驗室間對比，945.16方法CV值最低，成為DDGS脂肪推薦測試方法。

2.2.4 纖維

多種粗纖維測試方法無顯著差異，但由于其他測試方法輔料濾袋退出市場，而其替代品質量表現出10%的相對偏離。AOAC 978.10（玻璃坩堝燒結法，對溶于1.25%硫酸及1.25%氫氧化鈉的樣品點火燒結，測量其干燥殘余粗纖維）成為DDGS粗纖維的推薦測試方法。

3 DDGS質量監控

3.1 DDGS供應商選擇

不同工廠生產的DDGS產品營養成分可能不同。應使用供應商認可程序以選擇能夠提供符合質量預期的DDGS產品供應商。相應措施包括DDGS產品的實驗室檢測，實地訪問供應商生產環境以評價其質量保證措施，驗證供應商產品責任保險的覆蓋范圍。

3.2 DDGS品質規格的合同說明

應考慮在采購合同中詳細說明DDGS品質規格要求。當買、賣方極為重視營養成分的精確確認時，具體營養成分的分析方法也應明確寫入采購合同或相關文件中。

3.3 DDGS交付的采樣和查驗

DDGS交付應在物料卸貨時按照標準采樣程序，抽取代表性的DDGS樣品，確認其是否符合質量要求。檢驗程序應包括顏色檢驗、氣味檢查、容重與顆粒度監控。

3.4 DDGS真菌毒素監控

DDGS中真菌毒素含量可能是生產用玉米原料中真菌毒素含量的3倍。因此應考慮定期檢查DDGS中的真菌毒素含量以確保其不出現超標的情況。

3.5 監控DDGS營養成分

應向DDGS供應商索要其每批DDGS產品的營養成分數據，并按照制定的營養含量標準以確保配方中使用的DDGS各項營養素含量準確。

4 結語

由于生產工藝及干燥條件，不同地區產DDGS營養成分含量及利用率不盡相同。受氨基酸平衡和粗纖維等影響，在生產中可部分代替豆粕，并補充賴氨酸等限制性氨基酸。與原料相比，由于去除淀粉和糖，其營養成分（蛋白質、脂肪、維生素）提高。美國DDGS的典型營養價值為：含粗蛋白質＞26%，粗脂肪＞10%，賴氨酸0.85%，磷0.75%。在DDGS市場需求和實際應用持續增長的趨勢下，使用DDGS時應根據相應質量標準確切掌握其營養成分組成及其優缺點。通過對DDGS基本理化特性的精確控制、測試方法的選擇應用以及全方位的質量監控，實現DDGS成品質量的全流程保障。

[1]Ferrer E,Algria A,Farre R.Fluorescence,browning index,and color in infant formulas during storage[J].J Agric Food Chem,2005,53（12）:4 911-4 917.

[2]Noll S.Parsons C,Walters B.What's new since September 2005 in feeding distillers co-products to poultry[J].Proceedings,2006:149-154.

[3]Ganesan V,Muthukumarappan K,Rosentrater KA.Effectofmoisture contentand soluble levelson the physical and flow properties ofDDGS[J].CerealChemistry,2008,85（4）:464-470.

[4]Shurson J,Noll S,Goihl J.Corn by-product diversity and feeding value tonon-ruminants[J].Proc MNNutrConf,2005,34:50-68.

[5]Rosentrater K A.Understanding distiller'sgrain storage,handling,and flowability challenges[J].Distiller's Grains Quarterly,2006,1（1）:18-21.

[6]中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.GB/T 606-2003化學試劑水分測定通用方法-卡爾.費休法[S].北京:中國標準出版社,2003.