畜牧人

標(biāo)題: [原創(chuàng)]飼料水分活度及其對(duì)霉菌生長(zhǎng)和產(chǎn)毒的影響 [打印本頁(yè)]

作者: 綠緣 時(shí)間: 2007-4-29 19:58
標(biāo)題: [原創(chuàng)]飼料水分活度及其對(duì)霉菌生長(zhǎng)和產(chǎn)毒的影響
水分可能是控制微生物對(duì)食品的破壞的單獨(dú)的最重要的因素(Chirife J， Buera MD，1996)。同樣，水分是霉菌在飼料上生長(zhǎng)繁殖的必要條件，無(wú)論是飼料原料，還是配合飼料，或者是濃縮飼料，都含有一定量的水分。存在于飼料中的水分有游離水和結(jié)合水之分，微生物能夠利用的是游離水。一般來(lái)說(shuō)，含水分多的飼料，微生物容易生長(zhǎng)，含水分少的食品微生物不容易生長(zhǎng)，所以自古以來(lái)人們就利用干燥的方法來(lái)儲(chǔ)存食物。但是這種以重量百分率來(lái)表示飼料中的水分含量，不能準(zhǔn)確的反映飼料中能夠被微生物利用的實(shí)際含水量，如水分含量為4％－9％的富油的堅(jiān)果、水分含量為9％－13％的富含蛋白質(zhì)的豆類(lèi)和水分含量為18％－25％的富含果糖的水果的水分活度值都大約是0.7（M.R.ADAMS and M.O.MOSS，2004），而大多數(shù)霉菌不能在水分活度值低于0.7下生長(zhǎng)。因此，不能用飼料中總的含水量來(lái)評(píng)價(jià)微生物對(duì)飼料發(fā)霉的影響。自從Scott 1957年提出水分活度（water activity）的概念以來(lái)，人們?cè)谘芯渴称分信c飼料中水分與微生物的關(guān)系問(wèn)題時(shí)，已經(jīng)越來(lái)越多的開(kāi)始采用水分活度來(lái)表示。
1.水分活度的概念

飼料的水分活度（簡(jiǎn)稱(chēng)Aw），是指在相同的溫度下密閉容器中，飼料的水蒸氣壓與純水蒸氣壓之比。即：

Aw＝P/P0＝ERH/100
式中：Aw表示水分活度；

P表示在一定溫度下基質(zhì)（飼料）水分所產(chǎn)生的蒸氣壓；

P0表示在與P相同溫度下純水的蒸氣壓；

ERH表示基質(zhì)（飼料）的相對(duì)濕度。

水分活度是水分在食物中的單獨(dú)的最重要的特性（Anthony J. Fontana，1998），是決定食物的質(zhì)量和安全性的最重要的因素之一（A.J.Fontana，2000）。水分活度是飼料質(zhì)量控制體制中的一個(gè)重要指標(biāo)，它可以影響飼料中微生物的繁殖、代謝、抗性和生存。

2.水分活度和其他環(huán)境因素的關(guān)系

2.1.水分活度和環(huán)境相對(duì)濕度的關(guān)系

相對(duì)濕度（Relative Humidity）是空氣中含水量與其飽和含水量之比（在一定溫度下），通常用百分比表示，而水分活度是用小數(shù)來(lái)表示的。如上公式，在平衡時(shí)水分活度和相對(duì)濕度有如下的關(guān)系：

Aw＝RH/100
環(huán)境的相對(duì)濕度對(duì)飼料質(zhì)量變化的影響，是因?yàn)樗苯佑绊戯暳系乃趾亢退只疃取?/font>在一定溫度下，飼料的水分活度和環(huán)境的相對(duì)濕度總是趨于平衡。當(dāng)環(huán)境相對(duì)濕度小于飼料的水分活度時(shí)，飼料的水分就逐漸逸出，水分活度下降直至與環(huán)境相對(duì)濕度相等為止；當(dāng)環(huán)境相對(duì)濕度大于飼料的水分活度時(shí)，環(huán)境的水蒸氣就轉(zhuǎn)入飼料，使飼料的水分活度增大，最后也是二者達(dá)到相等為止，利用這一特性可以測(cè)定飼料的水分活度。如要測(cè)定一基質(zhì)或溶液的水分活度，可將飼料放在一密閉空間，待其與該空間空氣濕度相平衡時(shí)，測(cè)定空氣的相對(duì)濕度（常用干濕球溫度計(jì)的溫度差來(lái)計(jì)算）就可得其水分話度。
2.2.水分活度和環(huán)境溫度的關(guān)系
飼料的水分活度和溫度有關(guān)，而且溫度對(duì)水分活度的影響在冰點(diǎn)以下遠(yuǎn)大于在冰點(diǎn)以上。在冰點(diǎn)以上的溫度，隨著溫度的升高，水分活度也升高。一般的，溫度每變化10℃，水分活度變化0.03—0.2。在冰點(diǎn)以下溫度，水分活度與試樣成分無(wú)關(guān)，僅取決于溫度，即冰相存在時(shí)水分活度不受溶質(zhì)的種類(lèi)和比例的影響。
溶液的水分活度除和溶液的溶質(zhì)種類(lèi)、溶質(zhì)比例有關(guān)外，也和環(huán)境的溫度有關(guān)。一般來(lái)講，在等濃度的溶液中，溶液的溫度越高其水分活度越低。表一是飽和溶液在不同溫度下的水分活度值。

表一：部分飽和溶液在不同溫度條件下的水分活度值

2.3.水分活度和飼料中水分含量的關(guān)系
一般情況下，飼料中的水分含量越大，其水分活度就越大，但是兩者之間的關(guān)系并不是簡(jiǎn)單的正比例關(guān)系而是和溫度有著非常敏感的關(guān)系（M.R.ADAMS and M.O.MOSS，2004）。因此要確切的研究飼料中的水分含量和水分活度的關(guān)系，可以在恒定的溫度條件下以飼料的水分含量為橫坐標(biāo)，以相對(duì)應(yīng)的水分活度值為縱坐標(biāo)作圖，這樣得到的曲線稱(chēng)為飼料的等溫吸附曲線。等溫吸附曲線一般是S型曲線少數(shù)含有較多糖分和可溶性小分子的食品其等溫吸附曲線呈J型。文友先等（1998）水分活度儀測(cè)定稻谷吸附與解吸等溫線的試驗(yàn)研究，得出結(jié)論為稻谷的吸附與解吸等溫線呈反Ｓ形。Mazza G.等(1985)報(bào)導(dǎo)幾種蕎麥的等溫吸附曲線為典型的S型曲線，徐寶才等（2003）試驗(yàn)結(jié)果表明四川苦蕎籽粒的等溫吸附曲線也為典型的S型曲線。趙新淮等（2004）測(cè)定兩種大豆制品的等溫吸附曲線符合BET和Halsey數(shù)學(xué)模型，但是BET方程存在一定的局限性。
3.飼料中的霉菌與水分活度
3.1.飼料中的霉菌毒素及其危害
霉菌毒素(Mycotoxins)的研究是從英國(guó)1960年火雞爆發(fā)X病開(kāi)始的，飼料中對(duì)畜禽影響比較大的霉菌毒素主要有黃曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、T-2毒素、赭曲霉毒素、煙曲霉毒素和麥角生物堿等（LW.Whitlow and W.M.Hagler，2004）。但是近幾年來(lái)以黃曲霉毒素和玉米赤霉烯酮對(duì)畜禽危害最大。
黃曲霉毒素（Aflatoxin）是黃曲霉和寄生曲霉產(chǎn)毒菌株的代謝產(chǎn)物，主要污染玉米、花生、棉子及其餅粕黃曲霉毒素不是一種單一的物質(zhì)，而是一類(lèi)結(jié)構(gòu)及其相似的化合物B1和B2（由黃曲霉產(chǎn)生）G1和G2（由寄生曲霉產(chǎn)生）等（Cotty et al.，1994）。黃曲霉毒素的毒性與其結(jié)構(gòu)有關(guān)，其中黃曲霉毒素B1的毒性最強(qiáng)。各種動(dòng)物中雛鴨對(duì)黃曲霉毒素最為敏感，豬、火雞、仔雞易感，反芻動(dòng)物不敏感。動(dòng)物黃曲霉毒素中毒的表現(xiàn)有食欲下降、運(yùn)動(dòng)失調(diào)、生長(zhǎng)減慢、肝臟毒性等（Nibbelink，1986）。Qureshi et al(1998)發(fā)現(xiàn)飼料中的黃曲霉毒素可以傳遞到雞蛋中，人類(lèi)食用了這些被黃曲霉毒素污染的雞蛋，通過(guò)食物鏈也可以傳遞到人體，使人體發(fā)生中毒（Schiefer，1990）。
玉米赤霉烯酮(Zearalenone)主要是由禾谷鐮刀菌產(chǎn)生的一類(lèi)雌激素樣毒素，主要污染玉米、燕麥、高梁、芝麻和青貯料（LW.Whitlow and W.M.Hagler，2004）。玉米赤霉烯酮可以使動(dòng)物發(fā)生雌激素亢進(jìn)癥，其中以豬最為敏感，對(duì)反芻動(dòng)物不很敏感，肉仔雞和產(chǎn)蛋雞也不易感，甚至在較高的劑量下也不易感。玉米赤霉烯酮中毒主要表現(xiàn)為發(fā)情前小母豬陰戶(hù)紅腫、陰道黏膜充血、乳腺增大，小公豬出現(xiàn)“雌性化”癥狀，還可引起母豬窩產(chǎn)仔數(shù)減少。飼料中含有高劑量的玉米赤霉烯酮可以導(dǎo)致奶牛產(chǎn)奶量下降、腹瀉、下痢等癥狀（Coppock et al.，1990），玉米赤霉烯酮也可以在牛奶中殘留，可以通過(guò)食物鏈對(duì)人類(lèi)產(chǎn)生威脅（Prelusky DB et al.，1990）。
3.2.霉菌生長(zhǎng)的水分活度
霉菌生長(zhǎng)要求的水分活度較其他微生物如細(xì)菌和酵母都低。一般地，水分活度值在0.60以下，所有霉菌都不能生長(zhǎng)，少數(shù)霉菌可以在水分活度值為0.65時(shí)生長(zhǎng)，這類(lèi)霉菌稱(chēng)作干性霉菌如灰綠曲霉、薛氏曲霉、赤曲霉、阿姆斯特單曲霉等。這些干性霉菌的孢子在水分活度值0.73—0.75時(shí)經(jīng)過(guò)1—4周的時(shí)間，有部分可以發(fā)芽，當(dāng)水分活度值為0.70時(shí)，與飼料有關(guān)的霉菌孢子發(fā)芽的極少見(jiàn)。在相對(duì)濕度高（水分活度值大于0.85）的環(huán)境中霉菌的生長(zhǎng)能夠引起飼料的嚴(yán)重霉?fàn)€，但是霉菌生長(zhǎng)的最適水分活度值在0.93—0.97之間。表二列出了各種霉菌生長(zhǎng)（孢子萌發(fā)）的最低水分活度值。

表二.飼料中各種霉菌生長(zhǎng)（孢子萌發(fā)）的最低水分活度值

3.3. 飼料的水分活度與霉菌毒素的產(chǎn)生
由許多霉菌產(chǎn)生的毒枝毒素至少有200多種，所以水分活度與霉菌的生長(zhǎng)及毒素產(chǎn)生的關(guān)系是很復(fù)雜的。一般認(rèn)為生毒霉菌的生長(zhǎng)所需的水分活度值要比其毒素形成所需的水分活度值低，但是霉菌生長(zhǎng)的代謝水的產(chǎn)生可以使生長(zhǎng)環(huán)境的水分活度值增加（李琳，萬(wàn)素英，2000）。M.Jiménez et al(1996)在水分活度值為0.97，28℃的條件下培養(yǎng)14天，12℃的條件下培養(yǎng)26天，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在第15至30天時(shí)玉米赤霉烯酮產(chǎn)生速率最快，在水分活度值為0.95時(shí)，玉米赤霉烯酮產(chǎn)生的最大量為9.3mg/kg。A.Nesci等（2003）的研究發(fā)現(xiàn)在水分活度值為0.809和0.747時(shí)，無(wú)論是否在培養(yǎng)基中添加抗氧化劑或者添加任何抗氧化劑，培養(yǎng)基中培養(yǎng)的黃曲霉都不會(huì)產(chǎn)生黃曲霉毒素。Gqaleni, Net al.,(1997)在水分活度值為0.90，溫度為20℃和37℃條件下培養(yǎng)15天結(jié)果未發(fā)現(xiàn)有黃曲霉毒素B1產(chǎn)生。在建筑物里的真菌在水分活度值在接近0.8時(shí)開(kāi)始生長(zhǎng)，但是可以顯著的產(chǎn)毒的水分活度值要達(dá)到0.95以上（Kristian Fog Nielsen，2003）。
4.結(jié)語(yǔ)

水分活度概念的提出，為食品工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，有大量的應(yīng)用水分活度概念指導(dǎo)食品生產(chǎn)的成功例子。但是在飼料行業(yè)仍然一直延續(xù)使用水分含量作為飼料防霉和防止霉菌產(chǎn)毒的安全指標(biāo)，隨著動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)者們對(duì)水分活度認(rèn)識(shí)以及研究的深入，相信水分活度概念也將成為關(guān)于飼料防霉和防止霉菌產(chǎn)毒的新安全指標(biāo)。

作者: 綠緣 時(shí)間: 2007-4-29 20:03
表格打上去就全亂了，所以就給刪了，呵呵。

作者: 羅漢果 時(shí)間: 2007-5-20 08:29
如能有更多這樣的資料就好了...

作者: zhangmingquan 時(shí)間: 2011-3-24 10:09
冠亞牌大豆水分儀、玉米水分儀飼料水分測(cè)定儀、豆粕水分儀、麩皮水分檢測(cè)儀鹵素快速水分測(cè)定儀是冠亞公司最新研發(fā)的一種新型快速的水分檢測(cè)儀器。其環(huán)狀的鹵素加熱器確保樣品在高溫測(cè)試過(guò)程中均勻受熱，使樣品表面不易受損，對(duì)于顆粒或者粉末的樣品都可以快速干燥，在干燥過(guò)程中，水分儀持續(xù)測(cè)量并即時(shí)顯示樣品丟失的水分含量%，干燥程序完成后，最終測(cè)定的水分含量值被鎖定顯示。與國(guó)際烘箱加熱法相比，其檢測(cè)結(jié)果具有良好的一致性,具有可替代性,且檢測(cè)效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于烘箱法。一般樣品只需幾分鐘即可完成測(cè)定。該儀器操作簡(jiǎn)單，測(cè)試準(zhǔn)確，顯示部分采用紅色數(shù)碼管，示值清晰可見(jiàn)，分別可顯示水分值、樣品初值、終值、測(cè)定時(shí)間、溫度初值、最終值等數(shù)據(jù)。并具有與計(jì)算機(jī)，打印機(jī)連接功能。該水分儀可廣泛應(yīng)用于一切需要快速測(cè)定水分的行業(yè)，如醫(yī)藥、塑膠、化工、食品（魚(yú)糜、脫水蔬菜、肉類(lèi)和水產(chǎn)加工、面條、面粉、餅干、月餅等）、糧食、飼料、種子、菜籽、煙草、茶葉以及紡織、農(nóng)林、造紙、橡膠、紡織等行業(yè)中的生產(chǎn)過(guò)與實(shí)驗(yàn)過(guò)程中。
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