飼料成品中微量原料含量的變異原因和解決方法(上)

        從一九四○年代至一九五○年代雖然電腦化、自動化和機械化已經解決飼料工業上的許多問題，但微量成分在分析上的變化仍然存在。這報告綜合已知道的原因，建議一些解決方法和引用一些早期的報告供作未來的參考。部份Ｉ包括導致分析上變異的歷史背景和討論發生變異的主要原因。

一、前   言

        最近40年來已經解決了很多早期存在的問題，飼料工業被證實有了長足的進步，一些例子如：

        (1)飼料配方由電腦取代手算。

        (2)中央控制室安置許多具有把手、按扭、指示標誌和警告燈的大型自動控制板，能支配在飼料廠內的每一組設備。

        (3)一些時下廣泛為人所知的品質管制系統儀器有A、A、(自動胺基酸分析儀器)、G、L、C、(液層氣層分析儀)、H、P、L、C、(高倍液層分析儀)、N、I、R、(紅外線)等，取代了傳統的、長時間的"濕化學(wet chemistry)"法。

        (4)整體性的飼養及飼養規模增大，散裝飼料因而壓倒了從前用來貯存和經由批發商組織所銷售的袋裝飼料。

        (5)育種的研究改良了家畜和家禽的品系，使生長速率、飼料換肉率和屠體品質有了改善，結果在飼料上省了更多的飼料。

        (6)製藥工業發展和推出很多新產品及使用，也同樣的重要，它改善了家禽畜的生長及健康。

        上面這些和另外許多顯著的發展，如在40年代和50年代的飼料工業需要很多的勞力，但經由使用電腦化／自動化／機械化獲得了解決。最有趣的是，雖然有很多高科技的技術進步，但有些在40年以前存在的問題，這些年來還是存在好好的。

        在某些方面，一些特殊產品有了改變，但某些產品種類則沒有改變，我所指的是飼料產品中微量分析成分上的變異，因為這個複雜的問題甚至在使用抗生素以前，被所有飼料製造者，微量成分供量商和40年代的政府有關機構所重視。

        這個相同的問題至今仍然在研究，有關此問題的早期研究結果，大都在40年代、50年代、60年代發表，但是有關這個主題的原始報告，很少在最近十年刊登此主題文章的參考文獻內。這篇報告的主題是綜合討論一些引起含量分析變異的已知原因，再建議一些可能解決方法和提供一些針對這個主題的早期報告，供今後的參考。

二、歷史背景

        一個早期發現的例子為含有碘化鉀的不同飼料產品其碘含量分析上的變異。一些因素如光、水分、酸性物質和一些金屬鹽類，引起快速的降低力價。泛酸鈣經發現為高溫、金屬鹽類和低於5.0的PH值所影響。在存於魚油內和初期乾態維他命D，當暴露在光、礦物質和／或氧化，會使貯積的有效性產生變異。早期的報告也包括另外一些維他命如維他命C、B₁₂和葉酸含量分析值的變異，這些皆歸因於穩定性、共容性的問題。

        隨著1946年抗生素這種生長促進劑的發現，一些實驗室就開始研究和發展一種能在飼料產品中具有穩定性的青黴素預拌料(penicillin premix)，首篇青黴素穩定性的報告顯出，在飼料打粒的過程和實驗室內的蒸氣處理所造成的高度損失的嚴重性。

        接著的報告指出一種特殊製備型式的普魯卡因青黴素G(procaine penicillin G)在飼料產品中很穩定。對飼料產品中青黴素穩定性的整體性複查的報告，最後在1969年發表，有關如何使准許用量的2∼4克青黴素混入每噸商用飼料中的問題，亦同時和穩定性的問題一齊研究。使用微生量平板分析法(microbiological plate assay)所固有的困難，特別是在那些沒有經驗的實驗室，使問題更趨複雜。直到1966年政府之分析化學專家協會之方法(AOAC)才被採用為止。很多早期之"穩定性的問題"可能因為混合和／或分析上的困難所引起。

        在早期的這些年間，很多有關微量原料的穩定性、混合和分析方面的研究，早期大部分報告都集中在穩定性／共容性方面，卻相對很少注意到現今被承認為同等重要的飼料均勻度及原料分離的問題。這篇報告的目的，為以表一所列的那些產品定義為微量成分。通常，這些個別的添加劑在最後的飼料產品中不會超過0.25％。

三、分析值變異的原因

        依據參與世界性無數飼料產品的經驗而言，明確的顯示很多因素影響分析值，如果沒有適當的解釋結果，將會得到很多錯誤的結論。近年來已經被發展出這些因素的檢查表，當飼料產品的分析值與理論值有差異時，就需仔細地調查每一個因素。此表列於表2，每一個因素都會在本篇中加予討論，最後將推薦一些有助於減少變異的程序。

四、微量原料來源

        這是檢查表上的頭一點，什麼是這產品含有的力價？那麼產品的確實分析就屬必需了，假如分析的結果超過或低於標簽上保證的範圍(過多或缺乏)，然後這飼料產品的理論值含量需要隨著修正。微量成分來源是一致嗎？從每一存放地點之個別桶裝或袋裝原料中，連續採樣並分析5∼10個樣品，通常最能顯示出結果，也可以將整袋或整桶放在地板上，檢查整堆產品的顏色和質地上的差異。

        微量原料的添加是以未稀釋過的純原料或以預拌料形式？混合的結果不同的工廠會有不同，依此來回答這個問題的不同，大約30∼40年前，大部分供應商推薦預拌料添加劑最低用量為5∼10磅／噸(0.25∼0.5％)。近年來，大部分飼料廠已經現代化了，混合機的設計已經改善，且已經明瞭飼料組成和物理特性的重要性，使混合效率有了長足的進步。導致今日有很多工廠添加1∼2磅／噸(0.05∼0.10％)的預拌料，仍能夠使微量原料散布均勻，甚至在某些特殊情況下，其添加量更少 。但此我必需強調，依個人的經驗，這些標準在每一個飼料廠或每一個飼料配方仍是不夠的。

        最近的一篇報告指出微量原料在預拌料中稀釋對飼料製造者在品質上並沒有特別優點。這個陳述是在於大學的研究情況下，一種飼料配方利用二個混合的試驗，使用1,000磅的小混合機，攪拌3分鐘而下的結論。有趣的是僅檢查一種微量原料含有13.2％monensin之預拌料添入0.2％，在如此試驗的情況下，這種藥物的分析被接受是不足為奇的。

        這兩個試驗同時包含維他命A預拌料(10,000IU／g)添加0.22％，維他命D預拌料(15,000IU／g)添加0.22％和微量礦物質添加0.83％，但均未檢查這些成分。檢查食鹽的結果含有2.1％，符合要求且支持3分鐘的混合時期是足夠了，但就沒有提到例如關於維他命的均勻度。從相同大學的第二篇報告支持下一次試驗的說法，可以不必注意稀釋影響藥物的最終濃度。不幸地，雖然在原始的試驗中並沒有研究這些問題，但這兩個報告已經被曲解，而意謂這些純的、未經稀釋的藥物、維他命、礦物質等先前不必經過稀釋或任何預拌就能直接添加至商用飼料混合機內 。一個較正確的結論是：假如良好品質微量原料的預拌料是從有信用的供應商購買來的，使用前就加予稀釋，在一些現代化的工廠將是沒有利益的。

        因此，必需知道使用的是一種預拌料或是未稀釋的產品。且必需知道任何可能之相容性的問題，如有多種的組成成分時，必需知道預拌的組成。知道有關預拌料的製造日期，和預拌料本身如存有穩定性問題時之有關貯存的環境等是相當重要的。

五、飼料廠預拌料

        現在有一些飼料製造廠商買純的，未經稀釋的微量原料，在飼料廠內生產他們自已的預拌料，在工廠裡一些一般原料被選擇當作稀釋劑，時常，當考慮到粒子大小和／或密度時，這些原料是不太合適。造成均勻度差的預拌料，及導致飼料成分分析值較低的結果，此經常歸咎於穩定性不良。一個不良的飼料廠預拌料列在表3，它的稀釋劑是使用粒子太粗的44％大豆粕。一個好的稀釋劑將全部通過U、S20號篩子，而這些預拌料僅通過大約50％，那麼就是粒子太粗了。

        另外一些飼料製造商購買不同成分的個別預拌料，然後這些成分依比例混合在一起(維他命、礦物質、抗球蟲劑、胺基酸等)，然後以機械運送或以空氣壓縮入穀倉中，依比例的預拌料量在每一次飼料批次中被自動排出。不同組成的粒子大小和密度差異太大，及在往後的運輸過程中，常引起在最後飼料中原料的分離和補充物的不穩定。假如這些混合過的飼料在高溫、多濕的氣候中貯存太久，穩定性的問題也可能發生。

六、添加量

        必需小心檢查特殊的添加水準，是每噸中含有幾克或百萬分之多少？並不是每一次添加量都相同，每噸單位是2000磅或1000公斤？筆算和電腦計算的結果不能取代一般排定之定期有關物理性狀的清查及檢查，微量原料是經由人工或自動添加？飼料廠工作員有沒有準確的添加？在一些中央控制板上的燈不是經常能100％保證無誤，使用電腦來控制微量原料的添加，另外產生了各種添加劑個別地點的分開，和每日之清查控制與對複雜的機械／電子系統充分檢查等問題。

七、混合均勻度

        這些年來在混合機設計的細節已經有了改進，但是仍有許多飼料廠利用批次混合方法，為求得每日需求生產的噸數，所以每批次混合的時間就太短了，時常導致飼料分析和生長性能的變異。美國化學工程師學會(A、I、C、E、)在1961年發表一種固態物混合機的試驗步驟，跟著美國農業工程師學會(A、S、A、E、)在1967年也提出類似的方法，這些步驟已經被廣泛使用在很多工業上，也提供另外的途徑是使用有色的微量粒子，是一種用來測試混合機性能即快速又便宜的方法。在混合飼料時經常必需決定飼料混合一次所花的時間以及混合時間是不是足夠。

        一個相對的問題是混合機的容量對每批次混合量的多寡，電腦能因飼料成分價格而改變，很快就能更改配方而獲得利益，不幸的是電腦的程式並沒有把飼料密度和粒子大小的改變列入考慮。混合時飼料原料會膨大4∼6吋，為達到混合均勻的目的，所以帶狀攪拌器應該隨時都高過每一批次飼料的高度，且因飼料成分的改變，一些密度較低的飼料，會浮在攪拌器四週的上方，形成一層沒有被混合的飼料。今日有太多的混合機被設計和／或裝置，很難或不可能打開機械來觀察混合時的缺點。飼料成分改變時也需要重新分析混合循環所需要的時間，其他的試驗顯示出原料同為相同細小粒子時，可得到較有效的混合結果。

        從另外的觀點來考慮每批次混合循環所費的時間：

        (1)一個2公噸容量的混合機可裝2,000,000克。

        (2)假設一隻小雞每日平均採食量為40克。

        (3)一批次2噸重的飼料含有50,000隻日的飼料攝食量。

        (4)或是，一批次2噸重的飼料可以提供10,000隻小雞大約5天。

        (5)一種微量原料存在預拌料中，預拌料添加1kg入2噸重的飼料中被稀釋2,000倍。

        (6)在一批次2噸的飼料中添加未經稀釋純的微量成分100g，需被稀釋20,000倍。

        (7)典型2噸含量的帶狀攪拌之水平式混合機將轉動在每分鐘25∼35圈的轉速範圍內。

        (8)假設每一批次混合時間是3或4分鐘。

        (9)然後這個攪拌器每批次將只有轉動75∼140次，或平均大約100次。

        (10)你的混合機能在僅轉動100次的帶狀攪動器內稀釋一種微量原料2,000倍或20,000倍，而能混合均勻嗎？最後一次檢查混合時間的什麼時候？

        靜電也是時常被關心的問題之一，最後的現象總是很多乾燥微細顆粒被分離。關於這主題有一份非常優良的政府報告，指出一些微量原料特別對靜電荷非常敏感。

八、塵埃的損失

        不同的分析結果總是建議去研究之有效原料經由飼料塵埃的可能損失，這個可能發生在預混時，混合機的裝料及下料，機械式及空氣壓縮傳送，以及輸入及輸出貯存倉。飼料廠原有設計、灰塵收集系統和飼料配方的性質，每一種都會影響灰塵的損失量。

        大家都知道微量原料因其粒子相當細小，所以有一些飼料配方微量原料配方呈不成正常比例的高水準為塵埃所帶走。有此強有力的建議，飼料製造商所收集的塵埃做定期的分析其特殊成分和存有量。塵埃分析的結果之一列於表4，顯示所收集到的灰塵比原來飼料中多了28倍以上的抗生素濃度，如果再有這種結果時，必須採取改正的行動。

        有時在人工投放微量原料裝置的地方，混合機和傳送帶之真空度的標準可能是太高了，假如灰塵又被循環進去飼料加工程序中，這些微量原料重被導入飼料製造過程的那一點或那些地方，必需要確定出來。測定塵埃重新導入所需的時間也相當重要，因在連續的飼料批次作業中，較短的混合時間(3∼4分鐘)，使塵埃常在次數批次飼料中出現，但其結果無法均勻的混合。

九、原料的再分離

        現代的飼料是為一種成分相當複雜的產品，由很多不同組成的原料，很多原料間在粒子大小、形狀、密度和添加量很大的不同。有很詳細討論這個主題的資料可利用，其密度差異4倍，粒子大小的範圍從14∼200網目和添加的標準從每噸數克至超過1000Ib都有。

        因為現代飼料產品是相當複雜，任何一家飼料廠都將發生一些成分的分離現象是可理解的，但這問題的嚴重性隨工廠設計，設備機械的安置和飼料產品配方的細節而有所差異。一般原料再分離的位置，包括有混合機的卸料、輸送帶、升降機、進倉、用震動方式的出倉和散裝粉狀飼料的大量卸料。許多研究報告已經證明在運送和進倉時所發生的再分離，必需記著一點；什麼東西流進穀倉必會流出，但它的秩序並不一定會相同。

        因為一些飼料配方有易於分離的傾向，故在操作上過度的震動是不適當的。震動通常因為不恰當的設備設計、不正確的裝置，部分零件的磨損和操作上的偏向輸送等因素所引起。用外加之震動促進，在飼料裝袋及卸倉時也是引起再分離的原因。

十、打粒及再碾碎

        粒狀飼料樣品的成分分析變異，可能和其原來之粉狀飼料的不均度、可能的力價損失和／或量的損失、和打粒的過程所產生小粒子的再循環有關。這個問題曾經被仔細討論過。當考慮到水分添加量，高溫和在打粒機內篩子的壓縮時，一些較敏感的微量原料將可能發生部分降解，是不足為奇的。另外有一些添加劑在打粒期間是相當穩定的，在前面我們已經探討過六個影響因素後，接著的檢查是分析相同批次的飼料，包括一連串蒸氣加熱前的粉狀樣品和一連串在冷卻後的粒狀樣品，那些在重打粒前的細小顆粒。樣品也必需加以檢查。大家都知道一些維他命、抗生素和另外一些藥物在一些打粒過程中可能會損失，在另外的例子，有一些"粘著"的影響，導致打粒後的分析值將降低。

        另外的因素是產生這些需重新打粒的細小粒子的多寡，其數量隨著每一個工廠，和不同飼料配方而有差異，粉碎較細將可以改進打粒的品質和降低細小粒子的產生。在我們經驗，在打粒操作上產生10∼15％的細粒不可說是不正常。於再碾碎的過程中，該批之細小粒子量將增加至20∼25％，雖然一些一貫作業的操作員不再分離這些細小粒子，僅將這些隨同粒狀或再粉碎料飼養。

        假如這些細小粒子重新被打粒，一些敏感原料的降解將增加，將導致一些含有這些重新打粒的細小粒子批次飼料，如於該批次的較後端粒料採樣時會有較低的樣品分析值。隨著工廠的設計和加工所費的時間，這些重新循環細小粒子將導入緊接的批次飼料中。為了要正確分析這些情況，去了解工廠的設計和流程是必要的。

十一、取樣的方法

        這個主題所含蓋的範圍太廣，以至於不能在這篇報告中充分討論，但有一點是不可置疑的，因未經由正確的採樣使實驗室增加可觀的花費和產生很大的誤差。飼料成品以使用孔狀探討來取樣，如飼料尚在"加工過程"中，因設備不能接近的限制，可能必需用手採樣。取樣的位置依試驗的目的而定，飼料成品的取樣可以在工廠的飼料卸料口和農場，因為家畜和家禽生長的原因，時常可能因飼料離開工廠後的問題。

        當使用新的微量原料時，分析的花費會增加，因考應預算因素，很明顯的使得採樣分析的數目減少。在我的經驗，有太多的實驗仍然採用每批次飼料取樣一個或二個樣品的重複決定方法。對一個有經驗的分析員來講，對三或四個個別樣品的單獨分析，將可得到更有價值的資料，這裡我再一次強調，假如對飼料的均勻度有興趣，將要依照規定對混合取樣的方法。

        我們知道家畜和家禽依個別逢機的方式來消費飼料，假如需要一個準確預估飼料的效果時，那麼基於個別逢機取樣，將不會掩飾任何可能存在的變異。

        檢查混合飼料中的不均勻和解釋分析變異困難的原因之一為要符合官方規定的取樣程序，AOAC用孔狀樣品探針取500克，或較合適的1公斤重樣品，從一些袋子或膨鬆飼料中心取出混合樣品最後只降低到只需要的用量，最後並將樣品磨成通過1mm篩子的粉狀物這最終的結果是一個非常一致的"代表性樣品"，但無論如何，這將不能提供任何關於飼料均勻度的資料，或者是每一隻雞或動物每日為了最適的生長性能將接受的每一種營養分和藥物的劑量。

        另外的困擾是每一個樣品大小需要0.5至1公斤，在製藥工業上已經有了進步和採用"單一劑量觀念"。以前需將一些個別的樣品一起混合，成為分析用的"混合"樣品。今天，如果一個人個別分析十個相同樣品，而能使十分之九的樣品差異在正負十五百分比以內，這將可以肯定這劑量的整齊性。相反的，因為每個混合樣品的量是500至1000克飼料，無法指出由每隻小雞每日僅採食20至30克，而能攝取到正確劑量的營養分或藥品。

        換句話說，取1磅重的肉牛飼料樣品，並不能期待用來預估每日採食13至22磅飼料所吃進去的全部營養分和藥劑，那將需要更合乎邏輯的取樣大小，使更符合每一種動物每日平均採食量。

                                 飼料營養雜誌(55~61)－邱文石、李德南．八六年創刊號(5期)

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