为动物饲料生产商与鱼类养殖户户带来七项优势
二氧化硅用于生产结构稳定、高脂肪含量的水产养殖饲料颗粒
鳟鱼、三文鱼等可食用鱼类需要富含脂肪的饲料,但以往的传统生产流程对动物饲料颗粒的脂肪含量都设有技术限制。
来自赢创的二氧化硅使制造商可在挤出成型的第一个生产环节直接添加大量脂肪。因为后续环节中无需涂油膜,饲料颗粒在富含脂肪的情况下也能保持稳定,所以此种制造方法的成本更低,可持续性更好。鱼肉是健康膳食中的重要组成,可食用鱼类和海鲜含有Ω-3脂肪酸等宝贵的不饱和脂肪,以及蛋白质与矿物质。然而,不断增长的全球人口与随之上升的需求量造成海上过度捕捞、自然鱼类资源受到威胁的困境。因此,多种适合人类食用的鱼类早已开始人工养殖,如在海上的巨大水箱中养殖,还有的鱼类越来越多地在远离原生环境的陆上养殖场中养殖。根据莱布尼茨淡水生态学与内陆渔业研究所的报告“过去几十年中,水产养殖已成为食品行业中增长最快的板块,2020年水产养殖业共产出1.226亿吨鱼。”
据联合国粮农组织(FAO)预计,到2030年,绝大部分可食用鱼类将来自水产养殖业。
二氧化硅用于生产结构稳定、脂肪含量高的饲料颗粒
除了水质,饲料的营养价值及结构和饲料管理都是水产养殖中影响鱼类健康与成长的关键因素。传统的饲料形态为干燥颗粒,便于根据特定鱼种的需求调整脂肪含量等参数。在此领域,来自赢创的二氧化硅同样能够发挥作用:得益于经过特别改性的二氧化硅,动物饲料制造商可更加高效地向鱼饲料配方中添加脂肪,生产出脂肪含量高达37%的结构稳定的饲料颗粒。
二氧化硅在动物饲料行业中的应用
在动物饲料生产中,赢创二氧化硅可发挥众多功能。此前,二氧化硅主要用作动物饲料粉末的防结块剂以及维生素、有机酸等预混料添加剂的载体基质。
如今,潜在应用更为丰富:将二氧化硅直接添入饲料配方,可在颗粒挤出成型时大幅提升脂肪含量,免除后续的涂抹油膜环节。以此方式即可制成结构稳定、脂肪含量较高的颗粒。
挑战:挤出富含脂肪的动物饲料混合物
包括三文鱼、鳟鱼与鲑鱼等高人气食用鱼的鲑科鱼类需要极大量的脂肪与蛋白质。位于桑德尔福德/挪威的隶属RAS技术领域的顶尖企业Pure Salmon Kaldnes研发商业开发主管Frédéric Gaumet解释道:“相对于大多数海鱼,三文鱼能够将脂质而非蛋白质用作能量源。由于较低的饲料转化率,此种鱼类能够高效利用饲料中的脂肪。因此,成熟体三文鱼的饲料通常含有高达23%或24%的脂肪。”
不过,要生产出脂肪含量达到20%至35%的饲料颗粒并非易事。例如,在挤压成型过程中加入油后,饲料团块会软化,油的润滑特性也会降低机械能输入,使颗粒的机械稳定性大幅下降,导致增加了粉末残留量。除此之外,对氧化作用较敏感的必需脂肪酸以及其他对温度较敏感的成分(如氨基酸和益生菌)在挤出成型过程中需要避免过高温度。
在传统制造流程中,成型后需要为颗粒涂抹油膜。来自赢创的二氧化硅则可为水产饲料制造商免除这一成本较高的附加工序。另一项积极效应是可提升颗粒生产的可持续性。
赢创二氧化硅技术市场经理Carolina Schillinger表示:“在原材料配方中仅添入约1%的硅酸钙与二氧化硅,我们便成功制造出脂肪总含量高达37%、结构稳定的鱼饲料颗粒。这些脂肪可直接在挤出成型阶段添入饲料。甚至在脂肪含量为11%至37%的情况下,二氧化硅也能在挤压成型过程中大幅提升颗粒的机械稳定性 – 依照脂肪含量与二氧化硅类型,最多可提升60%。”
功效如此显著的原因之一是二氧化硅的孔洞与微粒间隙带来超强吸附力,在挤压成型过程中能够如海绵般吸收油液,确保较高的机械能输入,在脂肪含量更高的情况下也能产生良好的淀粉糊化效果。高度的淀粉糊化可促成稳定的颗粒结构,并使淀粉易于消化。Schillinger解释道:“此外,考虑到气相二氧化硅(如AEROSIL® 200 F)具有形成网络结构的特性,我们认为它在糊化过程中能够与淀粉聚合物产生较强的相互作用,从而迅速稳定淀粉网络。”
鲑科鱼类饲料制造商并不是此种二氧化硅新应用的唯一受益方:在甲壳动物、热带淡水鱼与黑鲈等食肉海鱼的饲料颗粒中,通过添加二氧化硅可迅速而轻松地调节脂肪含量。此外,各类水产养殖都需要关注颗粒的机械稳定性。
由于生物化学与机械因素的相互作用,针对不同鱼种的均衡饲料配方开发与颗粒设计工作极为复杂。正如莱布尼茨淡水生态学与内陆渔业研究所在网站aquakulturinfo.de上的叙述:“基础的混合物与挤出成型决定颗粒在饲喂时的特性。最重要的因素是下沉性能、水中耐久性、消化率、尺寸、口感等特性。”
“在原材料配方中仅添入约1%的硅酸钙与二氧化硅,我们便成功制造出脂肪总含量高达37%、结构稳定的鱼饲料颗粒。” 赢创二氧化硅技术市场经理Carolina Schillinger
饲料质量对水体质量有直接影响。首先,颗粒必须足够稳定,入水后不会过快散裂。其次,颗粒应具有良好的口感,易于消化,以尽量减少海水(或RAS设施中的闭合水流循环系统)中的残留饲料与排泄物。关于此问题,鱼类饲料专家Alltech®Coppens做出以下说明:“RAS饲料的消化率较高,可最大限度地减少粪便量;并且蛋白质留存率较高,可最大限度地减少氨排放,使过滤系统的运行效率更高。此外,较高的适口性有助于提升饲料摄入量,还要确保营养结构合理,可充分促进生长。例如,鳟鱼需要高能量饲料,但需要可消化蛋白质与可消化能量的比例极小。”
二氧化硅还可使饲料颗粒的物理与生理相关特性得到优化。这一效应涉及从生产到饲喂的整条价值链:稳定的固体颗粒更易储存、运输和使用。此外,添加二氧化硅可减少高温储存时饲料中的脂肪泄漏。在运输和饲料系统的传送过程中,颗粒更耐刮磨,进而减少灰尘、污垢与饲料损失量。颗粒的水中稳定性以及取决于养殖品种的下沉速度也是影响饲料摄入量和水体洁净的决定性因素。
“一箭七雕”:用于鱼饲料颗粒的二氧化硅为生产商和养鱼户带来的优势
- 高效、可持续的颗粒生产
- 面向所有鱼种的高品质饲料配方
- 结构稳定、脂肪含量极高的颗粒
- 在挤出成型阶段添加脂肪,节约能源、人力与成本
- 较高的颗粒稳定性可减少储存、运输与饲喂时的灰尘与饲料损失
- 降低饲料系统的清洁需求,缩短停工时间
- 良好的水中稳定性确保渔场与鱼箱的水体洁净