一种凹凸棒石基饲料黏结剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种饲料黏结剂及其制备方法，尤其涉及一种凹凸棒石基饲料黏结剂及其制备方法，属于饲料添加剂加工领域。

背景技术

颗粒饲料以其饲料报酬高、有利于保存和运输等优点一直受养殖业界的青睐。而在颗粒饲料的成型过程中，饲料黏结剂的添加非常重要，它能够有效提高颗粒饲料的稳定性，降低粉化率及溶失率。近年来，随着饲料价格的不断上涨，谷物类原料、副产物和动物下脚料的利用比例也在迅速增加，这就更加需要性能较佳的黏结剂，以生产出更好品质的颗粒料。

目前，市场上使用的饲料黏结剂主要为天然及合成类高分子材料。天然黏结剂主要有天然类高分子羧甲基纤维素、海藻酸钠、瓜尔豆胶、动物明胶等，在实际使用过程中存在相容性和触变性差等不足。合成类的高分子黏结剂如聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚酯和聚丙烯酸等，存在难以降解等问题。同时，高分子黏结剂价格较为昂贵，也限制了其大规模使用。

凹凸棒石是一种天然的具有纳米棒状晶体结构的含水富镁、铝硅酸盐黏土矿物，可在水中高度分散，表面结合水分子产生溶胀，呈现出较好的增稠性、相容性和触变性，具备颗粒饲料黏结剂的特性。然而单一使用凹凸棒石做饲料黏结剂，不能满足饲料颗粒对高品质黏结剂的要求，具体表现为添加量过大，且由于凹凸棒石亲水性较强，在水中易崩解，造成在水产饲料中使用时饲料水稳定性较差，此外，凹凸棒石在空气中易吸潮，吸潮后易黏结成快而失去黏结功能。中国专利CN110200148A以及CN110250363A采用凹凸棒石与α-淀粉、木质素磺酸盐、聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素钠等高分子黏结剂复配来调控凹凸棒石的黏结性能，制备了鳗鱼鱼用饲料品质改善剂以及畜禽用饲料品质改善剂，取得了一定的效果，但单纯的复配依然会存在相容性差的相分离现象，在分散过程中凹凸棒石易被高分子材料包裹而成为大的团聚体，从而影响黏结效果，另外加入的合成类高分子材料不能被动物消化吸收。

发明内容

本发明的目的是针对现有的饲料黏结剂存在的缺陷，提供一种凹凸棒石基饲料黏结剂，改善饲料加工质量，有效降低颗粒饲料制作过程中的粉化率，提高水产饲料在水中的稳定性。

一、黏结剂的制备

本发明的凹凸棒石基饲料黏结剂，是以凹凸棒石、氧化镁、磷酸二氢钾、α-淀粉、酪朊酸钠、谷朊粉、硬脂酸及其盐为原料制得。其中，凹凸棒石为150目以上的凹凸棒石粉，含水量≤12%；氧化镁优选重质氧化镁；硬脂酸及其盐为硬脂酸、硬脂酸钠、硬脂酸镁、硬脂酸钙中的一种，优选硬脂酸钠。

所述各原料按以下重量份进行配比：凹凸棒石70-85份，氧化镁与磷酸二氢钾5-10份（氧化镁与磷酸二氢钾的摩尔比为1:1~5:1），α-淀粉5-15份，酪朊酸钠1-5份，谷朊粉0.5-3份，硬脂酸及其盐1-5份。

凹凸棒石基饲料黏结剂的制备方法，是将凹凸棒石、氧化镁与磷酸二氢钾、α-淀粉、酪朊酸钠、谷朊粉经充分混合后再加入硬脂酸及其盐，混合均匀后经机械研磨，过200目筛即得。机械研磨可以选择研钵式研磨机，臼式研磨仪，砂磨机，球磨机，优选研钵式研磨机，研磨时间5~30min。

所述技术并不适用于无水状态下的干挤法制备颗粒饲料。

本发明将凹凸棒石无机矿物胶黏剂、无机磷酸镁胶黏剂与有机胶黏剂（α-淀粉、酪朊酸钠、谷朊粉）有机结合，在多重功效的协同作用下，实现对饲料的有效黏结。氧化镁与磷酸二氢钾的添加，二者不仅能够增加凹凸棒石的黏度，提高与饲料的黏结力，而且在有水存在时可反应生成磷酸镁胶黏剂，进一步提高饲料的硬度；反之，凹凸棒石、酪朊酸钠等又可作为磷酸镁胶黏剂的缓凝剂有效减缓二者酸碱中和的反应速率，使水化过程更加均匀，提高饲料结构的紧密度；二者反应放出的热量还可以促进淀粉的糊化程度。加入淀粉、酪朊酸钠和谷朊粉，对于饲料起到微集物理填充作用，可进一步提高饲料结构的密实度，提升其强度；同时酪朊酸钠和谷朊粉的加入还可以提供动物所需的蛋白源。酪朊酸钠是一种安全无害的增稠剂和乳化剂，富含有多种氨基酸和微量元素，营养价值高。谷朊粉又称活性面筋粉，其蛋白质含量在80%以上，且氨基酸组成比较齐全，是营养丰富、物美价廉的植物性蛋白源。谷朊粉主要由分子量较小、呈球状、具有较好延伸性的麦胶蛋白与分子量较大、呈纤维状、具有较强弹性的麦谷蛋白组成。当谷朊粉吸水后则形成具有网络结构的湿面筋，具有良好的粘弹性、延伸性、乳化性以及薄膜成型性，有助于提高饲料的强度。硬脂酸及其盐类的加入，在机械力研磨作用下，可实现各组分之间氢键等的相互作用，避免相分离，进一步提高了饲料结构的密实度，提升其强度与耐水性能，同时提高产品的储存稳定性。上述所选用材料均为食品及饲料添加剂目录内允许添加原料，不妨碍饲料营养成分的消化吸收，具有优异的安全性。

二、产品性能评价：

分别称取畜禽猪饲料及水产淡水鱼饲料1000g（含水量8%），加入1%本发明制备得黏结剂混合均匀，喷入40ml水，充分拌合均匀后，放置30min，然后采用120实验型饲料成型机内进行压制得到颗粒饲料（其中畜禽饲料磨盘孔径4mm，厚度20mm；水产饲料磨盘孔径3mm，厚度22mm）。同时做不加黏结剂的样品做空白对照。

粉化率测定：分别称取800g颗粒样品，分成两份，每份400g，各装入颗粒饲料粉化仪的两个回转箱内，盖紧箱盖，开动机器，使箱体回转500转（10min），停机后取出样品，计算粉化率：畜禽饲料空白对照的粉化率是8.55%，水产饲料空白对照的粉化率最高是3.42%。

硬度测定：从饲料颗粒样本中，随机选出10粒，分别将颗粒饲料横向放在硬度仪上进行测定，舍弃一个最大值和一个最小值，其余硬度值的平均值即为该样品的颗粒硬度，平行测定三次。畜禽饲料空白对照的硬度13.71 kgf，水产饲料硬度值均高于颗粒硬度仪量程范围。

耐水性测定：分别取20粒颗粒饲料，置于表面皿中，加入150ml自来水，观察在不同时间的开裂情况。结果发现，空白颗粒鱼饲料在30min已开始散开，60min已完全散开。但加入1%黏结剂制备的颗粒饲料在水中浸泡60min仍保持较为完整形态，表明加入制备得黏结剂后颗粒饲料得水稳定性显著提高。

综上所述，本发明制备的黏结剂与饲料易混合，在不干扰原有饲料配方的基础上，增加饲料硬度，降低粉化率，提高水产饲料的耐水时间，从而避免动物挑食，提高饲料报酬率。可广泛运用于禽类饲料和和水产养殖。

附图说明

图1添加1%黏结剂对水产饲料浸泡时间的影响（CK为不加黏结剂的对照样品）。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明描述的凹凸棒石基饲料黏结剂及其制备方法作进一步描述。

实施例1

将70份凹凸棒石，10份氧化镁与磷酸二氢钾（其中氧化镁与磷酸二氢钾3:1），10份α-淀粉，3份酪朊酸钠，2份谷朊粉经充分混合后再加入5份硬脂酸钠，混合均匀后置于研钵式研磨机内研磨5min，过200目筛，得到凹凸棒石基饲料黏结剂。

分别称取畜禽猪饲料及水产鱼饲料1000g（含水量8%），加入1%本实施例制备的黏结剂混合均匀，喷入40ml水，充分拌合均匀后，放置30min，然后采用120实验型饲料成型机内进行压制得到颗粒饲料。测得畜禽饲料粉化率8.21%，硬度17.2 kgf；水产饲料粉化率2.95%，耐水性见图1。

实施例2

将75份凹凸棒石，5份氧化镁与磷酸二氢钾（其中氧化镁与磷酸二氢钾1:1）、10份α-淀粉、5份酪朊酸钠、2份谷朊粉经充分混合后再加入3份的硬脂酸钠置于研钵式研磨机内研磨10min，然后过200目筛得到凹凸棒石基饲料黏结剂。

称取畜禽猪饲料及水产鱼饲料1000g（含水量8%），加入1%本实施例制备的黏结剂混合均匀，喷入40ml水，充分拌合均匀后，放置30min，然后采用120实验型饲料成型机内进行压制得到颗粒饲料。测得畜禽饲料粉化率5.5%，硬度17 kgf；水产饲料粉化率2.96%，耐水性见图1。

实施例3

将80份凹凸棒石，7份氧化镁与磷酸二氢钾（其中氧化镁与磷酸二氢钾2:1）、7份α-淀粉、2份酪朊酸钠、1份谷朊粉经充分混合后再加入3份的硬脂酸钠置于研钵式研磨机内研磨10min，然后过200目筛得到凹凸棒石基饲料黏结剂。

称取畜禽猪饲料及水产鱼饲料1000g（含水量8%），加入1%本实施例制备的黏结剂混合均匀，喷入40ml水，充分拌合均匀后，放置30min，然后采用120实验型饲料成型机内进行压制得到颗粒饲料。测得畜禽饲料粉化率5.15%，硬度16.75 kgf；水产饲料粉化率3.06%，耐水性见图1。

实施例4

将85份凹凸棒石，5份氧化镁与磷酸二氢钾（其中氧化镁与磷酸二氢钾5:1）、5份α-淀粉、2份酪朊酸钠、2份谷朊粉经充分混合后再加入1份的硬脂酸镁置于研钵式研磨机内研磨15min，然后过200目筛得到凹凸棒石基饲料黏结剂。

称取畜禽猪饲料及水产鱼饲料1000g（含水量8%），加入1%本实施例制备的黏结剂混合均匀，喷入40ml水，充分拌合均匀后，放置30min，然后采用120实验型饲料成型机内进行压制得到颗粒饲料。测得畜禽饲料粉化率5.87%，硬度16.01 kgf；水产饲料粉化率3.12%，耐水性见图1。

实施例5

将78份凹凸棒石，5份氧化镁与磷酸二氢钾（其中氧化镁与磷酸二氢钾4:1）、12份α-淀粉、2份酪朊酸钠、2份谷朊粉经充分混合后再加入1份的硬脂酸镁置于研钵式研磨机内研磨5min，然后过200目筛得到凹凸棒石基饲料黏结剂。

称取畜禽猪饲料及水产鱼饲料1000g（含水量8%），加入1%本实施例制备的黏结剂混合均匀，喷入40ml水，充分拌合均匀后，放置30min，然后采用120实验型饲料成型机内进行压制得到颗粒饲料。测得畜禽饲料粉化率6.2%，硬度16.32 kgf；水产饲料粉化率2.99%，耐水性见图1。