高 飛 譚林濤 周萬友 李昕昕 曲洪霞
(1 威海金牌生物科技有限公司 山東 乳山 264515;2 乳山市水產(chǎn)技術(shù)推廣站 山東 乳山 264515; 3 中國海洋大學(xué) 山東 青島 266000)
乳山位于北緯37°的山東半島黃金南海岸,擁有近200 km 的海岸線,100 萬畝國家一類海水水質(zhì)的養(yǎng)殖海區(qū),是世界頂級牡蠣產(chǎn)區(qū)之一。乳山牡蠣養(yǎng)殖水域面積達20 萬畝,年產(chǎn)量30 萬t,養(yǎng)殖產(chǎn)值24 億元,養(yǎng)殖面積、產(chǎn)量和產(chǎn)值均居全國縣級單位首位,是著名的“中國牡蠣之鄉(xiāng)”,“乳山牡蠣”已在全國形成了品牌領(lǐng)先優(yōu)勢。
隨著牡蠣營養(yǎng)保健價值的開發(fā)、居民膳食結(jié)構(gòu)的優(yōu)化以及消費升級的拉動,國內(nèi)牡蠣消費快速增長。同時,隨著電商與物流的快速發(fā)展,牡蠣銷往全國各地,在牡蠣產(chǎn)量增加的情況下,仍然嚴(yán)重供不應(yīng)求。廣東、廣西、福建、山東等地多次發(fā)生養(yǎng)殖海域中牡蠣投放密度過高,養(yǎng)殖海域中天然餌料不足,造成牡蠣死亡率高、牡蠣肥滿度偏低和夾瘦的現(xiàn)象,影響產(chǎn)品上市。同時我國海域資源有限,適于牡蠣生長育肥的海區(qū)相對較少,持續(xù)擴大養(yǎng)殖規(guī)模很難。
為解決制約乳山牡蠣產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸,需要研制一種乳山牡蠣配合飼料。根據(jù)和乳山牡蠣從業(yè)人員的交流情況和研究國內(nèi)外牡蠣相關(guān)科研文獻,結(jié)合研發(fā)實踐得知,制備乳山牡蠣配合飼料微膠囊成為一種較為適宜的選擇。微膠囊技術(shù)是利用天然或合成高分子材料,將固體、液體或氣體經(jīng)包囊形成一種具有半透性或密封囊膜的微型膠囊的技術(shù),具有保護活性物質(zhì),減少外界因素對芯材影響的作用。
1.1 試驗材料
1.1.1 乳山牡蠣配合飼料。威海金牌生物科技有限公司提供,主要成分為球等鞭金藻、裂壺藻、鈍頂螺旋藻、鹽藻、魚粉、魚油、貝類復(fù)合維生素添加劑、玉米淀粉。
1.1.2 主要儀器和設(shè)備。XYDR-50 噴霧干燥機(無錫東升噴霧干燥機械廠);X12M52 打漿機(美的集團有限公司);電子分析天平(湘儀公司);高壓均質(zhì)機(上海東華高壓均質(zhì)機廠);101-0AS 熱風(fēng)循環(huán)干燥箱(蘇州碩舟科技有限公司)。
1.2 指標(biāo)測定
1.2.1 包埋率。包埋率指微膠囊實際被包埋量與理論被包埋量的比值。由公式計算微膠囊的包埋率。包埋率(%)=(產(chǎn)品表面油含量/產(chǎn)品中的總油含量)×100%。
1.2.2 水分含量。采用常壓干燥法。取玻璃制扁形稱量瓶,置于95 ℃~105 ℃干燥箱中,瓶蓋斜支于瓶邊,加熱0.5 ~1.0 h,取出蓋好,置干燥器內(nèi)冷卻0.5 h,稱量,并重復(fù)干燥至恒量(W1)。稱取2.0 ~10.0 g 磨細(xì)的樣品(W2),放入此稱量瓶中,樣品厚度約為5 mm,加蓋置于95 ℃~105 ℃干燥箱中,瓶蓋斜于瓶邊,干燥2 ~4 h,蓋好后取出,放入干燥器內(nèi)冷卻0.5 h 后稱量。然后再放入95 ℃~105 ℃干燥箱中干燥1 h 左右,取出放干燥器內(nèi)冷卻0.5 h 后再稱量。至前后2次質(zhì)量差不超過2 mg,即為恒量,稱重為W3。由公式計算微膠囊的水分含量:水分含量(%)=[(Wl+W2-W3)/W2]×100%。
1.2.3 乳化液穩(wěn)定性。使用具塞量筒法。取50 ml 乳化液于具塞量筒中,置40 ℃恒溫水浴中24 h,讀取游離水層的體積,由公式計算乳化液穩(wěn)定性。乳化液穩(wěn)定性(%)=[(乳液總含水量-游離水量)/乳液總含水量]×100%。
2.1 乳山牡蠣配合飼料微膠囊壁材的篩選。微膠囊壁材選擇的基本原則:能與芯材相配伍,具有良好的乳化性、成膜性和干燥性,不易吸潮。本研究擬定了4 組不同壁材配方。組1:變性淀粉和阿拉伯膠做復(fù)配壁材;組2:酪朊酸鈉和變性淀粉做復(fù)配壁材;組3:大豆分離蛋白和環(huán)糊精做復(fù)配壁材;組4:明膠和麥芽糊精做復(fù)配壁材。對4 組微膠囊配方進行噴霧干燥,工藝條件為:均質(zhì)壓力60 MPa,進風(fēng)溫度150 ℃,出風(fēng)溫度91 ℃。對這4 組配方制得的乳山牡蠣配合飼料微膠囊的特性進行比較,結(jié)果見表1。酪朊酸鈉和變性淀粉復(fù)配的壁材微膠囊制品包埋率最高,且噴霧干燥過程較順利,基本沒有粘壁現(xiàn)象,產(chǎn)率高,物理性質(zhì)優(yōu)于其它壁材配方制得的微膠囊制品。
2.2 乳山牡蠣配合飼料微膠囊乳化劑的篩選。選取壁材配方為酪朊酸鈉和變性淀粉組,將單甘酯、蔗糖酯、卵磷脂作為乳化劑分別添加到壁材配方中,測定乳化液的乳化穩(wěn)定性,結(jié)果見表2。由表2 可見,相同的乳化劑添加量下,添加蔗糖酯的乳化液穩(wěn)定性較好。
表2 不同乳化劑的乳化液穩(wěn)定性比較
2.3 高壓均質(zhì)次數(shù)對乳山牡蠣配合飼料微膠囊包埋率的影響。對壁材配方為酪朊酸鈉和變性淀粉,乳化劑為蔗糖酯組分別以不同均質(zhì)次數(shù)進行高壓均質(zhì),比較不同均質(zhì)次數(shù)所得的乳山牡蠣配合飼料微膠囊包埋率,結(jié)果見表3。由表3 可見,均質(zhì)4 次、5 次、6 次后,包埋率沒有明顯的提高,綜合經(jīng)濟效益,選擇均質(zhì)次數(shù)3 次為佳。
表3 均質(zhì)次數(shù)對乳山牡蠣配合飼料微膠囊包埋率的影響
2.4 進出風(fēng)溫度對乳山牡蠣配合飼料微膠囊包埋率的影響。對壁材配方為酪朊酸鈉和變性淀粉,乳化劑為蔗糖酯組進行噴霧干燥,分別控制進風(fēng)溫度為110 ℃、120 ℃、130 ℃、140 ℃、150 ℃,相應(yīng)得到出風(fēng)溫度分別為77 ℃、82 ℃、85 ℃、89 ℃、91 ℃,包埋率結(jié)果見表4。由表4 可見,進風(fēng)溫度150 ℃、出風(fēng)溫度為91 ℃時包埋率最高。進風(fēng)溫度110 ℃、出風(fēng)溫度77 ℃和進風(fēng)溫度120 ℃、出風(fēng)溫度82 ℃時粘壁較嚴(yán)重。由于乳山牡蠣配合飼料中含有較豐富的維生素,選擇合適的進風(fēng)溫度為130 ℃,出風(fēng)溫度為85 ℃,此時粘壁較輕,產(chǎn)率也較高。
壁材的選擇是影響乳山牡蠣配合飼料包埋效果的關(guān)鍵因素,直接影響到產(chǎn)品性質(zhì)的好壞。以酪朊酸鈉和變性淀粉復(fù)配的壁材微膠囊制品包埋率最高,且噴霧干燥過程較順利,基本沒有粘壁現(xiàn)象,產(chǎn)率高,物理性質(zhì)優(yōu)于其它壁材配方制得的微膠囊制品。
選取壁材配方為酪朊酸鈉和變性淀粉組,相同的乳化劑添加量下,添加蔗糖酯的乳化液穩(wěn)定性較好。
對壁材配方為酪朊酸鈉和變性淀粉,乳化劑為蔗糖酯組分別以不同均質(zhì)次數(shù)進行高壓均質(zhì),本試驗得到的適宜高壓均質(zhì)次數(shù)為3 次。
對壁材配方為酪朊酸鈉和變性淀粉,乳化劑為蔗糖酯組進行噴霧干燥,本試驗得出的適宜進風(fēng)溫度為130 ℃,出風(fēng)溫度為85 ℃,此條件下,粘壁較輕,產(chǎn)率也較高。