电子束辐照对禽类复合饲料的微生物污染及其物理化学性质的影响

《Radiation Physics and Chemistry》：THE EFFECT OF ELECTRON BEAM IRRADIATION ON MICROBIOLOGICAL CONTAMINATION AND PHYSICOCHEMICAL PROPERTIES OF POULTRY COMPOUND FEED

本研究利用0.5 MeV低能电子束辐照处理禽类复合饲料，发现10 kGy剂量可降低微生物污染2-3个对数，20 kGy完全抑制细菌生长，同时保持产品物理化学性质和营养价值稳定。

　　在现代畜牧业中，复合饲料的使用已经成为提高动物饲养效率的重要手段。复合饲料是根据不同动物种类的营养需求和能量平衡，将多种成分混合而成的饲料产品。这种混合方式不仅能够充分利用现有的饲料资源，还能通过添加各种微生物和化学成分，如饲料酵母、氨基酸、维生素、宏量和微量营养素、尿素、抗生素等，进一步提升饲料的营养价值。然而，复合饲料在生产、运输和储存过程中容易受到微生物污染，这些污染可能对动物健康造成威胁，同时也会影响最终产品的质量和安全性。

为了应对这些问题，科学家们一直在探索有效的饲料消毒方法。近年来，电子加速器技术因其高效、安全和环保的特点，被广泛应用于食品和饲料的辐照处理。电子加速器能够产生低能量电子束（LEEB），这种电子束在特定剂量下可以显著减少饲料中的微生物污染，同时保持饲料的营养成分和物理化学性质。本研究使用了一种名为URT-0.5的电子加速器，其产生的低能量电子束能量为0.5 MeV，对来自俄罗斯乌拉尔联邦大学的两个复合饲料样品PK-5和PK-6进行了辐照处理。这些样品是根据GOST R 51851-2001标准生产的，适用于鸡类养殖。

研究结果显示，辐照处理能够显著降低复合饲料中的微生物污染。在10 kGy的剂量下，初始污染水平被减少了2到3个对数单位，而在20 kGy的剂量下，微生物的生长被完全抑制。值得注意的是，即使在20 kGy的高剂量下，饲料的感官特性和营养成分也没有发生明显变化。这表明，电子束辐照不仅能够有效消除微生物，还能在不损害饲料质量的前提下实现其消毒功能。这一发现对于提升饲料的安全性具有重要意义，尤其是在需要长时间储存或运输的条件下，辐照处理能够有效防止微生物的繁殖和污染。

尽管电子束辐照在降低微生物污染方面表现出色，但其对饲料成分的影响也引起了关注。研究表明，辐照可能会对某些营养成分的吸收产生影响。例如，饲料中的谷物成分在动物消化过程中并不能被完全吸收。这主要是因为动物的消化系统对纤维的处理效率较低，相较于其他动物，鸡类对纤维的消化能力较差。此外，不同类型的碳水化合物在吸收速度上也存在差异，一些如果糖和甘露糖的吸收速度明显慢于其他碳水化合物。氨基酸的吸收也受到竞争性抑制现象的影响，某些氨基酸可能干扰其他氨基酸的吸收过程。矿物质，特别是钙，的吸收效率同样受到一定影响。这些现象表明，饲料的营养成分在经过辐照处理后，其生物利用度可能会有所下降。

然而，辐照处理对饲料中某些成分的改变并不一定意味着营养价值的降低。实际上，辐照能够提高纤维的消化率，并增强其在消化道中的发酵潜力。这一特性使得饲料中的纤维更容易被动物利用，从而提升整体的营养吸收效率。此外，一些研究表明，辐照处理能够降低饲料中的抗营养因子含量，如植酸和蛋白酶抑制剂，这些因子通常会干扰动物对营养成分的吸收。因此，辐照处理不仅能够减少微生物污染，还可能通过降低抗营养因子的含量，提高饲料的营养价值。

在脂肪可溶性维生素方面，辐照处理可能会带来一定的负面影响。大多数文献表明，随着辐照剂量的增加，这些维生素的有效性会逐渐下降。在25-35 kGy的剂量范围内，脂肪可溶性维生素的损失率可达15%。同时，脂肪过氧化的增加也是一个值得关注的问题。例如，在对猫、狗和啮齿类动物的干饲料进行辐照处理时，28.9-48.7 kGy的剂量会导致过氧化物含量显著上升。维生素A的含量也会因此减少，但相比之下，巴氏杀菌处理（如在107°C下加热15分钟）对维生素的破坏更为严重，可能导致维生素含量降至推荐标准以下。

在对鱼饲料的辐照处理研究中，5 kGy的剂量也会导致过氧化物含量的增加。这表明，辐照处理对饲料中脂肪成分的影响可能因饲料类型和辐照剂量的不同而有所变化。对于谷物类饲料（如玉米、小麦等），1 kGy的剂量已被证实能够显著增加其酸度和过氧化物含量。这些变化可能会对饲料的储存稳定性产生影响，尤其是在高湿度或高温环境下，饲料的变质速度可能会加快。

尽管存在这些潜在的负面影响，电子束辐照在饲料消毒方面的应用仍然具有广阔的前景。一方面，它能够有效减少微生物污染，从而降低动物疾病的风险；另一方面，它能够提高饲料中某些成分的消化率，如纤维和某些碳水化合物，这可能有助于提升动物的营养吸收效率。此外，辐照处理还可以作为一种替代传统化学处理的方法，避免使用化学物质可能带来的残留问题。因此，电子束辐照技术在提升饲料安全性和营养价值方面具有双重优势。

在本研究中，通过对PK-5和PK-6饲料样品的辐照处理，研究人员不仅验证了电子束辐照在减少微生物污染方面的有效性，还探讨了其对饲料质量和营养成分的影响。研究结果表明，适当的辐照剂量可以在保证饲料安全性的前提下，保持其感官特性和营养成分的稳定。这为未来的饲料消毒技术提供了重要的理论依据和实践指导。通过进一步研究不同辐照剂量对饲料成分的具体影响，科学家们可以更精确地确定最佳处理参数，从而在提高饲料安全性的同时，最大限度地保留其营养价值。

在实际应用中，电子束辐照技术需要结合饲料的种类、成分以及储存条件等因素进行综合考量。例如，对于富含脂肪的饲料，可能需要采取不同的辐照策略以减少脂肪过氧化的影响。而对于含有大量纤维的饲料，辐照处理可能有助于提高其消化率，从而提升动物的营养吸收效率。此外，辐照处理还应考虑饲料的物理状态，如颗粒大小和水分含量，这些因素可能会影响辐照的效果和饲料的储存稳定性。

总的来说，电子束辐照技术在饲料消毒方面展现出了巨大的潜力。它不仅能够有效减少微生物污染，还能在一定程度上提升饲料的营养价值。然而，为了充分发挥其优势，还需要进一步研究其对不同饲料成分的具体影响，并优化处理参数以确保饲料的质量和安全性。通过持续的科研探索和技术改进，电子束辐照有望成为未来饲料消毒领域的重要手段，为畜牧业的发展提供更加安全和高效的解决方案。