散装鱼粉稳定性试验:为《国际海运固体散装货物(IMSBC)规则》应用于散货运输的修订提供数据

2018年8月1日

项目时长:12个月

摘要

IFFO已成功提供信息帮助修订国际海事组织(IMO)国际海运危险货物规则(IMDG)中与包装货物相关的特定条款。这一信息——利用生育酚(在装船时残留浓度为250ppm)以及在装船时较低浓度的乙氧基喹啉(由100 ppm降低至50 ppm)来稳定鱼粉——将自2019年1月1日起在自愿的基础上采用并自2020年1月1日起纳入IMDG规则中。然而,IMO根据货运量和货物装运的方式采用两种海运规则:

IMDG:海事安全委员会采用的《国际海运危险货物(IMDG)规则》。危险货物系指IMDG规则所涵盖的物质、材料和物品。包装形式系指IMDG规则中规定的包装形式。

IMSBC:海事安全委员会采用的《国际海运固体散装货物(IMSBC)规则》。固体散装货物系指除液体或气体以外,由成分大体一致的微粒、颗粒或任何较大块状物质组成的,直接装入船舶货舱,而没有任何中间包装形式的任何货物。

自2018年4月起,IFFO、秘鲁的Diamante Pesquera和TASA(通过Sociedad Nacional de Pesquera(SNP)参与该项目的公司)开始继续他们的工作,这一工作曾经为IMDG规则的修订提供了信息,而这一次他们将评价天然抗氧化剂生育酚(加入迷迭香提取物)和较低浓度的合成抗氧化剂乙氧基喹啉的使用,为IMSBC规则的修订提供信息,这一工作将持续12个月。

介绍

各种各样的畜产品被用作牲畜的蛋白质来源。每单位重量的鱼粉含有大量能量,是优质蛋白质以及极易消化必需氨基酸和脂肪酸的来源。大量研究证明,鱼粉可普遍改善断奶仔猪和生长猪的生长和性能。鱼粉和鱼油(FO)是n-3长链多不饱和脂肪酸(PUFA)、二十二碳六烯酸(22:6n-3)和二十碳五烯酸(20:5n-3)的重要膳食来源(Cho和Kim,2010年)。在动物饲料的存储过程中,可能发生许多不同的过程,导致它们的初始自然属性发生改变。

首先,脂质发生过氧化反应,在这一过程中,脂质与大气中的氧气发生由自由基自动催化的氧化连锁反应而变质。脂质自动氧化是一种级联现象,它连续产生自由基,自由基又引发持续的过氧化反应。这一过程导致食品酸败,表现在食物味道、气味和颜色的变化以及产品保质期的缩短。

人们通常利用天然或合成的抗氧化剂减缓或阻止脂质过氧化反应,从而维持产品的新鲜度(Blaszczyk等,2013年)。乙氧基喹啉是一种合成抗氧化剂,作为防腐剂添加于动物或人类食品中以防止脂肪和脂溶性维生素发生氧化降解(Case等,2011年)。然而,某些食品添加剂可能会引发一些问题。乙氧基喹啉就是其中一种令人担忧的抗氧化剂(Bartges等,2008年)。事实上,根据欧洲议会和欧盟理事会(EC)条例第1831/2003号的要求(该条例对饲料添加剂的授权、监管和加标制定了新的规则),乙氧基喹啉正处于饲料添加剂再授权的评审过程中。

市场上缺乏可用的抗氧化剂,无论是合成的或是天然的,这是本行业的一个明显弱点,因而IFFO正在为本行业寻找可用于稳定鱼粉的其他解决方案。维生素E是用于饲料的主要抗氧化剂之一,并且它是脂溶性的。维生素E以醋酸生育醇酯的形式添加于饲料中(Sampels,2013年)。维生素E是α-生育酚及与之密切相关的天然化合物的通用名称。生育酚有多种形式(α、β、γ和 δ-生育酚),但其中α-生育酚是维生素E中最具生物活性的形式(Chauhan等,2014年)。事实上,此次IFFO的工作就是研究α-生育酚这一天然抗氧化剂。

目标

  • 证明散装存储的鱼粉在用较低浓度(50ppm)的乙氧基喹啉稳定后是安全的,同时为在散装运输鱼粉中使用生育酚提供依据
  • 提供数据证明以散装形式存储的鱼粉在按照与IMDG规则规定的相同方式进行稳定后不是一种MHB(仅在散装时危险的物质),因此,IMSBC规则可与IMDG规则相协调。

方法

将销售和运输时规格相同的标准秘鲁鳀鱼粉(即代表含高浓度脂肪和多不饱和脂肪酸的活性鱼粉)用不同浓度的抗氧化剂进行稳定并存储在秘鲁的外界条件下。将经过处理的鱼粉分别存储在1吨和50公斤容量的麻袋中12个月,代表运输和存储的时间跨度。

材料和方法

为了评估抗氧化剂在不同浓度的有效性,试验将采取十三种不同的处理。这些鱼粉分别来自Diamante Pesquera和秘鲁卡亚俄TASA鱼粉厂的一个鱼粉生产线。对于一吨重的袋装鱼粉,处理如下:乙氧基喹啉处理:分别添加浓度为150ppm、200ppm和300ppm的活性成分;含迷迭香提取物的生育酚处理:分别添加浓度为400ppm、600ppm和800ppm的活性成分(表1)。   

11吨重和50公斤重袋装鱼粉进行抗氧化剂处理的一览表

 

 

处理

样品容量

浓度ppmmg/kg

抗氧化剂

渔业公司

T1

1吨

202

乙氧基喹啉

Diamante*

T2

1吨

314

乙氧基喹啉

Diamante*

T3

1吨

150

乙氧基喹啉

TASA*

T4

1吨

300

乙氧基喹啉

TASA*

T5

1吨

400

含迷迭香提取物的生育酚

TASA*

T6

1吨

600

含迷迭香提取物的生育酚

TASA*

T7

1吨

800

含迷迭香提取物的生育酚

TASA*

T8

1吨

995

含迷迭香提取物的生育酚

Diamante*

T9

1吨

1386

含迷迭香提取物的生育酚

Diamante*

T10

1吨

1935

含迷迭香提取物的生育酚

Diamante*

T11

50公斤

995

含迷迭香提取物的生育酚

Diamante*

T12

50公斤

1386

含迷迭香提取物的生育酚

Diamante*

T13

50公斤

1935

含迷迭香提取物的生育酚

Diamante*

 

*鱼粉均来自同一生产批次

对1吨重的袋装鱼粉进行处理时采取各浓度分别对应两个样品的方式,即各浓度分别两吨鱼粉样品。总共将有20袋1吨重的鱼粉样品。

对50公斤重的袋装鱼粉进行处理时采取各浓度对应10个样品(麻袋)的方式。总共将有30袋50公斤重的鱼粉样品。

实验程序

鱼粉特性。本研究中使用的鱼粉是在标准条件下生产的,能够代表秘鲁鳀鱼粉。试验鱼粉中加入了回复成压滤饼的浓缩液体产品,因此其中包含了一些在生产过程中提取的可溶性物质并符合标准生产流程。

存储。将50公斤重麻袋中经过处理的鱼粉存储在正常条件下,模仿常规生产和供应中的“ruma”存储方式。【Ruma是指因普遍性的低降水量、低湿度和适宜温度等环境条件而发生在秘鲁室外的对包装鱼粉的现场散装存储。】将试验鱼粉存储在ruma的中心,从而促使温度对试验材料的影响最大化。同样将1吨重的袋装鱼粉存储在正常条件下。

温度测量:在生产后的前15天,每天在16:00(下午4:00)对所有处理的鱼粉样品进行温度测量,即对实验中的所有20袋1吨重的鱼粉样品和30袋50公斤重的鱼粉样品进行温度测量。同时每天登记环境温度,从而对比包装鱼粉的内部温度和环境温度。若任何麻袋(1吨重或50公斤重)中的温度在三天内持续增加超过55℃,实验将停止并采用所考虑的新的抗氧化剂浓度重新开始实验。

取样。对50公斤重的袋装鱼粉将从各相应浓度的处理中以平均比例的方式取样,对1吨重袋装鱼粉分三次(上部、中部和下部)并同样以平均比例的方式取样(见图1)。

1:对1吨重袋装鱼粉的取样

对单个样品的实验室分析见表2,取样计划的频率见表3:

2:实验室分析一览表

分析

方法

评论

残留抗氧化剂浓度(A/O

SGS-INO-ME-44:2014;00版。

鱼粉:通过高效液相色谱法(HPLC)测定总生育酚含量;SGS-INO-ME-06,2016年07版  鱼粉:通过HPLC测定乙氧基喹啉含量(已生效)。

在存储过程中测量抗氧化剂的残效

过氧化值(PV

SGS-PO-ME-81:2016,05版 鱼粉:过氧化指数测定(已生效)

PV通过过氧化物的存在检测初级脂肪氧化。

茴香胺值(AV

AOCS Cd 18-90:2017;第7版。

茴香胺值

AV通过二级产物的存在检测二级脂肪氧化。

二烯值和三烯值(DT

AOCS Cd 7-58:2017;第7版。

多不饱和脂肪酸,紫外分光光度法。

根据过氧化物分解产物判定二级脂肪氧化的程度

游离脂肪酸(FFA

SGS-PO-ME-43 2016年06版 鱼粉:游离脂肪酸的测定(冷提取)(已生效)。

采用酶催化法测量游离脂肪酸

欧米伽3脂肪酸组成(Ω-3

AOCS Ce 1b-89:2017;第7版。-采用气液色谱法(GLC)测量海相油的脂肪酸组成。

计算PUFA(EPA & DHA)的氧化程度

鱼粉温度(°C-H

测量包装内的鱼粉温度。

环境温度(°C-A

测量环境温度

自热试验(SHT

联合国试验和标准手册,第三篇,33.3.1.6试验N4:自热物质试验方法——依据IMSBC规则MSC 92/26/Add.1进行的试验。

评估鱼粉在140℃时的耐氧化自燃性,IMDG和IMSBC规则均要求进行这项试验。

铁(Fe

SGS-PO-ME-102:2016年02版,通过电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)对有机样品进行金属测定——微波炉消解法。(已生效)

评价鱼粉中的铁含量(铁等金属可作为促氧化剂)

生物胺

SGS-INO-ME-07 2016年09版,水生生物产品:通过HPLC测定组胺(已生效)。

报告组胺的含量,摄入高含量的生物胺可导致中毒症状

TVN(挥发性盐基氮)

NTP 201.032:1982(2015年修订),肉类及其衍生产品。测定氨态氮的含量(2016年生效)。

挥发性盐基氮(TVN)主要由三甲胺(TMA)和氨(NH3)组成,用作鱼粉和鱼粉原材料的质量标准(Haaland和Njaa,1989年)。TVN或挥发性盐基氮是测量鱼粉原材料或鱼粉中挥发性氮化盐基的参数。

PCA(近似组分分析)

SGS-INO-ME-14 2016年03版,鱼粉:湿度测定近红外光谱法(NIRS)(已生效);AOAC 990.03,2016年第20版 动物饲料中的蛋白质(粗蛋白);SGS-INO-ME-14 2016年03版 鱼粉:脂肪测定近红外光谱法(NIRS)(已生效);AOAC 942.05,2016年第20版  动物饲料中的灰分(已生效);SGS-INO-ME-11 2016年02版 鱼粉:盐(氯化钠)——容量法(已生效);NTP 204.024: 1982(于2010年核实),鱼粉:含沙量测定。

包括湿度、蛋白质、脂肪、灰分、盐和沙的含量。

氧化稳定性

氧气瓶

测量鱼粉样品的氧化势,从而测量抗氧化剂所提供的保护程度

 

 

 

 

3:取样计划一览表

处理

0*

7*

15*

1个月

3个月

6个月

9个月

12个月

T1T2T3T4T5

A/O、PV、AV、 DT、FFA、Ω -3、 °C-H、°C-A、Fe、生物胺、TVN、PCA

A/O、C-H、°C-A

A/O、°C-H、°C-A

A/O、°C-H、°C-A、 SHT、

A/O、°C-H、°C-A

A/O、PV、AV、DT FFA、Ω-3、C-H、°C-A、生物胺、TVN、PCA、SHT

 

结果

IFFO将向IMO委员会提交一份书面最终报告,旨在修正IMSBC规则并使之与IMDG规则相协调。IFFO还会将该报告发送给IFFO会员并公布在IFFO网站上,会员将有权限访问。同时,我们还希望在同步举行的会员会议和年度会议上呈现此次试验结果。

益处

会员将能够使用相同的处理方法以国际水平运输鱼粉,包括袋装、集装箱装或散装鱼粉。该信息将有利于证明在散装运输鱼粉时可使用较低浓度的抗氧化剂。此外,该信息还将促进生育酚的引进和使用。这仅仅是IFFO在抗氧化剂方面众多工作中的一部分,我们的目标是向会员提供大量有用的信息,从而促进他们的商业利益。

参考文献

  • Bartges, J.W., C. A. Kirk and S. D. Lauten. Nutrition in Disease. In: Handbook of Small Animal Practice. R.V. Morgan (Ed.). pp. 1176. Copyright © 2008 Elsevier Inc. All rights reserved.
  • Blaszczyk, A., A. Augustyniak and J. Skolimowski. 2013. Ethoxyquin: An Antioxidant Used in Animal Feed. International Journal of Food Science. 2013:1-12.
  • Chauhan, S.S., P. Celi, E. N. Ponnampalam, B. J. Leury, F. Liu and F.R. Dunshea. 2014.Antioxidant dynamics in the live animal and implications for ruminant health and product (meat/milk) quality: role of vitamin E and selenium. Animal Production Science. 54:1525–1536.
  • Cho, J.H. and I.H. Kim. 2010. Fish meal – nutritive value. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition. 95:685:692.
  • Common Nutrition Myths and Feeding Practices. In: Canine and Feline Nutrition. L. P. Case, L. Daristotle, M. G. Hayek and M. F. Raasch (Eds.). pp. 288. Copyright © 2011 Elsevier Inc. All rights reserved.
  • Haaland, H. and L. R. Njaa. 1989. Total volatile nitrogen — A quality criterion for fish silage?. Aquaculture. 79:311-316.
  • Sampels, S. Oxidation and Antioxidants in Fish and Meat from Farm to Fork. In: Food Industry. I. Muzzalupo (Ed.). pp.119. IntechOpen 2013. Available from: https://www.intechopen.com/books/food-industry/oxidation-and-antioxidants-in-fish-and-meat-from-farm-to-fork
  • https://www.unece.org/unece/search?q=ethoxyquin&op=Search
  • https://www.masterlab.nl/en/News/total-volatile-nitrogen-tvn-in-fishmeal/771728