Премикс представляет собой гомогенную смесь витаминов, солей микроэлементов, антибиотиков, основных аминокислот, иногда также терапевтических и антиокислительных средств, растворенных в соответствующем наполнителе. Премикс служит добавкой к комбикормам для домашних животных и птиц.
При изготовлении премиксов первостепенное значение имеют правильная концентрация и хорошее распределение биологически активных веществ, входящих в премикс и в комбикорм. Для этого предприятия по производству премиксов оборудуют точными весовыми дозаторами и современными скоростными смесителями, которые позволяют в большинстве случаев приготовлять смесь в соотношении 1 : 100 000 или минимально 1 : 10 000. При этом принимается во внимание определенный коэффициент надежности на неточность, которая может произойти на практике.
Премикс добавляют к комбикорму обычно в количестве 1 % (или 1 кг на 99 кг комбикорма). Существуют различные мнения относительно оптимального дозирования премиксов. Так, в США премикс добавляют к комбикорму в количестве от 0,5 до 200 фунтов (226 г — 90,6 кг) на 1 т. В ФРГ и ряде других стран считают, что все ингредиенты, дозирование которых составляет меньше 10 фунтов (4,53 кг) на 1 т, должны добавляться через предварительную смесь.
Несмотря на постоянное совершенствование процесса смешивания, все же наблюдается некоторая погрешность в распределении биологически активных веществ. Ее нельзя устранить даже применением смесителей большой емкости или удлинением процесса смешивания. Это объясняется слишком малым количеством частиц активных веществ в единице веса комбикорма. Таким образом, возможность распределения премикса, приспособленного к производительности смесителя, определяется возможностью распределения активных веществ, содержащихся в этом премиксе. Если такая возможность неудовлетворительна, то ее нельзя улучшить даже путем использования более сильного наполнителя.
При загрузке смесителя обращают внимание на то, чтобы он сначала был заполнен наполнителем, а затем уже активными веществами. К подаче ингредиентов в смеситель предъявляют определенные требования. Обычно стремятся подавать ингредиенты в строгом порядке по возрастающему объемному весу. Жидкие ингредиенты (холинхлорид и др.) можно добавлять в наполнитель и не разрешается добавлять в готовую смесь. Для получения премиксов используют в основном те же типы смесителей, что и для производства комбикормов. Особое внимание обращают на полное удаление премикса из смесителя. В горизонтальных смесителях, где выпуск продукта затруднен, устанавливают щетки на наружной спирали. При изготовлении раздельных премиксов витаминов и микроэлементов желательно иметь два самостоятельных смесителя. Загружать смеситель рекомендуют путем непосредственной засыпки ингредиентов, а не пневмотранспортом, так как в последнем случае отдельные порошкообразные частицы активных веществ оседают на стенках продуктопровода, особенно если эти частицы гигроскопичны. Кроме того, при пневмотранспорте значительная часть активных веществ осаждается в фильтре.
Состав премикса. Премикс состоит в основном из двух групп исходного сырья:
- наполнителя (имеется в виду продукт, способный растворять и смешивать биологически активные вещества);
- биологически активных веществ (витаминов, солей микроэлементов, антибиотиков и др.).
Выбор наполнителя. Наполнитель выбирают в зависимости от сочетания биологически активных веществ. Наполнитель не должен причинять вреда устойчивости активных веществ и физическим свойствам смеси. При выборе наполнителя рекомендуется принимать во внимание следующие факторы: степень измельчения, объемный вес, влажность, pH (показатель концентрации водородных ионов), содержание жира и др. Степень измельчения, например, должна соответствовать размеру частиц активного вещества, чтобы таким образом достигнуть так называемого «вцементирования».
Итальянская фирма «Джи э Джи» рекомендует измельчать наполнитель на молотковой дробилке, сито которой имеет отверстия диаметром 1,25 мм.
Объемный вес. Объемный вес наполнителя по возможности должен соответствовать объемному весу активных веществ, хотя он и не оказывает такого большого влияния на самосортирование смеси, как долгое время думали. Ингредиенты различного объемного веса едва ли подвергаются самосортированию, если они «вцементированы».
Влажность. Чтобы сохранить устойчивость активных веществ и предотвратить возможность слеживания и комкования премикса, наполнитель не должен вносить в него влагу. Фирма «Джи э Джи» считает, что влажность наполнителя должна быть в пределах 5—8%. Чрезмерная влажность может существенна повредить защитную желатиновую пленку витамина А, выпускаемого в порошке. При работе c сульфатами, учитывая их гигроскопичность, влажность наполнителя не должна превышать 5%.
Нейтральный pH. Показатель концентрации водородных ионов pH — важное условие сохранения в премиксе некоторых активных ингредиентов, малоустойчивых при щелочном или кислотном pH. С другой стороны, сохранение нейтрального pH в премиксе связано с использованием комбинаций солей микроэлементов, стехиометрически и физиологически нейтральных. Большинство активных веществ обнаруживает оптимальную устойчивость при концентрации водородных ионов в пределах 5,6—7,5. Влияние pH тем больше, чем выше влажность премикса.
Содержание жира. Фирма «Джи э Джи» считает, что содержание жира должно находиться в пределах 6—8%. Жир препятствует образованию пыли в процессе производства премиксов и в ходе их использования на комбикормовых заводах (с пылью может уходить до 10% некоторых активных веществ).
Способность транспортирования активных ингредиентов. Наполнитель должен обладать способностью захватывать своей массой значительное количество активных ингредиентов премикса, удерживать их и сохранять в условиях смешивания. Эта способность изменяется в соответствии с природой и физическими характеристиками наполнителя.
Совместимость с комбикормом. Наполнитель не должен нарушать равновесие питательных единиц комбикорма. Его рекомендуют выбирать среди ингредиентов, обычно входящих в состав комбикорма. Частицы, составляющие наполнитель, должны иметь морфологические характеристики, отвечающие требованию гомогенности смеси. С этой целью наполнитель должен содержать 10—16% целлюлозы. Целлюлоза придает частицам наполнителя шероховатость, которая облегчает процессы микросмешивания и придает массе наполнителя состояние рыхлости. В этом состоянии наполнитель имеет низкий объемный вес (250—350 кг/м3), что позволяет захватить значительное количество активных ингредиентов.
Наполнители делят на три группы:
- защитные наполнители, которые содержат большое количество естественных антиокислителей (летицин, токоферол). Сюда относятся в первую очередь зародыши пшеницы, овсяная мука, неотжатыс масличные семена;
- нейтральные наполнители, не оказывающие ни защитного, ни вредного действия. Сюда относятся побочные продукты переработки зерна (отруби), сенная мука, дрожжи, жмыхи, кукурузная мука;
- вредные наполнители — рыбная и мясокостная мука, сухая сыворотка и другие вещебтва, богатые белком.
Фирма «Джи э Джи» считает наиболее подходящими ингредиентами для наполнителя премиксов (в порядке значимости):
- дистилляты кукурузы (продукты сухой перегонки);
- пшеничные отруби;
- сухие дрожжи;
- муку из соевого шрота;
- муку из подсолнечнового шрота.
Дистилляты кукурузы, измельченные на молотковой дробилке и прошедшие через сито обечайки с отверстиями диаметром 1,25 мм, могут транспортировать до 25% (по весу) чистых активных веществ. К остальным ингредиентам, указанным выше, фирма рекомендует добавлять жир животного или растительного происхождения в количестве 6—8%, причем должна быть обеспечена гомогенность. Жир должен иметь точку плавления ниже 30° С, максимальную кислотность 0,5°, без перекисей, и должен быть стабилизирован посредством антиокислителей.
Английская фирма «Саймон-Баррон» рекомендует в качестве наполнителя соевую муку, а при ее отсутствии — кукурузную или пшеничную муку.
Биологически активные ингредиенты. Активные ингредиенты, входящие в состав премикса, представлены на международном рынке в различных формах и концентрациях. Наиболее распространенными являются следующие.
Витамин А — маслянистый при концентрации активного вещества 1 300 000 ед/г, нестабилизированный; в порошке при концентрации 325 000 ед/г, стабилизированный.
Витамин D2 — маслянистый при концентрации 2 000 000 ед/г или в порошке при концентрации 200 000 ед/г.
Витамин D3 — в порошке при концентрации 200 000 ед/г, стабилизированный.
Витамин Е — маслянистый при концентрации 1000 мг/г, нестабилизированный; в порошке при концентрации 250 мг/г, стабилизированный.
Витамин К3 — в порошке при концентрации 1000 мг/г.
Витамин B1 (тиамин) — в порошке при концентрации 1000 мг/г.
Витамин В2 (рибофлавин) — в порошке при концентрации 100 мг/г.
Пантотенат кальция — в порошке при концентрации 450 мг/г.
Витамин РР — в порошке в виде никотиновой кислоты при концентрации 1000 мг/г.
Витамин В6 (пиридоксин) — в порошке при концентрации 1000 мг/г.
Холинхлорид — в 70%-ном растворе.
Фолиевая кислота — в порошке при концентрации 1000 мг/г.
Витамин В12 — в порошке при концентрации 110 мг/кг с растворимым или нерастворимым в воде наполнителем.
Соли микроэлементов из тех, что входят в состав премиксов. Рекомендуются следующие формы:
углекислое железо с содержанием 48% Fe, углекислая медь с содержанием 50% Cu, стеарт йода с содержанием 62% I, углекислый марганец с содержанием 44% Mn, углекислый цинк с содержанием 52% Zn, глицерофосфат кобальта с содержанием 25% Co, углекислый магний с содержанием 28% Mg.
Лучше применять карбонаты, чем сульфаты, так как последние гигроскопичны и могут отрицательно влиять на сохранность витаминов. Тем не менее можно также использовать следующие формы сульфатов:
сульфат железа (20% Fe), сульфат меди (25% Cu), сульфат марганца (25% Mn), сульфат цинка (22,7% Zn), сульфат магния (10% Mg),
прокаин пенициллина — в порошке при концентрации 50%.
Дигидрострептомицин-сульфат — в порошке при концентрации 75%.
Окситетрациклин — в порошке при концентрации 44 г/кг (иногда до 80 г/кг).
Бацитрацин — в порошке при концентрации 55 г/кг.
Фуразолидон — в порошке при концентрации 1000 мг/г или же 500 мг/г.
Антиокислители — в порошке при концентрации 1000 мг/г.
Метионин — в порошке при концентрации 1000 мг/г.
Выбор активных ингредиентов. В процессе производства премиксов большое значение придают физическим свойствам биологически активных веществ. Способность распределения этих веществ зависит преимущественно от количества частиц на единицу веса.
У различных витаминных препаратов, имеющихся в продаже, в настоящее время еще не достигнута необходимая степень измельчения, поэтому даже с помощью самых лучших смесителей не может быть получено удовлетворительное растворение частиц в комбикорме.
Часто встречаются активные вещества, которые по своей природе являются мелкозернистыми, однако при хранении склонны к комкованию. Такие вещества перед применением разрыхляют и просеивают.
Наряду с физическими свойствами, при оценке активных веществ уделяют внимание и химическим свойствам. Относительно устойчивыми соединениями являются: витамин В2, ниацин, витамин Е, холин, микроэлементы (за исключением йода). Менее устойчивы витамин А, витамин D, витамин К, витамин B12.
Наиболее пригодным сырьем в качестве микроэлементов являются окиси, гидроокиси и карбонаты. Эти вещества, содержащиеся в разведенной соляной кислоте при pH — 2, растворимы в желудочном соке. Поэтому их считают с точки зрения физиологии I наиболее подходящими. Соединение, не растворяющееся в желудочном соке, не представляет ценности.
Ниже приводятся некоторые замечания по отдельным микроэлементам.
Железо. Двухвалентные соединения железа предпочитают трехвалентным. В Швейцарии распространенным соединением является сульфат железа. В США долгое время первое место занимала красная окись железа, которая, однако, едва растворяется в желудочном соке. В настоящее время все большее внимание в США уделяют карбонату железа.
Марганец. Сульфат марганца раньше считался основным источником этого элемента. Теперь применяют и окиси марганца, строго разграничивая окись и двуокись. Дело в том, что двуокись марганца плохо используется животными, так как почти не растворяется в желудочном соке. Это сильный окислитель; он приводит к потерям йода и разрушает витамины A, D, Е и К. Все эти недостатки не присущи окиси марганца. Кроме того, частицы окиси марганца обладают очень хорошей способностью распределения.
Медь применяли до сих пор почти исключительно в форме сульфата. Недавно сульфат стали заменять окисью и двуокисью меди.
Цинк пригоден для использования в качестве сульфата, карбоната и окиси.
Кобальт находит применение большей частью в форме сульфата.
Йод. Йодистый натрий не применяют в качестве микроэлемента из-за гигроскопичности, йодистый калий применяют часто, но он очень неустойчив. Большой устойчивостью обладает йодистое железо.
Обработка активных ингредиентов. В продаже иногда имеются продукты, характеристики которых не отвечают требованиям производства премиксов, и они поэтому нуждаются в предварительном обработке. Такими продуктами являются холинхлорид и соли микроэлементов, а также некоторые витамины; 70%-ный раствор холинхлорида преобразуют в порошок путем высушивания. Холинхлорид раньше в больших дозах добавляли в предварительные смеси. По своему влиянию на другие витамины его надо поставить на первое место.
Соли микроэлементов, поступающие в виде кристаллов или крупных комьев, как и терапевтические и антиокислительные вещества, подвергают измельчению и просеиванию, а иногда высушиванию.
Стабильность активных ингредиентов и срок годности премикса. На заводах, изготовляющих премиксы, где их приходится длительное время хранить, производят отдельно витаминные премиксы и премиксы микроэлементов. Общая переработка витаминов и микроэлементов во всех случаях делает необходимым избыточное дозирование некоторых витаминов, чтобы выровнять возможные потери. Так некоторые фирмы и поступают, хотя это связано с дополнительными расходами. Раздельная выработка витаминного премикса и премикса микроэлементов необходима и там, где имеет место высокая концентрация холинхлорида вследствие его гигроскопичности.
В отношении некоторых витаминов и антибиотиков возникает проблема стабильности. Активные ингредиенты, входящие в состав премиксов, могут быть стабильными и неустойчивыми. Никотиновая кислота и рибофлавин устойчивы в достаточной степени, однако изменяют свои свойства при воздействии сильного света. Более неустойчивыми являются пантотенат кальция, прокаин пенициллина, витамин В12 и витамин А.
Пантотенат кальция в премиксе с нейтральным pH (pH — 7) теряется в количестве 1 % в месяц. Это одна из причин, по которой рекомендуется сверхдозирование пантотената кальция в масштабах, гарантирующих сохранение активных веществ в течение шести месяцев. Подобное сверхдозирование составляет обычно 6%. Сходным образом ведет себя прокаин пенициллина. Потери витамина В12 за месяц достигают 0,7%.
Витамин А в порошке образует нестойкий ингредиент премикса. Его получают при затвердении эмульсии желатины и пальмитата витамина А. Если нарушается желатиновая защита, витамин А подвергается окислению. Вот почему следует обращаться с ним осторожно, не подвергая чрезмерному измельчению или увлажнению. Присутствие солей микроэлементов или минералов оказывает отрицательное влияние лишь в случае повреждения желатиновой пленки и окисления витамина. Если желатиновая пленка повреждается, антиокислитель способен на короткое время замедлить процесс окисления. Поэтому добавление антиокислителя в премикс оправдано только для предупреждения окисления масел, жиров и каротинов, содержащихся в готовом комбикорме. В премиксе витамин А в первые дни после обработки обнаруживает потери в размере 4%. Это объясняется разломом частиц в процессе смешивания с последующим окислением самого витамина. В готовом комбикорме витамин А частично теряет свою стабильность. Можно считать, что активные ингредиенты премикса сохраняются полностью в течение одного года, за исключением пантотената кальция, прокаина пенициллина, витамина B12 и витамина А.