در این مقاله می‌خوانید
مقدمه
پس از انجام نمونه‌برداری صحیح، نخستین گام در فرآیند کنترل کیفیت مواد اولیه و خوراک تولیدی، ارزیابی فیزیکی و ارگانولپتیکی نمونه است. این مرحله، اگرچه نسبت به آزمون های شیمیایی و میکروبی ساده تر به نظر می رسد، اما نقش بسیار مهمی در شناسایی سریع ناهنجاری ها، آلودگی ها و تغییرات کیفی مواد خوراکی ایفا می کند. در بسیاری از موارد، بررسی دقیق ویژگی های ظاهری و حسی نمونه می تواند پیش از انجام آزمایش های تخصصی، اطلاعات ارزشمندی درباره کیفیت، سلامت و قابلیت مصرف ماده خوراکی در اختیار مسئول کنترل کیفیت قرار دهد.
ارزیابی ارگانولپتیکی بر پایه استفاده از حواس بینایی، بویایی، لامسه و در موارد خاص شنوایی انجام می شود و شامل بررسی ویژگی هایی نظیر رنگ، بو، اندازه و یکنواختی ذرات، بافت، میزان گرد و غبار، وجود کلوخه، رطوبت ظاهری، مواد خارجی، آفات، کپک زدگی، تغییر رنگ، آثار فساد، ترشیدگی یا سوختگی است. هرگونه تغییر غیرطبیعی در این ویژگی ها می تواند نشان دهنده مشکلاتی مانند نگهداری نامناسب، آلودگی میکروبی، رشد قارچ ها، فعالیت حشرات، اکسیداسیون چربی ها، افزایش رطوبت، آلودگی متقاطع یا تقلب در مواد اولیه باشد.
ارزیابی فیزیکی نیز با اندازه گیری یا مشاهده ویژگی هایی مانند اندازه ذرات، یکنواختی آسیاب، درصد مواد ریزدانه، وجود ناخالصی ها، اجسام خارجی، وضعیت پلت یا کرامبل، میزان شکستگی، چگالی ظاهری و سایر خصوصیات فیزیکی نمونه انجام می شود. این ویژگی ها علاوه بر تاثیر بر کیفیت خوراک، می توانند بر قابلیت اختلاط، فرآیند تولید، مصرف خوراک توسط دام و طیور و در نهایت عملکرد تولیدی آنها نیز اثرگذار باشند.
اگرچه ارزیابی فیزیکی و ارگانولپتیکی به تنهایی جایگزین آزمون های آزمایشگاهی نیست، اما به‌عنوان یک روش سریع، کم هزینه و موثر، نقش مهمی در غربالگری اولیه نمونه ها، تشخیص مشکلات آشکار، تصمیم گیری درباره پذیرش یا رد محموله و تعیین ضرورت انجام آزمایش های تکمیلی دارد. ازاین‌رو، انجام این ارزیابی باید به صورت نظام مند، مستند و بر اساس معیارهای استاندارد توسط افراد آموزش دیده انجام شود تا دقت و قابلیت اطمینان نظام کنترل کیفیت در کارخانه های خوراک دام و طیور افزایش یابد.
خواص فیزیکی خوراک
چگالی توده‌ای (Bulk Density)
چگالی توده ای عبارت است از نسبت جرم یک ماده به حجم اشغال شده توسط آن، با در نظر گرفتن فضای خالی بین ذرات. بنابراین، برخلاف چگالی واقعی ذرات، در چگالی توده ای حجم منافذ و فضای بین ذرات نیز در محاسبه لحاظ می شود. واحد آن معمولا کیلوگرم بر متر مکعب/ پوند بر فوت مکعب می باشد. در صنعت خوراک دام، اندازه گیری چگالی توده ای اهمیت زیادی دارد، زیرا بر ظرفیت ذخیره سازی در سیلوها، طراحی تجهیزات انتقال، یکنواختی اختلاط، کیفیت پلت و هزینه حمل و نقل تاثیر مستقیم می گذارد. چگالی توده ای برای دانه های مشابه می تواند متفاوت باشد؛ زیرا تحت تاثیر اندازه ذرات، محتوای رطوبت و فشرده سازی قرار دارد.
چگالی توده‌ای آزاد (Loose Bulk Density)
اندازه‌گیری چگالی توده ای آزاد عبارت است از تعیین جرم مقدار مشخصی از یک ماده خوراکی که به صورت آزاد و تحت تاثیر نیروی جاذبه، بدون اعمال فشار یا ضربه، در ظرفی با حجم معلوم ریخته شده است. در این روش، ذرات در وضعیت طبیعی خود قرار می‌گیرند و فضای خالی بین آنها حفظ می شود؛ بنابراین مقدار به دست آمده، بیانگر چگالی واقعی ماده در شرایط عادی جابه جایی و ذخیره سازی است. چگالی توده ای آزاد از رابطه زیر محاسبه می شود:
چگالی توده‌ای متراکم (Compacted Bulk Density)
چگالی توده ای متراکم عبارت است از نسبت جرم ماده به حجم اشغال شده توسط آن، پس از آنکه نمونه با اعمال ضربه، لرزش یا فشار استاندارد متراکم شده و فضای خالی بین ذرات تا حد امکان کاهش یافته باشد.
بلوک های فاصله گذار در دو طرف جعبه چگالی قرار داده می شوند، به‌گونه ای که صفحه پوشاننده به طور کامل بر روی لبه های جعبه قرار گیرد. سپس صفحه روی بلوک ها گذاشته شده و وزنه استاندارد بر روی آن قرار می گیرد تا فشار یکنواختی به نمونه وارد شود. پس از اعمال فشار و متراکم شدن نمونه، ارتفاع نهایی کیسه یا ماده داخل جعبه با استفاده از خط‌کش اندازه گیری و ثبت می شود.
چگالی توده‌ای لرزشی (Vibrated Density)
در این روش برای اندازه گیری چگالی متراکم مواد، نمونه تحت لرزش کنترل شده (زدن ضربات به دیواره ظرف حاوی نمونه) قرار می‌گیرد تا ذرات بهتر در کنار هم قرار بگیرند و فضای خالی بین آنها کاهش یابد. در این روش، مقدار مشخصی از خوراک، غله یا ماده پودری داخل یک ظرف با حجم معلوم ریخته می شود. سپس ظرف روی یک میز یا دستگاه لرزاننده قرار می‌گیرد و برای مدت زمان مشخص یا با فرکانس معین لرزانده می شود (می توان توسط وسیله ای مانند چکش نیز ضرباتی به دیواره ظرف وارد کرد). پس از پایان لرزش، حجم نهایی ماده اندازه گیری و چگالی محاسبه می شود.
خلوص ماده خوراکی (Purity)
میزان خلوص اشاره به عدم حضور هر گونه آلودگی در نمونه خوراک دارد. این آلودگی ها شامل آلودگی های فیزیکی (مانند خرده شیشه)، آلودگی های شیمیایی (مثلا آلودگی دانه های خوراکی به قارچ کش ها و حشره کش ها) وآلوگی های میکروبی (مانند مایکوتوکسین‌ها) می باشند.
ارزیابی بافت نمونه (Texture)
این مشخصه توسط چشم و یا به وسیله الک قابل ارزیابی است. برای مثال در رابطه با کنجاله سویا، یکنواختی (Homogeneous) نمونه، جریان پذیری (Flowability)، فاقد ذرات بسیار درشت یا بسیار ریز (خاکه) از شاخص های مهم ارزیابی چشمی است.
اندازه ذرات نمونه (Particle Size)
سایز ذرات براساس درصد عبور نمونه از یک الک خاص، بیان می شود. برای مثال، در مورد DDGS می بایست 95 درصد آن از یک الک با مش 10 عبور کنند. برای کنجاله سویا، 95 درصد ذرات از یک الک با همین سایز، برای لایمستون، 99 درصد ذرات از یک الک با مش 12 و برای نمک طعام، 90 درصد ذرات از یک الک با مش 8 عبور کنند.
| مقایسه اعداد الک مربوط به Tyler (مش) و USA | ||
|---|---|---|
| سایز سوراخ ها به میکرون | اعداد Tyler (مش/اینچ) | اعداد USA |
| 3360 | 6 | 6 |
| 2380 | 8 | 8 |
| 1680 | 10 | 12 |
| 1191 | 14 | 16 |
| 841 | 20 | 20 |
| 594 | 28 | 30 |
| 420 | 35 | 40 |
| 297 | 48 | 50 |
| 212 | 65 | 70 |
| 150 | 100 | 100 |
| 103 | 150 | 140 |
| 73 | 200 | 200 |
| 53 | 270 | 270 |
دستگاه Tyler Ro-Tap به همراه ستون الک‌هایش
جریان‌پذیری نمونه‌ها (Flowability)
جریان‌پذیری مواد خوراکی به توانایی مواد جامد دانه ای یا پودری برای حرکت و عبور آسان از میان تجهیزات، سیلوها، قیف ها و خطوط انتقال گفته می شود. این ویژگی یکی از مهم ترین خصوصیات فیزیکی مواد اولیه در کارخانه های خوراک دام و طیور است و بر فرآیندهای ذخیره سازی، توزین، اختلاط، انتقال و تولید تاثیر مستقیم دارد. از نظر علمی، جریان پذیری تحت تاثیر عوامل مختلفی قرار می گیرد، از جمله: اندازه و شکل ذرات، توزیع اندازه ذرات، رطوبت، چگالی توده ای، میزان چربی و مواد چسبنده، زبری سطح ذرات، میزان تراکم و فشردگی ماده. مواد با جریان پذیری مناسب به راحتی در سیلوها و مخازن جابه جا می شوند و احتمال بروز مشکلاتی مانند پل‌زدگی (Bridging)، چسبندگی (Caking) و تشکیل کانال(Ratholing) در آن ها کمتر است. در مقابل، مواد دارای جریان پذیری ضعیف ممکن است باعث اختلال در تخلیه، کاهش یکنواختی اختلاط و افت راندمان تولید شوند.
برای ارزیابی جریان پذیری، شاخص هایی مانند زاویه ریزش (Angle of Repose)، شاخص کار (Carr Index) و نسبت هاوسنر (Hausner Ratio) مورد استفاده قرار می گیرند.
زاویه ریزش: زاویه ای است که بین سطح افقی و سطح مخروطی تشکیل شده از انباشت آزاد ماده ایجاد می شود. هرچه این زاویه کوچک تر باشد، جریان پذیری ماده بهتر است و هرچه بزرگ تر باشد، تمایل ذرات به چسبندگی و تجمع بیشتر خواهد بود.
شاخص Carr: این شاخص میزان تراکم پذیری ماده را نشان می دهد و از مقایسه چگالی توده ای آزاد و چگالی توده ای متراکم به دست می آید. مقادیر کمتر شاخص کار معمولا نشان دهنده جریان پذیری بهتر مواد هستند.
نسبت هاوسنر: این نسبت نیز از مقایسه چگالی توده ای متراکم و چگالی توده ای آزاد محاسبه می شود. به طور کلی، هرچه مقدار نسبت هاوسنر به عدد یک نزدیک تر باشد، جریان پذیری ماده بهتر است و افزایش این نسبت نشان دهنده کاهش جریان پذیری و افزایش چسبندگی ذرات است.
| جریان پذیری | زاویه repose (درجه) |
|---|---|
| عالی | 30-25 |
| خوب | 35-31 |
| نسبتا خوب | 40-36 |
| قابل قبول (ممکن است معلق بماند) | 45-41 |
| ضعیف (باید تکان داده شود) | 55-46 |
| خیلی ضعیف | 65-56 |
| خیلی خیلی ضعیف | بیشتر از 65 |
وسیله FLODEX برای اندازه‌گیری جریان‌پذیری نمونه‌های پودری
ارزیابی مشخصات تغذیه‌ای نمونه‌ها
بررسی ارزش تغذیه ای مواد خوراکی نیاز به انجام آنالیزهای آزمایشگاهی دارد. طبیعتا انجام چنین آزمایشاتی هزینه بر خواهد بود. آنالیزهای معمول عبارتند از اندازه گیری محتوای رطوبت، پروتئین، کمیت و کیفیت چربی، فیبر خام، مایکوتوکسین ها، پاتوژن ها و سایر شاخص های لازم. جدول زیر آزمایشات پیشنهادی مورد نیاز برای اهداف تضمین کیفیت مواد خوراکی را نشان می دهد.
| رطوبت | پروتئین خام | چربی | فیبر | کلسیم | فسفر | سدیم | خاکستر | غربال پلت | فراوانی | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ذرت | * | * | هر محموله | |||||||
| گندم | * | * | هر محموله | |||||||
| سورگوم | * | * | هر محموله | |||||||
| کنجاله سویا | * | * | هر بار | |||||||
| سویای پرچرب | * | * | * | هر بار | ||||||
| کنجاله آفتابگردان | * | * | * | هر بار | ||||||
| ضایعات گندم | * | * | * | هر بار | ||||||
| پودر ماهی | * | * | * | * | * | * | * | هر بار | ||
| پودر گوشت | * | * | * | * | * | * | * | هر بار | ||
| ضایعات طیور | * | * | * | * | * | هر بار | ||||
| چربی ها | * | * | هر بار | |||||||
| نمک | * | * | * | * | گاهی | |||||
| سنگ آهک | * | * | * | گاهی | ||||||
| مونوکلسیم فسفات | * | * | گاهی | |||||||
| دی کلسیم فسفات | * | * | گاهی | |||||||
| سورگوم باید برای تعیین محتوای تانن نیز آزمایش شود. | ||||||||||
مطالعهٔ مرتبط
برای مرور اصول نمونه‌برداری در کارخانهٔ خوراک، مقالهٔ نمونه‌برداری از خوراک در کارخانه را ببینید.
ارزیابی کنجاله سویا
برخی از موارد تقلب:
- مخلوط بودن کنجاله سویا با ماسه، پودر آجر، بنتونیت، سبوس، پوسته بادام و پسته که آن را می توان از طریق تست لیوان آب تشخیص داد. چنانچه دانسیته از حد مجاز بیشتر یا کمتر بود باید به موارد بالا مشکوک شد. در این موارد یک نمونه از کنجاله را برداشته و در داخل لیوان پر از آب می ریزیم. کنجاله سویا معمولا بعد از چند دقیقه ته نشین می شود. چنانچه با ماسه یا پودر آجر قاطی شده باشد، این مواد سریعا ته نشین شده و قابل تشخیص هستند. پوسته بادام و پسته و سبوس نیز معمولا بر روی لیوان باقی می مانند و قابل تشخیص هستند.
- مورد دیگر تقلب کنجاله سویا این است که کنجاله را با سبوس، پوست بادام و خاک اره قاطی می‌کنند و پلت می‌کنند. در چنین مواردی تعداد پلت های کوچک و بد شکل در محموله زیاد است و اگر با دقت زیر نور آفتاب بررسی شود پوست بادام برق می زند و قابل تشخیص است. با جویدن هم می توان پوست بادام و پسته را در زیر داندان حس کرد و تشخیص داد. مورد سمت چپ عمدتا پلت های خاک اره هستند.
| شاخص های کیفی ارزیابی کنجاله سویا | واحد | درجه یک | درجه دو | درجه سه | درجه چهار |
|---|---|---|---|---|---|
| دانسیته (بشر 500 میلی لیتری سرصاف) | گرم بر 500 میلی لیتر | 430 | 400 | 380 | 365 |
| رطوبت | درصد | 75/11 | 50/12 | 13 | 50/13 |
| ناخالصی های فیبری با منشا گیاهی مانند پوسته و کاه | درصد | 50/0 | 80/0 | 1 | 30/1 |
| سایر ناخالصی ها مانند شیشه، سنگ و فضولات | درصد | صفر | 50/0 | 70/0 | 1 |
| بافت | یکنواخت، روان، بدون کلوخه و کیک شدگی، بدون گرد و خاک و حشره | ||||
| رنگ | یکنواخت از کرم روشن تا قهوه ای روشن. یکنواخت نبودن رنگ نشان دهنده مخلوط بودن کنجاله سویا با نوع بی کیفیت آن است. رنگ زرد تیره نشان دهنده مخلوط بودن با کنجاله زیاد حرارت دیده و وجود ذرات سفید یا بدون رنگ نشان دهنده مخلوط بودن با کنجاله کم حرارت داده شده است. | ||||
| بو | تازه، بدون بوی کپک زدگی، ترشیدگی، سوختگی و آمونیاک. وجود بوی آمونیاک نشان دهنده مخلوط بودن کنجاله با اوره جهت افزایش پروتئین خام است. | ||||
| مزه | بدون مزه و مطلوب. مزه گس و فندقی نشانه خام بودن و مزه بادام سوخته نشان دهنده حرارت بیش از حد است. با مزه کردن می توان احتمال مخلوط بودن کنجاله را با پوست بادام، پسته و سبوس را تشخیص داد. | ||||
| ته نشینی در لیوان | در صورت بالا بودن دانسیته جهت کنترل احتمال مخلوط بودن آن با آجر، ماسه، بنتونیت و ..لازم است این تست انجام شود. | ||||
آنالیز شیمیایی و سایر شاخص‌های کیفی کنجاله سویا
| شاخص | واحد | دامنه قابل قبول | توضیحات |
|---|---|---|---|
| پروتئین خام | درصد | حداقل 42 | در تمامی محموله ها اندازه گیری شود. |
| فیبر خام | درصد | کمتر از 5 | در تعدادی از محموله ها اندازه گیری شود. |
| خاکستر | درصد | کمتر از 7 | در تعدادی از محموله ها اندازه گیری شود. |
| خاکستر نامحلول در اسید (سیلیس) | درصد | کمتر از 1 | در تعدادی از محموله ها اندازه گیری شود. |
| چربی | درصد | کمتر از 2 | در تعدادی از محموله ها اندازه گیری شود. |
| حلالیت پروتئین | درصد | 73-85 | بین 90-85 فقط در پرندگان بالغ مصرف شود. |
| فعالیت اوره آز | تغییر pH | 05/0 تا 2/0 واحد تغییر در pH | در تعدادی از محموله ها اندازه گیری شود. |
| ناخالصی | درصد | کمتر از 1 | در تعدادی از محموله ها اندازه گیری شود. |
| سموم قارچی | قسمت در بیلیون | کمتر از 30 | در تعدادی از محموله ها اندازه گیری شود. |
| کپک و مخمر | واحد تشکیل کلونی | حداکثر 104×1 | در تعدادی از محموله ها اندازه گیری شود. |
| کشت باکتریایی | واحد تشکیل کلونی | ای.کلای حداکثر 50
سالمونلا منفی (صفر) |
در تعدادی از محموله ها اندازه گیری شود. |
ارزیابی نمونه ذرت
شاخص‌های کیفی ارزیابی ذرت
| شاخص های کیفی | واحد | درجه یک | درجه دو | درجه سه | درجه چهار | درجه پنج |
|---|---|---|---|---|---|---|
| دانسیته (بشر 6000 میلی لیتر سر صاف) | گرم بر 6000 میلی لیتر | 4600 | 4200 | 4050 | 3950 | 3880 |
| گرم بر 1000 میلی لیتر | 767 | 700 | 675 | 658 | 647 | |
| رطوبت | درصد | 5/12 | 2/13 | 9/13 | 9/13 | 9/13 |
| ناخالصی های فیبری با منشا گیاهی مانند چوب بلال و کاه | درصد | 2 | 3 | 5/4 | 5 | 6 |
| سایر ناخالصی ها مانند سنگ، شیشه، کاغذ، فضولات و سیم | درصد | صفر | 5/0 | 7/0 | 1 | 1 |
| خاکه (برروی الک شماره 5 با استفاده از 1 کیلو نمونه) | درصد | 5/4 | 8/8 | 5/12 | 3/15 | 6/18 |
| دانه سایر غلات مانند جو، گندم و .. | تعداد در کیلو | صفر | 25 | 40 | 50 | 60 |
| دانه های سمی و بذر علف هرز | تعداد در کیلو | صفر | 5 | 10 | 10 | 15 |
| دانه سوخته | تعداد در کیلو | صفر | 9 | 14 | 25 | 38 |
| دانه کپک زده | تعداد در کیلو | صفر | صفر | 5 | 10 | 30 |
| رنگ و بو | رنگ زرد روشن تا طلایی و فاقد بوی کپک زدگی یا ترشیدگی | |||||
آنالیز شیمیایی و سایر شاخص‌های کیفی ذرت
| شاخص | واحد | دامنه قابل قبول | توضیحات |
|---|---|---|---|
| رطوبت | درصد | 5/12 تا 9/13 | در تمام محموله ها اندازه گیری شود. |
| پروتئین خام | درصد | بالاتر از 25/7 | در تمام محموله ها اندازه گیری شود. |
| فیبر خام | درصد | کمتر از 3 | در تعدادی از محموله ها اندازه گیری شود. |
| خاکستر | درصد | کمتر از 5/1 | در تعدادی از محموله ها اندازه گیری شود. |
| چربی | درصد | کمتر از 3 | در تعدادی از محموله ها اندازه گیری شود. |
| سموم قارچی | قسمت در بیلیون | کمتر از 35 | در تعدادی از محموله ها اندازه گیری شود. |
| کپک و مخمر | واحد تشکیل کلونی | حداکثر 104×1 | در تعدادی از محموله ها اندازه گیری شود. |
| کشت باکتریایی | واحد تشکیل کلونی | ای.کلای حداکثر 50
سالمونلا منفی (صفر) |
در تعدادی از محموله ها اندازه گیری شود. |
آنالیز شیمیایی و شاخص‌های کیفی دی‌کلسیم فسفات
| شاخص | واحد | دامنه قابل قبول | توضیحات |
|---|---|---|---|
| رطوبت | درصد | حداقل 4 | در تمامی محموله ها اندازه گیری شود. |
| کلسیم | درصد | حداقل 21، حداکثر 25 | در تمامی محموله ها اندازه گیری شود.. |
| فسفر کل | درصد | حداقل 5/17 | در تمامی محموله ها اندازه گیری شود. |
| فسفر محلول در اسید سیتریک | درصد | حداقل 85 درصد فسفر کل | در تعدادی از محموله ها اندازه گیری شود. |
| فسفر محلول در آمونیوم سیترات قلیایی | درصد | حداقل 85 درصد فسفر کل | در تعدادی از محموله ها اندازه گیری شود. |
| فسفر محلول در آب | درصد | حداقل 20 درصد فسفر کل | در تعدادی از محموله ها اندازه گیری شود. |
| فلوئور | میلی گرم در کیلوگرم | حداکثر 1800 | در تمامی محموله ها اندازه گیری شود. |
| مواد نامحلول در اسید کلریدریک | درصد | حداکثر 5/1 | در تعدادی از محموله ها اندازه گیری شود. |
| اوره | درصد | صفر | در تعدادی از محموله ها اندازه گیری شود. |
| pH | – | 4-7 | در تعدادی از محموله ها اندازه گیری شود. |
| سرب | میلی گرم در کیلوگرم | حداکثر 45 | در تعدادی از محموله ها اندازه گیری شود. |
| کادمیوم | میلی گرم در کیلوگرم | حداکثر 20 | در تعدادی از محموله ها اندازه گیری شود. |
| آرسنیک | میلی گرم در کیلوگرم | حداکثر 15 | در تعدادی از محموله ها اندازه گیری شود. |
| جیوه | میلی گرم در کیلوگرم | حداکثر 1/0 | در تعدادی از محموله ها اندازه گیری شود. |
حداکثر سطوح قابل قبول مایکوتوکسین‌ها در طیور
| حداکثر سطوح قابل قبول (میلی گرم در کیلوگرم) مایکوتوکسین ها در طیور. | |||
|---|---|---|---|
| مایکوتوکسین | گونه | ||
| جوجه گوشتی | مرغ تخم گذار | اردک | |
| آفلاتوکسین ها | 20 | 20 | 20 |
| فومونیسین ها | 50 | 150 | 50 |
| دئوکسی نیوالنول | 2 | 5 | 2 |
| زیرالنون | بیش از 800 | ||
| سم T-2 | 4/0 | 1 | |
| اکراتوکسین ها | 5/0 | 5/0 | |
| دی استوکسی سیکیر پنول | 4/0 | 5/0 | |
| سیترینین | بیش از 250 | ||
حداکثر سطوح قابل قبول عناصر سنگین در خوراک طیور
| حداکثر سطوح قابل قبول عناصر سنگین در خوراک طیور | ||
| عنصر | واحد | حداکثر میزان قابل قبول |
| سرب | قسمت در میلیون | 5 |
| کادمیوم | قسمت در میلیون | 5/0 |
| آرسنیک | قسمت در میلیون | 2 |
| جیوه | قسمت در میلیون | 1/0 |
برای بررسی مسیر کنترل کیفیت خوراک
