飼料配方的科學

　　1 動物的營養需要

　　配制飼料的重要前提是了解動物的營養需要。配方師不僅要參考書本上的動物營養需求，還要結合飼養環境、飼養管理等具體情況，及時調整配方。

　　2 飼料原料的營養組成

　　配合飼料由多種原料組成，可根據已知或已被估測的原料的營養含量及配方，計算飼料產品的營養組成。世界上用到的飼料原料已達數千種，不同地區的作物生長、收割以及加工條件各不相同，同種原料其營養素種類及含量也會隨之發生變化。在實際配方中，配方師除可參考有關飼養標準如 NRC、CRC等)外，還應能夠準確了解現有飼料原料營養價值的知識與技能。

　　3 飼料原料的成本及供應情況

　　隨著新的替代原料的不斷開發和應用，配方師可以根據其所含營養成分及成本，并結合動物營養需要而設計出成千上萬種的飼料配方。從飼料配合角度來看，這些配方均能滿足動物的營養需要及原料限量的要求，都是“可行的”;但由于各配方所涉及的每種原料成本不同，從而導致配方之間價格存在一定差異。一組原料的配比能夠使飼料產品成本最低則被認為是最低成本的配方，但這并不是意味著以犧牲質量為代價。最低成本配方必須符合質量的期望水平，其質量在很大程度上取決于配方師對營養成分及原料限量的巧妙運用。

　　4 數學在最低成本配方中的應用

　　并非所有最低成本配方系統均系線性規劃，多數情況仍需要使用其他數學手段。雖然需要計算機進行大量的計算，但“配方軟件”在此處指系統化的、迭代解步驟的過程，而非計算機程序語言。該技術通過使用線性函數來解決實際問題。線性函數中的變量是限制性的。線性規劃在數學運算領域中是相對新的技術，這一應用最普遍運算技術的理論最初是由G eorge B.D antzig在1947年提出。因為需要大批量的計算，當時沒有高速計算機，該技術并未得到推廣。

　　5 計算機及配方設計

　　飼料工業是首先認識到線性規劃作用的行業之一。早在19世紀60年代末，就已經利用計算機軟件來開發飼料配方。這些早期的系統通過撥號終端進入大型計算機運算，盡管比手動操作快很多數倍，但與現在的系統相比，運算速度慢、笨重、昂貴。70年代末，計算機技術的發展提高了運算速度和配方設計能力，價格也有所降低，此時配方運算速度為30 s/配方，計算機65 000美元/臺，只有大型飼料企業才采用。80年代以來隨著微機系統即個人電腦)的到來，計算機技術才有了真正的突破。軟件運算速度加快(小于0.1 s/配方)，計算機價格也便宜，使得配方軟件的使用得到了普及。

　　飼料配方的調整及配方軟件

　　1 配方調整的意義

　　過去，對于體積大、價格高、速度相對慢的系統而言，實現低成本配方難度較大。隨著原料成本的不斷變化，每周都要根據新的原料成本，對飼料產品成本進行調整。配方變化的目的在于在保證飼料質量及營養組成的前提下，節省成本。隨著每周數萬噸的飼料的生產，即使是配方成本的小比例降低，也能給飼料生產商節約大筆資金，每周對產品配方進行調整是飼料廠的一項重要工作。迅速計算最低成本配方，并用于生產飼料，正在改變著配方設計在當今飼料工業中的作用。

　　2 配方軟件的作用

　　飼料制造商的配方是基于平均需要狀況下的配方，并非最佳配方。他們在尋找專門針對自己生產設計的最佳配方，先進的飼料公司會把提供定制配方服務作為其市場策略的一部分。多數情況下，銷售員都配備了手提電腦以便于他們能現場設計配方。但是計算機輸出飼料配方的準確性取決于輸入信息的準確性，因此對銷售員進行適當的教育和培訓，最終將其培養成一名合格的配方師是必要的。飼料生產商通過適當培訓其銷售團隊，并為他們配備配方軟件，即可打入定制配方市場，使自己處于有利的競爭地位。這還能增加客戶的滿意度和忠誠度，當然沒有飼料配方軟件可能就無法達到該目的。

　　3 對飼料配方軟件的要求

　　以目前計算機的處理水平，菜單操作和屏幕顯示可引導使用者熟悉操作系統。也可以利用使用手冊，前提是系統能迅速搜索到手冊相關內容，一旦使用者入門，即可自行操作。當需要選擇一個特殊條目(如原料選擇或設計)時，彈出窗口應能顯示目前已存儲的內容。使用者可通過鍵盤和鼠標來選擇所需要的項目。每個選定項目的數據都應顯示在屏幕上，這樣在輸入或者改變數據時都能夠得到確認。新型系統能讓使用者知道是否輸入了正確的數據。新系統還具有全面糾錯功能，這樣能很容易找到錯誤信息。當發現明顯錯誤時，比如當要輸入數值型數據時卻輸入了字母或者輸入值超過了最大允許值，電腦應能立即顯示出來。

　　飼料配方的存在的問題

　　1 作為營養需要忽略配方空間

　　飼料配方系統中初始限量，通常是默認的(設定100% )。這對了解配方空間成本、對發生錯誤的警告均非常重要。如果權重僅設定了最大或最小營養需要量，提供數種原料，軟件將選擇最便宜的原料去滿足100%的最大-最小的重量設定。

　　配方空間同樣影響最終配方成本和配制飼料的原料的影子價格。影子價格是指最佳配方中每種原料或營養素的單位價值。一般情況下，配制富含營養高濃度的配方要選擇營養濃度高的原料，反之亦然。原料供給僅是一個簡單的營養問題，如賴氨酸，不同原料的含量，對配方最終成本以及該原料的價值(影子價格)均會產生重要影響。多數情況，原料的采購僅僅基于其單位營養含量，而非飼料配方中的影子價格。以賴氨酸為例，78%的賴氨酸較好且在高營養濃度飼料中有更大價值，而40%賴氨酸或者50%液體賴氨酸，或許在低濃度配方中更受歡迎。評價飼料原料不僅局限于單位營養的成本，還要考慮其最終價值、對最終飼料成本的影響、制造飼料的空間。

　　2 建立沖突抑制

　　沖突抑制并非意味著那些導致不可行的飼料配方。它們可能是微妙的，可能會改善生產性能但同時增加飼料成本。例如，對氨基酸和粗蛋白之間設置最小量的關系。操作者一定要意識到氨基酸的限量恰好滿足其最小量，并最大限度地壓低成本及其對粗蛋白水平的影響。弄清楚相關營養素或原料之間的關系，知道如何限制其用量對最終產品及其配方成本的影響。

　　3 先進的配方功能

　　給予相同的數據，所有配方軟件均應產生相同的結果。但各軟件的速度、靈活性、易操作性有較大的不同。系統必須至少能夠產生針對每個產品的最低成本配方，給出營養需量表和可利用的原料。

　　配方系統之間真正區別是有沒有能力提供額外的功能作為管理的工具使用，如配方已定，可以給出生產數噸產品需要的每一種原料的量。原料成本經常占飼料售價的70%~80% ，原料采購效率的稍微提高，即可對收益率產生較大影響。

　　對于研究、研制、采購和生產等功能，配方技術能夠成為有價值的制定決策工具。另外，運用線性規劃的高級模型可有助于決定，應考慮從不同產地以不同價格購買和配送的原料，而非一個生產地。當原料過?；蚨倘睍r，這些模型甚至可突出分配原料，用于生產特殊產品以節約成本?；诶孀畲蠡浅杀咀钚』牟僮髟瓌t，出現了更多的特殊模型。

　　4 良好的飼料配方設計實踐注意事項

　　所有飼料工廠均要符合GMP標準，同時也要按照HACCP規則執行。好的配方設計均產自研究室?？刂谱畛醯膶彶?，然后定期審查，以便建好配方數據庫。記住這句格言:您的輸出其實是由您的輸入決定的。

　　5 建立各原料營養成分含量標準

　　現己公布的數據可為建立飼料用量水平提供良好的指導，但原料的最大和最小用量仍需要考慮到以下幾方面:

　?。?）質量保證/控制程序：使用的每種原料的營養成分分析數據和對原料規格描述的詳細程度，決定了日糧中每種原料的用量。如果缺少部分或全部控制程序，最大用量標準就會低于已公布的范圍，相反，對于具有較好營養素數據的良好軟件，可用較寬的最大限量。

　?。?）時間因素：各種原料和飼料產品在飼料生產和運輸的過程中必須高效流通。因購買原料而導致的飼料生產效率降低，會抵消利用配方設計所節約的成本。同樣，雖然脂肪添加量高的飼料在較暖和的氣候中保存良好，但在寒冷季節會產生極端問題，如在搬運、運輸和飼料罐中。原料添加量和營養標準應該隨季節的變化而變化。

　?。?）飼料種類/生產階段：谷物類及動物蛋白類等原料應有一定的限量，從而日糧組成不至于產生極端變化，避免對動物生產性能的影響。允許不同飼料產品中同一原料粒度有所不同，否則影響動物健康及生產性能。

　?。?）原料和營養之間的關系：不給僅含一種營養素的原料設置限量，否則會導致像鹽分和鈉等營養成分低于或高于標準要求。

　?。?）影子價格：原料的影子價格表明在給定日糧限量條件下的價值，較低的影子價格限量是指在該價格下可用到的該原量的最大量;較高的影子價限量則指在該價格下可用到的該原量的最低量。當實際成本低于影子價格上限時，設定一種原料的最大的添加量，將增加飼料成本，這時就需要考慮放寬限量如把家禽副產物的最大限量由5%提到8%)。生產廠家應知道影子價格和限量能影響最終飼料成本。

　?。?）多重優化程序：當今常用的飼料配方軟件能夠調整配方中各原料的用量，而使飼料達到最佳。不僅要注意單一日糧中營養成分的限量，所有日糧配制均需如此。運用以上原則即可根據影子價格和最終飼料成本找出最佳限量。

　　6 確定最低成本與最小爭論的配方

　　確定某一飼料產品的生產數量及配方改變的頻率需要營養學、市場、生產﹑采購及生產人員之間的良好溝通。以上每一環節的變動均需考慮到其他方面的需要及要求。配方的變化不僅取決于降低原料的成本，還需要仔細考慮原料供應、預測原料的需要量、飼料廠改變新配方的成本等。

　　7 配方軟件及其設計

　　當今的計算機性能可靠，但是計算機本身遠沒有軟件重要。軟件可提供合理的成本、高生產率及可靠度。然而，完美的軟件是不存在的。軟件是由人類發明出來的，人類本身并不完美，因此其設計出來的軟件也并非十全十美。軟件的少數問題通常意味著設計者致力于改善產品的新功能，并走在技術的前沿。

　　軟件設計師最重要的品質是對不斷變化著的技術及消費者的需求做出反應的能力。正如前面提及的配方軟件的發展需要來自不同領域的技術與知識的結合。所有的軟件設計師都具有寫程序的能力，然而，不是所有的配方軟件公司都有能力發展和維持線形規劃這一數學運算。雖然這一技術為最小的生產型配方服務，但其對增長和更加有效的運用具有非常有限的適應性。隨著對飼料配方認識到的功能改進和額外功能的提出，他們有能力做出反應，而不依賴于外部的資源研發和幫助。