調(diào)質(zhì)溫度對(duì)肉雞顆粒飼料質(zhì)量影響的實(shí)驗(yàn)研究

■張現(xiàn)玲 秦玉昌 李 俊 董穎超 劉國棟 李軍國

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所，北京 100081)

隨著顆粒飼料加工技術(shù)的不斷進(jìn)步，肉雞顆粒飼料的加工目前主要采用先蒸汽調(diào)質(zhì)再制粒的工藝。調(diào)質(zhì)過程是肉雞顆粒飼料加工的主要步驟，調(diào)質(zhì)溫度是影響顆粒料加工質(zhì)量及營養(yǎng)價(jià)值的關(guān)鍵因素。以往研究表明，蛋白質(zhì)變性以及淀粉糊化度與調(diào)質(zhì)溫度成正比；但并不是調(diào)質(zhì)溫度越高顆粒飼料品質(zhì)就越好，調(diào)質(zhì)溫度過高會(huì)導(dǎo)致飼料中還原糖與氨基酸發(fā)生美拉德反應(yīng)，降低還原糖及某些氨基酸含量,還會(huì)降低動(dòng)物對(duì)氨基酸、蛋白質(zhì)的利用率，并且調(diào)質(zhì)溫度過高會(huì)導(dǎo)致飼料中添加的有益酶制劑及維生素等嚴(yán)重失活，影響飼料品質(zhì)。評(píng)價(jià)肉雞顆粒飼料質(zhì)量的好壞不僅僅是粉化率、硬度、淀粉糊化度等加工質(zhì)量指標(biāo)的高低，還應(yīng)考慮熱加工對(duì)熱敏性添加劑的損失、蛋白質(zhì)變性、營養(yǎng)成分消化吸收率的影響等。但以往研究中將加工質(zhì)量與營養(yǎng)價(jià)值各指標(biāo)相結(jié)合的報(bào)道較少，且調(diào)質(zhì)溫度的選取較少且間隔較大，本實(shí)驗(yàn)選取60℃到90℃六個(gè)溫度，溫度間隔5℃，將加工質(zhì)量與營養(yǎng)價(jià)值相結(jié)合研究，旨在找出玉米-雜粕型肉雞全價(jià)顆粒飼料（后期料）的適宜調(diào)質(zhì)溫度，對(duì)前人的研究做了補(bǔ)充和完善，為肉雞顆粒飼料加工中調(diào)質(zhì)溫度的選擇提供更有價(jià)值的依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)日糧配方

參照美國NRC（1994）肉仔雞飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)和AA肉仔雞的推薦標(biāo)準(zhǔn)飼養(yǎng)管理手冊(cè)配置基礎(chǔ)日糧，并與生產(chǎn)實(shí)踐相近，其原料組成與營養(yǎng)水平見表1。實(shí)驗(yàn)日糧在基礎(chǔ)日糧的基礎(chǔ)上添加67 745 U/kg（5 kg/t）的顆粒狀耐高溫植酸酶（北京挑戰(zhàn)生物技術(shù)有限公司）。

1.2 實(shí)驗(yàn)日糧加工工藝條件及設(shè)備

生產(chǎn)設(shè)備：錘片式粉碎機(jī)：SWSP56×32；臥式螺旋葉片混合機(jī)：WH-500；顆粒環(huán)模制粒機(jī)：HKJ25；逆流式冷卻器：NKSL-3；

工藝條件：粉碎機(jī)篩片孔徑：2.0 mm；制粒機(jī)環(huán)?？讖剑?.0 mm；長徑比：10∶1；調(diào)質(zhì)蒸汽壓力：0.25 MP；調(diào)質(zhì)后實(shí)際檢測(cè)溫度分別為66、71、76、80、85、91℃；在北京通州區(qū)萬邦眾益飼料廠進(jìn)行試驗(yàn)料的加工生產(chǎn)。

1.3 飼料樣品采集

每個(gè)處理組在混合后取樣（四分法取樣），待調(diào)質(zhì)溫度穩(wěn)定后于調(diào)質(zhì)后、制粒后、冷卻后各取樣4次，每次取樣時(shí)間間隔一致,其中冷卻后取樣不少于5 kg，其它各點(diǎn)取樣不少于2 kg。取樣后用密封袋包裝，貯備于4℃冰箱中用于各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)。

表1 基礎(chǔ)日糧配方及營養(yǎng)水平（風(fēng)干基礎(chǔ)）

1.4 檢測(cè)指標(biāo)與方法

1.4.1 淀粉糊化度

顆粒飼料淀粉糊化度的測(cè)定參照熊易強(qiáng)的方法進(jìn)行檢測(cè)。

1.4.2 顆粒耐久性

將500 g已過篩除去細(xì)粉的樣品放進(jìn)顆粒耐久性測(cè)試裝置中翻轉(zhuǎn)10 min，取出樣品，過篩，稱量剩余的顆粒飼料重量，按下列公式計(jì)算出顆粒飼料耐久性(PDI)：

1.4.3 顆粒硬度

硬度的測(cè)定參照常碧影《飼料質(zhì)量與安全監(jiān)測(cè)技術(shù)》中顆粒飼料硬度的測(cè)定方法檢測(cè)。

1.4.4 植酸酶活性

植酸酶活性檢測(cè)按照GB/T 18634-2009飼用植酸酶活性的測(cè)定-分光光度法檢測(cè)。

1.4.5 還原糖含量

還原糖含量的測(cè)定參照何照范《糧油籽粒品質(zhì)及其分析技術(shù)》中還原糖快速測(cè)定法檢測(cè)，并參照楊貴明的方法改進(jìn)。

1.4.6 蛋白質(zhì)體外消化率

參照王衛(wèi)國的方法，并根據(jù)試驗(yàn)調(diào)整,最終確定胃蛋白酶的最適用量為180 U，胰蛋白酶的最適用量為100 U。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用statistics 6.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析，數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差形式表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同調(diào)質(zhì)溫度對(duì)肉雞顆粒飼料各項(xiàng)指標(biāo)的影響結(jié)果見表2，各指標(biāo)隨調(diào)質(zhì)溫度變化規(guī)律見圖1至圖6。

表2 不同調(diào)質(zhì)溫度對(duì)各指標(biāo)影響檢測(cè)結(jié)果

圖1 調(diào)質(zhì)溫度對(duì)淀粉糊化度影響

圖2 不同調(diào)質(zhì)溫度對(duì)PDI的影響

圖3 調(diào)質(zhì)溫度對(duì)硬度的影響

圖4 調(diào)質(zhì)溫度對(duì)植酸酶活性保留率的影響

圖5 不同調(diào)質(zhì)溫度對(duì)還原糖含量的影響

圖6 不同調(diào)質(zhì)溫度對(duì)蛋白質(zhì)體外消化率的影響

以上結(jié)果表明，調(diào)質(zhì)后淀粉糊化度、PDI、硬度都隨隨調(diào)質(zhì)溫度的升高而升高，植酸酶活性保留率、還原糖含量隨調(diào)質(zhì)溫度升高而降低，蛋白質(zhì)體外消化率隨調(diào)質(zhì)溫度的上高呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)。

2.2 不同調(diào)質(zhì)溫度對(duì)顆粒飼料淀粉糊化度的影響

淀粉糊化指淀粉在水熱作用下，吸水膨脹，淀粉分子間鍵破裂，淀粉由分子排列緊密的β-淀粉轉(zhuǎn)變成糊化淀粉即α-淀粉，高溫高濕是淀粉糊化的基礎(chǔ)，淀粉糊化必須通過一定的溫度才能完成，且溫度越高淀粉糊化程度越高，胡彥茹（2011）報(bào)道指出調(diào)質(zhì)溫度由70℃升高到90℃，肉雞飼料淀粉糊化度極顯著升高（P＜0.01），程譯鋒（2009）報(bào)道飼料經(jīng)調(diào)質(zhì)以后淀粉糊化度增加11%～15%。物料在調(diào)質(zhì)后由高溫高濕狀態(tài)進(jìn)入制粒腔，受到壓輥和環(huán)模的進(jìn)一步擠壓、摩擦，使溫度進(jìn)一步升高，促進(jìn)了淀粉的進(jìn)一步糊化，本實(shí)驗(yàn)結(jié)果與前人研究結(jié)果相吻合，表明隨調(diào)質(zhì)溫度升高淀粉糊化度逐漸升高。

2.3 不同調(diào)質(zhì)溫度對(duì)顆粒飼料PDI的影響

PDI是評(píng)價(jià)顆粒飼料加工質(zhì)量的重要指標(biāo)，PDI越高表明顆粒飼料質(zhì)量越好。我國是用含粉率來表示飼料顆粒質(zhì)量的，含粉率越低，PDI越高。

隨調(diào)質(zhì)溫度的升高，進(jìn)入制粒倉中物料水分含量升高，飼料淀粉糊化度升高，當(dāng)溫度達(dá)到77℃時(shí)，玉米淀粉即可在水中完全糊化，并且促使物料蛋白變性，有助于提高物料粘合性，從而降低粉化率提高PDI。以往研究表明85℃調(diào)質(zhì)下飼料粉化率要顯著（P＜0.05）低于69℃調(diào)質(zhì)下的飼料粉化率，本實(shí)驗(yàn)也表明調(diào)質(zhì)溫度由70℃升高到85℃肉雞顆粒飼料PDI隨溫度極顯著升高（P＜0.01）。

2.4 不同調(diào)質(zhì)溫度對(duì)顆粒飼料硬度的影響

硬度是評(píng)價(jià)顆粒飼料外觀品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，研究表明硬度的大小對(duì)畜禽的生產(chǎn)性能有著一定的影響。影響顆粒硬度的因素主要有原料特性、混合、粉碎工藝、調(diào)質(zhì)制粒工藝等因素。原料組成不同對(duì)顆粒硬度有一定影響，如蛋白、淀粉含量較高有助于提高顆粒飼料硬度，脂肪含量較高對(duì)顆粒硬度產(chǎn)生負(fù)面影響。

調(diào)質(zhì)制粒過程使物料溫度、水分增加，淀粉糊化，使形成的顆粒飼料結(jié)構(gòu)致密，穩(wěn)定性好，糊化度越高，顆粒飼料硬度越高。本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明調(diào)質(zhì)溫度在75～85℃間硬度隨溫度呈現(xiàn)極顯著升高趨勢(shì)（P＜0.01），溫度過低或過高則差異不顯著（P＞0.05）。

2.5 不同調(diào)質(zhì)溫度對(duì)植酸酶活性殘留的影響

植酸酶是應(yīng)用于肉雞飼料越來越廣泛的一種酶制劑，它能水解植物性飼料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子-植酸，使動(dòng)物能有效利用植酸磷，提高飼料轉(zhuǎn)化率，并且能夠減少動(dòng)物對(duì)磷的排放，降低環(huán)境污染，從環(huán)保方面來講也有很大意義。

大多數(shù)的酶制劑為熱敏性物質(zhì)，在受熱情況下，酶制劑中的氫鍵和其他次級(jí)鍵遭到破壞，引起酶原有的空間構(gòu)象發(fā)生改變，致使酶失活。Inborr等研究發(fā)現(xiàn)β-葡聚糖酶經(jīng)75℃調(diào)質(zhì)后存活率為64%；Silversides等報(bào)道木聚糖酶在90℃下調(diào)質(zhì)55 S后活性損失為79%，調(diào)質(zhì)140 S后損失達(dá)82.5%；Simons等研究發(fā)現(xiàn)顆粒溫度達(dá)到84℃時(shí)植酸酶活性喪失17%，溫度升高到87℃時(shí)植酸酶活性喪失達(dá)54%；史清河（2000）報(bào)道指出制粒溫度為79℃時(shí)植酸酶活性下降45.8%，80℃時(shí)則下降87.5%；本實(shí)驗(yàn)中調(diào)質(zhì)溫度75℃時(shí)植酸酶活性保留率為39.60%，溫度升高到80℃時(shí)其活性保留率極顯著下降（P＜0.01）為5.67%，所以為保證本實(shí)驗(yàn)中所添加的此類植酸酶活性，調(diào)質(zhì)溫度不宜過高。

2.6 不同調(diào)質(zhì)溫度對(duì)顆粒飼料還原糖含量的影響

在調(diào)質(zhì)制粒的高溫條件下還原糖與賴氨酸上的ε-氨基發(fā)生美拉德反應(yīng)，降低飼料品質(zhì)，影響飼料的消化吸收利用率。還原糖含量的多少是反應(yīng)飼料發(fā)生美拉德反應(yīng)程度重要指標(biāo)，也是間接反應(yīng)飼料消化利用率及動(dòng)物飼喂效果的重要指標(biāo)。溫度是影響美拉德反應(yīng)的主要因素，溫度越高美拉德反應(yīng)速度越快，溫度每增加10℃，美拉德反應(yīng)速度增加約3～5倍。

王之盛（2000）研究得出溫度升高極顯著降低了總賴氨酸及還原糖的含量；Soest(1991)研究指出美拉德反應(yīng)將增加飼料中不易消化的酸性洗滌纖維中N(ADIN)含量，使糞N損失增加。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明隨著調(diào)質(zhì)溫度的升高還原糖含量極顯著降低（P＜0.01），其研究結(jié)果與前人研究結(jié)論相吻合。

2.7 不同調(diào)質(zhì)溫度對(duì)顆粒飼料蛋白質(zhì)體外消化率的影響

蛋白質(zhì)變性主要是吸熱過程，65～80℃之間隨調(diào)質(zhì)溫度的升高，物料吸入的熱量增加，有利于酶的消化，蛋白體外消化率隨之升高。程譯鋒（2009）研究報(bào)道，調(diào)質(zhì)使飼料蛋白質(zhì)體外消化率增加9%～12%，制粒會(huì)使其進(jìn)一步增加2%～3%。但并不是溫度越高越有利于蛋白質(zhì)的消化，溫度過高會(huì)導(dǎo)致物料中某些氨基酸（如賴氨酸）與還原糖發(fā)生美拉德反應(yīng)，從而降低蛋白質(zhì)消化率。陳剛（2001）認(rèn)為棉籽餅粕過熱處理使還原糖與賴氨酸發(fā)生美拉德反應(yīng)，使其喪失生物活性，降低了賴氨酸的可消化性。

本試驗(yàn)中當(dāng)調(diào)質(zhì)溫度達(dá)到85℃時(shí)蛋白質(zhì)體外消化率急劇下降，可能是由于物料在85℃調(diào)質(zhì)后，高溫狀態(tài)進(jìn)入制粒倉受到進(jìn)一步的擠壓、摩擦，物料溫度繼續(xù)升高，致使物料溫度過高導(dǎo)致發(fā)生美拉德反應(yīng)，從而降低了蛋白質(zhì)消化率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，肉雞顆粒飼料的調(diào)質(zhì)溫度應(yīng)低于80℃，過高將不利于飼料蛋白質(zhì)消化率。

3 討論

3.1 PDI與顆粒硬度之間的相關(guān)性

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明PDI、顆粒硬度都隨調(diào)質(zhì)溫度升高而升高，其兩者相關(guān)性見圖7，相關(guān)系數(shù)R2=0.910 8，在一定程度上硬度可以代表粉化率。

圖7 PDI與顆粒硬度之間相關(guān)性

3.2 調(diào)質(zhì)溫度對(duì)肉雞顆粒飼料營養(yǎng)價(jià)值的影響

飼料淀粉糊化度、蛋白質(zhì)體外消化率的高低、還原糖含量的的多少以及熱敏性酶制劑添加劑損失率的大小都在一定成程度上反映著飼料產(chǎn)品營養(yǎng)價(jià)值的優(yōu)劣。

提高調(diào)質(zhì)溫度可在一定程度上提高淀粉糊化度及蛋白質(zhì)體外消化率，提高動(dòng)物對(duì)飼料的利用率，在一定范圍內(nèi)調(diào)質(zhì)溫度越高越有益于改善飼料產(chǎn)品品質(zhì)，提高其營養(yǎng)價(jià)值。但是隨著調(diào)質(zhì)溫度的升高還原糖含量及熱敏性酶制劑活性保留率急劇下降，并且當(dāng)調(diào)質(zhì)溫度升高到一定程度后蛋白質(zhì)體外消化率也呈現(xiàn)急劇下降趨勢(shì)，反而破壞飼料營養(yǎng)價(jià)值，降低其品質(zhì)。

綜上所述，飼料加工中并非調(diào)質(zhì)溫度越高越好，為保證飼料產(chǎn)品質(zhì)量，調(diào)質(zhì)溫度應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)，不宜過高。

4 結(jié)論

①調(diào)質(zhì)溫度從65℃升高到90℃，可提高玉米-雜粕型肉雞顆粒飼料（后期料）的PDI、硬度及淀粉糊化度，可在一定程度上改善顆粒飼料的加工質(zhì)量。

②植酸酶活性保留率在75℃到80℃之間表現(xiàn)極顯著降低（P＜0.01）；調(diào)質(zhì)溫度達(dá)到75℃后隨溫度增加還原糖含量表現(xiàn)出極顯著（P＜0.01）下降，蛋白體外消化率最高值出現(xiàn)在80℃組，溫度過高則表現(xiàn)極顯著（P＜0.01）降低。

③PDI與顆粒硬度之間相關(guān)系數(shù)R2=0.910 8，在一定程度上粉化率可以代替硬度。

④ 綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，建議玉米-雜粕型肉雞飼料（后期料）的適宜調(diào)質(zhì)溫度為75～80℃。

（參考文獻(xiàn)30篇，刊略，需者可函索）