飼料加工工藝對家禽飼料營養(yǎng)價值的影響

■張璐璐 馬 磊 衛(wèi)旭彪 張日俊

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)飼料生物技術(shù)實驗室動物營養(yǎng)學(xué)國家重點實驗室，北京 100193）

家禽飼料通常分為粉狀料和顆粒狀料兩種形式。相較于顆粒飼料，粉狀飼料加工制作更容易，成本較低，在蛋雞飼料中應(yīng)用較多。在蛋雞的養(yǎng)殖生產(chǎn)過程中，采用顆粒狀飼料會使飼料在雞胃中滯留時間短、采食量增加，進(jìn)而導(dǎo)致雞的體內(nèi)脂肪積存過多，影響其骨骼和內(nèi)臟的生長和發(fā)育，使其功能減退，產(chǎn)蛋率和產(chǎn)蛋質(zhì)量下降。除此之外，采用顆粒料還存在著成本相對較高，因此在蛋雞的養(yǎng)殖過程中，一般只在雛雞階段使用，其他階段使用較少。而采用大顆粒粉狀飼料除具有價格相對低廉的優(yōu)點外，還能延長其采食時間。增加其能量的消耗，進(jìn)而減少了蛋雞體內(nèi)多余脂肪的積累量[1]。對于肉雞生產(chǎn)，使用顆粒料較粉料有很多優(yōu)勢。采食顆粒料的肉仔雞日增重與飼料轉(zhuǎn)化率均優(yōu)于粉料組，且肉仔雞采食全顆粒料時，生產(chǎn)性能也高于采食粉狀飼料[2]。

飼料的品質(zhì)高低不僅取決于其配方的好壞、原材料的優(yōu)劣，更取決于飼料的加工工藝。飼料加工過程中所伴隨的一系列物理、化學(xué)變化會影響到飼料中各營養(yǎng)組分的加工利用率和動物的生產(chǎn)性能[3]。目前市場上的粉狀飼料基本上都屬于生粉料，僅僅是采用粉碎、配料、混合這幾道工序，未經(jīng)過熟化滅菌工藝處理，存在很多問題：如飼料中含菌率高，影響飼養(yǎng)安全；混合均勻度差；消化吸收率低，僅為約60%～85%[4]；飼料中微量組分或藥物不勻；蛋雞質(zhì)量差異大，死淘率高，達(dá)20%以上；產(chǎn)蛋量低，料蛋比偏高；雞蛋安全性差，破損率高等[5]。因此，本文綜述了飼料加工過程中粉狀料熟化工藝和顆粒狀料加工工藝對家禽飼料營養(yǎng)價值的影響，旨在指導(dǎo)家禽飼料生產(chǎn)過程中合理選擇飼料加工工藝。

1 粉狀飼料熟化工藝

熟化工藝主要包括熟化調(diào)質(zhì)（水、熱處理）、保溫均質(zhì)、干燥、冷卻、混合（添加微量組分）等工序。目前粉狀飼料熟化工藝主要分為原料擠壓膨化（膨脹）的粉狀熟化工藝、高水分熟化混合機(jī)的粉狀熟化工藝、調(diào)質(zhì)均質(zhì)的粉狀熟化工藝三種。

1.1 擠壓膨化

飼料的粉狀熟化中原料擠壓膨化工藝是指飼料原料在水分、熱、機(jī)械剪切力以及壓力差等的綜合作用下原料中的淀粉發(fā)生糊化的過程。飼料原料在與蒸汽和水混合過程中，物料中淀粉非結(jié)晶區(qū)吸水膨脹，當(dāng)物料經(jīng)過膨化腔時，由于溫度的驟增以及螺旋葉片的揉捏，淀粉加速吸水，淀粉晶體氫鍵斷裂并開始解體，淀粉粒破裂形成一種黏稠的熔融體，由于出口處壓力的瞬間降低，水分迅速蒸發(fā)，膨脹的淀粉粒發(fā)生崩解，淀粉糊化[6]。經(jīng)過原料擠壓膨化的粉狀飼料由于經(jīng)過高溫高壓處理熟化度相對較好，飼料中淀粉的糊化度高達(dá)80%以上，且由于這種工藝所生產(chǎn)的飼料含菌率低、抗?fàn)I養(yǎng)因子滅活程度高，符合蛋雞的飼喂要求。然而，由于這種生產(chǎn)工藝存在生產(chǎn)過程中動耗高、操作難度大且維生素以及抗氧化物質(zhì)流失量大的問題[7]，如果想規(guī)?；膽?yīng)用于禽料生產(chǎn)中還需要解決動耗和養(yǎng)分流失問題。

1.2 高水分熟化

高水分熟化混合機(jī)的粉狀熟化工藝是利用水、熱處理的過程，其本質(zhì)是將氣相(蒸汽)、液相(細(xì)微分散的水滴)的熱量和質(zhì)量向固相(粉狀物料)傳遞交換過程，即將調(diào)制過程中的蒸汽中的熱量和質(zhì)量通過粉狀顆粒物料的外表面轉(zhuǎn)移至內(nèi)部的過程[4]，高水分熟化工藝因在加工過程中存在高溫和高濕環(huán)節(jié)，使飼料中的病原體蛋白質(zhì)發(fā)生凝固，從而達(dá)到滅活飼料中所存在的病原體[8]。該項工藝操作簡便，適于規(guī)?；a(chǎn)，但是由于采用高水分熟化工藝使得加工完成后飼料中水分高達(dá)20%以上，若要投入使用需經(jīng)進(jìn)一步的加工干燥。由此可見，干燥工藝是制約高水分熟化工藝大規(guī)模使用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，若能簡化干燥工藝則利用高水分熟化工藝加工生產(chǎn)粉狀飼料具有很大市場前景。

1.3 調(diào)質(zhì)均質(zhì)

調(diào)質(zhì)均質(zhì)的粉狀熟化工藝是在指制粒調(diào)質(zhì)工藝的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)均質(zhì)功能進(jìn)而達(dá)到飼料熟化效果的加工工藝。調(diào)質(zhì)時蒸汽被加入粉料中，粉料的溫度和濕度升高，粉料中的淀粉隨之糊化。只有經(jīng)過足夠的保溫均質(zhì)時間，才能達(dá)到最佳熟化調(diào)質(zhì)效果，從而獲得符合蛋雞食用安全及消化率較高的飼料。該工藝存在結(jié)構(gòu)簡單、動耗低等優(yōu)點[9]，因此在生產(chǎn)過程中對此加工工藝進(jìn)行改進(jìn)，達(dá)到減少調(diào)質(zhì)時間的同時提高飼料生產(chǎn)效率的目的，該加工工藝將會擁有很大的發(fā)展空間。

熟化可殺死沙門氏菌等致病菌、破壞和滅活蛋白酶抑制劑等有害因子、使淀粉糊化和蛋白變性提高飼料利用率并減少自動分級等現(xiàn)象。如果能夠完善粉料熟化工藝參數(shù)，通過對熱敏性組分進(jìn)行“包被”、“微膠囊”處理或在調(diào)質(zhì)、膨化后添加液體熱敏性組分來降低熱加工對熱敏性組分造成的損失，達(dá)到有效成分的保真[10]。粉狀飼料熟化工藝將在國內(nèi)外得到大規(guī)模的推廣應(yīng)用，從而達(dá)到節(jié)省蛋雞飼料的生產(chǎn)成本、提高飼料生產(chǎn)效益的目的，帶來良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。臥式槳葉分批殺菌機(jī)工藝、立式分批蒸氣殺菌機(jī)工藝和臥式槳葉連續(xù)殺菌機(jī)工藝[11]的發(fā)明將推動蛋雞粉料熟化工藝。

2 制粒工藝的改進(jìn)

普通制粒工藝包括環(huán)模制粒和平模制粒。飼料的制粒過程中，在水分、溫度以及壓力的綜合作用下，飼料中病原微生物被進(jìn)一步殺滅，淀粉發(fā)生糊化，蛋白變性，能被飼喂動物更迅速地消化飼料，轉(zhuǎn)化為體重的增加。于此同時，這種制粒工藝避免了動物因挑食造成的營養(yǎng)不均衡的弊端，使動物均勻采食，提高了動物對營養(yǎng)物質(zhì)的利用率[12]。相較于粉狀飼料，使用全價顆粒料飼喂禽類和豬，其飼料轉(zhuǎn)化率可提高10%～12%，飼喂肉雞料肉比可降低3%～10%。飼用顆粒料可提高肉仔雞的平均日采食量、平均日增重和屠宰性能[13]。然而由于在制粒的過程中存在的高溫環(huán)境以及延長制粒時間均會導(dǎo)致飼料中氧化還原反應(yīng)增強(qiáng)，維生素?fù)p失。此外，在制粒工藝中伴隨發(fā)生的美拉德反應(yīng)以及氧化作用對飼料中的一些敏感性氨基酸，如胱氨酸、賴氨酸、精氨酸以及絲氨酸會產(chǎn)生一定的不利影響。因此，為了降低制粒造成的不利影響現(xiàn)在又出現(xiàn)一些新的改善措施：添加膨化玉米低溫制粒工藝、二次制粒工藝和大料膨脹低溫制粒工藝。

2.1 膨化玉米低溫制粒工藝

在添加膨化玉米低溫制粒工藝中，首先分別膨化玉米和大豆，并對膨化后的大宗原料進(jìn)行粉碎，隨后將為膨化的玉米粉和其余的不需粉碎的大宗原料、預(yù)混料以及乳清粉等進(jìn)行配料，最后對這些原料進(jìn)行低溫制粒即可得到膨化顆粒飼料。研究人員通過仔豬的保育試驗證明飼喂膨化的玉米飼料能夠提高仔豬的采食量以及改善仔豬體增重等生產(chǎn)性能[14-15]。

2.2 二次制粒工藝

與普通制粒工藝相比，二次制粒工藝將單次的高溫制粒變?yōu)橐淮胃邷刂屏＜耙淮蔚蜏刂屏＃唧w操作流程為：首先是第一次的高溫制粒，對玉米、豆粕等大宗原料進(jìn)行除雜粉碎，將其與其他原料如魚粉等配料，隨后將所配飼料原料進(jìn)行第一次的高溫制粒，制粒過程中需保證飼料原料與蒸汽的充分混合與熟化；接下來為第二的低溫制粒，將高溫制粒后的原料再次進(jìn)行微粉碎，隨后與乳清粉、預(yù)混料以及其他飼料添加劑進(jìn)行充分混勻，然后進(jìn)行飼料原料的第二次低溫制粒；最后對制粒后的飼料進(jìn)行冷卻分級得到所需要的飼料成品[16]。與普通制粒工藝相比二次制粒雖然動力消耗較大，但因其具有制粒工藝容易控制，所制得的顆粒飼料質(zhì)量較高，產(chǎn)量大等優(yōu)點，適合較大規(guī)模企業(yè)的大批量生產(chǎn)使用。

2.3 大料膨脹低溫制粒工藝

所謂大料膨脹低溫制粒工藝是指在將玉米、豆粕等先經(jīng)過高溫膨脹，然后經(jīng)粉碎后再與其他預(yù)混料以及添加劑等混合低溫制粒[16]。在經(jīng)過高溫擠壓后，物料可以被有效地熟化殺菌，并且淀粉也可以被進(jìn)一步的水解、熟化，進(jìn)而提高動物對飼料的消化率。除此之外，飼料原料在膨脹加工后，飼料原料中的細(xì)胞壁的主要成分木質(zhì)素和纖維等被破壞，提高了仔豬對細(xì)胞壁成分的消化率，進(jìn)而促進(jìn)仔豬對飼料中的粗纖維的利用。因此，大料低溫膨脹制粒工藝不僅可以保留飼料原料中各種物質(zhì)的活性，使飼料營養(yǎng)全面，而且經(jīng)過膨脹處理過后顆粒飼料的PDI得以改善，具有飼料顆粒松軟、乳清粉不黏結(jié)，誘食性好的優(yōu)點[17]。相對于普通處理，膨脹加工處理具有處理量大，應(yīng)用范圍廣，節(jié)能環(huán)保，避免物料過度熟化等優(yōu)勢，符合當(dāng)前低碳節(jié)能的發(fā)展要求，因此在發(fā)達(dá)國家已被大規(guī)模應(yīng)用，但是國內(nèi)高耗能的膨化機(jī)使用范圍廣，膨脹器的應(yīng)用還有待于進(jìn)一步的推廣使用。

3 蒸汽壓片技術(shù)

蒸汽壓片技術(shù)已經(jīng)在反芻動物中取得好的效果[18-19]，Lawlor等[20]對斷奶仔豬的研究證明蒸汽壓片玉米對斷奶仔豬的生長性能并沒有顯著的影響。但李忠榮等通過研究不同加工處理的玉米對斷奶仔豬生長性能的影響發(fā)現(xiàn)蒸汽壓片玉米不僅可以提高斷奶仔豬的體增重和采食量，而且可以降低斷奶仔豬的腹瀉率[21]。另外，王磊等對不同飼料原料對肉雞養(yǎng)分生物學(xué)效價的影響發(fā)現(xiàn)，蒸汽壓片玉米能顯著提高肉雞對玉米常規(guī)養(yǎng)分的代謝率、代謝能值和氨基酸利用率，減少肉仔雞的排便率及減少糞便中的氮排泄量進(jìn)而減少養(yǎng)殖過程中的環(huán)境污染[22]。因此此類技術(shù)通過進(jìn)一步的探索也可以嘗試著應(yīng)用于制粒工藝中。

隨著微生物學(xué)科的發(fā)展，各種益生菌制劑或者發(fā)酵產(chǎn)品將會應(yīng)用到飼料生產(chǎn)當(dāng)中[23-24]。如何能改善制粒工藝，降低制粒溫度又不降低制粒的效果，使益生菌制劑符合添加要求值得我們進(jìn)一步探討。這就需要我們借鑒以上新的制粒工藝，將其應(yīng)用于禽料生產(chǎn)中來。以上幾種制粒改進(jìn)方法的積極效果在豬等經(jīng)濟(jì)動物上已經(jīng)得到一些驗證，但是家禽飼料的加工工藝還有待于進(jìn)一步開發(fā)利用。研究證明，飼料形態(tài)、加工工藝與家禽的行為、生產(chǎn)性能等確實存在相互作用，如果能夠?qū)⒓庸すに噷W(xué)和動物營養(yǎng)學(xué)有機(jī)結(jié)合起來，在控制飼料加工設(shè)備投資和降低能耗的前提下有效地提高禽生產(chǎn)性能，將會為整個禽業(yè)和飼料業(yè)提供廣闊的發(fā)展空間。