加工工藝對飼料營養(yǎng)物質(zhì)組成、消化率和抗?fàn)I養(yǎng)因子等指標(biāo)的影響

韓浩月 譯自 268(2020)114576

孟祥光 校 張配配 審 韓浩月 制表

飼料成本是家禽和豬生產(chǎn)成本的主要組成部分。飼料成本中最重要的部分是購買飼料原料的支出，其中約95%的支出用于滿足動物對能量和蛋白質(zhì)的需求，3%～4%是向它們提供礦物質(zhì)和維生素所產(chǎn)生的費(fèi)用，1%～2%用于支付所購買的各種飼料添加劑。除谷物外，全價料的第二大組成成分是油籽餅粕類原料。植物油生產(chǎn)的副產(chǎn)物可用作飼料的蛋白質(zhì)原料，在家禽和豬的飼料中，這類原料的平均用量為27.5%。玉米是飼料中的能量原料，豆粕(soybean meal，SBM)是植物性蛋白質(zhì)的來源，這兩種原料是全球家禽和豬的營養(yǎng)中最常見的飼料成分。但是，環(huán)境因素和社會因素顯著限制了全球許多地區(qū)如歐洲對它們的使用，當(dāng)然也可以用本地產(chǎn)的谷物(如小麥、大麥、黑麥)、豆類(如豌豆、黃豆和羽扇豆)以及油料籽實(如油菜籽)等其他原料替代，這些飼料原料在家禽和豬的飼料中的使用量通常會受自身所含抗?fàn)I養(yǎng)因子的限制，并且還經(jīng)常會受到經(jīng)濟(jì)壓力的影響，因為豆粕和玉米等飼料原料的全球市場價格對其具有顯著影響。例如，歐盟成員國的家禽飼料成本差異較大，從法國的292歐元/t到意大利的331歐元/t。但是，烏克蘭(242歐元/t)、巴西(244歐元/t)和美國(241歐元/t)等國家自身可供應(yīng)玉米和豆粕，因此家禽飼料的成本大大低于歐盟的(311歐元/t)。利用技術(shù)手段和生物技術(shù)提高本地飼料原料的營養(yǎng)價值，并隨之增加它們在家禽和豬飼料市場上的份額，這對飼料行業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。近三十年來，飼料生產(chǎn)所用的加工工藝和生物技術(shù)已經(jīng)得到大力的開發(fā)，如機(jī)械加工(粉碎)、濕熱加工(hydrothermal processing，HTP；如制粒、膨脹和膨化)和發(fā)酵。盡管這些加工(生物)技術(shù)的確進(jìn)一步增加了飼料成本，但它們可以提高豬和家禽生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

1 粉碎

飼料生產(chǎn)的第一步是粉碎谷物和豆類，而油籽粕和動物性蛋白質(zhì)在配制飼料前通常已經(jīng)預(yù)先粉碎，微量成分如合成氨基酸、礦物質(zhì)和維生素通常以粉末或液態(tài)的形式供應(yīng)。在飼料生產(chǎn)中，飼料加工廠通常會將磨碎的籽實與蛋白粉和微量成分混合，然而它們的粒徑并不相同。在混合過程甚至混合之后，由不同粒徑大小的原料制成的混合物極有可能發(fā)生分層。此外，對家禽飼料來說，由不同粒徑大小的原料配制的混合飼料一般不均勻，會使攻擊性強(qiáng)的家禽大量地采食大顆粒成分，而將粒徑較小的顆粒成分留給性情較溫順的家禽。為了避免飼料中原料的分層并得到顆粒均勻的飼料混合物，在生產(chǎn)飼料時常采用細(xì)粉碎的原料，或使用輥式粉碎機(jī)粉碎顆粒較大的原料。

通常來說，粉碎原料可以增加單位體積內(nèi)飼料顆粒的數(shù)量和表面積，進(jìn)而可以增加消化酶與營養(yǎng)物質(zhì)的接觸，從而提高飼料中主要營養(yǎng)物質(zhì)如蛋白質(zhì)、淀粉和脂肪的消化率。粉碎還能夠破壞原料的纖維結(jié)構(gòu)，縮短纖維長度，增加非淀粉多糖(non-starch polysaccharides，NSPs)的溶解度。通常認(rèn)為，NSPs溶解度增加會提高動物消化道中食糜的黏度。然而，通過粉碎和降低分子量降解NSPs會提高其溶解度，但不一定會增加消化道中食糜的黏度。據(jù)推測，某些谷物的纖維結(jié)構(gòu)可能會裹挾所含的營養(yǎng)物質(zhì)，如淀粉、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)。而高強(qiáng)度的粉碎能夠釋放出這些營養(yǎng)物質(zhì)，使其可被消化酶利用。粉碎程度越細(xì)，除了會發(fā)生一些常規(guī)的問題，如能源成本增加、粉塵增多、流動性降低、粉碎設(shè)備損耗外，還可能會影響家禽和豬胃腸道(gastrointestinal tract，GIT)前端的健康、功能和效率。家禽的肌胃(具有研磨功能的胃)專門用于研磨飼料顆粒，由大量強(qiáng)壯的有髓鞘神經(jīng)的肌肉構(gòu)成。它在調(diào)節(jié)飼料流動和家禽的采食量方面也起著重要作用。基本上，給家禽飼喂粉碎過細(xì)的日糧會降低肌胃的生理活性，隨之會降低對肌胃的機(jī)械刺激，因此會導(dǎo)致肌胃無法發(fā)揮全部潛能。不發(fā)達(dá)的肌胃只能作為飼料的傳送器官，而非研磨器官，也就無法調(diào)節(jié)飼料的流動和家禽的采食量。據(jù)報道，這種生理現(xiàn)象會導(dǎo)致家禽過度采食飼料，造成營養(yǎng)物質(zhì)攝入過量，食糜在胃腸道中停留的時間縮短，最終會減少營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收。豬的胃，特別是胃的食管部(pars oesophagea)，是在食道開口周圍的一個小的非腺性區(qū)域，是給豬飼喂細(xì)粉碎日糧的限制器官。飼料顆粒較細(xì)會降低豬胃中食糜的密度，并增加食糜的流動性。未被胃黏膜保護(hù)的區(qū)域(如食管部)暴露于高濃度鹽酸中的風(fēng)險就會增高，進(jìn)而導(dǎo)致過角質(zhì)化、糜爛，最終形成潰瘍。

2 濕熱加工

2.1 顆粒粒徑大小在動物生產(chǎn)上的意義

現(xiàn)今，在生產(chǎn)豬和家禽的飼料時，常用的方法是粉碎加工和濕熱加工，如制粒、膨脹或膨化的二次效應(yīng)的一種折衷辦法。濕熱加工通過機(jī)械壓縮(剪切力)，同時施加水分、熱量和蒸汽超壓，將小顆粒聚集成大顆粒。不可否認(rèn)的是，濕熱加工對飼料的粉塵和浪費(fèi)、動物的采食量、豬和家禽采食飼料時的能量消耗以及家禽挑撿大顆粒飼料等會產(chǎn)生積極的影響。但是，以上這些加工方法產(chǎn)生的摩擦力和剪切力會進(jìn)一步減小飼料原料的粒徑，從而使飼料混合物的顆粒更細(xì)且更加均勻。因此，給豬和家禽飼喂經(jīng)過濕熱加工的飼料后，家禽出現(xiàn)肌胃發(fā)育不良以及豬發(fā)生胃潰瘍的可能性更大。若用含有具有很強(qiáng)耐粉碎性的不溶性纖維(如含有高含量木質(zhì)素成分)的結(jié)構(gòu)性飼料成分配制飼料，可能會部分抵消濕熱加工對家禽造成的負(fù)面效應(yīng)。

有研究指出，家禽飼料所含的不可溶性纖維能夠延長食糜在肌胃中的停留時間，這會刺激肌胃的活性，從而促進(jìn)其生理發(fā)育。但是，在經(jīng)過濕熱加工的日糧中添加不溶性纖維并不能防止豬發(fā)生胃潰瘍。在仔豬日糧中添加25 g/kg的木質(zhì)纖維素并不會降低潰瘍的發(fā)生率。據(jù)我們所知，尚無試驗?zāi)軌蜃C明濕熱加工產(chǎn)生的細(xì)顆粒飼料對豬食管部的侵蝕作用可以通過營養(yǎng)方法緩解。

2.2 對抗?fàn)I養(yǎng)因子的影響

植物源性飼料原料中的植酸、NSPs、單寧、凝集素和酶抑制劑(如胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶和α-淀粉酶抑制劑)被認(rèn)為是豬和家禽營養(yǎng)中的抗?fàn)I養(yǎng)因子。但是，除了NSPs以外，其他被提到的所有抗?fàn)I養(yǎng)因子都不耐高溫，可以利用常見的濕熱加工手段來減少或去除，尤其是高強(qiáng)度的濕熱加工，如膨脹和膨化?？?fàn)I養(yǎng)因子的減少可以提高豬和家禽對日糧中營養(yǎng)物質(zhì)的利用率和消化率。濕熱加工對飼料中纖維或NSPs組分的影響也可以說是破壞性的，這種破壞通常是物理性的，而不是對聚合物的降解。這種破壞對日糧纖維消化率的影響不同于對日糧其他營養(yǎng)物質(zhì)消化率的影響。濕熱加工可破壞纖維的物理結(jié)構(gòu)，從而提高豬和家禽對日糧纖維的消化率，增加NSPs的溶解度和食糜黏度也可以影響營養(yǎng)物質(zhì)在豬和家禽消化道中的消化和吸收。與制粒加工相比，膨脹和膨化能夠更加顯著地破壞纖維的結(jié)構(gòu)，提高纖維的溶解度。

然而，應(yīng)該注意的是，不同來源的NSPs對機(jī)械加工或濕熱加工提高其溶解度的敏感性不同。例如，經(jīng)機(jī)械加工或濕熱加工后，與燕麥、大麥殼和小麥麩中的β-葡聚糖相比，大麥和豌豆中的β-葡聚糖更容易溶解，因為燕麥、大麥殼和小麥麩中的β-葡聚糖位于次生細(xì)胞壁中。因此，飼料原料經(jīng)過制粒甚至粉碎后含有易溶解的NSPs，會提高纖維的溶解度。

2.3 對日糧淀粉消化率的影響

許多研究人員已經(jīng)全面綜述了濕熱加工對家禽日糧中淀粉的結(jié)構(gòu)及其消化率的影響。因此，本文僅簡要概述。假定濕熱加工主要通過淀粉糊化提高豬和家禽對日糧淀粉的消化率，并通過α-淀粉酶提高對淀粉分子的利用率。據(jù)報道，在濕熱加工過程中，日糧淀粉消化率的提高也伴隨著以下副作用：α-淀粉酶抑制劑遭到破壞，細(xì)胞壁被損壞，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)也因剪切力而受到破壞。Goodarzi Boroojeni等(2016)綜述了濕熱加工對家禽飼料中淀粉的回腸消化率影響的研究，但是沒有一項研究表明，在提高家禽飼料中淀粉的回腸消化率上，濕熱加工不優(yōu)于糊狀飼料。此外，一些研究表明，與糊狀飼料相比，家禽飼料經(jīng)制粒和膨脹制粒后，淀粉的回腸消化率更低。這種現(xiàn)象歸因于家禽的肌胃發(fā)育不良，導(dǎo)致其過度采食飼料，腸道內(nèi)聚積了過量的淀粉，以及淀粉退化，形成直鏈淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物，內(nèi)源性淀粉酶失活，并且提高纖維的溶解度會增加食糜的黏度。

但是，大量在豬上的研究發(fā)現(xiàn)，濕熱加工可以改善淀粉的回腸消化率。如果濕熱加工降低家禽日糧淀粉消化率的主要原因是淀粉回生、形成難消化的復(fù)合物、內(nèi)源性淀粉酶失活以及食糜黏度增加等，那么濕熱加工降低豬日糧淀粉消化率也應(yīng)有相關(guān)文獻(xiàn)，然而并非如此。因此，發(fā)生在家禽上的這種現(xiàn)象似乎與動物的種類有關(guān)，因家禽肌胃發(fā)育不良導(dǎo)致的采食過量飼料以及腸道中淀粉積聚過量應(yīng)該是造成這種現(xiàn)象的主要原因。

2.4 對日糧蛋白質(zhì)消化率的影響

濕熱加工期間溫度升高會導(dǎo)致蛋白質(zhì)多肽鏈發(fā)生熱運(yùn)動，使蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)斷裂，在冷卻過程中形成新的共價鍵，并最終導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)重組，這種變化稱為蛋白質(zhì)變性。蛋白質(zhì)的變性溫度(denaturation temperature，DT)取決于其自身的氨基酸組成和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。相關(guān)研究在評估了15種不同的蛋白質(zhì)后發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)的DT與其含有的天冬氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、賴氨酸、亮氨酸、精氨酸、色氨酸和酪氨酸殘基的合計百分比之間存在很強(qiáng)的正相關(guān)性(r＝0.98)。此外，蛋白質(zhì)的DT與其含有的丙氨酸、天冬氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺、絲氨酸、蘇氨酸、纈氨酸和酪氨酸殘基的總百分比之間存在很強(qiáng)的負(fù)相關(guān)性(r＝－0.975)。蛋白質(zhì)的α螺旋結(jié)構(gòu)通常不如β折疊結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。當(dāng)α螺旋結(jié)構(gòu)占據(jù)較大的比例時，蛋白質(zhì)的DT通常較低。濕熱加工時增加的水分也會破壞蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性，從而降低DT。但是，不同類型的蛋白質(zhì)對因水造成的不穩(wěn)定的敏感性不同。

例如，在高水分含量時，某些蛋白酶在溫度高于40 ℃時會發(fā)生變性并且失活，而其他蛋白質(zhì)卻可以承受80 ℃以上的溫度。當(dāng)水分含量為16%時，小麥面筋在室溫下容易變性，而玉米面筋則需要更高的溫度才會發(fā)生變性。上述結(jié)果是由于對水分更敏感的蛋白質(zhì)含有較小比例的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，并且其對水的吸收更加敏感。此外，研究證明，與含有較高比例的親水氨基酸的蛋白質(zhì)相比，含有較高比例的疏水氨基酸，特別是含有苯丙氨酸、異亮氨酸、亮氨酸和纈氨酸的蛋白質(zhì)，其DT趨于更高。

植物源性飼料原料所含的蛋白質(zhì)通?？煞譃榻Y(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)、生物活性蛋白質(zhì)和儲存蛋白質(zhì)。種子的總蛋白質(zhì)含量大多來源于儲存蛋白質(zhì)，后者同時決定了蛋白質(zhì)的營養(yǎng)品質(zhì)。例如，各種谷類種子的賴氨酸、蘇氨酸和色氨酸含量小，而豆類種子的半胱氨酸和甲硫氨酸含量低，這是由于這些氨基酸在它們的主要儲存蛋白質(zhì)如白蛋白、球蛋白和谷醇溶蛋白中的比例較低。與酶、凝集素和酶抑制劑等具有生物活性的蛋白質(zhì)相比，植物源性飼料原料所含儲存蛋白質(zhì)具有相對更為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。因此，儲存蛋白質(zhì)抵抗不穩(wěn)定因素的能力更強(qiáng)，高溫和高濕才能導(dǎo)致其變性。球蛋白是向日葵的一種儲存蛋白質(zhì)，當(dāng)水分含量從30%降低至0時，向日葵中的球蛋白的DT從120 ℃升高至190 ℃。大豆球蛋白(11S球蛋白)是大豆的主要儲存蛋白質(zhì)之一。它的DT在水分含量為94%時為93 ℃，當(dāng)水分含量降至29%時線性提高至170 ℃。當(dāng)水分含量低于29%時，大豆球蛋白的DT則無法檢測到。膨脹和膨化加工過程中的水分含量高于制粒過程中的，但通常低于29%?？紤]到普通濕熱加工過程中的水分含量和溫度，豆類和油料籽實的儲存蛋白質(zhì)似乎具有太過復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，因而無法通過普通的濕熱加工完全變性。鑒于這些蛋白質(zhì)是家禽和豬飼料中蛋白質(zhì)和氨基酸的主要組成部分，因此家禽和豬飼料中的蛋白質(zhì)因濕熱加工而變性的程度可能沒有假設(shè)的那么大。但是，對于那些在濕熱加工過程中變性的蛋白質(zhì)，原本內(nèi)向性的疏水氨基酸會向外彎曲，因此會降低蛋白質(zhì)的溶解度。蛋白質(zhì)在動物胃腸道中的溶解是蛋白質(zhì)消化主要的前提步驟之一。有研究發(fā)現(xiàn)，飼料中的氮在肉雞體內(nèi)的沉積量與顆粒飼料的蛋白質(zhì)溶解度之間呈正相關(guān)。因此推定，可以忽略不計濕熱加工對飼料中蛋白質(zhì)的化學(xué)和物理特性及其在肉雞胃腸道中自身消化的直接影響，如果有的話，不一定會提高蛋白質(zhì)的消化率。Goodarzi Boroojeni等(2016)收集并回顧了2016年前的研究，并調(diào)查了常見的濕熱加工對家禽飼料中蛋白質(zhì)和氨基酸的回腸消化率的影響。僅一項由Al-Marzooqi和Wiseman(2009)進(jìn)行的研究報道了濕熱加工能夠降低氨基酸回腸消化率，其他探討濕熱加工(特別是膨脹和膨化加工)對蛋白質(zhì)和氨基酸的回腸消化率影響的研究表明，濕熱加工不會影響蛋白質(zhì)和氨基酸的回腸消化率，或不會提高它們的回腸消化率。報道膨脹和膨化加工會提高日糧蛋白質(zhì)和氨基酸消化率的研究通常使用了已知含有大量抗?fàn)I養(yǎng)因子的飼料成分。當(dāng)豬的飼料原料含有大量抗?fàn)I養(yǎng)因子時，膨化加工也可以提高日糧蛋白質(zhì)和氨基酸的回腸消化率。在一項以生長豬為試驗對象的研究中，未經(jīng)處理的豌豆在75 ℃、115 ℃或155 ℃的溫度下膨化，或在75 ℃溫度下制粒，結(jié)果日糧粗蛋白和氨基酸的表觀回腸消化率(apparent ileal digestibility，AID)和標(biāo)準(zhǔn)回腸消化率(standardized ileal digestibility，SID)隨著膨化溫度的升高而提高。此外，除精氨酸和脯氨酸外，豌豆制粒后所含粗蛋白和氨基酸的AID和SID與未經(jīng)加工的豌豆的相似，但低于經(jīng)膨化加工的豌豆的。Owusu-Asiedu等(2002)還報道了與未經(jīng)加工的豌豆相比，大多數(shù)膨化加工的豌豆所含的氨基酸的AID更高，包括賴氨酸、甲硫氨酸、蘇氨酸和纈氨酸。與制粒和未經(jīng)加工的日糧相比，對低纖維日糧(含有玉米和豆粕)、中纖維日糧[含有玉米、豆粕和250 g/kg干酒糟及其可溶物(Distillers Dried Grains，DDGS)]、高纖維日糧(含玉米、SBM、250 g/kg DDGS、200 g/kg大豆皮)進(jìn)行膨化加工或膨化加工再結(jié)合制粒，可以改善日糧粗蛋白和大部分氨基酸的AID。另一項評估膨化加工對大麥、豌豆、馬鈴薯淀粉與麥麩的混合物（4∶1，potato starch and wheat bran，PSWB)作用的研究發(fā)現(xiàn)，大麥和豌豆型日糧粗蛋白的AID有所提高，但不影響PSWB日糧粗蛋白的AID，因為PSWB日糧中的蛋白質(zhì)大多數(shù)并非來源于被檢測的飼料原料，而是以添加酪蛋白的形式提供。對用經(jīng)過0或60 min蒸脫的菜籽粕(rapeseed meal，RSM)配制而成的生長豬日糧進(jìn)行制粒，日糧粗蛋白的AID未受到影響。但是，對用經(jīng)過120 min蒸脫的RSM配制而成的日糧進(jìn)行制粒，日糧粗蛋白的AID較糊狀日糧的提高了9.3%。與糊狀日糧相比，RSM型日糧膨化經(jīng)過0、60 min和120 min的蒸脫后，其粗蛋白的AID分別提高了3.4%、4.3%和6.9%。制粒和膨化也有助于提高日糧賴氨酸和活性賴氨酸的AID，尤其是當(dāng)日糧含有經(jīng)過更高強(qiáng)度蒸脫的RSM時。這些有益效應(yīng)是由于日糧在加工后所含的中性洗滌不溶性氮減少、細(xì)胞壁破裂引起蛋白質(zhì)釋放以及制粒和膨化過程中的剪切力減小了蛋白質(zhì)聚集體(由于蒸脫過程形成的)的顆粒大小所致。綜上所述，當(dāng)日糧含有蒸脫的RSM時，制粒和膨化可以抵消蒸脫對日糧粗蛋白和氨基酸消化率的負(fù)面影響。家禽和豬飼料中的蛋白質(zhì)和氨基酸的消化率不僅僅取決于飼料所含多肽的結(jié)構(gòu)和氨基酸的屬性，抗?fàn)I養(yǎng)因子(例如蛋白酶抑制劑、丹寧酸、NSPs和植酸)的存在和濃度、食糜黏度和排空速率都會顯著影響經(jīng)過加工的家禽和豬飼料中的蛋白質(zhì)和氨基酸的消化率。濕熱加工可以降低日糧中熱不穩(wěn)定性抗?fàn)I養(yǎng)因子的含量，這解釋了為什么諸多文獻(xiàn)報道，含有大量抗?fàn)I養(yǎng)因子的飼料原料經(jīng)膨脹或膨化加工后，對蛋白質(zhì)和氨基酸的消化率會產(chǎn)生有利的影響。此外，Ginste和De Schrijver(1998)推測，濕熱加工對植物源性飼料原料細(xì)胞結(jié)構(gòu)的破壞或轉(zhuǎn)化會釋放出被包裹的蛋白質(zhì)，這種釋放產(chǎn)生的積極作用可能超過了蛋白質(zhì)變性對蛋白質(zhì)消化率的負(fù)面影響。

值得注意的是，在儲存蛋白質(zhì)中，有一些蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)較簡單，它們具有潛在的致敏性。例如，谷醇溶蛋白超家族是一種儲存蛋白質(zhì)家族，其中幾種蛋白具有致敏性，如2S白蛋白和大豆疏水蛋白。免疫反應(yīng)蛋白會激發(fā)家禽和豬的腸道相關(guān)免疫系統(tǒng)。蛋白質(zhì)的變性會直接影響它們的功能特性。濕熱加工會使抗原或過敏原蛋白變性，導(dǎo)致天然蛋白分子上的抗原位點(diǎn)被腸道中的抗原識別細(xì)胞感應(yīng)并破壞。

為了防止腸道黏膜組織損傷，并使消化和吸收功能保持在最佳水平，應(yīng)盡量減少動物對飼料衍生抗原的不良免疫反應(yīng)。因此，濕熱加工可使飼料中的抗原或致敏性蛋白發(fā)生變性，進(jìn)而促進(jìn)豬和家禽的消化吸收過程。然而，應(yīng)該考慮的是，有時變性蛋白會展開或與飼料中的其他營養(yǎng)分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而會暴露出新的抗原位點(diǎn)。

2.5 對飼料衛(wèi)生的影響

高質(zhì)量的家禽和豬飼料不僅需要確保其能夠提供動物所需的營養(yǎng)物質(zhì)，還要保證自身具有良好的衛(wèi)生狀況，這些會直接影響動物的健康和食品安全。眾所周知，濕熱加工可以減少飼料中細(xì)菌的污染水平。飼料與高溫的接觸時間在確保濕熱加工的功效上起著重要的作用。飼料中腸炎沙門菌的數(shù)量隨著濕熱加工時間的延長(水分為5%、10%和15%時，溫度設(shè)定為71.1 ℃、76.7 ℃和82.2 ℃)呈線性減少。高溫與水的協(xié)同作用會影響食源性病原體的存活率。想要通過制粒殺滅飼料中的沙門菌、大腸桿菌，建議調(diào)質(zhì)溫度為85.7 ℃，暴露時間為4.1 min，水分含量為14.5%。雖然在室溫下飼料中的羰基化合物(還原糖類)和氨基化合物(氨基酸和蛋白質(zhì))也可能會發(fā)生美拉德反應(yīng)等不良反應(yīng)，但相對較高的溫度、濕度和較長的暴露時間可能會增加發(fā)生美拉德反應(yīng)以及導(dǎo)致氨基酸降解的風(fēng)險。據(jù)報道，與飼料在70 ℃下制粒以及在110 ℃和130 ℃下膨脹3 s～5 s相比，在85 ℃下進(jìn)行長達(dá)3 min的調(diào)質(zhì)會降低飼料中氨基酸和粗蛋白的AID。因此，McCapes等(1989)建議在85.7 ℃下調(diào)制4.1 min可能過長，并且可能對營養(yǎng)物質(zhì)的消化率產(chǎn)生負(fù)面影響。這種負(fù)面影響可能是由美拉德反應(yīng)或熱不穩(wěn)定性氨基酸(例如賴氨酸、精氨酸和組氨酸)的降解引起的。在熱加工過程中增加水分和提高溫度可以縮短殺滅沙門菌和大腸桿菌等食源性病原體所需的暴露時間。當(dāng)水分含量從5%提高到15%后，殺滅腸炎沙門菌所需的在高溫下的暴露時間隨之減少。例如，在溫度為82.2 ℃和水分含量為5%的條件下加熱20 s和80 s后，腸炎沙門菌分別被殺滅了65%和86%。而當(dāng)溫度為82.2 ℃、水分含量分別為10%和15%時，加熱20 s可分別殺滅97%和近乎100%的腸炎沙門菌。膨脹加工和膨化加工所設(shè)置的最高溫度和水分含量(分別為高于100 ℃和至少18%)通常高于制粒工藝的設(shè)置值。當(dāng)膨化溫度為77 ℃～110 ℃(出口溫度)、水分含量為24.5%～34.5%以及暴露時間為3 s～11 s時，飼料中的鼠傷寒沙門菌能夠被完全滅活。因此，膨脹加工和膨化加工的高溫和高濕可以彌補(bǔ)制粒加工所需的較長的暴露時間，McCapes等(1989)建議為4.1 min。值得注意的是，經(jīng)過濕熱加工的飼料仍然存在二次污染的風(fēng)險，尤其在冷卻過程中。這主要是由于飼料廠中的粉塵污染以及冷卻器內(nèi)的水凝結(jié)為細(xì)菌的生長提供了有利條件。使用高效空氣過濾器可以降低這種風(fēng)險，其原理為將溫度合適的空氣注入冷卻器內(nèi)并保持冷卻器壁和冷卻器頂部的溫度高于露點(diǎn)。此外，在飼料中添加有機(jī)酸也有助于防止二次污染。

3 小結(jié)

通過改善飼料的衛(wèi)生狀況、減少飼料的浪費(fèi)、增加動物的采食量、減少動物采食飼料時的能量消耗、減少飼料中的過敏原蛋白和抗?fàn)I養(yǎng)因子的含量，濕熱加工飼料有助于家禽和豬的生產(chǎn)效益。然而，濕熱加工會影響家禽日糧淀粉的回腸消化率，但有利于豬日糧淀粉的回腸消化率。與目前的看法相反，濕熱加工對飼料中蛋白質(zhì)的化學(xué)和物理性質(zhì)及其消化率的直接影響可以忽略不計，如果有的話，也不一定會提高蛋白質(zhì)的消化率。但是，膨脹加工和膨化加工可以減少飼料中抗?fàn)I養(yǎng)因子的含量來提高家禽和豬日糧蛋白質(zhì)和氨基酸的消化率。