飼料膨化技術(shù)在動物生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

王 通，董延江，張巖彬，韓業(yè)東，吳 倩，馮大興

(1.遼寧大成農(nóng)牧實業(yè)有限公司，遼寧 沈陽 110100；2.遼寧省農(nóng)業(yè)發(fā)展服務(wù)中心，遼寧 沈陽 110003)

1 膨化技術(shù)

膨化技術(shù)的應(yīng)用流程是將含水的物料放進膨化機中，通過螺旋、推動的動作，將物料軸向移動，物料與機筒、螺旋結(jié)構(gòu)以及物料之間相互摩擦，促使物料擠壓、攪拌、剪切，進一步促進物料的細化均勻化處理，且機腔內(nèi)部壓力以及溫度的不斷提升，能夠?qū)ξ锪线M行進一步的高溫、高壓作用且剪切能力也有明顯增強。物料組織便會出現(xiàn)復(fù)雜的物化調(diào)整，最后生成糊狀物，此類飼料可自模孔噴出，在一瞬間受到壓力變化的影響，導(dǎo)致物料膨化及結(jié)構(gòu)疏松，孔隙較多，酥脆膨化性較強，即能夠?qū)崿F(xiàn)飼料的膨化處理。在飼料膨化操作時，物料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、外部形態(tài)以及組織之間均出現(xiàn)了較大的變化，物料膨化的質(zhì)量與生產(chǎn)進料速度、加溫度旋轉(zhuǎn)速度、原材料水分以及?？诘雀鲄?shù)之間的關(guān)系均非常密切。因此，膨化技術(shù)的實際應(yīng)用情況對于飼料膨化質(zhì)量非常重要。

2 膨化技術(shù)的優(yōu)點

飼料在生產(chǎn)時通過膨化處理能夠提升其蓬松感，香味獨特，適口性優(yōu)良且糊化度比較高，在動物養(yǎng)殖中的飼喂性較好，且脂肪以及蛋白質(zhì)等有機物在膨化技術(shù)過程中，會從長鏈結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槎替溄Y(jié)構(gòu)，動物在進食之后的消化質(zhì)量更高，吸收性能更好。

2.1 淀粉糊化和降解

飼料經(jīng)擠壓膨化之后，淀粉的變化主要體現(xiàn)在兩方面。

1)淀粉的糊化，膨化技術(shù)的實施，能夠促進玉米中淀粉分子的分散，能夠?qū)ζ渚w結(jié)構(gòu)進行分解處理，晶體結(jié)構(gòu)可發(fā)展至吸水解體狀態(tài)，氫鍵在此過程中會出現(xiàn)斷裂，而淀粉顆粒在膨脹過程中也會出現(xiàn)破碎，最終變?yōu)轲こ淼娜廴隗w，經(jīng)過膨化機出風(fēng)口壓力的瞬間釋放，蒸汽會大量蒸發(fā)，淀粉的膨脹顆粒也會迅速崩解，實現(xiàn)淀粉的糊化處理，最終獲得多孔、細膩的膨化。

2)玉米淀粉降解變化，淀粉的平均分子量比較小，經(jīng)破裂降解之后，能夠產(chǎn)生大量的麥芽糊，此類物質(zhì)屬于小分子寡糖類物質(zhì)[1]。經(jīng)糊化之后的淀粉在吸水性方面的功能更強，與普通淀粉相比，其黏接性能優(yōu)良，能夠有效減少生產(chǎn)中淀粉的需求量，糊化淀粉能夠促進蛋白質(zhì)與淀粉之間的緊密貼合，可以實現(xiàn)不可降解蛋白的形成，此類蛋白則為過瘤胃蛋白，對于反芻類蛋白質(zhì)利用率的提升也有幫助[2]。

2.2 蛋白質(zhì)變性

飼料含有豐富的蛋白質(zhì)，其在膨化機內(nèi)進行高溫、高壓、高剪切處理之后，結(jié)構(gòu)會受到破壞，蛋白質(zhì)分子也會出現(xiàn)不同程度的伸展以及重組，蛋白質(zhì)分子的表面更為均勻，分子之間的二硫鍵以及氫鍵等會出現(xiàn)不同程度的斷裂，蛋白質(zhì)的性狀也會出現(xiàn)變化，蛋白質(zhì)的性狀變化程度與其膨化過程中的受擠壓程度以及時間等均有非常密切的聯(lián)系[3]。膨化過程中也可能會導(dǎo)致營養(yǎng)因子鈍化。比如大豆在膨化反應(yīng)時，可能會導(dǎo)致胰蛋白酶抑制因子、尿酶以及血球凝聚素水平會有下降。而菜籽粕經(jīng)膨化處理之后，芥子酶以其分解硫苷所造成的芥子甙等多酚類化合物也會有所減少[4]。

羽毛在禽類體重中的占比在5%～11%，是由表皮細胞角化生長產(chǎn)生的衍生物，禽類羽毛桿以及其下腳料是家禽屠宰加工中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，禽類羽毛的蛋白質(zhì)含量極高，能夠達到75%～90%，將其應(yīng)用在飼料制備中，能夠提供充分的蛋白質(zhì)供應(yīng)。但是羽毛粉中蛋白質(zhì)大多為多肽鏈沿纖維軸平行螺旋狀態(tài)，其形狀結(jié)構(gòu)為索狀結(jié)構(gòu)，其中的二硫鍵、交聯(lián)鍵以及氫鍵作用力非常強，且結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性較好，難以在動物體內(nèi)進行消化及吸收[5]。如羽毛粉未經(jīng)處理，則其使用價值不高，在體外胃蛋白酶的消化率僅能夠達到7%，但經(jīng)膨化處理之后，能夠促進羽毛中角蛋白的變性以及分解，對于其空間結(jié)構(gòu)的破壞也有幫助，能夠?qū)⑵滢D(zhuǎn)換為吸收率高的蛋白質(zhì)形態(tài)，對于飼用之后的消化率提升也有幫助，經(jīng)膨化之后，羽毛粉的體外消化率能夠從7%上升至70%以上。

2.3 脂肪釋放

脂肪在膨化作用下，能夠利用擠壓加工的方式，對油脂的細胞壁進行破壞，促進油脂的釋放，此類加工方式對于油脂利用率的提升有所幫助。經(jīng)膨化加工之后，脂肪的消化率能夠達到油脂的消化率水平，且膨化之后還能夠促進脂肪與蛋白和淀粉形成復(fù)合產(chǎn)物，如脂多糖、脂蛋白等，能夠減少飼料中游離脂肪酸的含量水平，同時能夠抑制脂酶的作用程度，減輕油脂的降解速度，對于產(chǎn)品儲存以及運輸過程中油脂的酸鈣均能夠起到顯著的抑制以及預(yù)防效果[6]。

2.4 增加適口性和消化率

膨化飼料的顆粒度均較小，且較為酥脆，有非常濃郁的焦香味，適口性水平也有明顯提升，經(jīng)膨化處理之后的飼料結(jié)構(gòu)主要為松散無序狀，能夠促進酶與飼料結(jié)構(gòu)接觸面積的增加，空間阻力也明顯降低，不管是肽鏈以及淀粉鏈均大量裸露在外，對于酶的作用速度也有明顯促進，消化吸收率有所升高，營養(yǎng)供應(yīng)性能更為優(yōu)良[7]。

2.5 提高纖維可溶性

擠壓膨化技術(shù)的實施，對于飼料中粗纖維含量的降低也有幫助。擠壓過程中溫度、濕度、壓力以及膨脹的共同作用能夠促進細胞壁、細胞間木質(zhì)素的融化分解，氫鍵的斷裂性也有增強，潔凈度低，高分子物質(zhì)能在此環(huán)境下出現(xiàn)強烈的分解反應(yīng)，緊密結(jié)構(gòu)也會變得蓬松柔軟，可消化物質(zhì)豐富，能夠促進纖維素消化以及吸收水平的提高。

2.6 延長飼料保質(zhì)期、減少致病菌

飼料膨化能夠減少飼料中霉菌、細菌以及真菌的占比，對于飼料安全性的提升以及衛(wèi)生品質(zhì)的保證也非常有利。比如在高壓、高溫環(huán)境下對飼料進行膨化處理，能夠有效減少黃曲霉、大腸桿菌以及霉菌的占比，動物進食之后下痢、腸炎、大腸桿菌疾病的發(fā)生率有明顯下降[8]。

3 膨化技術(shù)的缺點

脂類以及蛋淀粉類物質(zhì)會在膨化技術(shù)的作用下結(jié)合為淀粉酯類絡(luò)合物，此類絡(luò)合物對α-淀粉酶的抵抗性能較強，而在加工加壓環(huán)境之下，還原糖以及有利于氨基酸的美拉德反應(yīng)也會發(fā)生，飼料中游離氨基酸以及還原糖的含量會有所降低，而該反應(yīng)所產(chǎn)生的復(fù)合物則難以被動物消化吸收，進而會導(dǎo)致飼料中氨基酸以及蛋白質(zhì)的消化率下降，營養(yǎng)供應(yīng)質(zhì)量受限[9]。壓力、溫度、摩擦力以及水分的含量變化，均會對維生素的保有量產(chǎn)生影響。膨化飼料中VD、單硝酸硫銨素、VA以及葉酸的損失率能夠達到11%，鹽酸硫銨素的損失率為17%，VC以及VK的損失率能夠達到50%[10]。另外，膨化機的電費、購置費用、維護費用以及折舊費用等也是非常大的一筆支出。此類費用均需要加在膨化飼料成本上，勢必會導(dǎo)致其投入增加，價格升高，進而導(dǎo)致養(yǎng)殖成本增加，養(yǎng)殖戶的選擇率會有所下降[11]。

4 膨化技術(shù)在動物生產(chǎn)中的應(yīng)用

仔豬的消化功能尚處于發(fā)育水平，對于各類飼料的消化吸收能力較差，因此在飼喂時對于飼料的要求非常高，未經(jīng)膨化的飼料淀粉糊化度較低，滅菌質(zhì)量較差，容易導(dǎo)致仔豬出現(xiàn)消化道應(yīng)激情況，致使仔豬下痢，影響仔豬的正常生長發(fā)育[12]。研究表明，膨化處理能夠有效降低大豆蛋白質(zhì)中球蛋白抗原成分含量，對于過敏反應(yīng)的預(yù)防效果顯著，仔豬腹瀉的發(fā)生率更低。膨化飼料與顆粒飼料相比，能夠縮短牲畜的育肥時間，增加經(jīng)濟效益。

膨化技術(shù)的實施，對于反芻性動物尿素利用率的提高有促進作用，有助于瘤胃蛋白質(zhì)總量水平的提升[13]。有統(tǒng)計表明，未經(jīng)膨化處理與經(jīng)膨化處理的飼料過瘤胃蛋白含量的差別非常大，比如小麥、大麥、燕麥等常見谷物未經(jīng)膨化處理飼料的過瘤胃蛋白含量為10%～20%，在130℃下進行膨化處理后飼料的過瘤胃蛋白含量升高到25%～35%；全脂大豆未經(jīng)膨化處理飼料的過瘤胃蛋白含量低于10%，在130℃下進行膨化處理后飼料的過瘤胃蛋白含量升高到25%～30%；原生大豆粉未經(jīng)膨化處理飼料的過瘤胃蛋白含量為35%～45%，在130℃下進行膨化處理后飼料的過瘤胃蛋白含量升高到45%～50%；原生葡萄渣粉未經(jīng)膨化處理飼料的過瘤胃蛋白含量為25%～35%，在130℃下進行膨化處理后飼料的過瘤胃蛋白含量升高到35%～45%?？梢?，膨化處理能夠有效提升蛋白質(zhì)的吸收率，進而可降低動物蛋白質(zhì)以及植物蛋白質(zhì)的添加量，動物的消化率高，利用率較好，能夠起到降低養(yǎng)殖成本的作用[14]。

對奶牛飼喂膨化飼料后，其乳脂率有明顯下降，而增乳效果則有明顯提升，且增乳效果與奶牛本身的產(chǎn)乳量密切相關(guān)，效果隨著產(chǎn)奶量的增加而越發(fā)顯著。另外，膨化日糧的飼喂對于肉牛以及犢牛的增重也有幫助，日增重效果優(yōu)良。

5 結(jié)語

近十幾年飼料膨化加工技術(shù)的發(fā)展速度較快，加工設(shè)備以及加工工藝也日益精進，膨化飼料品質(zhì)優(yōu)良且加工成本越來越低。與傳統(tǒng)飼料相比，膨化技術(shù)的實施能夠在較低投入水平的基礎(chǔ)上獲得更高的收益效果，能夠有效提升瘤胃蛋白質(zhì)含量水平，加快各類營養(yǎng)物質(zhì)在牲畜瘤胃中的降解以及吸收速度，能夠保證產(chǎn)品的無菌化生產(chǎn)，優(yōu)化飼料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，更為全面充足地滿足動物的營養(yǎng)需求。但對于膨化技術(shù)仍然有眾多學(xué)者持不同意見，造成此類情況的原因，主要是由于膨化飼料的生產(chǎn)工藝以及膨化程度存在差別。因此，在實際膨化飼料生產(chǎn)中，仍然需要明確各環(huán)節(jié)的工藝要求以及生產(chǎn)特點，進一步規(guī)范各類飼料的膨化參數(shù)以及膨化程度，保證膨化飼料的標準穩(wěn)定[15]。