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饲料加工处理与营养物质利用率关系研究和应用技术进展

周佳萍1 赵新华2
（1.山东农业大学动物科技学院，山东 泰安，271018；
2.山东省农科院畜牧所，山东 济南，250100）

摘要：随着畜禽营养学和畜禽养殖业的发展，人们逐渐认识到，不仅营养成分的配比会影响畜禽对饲料的利用率，而且对饲料的加工处理，如粉碎、制粒、膨化等也影响饲料中各种营养成分的利用效率。质量保证是21世纪饲料企业赖以生存的四大重要因素之一，而饲料的加工处理过程则是保证饲料产品质量，提高畜禽利用率，使生产性能得以充分发挥的最为重要的环节。因此，只有畜禽营养学与饲料加工处理有机的结合，才能充分利用饲料的营养价值，使畜牧业迅速有序的发展。本文主要讨论了粉碎、制粒、膨化等主要饲料加工处理与营养物质消化率的关系，及国内外学者对此的研究和应用进展。
关键词：饲料加工处理 营养利用率

饲料占养殖业生产成本的很大一部分，所以，提高饲料中营养成分利用率对节省开支、增加利润具有重大意义。影响饲料产品质量的因素是多方面的，其中饲料配方是否科学合理及饲料加工处理环节，是影响饲料产品最终质量的关键。在饲料配方完善的基础上，如何通过饲料加工处理来进一步提高饲料营养利用率进而提高畜禽生产性能，是降低成本，确保饲料工业健康稳定发展的坚强支柱。

1．              粉碎工艺
粉碎是提高饲料质量的必要条件，是使饲料得到合理利用的必要手段之一。一般原料及大块饼粕等都需要进行粉碎。各种饲料原料只有粉碎到一定的粒度，才能混合均匀，并减少了混合后的自动分级；粉碎可提高饲料的调质效果使颗粒饲料的制作便于进行，从而提高了制粒的效率与质量。
1.1粉碎粒度
粉碎粒度是指粉碎后成品物料颗粒的大小。粉碎的粒度应根据不同家畜种类、年龄、生理状态及工艺要求而定。从理论上讲，每一种畜禽在其不同的生理阶段或不同种畜禽之间都有其最适粒度，如肉鸡饲料的粒度可大些，在15 -20目即可；鱼虾饲料的粒度要求细度高，一般在40-60目；特殊饲料的粒度要求更高，在80-120目。日粮中谷物的种类也决定饲料的颗粒度。含纤维素高的饲料，如大麦等，粉碎后会大幅度地改善其饲喂价值，细粉碎的大麦对猪的增长速度高于粉碎中度的大麦；小麦面筋较粘糊，粉碎过细会减少猪的饲料采食量，所以在加工小麦时一般采用挤压粉碎机，可生产颗粒度均匀，且粉面少的饲料。
1.2粉碎与饲料营养利用率的关系
①粉碎可以促进淀粉的糊化，有利于畜禽的消化吸收。
②粉碎破坏了皮对谷物的保护，增大了饲料的表面积，增加了饲料与消化酶或微生物的接触机会，且对饲料活性成分基本没有影响，从而提高了饲料养分的消化率。
③家禽采食量与饲料的粒度有关。许多饲料原料尺寸较大，不便于畜禽采食，须经适当粉碎才便于畜禽摄入，提高采食量，进而提高畜禽生产性能。
④粉碎粒度过粗或过细都对畜禽消化产生不利影响。如果粉碎过粗，将会影响采食及采食后的物理性消化；如果粉碎过细，则因过细的微尘易引起畜禽呼吸系统和消化系统障碍，导致畜禽消化道溃疡、降低采食量等营养上的不良后果。并且过度粉碎，会使饲料的温度因筛孔的缩小而升高，从而增加由于水分损失造成的重量损耗，增加饲料的加工成本。
1.3粉碎对畜禽生产性能的影响
一般来讲，幼龄猪咀嚼饲料的能力强于生长育肥猪，所以，通过破碎饲料以提高饲料利用效率潜力最大的是育肥阶段。但是，无论年龄的大小，粉碎或挤压破碎都能改善饲料的利用效率。Goodband（1985）用破碎的玉米和高粱饲喂仔猪，结果表明，颗粒的大小并不影响猪的日增重，但是饲料转换效率都有不同程度的改善。相对粗糙的饲料有利于消化道的发育。据国外报道，玉米、高粱颗粒粒径小时未能改善7-28日龄肉鸡的生产性能，将粉碎粒度由1000um减为400um时，产蛋鸡产蛋率、蛋重及饲料转化率有所提高。Nir等(1994)研究指出，肉仔鸡日粮中谷物粉碎粒度以中等颗粒为宜，即几何平均直径（GMD）为0.7-0.9 mm,此时增重效果和饲料转化效率最好，粒度过大则出现不利影响。
2．              制粒工艺
颗粒饲料具有许多优点，饲料经蒸汽热能、机械摩擦能和压力等因素的综合作用，可杀灭饲料中的各种有害菌并提口饲料消化率等很多功能，但制粒过程中的热加工会造成热敏性营养成分的失效，降低词料效果，因此有效加工是最新的发展趋势。
2.1制粒与营养物质利用率的关系
①制粒过程中的蒸汽调质作用使淀粉糊化、蛋白酶抑制剂和其他抗营养因子钝化、蛋白质变性，提高了养分的生物学效价，使畜禽对饲料的利用率提高。
②制粒使各种氧化酶及脂肪酶失活，减少了饲料中脂肪酸特别是不饱和脂肪酸的氧化分解，提高了饲料营养价值、贮藏性能；同时，由于油细胞破裂，油脂浸到细胞表面，改善了饲料的适口性和外观。
③制粒工艺过程可以减少或抑制饲料中某些细菌、霉菌和抗营养因子的作用，延长储存期，减少动物发病，提高生产性能。
④颗粒料同粉料相比，减少了饲料的自然分级现象，可以避免畜禽对某些饲料的挑食而造成的营养不均衡；同时，颗粒配合饲料营养全面，适口性好，并且且可缩短动物的采食时间，有利于提高动物生产性能。
⑤制粒过程中，高温、高湿的条件下，为维生素氧化还原反应提供了能量和介质，导致维生素分解，同时也影响了抗生素、益生素等添加剂在制粒过程中活性降低或破坏。应根据实际情况调整添加量。
2.2制粒对畜禽生产性能的影响
李德发等研究表明，饲料制成颗粒后饲喂断奶仔猪可改善饲料转化效率，且早期试验阶段的效果更为明显，饲料转化效率可提高10%左右，最高的可达34%左右。Fitzner（1989）研究用不同程度烘烤的葵花籽制作颗粒和不制作颗粒对仔猪生产性能的影响，试验制粒温度为70-80℃，制粒后立刻烘干并破碎分级包装，加热蒸汽制粒较干制粒饲喂效果好。美国堪萨斯州立大学的S. L. Traylor等(1996)研究了颗粒大小对断奶仔猪及肥育猪生产性能的影响，表明断奶仔猪颗粒饲料的粒径从2.38mm增加到3.97mm时饲料效率有改善的趋势；颗粒饲料对肥育猪的试验表明：颗粒饲料的饲料效率高于粉料，随着粒径由2.38mm增加到12.7mm，猪增重加快，采食量增加，但饲料报酬率有变差的趋势，粒径大小几乎不影响肉品品质。Stark （1993)研究表明：颗粒中的细粉含量也会影响动物的生产性能，仔猪饲料中的粉料料比从20%-40%，饲料转化率明显下降，肉鸡料中含75 %颗粒料比含25 %颗粒料的平均日增重和饲料转化率明显提高。
3．              膨化工艺
膨化工艺是近几十年来发展起来的一种饲料加工工艺新技术。谷物膨化有两种工艺，一种是挤压膨化，一种是气流膨化。膨化在高温高压的条件下进行，它能引起饲料的物理和化学性质的变化。
3.1膨化对饲料营养价值的影响
①在高温高压处理下，饲料中积蓄的大量能量，随着温差和压差的作用，产生爆炸，饲料体积迅速膨胀，水分迅速蒸发，使饲料组织受到拉伸破坏成为无数细微多孔的海绵结构，体积膨大到几倍十几倍。膨化饲料比重小，含水量少，可以长期贮存。
②膨化可改变淀粉结构，引起淀粉类型的变化。这可能是由于支链淀粉中的部分侧链被切断，增加了直链淀粉的比例。并使淀粉结晶结构遭受破坏而转变成α型淀粉。玉米膨化前α度仅为13.58%，经挤压膨化和气流膨化后，淀粉α度分别可提高至81.55%，50.88%。淀粉膨化度越高，越易被酶利用。同时α型淀粉可提高颗粒的粘结效果，减少损失。
③膨化可使构成植物细胞壁的纤维素、半纤维素结构破坏，分子间的键可部分断裂，提高畜禽对其消化率。
④膨化能提高脂肪、蛋白质等营养物质的利用率。膨化可使饲料原料中微生物分泌的脂肪酶失活，从而提高饲料的贮藏性能。同时膨化也使蛋白质等大分子切成小分子物质，并形成了与原有物质不同的新物质，即饲料发生了化学性质的变化。
⑤膨化可使饲料水溶性物质增加，说明膨化后易被畜禽消化吸收。膨化因加工时间较短，维生素等营养素损失较少，膨化条件控制得当，将会提高动物的生产性能。
3.2膨化降低饲料中的抗营养因子
膨化可降低饲料原料的免疫原性。高品质的乳猪饲料其蛋白质主要来源于乳制品，如全脂奶粉、乳清粉、酪蛋白等，但其制粒难，且价格昂贵。各国科学家正寻找新蛋白源。血浆蛋白虽然是一种优质的蛋白质来源，但畜禽性蛋白所引起的一系列疾病等问题制约了它的发展，所以，植物性蛋白饲料就成为人们研究的热点。大豆饼、粕一直是饲料的主要蛋白质来源，但含有红细胞凝结素、抗胰蛋白因子、过敏因子等，影响了仔猪对大豆饼、粕的利用。Hancock等（1989）研究发现：大豆饼、粕制作过程中热处理可以破坏其中的抗胰蛋白酶因子。大豆中的复合蛋白质能引起早期断奶仔猪的过敏反应，导致绒腺比降低，绒毛上出现未成熟肠细胞等，造成仔猪消化不良并引起仔猪腹泻。憔仕彦等试验证明：膨化处理豆饼降低了仔猪皮褶厚度，血清中抗大豆球蛋白和β球蛋白效率提高，腹泻率降低。说明膨化降低了豆饼脲酶活性，引起碳水化合物结构变化，使仔猪对其易消化，降低了过敏反应。膨化技术还可用于棉籽饼粕、菜籽饼粕等的脱毒处理。国外有研究用棉籽与大豆(1: 1)混合膨化，用其饲喂奶牛，当饲喂量增至3. 6 kg/ d.头时没有影响奶牛的健康。
3.3膨化对畜禽生长性能的影响
李德发等(1992)试验发现，仔猪采食膨化熟豆粕可降低仔猪腹泻，提高生产性能，且仔猪的血清尿氮，明显低于熟豆粕组，表明膨化后，氮的利用效率较高。Hancock（1991）研究发现，膨化全脂大豆、膨化高粱并不能提高生长速度，但饲料转化率可提高5%左右，同时改善了膨化原料的干物质和氮消化率。不同种类饲料膨化后效果不一样，膨化高粱干物质和氮消化率比膨化全脂大豆要高。谯仕彦、李德发等(1997)研究了膨化参数对猪生产性能的影响，试验表明：膨化全脂大豆可提高猪的生长性能，但膨化效果受膨化参数的影响，膨化温度为145℃时的猪日增重、采食量、饲料转化率均优于温度为135℃时。蒋雨等（2004）研究表明，膨化制粒日粮比粉料日粮可提高仔猪日增重8.96%，饲料利用率提高13.42%，干物质、粗蛋白、粗脂肪、粗纤维表观消化率提高4.83%、1.68%、44.26%、22.01%，每头猪节约饲料成本34.5元。Muirhead(1995)报道，大麦和燕麦的膨化处理(130-135℃)可提高反刍动物小肠氨基酸流量。这是由于膨化降低了饲料中蛋白质的溶解性，从而提高了过瘤胃蛋白水平。

综上所述，饲料加工处理对各种营养价值均有所改善，不仅可以扩大饲料来源，而且可以提高畜禽的生产性能。但是，饲料加工处理过程中，因设备的投资和能耗的增加，也使生产成本大大的提高。因此，今后在改造或开发应用新的加工处理手段时，既要能提高饲料营养价值，又要注意降低生产成本，提高畜牧业的经济效益和社会效益。

参考文献
谯仕彦 李德发等 不同加工处理的大豆产品对早期断奶仔猪过敏性反应、腹泻和粪中大肠杆菌的影响 中国动物营养研究进展 1992
李德发 加工工艺对饲料营养价值的影响 动物营养研究进展 中国农业科技出版社1994年
金明昌 加工工艺对饲料营养价值的影响 四川粮油科技 1994年第4期
谯仕彦 李德发等 膨化全脂大豆对生长猪生产性能的影响 中国饲料 1997年22期
杨在宾 杨维仁 饲料配合工艺学 中国农业出版社1997.12第1版
张延利 加工技术对饲料营养价值和畜禽生产性能得影响 粮食与饲料工业 1997年第10期
周小秋 朱贵水 曾小波 加工工艺对饲料营养价值和畜禽生产性能得影响 中国饲料 1999年 第14期
刘梅英等 饲料加工对营养的影响及研究方向 饲料研究 2000年第1期
殷波 丁贤 制粒工艺对饲料品质的影响 饲料博览 2001年第5期
蒋雨等 饲料加工方式对猪饲料营养价值和生产性能的影响 四川畜牧兽医学院学报 2002.16
王红英 翟洪玲 加工工艺对饲料中维生素影响的研究进展 粮食与饲料工业 2003年第11期
Goodband,R.D. The effect of diet particle size on pig performance.Swine Profitability Conference.P.41. 1985.
Fitzner,G.E.,R.H.Hines,R.D.Goodband and T.L.Weeden. Effect of diet particle size on utilization of sunflower oil seeds in nursery pig diets. Kansas Agricultural Experiment Station,Report of Progress,581.P.99 1989.
Hancock,J.D.,M.A.Gieseman.,Effect of heat treatment on the nutritional value of soybeans lacking the kunitz trypsin inhibitor for nursery-age pigs.J.Anim.Sci.1989.
Hancock,J.D.,R.H.Hines,G.E.Fitzner and T.L.Gugle. Effect of extrusion processing on the nutritional value of sorghum and soybean for finishing pigs. 1991
Stark,C.R., Pellet quality I.Pellet quality and its effect on swine performance II.Ph.D.Dissertation,Kansas State Univ.,Manhattan. 1993.
Nir I.,Feldman Y.,Aserin A.,Garti N. Journal of food science,1994,59:606-610
Muirhead S.Feedstuffs,1995,67(6):10
Traylor,S.L.,K.C.Behnke,J.D.Hancock,P.Sorrell,and R.H.Hines. Effects of pellet size on growth performance and nursery pigs.J.Anim.Sci. 1996.