数字农林技术论文.doc

突破饲料膨化科技 引领养殖行业未来
      摘  要：饲料膨化技术是目前国内饲料工业中发展最快的一项工业科学技术。利用膨化技术使物料物性发生质的变化,极大改善了饲料产品品质,拓展了饲料资源，提高了饲喂饲料的消化吸收率，膨化技术在有效预防动物消化道疾病及饲料安全方面有着独特的优势。本文就膨化技术理念、原理和膨化过程中饲料营养成分的变化, 以及膨化技术在饲料资源开发及畜牧养殖中的应用进行了探讨，并对膨化技术研究与应用中存在的主要问题做了深入探讨，最后结合我国饲料的资源状况对膨化技术在饲料及养殖业中的应用前景作了分析和展望。
      关键词：膨化技术  原料开发   应用前景 
1、膨化技术的发展历程和对饲料工业对推动作用
膨化技术的发展始于1797年，应工业发展的需求，英国人布拉默研制一个手动活塞压力机挤压无缝铅，推动了绝缘电线和电缆的规模化生产；1879年英国的格雷发明了第一个热喂料型的螺杆橡胶挤出机，其后大大促进了建筑材料、汽车工业等的发展；随着人们生活水平的提高，对食品的加工方式的要求增多，20世纪30年代，第一台谷物加工单螺旋挤压机问世,用于生产食用的膨化玉米。20世纪40年代，膨化技术进入饲料加工业，人们从宠物喜爱吃饼干得到启发，进而利用挤压机把谷物及人类食品副产物生产成为形式多样的宠物食品（如强化饼干和干碎羊肉面饼），节约了成本，改善了饲料的外观和适口性，推动了宠物饲养的发展，同时也带动了膨化设备的更新。在美国，1990年的挤压膨化加工产量是1983年的5倍，仅宠物食品一项1990年销售额就达80亿美元，膨化设备也有单螺杆干法膨化机发展到湿法双螺杆膨化机。膨化挤压工艺真正飞速的发展始于20世纪80年代末、90年代初，在1989年的Victam展览会上，以膨化机为代表的高温短时调质先进设备引起行业重视，快速应用于各种饲料原料、畜禽饲料、水产饲料和宠物饲料的加工中，由于膨化料卓越的品质，大受饲料生产商和养殖业主的欢迎，很快推广开来，于20世纪90年代进入我国（正大集团、双胞胎公司等）。目前，畜牧养殖业中的高档饲料生产基本上都采用了膨化工艺，如成品料膨化、膨胀后制粒及原料膨化后配料等技术，由于后者能分别控制各种原料的熟化度，也不存在热敏性元素的损失问题，发展更为迅速。随着膨化技术在饲料加工中的推广与普及，也推动了一些膨化设备生产商的产生，如德国的丹佛公司、美国的温格公司、我国的牧羊、现代洋及正昌。同时，越来越多的饲料厂商认识到膨化饲料的优点，并且也有意从事膨化饲料的加工与生产，组建了饲料原料膨化厂（德国的deuka饲料公司和江西双胞胎饲料集团），也涌现出现了一批专业原料膨化的公司，国内如河南大成膨化饲料有限公司，哈尔滨普凡饲料有限公司等，专门为饲料厂和饲养场提供各种膨化原料，极大推动了我国饲料及饲料原料的开发。
2、膨化技术在饲料开发中的应用效果
 养殖业传统上有对幼龄动物饲料进行湿热加工的处理方式，以改善其饲养效果，但是不便于规模化生产，由于膨化技术的便利性、高效性及安全性，膨化技术迅速应用在在水产饲料和幼龄动物饲养中，并且使用效果明显，随着畜牧养殖业工业化、规模化和技术密集化的发展，膨化技术在饲料原料开发中的应用日渐广泛，目前应用的主要传统膨化产品有膨化大豆、膨化玉米。
  膨化大豆是国外应用较早的膨化技术产品，上世纪60年代已经应用于畜牧养殖业，其加工方式也由开始的干法挤压发展到湿法膨化，质量更加稳定、可靠，产量也更加可观。膨化大豆具有高能量、高蛋白、高消化率的特性，并含有丰富的维生素E和卵磷脂，是配制高能量高蛋白饲料的最佳植物性蛋白原料，减少饲料中的用油量，减轻饲料加工用油量大的压力，易于制粒。国内外大量的研究表明，膨化大豆能部分或全部替代豆粕，提高动物生产性能，在营养素比例相同的情况下，膨化大豆与豆粕+大豆油的效果相比，提高饲养效果3%～5%（表1）。
  另外，Palacios 等人（2004）分别用利用基因技术去除胰蛋白酶抑制剂和凝集素这两种抗营养因子的生大豆喂猪，生产效果并不好，但这两种大豆膨化后分别使仔猪的日增重提高了153％、53％ ，采食量提高了27％、10％，饲料利用率提高了104％、42％。这进一步说明大豆中还有其它抗营养因子影响着猪的生长性能，必须通过膨化处理方式才能提高大豆的饲用价值。
  许多研究表明，玉米膨化后，能提高玉米的能量水平，提高蛋白质的消化率，改善适口性，能够显著提高动物日增重,改善饲料转化率。施学仕和麦金能(2003)报道,添加膨化玉米能使早期断奶仔猪日增重提高8%、日采食量提高 6.93%。王潇和何瑞国(2005)以不同比例(20%、40%和60%)膨化玉米替代日粮中的玉米,结果表明,膨化玉米添加量为60%时仔猪的生长性能和消化率最佳。王潇等(2006)报道,添加膨化玉米可使仔猪断奶后头2周的日增重提高27%,日采食量提高5.7%,饲料转化率提高16.5%(表2)。Moritz (2005)在肉鸡上、Cossum(2003)在兔子上的研究也有类似结果。 
3、膨化挤压技术在饲料原料开发及配方设计中的最新成果
随着畜牧养殖业和饲料工业的快速发展，对饲料原料的需求急剧增加，尤其像我国这样饲料资源短缺的国家。鉴于膨化加工对原料物性卓越的改良作用，膨化工艺与设备迅速应用于畜牧养殖业和饲料业。
 在复合原料方面进行了缓释尿素的开发，利用膨化工艺生产糊化尿素,使尿素在融溶状态被糊化的玉米淀粉膜包围,大大降低尿素在反刍动物体内的水解速度, 避免了尿素在动物瘤胃中水解快,极易造成动物氨中毒和尿素损失的缺点,提高了尿素的利用率和使用安全，并节约其它动植物蛋白质饲料资源。另外，针对膨化大豆和膨化玉米不同的膨化特性，进行预膨化处理，再进行复合膨化生产膨化基础料，在高档仔猪料的开发上应用广泛，取得了良好的效果（如联合英伟公司、深圳必利英伟公司等）。此外，利用大米、小麦和玉米的复合产品进行膨化处理生产出的膨化复合谷物（河南大成膨化饲料公司）具有独特的风味、优异的适口性和利用率，在韩国等其他国家应用日渐广泛。
 以上膨化技术的新成果在饲料原料开发和饲料配方生产中的应用得到了饲料厂商和技术人员的认可和推广，既提高了饲料的品质和适口性，又降低了配方成本，扩大了饲料原料的来源。但是这些膨化技术的新成果仍在处于开发和推广的初级阶段，同时存在着一定的问题，有待于通过广大饲料厂商和养殖人员应用和进一步的研究促进膨化产品品质的提高。 
4、膨化技术在我国畜牧养殖业中的应用前景
 我国是世界畜牧业大国，肉类、禽蛋和养殖水产品总产量及饲料消费量均居世界首位。据有关预测，到2010年、2020年、2030年我国粮食原粮需求的38%、43%、50%将用作饲料，饲料资源的短缺是制约我国饲料工业乃至畜牧水产养殖业发展的重要因素。同时我国的棉籽、油菜籽、马铃薯、葡萄籽及红花等产量均为世界第一位。针对我国传统饲料资源严重短缺而非常规饲料丰富的现状，结合饲料原料多渠道发展的趋势，因地制宜，采取灵活的养殖模式，利用膨化技术提高现有非常规饲料资源的利用率极为重要。
 膨化技术在我国的发展也只有十余年，是个年轻的行业，随着膨化技术的成熟、膨化设备的生产能力及膨化工艺的进一步提高，膨化技术和其他加工工艺的结合，膨化技术和膨化产品必将在我国畜牧养殖中得到广泛的应用。