飼料加工工藝對飼料營養(yǎng)成分的影響

隨著飼料加工的增多，人們的認(rèn)識逐漸從單一的飼料育種指標(biāo)對動物生產(chǎn)性能的影響逐漸延伸到飼料加工過程中對動物生產(chǎn)性能的影響。我國的飼料加工經(jīng)歷了近30年的發(fā)展，形成了適應(yīng)中國國情的加工體系。關(guān)于飼料加工技術(shù)對飼料質(zhì)量的影響的研究很多，但缺乏對動物營養(yǎng)作用的全面評估。原因如下。首先，由于生產(chǎn)動物和養(yǎng)殖環(huán)境之間存在巨大差異，因此不能簡單地總結(jié)。其次，研究方法略有不同。在大多數(shù)情況下，這只是一種“感覺”和“感覺”的理解，以及缺乏必要的科學(xué)數(shù)據(jù)，因此有必要討論飼料加工的工藝，研究飼料加工中影響飼料營養(yǎng)成分和動物生產(chǎn)性能的重要因素，選擇合適的加工方法和設(shè)備，創(chuàng)造合適的動物飼料。1預(yù)混料微量元素的加工工藝飼料的基本加工工藝,國際上習(xí)慣分為兩類:一類為先粉碎后配料加工工藝;另一類為先配料后粉碎加工工藝。生產(chǎn)不同類型的飼料,加工工藝有所不同:針對添加劑預(yù)混料微量組分的特點,在設(shè)計加工工藝時,一般采用三級配料混合的工藝;針對水產(chǎn)飼料飼喂對象的不同,選用二次粉碎、二次配料生產(chǎn)工藝,無論采用哪種加工工藝,必要的工藝應(yīng)該包括:原料接收、粉碎、配料、混合、制?；蚺蚧⒊善钒b等,在利用HACCP管理體系對加工工藝點分析時,混合、粉碎、制?；蚺蚧亲顬殛P(guān)鍵的質(zhì)量控制點。2混合工藝對飼料營養(yǎng)成分和動物生產(chǎn)性能的影響飼料廠混合工藝一般分為配合飼料混合工藝、添加劑預(yù)混料混合工藝、液體添加混合工藝,各類工藝有獨立也有組合。2.1混合均勻度測量混合是飼料加工的核心步驟,混合方法主要有剪切混合、對流混合、擴(kuò)散混合、沖擊混合和粉碎混合5種。以飼料加工常用的雙軸槳葉混合機(jī)為例,混合機(jī)工作時,機(jī)內(nèi)物料呈現(xiàn)多方位的復(fù)合運(yùn)動狀態(tài):一是沿轉(zhuǎn)子軸方向的對流混合;二是剪切混合,即由于物料有速度梯度分布,在物料中彼此形成剪切面,使物料之間產(chǎn)生相互碰撞和滑動,從而形成剪切混合;三是特殊的擴(kuò)散混合,在其機(jī)體中部一線區(qū)域,即兩轉(zhuǎn)子反方向旋轉(zhuǎn)所形成的運(yùn)動重疊區(qū)。評價混合后物料分布是均勻的參數(shù)是混合均勻度變異系數(shù)-CV,CV的定義是指粒度相同的基本組分和檢測組分(示蹤劑)經(jīng)攪拌混合后,檢測組分存在于幾個混合子空間內(nèi)的顆粒m的離散程度。以xi(i=l,2,…,n)表示對第i個混合子空間的測量結(jié)果,單位是測量單位(如顆粒數(shù)目、mg或光密度值等),飼料混合均勻度的樣本變異系數(shù)為:CV=S/x×100%式中:S-混合物樣本的標(biāo)準(zhǔn)差;x-混合物樣本的平均值。2.2混合均勻度的改善Traylor證實,當(dāng)飼料混合均勻度降低后,將影響生產(chǎn)性能,主要的原因是飼料中添加量少但作用明顯的添加劑和某些促進(jìn)生長的營養(yǎng)物質(zhì)攝入不均衡,降低了動物的基本生產(chǎn)機(jī)能。美國堪薩斯州立大學(xué)對肉雞飼料混合均勻度的研究表明:飼料混合均勻度不夠,使得肉雞生長速度下降,胴體成分改變。舒秒安等采用二次混合的方法生產(chǎn)黃鱔飼料的研究表明:一次混合均勻度變異系數(shù)不高于15%,二次混合均勻度變異系數(shù)不高于8%。采用多次混合可以降低混合均勻度變異系數(shù)。何瑞國等對甲魚、鰻魚的飼料混合均勻度的研究表明,采用混合-粉碎-再混合的工藝比單純使用一次混合的均勻度降低5.04倍。2.3影響混合平整度的因素2.3.1混合所需時間和均勻度混合機(jī)的機(jī)型不同,混合均勻度對混合的時間要求不同,不同的混合機(jī)和不同混合時間對預(yù)混料的生產(chǎn)是至關(guān)重要的。表1列舉了幾種常用混合機(jī)生產(chǎn)預(yù)混料時對混合時間的要求,這些參數(shù)表明混合機(jī)型和時間不同,混合結(jié)果會有差異。從表中可以看出,臥式雙軸槳葉式混合機(jī)的混合時間最短,混合均勻度變異系數(shù)最小,是飼料生產(chǎn)企業(yè)的首選機(jī)型。生產(chǎn)配合飼料時,混合機(jī)的機(jī)型和混合時間對混合均勻度也有著同樣的影響,不同的是,對于同一種機(jī)型生產(chǎn)預(yù)混料和配合飼料的時間有所不同,以臥式單軸雙螺帶混合機(jī)和臥式雙軸槳葉式混合機(jī)為例,前者混合3.5min后達(dá)到CV<10%,后者在20-90s內(nèi)達(dá)到CV<5%,很顯然,后者更適合于各類飼料的生產(chǎn),V型和立式錐形行星式混合機(jī)適宜于CV<5%的預(yù)混飼料的生產(chǎn)。2.3.2混合機(jī)的維持充滿系數(shù)的大小影響混合的均勻度,混合機(jī)內(nèi)裝入物料容積V物與混合機(jī)容積V機(jī)的比值稱作“充滿系數(shù)”。表2列出各類混合機(jī)在生產(chǎn)中適宜的充滿系數(shù),從表中可以看出,立式絞龍混合機(jī)的充滿系數(shù)最大,V型混合機(jī)的充滿系數(shù)最小。小于或大于混合機(jī)適宜的充滿系數(shù)都會降低飼料的混合均勻度。在實際生產(chǎn)中,有的企業(yè)為了片面追求生產(chǎn)效率,隨意擴(kuò)大混合機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)批量,表面上看提高了生產(chǎn)效率,而實際上降低了飼料的混合均勻度,影響了飼料營養(yǎng)成分的利用。2.3.3臥式單軸槳葉式混合機(jī)混合機(jī)轉(zhuǎn)速低可能會使混合機(jī)內(nèi)物料不能很好橫向移動,除非延長混合時間,否則混合不均勻,通常臥式雙螺帶混合機(jī)和臥式雙軸槳葉式混合機(jī)的轉(zhuǎn)速在30-40r/min左右,臥式雙軸槳葉式混合機(jī)的轉(zhuǎn)速也在此范圍內(nèi),但臥式單軸槳葉式混合機(jī)的轉(zhuǎn)速根據(jù)有效容積大小而有差異,有效容積一般為0.2-11m3,轉(zhuǎn)速范圍為17-135r/min。混合機(jī)的主要工作部件(轉(zhuǎn)子、葉片或螺帶)磨損后會降低混合均勻度,當(dāng)2t臥式螺帶式混合機(jī)螺帶寬度磨損38.1mm時(總寬63.5mm),混合均勻度變異系數(shù)需混合8.5min才達(dá)到10%,而且殘留量增加;當(dāng)2t臥式單軸槳葉式混合機(jī)的槳葉寬度磨損51mm時,則同樣需混合8.5min才達(dá)到CV=10%,而且混合機(jī)的殘留量增加,混合機(jī)轉(zhuǎn)子、螺帶和槳葉磨損后,適當(dāng)增加速度可改善混合效果。3粉碎對飼料營養(yǎng)成分的影響、動物生產(chǎn)性能3.1玉米粉碎粒度對飼料品質(zhì)的影響粉碎粒度是指粉碎后物料顆粒的大小。粉碎破壞了谷物表皮的保護(hù),增大了物料的表面積,不但增加了飼料與消化酶或微生物的接觸機(jī)會,而且促進(jìn)了淀粉的糊化,有利于畜禽的消化吸收。提高粉碎粒度可以提高動物對于能量、干物質(zhì)、蛋白質(zhì)和氨基酸的消化率。不同的畜禽在不同的生理階段對粉碎粒度的要求不同。Wondra通過不同玉米粉碎粒度對肥育豬飼料的試驗表明:玉米粉碎粒度在0.40-1.2mm時,粒度每減小0.1mm,飼料轉(zhuǎn)化率提高1.3%。通過不同玉米粉碎粒度(1.2、0.9、0.6和0.4mm)飼喂100頭初產(chǎn)母豬的研究表明:隨玉米粒度從1.2mm降到0.4mm,母豬的采食量和養(yǎng)分的可消化率均得到提高。用玉米的粉碎粒度分別為1.2、0.9、0.6和0.4mm的玉米-豆粕型飼料飼喂38頭2胎哺乳母豬的研究表明:隨玉米粒度的降低,干物質(zhì)、氮和總能的可消化率明顯提高。孫劍等認(rèn)為,粒度影響哺乳母豬的生產(chǎn)性能,當(dāng)玉米粉碎粒度從1.2mm減小至0.4mm,母豬采食量和消化能攝入量提高14%,窩增重提高11%。干物質(zhì)、能量、有機(jī)物消化率和蛋白質(zhì)體外消化試驗表明,飼料粉碎較好時,可使豆粕的體外消化率顯著提高,玉米、菜粕、棉粕、麩皮次之。在對比去皮豆粕、帶皮豆粕、棉粕、菜粕等體外胃蛋白酶消化率時發(fā)現(xiàn),玉米的消化酶活性對粒度敏感度最大,麩皮相對較小。米振海等通過粉碎粒度對蛋白消化吸收率的研究表明:30目魚粉的蛋白消化吸收率為27.79%;90-100目魚粉的蛋白消化吸收率為66.148%,比對照組提高了169.77%,研究顯示蛋白飼料超細(xì)粉碎對蛋白質(zhì)等養(yǎng)分溶出、消化、吸收有重要作用。粉碎粒度是有范圍的,通過對消化道的研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)飼喂粉碎較細(xì)的細(xì)粉料時,飼料以較快的速度經(jīng)胃進(jìn)入十二指腸、空腸和回腸,導(dǎo)致肌胃萎縮(重量減輕、內(nèi)容物pH值升高),小腸肥大,腸道食糜,pH值降低,細(xì)菌發(fā)酵加強(qiáng),揮發(fā)性脂肪酸(VFA)增加,此變化將影響動物食欲,導(dǎo)致采食量下降,進(jìn)而影響動物的生產(chǎn)性能。較好的粉碎粒度對于后續(xù)工藝的生產(chǎn)效率至關(guān)重要。粉碎顆粒的大小直接關(guān)系到制粒過程中淀粉糊化和蛋白質(zhì)變性。表3列出了不同粉碎粒度對于顆粒飼料質(zhì)量的影響,從表中可以看出,隨著粉碎粒度的減小,顆粒飼料的粉化率減少,硬度增加,水中穩(wěn)定性增強(qiáng)。3.2粉碎粒度對飼養(yǎng)的影響不同動物飼料有不同的粉碎粒度參數(shù),生產(chǎn)飼料時,應(yīng)根據(jù)不同動物的生理需求使用相應(yīng)的粉碎機(jī)篩板,對此,國內(nèi)外做了大量的研究。我國蛋雞配合飼料的國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定產(chǎn)蛋雞產(chǎn)蛋期配合飼料的粒度要求為:全部通過4.0mm編制篩篩孔,但不得有整粒谷物,2.0mm編制篩篩上物不得大于15%。王晨以通過豆粕粉碎粒度對肉雞日糧養(yǎng)分利用率影響的研究表明:肉雞飼料的豆粕粉碎粒度以0.449mm(2.0mm粉碎篩)為宜。在模擬雞消化道內(nèi)環(huán)境條件下,粉碎粒度≤0.449mm時,豆粕的粗蛋白、干物質(zhì)和氨基酸的體外消化率較高,與幾何平均粒度0.9mm的粒度相比,當(dāng)粒度在1.47-1.75mm時肉雞的體重及飼料轉(zhuǎn)化率下降。王衛(wèi)國通過碎粒度對肉雞營養(yǎng)價值和生產(chǎn)性能影響的研究表明:肉雞前期和中后期飼料的粉碎機(jī)篩片孔徑約為1.6mm和2.2mm。王衛(wèi)國等對仔豬配合飼料粉碎粒度研究后認(rèn)為:仔豬斷奶后0-14d與14-35d飼料粉碎粒度分別為0.3mm和0.5mm,相當(dāng)于以直徑為3.0mm的孔徑粉碎飼料。生長肥育豬為0.6mm左右,母豬為0.4-0.6mm。水產(chǎn)動物的原料粉碎細(xì)度要求更細(xì)。一般認(rèn)為,淡水魚類的飼料,魚種(幼魚)原料全部過60目篩(0.600mm),成魚過40目篩(0.425mm)為宜。對草魚飼料而言,當(dāng)豆粕粉碎過8,20,40,60目分析篩時,干物質(zhì)、蛋白質(zhì)、脂肪的表觀消化率以過40目的豆粕為最好,40目與60目豆粕之間的試驗結(jié)果無明顯差異。對甲魚、鰻鱺、對蝦飼料而言,適宜的粉碎粒度為60-100目。肉牛對玉米秸稈的粗纖維消化率以粉碎最佳,鍘短最差,所以對秸稈的能量消化率以粉碎為最佳處理方案。我國肉牛精料補(bǔ)充料標(biāo)準(zhǔn)中要求的粉碎粒度是,一級料99%通過2.8mm編織篩,但不得有整粒谷物;1.4mm編織篩篩上物不得大于20%。4糧食生產(chǎn)的影響是飼料營養(yǎng)成分的影響和動物生產(chǎn)性能的影響4.1粉質(zhì)細(xì)胞技術(shù)防止游離糖Wondra通過顆粒飼料對豬生產(chǎn)性能影響的研究表明:顆粒飼料可以提高干物質(zhì)、氮和總能的消化率5%-10%,而且干物質(zhì)和氮的排泄量分別減少了23%和22%,降低了對環(huán)境的污染。有兩種機(jī)理支持物質(zhì)消化率提高:一是制?？梢允沟玫矸酆子诒幻割惙纸?另一種是制粒過程的加熱、水化和剪切使得淀粉和蛋白的空間結(jié)構(gòu)受到破環(huán),易于讓消化酶發(fā)生作用。飽和脂肪酸對熱處理、化學(xué)處理較穩(wěn)定,但不飽和脂肪酸則易出現(xiàn)氧化,尤其在氧氣、光線、金屬等存在的條件下更易氧化,致使?fàn)I養(yǎng)價值降低,并產(chǎn)生過氧化物等毒害物質(zhì),制?？墒癸暳显现形⑸锓置诘闹久竿耆Щ?從而提高飼料的貯藏性能,由于細(xì)胞破裂,油脂浸到細(xì)胞表面,改善了飼料的適口性和外觀,并使制粒更加容易。趙素梅等通過不同加工工藝對仔豬飼料理化性質(zhì)影響的研究表明,使用制粒仔豬飼料(含玉米56.8%,粗蛋白18%)使得總氨基酸水平下降,尤其是賴氨酸下降(損失)了25.1%;當(dāng)有還原性糖類存在時,蛋白質(zhì)分子經(jīng)過加熱后,賴氨酸殘基上的ε-氨基與糖分子的醛基反應(yīng)形成被稱之為美拉德的反應(yīng)產(chǎn)物,進(jìn)一步加熱則形成棕色復(fù)合物,美拉德反應(yīng)導(dǎo)致蛋白質(zhì)在單胃動物消化道中的消化率降低。因此,在有游離還原糖存在時,應(yīng)避免對飼料過度加熱,以免發(fā)生嚴(yán)重的美拉德反應(yīng)。擠壓加工明顯降低了豆粕中鐵和鋅的表觀消化率;降低了玉米蛋白粉中硫、銅、鐵和鋅的表觀消化率;降低了全麥中鎂、磷、硫、銅和鋅的表觀消化率。4.2提高0.29日齡期間的飼料轉(zhuǎn)化率Talor通過顆粒飼料對動物生長性能影響的研究表明:在5日齡前采食顆粒料的豬平均日增重與飼料轉(zhuǎn)化率,較粉料分別提高25%與36%。在0-29日齡期間采食顆粒料的飼料轉(zhuǎn)化率較粉料提高4%,其中以采食顆粒直徑為4mm的豬日增重與飼料轉(zhuǎn)化率最高;29日齡至肥育期豬的生長速度,并不受飼料形態(tài)的影響,但顆粒料的飼料轉(zhuǎn)化率優(yōu)于粉料。相對于粉狀飼料,顆粒飼料的蛋白質(zhì)消化率比粉料提高13.3%,動物增重速度和增重效率提高6%-7%。5壓縮和擴(kuò)張對飼料營養(yǎng)成分的影響、動物生產(chǎn)性能5.1對飼料營養(yǎng)的影響擠壓膨化以其較多的優(yōu)點在飼料生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。擠壓膨化是綜合了水、壓力、溫度和機(jī)械剪切的作用完成的。在擠壓膨化過程中,擠壓腔內(nèi)的溫度可以達(dá)到90-200℃,擠壓延續(xù)時間在10-30s內(nèi),因而擠壓產(chǎn)物會發(fā)生一系列物理、化學(xué)變化,諸如淀粉糊化、蛋白質(zhì)變性以及酶類、有毒成分和微生物的失活等。這個過程提高了擠壓飼料的養(yǎng)分消化率,降低一些抗?fàn)I養(yǎng)因子含量(如大豆中的抗胰蛋白酶、棉籽中的棉酚),還會殺滅飼料中細(xì)菌、霉菌和減少粉塵的含量,改善飼料適口性等。從營養(yǎng)學(xué)的觀點來看,膨化的效應(yīng)有:淀粉的剪切和糊化、蛋白質(zhì)的變性和剪切、微生物和有毒化合物結(jié)構(gòu)的破壞和脫水。高溫加工會破壞配料中的維生素。調(diào)質(zhì)過程中的高溫處理以及較長時間的擠壓所產(chǎn)生的強(qiáng)大壓力使飼料與模孔以及飼料與飼料之間產(chǎn)生劇烈的摩擦,導(dǎo)致溫度急劇上升,都會造成維生素活性降低。不同添加形式的維生素?fù)p失程度不同,晶體形式的維生素在制粒和膨化中的損失率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于包被維生素。各種晶體形式的維生素和包被維生素在制粒和膨化中的變化規(guī)律相近,但膨化對晶體形式維生素的破壞更為嚴(yán)重?？偟目磥?維生素C、維生素K3、維生素B1、維生素B6、維生素A、維生素E、維生素D3較為敏感,其中維生素C和維生素K3損失率可達(dá)75%-80%。擠壓膨化會降低賴氨酸的有效率,因此而降低蛋白質(zhì)的表觀消化率,使配飼料中諸如植酸酶之類的酶類失活。各種氨基酸在熱濕、壓力作用下,效價降低的順序為賴氨酸>精氨酸>組氨酸>天冬氨酸>蛋氨酸>絲氨酸>胱氨酸>酪氨酸。日糧中的纖維素、半纖維素對熱處理較穩(wěn)定,但擠壓和膨化可使纖維結(jié)構(gòu)破壞,分子間的鍵部分?jǐn)嗔?提高動物對其消化率。5.2膨化全脂大豆、膨化高爐飼料膨化顯著提高了仔豬飼料的氨基酸消化率,提高了血清中總蛋白的水平,極顯著促進(jìn)了仔豬機(jī)體的代謝,具有良好的作用。李德發(fā)等通過對不同溫度膨化全脂大豆對仔豬氮平衡和氨基酸消化率影響的研究發(fā)現(xiàn),仔豬采食膨化熟豆粕可降低腹瀉率,提高生產(chǎn)性能,且仔豬的血清尿氮明顯低于熟豆粕組,膨化后氮的利用效率提高。Hancock通過膨化全脂大豆、膨化高粱對豬生產(chǎn)性能影響的研究表明:膨化全脂大豆、膨化高粱并不能提高豬的生長速度,但飼料轉(zhuǎn)化率可提高5%左右,同時改善了膨化原料干物質(zhì)和氮消化率。不同種類飼料膨化后效果不一樣,膨化高粱干物質(zhì)和氮消化率比膨化全脂大豆高。譙仕彥等研究了膨化參數(shù)對豬生產(chǎn)性能的影響,研究表明:膨化全脂大豆可提高豬的生長性能,但膨化效果受膨化參數(shù)的影響,膨化溫度為145℃時的豬日增重、采食量、飼料轉(zhuǎn)化率