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摘要:飼料加工工藝對營養價值有著重要影響，采取不同的加工工藝會得到不同性質的飼料，選擇合理的飼料加工工藝有利于制作合適的動物飼料，提高動物對飼料的利用率和動物的生產性能。文章綜合探討了熱處理、粉碎、制粒、堿處理、膨化等常用加工工藝對飼料營養成分蛋白質、脂肪、淀粉、維生素的影響，為合理選擇飼料加工工藝提供參考。

關鍵詞:飼料;加工工藝;營養價值;生產性能

在整個養殖生產過程中，飼料成本約占總成本的60%～70%，配合飼料的產品質量是飼料工業發展的基礎，直接關系養殖業的生產效益［1］。飼料產品的優劣不僅取決于優質的原料和合理的配方，還取決于適宜的飼料加工技術。實際生產中最常見的飼料加工工藝有:熱處理、膨化處理、粉碎處理、擠壓處理、氨堿處理等。其中蛋白質會在很大程度上受熱處理、膨化處理和擠壓處理的影響，特別是氨基酸受到處理溫度和濕度的影響，極易發生美拉德反應;擠壓膨化會明顯改變脂肪的營養價值;淀粉在一定的粉碎粒度、溫度和膨化作用下，糊化度、糊化指數以及含量升高;高濕、高溫以及制粒膨化是降低維生素營養價值的主要因素［2］。

1飼料加工工藝對蛋白質的影響

1．1熱處理對蛋白質結構的影響

蛋白質具有構成機體新組織、參與物質代謝、提供能量和必需氨基酸、提高抵抗力等生理功能［3］。蛋白質的營養價值不僅依賴于氨基酸和蛋白質的總量，還與蛋白質的結構特征相關［4］。其中α－螺旋、β－折疊、β－轉角和無規則卷曲結構等二級結構是蛋白質發揮作用的重要結構組成部分［5，6］。研究發現，蛋白質二級結構的變化會影響蛋白質的消化行為，蛋白質結構的α－螺旋、無規則卷曲與蛋白質體外消化率呈正相關，β－折疊則呈負相關［7］;經過濕熱處理后，α－螺旋、β－折疊含量和α－螺旋/β－折疊比值高于干熱處理［8］。SunM等［9］在研究熱處理(40～127℃)甘薯蛋白二級結構發現，熱處理能顯著升高無規則卷曲和β－轉角的含量，而β－折疊含量顯著降低。此外，在熱處理對大豆分離蛋白二級結構的影響中，隨著熱處理溫度的上升，蛋白質二級結構中α－螺旋含量和無規則卷曲含量顯著上升，β－折疊含量顯著下降［10］。

1．2粉碎工藝對蛋白質溶解度的影響

有研究表明，飼料原料的蛋白質溶解度與其體外消化率呈極顯著的正相關關系［11］。王衛國等［12］分別用4．0、2.5、1．5、1．0、0．6mm孔徑的篩片對玉米、麩皮、普通豆粕、去皮豆粕、帶皮豆粕、棉粕進行粉碎，結果6種飼料原料在5種粉碎粒度下，隨著粉碎粒度的降低溶解度顯著升高。段海濤等［13］分別選用1．5、2．0、2.5、3．0mm篩片孔徑對混合后飼料原料進行粉碎，發現粗蛋白質體外消化率隨粉碎粒度的增大呈減小趨勢。

1．3制粒工藝對蛋白質消化率的影響

制粒工藝影響飼料中蛋白質和氨基酸的消化率，在高溫作用下氫鍵和其他次級鍵斷裂致使蛋白質變性［14］。變性后的蛋白質空間結構發生改變，致使表面積膨脹、粘度系數變大、肽鏈疏松等。這些變化不僅加大了蛋白質與酶的接觸面積，有利于酶的水解和消化吸收利用，更有利于制粒成型［15］。當制粒溫度比較低時，氨基酸的損失量很小，但氨基酸的吸收卻有較大幅度的提高，因此制粒后的飼料由于其氨基酸含量增加，提高了飼料的轉化率［16］。飼料通過制粒工藝不僅可以使營養更加全面，還可以提升飼料的適口性，促進動物采食，提高動物的生產性能［17］。

1．4堿處理對蛋白質結構和消化率的影響

堿處理對蛋白質結構的變化和體外消化率的影響較大，有研究表明，隨著pH值的下降，蛋白質二級結構α－螺旋含量和β－轉角含量顯著減少，β－折疊含量和無規則卷曲含量顯著增多［18，19］。研究堿腌制對蛋清凝膠形成機理發現，在形成凝膠前蛋白質二級結構中α－螺旋含量相對減少，β－折疊含量相對增多，蛋白質分子結構有序性下降;當凝膠形成后，蛋白質二級結構中α－螺旋含量和β－折疊含量顯著增加，無規則卷曲結構降低，蛋白質分子結構有序性逐漸升高［20］。有研究得出，堿處理大米蛋白體外消化率和賴氨酸與精氨酸的比值呈顯著正相關［21］。同時，在堿處理大米蛋白質一級結構的研究中發現，堿處理可以降低大米蛋白中賴氨酸含量與精氨酸含量的比例［22］。可見不同的加工工藝使飼料中蛋白質的理化性質產生很大的變化，進而影響蛋白質的構象，提升飼料蛋白的消化率、溶解度、適口性等。在實際生產過程中，需要針對不同的動物、不同的飼料產品品質采取不同的飼料加工方式。

2飼料加工工藝對脂肪的影響

2．1熱處理對脂肪含量的影響

由于脂肪在熱力作用下可被逐步水解，最終產物是甘油和游離脂肪酸，其中甘油溶于水，可使脂肪含量下降［23］。不同的熱處理方式對脂肪的影響不同，其中沸水處理對大豆脂肪有顯著影響，且隨著處理時間的延長，脂肪含量降低，沸水處理30min時其粗脂肪含量為18.00%;熱蒸汽處理對大豆脂肪沒有影響;大豆脂肪隨著微波熱處理時間的增長，含量明顯下降，4min時粗脂肪含量為12%;大豆脂肪在干炒處理下4min后含量急劇降低，此時粗脂肪含量為11%［24］。

2．2擠壓工藝對脂肪變化的影響

脂肪在飼料的擠壓過程中非常敏感，對飼料的質構重組、成型和口感影響較大［25］。LucyBGuzman等研究飼料經擠壓后淀粉脂肪復合物形成的情況，結果在溫度低于100℃以下，隨著擠壓溫度的上升，復合體的生成量也增多，但在溫度高于100℃以上時，隨著溫度的上升，復合體的生成量下降較為明顯［26］。有研究表明，在擠壓過程中，原料中的淀粉和脂肪形成復合物，影響了產品的膨化效果以及淀粉的溶解性和消化率;當脂肪含量在10%以下時，對產品膨化率的影響較小，但其含量高時產品的膨化率明顯下降［27］。除了形成淀粉脂肪復合物外，擠壓還會產生不飽和脂肪酸發生順－反異構現象，且不飽和脂肪酸并發生的順－反異構變化隨著擠壓溫度的變化而變化，當擠壓溫度由55℃上升到171℃時，反式脂肪酸的含量由1%增加到1．5%［28］。

2．3制粒工藝對脂肪含量的影響

研究表明，制粒加工過程中高溫高壓會影響飼料中脂肪的含量，水熱處理能夠加速不飽和脂肪酸的氧化分解［29］。同時在制粒的擠壓作用下，能破壞飼料中的脂肪細胞壁，有利于營養物質的釋放，提高脂肪的消化吸收。有研究得出，經制粒的飼料在貯藏過程中游離脂肪酸的含量降低，脂質水解酸敗速度減慢，因為在貯藏條件下脂肪水解酶是造成飼料脂質水解酸敗的主要原因，當制粒的溫度達到70～85℃時，脂肪水解酶失去活性，從而減慢水解酸敗的速度［30］?？梢娭屏９に囘^程中的高溫高壓及熱處理會影響飼料中脂肪的含量，由于水熱處理能夠加速不飽和脂肪酸的氧化分解，可適當適量添加抗氧化劑阻止對脂肪成分的破壞;另外，對于脂肪型飼料合理選擇加工工藝極為重要，不僅能提高動物的生產性能還能使養殖戶的經濟效益最大化。

3飼料加工工藝對淀粉的影響

3．1熱處理對淀粉理化性質的影響

刁靜靜等［31］用濕熱加工方法處理高粱，可使其直鏈淀粉含量提高到28%;溶解性和膨脹度與溫度呈正相關，相比在80、90℃條件下未處理組提高了3～5倍。試驗表明，干熱處理玉米且溫度低于150℃時，與原淀粉相比干熱淀粉的溶解指數較低，當干熱溫度為120℃時溶解指數僅為1．83%，但是當干熱溫度在90～150℃時，隨著處理時間的延長，溶解指數逐漸增大［32］;在研究熱處理玉米中也得出類似的結果［33］。干熱變性淀粉性質與淀粉的種類以及用量、加入組分的種類和熱處理的時間、溫度、pH值等都有很大關系。

3．2粉碎工藝對淀粉結構的影響

謝濤等［34］研究超微粉碎對錐栗淀粉微觀結構的變化發現，隨著粉碎時間的增加，淀粉大顆粒發生崩解，變成不規則、表面粗糙的多面體;當粉碎時間超過60min時，細微粒子增加并不明顯，反而有些細微粒子開始發生輕度團聚。DeviAF等［35］研究冷凍碾磨對大米淀粉物理性質的影響時發現，淀粉顆粒在經過處理之后粒度變化并不明顯，這種現象出現的原因可能有:(1)淀粉顆粒雖然在處理過程中顆粒結構遭到破壞，但是并沒有得到很好的分散;(2)淀粉顆粒經過處理后溶解性增加，但粒度儀測試的結果反映的是不溶解的部分。徐中岳等［36］研究濕法超微粉碎對木薯淀粉微觀結構的影響，發現隨著粉碎時間的增加，顆粒度變小，淀粉的表面積變大，表面結構變化明顯。RenG等［37］研究發現，隨著研磨時間的增加，木薯淀粉顆粒的完整性逐漸被破壞，當碾磨時間超過54h時，團聚現象非常明顯。超微粉碎處理對淀粉結構的破壞作用非常明顯，在淀粉及其他物料的加工方面有較好的應用前景。

3．3擠壓工藝對淀粉結構的影響

研究證明，擠壓處理會使米糠直鏈淀粉的含量增加，支鏈淀粉含量明顯減少，而支鏈淀粉的降解主要發生在α－1，6糖苷鍵，一部分支鏈轉化成直鏈淀粉，還有一部分被降解成麥芽糊精等小分子物質，導致淀粉含量降低［38］。有文獻報道，抗性淀粉(RS)和慢消化淀粉(SDS)能很好地解決餐后血糖快速升高的問題，借鑒抗性淀粉測量方法，測出未經螺桿擠壓處理的馬鈴薯淀粉中RS產率為0．759%，而經螺桿擠壓處理后馬鈴薯淀粉的RS產率顯著增加，達到1．84%，而且還產生了很大一部分SDS［29，39］。

3．4制粒工藝對淀粉糊化度、硬度及PDI的影響

制粒工藝能提高淀粉的營養價值。淀粉在通過高溫和調質快速擠出作用下，糊化度有所提高，這是制粒工藝提高飼料營養價值的關鍵［40］;在二次制粒加工工藝下，隨著膨化玉米添加比例的增加，顆粒飼料淀粉糊化度、硬度與耐久性指數(PDI)也逐漸增加［41，42］，這是由于玉米膨化后淀粉鏈間氫鍵斷裂，淀粉結構發生變化，增加了飼料的糊化度，且糊化的玉米具有黏結性，使顆粒結構更緊密穩定，從而增加了顆粒飼料的硬度和PDI［43］。調質溫度對淀粉糊化的影響并非越高越好，溫度過高營養價值會受到影響，特別是當溫度超過95℃時，淀粉糊會變薄，降低黏度和糊化度［44］;當水分含量在14%～15%時，糊化度在90%以上，膨化指數大于4［45］。

3．5膨化加工對淀粉含量的影響

膨化加工能提高淀粉含量，提高淀粉水解率。齊智利［46］研究膨化的溫度對玉米淀粉含量的影響得出，與未加工玉米相比，膨化加工的玉米在130、150℃條件下，淀粉含量分別提高了3．75%、8．52%。程宗佳等［47］研究發現，膨化溫度由120℃升高至171℃后，淀粉含量增加了0．5%，水解率提高了46%。胡建業［48］將玉米經過膨化處理后，直鏈淀粉含量增加了50．9%，膨化過程中淀粉含量增加的主要原因是直鏈淀粉含量增加?？梢婏暳现械牡矸劢涍^不同的加工處理后，理化性質有較大的差異，擠壓處理會使飼料直鏈淀粉的含量增加，支鏈淀粉的含量明顯減少，而膨化加工能提高淀粉水解率。不同的加工工藝對飼料中直鏈淀粉的含量均有明顯增加，支鏈淀粉的含量減少，從而提高飼料的營養價值。

4飼料加工工藝對維生素的影響

4．1熱處理對維生素保留率的影響

脂溶性維生素(A、D、E、K)以及維生素B2、泛酸、生物素和尼克酸對熱相對穩定，所以損失較小;水溶性維生素硫胺素(維生素B1)對熱很敏感，可以通過測定硫胺素的破壞率來反映體系維生素的保留率［49］。呂玉翠等［50］在探究熱處理破壞豆漿和濃縮蛋白(SPC)蛋白乳中硫胺素(維生素B1)的動力學發現，熱破壞速率隨著加熱溫度的升高而增加，低溫、長時間同樣可以達到高溫、短時間對硫胺素的破壞效果;高溫、短時間的熱處理能夠使硫胺素的保留率達到最大。

4．2制粒工藝對維生素穩定性的影響

隨著調質溫度的上升，環模制粒工藝對豬飼料中維生素在整個加工過程中的損失率為:維生素A從6．02%上升到11．4%，維生素D3從7．4%上升到9．4%，維生素E從3．9%上升到6．0%，維生素的損失主要是在濕熱、高溫和高壓處理的調質和制粒環節，占到整個加工過程損失的90%以上［51］。嚴芳芳［52］研究濕法擠壓膨化工藝和環模顆粒飼料加工對脂溶性維生素保留率的影響，結果表明環模制粒工藝對維生素E的保留率為70．04%。LewisLL等［53］研究調質溫度和調質時間對維生素保留率的影響時發現，調質溫度對維生素的保留率呈弱顯著性，88℃時的維生素保留率弱顯著低于77℃。段海濤等［54］用不同低溫(50、55、60、65℃)調制顆粒飼料，研究溫度對維生素E的保留率，結果表明，普通飼料加工維生素E的保留率為68%，高效調質低溫制粒工藝維生素E的保留率為98%左右，維生素E保留率提高了44%左右，其中65℃組維生素E保留率顯著低于50、55、60℃組。

4．3膨化加工對維生素保留率的影響

劉萬涵等［55］報道，調制膨化時，溫度為90～145℃結晶維生素C的損失率從13%升高至78%。程譯鋒［56］研究表明，隨著膨化溫度的上升，維生素C活性的保存率迅速下降，在90℃時能保留70%，而當溫度為165℃時保存率僅為2%。甘振威等［57］報道，膨化處理對維生素B1、維生素B2、維生素B6、葉酸和維生素K損失較大，損失率分別達到97．33%、84.27%、100%、100%、50．83%;維生素A、維生素D、維生素E的損失率分別為12．16%、15．38%、15.49%?？梢婏暳霞庸ず苋菀资咕S生素損失，因此一般在飼料配方中添加維生素時要高于動物實際需求的量10%～20%，用于補償在熱處理、膨化和制粒等加工過程中所損失的維生素。在目前的實際生產中，使用最多的是溶液噴涂方法。

5小結

綜上所述，飼料加工工藝對飼料營養價值既有有利的一面，也有不利的一面。有利的一面是可提高粗蛋白、淀粉等含量，使飼料的營養成分更加豐富;不利的一面是導致脂肪和維生素等含量減少。合理的飼料加工工藝可提高動物對營養物質的利用，對飼料的開發利用有極大的推進作用。目前我國的飼料加工產品質量較低，飼料轉化率平均低于20%～30%，與畜牧業發達國家相比還有較大的差距。加工設備也存在很多問題，如國產設備質量不可靠、壽命短、穩定性差、耗電量高等。雖然我國已經建立了1套較為完整的飼料工業體系，但各個廠生產出來的飼料品質不同，使飼料工業和養殖業不能高效地結合起來。在飼料加工生產中要嚴格把關每一步的加工工序，不斷完善自動化控制，解決在生產過程中遇到的質量問題，使飼料工藝品質達到最佳。

作者：盧盛勇 單位：貴州大學動物科學學院