饲料加工对饲料原料或猪日粮营养价值的影响（待续）

O.J.Rojas H.H.Stein

（伊利诺伊大学动物科学学院，乌尔班纳，美国61801）

饲料加工对饲料原料或猪日粮营养价值的影响（待续）

O.J.Rojas H.H.Stein

（伊利诺伊大学动物科学学院，乌尔班纳，美国61801）

中国猪营养国际论坛是由美国动物科学学会、上海亘泰实业集团和上海优久生物科技有限公司联合主办，以“凝聚全球科研力量，驱动猪业创新思维”为宗旨，力邀全球一流的机构、专家和学者，倾力打造一个动物营养领域具有国际性、前沿性和权威性的论坛。该论坛每两年举办一届，聚焦行业发展中的热点、难点，通过专家学者和企业领导者之间进行开放建设性的学术探讨、理论研究和实践经验交流，整合全球动物营养领域最新的技术和研究成果，推动行业发展，创造和提升产业价值。www.asaschina.org

传统的猪用玉米豆粕型日粮通常为粉末状，大多数情况下除了粉碎和混合外并未使用其他加工工艺。然而，由于猪日粮中能量的成本较高，高纤维原料如大豆皮、可溶性干玉米酒槽和小麦麦麸的使用增加了。由于猪消化纤维的能力低，日粮中纤维含量高会导致能量和营养消化率降低，进而对猪的生长性能和胴体组成造成负面影响。饲料加工技术如粉碎工序的变化、膨化、挤压、制粒，用酶或化学处理可以用来溶解植物细胞壁中部分纤维素和半纤维素，进而增加营养的利用率。这对能量的利用率、猪生长性能和胴体组成可能有积极的影响，但不同的饲料加工方式对猪日粮和饲料成分中营养价值的影响并不完全被人们了解。已证实减小谷物的粒径通常可增加能量的消化率，主要是因为增加了淀粉的消化率。原料或日粮的挤压或膨化也可以增加能量的消化率，高纤维日粮似乎比低纤维日粮增加的多。化学处理并不能始终如一地改善所有能量或营养素的消化率，但一些不同的酶可增加磷、钙或能量的消化率。利用饲料技术来增加猪饲料日粮中营养价值有多个影响因素。

化学处理；酶；粒径；猪；加工；淀粉

1 引言

在养猪行业，饲料成本对猪肉总生产成本的影响很大。因此最大程度的利用饲料中的营养成分是降低高饲料价格对养猪生产成本影响的主要策略之一。

在饲料被饲用前，饲料原料通常要经过一种或多种饲料技术进行加工。大多数原料在饲用前被粉碎，这样能减小粒径和提高消化率。有时也会将饲料原料加热，这样可以减少抗营养因子的含量，但加热并不是总能改善能量和营养素的消化率（Herkelman等，1992），可用的其他加工技术包括膨化加工、制粒和挤压。化学和酶处理可被用来溶解植物细胞壁中的纤维素和半纤维素。可用于提高饲料纤维消化率的化学物质有氢氧化钠（NaOH）、胺、氧化钙和氢氧化钙。有资料表明，植酸酶可增加磷（Almeida和Stein，2013，2010）和钙（Gonzalez-Vega等，2015、2013）的消化率。其他外源酶，如纤维素酶、半纤维素酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶、α-半乳糖苷酶或糖酶混合物也可用来提高饲料原料和日粮中能量和纤维的消化率（Casas和Stein，2016；Adeola和Cowieson，2011、2009）。然而，目前关于诸多加工技术对能量与营养素消化率以及猪饲料利用率的影响较多，但是不同饲料加工技术组合对猪饲料利用率的影响尚鲜见报道。

2 饲料原料的粒径

2.1 测量粒径目前饲料厂尽管尚未把猪饲料常用原料的平均粒度作为一个常规测定指标，然而减小饲料原料的粒径确实可以提高能量和营养物质的消化率（Rojas和Stein，2015；Fastinger和Mahan，2003；Kim等，2002；Mavromichalis等，2000）。因此，确定最佳的饲料原料粒径对于最大化利用能量和营养成分至关重要。

美国农业工程师协会已经出版了测定饲料原料粒径的程序。把100 g饲料原料放置在测试筛的顶部（即美国筛：#4、6、8、12、16、20、30、40、50、70、100、140、200、270目，以及平底金属盘），来测定其粒度大小分布和平均粒径。首先测试筛堆放从最大孔径筛到最小孔径筛。其次，测试筛放在振动筛上振动10 min，记录每个测试筛上积累的饲料原料的数量，通过称其重量计算粒径的分布和平均粒径。最后，用饲料原料的平均粒径作为参考来计算其表面积。

2.2 用于粉碎的粉碎机粉碎可以减小饲料原料的粒径，可使用不同类型的粉碎机来完成。饲料工业中常用的粉碎机为滚筒和锤式粉碎机。如玉米酒精糟及可溶物（DDGS）和豆粕等原料，在加工过程中通常需要研磨，因此，在配制混合日粮时无需作进一步的粉碎。而谷物类和豆类作物通常不进行预先研磨，故在混合前需要粉碎。

在饲料行业中，人们使用滚筒粉碎机或锤式粉碎机是依据所需粉碎能力、用电效率和原料的类型来选择。相比于锤式粉碎机，滚筒粉碎机的操作和管理更复杂，但是其能提供较高的能源效率和更加均一的粒径（Hancock和Behnke，2001）。与滚筒粉碎机相比，锤式粉碎机噪音更大、维护成本更高（McEllhiney，1983），但锤式粉碎机的购置成本是滚筒粉碎机的50%。滚筒粉碎机可以使物料堆叠，所以被粉碎的物料不仅可滚动一次，而且还可以滚动两次、三次甚至四次（Stark，2013）。因此，滚筒粉碎机可生产出粒径小于500 μm的终产品。

在饲料原料加工过程中并不只使用滚筒粉碎机或锤式粉碎机，改进的粉碎机技术引进了如下系统：先用1、2或3套辊辗压，然后再在锤式粉碎机中加工。这种技术被称为“多级粉碎”，其能使得粒径更加均一、粉碎成本降低，但是多级粉碎与单级粉碎之间的比较数据鲜见报道。也可以在辗压后进行筛选，使较大的粒子进入到锤式粉碎机，而较小粒子则绕过锤式粉碎机。此方法可降低电耗至最小且粒度均匀。

加工饲料原料耗电是一个饲料厂预算中重要的组成部分。使用锤式粉碎机将玉米粉碎为粒径600 μm比1000 μm耗能多，当粒径由1000 μm减小到400 μm时，能耗几乎增加2.5倍。当粒径减小时生产率（t/h）也会降低（Healy等，1994）。相比滚筒粉碎机，锤式粉碎机的用电成本更高，且与粉碎的谷物的类型有关（Hancock和Behnke，2001）。

2.3 粒径对谷物中能量和营养素消化率的影响粒径对能量和营养素消化率影响的报道很多（Rojas和Stein，2015；Amaral等，2014；Lawrence等，2003；Mavromichalis等，2000）。最佳粒径取决于谷物方式、粉碎类型以及猪的生理状态（例如：断奶猪、生长猪、育肥猪或母猪）。大多数情况下，平均粒径降低到485～600 μm时对营养和能量的消化率以及生长性能有积极影响（Rojas和Stein，2015）。

小麦的粒径从920 μm减小到580 μm会增加淀粉的表观总消化率（ATTD），但不会增加总能的消化率（Kim等，2005）。用粒径为400 μm的大麦红豌豆日粮饲喂猪比用粒径为700 μm的相同日粮饲喂能增加总能、干物质、粗蛋白质（CP）的ATTD（Oryschak等，2002）。当羽扇豆的粒径从1304 μm降低到567 μm时，总能和粗蛋白质的ATTD与氨基酸的回肠标准消化率（SID）均线性增加（Kim等，2009）。同样地，红豌豆平均粒径的减少可使淀粉和能量的消化率增加，因此总能的消化率也增加（Montoya和Leterme，2011）。用粉碎到818 μm的DDGS去饲喂猪，比使用308 μm的DDGS饲喂能增加干物质和总能的ATTD以及代谢能浓度，但粒径大小并不影响氮和磷的ATTD（Liu等，2012）。玉米的粒径从500 μm减小到332 μm能增加植酸盐的降解率（Ton等，2014），但玉米或玉米DDGS的粉碎粒度不会影响磷的消化率。

研究表明，当玉米粒径由1200 μm减小到400 μm时，玉米中的干物质、氮和总能的ATTD分别增加5%、7%和7%。玉米的平均粒径从865 μm减小到339 μm，可线性增加淀粉和总能的表观回肠消化率以及消化能和代谢能含量，但这并不能增加磷的标准总消化率和氨基酸的标准回肠消化率（Rojas和Stein，2015）。Giesemann等（1990）研究表明，相比使用平均粒径为1500 μm的玉米基础日粮饲喂育肥猪，使用粒径为641 μm的玉米能增加干物质、氮和总能的ATTD。同样，玉米和高粱粒径由900 μm减小到300 μm可提高了总能的ATTD（Healy等，1994），当玉米颗粒粒径减小时，其总能和醚提取物的ATTD提高（Huang等，2015）。将制粒和粉碎结合起来也可提高干物质、总能和氮的ATTD。24 d的试验中，在第9天测定了能量和干物质的消化率，相比粒径为1000 μm玉米给猪饲喂粒径为500 μm玉米，玉米干物质和总能ATTD提高（Kim等，2002）。尽管如此，粒径没有影响尿氮的排泄，但粒径由1200 μm降低到400 μm时，玉米的代谢能从14.2 MJ/kg增加到了15.7 MJ/kg。

当高粱的粒径减小时，其总能的ATTD也提高了（Healy等，1994）。豆粕的粒径由949 μm减小到185 μm时没有影响必需氨基酸或非必需氨基酸的平均标准回肠消化率（SID），但异亮氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸和缬氨酸的SID线性增加。虽然如此，豆粕的粒径由949 μm减小到185 μm时并没有影响能量的消化率。然而，有建议称豆粕研磨到600 μm时将会有最好的氨基酸和能量消化率（Fastinger和Mahan，2003）。

当小麦的粒径由1300μm减小到600 μm时，其氮和干物质的ATTD增加（Mavromichalis等，2000），但是对于大麦并非如此，因为大麦粒径并不能影响有机物（OM）、能量和蛋白质的ATTD（Medel等，2000）。这表明降低粒度对饲料消化率的影响受原料种类的影响。

2.4 粒径对生长性能和母猪生产力的影响谷物粒径的减少可增加与酶的表面作用，进而增加能量和营养素的消化率（Rojas和Stein，2015；Fastinger和Mahan，2003；Kim等，2002）。然而，消化率的增加并不能理解为对生长性能有积极影响，因为猪可以通过多吃饲料来弥补低消化率。如小麦分别研磨为600 μm和1300 μm时，通过猪采食量的不同，二者分别可以使断奶仔猪和育肥猪的生长性能达到最好（Mavromichalis等，2000）。

粉碎玉米粒径由865 μm减小到339 μm饲喂猪，其胴体屠宰率增加（Rojas和Stein，2016a）。将饲喂猪日粮中的高粱粉碎粒径为319 μm减小为724 μm时其胴体屠宰率有更高的趋势（Paulk等，2015）。同样地，用粉碎后粒径为400 μm的玉米比用粒径为1000 μm的玉米饲喂猪的胴体屠宰率提高（Rojas和Stein，2016a）。然而，Mavromichalis等（2000）报道，使用粒径为600 μm的小麦饲喂猪与用1300 μm的小麦饲喂猪相比并没有影响胴体屠宰率。因此，玉米和高粱粒径较小对屠宰率有着积极影响，对于其他谷物可能并非如此，故需要更多的研究去探讨大麦、小麦、黑小麦和黑麦的粒径对猪胴体屠宰率的影响。

小麦的粒径由1200 μm减小到980 μm时，采食量可能提高，但是对于总体的饲料转化率无显著影响（Seerley等，1988）。同样地，与粒径为1300 μm相比，给猪（93～114 kg）饲喂粒径为600 μm小麦，饲料转化率得到提高（Mavromichalis等，2000），但是对于67～93 kg的猪无显著影响。Hancock和Behnke（2001）报道，玉米粒径每减小100 μm，生长猪的饲料转化率就会提高1.3%。同样地，相对于饲喂800 μm的玉米，饲喂400 μm的玉米猪的饲料转化率提高了7%。这与Amaral等（2014）和Rojas等（2016）报道的结果一致。当粒径减小时，相同粒径的玉米和高粱相比，猪对玉米有更好的转化率（Healy等，1994），Kim等（2005）推测所有的谷物颗粒粒径减少并没有相同的效果。用1000 μm的玉米饲喂猪比400 μm的平均日采食量和饲料转化率降低，这可能是400 μm的玉米比1000 μm的玉米有着更高的能值。Paulk等（2015）报道，使用含有319 μm高粱的日粮饲喂育肥猪比使用平均粒径为724 μm高粱，育肥猪的饲料转化率有所提高。而使用研磨粒径为639 μm或444 μm的豆粕饲喂猪与使用研磨粒径为965 μm或1226 μm的豆粕相比，猪的生长性能并没有不同（Lawrence等，2003）。这可能是因为日粮中豆粕的含量较低，只有原料在日粮中的含量较高时，才能衡量粒径减小对生产力的影响。

探讨粒径对母猪体重和产仔性能影响的研究报告相对较少。玉米的粒径由1200 μm减小到400 μm时，没有影响哺乳母猪的体重和背部脂肪损失。然而，当玉米粒径由400 μm增加到1200 μm时，母猪的日均采食量和窝重均降低。

2.5 粒径对溃疡形成的影响猪胃有四个不同部位（食管部、贲门部、胃底部和幽门部）。食管部为非腺体区域，而贲门部、胃底部和幽门部是腺体区域。每个部分都有其特殊的特性来维持胃的功能。然而，如果猪产生了溃疡，胃的功能可能会被中断，这可能是饲料原料的粒径引发了猪形成溃疡的风险。溃疡有不同的类型，如可影响胃的腺区和非腺体食管的部分（Mahan等，1966）。然而，如果用减小了粒径的原料饲喂猪，食管部则是形成胃溃疡风险最高的区域（Maxwell等，1970；Pickett等，1969；Reimann等，1968；Mahan等，1966），因为胃腺体部分的黏液有保护功能（Varum等，2010；Ohara等，1993）。尽管如此，原料粒径的减少并不是引发溃疡产生的唯一因素。其他因素如猪的品种和饲养密度以及猪舍类型也可能增加猪形成溃疡的风险。与饲喂非颗粒饲料相比，给猪饲喂粒径为400 μm玉米的颗粒料有增加溃疡的趋势。然而，溃疡并不是一直都影响其生长性能，猪食用颗粒料通常会比非颗粒料有着更高的日增重和饲料转化率。

溃疡被认为是造成养猪行业中经济损失的主要因素之一（Friendship，2003）。最近美国由于颗粒饲料使用的增加引起猪食管胃溃疡发生率增加（Hancock和Behnke，2001）。在英国，60个猪场中79%的猪都有某种程度的溃疡（Swaby和Gregory，2012），在对英国16个存在胃溃疡的商业猪场调查中，观察到有19.1%商业猪场中存在某种程度的溃疡（Amory等，2006）。假设溃疡开始形成在猪食用小粒径的日粮后的7 d内，假设当饲喂猪7 d粗日粮时，猪胃组织的角质化和腐蚀可能得到改善（Maxwell等，1970）。也有人提出如果在猪屠宰之前饲喂其粗日粮40 h，可能实现胃组织的改善（Reimann等，1968）。溃疡的产生伴随着幽门螺杆菌的定殖，在胃底部和幽门部微生物存在比在食管部和贲门部更加明显（Rodriguez等，2009）。相比给猪饲喂粗日粮或非颗粒料，饲喂猪细粉料或颗粒料其胃中氯离子的分泌更多（Mobeler等，2010），这就促进了胃中幽门螺杆菌的出现（Eaton等，1995；Morgan等，1991）。

溃疡形成的原因之一是细磨会导致胃中pH的降低（Mahan等，1966）。当玉米的粒径降低时，胃蛋白酶的活力增加（Maxwell等，1970）。相比给猪饲喂粗日粮或非颗粒料，饲喂细粉料或颗粒料会使得猪胃食管部氯离子浓度提高（Mobeler等，2010）。

有研究表明，给猪饲喂粒径差异较小的玉米，胃的角质化会减少。相比1200 μm的玉米，给猪饲喂400 μm的玉米在食管部有着更多的溃疡和角质化。当玉米粒径由865 μm减小到339 μm时，育肥猪胃食管部中的角质呈线性增加，但这并不会影响猪的生长性能（Rojas等，2016）。同样地，当饲喂母猪1200 μm的玉米时，仅有25%的母猪产生溃疡，但如果饲喂母猪400 μm的玉米时，会有77%的母猪产生溃疡。相比于饲喂含有1300 μm小麦日粮的猪，饲喂600 μm小麦日粮的猪形成的溃疡和角质化更多，但是这并不影响饲料转化率（Mavromichalis等，2000）。

2.6 粒径对饲料流动性的影响和处理关于粒径对饲料流动性影响和处理的报道相对较少，但是据推测粒径减小会导致饲料流动性差（Appel，1994）。研究表明，当DDGS和玉米的粒径减小时，日粮的流动性降低（Rojas等，2016a；Liu等，2012）。豆粕研磨为639 μm比965 μm的流动性更大（Lawrence等，2003）。然而，如果使用碗式给料机并且每日加两次饲料，粒径的减小不会影响日粮的流动性。颗粒料能够防止日粮粒径小于600 μm时常见的桥接、多尘、原料分级、体积密度增加等问题。当饲喂哺乳母猪时，粒径为444 μm玉米的适口性并不比619 μm的玉米差（Pettigrew等，1985）。

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（未完待续）

S816.9

A

1004-3314（2017）14-0039-05

10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20171410