加水、淀粉种类及淀粉添加剂量对发酵全株青绿玉米制粒的影响

金娉婷 赵红波 李海花 张文娟 胡著然 王星凌 盛清凯

摘要：旨在促进发酵全株青绿玉米的应用。将发酵后的全株青绿玉米与干粉料混合，在混合物中添加不同剂量的水、淀粉，采用2×2×5析因设计，研究添加水（0、2%）、淀粉种类（玉米淀粉、膨化玉米淀粉）、淀粉添加劑量（4%、6%、8%、10%和12%）对全株青绿玉米制粒温度和颗粒硬度的影响。结果表明，加水降低制粒温度，但也降低颗粒硬度（P<0.01）;淀粉种类显著影响制粒温度（P<0.01），但对颗粒硬度无显著影响（P>0.05）;淀粉添加剂量显著影响制粒温度（P<0.05）;加水效应与淀粉添加剂量互作效应对制粒温度影响显著（P<0.01）。

关键词：全株青绿玉米;制粒;淀粉;温度;硬度

中图分类号：S513.092  文献标识号：A  文章编号：1001-4942（2019）06-0086-05

Abstract The experiment was conducted as adding different dosages of water and two types of starch into the mixture of whole plant green corn and dry feed powder in order to promote the application of fermented whole green corn. The 2×2×5 factorial design was used to research the effects of adding different amount of water （0 and 2%）， starch type （corn starch and expanded corn starch） and starch dosages （4%， 6%， 8%， 10% and 12%） on temperature and hardness of whole green corn extrusion. The results showed that adding water significantly decreased the extruded temperature and extrusion hardness （P<0.01）. The starch type significantly affected the extruded temperature （P<0.01）， but had no significant effect on the extrusion hardness （P>0.05）. The additional dosage of starch influenced the extruded temperature significantly （P<0.05）. The significant interaction effects were found between adding water and starch dosage on extruded temperature （P<0.01）.

Keywords Whole green corn; Extrusion; Starch; Temperature; Hardness

发酵的全株青绿玉米具有改善饲料适口性、促进猪生长、降低猪粪臭味、改善肉品质的良好效果[1，2]，但是发酵的全株青绿玉米为湿料，水分含量高达60%左右。目前大规模猪场的饲料自动运输系统为高温制粒颗粒料运输系统，发酵的全株青绿玉米饲喂时难以运输，无法大规模应用。如果发酵的全株青绿玉米湿料参照普通饲料那样85℃以上高温制成颗粒[3]，理论上可以应用于大规模猪场，但高温制粒耗能且破坏发酵玉米中的益生菌、生物酶、维生素等热敏物质[3，4]。如果全株青绿玉米能够低温制粒，则在保留其中益生菌、酶等物质活性的同时便于规模猪场的应用。发酵的全株青绿玉米如何低温制粒，未见报道。

过去青贮的全株青绿玉米粉碎粒度为1～3 cm，难以制粒。目前发酵的全株青绿玉米粉碎至0.2～0.4 cm，这为全株玉米制粒提供了可能[1]，但其水分含量高，制粒过程中如何调整水分至今未见报道。饲料制粒时，水分含量不但影响着制粒温度，还影响着饲料的适口性[5]。饲料低温制粒不需要高温对饲料原料的熟化，因而不同原料之间难以粘合。为此，低温制粒时饲料配方中常常添加粘结剂。淀粉作为常用的能量饲料原料，在高温制粒过程中糊化，可促进不同物料之间的粘结[6]。淀粉种类不同，其粘结性也不同。低温制粒过程中淀粉种类对颗粒硬度的影响未见报道。饲料颗粒硬度不但影响管道中的运输，还影响动物的采食及消化[7]。基于上述分析和饲料生产要求，本试验以水、淀粉种类及其不同添加量为试验因子，研究其对全株青绿玉米制粒温度和硬度的影响，以期为全株青绿玉米的广泛使用提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

发酵的全株青绿玉米：参考盛清凯等[1]的方法，即乳熟期收割、粉碎至0.2～0.4 cm后，采用吨包厌氧发酵制成。全价配合饲料：由玉米、豆粕等原料组成，由济南和美饲料公司提供。玉米淀粉、膨化玉米淀粉，皆由山东美事达饲料公司提供。平模制粒机，济南某公司提供。

1.2 试验设计

试验于2018年6月在山东省农业科学院畜牧兽医研究所试验基地进行。采用2×2×5析因试验设计。试验因素3个，其中水分含量为：不添加水与添加2.0%的水;淀粉种类：玉米淀粉、膨化玉米淀粉（以下简称膨化淀粉）;淀粉添加剂量：4%、6%、8%、10%和12%。将发酵的全株青绿玉米与全价配合饲料按重量比1∶ 5混匀，然后在混合物中根据试验设计分别加入相应的水或淀粉，再次混匀后进行制粒。每次制粒5 kg，每批重复制粒3次。

1.3 检测指标与方法

制粒温度：在制粒机出口处堆积的颗粒料中随机选取5处代表性位点用温度计检测温度，取其均值计算。

颗粒硬度：收集制成的颗粒料，避光晾至室溫后密封包装，每重复样品随机选取20粒进行测定[7]。

1.4 数据处理

采用SAS v9.2 软件对所有数据进行处理。采用TWO-WAY ANOVA进行方差分析，采用Student-Newmnan-Keuls法进行多重比较，P<0.05为差异显著，P<0.01为差异极显著。

2 结果与分析

2.1 淀粉种类及添加剂量对制粒温度和颗粒硬度的影响

由表1看出，全株青绿玉米制粒过程中无论加水与不加水，淀粉种类及添加剂量效应对制粒温度都有极显著影响（P<0.01）。不加水前提下，玉米淀粉的制粒温度极显著高于膨化淀粉（P<0.01），而加水情况下正相反，表明淀粉种类对制粒温度的影响与加水有关。除去不加水、玉米淀粉添加剂量为6%时的制粒温度高于50℃，其它制粒温度皆低于50℃。

淀粉种类对颗粒硬度无显著影响（P>0.05）。在不加水前提下淀粉添加剂量对颗粒硬度的效应显著（P﹤0.05），而加水后淀粉添加剂量的效应不显著，表明淀粉添加剂量对颗粒硬度的影响与加水有关。

2.2 加水及淀粉添加剂量对制粒温度和颗粒硬度的影响

由表2看出，全株青绿玉米制粒过程中的加水、淀粉添加剂量对制粒温度都有极显著影响，且加水与添加剂量两效应之间存在互作（P<0.01）。加水的制粒温度极显著低于不加水的制粒温度（P<0.01），表明加水有助于降低制粒温度。加水情况下，淀粉添加剂量为6%、8%、10%时的制粒温度高于4%和12%，不加水情况下8%、10%时的制粒温度大多高于4%、6%和12%。

2.3 淀粉种类及加水对制粒温度和颗粒硬度的影响

由表3看出，不同添加剂量下的淀粉种类效应对制粒温度影响不同。添加剂量为4%及12%时，淀粉种类对制粒温度影响显著（P﹤0.05），而添加6%、8%、10%时淀粉种类影响不显著。4%时玉米淀粉的制粒温度低于膨化淀粉，而12%时正相反（P﹤0.05）。不同添加剂量下，加水效应对制粒温度有极显著影响（P﹤0.01），不加水的制粒温度皆高于加水的制粒温度，并且4%、6%时淀粉种类与加水存在互作（P<0.01）。

不同添加剂量下淀粉种类效应对颗粒硬度的影响也不同，添加剂量为4%、8%时淀粉种类对颗粒硬度影响显著（P<0.05），其它添加剂量下影响不显著。不同添加剂量下，颗粒硬度的加水效应显著低于不加水的（P<0.01或P<0.05）。

3 讨论

3.1 单一制粒因素对全株玉米制粒温度和颗粒硬度的影响

饲料制粒时需要调控水分，其目的在于使饲料水分含量达到适宜入模的水分含量，便于制粒及减少模具损耗。目前国内外关于全株玉米低温制粒入模水分的文献未见报道。本试验显示，加水降低了制粒温度，可以使制粒温度低于50℃，这有助于发酵全株玉米中益生菌、酶及维生素等物质的保护。全株青绿玉米制粒时的水分含量主要来源于全株青绿玉米发酵后自身的水分、玉米和豆粕等粉状干饲料中的水分、淀粉的水分和外加的水分。本试验加水降低发酵全株玉米颗粒硬度的结果与朝鲁孟其其格[8]的混合草制粒的结果相似。其原因可能在于过高的制粒水分降低了制粒温度，不利于制粒过程中的淀粉糊化[9]，导致颗粒内部粘结性减弱，颗粒结构松散所致。

目前国内外未见关于淀粉种类效应对全株玉米制粒温度和颗粒硬度影响的报道。本试验中对制粒温度影响的淀粉种类效应显著，建议生产中为了降低制粒温度，可以选择性的使用不同种类的玉米淀粉。不加水情况下膨化淀粉制粒温度低于玉米淀粉，而加水情况下正相反，可能的原因在于：其一，加水效应;其二，全株青绿玉米制粒时添加的干粉料中已经含有玉米淀粉;其三，玉米淀粉与膨化淀粉的结构和持水性等理化性质不同[10]。淀粉膨化后，糊化度[11]、淀粉链长度等皆发生变化[12]。本试验中对全株青绿玉米颗粒硬度影响的淀粉种类效应不显著，这与膨化淀粉添加到全价饲料中可以改善饲料品质的报道不同[6]，其原因可能与淀粉的添加剂量有关，也可能与制粒工艺有关。

目前国内外未见关于淀粉剂量效应对全株玉米制粒温度影响的报道。本试验发现淀粉剂量效应对制粒温度有显著影响，这可能与适量的外源淀粉增加了原料与制粒机的摩擦所致。本试验淀粉剂量效应对颗粒硬度在不加水的前提下有影响，而加水后影响不显著，可能的原因除与水分含量有关外，还可能与剂量有关。国内研究认为低剂量的粘结剂膨润土不利于草颗粒的粘结，过高剂量的膨润土会使草颗粒通过模孔受到较大的压力而导致颗粒出现裂纹，造成颗粒硬度降低[8]。全株玉米制粒时在不加水的前提下，建议外加淀粉的添加剂量在6%～10%之间。

3.2 不同制粒组合因素对全株玉米制粒温度和颗粒硬度的影响

目前国内外饲料挤压制粒主要是猪禽饲料的高温制粒和牛羊饲料的挤压制粒。国内外对于发酵饲料的挤压制粒研究文献很少，几乎没有，猪用发酵全株青绿玉米饲料的挤压制粒研究更是未见报道。无论哪种制粒方式，饲料水分含量、粘结剂种类、添加剂量、饲料组分、粉碎粒度等多种因素都会交叉影响颗粒质量。本试验只对加水效应、淀粉种类效应和淀粉剂量效应进行了研究，对于饲料组分效应[13]以及粉碎的粒度效应[14]等有待进一步研究。本试验发现加水、淀粉种类和添加剂量影响制粒温度和颗粒硬度，并且在一定条件下加水、淀粉种类及添加剂量彼此之间存在着一定的交互作用，这与牛羊全日粮复合秸秆颗粒饲料的加工类似[15]，淀粉、脂肪、蛋白质之间[16，17]可能发生了复杂的化学变化，具体变化的机理有待进一步深入研究。

4 结论

发酵的全株青绿玉米制粒时，加水可以降低制粒温度，使制粒温度低于50℃，但也降低了颗粒硬度。玉米淀粉种类及添加剂量影响制粒温度。加水效应与淀粉添加剂量效应对制粒温度存在互作现象。

参 考 文 献：

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