不同淀粉糊化度的挤压膨化大料对颗粒饲料质量以及断奶仔猪生长性能、养分表观消化率与血清生化指标的影响

葛春雨 杨 洁 张嘉琦 许传祥 李 俊 商方方 秦玉昌 李军国*

(1.中国农业科学院饲料研究所，北京 100081；2.中国农业科学院北京畜牧兽医研究所，北京 100193；3.农业部饲料生物技术重点开放实验室，北京 100081)

断奶仔猪在早期阶段消化器官发育尚未成熟，存在胃酸和消化酶分泌不足、免疫力低下等生理问题[1]。为满足仔猪特殊的生理需求，控制适宜的淀粉糊化度成为仔猪饲料加工的关键，常采用的加工工艺主要包括二次制粒工艺、大料膨化/膨胀低温制粒工艺、原料膨化低温制粒工艺等，目的是提高饲料的淀粉糊化度，降低抗营养因子含量，改善适口性。谢红兵等[2]的研究结果表明，二次制粒与普通工艺相比，提高了断奶仔猪的营养物质消化率和生长性能，并使肉品质有所提高。Sauer等[3]研究表明，3周龄断奶仔猪饲喂挤压膨化后的谷物饲料可使饲料转化率提高6%，干物质与粗蛋白质表观消化率分别提升3%和6%。孙杰等[4]研究表明，大料膨胀低温制粒工艺较普通制粒工艺可提高断奶仔猪的早期日增重，同时降低料重比。Medel等[5]研究表明，添加膨化玉米可以显著提高断奶仔猪断奶后1～25 d的平均日增重。Rojas等[6]研究表明，挤压膨化后的饲料对猪的能量利用率有着积极的影响。为了提高饲料的淀粉糊化度，降低抗营养因子，许多企业采用了大料膨化低温制粒工艺，该工艺可很大程度地提高仔猪饲料的淀粉糊化度，促进断奶仔猪的生长，但该工艺存在生产能耗过大、生产成本较高的问题。目前在此工艺下饲料淀粉糊化度多少合适暂无定论。因此，本试验通过改变挤压膨化工艺参数制备了4种不同淀粉糊化度的颗粒饲料，研究大料膨化低温制粒条件下，淀粉糊化度对断奶仔猪生长性能的影响，找出断奶仔猪颗粒饲料最适淀粉糊化度，在满足仔猪生长性能的同时降低生产成本，供饲料企业参考。

1 材料与方法

1.1 试验饲料

试验饲料采用大料膨化低温制粒工艺进行加工。选用2.0 mm筛片孔径的粉碎机将玉米、豆粕等需要粉碎的原料进行粉碎，按照表1中的配比对大料(包括玉米、豆粕、膨化大豆粉、小麦麸、碎米、鱼粉等)进行配料混合，大料混合物经原料膨化机进行挤压膨化预处理，在膨化机喂料速度、调质温度、螺杆转速等不变的条件下改变模板开孔面积(模板开孔数为3、5、7、9个)，制备4种不同淀粉糊化度(分别为92%、85%、80%、73%)的挤压膨化大料，再经粉碎机(筛片孔径1.5 mm)进行粉碎，粉碎料与热敏性原料(包括巧饲粉、发酵豆粕、乳清粉、果糖等)、预混料进行配料混合，在相同条件下(调质温度60 ℃、调质时间80 s，环模模孔直径3 mm、长径比为3∶1)低温制粒成型。

表1 试验饲粮组成及营养水平Table 1 Composition and nutrient levels of the experimental diet %

1.2 试验设计

试验选用96头初始体重为(7.56±1.07) kg的28日龄断奶仔猪，按照窝别、胎次、体重相近的原则将其随机分为4个组，每个组6个重复，每个重复4头猪。采用4种不同淀粉糊化度膨化大料配制的颗粒饲料，在中国农业科学院南口养殖基地进行50 d的饲养试验，前期为28 d，后期为22 d。

1.3 饲养管理

各组仔猪饲喂环境保持一致，自由采食，供水采用自动饮水器，每天在08:00、12:00、16:00、20:00进行饲喂。猪舍采用排风扇通风，每周消毒3次，室内相对湿度为60%～70%，温度为26～28 ℃。试验期间按照仔猪常规免疫程序进行免疫。

1.4 检测指标

1.4.1 颗粒饲料硬度

参照《饲料检验化验员》中的检测方法测定颗粒饲料的硬度[7]。

1.4.2 颗粒饲料脆性

颗粒受力达到变形的距离反映了颗粒的脆性。本试验采用物性测试仪(TA-XT2，Model 1000 R，Stable Micro Systems，Blackdown Rural Industries，英国)检测颗粒饲料的脆性[8]。

1.4.3 颗粒饲料耐久性指数(PDI)

采用美国农业工程协会标准方法[9-10]对颗粒饲料耐久性指数进行检测。

1.4.4 挤压膨化大料和颗粒饲料淀粉糊化度

采用美国饲料工业普遍使用的简易酶法[11]对挤压膨化大料和颗粒饲料的淀粉糊化度进行测定。

1.4.5 生长性能指标

饲养试验期间，在第28天和第50天结束的前1天对仔猪进行控料，但不限制其饮水，使其空腹24 h。之后分别于第28天和第50天早晨对仔猪逐头称重，每个重复为1个单位，对各组仔猪进行平均体重的计算。每天准确记录饲料消耗量，计算各阶段的总饲料消耗量。

平均日采食量[ADFI，g/(d·头)]=饲料总消耗量/(头数×饲喂天数)；平均日增重[ADG，g/(d·头)]=仔猪总增重量/(头数×饲喂天数)；料重比(F/G)=饲料总消耗量/仔猪总增重量。

1.4.6 养分表观消化率

采用内源指示剂的方法对养分表观消化率进行测定，将4 mol/L盐酸不溶灰分作为内源指示剂。

某养分表观消化率(%)=[(a/c-b/d)/(a/c)]×100。

式中：a为饲粮中该养分的含量(%)；b为粪便中该养分的含量(%)；c为饲粮中指示剂的含量(%)；d为粪中指示剂的含量(%)。

1.4.7 血清生化指标

试验第50天时，每个重复随机选取1头猪，进行颈静脉采血，将采集的血液置于促凝管中，离心后取血清，-40 ℃冷冻保存待测。血清尿素氮、总蛋白、白蛋白、球蛋白含量均采用南京建成生物工程研究所生产的试剂盒测定。

1.5 数据统计与分析

试验数据表示为平均值±标准差形式。所有数据均通过SPSS 22.0软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA)，并采用Duncan氏法进行多重比较。当P<0.05时被认为差异显著；当0.05

2 结 果

2.1 不同淀粉糊化度的挤压膨化大料对颗粒饲料加工质量的影响

4种淀粉糊化度的挤压膨化大料分别与热敏性原料、预混料混合后低温制粒，所得颗粒饲料加工质量指标见表2。由表中数据可知，淀粉糊化度85%、80%、73%组颗粒饲料的硬度差异不显著(P>0.05)，但均显著高于淀粉糊化度92%组(P<0.05)；淀粉糊化度92%组的颗粒饲料耐久性指数显著低于其他各组(P<0.05)，脆性显著高于淀粉糊化度80%、73%组(P<0.05)。

表2 不同淀粉糊化度的挤压膨化大料对颗粒饲料加工质量的影响Table 2 Effects of extruded bulk materials with different starch gelatinization degrees on processing quality of pellet feed

2.2 不同淀粉糊化度的挤压膨化大料对断奶仔猪生长性能的影响

由表3可知，断奶仔猪前期的各生长性能指标各组间差异均不显著(P>0.05)。淀粉糊化度85%组断奶仔猪后期的平均日采食量显著高于淀粉糊化度92%和80%组(P<0.05)，淀粉糊化度92%组断奶仔猪后期的平均日采食量有低于淀粉糊化度85%和73%组的趋势(0.050.05)。淀粉糊化度73%组断奶仔猪全期的平均日增重有高于淀粉糊化度92%组的趋势(0.05

表3 不同淀粉糊化度的挤压膨化大料对断奶仔猪生长性能的影响 Table 3 Effects of extruded bulk materials with different starch gelatinization degrees on growth performance of weaned piglets

2.3 不同淀粉糊化度的挤压膨化大料对断奶仔猪养分表观消化率的影响

由表4可知，淀粉糊化度80%和73%组断奶仔猪的干物质表观消化率显著高于淀粉糊化度92%组(P<0.05)；断奶仔猪的粗蛋白质和粗脂肪表观消化率均以淀粉糊化度80%组最高，淀粉糊化度73%组次之，淀粉糊化度92%组最低，且淀粉糊化度80%组显著高于其他各组(P<0.05)。

表4 不同淀粉糊化度的挤压膨化大料对断奶仔猪养分表观消化率的影响 Table 4 Effects of extruded bulk materials with different starch gelatinization degrees on nutrient apparent digestibility of weaned piglets %

2.4 不同淀粉糊化度的挤压膨化大料对断奶仔猪血清生化指标的影响

由表5可知，血清总蛋白、白蛋白、球蛋白和尿素氮含量各组之间均无显著差异(P>0.05)。

表5 不同淀粉糊化度的挤压膨化大料对断奶仔猪血清生化指标的影响Table 5 Effects of extruded bulk materials with different starch gelatinization degrees on serum biochemical indexes of weaned piglets

3 讨 论

3.1 不同淀粉糊化度的挤压膨化大料对颗粒饲料加工质量的影响

饲料原料在高温、一定水分含量与机械能的膨化条件下，淀粉糊化度可大幅度提升[12-15]，淀粉糊化度对颗粒饲料加工质量和仔猪生长性能等方面有重要影响。Lundblad等[16]研究表明，对饲料进行蒸汽高温处理可以提高颗粒饲料的耐久性。本研究结果表明，淀粉糊化度92%组颗粒饲料的耐久性指数、硬度显著低于其他各组，而脆性好于其他各组。这与Lundblad等[16]的结果相似。在淀粉糊化度过高时，颗粒饲料的耐久性指数、硬度反而降低，这可能是由于大料经过一定条件膨化处理后，过度糊化增加了大料中抗性淀粉或受损淀粉的形成[17-19]。李新华等[20]研究表明，玉米淀粉在膨化加工中水分含量不变的条件下，模头温度大于130 ℃时抗性淀粉的含量提高。唐忠厚等[21]研究表明，当淀粉变为抗性淀粉后黏度几乎完全消失，因此本试验结果在淀粉糊化度为92%时，由于大料过度膨化，抗性淀粉含量增加，同时也可能由于过高的温度引起美拉德反应，产生类黑色素物质，从而使物料间的黏结性下降，颗粒饲料加工质量降低[22]。

3.2 不同淀粉糊化度的挤压膨化大料对断奶仔猪生长性能的影响

饲料的淀粉糊化度对仔猪的生长性能至关重要，研究表明饲喂高温处理后的饲粮，猪的饲料转化率提高6%～7%，这可能是由于淀粉糊化度增加所致[23-24]。Park等[25]研究表明，饲粮经过高温调质处理后育肥猪的料重比降低2%，饲粮经膨化处理后育肥猪的料重比降低7%。Steidinger等[26]研究表明，断奶仔猪饲喂高温条件下生产的饲粮，在仔猪的早期生长阶段平均日增重有所改善。Rojas等[6]的研究表明，挤压膨化饲粮可以改善生长猪的料重比。同时也有研究表明饲料经较高压力和高温膨化处理对仔猪的采食量产生负面影响，从而降低增重[27-28]。Liermann等[29]饲喂膨化处理饲粮使育肥猪的采食量有所降低，但生长性能并无提升。本研究结果显示，除淀粉糊化度73%组断奶仔猪的平均日增重和平均日采食量最高，料重比最低，而92%组的生长性能最差。这与Millet等[27]和Liermann等[29]的研究结果一致。这可能是由于物料经过激烈的膨化加工，虽然一定程度上提高了淀粉糊化度，但同时也引起了淀粉和蛋白质结构的严重破坏，抗性淀粉产生，氨基酸损失，还可能会造成美拉德反应，产生不易消化的类黑色素物质，使饲料的营养价值降低，从而导致断奶仔猪生长性能下降[30]；同时，也有可能是由于过高的淀粉糊化度导致饲料堆积密度增加，从而使仔猪胃部填充时间加快，引起持续饱腹感导致采食量减少[29]。

3.3 不同淀粉糊化度的挤压膨化大料对断奶仔猪养分表观消化率的影响

饲料经高温加工后淀粉糊化，营养成分结构发生变化，养分表观消化率也会有所提升。Sauer等[3]研究显示，断奶仔猪饲喂挤压膨化的饲粮后，干物质和粗蛋白质表观消化率分别提升了3%和6%。Lundblad等[31]研究表明，制粒前高温蒸汽处理和膨化处理组生长猪的粗蛋白质与淀粉表观消化率高于未经水热处理组。而Vicente等[30]研究表明，淀粉糊化度从11%增加到52%时，养分利用的有所增加，但是采用高温高压条件将淀粉糊化度从52%提高到76%时，仔猪的养分表观消化率并没有进一步提高。本试验研究表明，养分表观消化率以淀粉糊化度80%组最好，淀粉糊化度75%组次之，淀粉糊化度92%组最差。这可能是由于大料在适度加工时，淀粉糊化、蛋白质变性增加了仔猪消化酶的利用率；但在高强度激烈的挤压作用下，过量的热量增加了大料中抗性淀粉的形成和淀粉的破坏[18-20]，进而阻碍了α-淀粉酶对营养物质的可及性，降低了养分的消化率；同时，蛋白质与还原糖会产生美拉德反应，形成仔猪难以消化的类黑色素物质，进而使蛋白质的利用率降低，物料在高温情况下脂肪也会氧化分解，导致仔猪的养分表观消化率降低[22,30,32]。本试验中，淀粉糊化度80%组的养分表观消化率高于淀粉糊化度75%组，但生长性能略低于淀粉糊化度75%组，产生这种现象的原因尚不明确，后续将对断奶仔猪淀粉代谢进行研究。

3.4 不同淀粉糊化度的挤压膨化大料对断奶仔猪血清生化指标的影响

血液生化指标作为评价动物健康状态与疾病的重要指标，与动物的新陈代谢密切相关[33]。血液中的总蛋白含量反映了机体的免疫能力和蛋白质利用率。白蛋白在肝脏合成，具有运输营养物质、维持血液渗透压稳定等功能，球蛋白是机体免疫器官合成，与机体免疫力相关联[34]。血清总蛋白含量的下降主要是由于白蛋白和球蛋白含量的下降，动物血液中蛋白质的减少可能归因于蛋白质和游离氨基酸代谢的变化[32]。血清尿素氮含量反映了仔猪体内蛋白质和氨基酸之间的代谢平衡，也可反映蛋白质的代谢情况，其数值与氮的利用率和氨基酸、蛋白质的平衡情况呈负相关[33]。本研究结果表明，断奶仔猪血清总蛋白、白蛋白、球蛋白和尿素氮含量各组之间无显著差异。由此推测，虽然挤压膨化大料的淀粉糊化度对断奶仔猪粗蛋白质表观消化率有一定的影响，但对血液中蛋白质和游离氨基酸代谢无显著影响。

4 结 论

在本试验条件下，挤压膨化大料淀粉糊化度超过90%会降低颗粒饲料的加工质量；随着挤压膨化大料淀粉糊化度的增加，断奶仔猪生长性能呈下降趋势，淀粉糊化度73%组的生长性能最好；挤压膨化大料淀粉糊化度80%组的干物质、粗蛋白质与粗脂肪表观消化率最高。综合考虑断奶仔猪生长性能、养分表观消化率、颗粒饲料加工质量和成本，挤压膨化大料的淀粉糊化度以73%最佳。