饲料膨化技术在动物生产中的应用研究

王 通，董延江，张岩彬，韩业东，吴 倩，冯大兴

(1.辽宁大成农牧实业有限公司，辽宁 沈阳 110100；2.辽宁省农业发展服务中心，辽宁 沈阳 110003)

1 膨化技术

膨化技术的应用流程是将含水的物料放进膨化机中，通过螺旋、推动的动作，将物料轴向移动，物料与机筒、螺旋结构以及物料之间相互摩擦，促使物料挤压、搅拌、剪切，进一步促进物料的细化均匀化处理，且机腔内部压力以及温度的不断提升，能够对物料进行进一步的高温、高压作用且剪切能力也有明显增强。物料组织便会出现复杂的物化调整，最后生成糊状物，此类饲料可自模孔喷出，在一瞬间受到压力变化的影响，导致物料膨化及结构疏松，孔隙较多，酥脆膨化性较强，即能够实现饲料的膨化处理。在饲料膨化操作时，物料的内部结构、外部形态以及组织之间均出现了较大的变化，物料膨化的质量与生产进料速度、加温度旋转速度、原材料水分以及模口等各参数之间的关系均非常密切。因此，膨化技术的实际应用情况对于饲料膨化质量非常重要。

2 膨化技术的优点

饲料在生产时通过膨化处理能够提升其蓬松感，香味独特，适口性优良且糊化度比较高，在动物养殖中的饲喂性较好，且脂肪以及蛋白质等有机物在膨化技术过程中，会从长链结构转变为短链结构，动物在进食之后的消化质量更高，吸收性能更好。

2.1 淀粉糊化和降解

饲料经挤压膨化之后，淀粉的变化主要体现在两方面。

1)淀粉的糊化，膨化技术的实施，能够促进玉米中淀粉分子的分散，能够对其晶体结构进行分解处理，晶体结构可发展至吸水解体状态，氢键在此过程中会出现断裂，而淀粉颗粒在膨胀过程中也会出现破碎，最终变为黏稠的熔融体，经过膨化机出风口压力的瞬间释放，蒸汽会大量蒸发，淀粉的膨胀颗粒也会迅速崩解，实现淀粉的糊化处理，最终获得多孔、细腻的膨化。

2)玉米淀粉降解变化，淀粉的平均分子量比较小，经破裂降解之后，能够产生大量的麦芽糊，此类物质属于小分子寡糖类物质[1]。经糊化之后的淀粉在吸水性方面的功能更强，与普通淀粉相比，其黏接性能优良，能够有效减少生产中淀粉的需求量，糊化淀粉能够促进蛋白质与淀粉之间的紧密贴合，可以实现不可降解蛋白的形成，此类蛋白则为过瘤胃蛋白，对于反刍类蛋白质利用率的提升也有帮助[2]。

2.2 蛋白质变性

饲料含有丰富的蛋白质，其在膨化机内进行高温、高压、高剪切处理之后，结构会受到破坏，蛋白质分子也会出现不同程度的伸展以及重组，蛋白质分子的表面更为均匀，分子之间的二硫键以及氢键等会出现不同程度的断裂，蛋白质的性状也会出现变化，蛋白质的性状变化程度与其膨化过程中的受挤压程度以及时间等均有非常密切的联系[3]。膨化过程中也可能会导致营养因子钝化。比如大豆在膨化反应时，可能会导致胰蛋白酶抑制因子、尿酶以及血球凝聚素水平会有下降。而菜籽粕经膨化处理之后，芥子酶以其分解硫苷所造成的芥子甙等多酚类化合物也会有所减少[4]。

羽毛在禽类体重中的占比在5%～11%，是由表皮细胞角化生长产生的衍生物，禽类羽毛杆以及其下脚料是家禽屠宰加工中产生的副产品，禽类羽毛的蛋白质含量极高，能够达到75%～90%，将其应用在饲料制备中，能够提供充分的蛋白质供应。但是羽毛粉中蛋白质大多为多肽链沿纤维轴平行螺旋状态，其形状结构为索状结构，其中的二硫键、交联键以及氢键作用力非常强，且结构的稳定性较好，难以在动物体内进行消化及吸收[5]。如羽毛粉未经处理，则其使用价值不高，在体外胃蛋白酶的消化率仅能够达到7%，但经膨化处理之后，能够促进羽毛中角蛋白的变性以及分解，对于其空间结构的破坏也有帮助，能够将其转换为吸收率高的蛋白质形态，对于饲用之后的消化率提升也有帮助，经膨化之后，羽毛粉的体外消化率能够从7%上升至70%以上。

2.3 脂肪释放

脂肪在膨化作用下，能够利用挤压加工的方式，对油脂的细胞壁进行破坏，促进油脂的释放，此类加工方式对于油脂利用率的提升有所帮助。经膨化加工之后，脂肪的消化率能够达到油脂的消化率水平，且膨化之后还能够促进脂肪与蛋白和淀粉形成复合产物，如脂多糖、脂蛋白等，能够减少饲料中游离脂肪酸的含量水平，同时能够抑制脂酶的作用程度，减轻油脂的降解速度，对于产品储存以及运输过程中油脂的酸钙均能够起到显著的抑制以及预防效果[6]。

2.4 增加适口性和消化率

膨化饲料的颗粒度均较小，且较为酥脆，有非常浓郁的焦香味，适口性水平也有明显提升，经膨化处理之后的饲料结构主要为松散无序状，能够促进酶与饲料结构接触面积的增加，空间阻力也明显降低，不管是肽链以及淀粉链均大量裸露在外，对于酶的作用速度也有明显促进，消化吸收率有所升高，营养供应性能更为优良[7]。

2.5 提高纤维可溶性

挤压膨化技术的实施，对于饲料中粗纤维含量的降低也有帮助。挤压过程中温度、湿度、压力以及膨胀的共同作用能够促进细胞壁、细胞间木质素的融化分解，氢键的断裂性也有增强，洁净度低，高分子物质能在此环境下出现强烈的分解反应，紧密结构也会变得蓬松柔软，可消化物质丰富，能够促进纤维素消化以及吸收水平的提高。

2.6 延长饲料保质期、减少致病菌

饲料膨化能够减少饲料中霉菌、细菌以及真菌的占比，对于饲料安全性的提升以及卫生品质的保证也非常有利。比如在高压、高温环境下对饲料进行膨化处理，能够有效减少黄曲霉、大肠杆菌以及霉菌的占比，动物进食之后下痢、肠炎、大肠杆菌疾病的发生率有明显下降[8]。

3 膨化技术的缺点

脂类以及蛋淀粉类物质会在膨化技术的作用下结合为淀粉酯类络合物，此类络合物对α-淀粉酶的抵抗性能较强，而在加工加压环境之下，还原糖以及有利于氨基酸的美拉德反应也会发生，饲料中游离氨基酸以及还原糖的含量会有所降低，而该反应所产生的复合物则难以被动物消化吸收，进而会导致饲料中氨基酸以及蛋白质的消化率下降，营养供应质量受限[9]。压力、温度、摩擦力以及水分的含量变化，均会对维生素的保有量产生影响。膨化饲料中VD、单硝酸硫铵素、VA以及叶酸的损失率能够达到11%，盐酸硫铵素的损失率为17%，VC以及VK的损失率能够达到50%[10]。另外，膨化机的电费、购置费用、维护费用以及折旧费用等也是非常大的一笔支出。此类费用均需要加在膨化饲料成本上，势必会导致其投入增加，价格升高，进而导致养殖成本增加，养殖户的选择率会有所下降[11]。

4 膨化技术在动物生产中的应用

仔猪的消化功能尚处于发育水平，对于各类饲料的消化吸收能力较差，因此在饲喂时对于饲料的要求非常高，未经膨化的饲料淀粉糊化度较低，灭菌质量较差，容易导致仔猪出现消化道应激情况，致使仔猪下痢，影响仔猪的正常生长发育[12]。研究表明，膨化处理能够有效降低大豆蛋白质中球蛋白抗原成分含量，对于过敏反应的预防效果显著，仔猪腹泻的发生率更低。膨化饲料与颗粒饲料相比，能够缩短牲畜的育肥时间，增加经济效益。

膨化技术的实施，对于反刍性动物尿素利用率的提高有促进作用，有助于瘤胃蛋白质总量水平的提升[13]。有统计表明，未经膨化处理与经膨化处理的饲料过瘤胃蛋白含量的差别非常大，比如小麦、大麦、燕麦等常见谷物未经膨化处理饲料的过瘤胃蛋白含量为10%～20%，在130℃下进行膨化处理后饲料的过瘤胃蛋白含量升高到25%～35%；全脂大豆未经膨化处理饲料的过瘤胃蛋白含量低于10%，在130℃下进行膨化处理后饲料的过瘤胃蛋白含量升高到25%～30%；原生大豆粉未经膨化处理饲料的过瘤胃蛋白含量为35%～45%，在130℃下进行膨化处理后饲料的过瘤胃蛋白含量升高到45%～50%；原生葡萄渣粉未经膨化处理饲料的过瘤胃蛋白含量为25%～35%，在130℃下进行膨化处理后饲料的过瘤胃蛋白含量升高到35%～45%。可见，膨化处理能够有效提升蛋白质的吸收率，进而可降低动物蛋白质以及植物蛋白质的添加量，动物的消化率高，利用率较好，能够起到降低养殖成本的作用[14]。

对奶牛饲喂膨化饲料后，其乳脂率有明显下降，而增乳效果则有明显提升，且增乳效果与奶牛本身的产乳量密切相关，效果随着产奶量的增加而越发显著。另外，膨化日粮的饲喂对于肉牛以及犊牛的增重也有帮助，日增重效果优良。

5 结语

近十几年饲料膨化加工技术的发展速度较快，加工设备以及加工工艺也日益精进，膨化饲料品质优良且加工成本越来越低。与传统饲料相比，膨化技术的实施能够在较低投入水平的基础上获得更高的收益效果，能够有效提升瘤胃蛋白质含量水平，加快各类营养物质在牲畜瘤胃中的降解以及吸收速度，能够保证产品的无菌化生产，优化饲料产品结构，更为全面充足地满足动物的营养需求。但对于膨化技术仍然有众多学者持不同意见，造成此类情况的原因，主要是由于膨化饲料的生产工艺以及膨化程度存在差别。因此，在实际膨化饲料生产中，仍然需要明确各环节的工艺要求以及生产特点，进一步规范各类饲料的膨化参数以及膨化程度，保证膨化饲料的标准稳定[15]。