饲料预消化技术的研究进展

张 勇，陈 业，朱宇旌，李方方，权志忠

（1.沈阳农业大学畜牧兽医学院，沈阳 110866； 2.沈阳康普利德生物技术公司，沈阳 110866）

饲料预消化技术的研究进展

张 勇1，陈 业1，朱宇旌1，李方方1，权志忠2

（1.沈阳农业大学畜牧兽医学院，沈阳 110866； 2.沈阳康普利德生物技术公司，沈阳 110866）

阐述了饲料的预消化技术的研究现状，现阶段饲料预消化技术应用的主要方向。饲料经过预消化，可最大限度地提高饲料营养成分的可消化状况，减少抗营养因子和有害杂质，以达到提高动物对原料营养物质的消化吸收利用率，同时实现动物营养保健的目的。

饲料预消化；酶制剂；膨化；微生物发酵

饲料预消化技术是在动物机体外，预先进行饲料辅助消化，减少饲料在动物体内消化的压力，使原料中不能消化的营养物质转变成能被动物消化的营养物质，难消化吸收的营养成分转变成动物更易于消化吸收的营养成分，且降低原料中的抗营养因子和有毒有害杂质含量，增加饲料中的有益因子，以达到提高畜禽对原料营养物质的消化吸收利用率和畜禽营养保健的新型饲料加工技术，这是在传统营养学领域之外开辟了一个新的营养领域。本文对饲料预消化技术的研究现状进行综述。

1  研究现状

为了提高畜禽日粮的消化吸收率，人们已经做了许多相关的研究，以前大多数都集中于对现有的饲料配方、加工工艺进行改进、在饲料中添加剂和酶制剂的应用。饲料预消化技术现已受到越来越多的关注，但现在饲料预消化技术还没有形成一个完整的理论体系。

1.1 现阶段应用的主要方向

目前预消化的底物主要有2种，一种是全价饲料，另一种是某种或几种单一原料。因底物的不同主要发展为2个方向，前者预消化完毕直接饲喂畜禽，而后者预消化完后再与其他原料配合成饲料，或者进行下一步预消化。现行的发酵预消化也分成这2个研究方向，针对这2种发酵底物的比较研究也比较多[1-2]，结果却是不尽相同；而酶制剂预消化主要用于全价饲料的预消化。

表1 饲粮中主要营养成分的表观代谢率测定结果 %

1.2 酶制剂预消化对饲料可利用养分的影响

无机磷、酸性洗涤纤维和还原糖含量是反映加酶饲料体外预消化效果的重要指标[3]。无机磷是饲料中可以利用磷的主要形式，植酸酶则可将难以被动物利用的植酸磷分解为无机磷。酸性洗涤纤维主要包括纤维素和木质素等， 其含量过高会影响动物对其他营养物质的消化吸收率， 纤维素酶类可将其降解。还原糖则是多糖类被酶分解后的主要产物， 其含量高表明饲料可利用养分增加。

酶制剂预消化中使用的饲用复合酶制剂一般都含有纤维素酶、木聚糖酶、果胶酶等，这些酶相互之间协同作用后可以破坏植物的细胞壁，使被包裹在其中的淀粉和蛋白质等营养成分得以释放出来，从而有利于动物机体对其进行消化与吸收；纤维素酶系还可以消除植物性饲料中存在的果胶、半纤维素、戊聚糖等成分所引起的抗营养作用。这是由于当这些成分未被相关的酶分解时，即会被游离在消化道(主要指肠道)的内容液中，使肠道内容物的黏度增加，导致饲料养分的消化率降低。而人工加入的这些外源酶即能对植物性饲料中的果胶、半纤维素、戊聚糖等成分发生分解作用，达到了降低肠道内容物黏度，提高饲料养分吸收利用率的效果。因此饲用酶制剂添加有利于提高各类动物饲粮中有效养分的含量。常规直接添加饲用酶制剂的方法效果不明显，而饲料中加酶并且经过预消化处理后则能显著提高鸡对饲料中营养物质的利用率。

1）在加酶预消化饲料对蛋鸡代谢的影响试验中证明，加酶预消化饲料与不加酶饲料在能量、粗蛋白、钙、磷代谢中差异极显著；加酶预消化饲料与加酶饲料在粗蛋白、磷代谢差异极显著，能量、钙代谢差异显著。结果表明加酶饲料经预消化处理后，均提高了鸡对饲料中蛋白质、能量、钙和磷的代谢利用率，且对蛋白质、能量和磷代谢率的影响最明显，如表1所示[4]。

2）饲料中加酶并在正常含水量（14.5%）、较高温度（45 ℃）条件下预消化30 min可取得较显著的预消化处理效果，与加酶未处理饲料和不加酶饲料的对照组相比，酸性洗涤纤维含量降低了9.64%，还原糖含量升高了2.937倍，水溶性磷含量提高了80.00%，差异极显著，如表2所示[5]。

图1为根据饲料预消化原理设计的工艺流程图。首先对饲料混合机进行适当改造，在混合机机身偏上2/3处两侧错位钻4孔，接通蒸汽管道，然后于机身偏下1/3 处钻1孔以安装电子感应测温装置，并在混合机上方的备用进料口安装1料斗，以便加入酶制剂。饲料进入混合机前部分饲料进行先进行分步预消化处理，如图：A、B、C分别先进行膨化预消化、加酸预消化、发酵脱毒预消化，D进行膨化预消化和发酵脱毒预消化。物料经粉碎后进入混合机，充分混匀的同时通入热蒸汽使物料升温，通过电子感应测温计控制物料温度，达到酶预消化处理最适温度时蒸汽自动停止通入，并根据现场实测物料水分，调节混合机内含水量。随后经过混合机上方的料斗加入酶制剂，并搅拌混匀后放料进预消化仓进行酶制剂预消化或者生物预消化。完成预消化处理后，物料通入后段工序进行调质制粒。

表2 加酶饲料体外预消化处理效果 %

图1 饲料预消化生产工艺流程图

2  饲料预消化生产的关键点

2.1 充分了解动物自身的消化道特点

针对不同动物消化道特点，鸡的消化道短，饲料在消化道停留的时间短，雏鸡和仔猪的消化道发育不完全，预消化处理的关键点应集中降低消化负担，将营养物质转变为更容易被消化酶作用和可吸收的小分子物质，直接被动物利用。反刍动物因瘤胃的存在，所以反刍饲料预消化还需要关注粗料和精料的平衡。

2.2 特殊处理以减少抗营养因子和有毒害的杂质

很多饲料中均含有大量的抗营养因子和有害物质，进行体外预消化处理，可以消除大部分抗营养因子，但部分有害物质和抗营养因子需要对其进行单一的处理，才能达到预期的效果，并有效控制饲料成本。

2.3 改善适口性，提高采食量

饲料经预消化处理可以明显改善适口性和消化率，而养分消化率的提高是提升采食量的关键，但如果经过预消化后，同时再能采用采食量调控技术，进一步提高动物的采食量，将更有利于预消化饲料的价值的实现。

2.4 关注动物的营养与保健

为了使动物长期保持较高的生产性能，动物机体处于高度的启动状态，特别是长期高度应激必然会造成机体过度消耗，使机体抵抗力下降，对某些营养素的需求量增加，造成疾病或损伤发生，在应激不可改变的情况下，动物防御应激最有效的办法是通过补充营养提高自身抵抗应激的能力。调控饲料预消化过程使其产生可对抗动物应激比较有效的维生素、有益微生物、小肽、氨基酸、活性蛋白、易消化糖类等物质，是预消化饲料生产的关键。

3  需要解决的问题

1)饲料预消化技术还没有一个成熟完整的饲料加工体系，加工工艺比较复杂，各种预消化处理之间既需要独立还需要相互的协作才能完成整个饲料的预消化，生产效率较低，成本较高。

2)不同生理阶段的动物对预消化产物的需求有所不同，需要生产针对不同动物生理阶段设计不同预消化工艺反应条件，工艺仍需进一步完善和提高。

3)如何降低预消化处理对饲料中营养成分的损耗，比如氨基酸，维生素的损耗；同时预消化也产生了很多的未知促生长因子，但作用机理并不明确，有待进一步研究。

4  饲料预消化技术的前景

饲料预消化技术是一项全新的饲料加工技术体系，其研究范围涉及动物生理学、生物化学、酶工程、生物工程、饲料学、动物营养学及食品加工工艺学，是一个交叉学科技术。当前原料价格飙升，饲料行业竞争日益激烈，采用何种加工方式才能更有效地提升饲料原料的消化率仍然是饲料行业关注的焦点，饲料预消化技术通过对饲料进行体外预消化处理，可以为动物提供更容易吸收的营养物质，提高消化吸收率，还可以节约大量的饲料原料，最终提高企业的经济效益。随着技术体系不断成熟，预消化饲料将推动饲料业和养殖业不断向前发展。

[1] Scholten R H J， C M C Vander Peet-Schwering， L.A. den Hartog，et a1. Fermented wheat in liquid diets：Effects on gastrointestinal aracteristics in weaning piglets[J]. J. Anim. Sci，2002(80)：1179-1186.

[2] Canibe N，Jensen B B. Fermented liquid feed and fermented grain to piglets-effect on strointestinal ecology and growth performance[J]. vestock Science，2007(108)：198-201.

[3] 章世元，朱沛霁，张小军，等. 加酶饲料预消化处理工艺参数探讨[J].中国饲料，2001(24)：22-23.

[4] 徐炜. 加酶饲料预消化技术及生产工艺研究[D].无锡：江南大学，2009：18.

[5] 章世元，李海滨，朱沛霁，等.加酶饲料预消化处理工艺研究[J].中国饲料，2002(4)：8-9.

2015-03-19)

国家自然科学基金（31440082；31101253）

张勇，教授，硕士生导师。E-mail：syndzhy@126.com