饲料加工工艺对家禽饲料营养价值的影响

■张璐璐 马 磊 卫旭彪 张日俊

（中国农业大学饲料生物技术实验室动物营养学国家重点实验室，北京 100193）

家禽饲料通常分为粉状料和颗粒状料两种形式。相较于颗粒饲料，粉状饲料加工制作更容易，成本较低，在蛋鸡饲料中应用较多。在蛋鸡的养殖生产过程中，采用颗粒状饲料会使饲料在鸡胃中滞留时间短、采食量增加，进而导致鸡的体内脂肪积存过多，影响其骨骼和内脏的生长和发育，使其功能减退，产蛋率和产蛋质量下降。除此之外，采用颗粒料还存在着成本相对较高，因此在蛋鸡的养殖过程中，一般只在雏鸡阶段使用，其他阶段使用较少。而采用大颗粒粉状饲料除具有价格相对低廉的优点外，还能延长其采食时间。增加其能量的消耗，进而减少了蛋鸡体内多余脂肪的积累量[1]。对于肉鸡生产，使用颗粒料较粉料有很多优势。采食颗粒料的肉仔鸡日增重与饲料转化率均优于粉料组，且肉仔鸡采食全颗粒料时，生产性能也高于采食粉状饲料[2]。

饲料的品质高低不仅取决于其配方的好坏、原材料的优劣，更取决于饲料的加工工艺。饲料加工过程中所伴随的一系列物理、化学变化会影响到饲料中各营养组分的加工利用率和动物的生产性能[3]。目前市场上的粉状饲料基本上都属于生粉料，仅仅是采用粉碎、配料、混合这几道工序，未经过熟化灭菌工艺处理，存在很多问题：如饲料中含菌率高，影响饲养安全；混合均匀度差；消化吸收率低，仅为约60%～85%[4]；饲料中微量组分或药物不匀；蛋鸡质量差异大，死淘率高，达20%以上；产蛋量低，料蛋比偏高；鸡蛋安全性差，破损率高等[5]。因此，本文综述了饲料加工过程中粉状料熟化工艺和颗粒状料加工工艺对家禽饲料营养价值的影响，旨在指导家禽饲料生产过程中合理选择饲料加工工艺。

1 粉状饲料熟化工艺

熟化工艺主要包括熟化调质（水、热处理）、保温均质、干燥、冷却、混合（添加微量组分）等工序。目前粉状饲料熟化工艺主要分为原料挤压膨化（膨胀）的粉状熟化工艺、高水分熟化混合机的粉状熟化工艺、调质均质的粉状熟化工艺三种。

1.1 挤压膨化

饲料的粉状熟化中原料挤压膨化工艺是指饲料原料在水分、热、机械剪切力以及压力差等的综合作用下原料中的淀粉发生糊化的过程。饲料原料在与蒸汽和水混合过程中，物料中淀粉非结晶区吸水膨胀，当物料经过膨化腔时，由于温度的骤增以及螺旋叶片的揉捏，淀粉加速吸水，淀粉晶体氢键断裂并开始解体，淀粉粒破裂形成一种黏稠的熔融体，由于出口处压力的瞬间降低，水分迅速蒸发，膨胀的淀粉粒发生崩解，淀粉糊化[6]。经过原料挤压膨化的粉状饲料由于经过高温高压处理熟化度相对较好，饲料中淀粉的糊化度高达80%以上，且由于这种工艺所生产的饲料含菌率低、抗营养因子灭活程度高，符合蛋鸡的饲喂要求。然而，由于这种生产工艺存在生产过程中动耗高、操作难度大且维生素以及抗氧化物质流失量大的问题[7]，如果想规模化的应用于禽料生产中还需要解决动耗和养分流失问题。

1.2 高水分熟化

高水分熟化混合机的粉状熟化工艺是利用水、热处理的过程，其本质是将气相(蒸汽)、液相(细微分散的水滴)的热量和质量向固相(粉状物料)传递交换过程，即将调制过程中的蒸汽中的热量和质量通过粉状颗粒物料的外表面转移至内部的过程[4]，高水分熟化工艺因在加工过程中存在高温和高湿环节，使饲料中的病原体蛋白质发生凝固，从而达到灭活饲料中所存在的病原体[8]。该项工艺操作简便，适于规模化生产，但是由于采用高水分熟化工艺使得加工完成后饲料中水分高达20%以上，若要投入使用需经进一步的加工干燥。由此可见，干燥工艺是制约高水分熟化工艺大规模使用的关键环节，若能简化干燥工艺则利用高水分熟化工艺加工生产粉状饲料具有很大市场前景。

1.3 调质均质

调质均质的粉状熟化工艺是在指制粒调质工艺的基础上，加强均质功能进而达到饲料熟化效果的加工工艺。调质时蒸汽被加入粉料中，粉料的温度和湿度升高，粉料中的淀粉随之糊化。只有经过足够的保温均质时间，才能达到最佳熟化调质效果，从而获得符合蛋鸡食用安全及消化率较高的饲料。该工艺存在结构简单、动耗低等优点[9]，因此在生产过程中对此加工工艺进行改进，达到减少调质时间的同时提高饲料生产效率的目的，该加工工艺将会拥有很大的发展空间。

熟化可杀死沙门氏菌等致病菌、破坏和灭活蛋白酶抑制剂等有害因子、使淀粉糊化和蛋白变性提高饲料利用率并减少自动分级等现象。如果能够完善粉料熟化工艺参数，通过对热敏性组分进行“包被”、“微胶囊”处理或在调质、膨化后添加液体热敏性组分来降低热加工对热敏性组分造成的损失，达到有效成分的保真[10]。粉状饲料熟化工艺将在国内外得到大规模的推广应用，从而达到节省蛋鸡饲料的生产成本、提高饲料生产效益的目的，带来良好的社会效益和经济效益。卧式桨叶分批杀菌机工艺、立式分批蒸气杀菌机工艺和卧式桨叶连续杀菌机工艺[11]的发明将推动蛋鸡粉料熟化工艺。

2 制粒工艺的改进

普通制粒工艺包括环模制粒和平模制粒。饲料的制粒过程中，在水分、温度以及压力的综合作用下，饲料中病原微生物被进一步杀灭，淀粉发生糊化，蛋白变性，能被饲喂动物更迅速地消化饲料，转化为体重的增加。于此同时，这种制粒工艺避免了动物因挑食造成的营养不均衡的弊端，使动物均匀采食，提高了动物对营养物质的利用率[12]。相较于粉状饲料，使用全价颗粒料饲喂禽类和猪，其饲料转化率可提高10%～12%，饲喂肉鸡料肉比可降低3%～10%。饲用颗粒料可提高肉仔鸡的平均日采食量、平均日增重和屠宰性能[13]。然而由于在制粒的过程中存在的高温环境以及延长制粒时间均会导致饲料中氧化还原反应增强，维生素损失。此外，在制粒工艺中伴随发生的美拉德反应以及氧化作用对饲料中的一些敏感性氨基酸，如胱氨酸、赖氨酸、精氨酸以及丝氨酸会产生一定的不利影响。因此，为了降低制粒造成的不利影响现在又出现一些新的改善措施：添加膨化玉米低温制粒工艺、二次制粒工艺和大料膨胀低温制粒工艺。

2.1 膨化玉米低温制粒工艺

在添加膨化玉米低温制粒工艺中，首先分别膨化玉米和大豆，并对膨化后的大宗原料进行粉碎，随后将为膨化的玉米粉和其余的不需粉碎的大宗原料、预混料以及乳清粉等进行配料，最后对这些原料进行低温制粒即可得到膨化颗粒饲料。研究人员通过仔猪的保育试验证明饲喂膨化的玉米饲料能够提高仔猪的采食量以及改善仔猪体增重等生产性能[14-15]。

2.2 二次制粒工艺

与普通制粒工艺相比，二次制粒工艺将单次的高温制粒变为一次高温制粒及一次低温制粒，具体操作流程为：首先是第一次的高温制粒，对玉米、豆粕等大宗原料进行除杂粉碎，将其与其他原料如鱼粉等配料，随后将所配饲料原料进行第一次的高温制粒，制粒过程中需保证饲料原料与蒸汽的充分混合与熟化；接下来为第二的低温制粒，将高温制粒后的原料再次进行微粉碎，随后与乳清粉、预混料以及其他饲料添加剂进行充分混匀，然后进行饲料原料的第二次低温制粒；最后对制粒后的饲料进行冷却分级得到所需要的饲料成品[16]。与普通制粒工艺相比二次制粒虽然动力消耗较大，但因其具有制粒工艺容易控制，所制得的颗粒饲料质量较高，产量大等优点，适合较大规模企业的大批量生产使用。

2.3 大料膨胀低温制粒工艺

所谓大料膨胀低温制粒工艺是指在将玉米、豆粕等先经过高温膨胀，然后经粉碎后再与其他预混料以及添加剂等混合低温制粒[16]。在经过高温挤压后，物料可以被有效地熟化杀菌，并且淀粉也可以被进一步的水解、熟化，进而提高动物对饲料的消化率。除此之外，饲料原料在膨胀加工后，饲料原料中的细胞壁的主要成分木质素和纤维等被破坏，提高了仔猪对细胞壁成分的消化率，进而促进仔猪对饲料中的粗纤维的利用。因此，大料低温膨胀制粒工艺不仅可以保留饲料原料中各种物质的活性，使饲料营养全面，而且经过膨胀处理过后颗粒饲料的PDI得以改善，具有饲料颗粒松软、乳清粉不黏结，诱食性好的优点[17]。相对于普通处理，膨胀加工处理具有处理量大，应用范围广，节能环保，避免物料过度熟化等优势，符合当前低碳节能的发展要求，因此在发达国家已被大规模应用，但是国内高耗能的膨化机使用范围广，膨胀器的应用还有待于进一步的推广使用。

3 蒸汽压片技术

蒸汽压片技术已经在反刍动物中取得好的效果[18-19]，Lawlor等[20]对断奶仔猪的研究证明蒸汽压片玉米对断奶仔猪的生长性能并没有显著的影响。但李忠荣等通过研究不同加工处理的玉米对断奶仔猪生长性能的影响发现蒸汽压片玉米不仅可以提高断奶仔猪的体增重和采食量，而且可以降低断奶仔猪的腹泻率[21]。另外，王磊等对不同饲料原料对肉鸡养分生物学效价的影响发现，蒸汽压片玉米能显著提高肉鸡对玉米常规养分的代谢率、代谢能值和氨基酸利用率，减少肉仔鸡的排便率及减少粪便中的氮排泄量进而减少养殖过程中的环境污染[22]。因此此类技术通过进一步的探索也可以尝试着应用于制粒工艺中。

随着微生物学科的发展，各种益生菌制剂或者发酵产品将会应用到饲料生产当中[23-24]。如何能改善制粒工艺，降低制粒温度又不降低制粒的效果，使益生菌制剂符合添加要求值得我们进一步探讨。这就需要我们借鉴以上新的制粒工艺，将其应用于禽料生产中来。以上几种制粒改进方法的积极效果在猪等经济动物上已经得到一些验证，但是家禽饲料的加工工艺还有待于进一步开发利用。研究证明，饲料形态、加工工艺与家禽的行为、生产性能等确实存在相互作用，如果能够将加工工艺学和动物营养学有机结合起来，在控制饲料加工设备投资和降低能耗的前提下有效地提高禽生产性能，将会为整个禽业和饲料业提供广阔的发展空间。