饲料的粗脂肪水平和调质温度对颗粒饲料硬度的影响

胡凯飞，王金荣*，于翠平，李国辉，杨 强，李凤利，宋彩晴

（1.河南工业大学生物工程学院，河南郑州 450001；2.河南农科牧业有限公司，河南新乡 453000）

目前，颗粒饲料的生产大都采用先蒸汽调质后制粒的工艺，调质温度的高低直接影响颗粒饲料的加工指标和饲喂效果。随着冷却塔冷却时间的延长和调质温度的升高，饲料硬度显著增加[1]。杨海峰等[2]研究发现随调制温度的升高，饲料中不饱和脂肪酸损失增加。段海涛等[3]研究了50～65℃范围内不同调质温度对饲料加工质量的影响，发现调质温度为65℃时颗粒饲料的淀粉糊化度、硬度和PDI均高于其他组。此外，饲料的组成也是影响颗粒饲料质量的重要因素。粗脂肪作为饲料的主要成分之一，其在饲料中的添加比例不仅直接影响颗粒饲料的能量水平，同时也会影响颗粒饲料的硬度。Thomas等[4]研究认为，增加饲料中油脂的添加量可以降低颗粒饲料的硬度；Bouvarel等[5]指出，在饲料中增加粗脂肪含量可以增加饲料能量，同时使饲料变软、色泽暗淡。但目前国内对饲料营养成分对饲料加工质量的影响研究却鲜有报道。本试验拟通过对饲料中脂肪添加水平的不同及改变调质温度，研究颗粒饲料的水分、硬度、颗粒耐久性指数（PDI）和淀粉糊化度等加工质量指标的变化规律，进一步探究饲料的粗脂肪含量和调质温度对颗粒饲料质量的影响。

1 材料与方法

1.1 主要试剂 淀粉脱支酶（6000 U/g，16V4N-PP，东京化成工业株式会社）；硫酸铜（分析纯，天津市恒兴化学试剂制造有限公司）；钨酸钠（分析纯，泰州市润东金属制品有限公司）；硫酸锌（分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司）；氢氧化钠（分析纯，天津市永大化学试剂有限公司）；石油醚（分析纯，天津市永大化学试剂有限公司）；以及其他实验室常用试剂。除特殊注明外，本试验所用试剂均为分析纯试剂，试验用水符合实验室2级标准。

1.2 主要仪器 设备环模颗粒机（SZLH420E）、调质器（STZJ360-1）和环模（L-0419 3.5/17.5）均为布勒（常州）机械有限公司；紫外可见分光光度计（T6新世纪，北京普析通用有限公司）；谷物硬度计（GWI-1，浙江托普云农科技股份有限公司）；箱式粉化率测定仪（JHFX2，中国饲料公司武汉粮食工业学院）。

1.3 饲料组成 试验所用的基础饲料为仔猪后期配合饲料（豆油添加量为0.9%），饲料配方见表1。在此配方的基础上添加或减少豆油，配制脂肪含量分别为3.37%、4.00%和4.65%的粉料（编号依次为Y1、Y2和Y3），委托河南农科牧业有限公司生产。

表1 仔猪后期配合饲料原料组成及营养化学成分 %

1.4 颗粒饲料编号及加工参数 对制粒粉料Y1、Y2和Y3进行调质的温度为60、70、80℃（编号为6、7、8），环模直径为3.50 mm，环模压缩比为5:1，生产9种饲料，自然条件下刚制完粒未经风干和风干1、2 d（编号为0、1、2），从制粒机环模处取样并直接封口保存的饲料为未经风干的颗粒饲料。饲料编号及加工参数见表2。

表2 饲料加工参数

1.5 检测指标 水分采用《饲料中水分的测定》（GB/T 6435-2014）[6]；粗脂肪采用《饲料中粗脂肪的测定》（GB/T 6433-2006）[7]；淀粉糊化度参考熊易强《饲料淀粉糊化度（熟化度）的测定》方法[8]测定；颗粒饲料硬度采用谷物硬度计直接测定[9]。取20 g左右样品饲料，用四分法从各部分选取同样长度的颗粒20粒，长度为7 cm，径向加压测定，结果以平均值计；PDI采用粉化仪进行测定[10]。取250 g样品，装入箱式粉化率测定仪内，使箱体回转5 min，停止后取出样品，用筛孔直径为2.80 mm的筛子在振筛机上筛理1 min，称取筛上物重量。

1.6 统计分析 数据分析采用SAS 9.0进行方差分析，以Duncan's法进行多重比较，P＜0.05表示差异显著。结果表示为平均值±标准误。

2 结 果

2.1 粉料质量分析 由表3可知，Y1、Y2和Y3的粗脂肪含量分别为3.37%、4.00%和4.65%，水分含量分别为11.20%、11.10%和10.91%，淀粉糊化度分别为14.45%、12.01%和13.68%。

表3 粉料质量分析结果 %

2.2 颗粒饲料质量分析 由表4可见，对于未经风干的颗粒饲料，在同一调质温度条件下，3种粉料制成的颗粒饲料淀粉糊化度均差异不显著（P＞0.05）。Y1-6、Y2-6和Y3-6颗粒饲料淀粉糊化度均值为21.58%，Y1-7、Y2-7和Y3-7颗粒饲料淀粉糊化度均值为24.17%；Y1-8、Y2-8和Y3-8颗粒饲料淀粉糊化度均值为29.63%；对于同一脂肪水平条件下，调质温度为60℃、70℃和80℃时颗粒饲料淀粉糊化度均显著提高（P＜0.05），与粉料相比，在调质温度为60℃、70℃和80℃时颗粒饲料淀粉糊化度分别增加了50.87%～84.18%、65.40%～100%和103.34%～147.87%（P＜0.05）。

表4 颗粒饲料质量分析结果

从表4还可以看出，与粉料相比，9种未经风干颗粒饲料水分含量随调质温度的升高而增加（P＜0.05）。与未经风干的颗粒饲料相比，在自然条件下风干1 d和2 d的颗粒饲料水分均显著降低，但风干2 d的颗粒饲料水分却高于风干1 d的颗粒饲料。未经风干的颗粒饲料水分含量在11.90%～13.80%，风干1 d的颗粒饲料水分含量在10.28%～10.95%，风干2 d的颗粒饲料水分在10.95%～11.59%。此外，9种未经风干颗粒饲料的硬度也差异显著（P＜0.05）。在同一温度条件下，颗粒饲料硬度随粗脂肪含量的增加而降低（P＜0.05）。在同一粗脂肪含量条件下，颗粒饲料硬度随调质温度升高而升高（P＜0.05）。风干1 d和2 d的颗粒饲料硬度与未经风干的颗粒饲料结果一致，颗粒饲料硬度随粗脂肪含量的增加而降低，随调质温度升高而升高（P＜0.05）；但与未经风干的饲料相比，风干1 d和2 d的颗粒饲料硬度出现了显著升高，而风干2 d的颗粒饲料硬度却低于风干1 d的颗粒饲料（P＜0.05）。

由图1可知，风干2 d颗粒饲料的硬度和PDI呈正相关，即颗粒饲料的PDI值随着饲料颗粒硬度增加而增大，其相关性方程：y=0.777x+64.05，相关系数R2=0.947。

3 讨 论

图1 风干2 d颗粒饲料的硬度与颗粒耐久性指数之间的相关性

饲料中的粗脂肪含量对颗粒饲料的硬度有很大影响，通常来讲，高脂肪含量的饲料往往颗粒硬度较低，但当饲料颗粒硬度过低时，又会出现粉化率过高进而影响颗粒饲料质量。Isabelle等[11]研究认为，在相同的加工工艺条件下，与低粗脂肪含量（3.8%）的颗粒饲料相比，高粗脂肪含量（7.5%）的颗粒饲料硬度降低了89.5%；对于低脂肪含量的颗粒饲料，与冷制粒的颗粒饲料相比，调质制粒的颗粒饲料硬度升高了87.0%。这与本试验的结果基本一致，对于未经风干的颗粒饲料，当调质温度为60℃，粗脂肪含量由3.37%提高到4.65%时，颗粒饲料硬度降低了30.6%；而粗脂肪含量为3.37%时，调质温度从60℃升高到80℃，颗粒饲料硬度升高了138.5%。这也进一步说明，高脂肪含量的饲料常规制粒时通常具有较低的颗粒硬度，但可以通过改变饲料加工工艺来提高颗粒饲料的硬度，从而达到改善颗粒饲料加工质量的目的。

颗粒饲料的水分随调质温度的升高而增加，但是由不同粉料制粒生产的未经风干的颗粒饲料水分存在较大差异，这可能是组成不同生产批次的原料存在差异所致。本研究中，与粉料相比，未经风干的颗粒饲料的水分、淀粉糊化度均显著提高。李艳聪等[12]研究发现，淀粉在高温、高水分的条件下容易糊化，在颗粒饲料制粒过程中起到天然的粘合作用。在正常制粒条件下，通过改变调质温度来改变淀粉糊化度，变化范围较小，一般在20%～30%[13]。这与本试验的结果基本一致，在3种不同调质温度下，颗粒饲料的淀粉糊化度出现了不同程度的升高，与此同时，60℃、70℃和80℃3种不同调质温度制得的颗粒饲料硬度也出现了显著性升高。对于风干2 d的颗粒饲料，颗粒饲料的PDI与颗粒饲料的硬度呈正相关，随调质温度的升高而增大，但却随着饲料中粗脂肪含量的升高而降低。胡彦茹等[14]报道指出，颗粒饲料的PDI随调质温度升高而升高；张现玲等[15]也报道指出，调质温度从65℃升高到90℃，可提高玉米-杂粕型颗粒饲料的PDI、硬度及淀粉糊化度。这与本试验结果基本一致，即提高调质温度可以提高颗粒饲料的淀粉糊化度，增加颗粒饲料的粘合力，从而导致颗粒饲料的硬度和PDI增加。

降低颗粒饲料的水分含量，可提高颗粒饲料的硬度。在本试验中，与风干1 d的颗粒饲料相比，风干2 d的颗粒饲料硬度并没有随着风干时间的延长而增加，这可能与风干条件有关。由于本试验是在实验室自然条件下进行风干，天气变化是影响风干的主要因素。颗粒饲料的水分含量不仅与风干时间有关，还与空气湿度有关。在试验过程中，由于空气湿度的增加，导致颗粒饲料水分升高，从而使颗粒饲料的硬度减少。刘焕龙[16]也指出提高空气湿度可增加冷却后的产品含水率。

4 结 论

颗粒饲料的粗脂肪含量、调质温度和水分含量均会影响颗粒饲料的硬度。在实际生产过程中，通过提高调质温度，使饲料的淀粉糊化度升高，提高了颗粒饲料的粘合力，提高饲料颗粒硬度。也可以通过降低饲料中粗脂肪或水分含量来提高颗粒饲料的硬度。另外，颗粒饲料的PDI与颗粒硬度呈正相关。

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