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饲料膨化技术在动物生产中的应用

  摘 要:膨化技术是现代饲料加工中普遍应用的一项技术。饲料通过膨化技术加工后,可以使饲料中的淀粉糊化和降解、蛋白质变性、降低抗营养因子、增加适口性等诸多优点;但也存在生成不易消化物质、破坏维生素、增加成本等不利因素。文章概述了饲料膨化技术及其优缺点。

  关键词:膨化;优点;缺点;饲料

  1 膨化技术

  膨化技术是指含有一定水分的物料被送入挤压膨化机中,在螺杆、螺旋的推动作用下,物料向前成轴向移动,物料与螺旋、物料与机筒以及物料内部的机械磨擦作用,物料被强烈地挤压、搅拌、剪切,使物料进一步细化、均化,随之机腔内部压力和温度不断加大和升高,物料在高温、高压、高剪切力的作用下,使物料组分发生了复杂的物化变化。最后糊状物料由模孔喷出,瞬间产生了压力差,物料被膨化,形成结构疏松、多孔、酥脆的膨化产品,从而达到挤压膨化的目的。膨化过程中,物料在质构、组织和外观上都发生了很大的变化。物料膨化的效果与挤压温度、进料速度、原料水分、螺杆转速、模口大小等技术参数关系密切。

  2 膨化技术的优点

  饲料原料经膨化处理后,具有独特的香味和蓬松感,适口性好,糊化度高,具有很好的诱食作用。同时,部分蛋白质和脂肪等有机物的长链结构变为短链结构,使动物更容易消化吸收。

  2.1 淀粉糊化和降解

  挤压膨化后,淀粉主要发生了两方面的变化。一是淀粉糊化,膨化过程拆散生玉米中淀粉分子的致密的晶体结构,晶体结构开始吸水解体,氢键开始断裂,膨胀的淀粉颗粒破裂,变成一种黏稠的熔融体。在膨化机出口处由于瞬间压力骤降,蒸汽瞬间散失使大量的膨胀淀粉颗粒崩解,淀粉糊化,形成有许多微孔的膨化玉米。另一方面是淀粉降解,淀粉平均分子量明显减小,通过裂解可以产生麦芽糊精等小分子寡糖。糊化的淀粉具有很强的吸水性和比普通淀粉强得多的黏接功能,可减少生产中淀粉的使用量,为其他原料提供了更多的选择机会。糊化淀粉将蛋白质紧密地与淀粉基质结合在一起,形成瘤胃不可降解蛋白,即过瘤胃蛋白,可提高反刍动物对蛋白质的利用。

  2.2 蛋白质变性

  含蛋白质的物料在挤压机内受到高温、高压、高剪切力的综合作用,蛋白质的3级和4级结构被破坏,蛋白质分子结构伸展、重组,表面趋向均匀化,分子间氢键、二硫键等部分断裂,导致蛋白质最终变性。蛋白质产生变性的程度与挤压过程中的参数有密切关系。膨化过程也钝化了许多抗营养因子,如大豆中的尿酶、胰蛋白酶抑制因子和血球凝聚素,菜籽粕中的芥子酶及其分解硫苷产生的芥子甙等多酚类化合物,棉籽中的棉酚等。

  羽毛是禽类表皮细胞角质化的衍生物,占体重5%~11%。羽毛杆及其下脚料是家禽屠宰加工或羽绒制品的副产品,蛋白质含量75%~90%,它是一种优质饲料蛋白质原料。但羽毛粉的蛋白质多数是由几条多肽链沿纤维轴平行螺旋排列而成的一种索状结构,链间含大量的交联键、二硫键、氢键及疏水作用力,因此其结构非常稳定,不易被动物消化利用。未经处理的羽毛粉饲用价值非常低,体外胃蛋白酶消化率仅为7%左右。经过膨化后,羽毛中角质蛋白变性,破解角质蛋白的空间结构,使其变成可消化吸收的状态,提高了消化率。研究表明,膨化羽毛粉体外消化率可达70%以上,高于水解羽毛粉20%~30%。

  2.3 脂肪释放

  挤压加工破坏油籽的细胞壁,使其中的油脂释放出来,这种加工方法能改善油脂的利用率。在理想的加工条件下,这样加工的脂肪的消化率接近浸出粕加工提取的油脂的消化率。膨化还可将脂肪与淀粉或蛋白一起形成复合产物脂蛋白或脂多糖,降低了游离脂肪酸含量,同时钝化了脂酶,抑制了油脂的降解,减少了产品贮存与运输过程中油脂成分的酸败。

  2.4 增加适口性和消化率

  膨化的饲料的颗粒度小、酥脆,且放出焦香味,适口性提高。膨化后的饲料呈松散无序的结构,这种变化为酶的作用提供了更大的接触面积,空间位阻减小,淀粉链和肽链裸露,加快了酶的作用速度,有利于饲料的消化吸收,进而提高了饲料消化率。


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