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膨化工藝促進(jìn)水產(chǎn)飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值-濟(jì)南大鵬膨化機(jī)械
閱讀：273 發(fā)布時(shí)間：2010-12-22魚類養(yǎng)殖生產(chǎn)上開支zui大的一項(xiàng)是養(yǎng)殖飼料。一般情況下飼料支出約占養(yǎng)殖成本的60%～75%。由此可見，采用恰當(dāng)?shù)娘暳霞庸ぜ夹g(shù)，提高飼料的利用效率，對(duì)于節(jié)約養(yǎng)殖成本，具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。而同時(shí)，飼料加工的目的也正是為了充分挖掘和發(fā)揮飼料的潛在營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，提高產(chǎn)品質(zhì)量和飼養(yǎng)效果。
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飼料加工對(duì)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)的影響一直是飼料加工工藝學(xué)家和營(yíng)養(yǎng)學(xué)家共同關(guān)心的問題，它是科學(xué)配方得以實(shí)現(xiàn)的保證。將加工工藝學(xué)科與動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)科有機(jī)結(jié)合，使得動(dòng)物生產(chǎn)性能、機(jī)體健康和動(dòng)物產(chǎn)品的質(zhì)量有更大的提高。近年來，隨著養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)飼料品質(zhì)的要求越來越高，同時(shí)，飼料加工方法和加工技術(shù)也在不斷拓展和進(jìn)步。為適應(yīng)這一發(fā)展需要，人們對(duì)加工過程對(duì)營(yíng)養(yǎng)影響的研究，即加工過程對(duì)飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和動(dòng)物生產(chǎn)性能影響的研究越來越重視。為此，本文把近年來實(shí)驗(yàn)室的有關(guān)研究結(jié)果作一總結(jié)。
一、問題的提出
目前，大家對(duì)膨化飼料*性的觀點(diǎn)比較一致，其認(rèn)識(shí)多半是根據(jù)國(guó)外對(duì)斑點(diǎn)叉尾鮰、歐洲鰻以及鮭鱒魚類的研究作出的。我們根據(jù)目前市場(chǎng)對(duì)商品擠壓膨化飼料的應(yīng)用情況，認(rèn)為有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：
1.相同配方對(duì)草魚、鯉魚、鯽魚、羅非魚等的養(yǎng)殖效果如生長(zhǎng)速度、飼料效率等優(yōu)于常規(guī)硬顆粒飼料。
2.相同飼料配方擠壓膨化飼料的生產(chǎn)成本高于硬顆粒飼料生產(chǎn)成本約150～200元/t。
3.膨化飼料養(yǎng)殖的部分魚類體型很肥、不耐運(yùn)輸。
那么，擠壓膨化飼料的養(yǎng)殖效果優(yōu)于硬顆粒飼料的原因究竟何在？從理論上講，一方面可能是由于擠壓膨化飼料改善了養(yǎng)殖魚類對(duì)飼料的消化利用率帶來的結(jié)果。因?yàn)閿D壓膨化加工對(duì)飼料性質(zhì)的影響是利、弊同在的。通過膨化加工使飼料原料性質(zhì)、原料中化學(xué)成分如蛋白質(zhì)、碳水化合物等的性質(zhì)發(fā)生變化，顯著改善了養(yǎng)殖魚類對(duì)飼料的消化利用率。另一方面，擠壓膨化飼料的優(yōu)良效果可能僅僅是對(duì)飼料投喂過程中飼料的節(jié)約效果。據(jù)國(guó)內(nèi)外研究資料表明，在池塘、網(wǎng)箱養(yǎng)殖生產(chǎn)中，在進(jìn)行飼料投喂時(shí)有5%～30%的飼料是魚沒有攝食到而直接進(jìn)入養(yǎng)殖水體，導(dǎo)致飼料的浪費(fèi)和水體的污染。而擠壓膨化飼料由于多數(shù)是浮性飼料、且在水體中的保型性非常好，可以在24h內(nèi)保持顆粒的完整性。因此，可以顯著減少飼料在投喂過程中的飼料損失量。這樣，在投喂飼料量相同時(shí)，擠壓膨化飼料可以較硬顆粒飼料多5%～30%的飼料量被養(yǎng)殖魚類攝食，從而產(chǎn)生顯著的養(yǎng)殖效果。
如果前者推斷成立的話，擠壓膨化加工方式應(yīng)該顯著提高飼料原料、尤其是植物性飼料原料的消化利用率，那么進(jìn)一步提高飼料配方中植物性飼料原料的使用比例，甚至研制出無魚粉、無動(dòng)物蛋白飼料原料的全植物性配合飼料產(chǎn)品，飼料成本就可以顯著降低，還可以改善養(yǎng)殖魚類的品質(zhì)，如養(yǎng)殖魚類的肉品風(fēng)味、體型等。如果后者推斷成立的話，那么，擠壓膨化飼料的優(yōu)良效果僅僅是養(yǎng)殖生產(chǎn)中飼料的損失減小帶來的結(jié)果，一切問題均簡(jiǎn)化了?；蛘呤莾烧呒娑兄?。如何對(duì)上述推斷進(jìn)行定量的評(píng)價(jià)，這就必須進(jìn)行大量的試驗(yàn)，如室內(nèi)試驗(yàn)（離體消化率、蛋白質(zhì)溶解度、酶解動(dòng)力學(xué)等的研究）和生產(chǎn)試驗(yàn)，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。這個(gè)問題的解決是對(duì)膨化飼料的深入認(rèn)識(shí)，對(duì)養(yǎng)殖魚類飼料生產(chǎn)有很大的指導(dǎo)意義。
二、膨化對(duì)飼料生化組成的影響
對(duì)同一批膨化和未膨化的豆粕、棉粕、菜粕、玉米、次粉、魚粉和肉骨粉等飼料原料，采用常規(guī)方法測(cè)得其常規(guī)營(yíng)養(yǎng)組成見表1。從表1可以看出，飼料膨化后水分含量均提高了，以植物性能量飼料玉米和次粉膨化后水分含量增加zui高，達(dá)到4%以上；其次為植物性蛋白飼料豆粕、棉粕和菜粕膨化后，水分含量增加了2.5%～3.5%；而動(dòng)物性蛋白飼料魚粉和肉骨粉膨化后水分含量增加zui少，在2.0%以下。這可能是因?yàn)榕蚧箫暳显蟽?nèi)部疏松的結(jié)構(gòu)更加容易吸收水分，尤其是淀粉含量越高的，其膨化后吸收水分的能力就越強(qiáng)。表1的結(jié)果證實(shí)了這一點(diǎn)。但我們把膨化前后飼料的營(yíng)養(yǎng)成分按干物質(zhì)計(jì)，飼料干物質(zhì)的蛋白質(zhì)含量基本保持不變，說明膨化對(duì)飼料中氮的含量沒有影響。但膨化后飼料中氨基酸的有效性降低了，尤其是賴氨酸的有效性降低。如何來量化賴氨酸利用率的降低、淀粉糊化率的提高？這是膨化工藝對(duì)飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值產(chǎn)生的關(guān)鍵影響，還值得系統(tǒng)、深入地研究?？偟膩碚f，飼料膨化后，水分含量提高了，飼料風(fēng)干物質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)水平降低了，但飼料干物質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)水平基本保持不變。這就要求飼料生產(chǎn)者提高對(duì)膨化飼料的管理水平，縮短儲(chǔ)藏時(shí)間，防止其變質(zhì)。
表1 幾種飼料膨化前后常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分的變化 （為風(fēng)干物質(zhì)的百分含量）
| 飼料原料 | 水 份 | 粗蛋白 | 粗脂肪 | Ca | P | 粗灰分 | 蛋白質(zhì)/干物質(zhì) |
| 豆 粕 | 11.195 | 46.79 | 1.93 | 0.30 | 0.63 | 6.03 | 52.67 |
| 膨化豆粕 | 14.679 | 44.65 | 1.65 | 0.20 | 0.57 | 5.76 | 52.33 |
| 棉 粕 | 10.394 | 39.80 | 1.31 | 0.36 | 0.96 | 6.31 | 44.42 |
| 膨化棉粕 | 13.867 | 38.34 | 1.09 | 0.32 | 0.89 | 5.95 | 44.26 |
| 菜 粕 | 11.073 | 36.89 | 1.50 | 0.58 | 1.02 | 8.27 | 41.48 |
| 膨化菜粕 | 13.614 | 35.75 | 1.29 | 0.48 | 0.97 | 7.84 | 41.38 |
| 玉 米 | 12.947 | 8.25 | 3.10 | 0.05 | 0.26 | 1.53 | 9.48 |
| 膨化玉米 | 17.352 | 7.54 | 2.58 | 0.03 | 0.23 | 1.49 | 9.12 |
| 次 粉 | 11.812 | 15.43 | 2.20 | 0.09 | 0.48 | 1.77 | 17.50 |
| 膨化次粉 | 15.874 | 14.37 | 1.74 | 0.07 | 0.42 | 1.73 | 17.08 |
| 魚 粉 | 10.110 | 58.74 | 4.95 | 4.96 | 3.15 | 12.96 | 65.35 |
| 膨化魚粉 | 11.780 | 57.59 | 4.30 | 4.83 | 3.11 | 12.67 | 65.28 |
| 肉骨粉 | 8.164 | 49.39 | 7.70 | 0.45 | 0.37 | 5.28 | 53.78 |
| 膨化肉骨粉 | 10.338 | 47.84 | 7.21 | 0.41 | 0.34 | 5.09 | 53.36 |
三、膨化對(duì)飼料溶解度的影響
魚類對(duì)食物的消化作用主要依賴于消化酶的作用。食物成分要能夠被水解，首先要能夠溶解于水中，即由固體狀態(tài)變?yōu)榭扇芙饣驊腋顟B(tài)（膠體溶液）。隨后，在消化酶的作用下，將大分子的蛋白質(zhì)肽鏈水解為不同氨基酸殘基的小肽鏈（或肽段），再在肽酶作用下水解為小肽（如二肽、三肽）、氨基酸，才能被魚體吸收和利用。因此，飼料中蛋白要很好地被魚體消化和吸收，就需有很好的水溶性。飼料蛋白質(zhì)溶解度的測(cè)定就是了解蛋白質(zhì)的溶解性，也是評(píng)價(jià)飼料蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的指標(biāo)之一。
目前，大豆蛋白質(zhì)溶解度的研究較多，并把溶解度作為加工質(zhì)量指標(biāo)之一進(jìn)行評(píng)價(jià)。膨化使飼料蛋白質(zhì)變性，打破原來的原子結(jié)構(gòu)，氫和二硫化合物的鍵重新排列，形成具有彈性的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，新生基質(zhì)含各種可溶物，可與淀粉基質(zhì)相混，增強(qiáng)飼料穩(wěn)定性和提高營(yíng)養(yǎng)成分的消化率。經(jīng)過膨化的蛋白質(zhì)，其分散性指數(shù)（PDI）會(huì)有所下降，而對(duì)蛋白質(zhì)含量無影響。大豆膨化加工后，其蛋白質(zhì)溶解度隨膨化溫度的升高而呈線性下降，當(dāng)膨化溫度達(dá)140℃時(shí)，蛋白質(zhì)溶解度驟然下降至32.59%，其主要原因是由于熱變性之后疏水性鍵亞基的活性增強(qiáng)而發(fā)生的聚集作用，同時(shí)賴氨酸受損嚴(yán)重，比生大豆下降約8.75%，這是由于膨化過程中氨基酸與還原性糖類發(fā)生了美拉德反應(yīng)。但對(duì)其它飼料膨化后，其蛋白質(zhì)溶解度產(chǎn)生的變化還未見報(bào)道。為此，我們采用Dale等（1987）方法對(duì)幾種飼料的蛋白質(zhì)的溶解度進(jìn)行了測(cè)定，其結(jié)果見表2。
表2 幾種飼料的蛋白質(zhì)溶解度 （%）
| 飼料樣品 | 豆粕 | 棉粕 | 菜粕 | 玉米 | 次粉 | 魚粉 | 肉骨 |
| 溶解度 | 0.75 | 0.43 | 0.41 | 0.66 | 0.78 | 0.42 | 0.25 |
| 飼料樣品 | 膨化 豆粕 | 膨化 棉粕 | 膨化 菜粕 | 膨化 玉米 | 膨化 次粉 | 膨化 魚粉 | 膨化 肉骨粉 |
| 溶解度 | 0.30 | 0.25 | 0.22 | 0.40 | 0.60 | 0.44 | 0.10 |
從表2可以看出，經(jīng)過擠壓膨化后，除魚粉外，飼料蛋白質(zhì)的溶解度都明顯下降，尤其是膨化豆粕下降得zui多，下降了45%。這說明不同的飼料應(yīng)有不同的膨化工藝參數(shù)，且加工必須適宜，否則會(huì)造成不良影響。按理說，蛋白質(zhì)的溶解度越高，其消化率也應(yīng)越高。但從對(duì)蛋白質(zhì)溶解度和蛋白質(zhì)消化率的比較可以看出（見表2、3），溶解度與蛋白質(zhì)消化率之間無正相關(guān)關(guān)系，這說明不能由溶解度高低推斷蛋白質(zhì)利用率的高低，還有待進(jìn)一步研究。
四、膨化對(duì)飼料離體消化率的影響
魚飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的評(píng)定，除了對(duì)所配制的飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值進(jìn)行評(píng)價(jià)外，還需對(duì)組成配合飼料的飼料原料之營(yíng)養(yǎng)價(jià)值進(jìn)行評(píng)定，且后一種評(píng)價(jià)可能更具有實(shí)際意義，因?yàn)榕浜巷暳系臓I(yíng)養(yǎng)價(jià)值或消化率等于各原料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值或消化率的總和，若準(zhǔn)確知道了各飼料原料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，那么基于可加性原理，配合飼料本身的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值即可簡(jiǎn)單地推算出，這對(duì)飼料生產(chǎn)部門飼料配方的研制和調(diào)整無疑有很大的幫助。另一方面，從魚類營(yíng)養(yǎng)研究的歷史看，體內(nèi)消化法是魚類營(yíng)養(yǎng)學(xué)家研究比較*、運(yùn)用zui成熟的一套方法，也是目前上在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行魚飼料消化率測(cè)定的方法。但由于魚類生活在水域環(huán)境中，要進(jìn)行活體或在體外研究非常困難，但離體消化率高的原料在魚體內(nèi)也應(yīng)具有較高的消化率?；谝陨显瓌t，我們用體外消化法探討了魚腸道對(duì)幾種飼料的消化率（見表3），力圖建立一種能夠快速、準(zhǔn)確測(cè)定魚體對(duì)不同飼料原料和配合飼料消化利用能力的研究方法。
目前，一方面可以通過飼料配制技術(shù)來提高飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，另一方面可以通過飼料加工技術(shù)（如膨化處理）來改善飼料的利用率。在這里，我們探討了膨化工藝對(duì)飼料離體消化率的影響。從試驗(yàn)結(jié)果看，豆粕、魚粉、肉骨粉膨化后，草魚、湘云鯽、巖原鯉三種魚對(duì)其蛋白質(zhì)的離體消化率均降低，一方面飼料膨化提高了淀粉的糊化率，抗?fàn)I養(yǎng)因子（如*抑制劑和*抑制劑）失活，一定程度上改善了飼料的質(zhì)量，產(chǎn)生有利的影響，但可能主要是因?yàn)槎蛊?、魚粉、肉骨粉為高蛋白飼料，其淀粉含量較低，而賴氨酸含量較高，擠壓膨化過程中易與一些還原糖發(fā)生美拉德反應(yīng)，從而導(dǎo)致賴氨酸的有效性降低。棉粕、菜粕膨化后，草魚、湘云鯽、巖原鯉三種魚對(duì)其干物質(zhì)和蛋白質(zhì)的離體消化率均增加。這說明膨化加工能在一定程度上降低棉粕、菜粕等植物蛋白飼料中抗?fàn)I養(yǎng)因子的含量，加之其賴氨酸含量不高，美拉德反應(yīng)的影響也不及豆粕，總的表現(xiàn)為其飼用價(jià)值得到提高。而玉米、次粉膨化后，草魚、湘云鯽兩種魚對(duì)其干物質(zhì)和蛋白質(zhì)的離體消化率均顯著增加（p<0.05），尤其是玉米膨化后，草魚、湘云鯽對(duì)其干物質(zhì)和蛋白質(zhì)的離體消化率增加一倍以上，這可能是由于玉米、次粉的淀粉含量較高，經(jīng)膨化后淀粉物理結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化如糊化、分解等；糊化的淀粉會(huì)與蛋白質(zhì)進(jìn)行物理結(jié)合，而消化酶很容易消化糊化淀粉，釋放出被結(jié)合的蛋白質(zhì)，使之被消化利用，從而提高了對(duì)膨化玉米和膨化次粉蛋白質(zhì)的消化率。
表3 幾種魚腸道對(duì)膨化和非膨化飼料的離體消化率（%）
| 飼料原料 | 草 魚 | 湘云鯽 | 巖 原 鯉 | ||||
| 干 物 質(zhì) | 粗 蛋 白 | 干 物 質(zhì) | 粗 蛋 白 | 干 物 質(zhì) | 粗 蛋 白 | ||
| 膨 化 前 | 魚 粉 | 43.709 | 77.409 | 43.487 | 83.855 | 47.95 | 60.34 |
| 肉骨粉 | 34.029 | 57.813 | 34.636 | 67.013 | — | — | |
| 豆 粕 | 49.566 | 71.176 | 48.976 | 86.332 | 40.46 | 54.94 | |
| 棉 粕 | 36.394 | 53.388 | 36.140 | 71.616 | 26.74 | 39.42 | |
| 菜 粕 | 36.701 | 56.169 | 36.577 | 75.805 | 28.16 | 45.61 | |
| 玉 米 | 14.535 | 23.258 | 10.629 | 25.570 | — | — | |
| 次 粉 | 24.252 | 45.809 | 23.572 | 61.404 | — | — | |
| 膨 化 后 | 膨化魚粉 | 39.451 | 71.809 | 41.563 | 81.562 | — | — |
| 膨化肉骨粉 | 24.517 | 53.253 | 21.745 | 64.983 | — | — | |
| 膨化豆粕 | 49.748 | 69.135 | 50.313 | 84.332 | 43.32 | 52.49 | |
| 膨化棉粕 | 36.948 | 55.267 | 37.001 | 72.445 | 28.41 | 43.57 | |
| 膨化菜粕 | 35.720 | 59.919 | 36.591 | 78.351 | 30.78 | 49.13 | |
| 膨化玉米 | 33.746 | 48.102 | 43.786 | 56.038 | — | — | |
| 膨化次粉 | 30.747 | 49.887 | 37.982 | 67.631 | — | — | |
總的來看，飼料膨化后，對(duì)其形態(tài)和性質(zhì)產(chǎn)生了有利或不利的影響，或兩者兼而有之；不同飼料其影響效果和離體消化率不同，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)控制和降低不利影響的發(fā)生。
五、膨化對(duì)飼料酶解動(dòng)力學(xué)的影響
飼料蛋白經(jīng)過動(dòng)物機(jī)體消化酶的作用，水解成為小肽（一般為二肽、三肽）、氨基酸后，才能有效地被吸收，這在畜禽研究上已成定論。對(duì)雞、豬的研究結(jié)果表明，動(dòng)物對(duì)小肽的吸收效率顯著高于對(duì)氨基酸的吸收效率；而魚類消化道對(duì)飼料蛋白水解產(chǎn)物———小肽、氨基酸的比較研究還未見報(bào)道。魚類對(duì)食物蛋白質(zhì)消化的終產(chǎn)物以小肽為主還是以氨基酸為主及其種類、量和比例等，需要進(jìn)行系統(tǒng)、深入的研究。我們僅從草魚、湘云鯽、巖原鯉腸道研究飼料蛋白的生成速度。因酶解速度和水解生成氨基酸的能力，也可作為飼料蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的評(píng)定指標(biāo)之一。
圖1 草魚對(duì)蛋白飼料酶解氨基酸生成速度的比較
圖3 巖原鯉對(duì)三種蛋白飼料酶解氨基酸生成速度的比較