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膨化技术加工饲料的优缺点及技术应用

2018-09-03

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。

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,在螺旋杆、螺旋的推动下,物料向前形成轴向移动,物料与螺旋、物料与机筒以及物料内部的机械摩擦作用,物料被强烈的挤压搅拌、剪切,是物料进一步细化、均化,随之机腔内部的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理化学变化。最后糊状物料由模孔喷出,瞬间产生了压力差,物料被膨化,从而形成结构疏松、多孔、酥脆的膨化产品。

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的感觉,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2方面的变化。一是淀粉糊化,膨化过程拆散淀粉分子的致密 的晶体结构,晶体结构吸水解体,氢键断裂,膨化的淀粉颗粒破裂,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,蒸汽瞬间大量散失,是大量的膨化淀粉颗粒瓦解,淀粉糊化,形成许多有微孔的膨化饲料。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结构的寡糖。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,可减少生产中的淀粉的使用量,为其他原料提供了更多的选择机会。同时糊化的淀粉能将蛋白质紧密地与淀粉基质结合在一起,形成反刍动物瘤胃不可降解蛋白体,即过瘤胃蛋白,提高了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下。蛋白质的三、四级结构被破坏,蛋白质分子结构伸展、重组,表面趋向结构均匀化,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。膨化过程中也钝化了许多抗营养因子,如大豆中的脲酶、抗胰蛋白酶和血球凝素,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。

羽毛作为一种优质的蛋白质饲料原料,其蛋白质含量大约为75%~90%,成为饲料原料中人们所青睐的物料。但羽毛粉的蛋白质多是由几条多肽链沿纤维平行螺旋排列而成的索状结构,链间含有大量的交联键、二硫键、氢键使其有很强的稳定结构,同时具有很强的疏水作用力,导致不易被动物消化利用,未经处理的羽毛粉饲用价值非常低,消化率仅为7%左右。经过膨化后,羽毛中的角质蛋白变性,裂解了角质蛋白的空间结构,使其成为可消化吸收的状态,消化率可提高到70%以上。

2.3脂肪的变性

挤压加工破坏了油籽的细胞壁结构,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。膨化还可将脂肪与淀粉或蛋白质一起形成复合产物(脂蛋白)或(脂多糖),降低了游离脂肪酸含量,同时钝化了酯酶,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,有利于饲料的长时间保存。

2.4增加适口性和消化率

膨化的饲料颗粒度小、酥脆,且放出焦香味,适口性提高。膨化后的饲料成疏松无序的结构,这种变化为酶提供了更大的接触面积,有利于淀粉链、肽链和消化酶的接触,有利于饲料的消化吸收,从而提高了饲料的消化率。

2.5提高纤维可溶性

挤压膨化可以大大降低饲料中粗纤维含量。通过挤压膨化技术,在挤压中由于高温高压直至出口的瞬间膨胀作用,使细胞间质及细胞壁内各层木质素熔化,部分氢键断裂,高分子物质分解为低分子物质,原来紧密结构则变得蓬松,而且还释放出了部分可消化的物质,从而提高了饲料的利用率。

2.6有利于饲料贮存,延长饲料保质期

物料在高温高压以及膨化的作用下,杀灭了原料中的霉菌、细菌及真菌的含量,从而提高了饲料的卫生品质,可有效地降低动物腹泻、胃肠炎和下痢等疾病的发生。

3 膨化技术的缺点

挤压膨化加工过程中,饲料中的还原糖和游离氨基酸之间会发生美拉德反应,降低了饲料中的还原糖和游离氨基酸的含量,导致氨基酸的有效性变弱,物料在高温高压摩擦以及水分的蒸发作用下,会导致维生素的损失,特别是水溶性维生素损失率达50%,因此在饲喂动物的过程中要额外的添加一些维生素,以补偿膨化所带来的损失量。

4 膨化技术在动物生产中的应用

4.1养猪

乳猪由于胃容积小,肠道消化吸收能力弱,在由吃母乳转为吃饲料的过程中极易发生营养性腹泻反应。未经糊化的饲料,灭菌不理想,很容易引起仔猪消化道的应激反应,造成腹泻下痢。膨化后的饲料在饲喂断奶仔猪的时候会大大降低腹泻的发生率,从而降低饲养成本,缩短肥育时间,提高经济效益。

4.2养禽

膨化过后的饲料都为颗粒状,有利于鸡鸭的采食,提高饲料在嗉囊中的磨损速度,加快了饲料的消化吸收,提高了饲料的利用率。由于膨化后的饲料杀灭了大量的致病菌,从而降低了禽类的下痢等疾病。

4.3反刍动物饲养

因饲料中纤维的降解,可溶性纤维增加,进而提高了反刍动物对饲料的消化利用率。膨化技术可以提高反刍动物对非蛋白氮的利用率,增加瘤胃蛋白的量,从而达到了降低饲养成本的作用。膨化饲料还可以提高奶牛的乳脂率,对育肥肉牛的增重效果非常明显。

4。4 水产品养殖

使用膨化饲料养殖水产品,可提高饲料吸收利用率降低养殖成本,改善水质,

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