■楊彧淵 范元芳 馬永喜

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，北京 100083）

近年來國內(nèi)外配合飼料的生產(chǎn)正向顆?；l(fā)展。有些國家生產(chǎn)的顆粒飼料已占全部配合飼料產(chǎn)量的50%～60%。在美國5%以上為顆粒飼料，其中飼喂肉用仔雞的占95%以上（周維仁，1992）。從飼料制造商的角度來說，顆粒飼料的優(yōu)點(diǎn)包括：可減少混合飼料制品中各成分的分離，可提高散裝料的密度，可減少飼料制品中的粉塵，可改善產(chǎn)品的處理特性和運(yùn)輸特性(Skoch等，1983)。而且，許多營養(yǎng)學(xué)家還認(rèn)為制粒是提高日糧營養(yǎng)價(jià)值的一種手段。但是，制粒也存在一些問題和負(fù)面作用，包括生產(chǎn)成本的增加，對飼料原料中熱敏性物質(zhì)（氨基酸、酶制劑等）的損傷等等。因此，在決定是否要將家畜飼料制成顆粒料時(shí)，既必須考慮制作成本，又要考慮獲得多大的效益。

小麥作為在玉米價(jià)格高峰期時(shí)的能量飼料替代物，已經(jīng)越來越多地引起了人們的重視。眾多研究已經(jīng)證明了小麥在家禽生產(chǎn)中的高應(yīng)用價(jià)值，但是其在其他大型家畜中的潛力仍有待發(fā)掘。而小麥和玉米由于其本身物理化學(xué)性質(zhì)的不同，在經(jīng)過了制粒工藝之后飼用價(jià)值的變化也會有所區(qū)別。

1 制粒

制粒的定義可以總結(jié)為“把細(xì)小的飼料顆粒通過機(jī)械處理，聯(lián)合水分、加熱和壓力，聚合起來”。它是飼料制造業(yè)中所使用的一種常見加工方法。制粒過程可以分為兩個(gè)步驟，包括蒸汽調(diào)質(zhì)和擠壓成型。在蒸汽調(diào)質(zhì)過程中，高溫蒸汽和飼料進(jìn)行混合，旨在提升飼料的黏合效果，最終提升制粒產(chǎn)量以及顆粒品質(zhì)。在制粒過程中，粉料被擠壓進(jìn)模孔而后被切斷成型。通過這兩個(gè)過程，可以使飼料成分產(chǎn)生一系列物理化學(xué)變化，改善飼料適口性，提高其消化吸收率。加工中的溫度、濕度、壓力和摩擦等均可影響飼料營養(yǎng)成分的效價(jià)以及活性物質(zhì)的功效。

2 制粒對小麥飼料的影響

制粒對小麥基礎(chǔ)飼料的影響是多方面的，從飼料本身到其飼用價(jià)值。諸多研究已經(jīng)證明，小麥基礎(chǔ)飼料的制粒效果要在抗壓性和PDI方面均優(yōu)于玉米飼料（Stevens等，1987；Winowiski等，1988）。由表1可見，對于小麥日糧來說，由于其相對于玉米日糧含有更多纖維，使得小麥在制粒過程中通過模孔時(shí)要承受更大的摩擦力，從而產(chǎn)生更多的摩擦熱，最終導(dǎo)致小麥的制粒溫度在相同條件下要高于玉米（Abdollahi等，2013）[1]。高制粒溫度和小麥的高蛋白含量可能導(dǎo)致了這一結(jié)果。

表1 玉米和小麥的養(yǎng)分含量對比(%)

2.1 制粒對飼料營養(yǎng)成分的影響

小麥日糧擁有更高的制粒溫度。而制粒過程中的高溫給小麥日糧所帶來的效果是兩面的。Svihus等（2005）[2]對制粒對飼料中淀粉的影響進(jìn)行了一個(gè)全面的描述。理論上說，淀粉糊化是制粒工藝提高飼料營養(yǎng)價(jià)值的關(guān)鍵，糊化后的α-淀粉吸水性增加，可以物理吸附蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)。其結(jié)合形式是一種親水性基質(zhì)結(jié)構(gòu)，有利于飼料貯存和消化吸收。這種效果會隨著淀粉糊化的加劇而增加，與蛋白質(zhì)經(jīng)調(diào)質(zhì)高溫后水溶性降低也有關(guān)系。而小麥中由于蛋白質(zhì)含量較高，所以作用更明顯。高溫和擠壓還能使飼料中蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)改變，黏度增大，從而更好地發(fā)揮黏合作用，提升顆粒質(zhì)量。

非淀粉多糖由于其抗?fàn)I養(yǎng)作用以及對腸道健康的影響近年來已經(jīng)引起了越來越多的重視。而制粒對非淀粉多糖也有著很大的影響，從而影響整個(gè)日糧的飼用價(jià)值。Svihus等（2006）發(fā)現(xiàn)，制粒顯著增加了飼喂小麥日糧家禽的食糜黏度，而且制粒溫度越高食糜黏度增長越明顯（表2）。Abdollahi等（2015）認(rèn)為，這可能是由于高溫改變了纖維的黏度特性導(dǎo)致的。而具體的作用過程，對動物腸道的影響等，還需要進(jìn)一步的試驗(yàn)來分析。

表2 肉雞消化道內(nèi)容物特性(采食含小麥77%的日糧，粉料或90℃制粒）

除了上述常規(guī)的營養(yǎng)物質(zhì)外，使抗?fàn)I養(yǎng)因子（主要是胰蛋白酶抑制劑、植物凝血素）失活；殺死飼料中大部分細(xì)菌（Israelsen，1995）。但是，制粒過程也會導(dǎo)致飼料中酶制劑以及其他一些活性物質(zhì)的失活（王愛娜等，2005）。

2.2 制粒對小麥日糧酶制劑的影響

越來越多的研究已經(jīng)證明，木聚糖是小麥中最主要的抗?fàn)I養(yǎng)因子（Chen等，2014）[5]，相應(yīng)地，向小麥日糧中添加酶制劑，分解纖維的多糖碳鏈，降低食糜流動性成為提升小麥飼用價(jià)值的一種重要而有效的途徑。

酶制劑是一種熱敏性的蛋白，在制粒過程中，很容易受熱而被破壞，從而起不到相應(yīng)的作用。事實(shí)上，制粒對酶制劑的滅活作用已經(jīng)成為阻礙酶制劑效果的最主要因素。據(jù)Cowan等（1993）報(bào)道，未經(jīng)處理的β-葡聚糖酶經(jīng)70℃制粒后在飼料中的殘活率僅為10%；而植酸酶經(jīng)70～90℃制粒后活力下降也在50%以上。75℃和95℃的制粒溫度，可使β-葡聚糖酶的活性分別降低40%和70%，當(dāng)溫度超過110℃時(shí)，β-葡聚糖酶和纖維素酶活性全部喪失(鄧君明等，2002)。制粒溫度為79℃時(shí)，植酸酶活性下降45.8%，80℃時(shí)則下降87.5%，活性損失較大(史清河，2000)。Silversides等（1999）研究表明，90℃下制粒55 s和140 s后，木聚糖酶活性損失率分別高達(dá)79.0%和82.5%。Silversides（1999）還發(fā)現(xiàn)，單純的擠壓過程對木聚糖酶制劑的效果影響不大。為了解決酶制劑在調(diào)質(zhì)階段由于高溫而失活的問題，目前市場上的飼用酶制劑，多進(jìn)行了穩(wěn)定化處理，處理方法有載體結(jié)合、包被技術(shù)和基因工程技術(shù)等。其中載體技術(shù)由于保護(hù)能力有限已逐漸被淘汰。應(yīng)用專利包被技術(shù)生產(chǎn)的植酸酶在95℃制粒存留率仍高達(dá)96%，且在動物消化道的釋放速度快。而通過基因技術(shù)，例如改變酶蛋白氨基酸的結(jié)構(gòu)來提高耐熱性的木聚糖酶，丹麥Kolding技術(shù)研究所做的測試表明，在90℃制粒后酶的存留率仍可達(dá)80%。

2.3 制粒對飼料粒度的影響

近年來，越來越多的試驗(yàn)證明，飼料在經(jīng)過制粒后粒度會顯著的減?。⊿vihus等，2004；Amerah等，2007）。不僅如此，在這些研究中還發(fā)現(xiàn)制粒對飼料粒度有“緩沖”作用，即制粒對粒度的減小作用在粗粉碎（粒度較大）飼料中更加明顯。Abdollahi等（2013）認(rèn)為制粒的這種“再粉碎”作用產(chǎn)生的原因主要是飼料在進(jìn)入模孔時(shí)受到的擠壓、模孔內(nèi)的摩擦以及出?？讜r(shí)的切斷。Abdollahi等（2011）還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)調(diào)質(zhì)的水分含量越高，溫度越高時(shí)（即所受的摩擦、擠壓力越小）制粒的再粉碎效果會明顯削弱。

粉碎對飼料飼用價(jià)值的影響已經(jīng)比較明確。而制粒所帶來的粒度減小這一變化也會帶來相應(yīng)的后果，Abdollahi等（2013）認(rèn)為，這一效果可以解釋由于飼喂顆粒飼料引起的消化道減重、腸道發(fā)育情況的變化等一系列現(xiàn)象，以及最終導(dǎo)致的營養(yǎng)物質(zhì)、動物生長性能的變化。

3 制粒對小麥日糧飼用價(jià)值的影響

一般認(rèn)為，使用顆粒料可以降低飼料浪費(fèi)，改善飼料適口性和采食量，并增加營養(yǎng)物質(zhì)消化率，從而提高生長性能（見表3）。雖然制粒過程中工藝參數(shù)的不同會導(dǎo)致結(jié)果的差異，但是并不會從根本上影響作用結(jié)果。Silversides等（1999）認(rèn)為，85℃是比較理想的制粒溫度，溫度超過95℃時(shí)將會降低小麥日糧對家禽的飼用價(jià)值。

3.1 制粒對小麥日糧動物生長性能的影響

顆粒飼料可以提升畜禽的生長速度、日增重、采食量以及飼料轉(zhuǎn)化效率。這主要是由于顆粒飼料可以減少飼料浪費(fèi)，改善適口性以及消化率等原因。Cutlip等（2008）發(fā)現(xiàn)，制粒的飼料比相同溫度調(diào)質(zhì)后再粉碎的粉料更能提升動物生長性能。物理形態(tài)以及制粒高溫和擠壓對飼料中的油脂的保存和釋放作用均可以改善飼料的適口性。此外，制粒對飼料中霉菌的抑制作用也可以防止飼料儲存中的霉變（周維仁，1992；楊紅軍，2006）。由于家禽消化道特點(diǎn)以及嗉囊的存在，在家禽飼料中采用顆粒飼料的效果提升效果要優(yōu)于豬。程宗佳（2009）認(rèn)為，雖然顆粒飼料價(jià)格要高于粉料，但是總的來說顆粒料會帶來更多的經(jīng)濟(jì)收益。

3.2 制粒對小麥日糧營養(yǎng)物質(zhì)消化代謝的影響

研究證明，采用顆粒飼料可以提升小麥日糧中各個(gè)營養(yǎng)物質(zhì)消化率（張亮，2013），這主要是由于淀粉的糊化、蛋白質(zhì)變性等。通常人們認(rèn)為，由于對淀粉的糊化作用，制?？梢蕴岣叩矸巯省５亲罱难芯刻岢隽瞬灰粯拥目捶ǎ⊿vihus等，2005）。研究表明，制粒對淀粉的作用效果還受到原料中淀粉組成、結(jié)構(gòu)等的影響，所以制粒對淀粉的作用效果仍然有待討論。

與淀粉類似，制粒可以使飼料中的蛋白質(zhì)變性，從而促進(jìn)其與酶的作用最終提升粗蛋白消化率。但不同于淀粉，制粒對飼料中粗蛋白消化的促進(jìn)作用已經(jīng)取得了共識(Ginste等，1998；Abdollahi等，2011)[3]。當(dāng)然，由于小麥日糧普遍的高制粒溫度，當(dāng)溫度過高時(shí)也會導(dǎo)致飼料中發(fā)生美拉德反應(yīng)，降低日糧中氨基酸，尤其是賴氨酸的消化率。高溫還會滅活飼料中存在的內(nèi)源植酸酶等，從而影響鈣磷消化率。擠壓加工也會降低全麥中鎂、磷、硫、銅和鋅的表觀消化率（焦文興等，2008）。不過考慮到現(xiàn)在植酸酶的廣泛應(yīng)用，這一影響因素幾乎可以忽略。

表3 制粒對小麥日糧動物的生長性能和消化代謝影響

對于在某些試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)顆粒飼料降低了消化率但是改善生長性能的這一現(xiàn)象，Svihus等（2004）認(rèn)為，可能是由于顆粒飼料方便了肉雞的采食，減少了動物的采食時(shí)間和能量消耗，從而降低了維持所需能量在飼料有效能量中的比例，增大了能量中用于生產(chǎn)部分的比例，即能量的凈效率，這有助于飼料轉(zhuǎn)化效率的提高。

3.3 制粒對畜禽消化道發(fā)育的影響

研究表明，飼料形態(tài)可以影響畜禽消化系統(tǒng)的發(fā)育。對于家禽來說，飼料形態(tài)對消化系統(tǒng)的發(fā)育影響主要體現(xiàn)在肌胃。張亮（2013）發(fā)現(xiàn)，顆粒料飼喂會減少肉雞消化道指數(shù)，并認(rèn)為這可能是由于顆粒料加速了食糜在消化道中的流動速度，也有可能是消化率的提升減少了消化器官的代償性增大。這一觀點(diǎn)在其他研究中也得到了證實(shí)（MUNT，RHC，1995）。已證明，制粒增高了生長肥育豬潰瘍病的發(fā)生率(Wondra等，1995b，c)，這可能是由于流動性提高，則胃內(nèi)容物就可得到更充分地混合，從而使胃蛋白酶和胃酸得以持續(xù)接觸胃內(nèi)無保護(hù)的食管區(qū)黏膜導(dǎo)致。

4 制粒加工工藝參數(shù)對小麥飼用價(jià)值的影響

4.1 顆粒質(zhì)量對小麥飼用價(jià)值的影響

國標(biāo)對顆粒飼料的評價(jià)體系包括多個(gè)方面，包括物理形狀、硬度、含粉率、PDI等。顆粒質(zhì)量對飼料的飼用價(jià)值均會產(chǎn)生影響（孫杰等，2014；Abdollahi等，2013）。因此廣義上說，所有影響顆粒質(zhì)量的因素均會影響到飼料最終的飼用價(jià)值。劉沛民等（2003）報(bào)道，影響顆粒飼料質(zhì)量的因素及所占比例分別是：配方40%、粉碎粒度20%、調(diào)質(zhì)20%、環(huán)模規(guī)格15%、冷卻干燥5%。

4.2 制粒參數(shù)對小麥飼用價(jià)值的影響

制粒包括蒸汽高溫調(diào)質(zhì)和擠壓成型兩個(gè)階段。研究證明，調(diào)質(zhì)溫度、氣壓、擠壓時(shí)間等均會對飼料中營養(yǎng)成分和飼用價(jià)值產(chǎn)生影響（焦文興等，2008；劉海鳳等，2009）。其中，調(diào)質(zhì)溫度的影響效果最為明顯。王愛娜等（2005）報(bào)道，小麥和玉米的淀粉開始和完成糊化溫度分別為68和59.5，78和67.5。雖然淀粉糊化不一定可以提升消化率，但是在高于90℃的制粒溫度下會產(chǎn)生美拉德反應(yīng)，降低淀粉消化率卻已經(jīng)得到證實(shí)（Svihus等，2005）。

總之，制?？梢蕴嵘←溔占Z飼喂動物的生長性能，但是其機(jī)理仍然有待研究。此外，制粒過程中的影響因素眾多，在研究時(shí)如何選用應(yīng)該有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)；制粒對小麥日糧中酶制劑的滅活作用以及降低耐高溫酶制劑尤其是NSP酶也是未來的突破點(diǎn)。制粒對小麥日糧在家禽中的應(yīng)用已有許多研究，但是在其他動物上的研究仍然相對匱乏。最后，由于制粒會提高生產(chǎn)成本與飼料價(jià)格，在研究時(shí)必須把經(jīng)濟(jì)要素也納入考慮范圍。

5 存在的問題以及未來的方向

由于制粒對小麥日糧飼用價(jià)值的影響因素眾多。正如本文中提到的，小麥由于其自身的物理化學(xué)性質(zhì)特性，導(dǎo)致制粒對其飼用價(jià)值的影響不同于玉米。事實(shí)上不僅小麥，由于加工工藝對飼料飼用價(jià)值影響重大，只要是飼料生產(chǎn)中涉及到的原料，都應(yīng)當(dāng)建立與加工工藝相結(jié)合的評價(jià)機(jī)制。

其次，制粒工序?qū)︼暳现袩崦粜晕镔|(zhì)，如酶制劑、氨基酸、維生素等的滅活作用仍然是一個(gè)亟需解決的問題。此外，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，試驗(yàn)室的檢測手段、項(xiàng)目越來越多樣化，這也允許我們更進(jìn)一步的全面地對飼料的飼用價(jià)值進(jìn)行評價(jià)，用更多微觀的指標(biāo)充實(shí)評價(jià)體系，結(jié)合包括生長性能，消化代謝等傳統(tǒng)的宏觀指標(biāo)。

當(dāng)然，科學(xué)技術(shù)最終的目標(biāo)還是服務(wù)于生產(chǎn)實(shí)踐。因此，找到一種簡單有效并且準(zhǔn)確的方式來評價(jià)某種原料的飼用價(jià)值是我們永遠(yuǎn)的努力方向。而如何將研究得出的結(jié)果應(yīng)用到生產(chǎn)中也是需要考慮的問題。