■周巖民
(南京農業(yè)大學動物科技學院,江蘇南京 210095)
雞蛋營養(yǎng)全面,富含高品質蛋白質,且價格適宜,是人類獲取優(yōu)質蛋白質的極佳來源。隨著我國社會、經濟的快速發(fā)展,居民生活水平的提高,雞蛋消費量持續(xù)增長,促進了蛋雞養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展,我國蛋雞飼養(yǎng)量和雞蛋總產量穩(wěn)居世界首位,蛋雞養(yǎng)殖快速向集約化和自動化方向發(fā)展,飼養(yǎng)設備不斷更新,自動喂料、集蛋和清糞等設備應用越來越普及,蛋雞養(yǎng)殖水平得到了極大提高。
飼料是蛋雞生產的物質基礎,對蛋雞健康、生產性能和養(yǎng)殖效益影響極大。飼料質量與飼料原料品質、配方組成和加工工藝等密切相關,加工是保證飼料質量的重要環(huán)節(jié),對飼料營養(yǎng)價值和動物生產性能影響極大[1]。Bozkurt 等[2]總結了從20 世紀40 年代至今70多年中飼料加工對后備蛋雞和產蛋雞影響的研究成果,介紹了飼料加工對蛋雞生產性能、飼料利用率、腸道健康、雞蛋品質等的影響。我國科研工作者從21世紀初開始就飼料加工對蛋雞生產性能等的影響進行研究,有關加工工藝、設備和操作條件等對產蛋雞影響的研究報道逐漸增多,促進了蛋雞飼料加工技術的進步。產蛋期是蛋雞生命周期中時間最長、飼料用量最大的一個階段,對蛋雞生產最為關鍵。為此,本文概述了蛋雞產蛋期飼料的特點,重點介紹了飼料料型和粉碎粒度對蛋雞生產性能的影響,并提出了蛋雞飼料加工今后的發(fā)展趨勢,以期為提高蛋雞飼料質量提供參考。
飼料原料的特性及組成對加工質量和應用效果影響極大,而飼料中的原料組成取決于其營養(yǎng)水平、供應和成本等。蛋雞在整個產蛋期的營養(yǎng)需要量變化較小,決定了產蛋雞飼料在配制時所用原料相對簡單。產蛋雞飼料代謝能水平變化不大;隨著蛋雞產蛋時間延長、產蛋率下降,飼料中蛋白質含量通常降低1~2個百分點,氨基酸含量亦有所下降;飼料中的鈣含量則需提高約0.5 個百分點,其他成分則變化不大。通常蛋雞飼料中含玉米(或小麥)等能量飼料60%~70%,豆粕及雜粕等蛋白質飼料占20%~28%,石粉達8%甚至更高,油脂添加量約為1%,食鹽、維生素、礦物質等成分變化較小[3-4]。蛋雞飼料中石粉含量較高,石粉容重為1 100~1 450 kg/m3,而玉米粉和豆粕的容重分別為610~640 kg/m3和530 kg/m3,差距較大,原料物理特性的差異會影響飼料混合均勻度,且易引起成品飼料分級。
飼料加工質量由飼料結構決定,采用不同的加工工藝,飼料可生產成粉狀飼料和顆粒飼料(硬顆粒飼料、顆粒破碎飼料和膨化飼料),稱為宏觀結構或飼料形態(tài),而谷物等的粉碎粒度及其分布則稱為微觀結構[2]。與顆粒飼料相比,粉狀飼料生產工藝簡單、能耗和加工成本低,營養(yǎng)成分損失少,特別是熱敏性成分可較好地保留生物學活性,能使蛋雞保持合理的體重,并可在一定程度上減少蛋雞啄癖[2,5-6]。但粉狀飼料成品易分級,難以避免蛋雞挑食,采食時間長,粉塵大而造成雞舍內空氣質量下降。顆粒和顆粒破碎飼料則可克服粉狀飼料的不足,具有生物安全性高、適口性好、攝入養(yǎng)分均衡、易消化、采食時間短、不分級、粉塵少等優(yōu)點,但設備投入大、加工成本高、熱敏性成分易損失[2,5]。
蛋雞飼料料型有粉狀、顆粒和顆粒破碎三種形式。有關飼料料型對蛋雞影響的早期研究結果表明,顆粒飼料較粉狀飼料提高了蛋雞采食量和增重,但對產蛋性能無影響[7];隨后的研究發(fā)現,飼料料型對蛋雞增重、均勻度和死淘率等均無影響[2]。有研究表明,顆粒破碎飼料可提高蛋雞體重、蛋重和產蛋量,并可降低料蛋比,但品種對蛋雞生產性能等指標的影響較飼料料型更大[8];Ko?er等[9]得到了類似試驗結果,顆粒破碎飼料對蛋雞產蛋率和蛋重無影響,只影響料蛋比;有研究發(fā)現飼料料型對產蛋雞沒有影響[10],但顆粒破碎飼料可提高熱應激條件下蛋雞的采食量和產蛋率[11]。亦有研究表明,飼喂粉狀飼料蛋雞的生產性能優(yōu)于顆粒和顆粒破碎飼料[12]。飼料料型對產蛋雞的影響與其品種及產蛋階段有關,海蘭褐和新揚綠殼產蛋雞飼喂粉狀飼料生產性能較好,且可顯著減少蛋雞啄癖行為,而海蘭灰產蛋雞則以飼喂顆粒飼料為宜[13]。飼喂顆粒破碎飼料雖能提高蛋雞采食量、蛋重和合格蛋率,但由于顆粒破碎飼料生產成本高,其凈收益低于粉狀飼料,且雞蛋蛋黃顏色和蛋殼顏色降低,影響蛋品質量[14]。飼料料型對蛋雞生產性能、腸道功能和形態(tài)結構、腸道微生物等的影響尚無一致結論,從蛋雞生產性能、設備投資、加工成本、經濟效益等綜合考慮,蛋雞飼料料型以粉狀為佳,且目前蛋雞實際養(yǎng)殖生產中以使用粉狀飼料為主[2]。
隨著食品和飼料安全要求的提高,近年來就粉狀蛋雞飼料的高溫處理進行了一些研究。與常規(guī)粉狀蛋雞飼料相比,高溫處理可殺滅粉狀飼料中的有害微生物,使蛋白質變性、淀粉糊化,提高飼料的安全性和利用率;并能減少飼料分級[15]。顆粒破碎飼料生產過程中的調質條件能有效滅活沙門氏菌,降低飼料污染風險[14]。對粉狀飼料進行高溫熱處理可顯著降低細菌總數和大腸菌群數量,并使蛋殼表面的大腸菌群數量顯著下降,改善飼料和雞蛋的衛(wèi)生指標,且處理溫度越高,飼料和雞蛋的衛(wèi)生指標越好,對蛋雞生產性能和雞蛋品質無顯著影響,但顯著影響了蛋黃顏色[16]。粉狀飼料經膨脹熱處理后對蛋雞生產性能等無影響[17-18]。由于粉狀飼料經高溫熟化處理后并不能提高蛋雞生產性能和經濟效益,因而,蛋雞飼料高溫熱處理技術尚未得到推廣應用。
蛋雞成品飼料發(fā)放有包裝和散裝兩種形式,在飼料成品運輸和飼喂過程中,均會產生分級,特別是散裝飼料分級現象更為嚴重。隨著蛋雞養(yǎng)殖規(guī)?;潭鹊奶岣?,成品飼料散裝發(fā)放形式將更為廣泛,對此需予以重視。包裝飼料以人工飼喂為主,分級程度相對較低;散裝自動喂料則由于需將飼料輸送至雞舍貯料倉,再由自動喂料器在料槽內進行輸送,會加劇飼料分級。飼料在料槽中的分級有兩種類型,一種是滲濾篩分,即飼料從上部到底部發(fā)生分級,這種分級方式主要是粒度小、密度大的顆粒會滲入到料槽底部,而大顆粒、密度小的顆粒則停留在上部;另一種是同一層面上發(fā)生的分級作用,即顆粒大的飼料向料槽兩邊移動,而小顆粒飼料成分則停留在中央,這種分級現象在尺寸大的喂料器中更易發(fā)生[19]。在自動喂料系統(tǒng)料槽中不同位置采集的蛋雞粉狀飼料的營養(yǎng)成分含量存在較大差異,維生素A、維生素D、鈣、鈉、磷、總氨基酸、粗蛋白和灰分的變異系數分別達到167%、37%、13%、86%、17%、14%、18%和30%,由此可能造成位于自動喂料系統(tǒng)不同位置的蛋雞攝入的養(yǎng)分不均衡,從而影響蛋雞生產性能和雞蛋品質[19]。采用機械設備自動喂料時,隨著輸送的進行,大顆粒飼料的比例逐漸下降,小顆粒飼料的比例逐漸提高,輸送距離達72 m 時飼料中的粗蛋白含量顯著提高,雞蛋蛋黃顏色逐漸下降,這可能是由于飼料開始輸送時逐漸發(fā)生分級,細粉下沉,且玉米和豆粕的粒度存在一定差異,導致往后輸送的飼料中玉米比例下降,豆粕比例增加。鏈式喂料機會導致飼料分級、蛋雞采食不均勻,且影響蛋黃顏色[20]。
目前,我國蛋雞養(yǎng)殖使用的飼料有三類,即:飼料廠生產的配合飼料、養(yǎng)殖場(戶)采用預混合飼料按推薦配方自行配制生產的飼料和用濃縮飼料與能量飼料配制生產的飼料。比較而言,飼料廠和大型養(yǎng)殖場的飼料生產工藝較為完整、設備先進,而中、小型養(yǎng)殖場(戶)普遍采用飼料機組。蛋雞飼料加工工藝相對簡單,其工藝過程包括:原料清理、粉碎、配料、混合和成品包裝或散裝發(fā)送。無論是飼料廠或養(yǎng)殖場(戶),粉碎和混合是不可缺少的工序,完整的蛋雞飼料生產工藝中通常配備錘片式粉碎機和雙軸槳葉式混合機,而飼料機組中則以齒爪式粉碎機和螺旋立式混合機為主,設備的不同對飼料加工質量有較大影響。本課題組的調研結果表明,蛋雞飼料普遍存在過度粉碎現象,飼料顆粒小于1 mm的比例嚴重偏高,細粉較多。
加工對蛋雞飼料質量的影響主要反映在蛋雞生產性能等方面,已有的研究集中于飼料料型和原料粉碎粒度,且以玉米粉碎粒度的研究最為廣泛。粉碎是飼料加工的關鍵工序之一,飼料粉碎的目的是:減少飼料顆粒尺寸,增大飼料的表面積,增加飼料與消化酶和微生物作用的機會,提高動物對養(yǎng)分的利用率,減少養(yǎng)分流失和動物糞便排泄量,降低環(huán)境污染,改善和提高物料的加工性能,提高后續(xù)配料、混合、制粒等加工工序的生產效率和飼料加工質量[5-6,21-22]。飼料粉碎粒度對蛋雞飼料質量的影響國外于20世紀80年代開始研究,國內從21世紀初開始進行研究,研究內容主要有:不同粉碎方法和粉碎粒度對粉碎產量及能耗、蛋雞生產性能、生理狀況和雞蛋品質等的影響,粉碎的飼料原料主要是玉米等谷物類[16-18,23-31],亦有關于豆粕粉碎粒度影響的研究報道[24,27,32-33]。飼料粉碎以錘片式粉碎機為主,輥式粉碎機也有一定應用,比較而言,輥式粉碎機粉碎的粒度更為均一[34-35]。Deaton等[23]的研究表明,用錘片式粉碎機和輥式粉碎機粉碎的玉米不影響蛋雞生產性能及雞蛋品質。R?he 等[17]和Ruhnke 等[18]得到了類似的結果。而楊潔等[28]則發(fā)現,與錘片式粉碎機粉碎相比,采用輥式粉碎機粉碎玉米可提高蛋雞生產性能、飼糧養(yǎng)分表觀利用率、雞蛋品質和消化器官指數,且輥式滾刀粉碎機碟盤間隙為0.7 mm、玉米粉幾何平均粒徑為1 446.30 μm 時,蛋雞的生產性能、蛋品質和消化器官指數最佳。
飼料粉碎粒度對蛋雞影響的研究結論不盡一致。理論上細粉碎可增大飼料表面積,增加其與蛋雞體內消化酶的接觸機會,提高飼料養(yǎng)分利用率[5,21],從而提高蛋雞生產性能。但從已有的研究結果來看,粗粉碎的蛋雞飼料應用效果優(yōu)于細粉碎飼料。飼料粉碎粒度對蛋雞的影響見表1。
表1 飼料粉碎粒度對蛋雞的影響
已有的蛋雞飼料粉碎粒度對其質量影響的研究中,研究人員基于各自的結果分別提出了蛋雞飼料適宜的粉碎粒度建議值。王衛(wèi)國等[24]認為,粉碎蛋雞飼料所用粉碎機篩片篩孔直徑以7 mm為佳。高天權[25]發(fā)現自由采食狀態(tài)下蛋雞飼料中玉米的適宜粉碎粒度為1 495 μm,而限飼狀態(tài)下的適宜粉碎粒度為1 238 μm。Pèrez-Bonilla 等[37]指出,輥式粉碎機適用于纖維素含量較低的谷物粉碎,而用于大麥粉碎則可能不合適。Herrera 等[36]推薦玉米和大麥的合理粉碎粒度可采用篩孔直徑為6~10 mm 的篩片控制。張嘉琦等[29]建議蛋雞飼料中的玉米應采用篩孔直徑為6.0 mm 的篩片進行粉碎。玉米和小麥用錘片式粉碎機進行粉碎時,篩片篩孔直徑應控制在4~10 mm,粉狀飼料的平均粒徑在700~1 000 μm[2]。豆粕用錘片式粉碎機粉碎時篩片篩孔直徑以5.0 mm、幾何平均粒徑732.0 μm為佳[33]。Sk?ivan等[38]認為,石粉顆粒應控制在0.8~2.0 mm。海蘭蛋雞飼養(yǎng)管理手冊對產蛋期飼料粉碎粒度的要求是飼料顆粒小于1 mm的比例不大于15%,1~2 mm 的顆粒占20%~30%,2~3 mm 的顆粒占30%~40%,大于3 mm 的顆粒在10%~15%。我國國家標準(GB/T 5916—2008)中對蛋雞配合飼料粒度規(guī)定為全部通過7 mm的編織篩。
綜上,蛋雞飼料適宜的粉碎粒度采用粉碎機篩片篩孔直徑控制時,篩片篩孔直徑應在4~10 mm,玉米以6~8 mm為佳,豆粕以5.0 mm為宜。以幾何平均粒徑衡量時,平均幾何粒徑應控制在700~1 500 μm,玉米以1 000~1 500 μm 為宜,豆粕以不小于700 μm 為宜,飼料以900~1 200 μm為佳。
對已有的研究進行分析可發(fā)現,不同研究中采用的飼料粉碎粒度控制方法有所不同,所得到的粉碎粒度亦有差異,特別是原料和成品飼料的最終粉碎粒度及分布差異較大(見表2)。王衛(wèi)國等[24]的研究中玉米和豆粕粉碎后的平均幾何粒徑差異較小,且飼料差異也較小,選用的篩片篩孔直徑雖分別為5、7 mm 和8 mm,但粉碎后的玉米粒度均低于600 μm,飼料則更小,不足500 μm,未能達到適宜的粒度范圍,這與試驗進行較早及粉碎條件有關。張燕鳴等[27]的試驗結果與此相似。高天權[25]則是通過粉碎機篩片篩孔直徑和平均幾何粒徑相結合的方式控制試驗用飼料粉碎粒度,其中有兩組試驗飼料的粒度小于700 μm,得出了飼料粉碎粒度對蛋雞有影響的結論。張春蘭[26]的試驗條件與此類似。而Ruhnke 等[18]、Herrera 等[36]、張嘉琦等[29]和吳雨珊等[33]的試驗中,飼料粉碎粒度均符合蛋雞飼料要求,但飼料粉碎粒度的變化未能對蛋雞生產性能等產生影響。即使用相同方法控制粒度,不同研究所得結果亦有差異,以粉碎機篩片篩孔直徑8 mm為例,王衛(wèi)國等[24]和張燕鳴等[27]的結果與Herrera等[36]和張嘉琦等[29]的結果有明顯差別。這在今后的研究和實際應用中應引起注意。
表2 粉碎對蛋雞飼料粒度的影響
蛋雞飼料在加工和應用過程中存在的主要問題是:飼料粉碎粒度不夠合理和成品飼料在運輸及飼喂過程中易分級。以飼料顆粒粒徑1 180 μm作為蛋雞挑食和飼料分級的評價值,蛋雞偏好采食顆粒粒徑大于1 180 μm 的飼料成分;而粒徑小于1 180 μm 的小顆粒飼料成分則會滲入料槽底部,大顆粒飼料保留在上層,由于飼料粒度分布不均勻和蛋雞挑食,將導致小顆粒的飼料養(yǎng)分不能有效攝入、利用,特別是維生素、微量元素和氨基酸等成分,從而無法滿足蛋雞營養(yǎng)需要,影響蛋雞健康和生產性能[19]。蛋雞偏愛采食粗顆粒飼料,而對粗蛋白、灰分和鈣等養(yǎng)分不敏感[39]。對此,在蛋雞飼料加工及其使用中需引起重視。
現代家禽育種、機械制造、自動控制和人工智能等技術的發(fā)展促進了蛋雞品種的改良和養(yǎng)殖設備的更新,蛋雞產蛋周期進一步延長,飼養(yǎng)管理自動化程度迅速提高。同樣,我國蛋雞養(yǎng)殖在良種推廣和養(yǎng)殖設備等方面得到了極大發(fā)展,規(guī)?;潭妊杆偬岣?,單幢雞舍蛋雞飼養(yǎng)量已超10 萬只,飼料普遍采用散裝發(fā)放、機械自動飼喂,部分養(yǎng)殖場采用由飼料生產車間通過輸送設備直接從飼料生產線輸送至雞舍內,大大提高了生產效率,節(jié)約了包裝成本,減少了環(huán)境污染。為充分發(fā)揮蛋雞的生產潛力,必須為蛋雞提供優(yōu)質、高效的飼料,保證蛋雞攝入充足、全面的營養(yǎng)成分,避免蛋雞因長期攝入的飼料養(yǎng)分不平衡而影響其健康和生產效率[2]。這對蛋雞飼料加工工藝、設備和加工特性提出了新的要求,蛋雞飼料加工特性必須適應蛋雞采食行為和現代養(yǎng)殖方式,確?;旌暇鶆颉⒉环旨?,以滿足現代蛋雞高效生產需要。
蛋雞飼料加工的關鍵工序是粉碎,粉碎粒度越大,粉碎產量越高,且可節(jié)省能耗、人工和加工時間,減少粉塵,具有較好的環(huán)境和經濟意義[2]。目前,蛋雞飼料粉碎應用最廣泛的是錘片式粉碎機,適宜粉碎粒度控制要求基本確定,但對粒度均一性和分布需予以重視。物料性質、錘片數量和厚度、錘片線速度、錘篩間隙、篩片特性(篩孔直徑、有效篩理面積及厚度等)和吸風狀態(tài)等對粉碎效果均有影響[5]。實際生產中易于調整的是粉碎機錘片數量、篩片篩孔直徑和吸風狀態(tài)。研究表明,玉米粉碎粒度隨粉碎機錘片數量增加而減小,錘片數量多增加了單位時間內的打擊次數,造成玉米粉碎粒度變細,適當調整錘片數量可有效防止玉米過度粉碎[40]。粉碎玉米的幾何平均粒徑隨錘片式粉碎機篩片篩孔直徑增大而增大,且?guī)缀纹骄讲町愔饾u增大,粒度分布范圍加寬[28-29],粉碎能耗降低[29,35]。有效的吸風可促進粉碎后符合要求的細粉迅速通過篩片排出粉碎機,避免過度粉碎,且能防止篩片堵塞,提高粉碎機產量,降低能耗和加工成本,同時吸風氣流還能帶走粉碎時產生的水分和熱量,降低粉碎室溫度,但需要注意吸風量要適宜,風量過大會造成能耗加大,并使飼料水分過低[41]。蛋雞粉狀飼料加工、輸送和使用過程中容易產生粉塵,污染飼料生產車間和雞舍空氣,特別是雞舍空氣污染會增加蛋雞呼吸道疾病發(fā)生率。因此,采用粉碎機篩片篩孔直徑控制飼料粉碎粒度時,建議在合理范圍內選擇較大值。由于粉碎機篩片篩孔直徑只能控制粉碎的最大顆粒粒徑,無法控制過度粉碎,所以,必須同時測定粉碎粒度,根據粒度確定合適的粉碎條件并使粒度分布盡可能變窄。
為避免或減少分級,配制飼料時要考慮添加適量液體成分,使粒度較細的成分能與大顆粒成分黏結在一起,減少分級。成品飼料進入成品倉時應采取措施盡量減少分級,特別是散裝成品倉相對高度更高,設計時要注意設置緩沖裝置,降低成品飼料下降速度,控制分級發(fā)生。同時改進飼料飼喂系統(tǒng),使其具有將飼料連續(xù)進行混合的功能,減少飼料輸送過程中的分級,確保蛋雞能采食小顆粒飼料和營養(yǎng)攝入充分,或減少小顆粒的飼料比例,以減少分級[19]。
飼料加工的發(fā)展方向是安全、優(yōu)質、高效、環(huán)保。針對蛋雞飼料的特點,蛋雞飼料加工發(fā)展的重點是:粉碎粒度合理、混合均勻和分級小。為此,必須加強技術創(chuàng)新,對蛋雞飼料加工工藝和設備進行深入、系統(tǒng)的研究,創(chuàng)新蛋雞飼料專用加工工藝,創(chuàng)制加工設備。粉碎是蛋雞飼料加工中最為關鍵的工序,就粗粉碎而言,輥式粉碎機的能量效率最高,而錘片式粉碎機的能量效率最低。輥式粉碎機粉碎后的粒度范圍為1.29~2.44 mm[42],且粉碎粒度更均一,幾何平均粒徑小于500 μm的細粉比例明顯少于錘片式粉碎機[43],更符合蛋雞飼料粉碎粒度要求[28,35]。采用輥式粉碎機+錘片式粉碎機的二次粉碎工藝能有效提高粉碎效率和降低加工成本[44],因此,有必要就輥式粉碎機在蛋雞飼料加工中的應用進行更為深入系統(tǒng)的研究,為改善蛋雞飼料加工質量提供技術參考。針對錘片式粉碎機,應充分考慮蛋雞飼料粉碎粒度要求、粉碎機產量和能耗之間的平衡,適當提高粉碎粒度,以提高粉碎效率,降低粉碎能耗、加工成本和損耗。對成品飼料分級必須予以重視,盡量減少加工過程中的輸送距離,特別是成品飼料自由下落距離需加以控制,同時研發(fā)分級小的新型設備或裝置;將預混合飼料、礦物質、蛋白質原料等成分制成顆粒破碎形式,使之與玉米粒度相近,可望減少飼料分級和蛋雞挑食,對此有必要進行研究,探究其可行性;油脂等液體成分在蛋雞飼料加工特性方面發(fā)揮的作用亦需探明。
綜上,為保證蛋雞飼料加工質量及其應用效果,必須控制飼料粉碎粒度及其分布,減少分級;通過技術創(chuàng)新,改進飼料加工工藝流程和設備結構,優(yōu)化工藝參數,進一步提高蛋雞飼料質量。