第十九章

加工工藝對飼料營養成分及動物生產性能的影響

授課目的

了解當前畜禽飼料的典型加工工藝流程深入了解加工工序對飼料營養價值的影響，理解加工與營養的相互關系飼料加工處理對動物生產性能的影響授課內容

概論粉碎工序與動物的生產性能混合工序與動物的生產性能制粒工序與動物的生產性能膨化與膨脹技術在養豬生產中的應用一、概論二十世紀七十年代以來，隨著制粒、擠壓與膨化、顆粒制粒后噴涂等先進加工技術在生產中的廣泛應用，極大地提高了飼料的飼用價值，促進了飼料工業和養殖業的發展；通過加工工藝來改善飼料品質，已成為現代飼料企業提高產品質量的重要手段之一；加工工藝與動物營養的聯系日益密切，實現二者的有效結合是每個成功營養師必須關注的問題好的飼料產品從何處來？優質配合飼料優質的原料合理的飼料配方

適宜的加工技術關鍵點品質差的原料一定生產不出好的產品；最低配方成本最低飼料成本；好的配方生產的產品不一定都是好產品；在原料配方確定的情況下，加工技術是影響飼料（特別是顆粒飼料）質量的主導性因素飼料加工的目的

改善飼料轉化效率改變顆粒度改變飼料營養物質的濃度改善飼料的適口性改善營養物質的消化率和有效率改變飼料的密度，便于貯存飼料廠典型工藝流程原料接收與清理原料粉碎計量配料混合制粒成品打包貯存二、粉碎對動物生產性能和養分

消化率的影響1、粉碎工序

粉碎是飼料廠最重要的工序之一，動力配備約占飼料廠總動力配備的30-40%，粉碎工藝效果的好壞直接影響到配合飼料的質量、產量、電耗和成本；配合飼料廠采用的粉碎設備大多為錘片式粉碎機；對輥式粉碎機只少量應用在大型飼料廠的二次粉碎工藝；粉碎產品的粒度及其均勻性是評價粉碎工藝效果好壞重要的加工與質量指標兩種類型粉碎機的比較錘片式對輥式粉碎作用力撞擊、摩擦擠壓、剪切粉碎成品粒度粒度變異大粒度均勻粉碎速度快慢能耗高低噪音高低用途廣泛二次粉碎工藝最佳飼料粉碎粒度的重要性

可以提高混合的均勻度；粒度均勻，可以減少飼料的分離；消化面積最大；提高飼料采食量；粉碎粒度對混合效率的影響

(混合均勻度變異系數CV%)顆粒粒度（m）混合時間（分鐘）0.51.53.0<69935.18.38.8700-90043.110.38.7>90050.114.311.6飼料種類對粉碎工藝效果的影響

(Wu等,1985)玉米高粱小麥篩孔尺寸(英寸)1/41/41/4產品粒度(m)7849951090標準差2.352.262.52表面積(cm2/g)8463682、粉碎加工對動物生產性能的影響

2-1粉碎加工對豬生產性能的影響大麥粉碎細度對仔豬生產性能的影響

(Goodband等,1985)指標大麥大麥高粱粉碎機篩孔大小（英寸）1/83/163/16粉碎粒度（m）634767623日增重（g）386368440采食量（g）654654735飼料/增重1.701.791.89大麥粉碎細度對肥育豬生產性能的影響(Goodband等,1985)指標高粱大麥大麥大麥大麥篩孔(英寸)3/163/161/81/41對輥式粉碎粒度,m

6989027141462206日增重,945817890808790采食量3.152.822.942.962.95飼料/增重3.393.583.323.653.72玉米、高粱粉碎粒度對仔豬

養分消化率的影響

(OHH等,1983)粒度（m）消化率，%飼料/增重干物質粗蛋白質能量70086.182.985.81.74700-100084.980.584.41.82>100083.779.182.61.93玉米、高粱粉碎粒度對仔豬

生產性能的影響

(OHH等,1983)種類粉碎類型粒度m

日增重g采食量g飼料/增重玉米錘式6214587801.708774497991.76對輥式8024638401.8111474729031.92高粱錘式5394367761.787224548131.79對輥式8854498671.9212174278261.94日糧形式和粉碎方式對肥育豬

生產性能的影響錘片式粉碎機對輥式粉碎機粉料顆粒料粉料顆粒料能耗,kw/t15.314.6生產率,t/h1.80.7日增重,kg0.830.880.830.92采食量,kg3.043.153.003.08增重/飼料0.2730.2790.2770.299胃角質化程度2.01.81.01.6胃潰瘍0.61.30.20.6日糧形式和粉碎方式對肥育豬

生產性能的影響（續）

擠壓粉碎玉米改善了肥育豬的生產性能和胃內膜形態；粉碎粒度均勻對肥育豬生產性能無改善作用養分過1.5mm篩過6mm篩Nitrogen88.484.7Arg92.086.5His91.185.7Ile90.285.6Leu91.587.6Lys81.572.6Phe92.989.4Thr83.778.0Val88.683.1飼料粉碎粒度對小麥氨基酸回腸消化率的影響

（Sauer等，1992）%2-2粉碎加工對家禽生產性能的影響飼料粉碎對家禽影響較小，一般以中等飼料粒度的效果較好蛋雞的料型主要是粉狀料，粒度影響蛋雞采食量、生產性能和舍內環境，但改變玉米粒度對蛋雞生產性能影響不大，反而增加能耗，而減小高梁粒度時可適當提高產蛋率對玉米和高梁而言，減少粒度增加能耗，但未能改善肉雞生產性能，配置復雜日糧相對簡單日糧肉雞增重和采食量增加3、小結

隨著飼料顆粒度的下降，飼料表面積增加，營養物質消化率提高；隨著飼料顆粒度的下降，胃潰瘍的發生率增加；原料的物理性質影響到粉碎的工藝效果，即不同的原料用同樣的設備粉碎，其產品粒度不同；3、小結

需要從營養學和加工工藝學兩個角度來確定飼料適宜的粉碎粒度；從營養學的角度看，較細的粉碎有利于養分消化率的提高，但過細的粉碎使動物胃潰瘍的發生率增加，且使粉碎成本大幅度提高；仔豬用飼料最佳粉碎粒度為500微米，生長豬為600微米左右，母豬則以400微米左右為好，蛋雞玉米和高梁最佳粒度為800微米，肉雞以中等大小為佳三、混合對動物生產性能和養分

消化率的影響

1、混合工序

混合機是飼料加工廠的心臟；混合工藝效果的好壞以混合時間和混合均勻度兩個指標評價；定量化表征混合均勻度的指標是混合均勻度變異系數，CV%；

我國國標規定全價料混合均勻度變異系數小于10%；預混合飼料小于5%；混合設備按作業方式分為：分批混合機與連續混合機；按主軸布置形式分：立式混合機和臥式混合機；按工作部件分螺旋式、槳葉式等；目前國內大中型飼料廠常選用臥式螺帶混合機和臥式雙軸槳葉混合機；小型加工機組選用臥式螺帶或立式混合機；常用混合機性能的比較臥式雙螺帶立式雙軸槳葉混合周期5-6min15-30min<4min混合均勻度CV

10%10-20%CV

5%殘留量少多很少用途全價料、濃縮料和預混料小型機組全價料全價料、濃縮料和預混料混合機的充滿系數對混合效率的影響5噸料4噸料3噸料適度混合的標志混合時間，分鐘變異系數，%單螺旋立式混合機-4噸生產能力混合機磨損對混合效率影響磨損的外圈螺帶新的外圈螺帶混合時間，分鐘變異系數，%新的與舊的臥式螺帶混合機混合機轉速對混合效果的影響20轉/分26轉/分34轉/分40轉/分臥式螺帶混合機混合時間，分鐘變異系數%2、飼料混合均勻度對豬生產性能的影響

Trayloretal.(1994)采用臥式雙螺帶混合機研究不同混合時間（混合均勻度）對斷奶仔豬和肥育豬生產性能的影響；試驗采用三氧化二鉻作為指示劑；飼料混合均勻度對豬生產性能的影響混合時間由0到0.5分鐘時，顯著地提高了斷奶仔豬的增重速度和飼料轉化效率，繼續延長混合時間，對仔豬的生產性能的改善作用較小；肥育豬對日糧混合均勻度的變化反應不敏感，CV為10-20%不會影響到生長豬的生產性能3、混合對家禽生產性能影響混合不均勻的飼料影響肉雞的生產性能和肉雞肌肉的化學成分營養全面的充足日糧混合質量對肉雞生長速度影響不大，但飼料轉化率隨混合均勻度提高呈線性提高趨勢當滿足NRC標準80％的低質量飼料喂雞時，混合均勻度對肉雞生產性能有較大影響飼料混合均勻度對肉雞生長后期影響相對較小4、小結

飼料廠混合機混合均勻度至少半年測定一次；應按變異系數校正混合時間；臥式混合機混合效果好于立式混合機；微量物質需要高效混合機，否則影響單胃動物的利用效率（氨基酸平衡、個別維生素及微量元素等）；防止混合后運輸過程的分級現象抓住主要問題，即混合均勻度對動物生長前期影響較大四、制粒對動物生產性能和養分利用率影響1、概述

顆粒飼料的優點

物理方面：

易處置性、減少飼料組分分級、減少飼料浪費、提高容重；營養方面：避免挑食、縮短采食時間、殺滅病原微生物、淀粉糊化和蛋白質變性，提高適口性、改善飼料利用效率。顆粒飼料的缺點

增加了生產成本；制粒過程中水、熱、壓力處理使部分熱敏性養分破壞；過硬的顆粒會降低動物的采食量；當日糧脂肪含量大于6%時，制粒困難；飼料形式對斷奶仔豬生產性能的影響

(Traylor,1996)粉料顆粒料ADGADFIF/GADGADFIF/G0-5d1241531.231511340.890-29d3585371.503625101.41綜合已有的研究結果，飼喂顆粒飼料對斷奶仔豬生產性能的改善效果：提高日增重和飼料轉化效率9-10%。2、制粒對動物生產性能影響飼料形式對肥育豬生產性能的影響ReferenceWt,kg粉料顆粒料ADGADFIF/GADGADFIF/GHanke,197258-990.752.583.450.802.583.23Braird,197315-1000.692.523.700.722.433.33Skoch,198349-980.772.393.100.842.442.91Wondra,199555-1150.963.223.351.003.163.15所有試驗日糧均為玉米-豆粕型；顆粒飼料對生長肥育豬生產性能的影響：ADG平均改善6%；飼料轉化效率改善6-7%。顆粒直徑對斷奶仔豬和肥育豬生產

性能的影響（Traylor等,1996）顆粒直徑，mm粉料24812斷奶仔豬ADG358362371362364ADFI537510516541532F/G1.501.411.391.491.46肥育豬ADG1.030.941.011.021.05ADFI3.012.622.762.853.05F/G2.922.792.732.792.90顆粒直徑與豬的生產性能人們通常認為，小豬喜愛小顆粒，而大豬喜愛采食大顆粒的飼料；已有的研究結果顯示，顆粒直徑大小對不同體重豬生產性能的影響缺乏一致的結果；

Traylor等（1996）的試驗結果表明，目前生產中給不同體重豬飼喂直徑不同顆粒的做法似乎并非必要，直徑為4-5mm的顆粒對斷奶仔豬和肥育豬都是適合的顆粒質量的重要性

動物的生產性能

-顆粒飼料的質量影響到動物的生產性能

商品飼料品質

-顆粒飼料的品質影響到顆粒飼料的外在商品價值顆粒飼料質量的評價方法

顆粒耐久性指數-TumblingBoxTest

（PelletDurabilityIndex,PDI）

--評價顆粒飼料質量的標準檢測方法。顆粒硬度–TabletHardnessTester其它指標–如Waterstability(水產飼料)

顆粒飼料中的含粉量對肥育豬

生產性能的影響

（Amornthewaphatetal.1999）指標粉料細粉含量，%02550SEADG,kg0.890.960.930.900.01F/G2.792.602.642.720.008

與粉料相比，顆粒飼料提高肥育豬日增重8%和飼料轉化效率7%；隨著顆粒飼料中含粉量的增加，增重效率呈線性降低。制粒對家禽生產性能影響肉雞一般采用顆粒飼料，可提高增重和飼料轉化率4～8％和3～4％。對其他家禽目前了解不清楚3、影響顆粒質量的因素

(AdaptedfromReimer,1992)飼料粉碎細度與顆粒質量

粉碎粒度小，單位重量中飼料粒子的接觸面積增多，在較短的時間內，水、熱可以深入顆粒的內部，調質充分；

Wondra

等（1995）報道，當飼料粉碎粒度由1000m降低到400m時，顆粒耐久性指數（PDI）提高；但Stevens(1987)和Martin(1983)用玉米、小麥和高粱所做的試驗發現，粒度的變化（800-1000vs350-550m）對顆粒質量無影響。飼料調質與顆粒質量

飼料調質目的提高顆粒耐久性和產量，減少細粉的產生和電耗。關鍵控制點

-原料水分:KSU研究結果表明,在12-15%范圍內，原料水分含量與PDI高度相關，14%最佳。

-調質時間和調質器設計

-蒸汽質量：至關重要。

4、小結

與粉狀飼料相比，顆粒飼料可以提高斷奶仔豬和生長肥育豬的日增重和飼料轉化效率；影響顆粒飼料的質量的因素很多，在配方一定的情況下，加工工藝的好壞對顆粒飼料質量起到決定性的作用五、擠壓(膨化)對飼料成分和動物生產性能的影響1、基本概念擠壓是靠水、壓力、溫度和機械剪切力等作用，迫使原料通過一個特定設計的開口而成形的工藝過程；水蒸汽加熱或外部加熱，使物料達到高溫（120-170°C）、高壓（5-8kg/cm2）狀態。谷物中積蓄了大量能量，在谷物被擠出機口的瞬間，物體從高壓突然變為常壓，有巨大的能量釋放出來，產生爆炸。谷物中的液態水突然汽化，其體積約可膨大2000倍。谷物的組織受到拉伸破壞成無數細微多孔的海綿結構，谷物體積膨大，在此過程中，谷物的物理、化學組成和性質都發生了不同程度的變化。擠壓機功能粉碎

攪拌

剪切

成形

熱處理

蛋白質變性

淀粉糊化

殺滅微生物和某些有毒成分

……優點

改進養分消化率：干物質、脂類、能量

加強淀粉糊化和蛋白變性

破壞酶、有毒成分和微生物

改進飼料適口性、耐久性、水穩定性和耐儲性

提高飼料效率和動物生產表現（通常）缺點加大生產成本降低某些養分的可利用率：礦物質和維生素擠壓機類型和擠壓熟化單螺桿擠壓機(Single-screwextruders)----干熟化擠壓機(drycookingextruders)

入料中含水量小于25%

----濕熟化擠壓機(

wetcookingextruders)

入料中含水量大于40%----冷成形擠壓機(

coldformingextruders)----膨脹機(expanders)雙螺桿擠壓機(Twin-screwextruders)----同相旋轉雙螺桿擠壓機

co-rotatingtwin-screwextruders----相對旋轉雙螺桿擠壓機

counter-rotatingtwin-screwextruders

雙螺桿與單螺桿擠壓機比較

設備費：

1.5~2.0

倍零件磨損：1.5~2.0

倍電耗：1.5

倍內在脂肪：雙>17%,單<10%高配比鮮肉：>35%產品大小形狀更加一致顆粒小：<1.5mm更容易清理：自拭功能

擠壓機與膨脹機比較

擠壓機膨脹機

ExtrudersExpanders產量(Ton/h):Capacity(Tons/h):1-204-70電機(馬力):Motor(horsepower):40-800100-800

代表性加工參數加工溫度壓力水分最高脂肪熟化

℃(bar)%%%制粒60-9512-171215-35膨脹90-13035-4012-181225-55干擠壓機110-14040-6512-181260-90濕擠壓機單螺桿80-14015-3015-352280-100雙螺桿60-16015-4010-452780-100擠壓的經驗法則----配方

制作浮性顆粒，淀粉>30%制作沉性顆粒，淀粉10％左右脂肪>6%對膨化不利外加脂肪應在烘干／冷卻后噴涂熱敏維生素、加味劑和抗氧化劑應在烘干／冷卻后噴涂擠壓的經驗法則----粉碎粒度原料應經錘片粉碎機、輥磨或超微粉碎機粉碎原料最大粒度應小于模孔直徑的1／3，不大于1.5mm擠壓的經驗法則----預調質其停留時間比機鏜熟化區長5~10倍溫度范圍75~85℃降低機鏜內零件磨損擠壓的經驗法則----出料顆粒出模后閃降水分3~7個百分點產品密度（容重）取決于溫度、水分、壓力和配方擠壓的經驗法則----其它趁顆粒還熱時涂加熱敏原料顆粒如需久儲，應采用防水塑料袋包裝必須安排長班次以免拆卸大擠壓機

擠壓飼料產品的物理化學變化

擠壓熟化對養分和總能變化的影響(%,orkcal/kg)原料水分蛋白質脂類纖維素灰分總能豆粕 11.0453.930.66 3.433.62 4574.0

豆粕（擠）8.7555.041.20 3.30 3.274766.0

大麥11.6512.091.85 4.68 1.01 4648.5大麥（擠）13.9712.000.51 4.58 0.964759.5

玉米面筋粉8.2276.561.56 1.59 0.855778.5

玉米面筋粉（擠）

10.1181.671.99 1.720.666345.0

小麥8.7112.891.68 2.191.944117.0

小麥（擠）9.7619.140.31 2.03 1.504536.5

擠壓熟化處理提高了物料中蛋白質和總能的含量；擠壓熟化加工對淀粉的作用

增加了淀粉的孔隙度增加了水溶解性

擠壓熟化加工對淀粉糊化的影響

加工淀粉糊化（％）

喂料15.5預調制器31.6擠壓機92.8烘干機96.7

加工平均85.0

水分含量對膨化玉米淀粉

物化特性的影響

Gomez等（1984）WengerModelX-5膨化機膨化工藝參數螺旋轉速：750轉/分；進料速度：140克/分鐘；模孔直徑：4毫米；溫度：90-130°C；水分含量：14.2-32.9%;

水分含量對膨化玉米淀粉

物化特性的影響含水量%水溶解度%淀粉酶作用程度生成麥芽糖g/100g淀粉淀粉糊化度玉米淀粉0.00.060.032.97.66.216.129.212.27.928.724.522.38.532.822.534.19.347.115.946.910.459.014.261.010.263.8擠壓熟化加工對淀粉的作用--小結高淀粉含量原料的擠壓熟化工藝參數可為生產不同的產品而調節，隨著原料中水分含量的增加，膨化過程中的剪切、摩擦作用減弱，膨化溫度降低，淀粉糊化度下降，飼料消化率的改善幅度降低；

水分含量在18-25%，膨化溫度為120-170°C時，淀粉糊化度最高，蛋白質破壞的最少；擠壓熟化加工對纖維的影響

擠壓處理高纖維飼料與擠壓處理高淀粉含量的飼料效果相似，即大分子在膨化過程中被磨破而增加消化率。膨化效果與纖維類型和加工條件有關。低于120oC以下，對日糧纖維營養價值影響較小。擠壓熟化加工對纖維的影響（續）

Skochetal.(1983)比較了制粒（加不加蒸汽）和膨化處理是否改善了玉米-小麥麩日糧的營養價值；膨化條件為：149oC，0.79cm的模孔直徑；結果發現，制粒和膨化改善了飼料轉化效率和能量消化率，但對日增重沒有顯著影響擠壓熟化加工對纖維的影響（續）

(Skochetal.1983)項目粉料顆粒蒸汽制粒膨化+蒸汽制粒生長豬（16kg體重）ADG,Kg0.610.640.670.58G/F0.452b0.524c0.493c0.518c能量消化率，%78.6b80.2bc81.3cd82.2d氮消化率，%82.882.784.384.3肥育豬（46kg體重）ADG,Kg0.750.780.790.82G/F0.269b0.299d0.273bc0.295cd能量消化率，%82.9b85.3d84.2c-氮消化率，%83.385.083.4-

擠壓熟化對維生素穩定性的影響（根據BASF）

維生素穩定度（％）

VitaminsStability(%)

A 85-90

D3 80-90

E 80-95

K3 60-85

擠壓熟化對維生素穩定性的影響（根據BASF）

維生素穩定度（％）

B1 93-98

B2 98-100

B6 90-100

B12100

生物素 95-98

氯化膽堿 94-100

葉酸 98-100

煙酸 96-100

泛酸100C 50-70

擠壓熟化對維生素穩定性的影響

擠壓處理對維生素和微量元素有效率的影響幅度至今仍未定論；維生素穩定性受擠壓熟化工藝參數、維生素的劑量、劑型及日糧組成等的影響；建議：在日糧中分別添加1.5-2倍和2倍于正常添加水平的脂溶性和水溶性維生素，可以保證不出現維生素的缺乏癥。擠壓熟化加工對蛋白質的作用

擠壓熟化處理全脂大豆，可打破大豆脂肪球(globules)，增加脂肪酶作用的機會，從而增加能值（相對于炒爛大豆）；擠壓熟化不僅可以使蛋白質變性，還可以打斷肽鍵，改變蛋白質結構，摩擦蛋白質分子，實際上促進新肽鍵和新結構的形成擠壓熟化加工對飼料中抗營養因子

含量的影響

擠壓熟化對棉籽與去皮大豆50:50混合料棉酚含量的影響(delValleetal.,1986)

注水量通過擠壓機棉酚（mg/kg）有效賴氨酸(ml/kg)次數

（％）總量游離

00536354174.8139906784.7233464044.6330483794.7427833114.7330373235174.3134755384.2233133464.6332823324.6428012834.7