Sloan等(1971)在肉鸡日粮中对使用挤压的和未挤压的玉米、高粱作过比较,发现饲喂挤压过玉米、高粱的肉鸡28d增重提高2%,饲料效率改善6%。Sell(1984)报道,挤压大豆日粮使肉鸡的增重和饲料效率分别改进1%和5%,使火鸡分别提高1%和2%。McNaughton等人(1981)比较了豆粕熟化时间对抗胰蛋白酶(TI)和肉鸡生产表现的影响,结果表明,随着熟化时间的延长,TI活性逐渐减弱(表11)。
表11 豆粕熟化时间对于抗胰蛋白酶(TI)活力和肉鸡生产表现的影响
熟化时间/min |
TI活力/mg/g) |
平均体重/g |
饲料/增重 |
0 |
12.12 |
605 |
1.61 |
5 |
7.84 |
625 |
1.53 |
10 |
1.77 |
643 |
1.51 |
15 |
0 |
626 |
1.54 |
20 |
0 |
596 |
1.59 |
25 |
0 |
565 |
1.68 |
5 挤压加工浮性和沉性鱼饲料
挤压机的独特功能是可改变饲料容重,从而制成浮性的、沉性的或慢沉落的鱼饲料。在北美,大多数鱼饲料都做成浮性的。浮性鱼饲料不仅可提高饲料效率,最重要的是能让养殖者看见鱼的采食情况。加工浮性鱼饲料需要注入蒸汽和水,其物料应含20%淀粉,淀粉发挥黏结剂兼能量物质的功用。挤压产物在出模前应有125~138℃ 温度,34~37 个大气压(33~36kg/cm2),25%~27%水分;挤压后,容重应为320~400g/L,水分21%~24%。这说明,挤压物出模时会丢失水分3~4个百分点。就在挤压物出模时,压力骤然释放使过热的水变成蒸汽而使挤压物水分降低;这也造成很多小气泡,挤压的饲料才得以飘浮。通常将鱼饲料进一步干燥(水分10%以下),还可增进飘浮性。容重480g/L被认定为颗粒饲料浮沉的转折点,低于即浮,高于即沉。必要时,用挤压机也能将鱼饲料制成沉性饲料。制作沉性饲料时,给调制器注入水(不注入或少注入蒸汽),环模应有26~30个大气压(25~29 kg/cm2),挤压物应含水28%~30%,挤压后容重是450~550g/L,温度120℃,水分26%。湿熟化挤压机使用带放气口的模头,干挤压机使用二次挤压模头(Rokey and Huber,1994),这样可以降低挤压产物的温度、水分和膨胀率,才能制成沉性饲料。带放气口的模头紧靠着模板,因此在需要给挤压物添加维生素、色素和增味剂的场合也可以使用,可避免过度熟化。沉性鱼饲料应含10%淀粉、12%脂肪,最终挤压产物含水10%~12%,过度干燥会使沉性饲料上浮。
表12 冷挤压豆粕日粮对虹鳟鱼生产表现的影响 g
项目 |
0%豆粕 |
25%豆粕 |
50%豆粕 |
75%豆粕 |
100%豆粕 |
100%鱼粉 |
75%鱼粉 |
50%鱼粉 |
25%鱼粉 |
0%鱼粉 | |
初重 |
9.11a |
9.17a |
9.08a |
9.10a |
9.17a |
增重 |
21.42a |
22.09a |
20.32a |
17.58a |
14.57b |
饲料/增重 |
0.89a |
0.88a |
0.88a |
1.04a |
1.30b |
资料来源:程宗佳等,2003。
豆粕被普遍用于陆生动物饲料蛋白质来源。抗胰蛋白酶这类抗营养因子在豆粕中的含量只有3.0~3.5mg(抗胰蛋白酶单位,TIU)/g,在生大豆中含量很高,挤压熟化使全脂大豆的TIU从46.5mg TIU降为7.6~8.5mg TIU。豆粕还广泛用于温水鱼饲料,诸如斑点叉尾鮰、罗非鱼和鲤鱼的饲料。但是,有报道说像鳟鱼和鲑鱼这类冷水鱼对豆粕比较敏感,因此,商品化的鳟鱼和鲑鱼饲料中配有大量鱼粉,只有约5%~10%豆粕。目前世界上鱼粉生产停滞,有必要探讨豆粕用在鳟鱼和鲑鱼饲料生产的可能性。近来我们进行了一个试验,用豆粕取代虹鳟鱼饲料中0、25%、50%、75%和100%的鱼粉(程宗佳等,2003),鱼粉对照日粮有32.8%鱼粉 (鲱鱼粉) 和42%粗蛋白质,所有日粮的含氮量和能量水平一致,冷挤压加工。经4周试验后,用取代了75%鱼粉的饲料喂养的鱼与用鱼粉对照饲料喂养的鱼比较,在增重和饲料效率方面没有明显差别(P>0.05,表12)。这说明,鳟鱼饲料可配用豆粕的含量高达24.6%。全世界1995年鳟鱼和鲑鱼产量大约是83万t,假定饲料效率为2:1,则需要饲料1 66万t,如其中24.6%用豆粕取代,则约需豆粕41万t。这个试验说明了豆粕在冷水鱼养殖上的潜力。但是,在水产饲料中使用豆粕和大豆产品方面显然需要进行更多的研究,譬如,需要对全脂大豆进行评价;需要研究饲喂较多豆粕和豆油的办法,以豆油和大豆卵磷脂代替鱼油,以降低鳟鱼和虾肉中的胆固醇水平;需要研究在全脂大豆和豆粕中添加商品化植酸酶,降低以全脂大豆和豆粕为主的鱼、虾饲料中的植酸磷、总磷和其他矿物质的利用率。
6 挤压加工宠物饲料
上世纪50年代早期即已开始用挤压机制作宠物饲料。美国超市的宠物饲料销售额在20世纪前期最高达到7 150亿美元(Maxwell,1992)。宠物饲料可分为几种:干制品、半湿制品、软制品、“零食”(snacks),干制的狗饲料通常含水10%~12%,粗脂肪5%~12%,粗蛋白质18%~30%;干制的猫饲料通常含水10%~12%,粗脂肪8%~12%,粗蛋白质30%~36%(Rocky和Huber,1994)。制作干的宠物饲料的典型挤压水分在22%~28%范围。挤压制作半湿制品的工艺过程与制作干制品相似,但在挤压前将一些肉或肉类浆液副产品与干料拌和,其典型的挤压水分在30%~35%范围,储藏前不降低水分。软制品也含有肉或肉的副产品,油/脂含量高;含水高达27%~32%,容易改变外形。软制品包装前需要冷却但不必干燥。以上3种宠物饲料含水分较高,必须添加丙二醇或山梨酸钾,并将pH调到4~5.5,方能保存。宠物饲料的配方应考虑到宠物的特点,如狗喜甜、猫喜酸。宠物“零食”需要仿造骨头的外形,因此一般不用挤压熟化加工,但仍有用挤压方法制作宠物“零食”的可能性。挤压制作“零食”的设备系统可利用半湿挤压系统的原理和设备,主要差别是要有一个仿制大的骨头、饼干、薄饼之类的模板和切割装置(Rokey 和Huber,1994)。
7 结束语
挤压技术在食品和宠物饲料中被广泛采用,现在又广泛用来制作家禽饲料、猪饲料和水产饲料。改进养分消化率和能量利用率即可改进饲料效率,常常可以增进动物的生产表现。但是,挤压(膨化)会加大生产成本。因此,饲料制造商和动物饲养场都应谨慎从事。如果生产者欲在动物生产中具有竞争力,挤压技术是应予考虑的有效手段。