膨化加工是一項(xiàng)飼料加工新技術(shù)，飼料在擠壓腔內(nèi)膨化實(shí)際上是一個(gè)高溫瞬時(shí)的過(guò)程：混和物處于高溫 (110 -200 ℃ ) 、高壓 (25-lOOkg ／ cm2) 、以及高剪切力、高水分 (10 ％ -20 ％甚至 30 ％ ) 的環(huán)境中，通過(guò)連續(xù)混和、調(diào)質(zhì)、升溫增壓、熟化、擠出?？缀腕E然降壓后形成一種膨松多孔的飼料。
1 膨化飼料的優(yōu)點(diǎn)
1.1提高飼料的利用率膨化過(guò)程中的熱、濕、壓力和各種機(jī)械作用，使淀粉分子內(nèi) 1 ， 4 -糖苷鍵斷裂而生成葡萄糖、麥 芽糖、麥芽三糖及麥芽糊精等低分子量產(chǎn)物，膨 化加工可使淀粉糊化度提高，纖維結(jié)構(gòu)的細(xì)胞壁部分被破壞和軟化，釋放出部分被包圍、結(jié)合的 可消化物質(zhì)，同時(shí)脂肪從顆粒內(nèi)部滲透到表面， 使飼料具有特殊的香味，提高了適口性，因而攝 食率提高。另外，植物性蛋白飼料中的蛋白質(zhì)，經(jīng)過(guò)適度熱處理可鈍化某些蛋白酶抑制劑如抗胰 蛋白酶、脲酶等，并使蛋白質(zhì)中的氫鍵和其他次 級(jí)鍵遭到破壞，引起多肽鏈原有空間構(gòu)象發(fā)生改 變，致使蛋白質(zhì)變性，變性后的蛋白質(zhì)分子成纖維狀，肽鏈伸展疏松，分子表面積增加，流動(dòng)阻 滯，增加了與動(dòng)物體內(nèi)酶的接觸，因而有利于水 產(chǎn)動(dòng)物的消化吸收，可提高營(yíng)養(yǎng)成分消化利用率 10 ％ -35 ％。
1.2 降低對(duì)環(huán)境的污染 膨化浮性魚(yú)飼料在水中穩(wěn)定性能好。以擠壓 膨化加工而成的飼料顆粒，是靠飼料內(nèi)部的淀粉 糊化和蛋白質(zhì)組織化而使產(chǎn)品有一定的黏結(jié)或結(jié)合力，其穩(wěn)定性一般達(dá) 12h 以上，最長(zhǎng)可達(dá) 36h ，故可減少飼料營(yíng)養(yǎng)成分在水中的溶解及沉淀?yè)p失。有數(shù)據(jù)表明，一般采用膨化浮性魚(yú)飼料 比粉狀或顆粒飼料可節(jié)約 5 ％ -10 ％，并能避免飼 料在水中殘留，減少水體污染。
1.3 減少病害的發(fā)生 飼料原料中常含有害微生物，如好氣性生 物、嗜中性細(xì)菌、大腸桿菌、霉菌、沙門(mén)氏菌等，動(dòng) 物性飼料原料中的含量相對(duì)較多。而膨化的高溫、高濕、高壓作用可將絕大部分有害微生物殺 死。有資料顯示，每克原料中大腸桿菌數(shù)達(dá) 10 000 個(gè)，膨化后僅剩不到 10 個(gè)，沙門(mén)氏菌在經(jīng) 85 ℃ 以上高溫膨化后，基本能被殺死，這就有助于 保持水質(zhì)和減少水產(chǎn)養(yǎng)殖不利的環(huán)境因素，同時(shí) 達(dá)到 0.4 ，這相當(dāng)于水分含量在 8 ％ -10 ％，更好地 提高丁飼料的貯存穩(wěn)定性。
1.4 投飼管理方便 水產(chǎn)膨化飼料能較長(zhǎng)時(shí)間懸浮于水面 ( 水 中 ) ，投飼時(shí)不需專(zhuān)設(shè)投飼臺(tái)，只需定點(diǎn)投飼即 可。魚(yú)攝食時(shí)需浮十水面，能直接觀察魚(yú)的吃食 情況，及時(shí)調(diào)整投飼量，并能及時(shí)了解魚(yú)類(lèi)的生長(zhǎng)和健康狀況。因此，采用水產(chǎn)膨化飼料有助于 進(jìn)行科學(xué)的飼養(yǎng)管理，既節(jié)約大量時(shí)間，又能提 ；高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
1.5可以滿足不同攝食習(xí)性的動(dòng)物需要 膨化飼料根據(jù)加工工藝的不同可分為漂浮 性、緩慢沉降性、迅速沉降性 3 種類(lèi)型。目前，約 80 ％的魚(yú)飼料為沉降飼料，如蝦、大麻哈魚(yú)、鮭、黃尾金槍魚(yú)都喜歡沉降飼料，而鲇魚(yú)、羅非魚(yú)、鰻、 大部分魚(yú)類(lèi)的幼魚(yú)則喜歡漂浮飼料，鲇魚(yú)、羅非 魚(yú)對(duì)沉降飼料和漂浮飼料同等喜好。此外，膨化 飼料還能滿足一些特殊的要求，如低水分飼料、高纖維飼料等。
2 膨化飼料的缺點(diǎn)
2 .1 維生素的損失 溫度、壓力、摩擦和水分都會(huì)導(dǎo)致維生素的 損失。美同學(xué)者報(bào)道，在膨化飼料中， VA 、 VD ，、葉 酸損失 1l ％，單硝酸硫銨素與鹽酸硫銨素的損失 率分別為 11 ％與 17 ％， VK 與 VC 的損失率為 50 ％，而同樣在硬顆粒飼料中損失則減半。冷永智 等在完全沒(méi)有天然食料的條件下，用膨化料喂養(yǎng)鯉魚(yú)，魚(yú)群有少數(shù)個(gè)體出現(xiàn)鰓流血現(xiàn)象，估計(jì) 與飼料加工過(guò)程中熱敏維生素的破壞有關(guān)。
2 .2 酶制劑的損失 酶的最適溫度在 35 -40 ℃ ，最高不超過(guò) 50 ℃ 。 但膨化制粒過(guò)程中的溫度達(dá)到 120 -150 ℃ ，并伴 有高濕 ( 引起飼料中較高的水分活度 ) 、高壓 ( 改變 酶蛋白的空間多維結(jié)構(gòu)而變性 ) ，在這樣的條件 下，大多數(shù)酶制劑的活性都將損失殆盡。據(jù) Coman 報(bào)道，未經(jīng)處理的葡聚糖酶經(jīng) 70 ℃ 制粒后在飼 料中的存活率僅為 10 ％；處理后的葡聚糖酶在 料溫為 75 ℃ 時(shí)調(diào)質(zhì) 30s ，其存活率為 64 ％，而再經(jīng) 90 ℃ 的制粒其存活率僅為 19 ％，植酸酶經(jīng) 70- 90 ℃ 制粒后活力下降也在 50 ％以上。
2 .3 微生物制劑的損失 目前，飼料中應(yīng)用較多的微生物制劑主要有乳酸桿菌、鏈球菌、酵母、芽孢桿菌等，這些微生 物制劑對(duì)溫度尤為敏感，當(dāng)膨化制粒溫度超過(guò) 85 ℃ 時(shí)其活性將全部喪失。
2 .4 蛋白質(zhì)和氨基酸的損失 膨化過(guò)程中的高溫使原料中的一部分還原 糖與游離的氨基酸發(fā)生美拉德反應(yīng)，降低了部分 蛋白質(zhì)的利用率。另外，蛋白質(zhì)在堿性條件下經(jīng)過(guò)高溫可形成賴(lài)氨基丙氨酸，加熱過(guò)度，特別是 在 pH 值較高的情況下，可使部分氨基酸消旋而 產(chǎn)生 D -型氨基酸，這都使蛋白質(zhì)的消化率大幅 度降低。加熱最易受損失的是賴(lài)氨酸，其次是精 氨酸和組氨酸。采用離體研究方法，王琳等測(cè)定了草魚(yú)、羅莉測(cè)定了異育銀鯽腸道對(duì) 7 種飼料原 料膨化前后的酶解動(dòng)力學(xué)，證明膨化對(duì)飼料原料 的蛋白質(zhì)酶解速度有影響，豆粕、魚(yú)粉、肉骨粉膨 化后酶解速度下降；菜粕、次粉、玉米膨化后酶解速度上升，特別是玉米尤為明顯；棉粕膨化前后 酶解速度變化不顯著。周興華等采用相似研究方 法研究了齊口裂腹魚(yú)對(duì)膨化和非膨化飼料原料 粗蛋白質(zhì)的離體消化率，發(fā)現(xiàn)膨化對(duì)蛋白質(zhì)含量低而淀粉含量高的飼料原料起到了積極的作用， 而對(duì)蛋白質(zhì)含量高的產(chǎn)生了不利影響 ( 羽毛粉除 外 ) 。因此，在魚(yú)的配合飼料中不宜將豆粕、魚(yú)粉、 肉骨粉膨化后使用。 涂應(yīng)川系統(tǒng)，它能夠同時(shí)在加工過(guò)的飼料上噴涂多達(dá) 4 種的液體或膠體添加物，噴涂的劑量為 0 ． 1 -5kg ／ t 飼料。然而后添加組分集中于顆粒表面 容易受外界因素，如包裝、運(yùn)輸、溫度、光、氧氣及 濕度等影響，從而導(dǎo)致在貯藏過(guò)程中這些組分的損失比普通料中的損失更快。因此，后添加采用 的液體至關(guān)重要。液體的選擇除了考慮后添加組 分能夠均勻穩(wěn)定地分散在其中外，還需考慮其同 飼料顆粒的黏結(jié)能力及受環(huán)境因子的影響大小。另外，亦有采用包埋、衍生化、載體吸附等手段對(duì) 熱敏性物質(zhì)進(jìn)行前處理，以提高這些物質(zhì)的熱穩(wěn) 定性，如果將藥物等改為后添加還可以減少藥物 的交叉污染，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，英國(guó)的 Tmuw 有限 公司將粉料通過(guò)一種糖漿包裹到顆粒飼料上，不 但降低顆粒飼料的粉塵污染，還因糖漿掩蓋藥物 的味道而改善了飼料的適口性。
3 采用油脂后添加技術(shù)
生產(chǎn)高脂肪的膨化飼料，可采用膨化后產(chǎn)品 脂肪噴涂法或選擇雙螺桿擠壓機(jī)作為加工設(shè)備。油脂噴涂要求物料溫度在 30 -38 ℃ ，這可使油脂 均勻分散在飼料中，提高飼料能量，顆粒表面也比較光滑、勻稱(chēng)，外觀大為改善。油脂的來(lái)源對(duì)膨 化度的影響也不一樣，飼料原料中自身含有的油 脂對(duì)膨化度的影響要小于外加的純油脂，因此， 選擇含油脂高的原料以提高飼料的油脂水平更有利于膨化飼料的生產(chǎn)。
4 膨化飼料的改進(jìn)設(shè)想
針對(duì)膨化飼料目前存在的問(wèn)題，有人提出 通過(guò)改變飼料加工工藝來(lái)提高飼料的品質(zhì)，但這種方法機(jī)械磨損大、操作不穩(wěn)定、產(chǎn)量低、成 本高。通過(guò)上述分析可以看出，膨化技術(shù)對(duì)含淀 粉較高的飼料原料如次粉、玉米等能顯著提高 其可消化利用性，而對(duì)豆粕、魚(yú)粉等總體上降低了其可消化利用性。其破壞抗?fàn)I養(yǎng)因子等積極 作用通過(guò)硬顆粒飼料加工技術(shù)也能解決。因此， 完全可以設(shè)想將膨化技術(shù)和硬顆粒飼料加工技 術(shù)進(jìn)行嫁接，只對(duì)次粉、玉米等適合膨化的原料進(jìn)行膨化，也可以通過(guò)購(gòu)買(mǎi)得到，然后和不適合 膨化的原料混合，用硬顆粒飼料加工機(jī)組加工， 這樣，就可以盡可能地?fù)P長(zhǎng)避短，充分發(fā)揮飼料 效率，同時(shí)也能大大降低飼料加工成本。這種方法值得研究。
1 膨化飼料的優(yōu)點(diǎn)
1.1提高飼料的利用率膨化過(guò)程中的熱、濕、壓力和各種機(jī)械作用，使淀粉分子內(nèi) 1 ， 4 -糖苷鍵斷裂而生成葡萄糖、麥 芽糖、麥芽三糖及麥芽糊精等低分子量產(chǎn)物，膨 化加工可使淀粉糊化度提高，纖維結(jié)構(gòu)的細(xì)胞壁部分被破壞和軟化，釋放出部分被包圍、結(jié)合的 可消化物質(zhì)，同時(shí)脂肪從顆粒內(nèi)部滲透到表面， 使飼料具有特殊的香味，提高了適口性，因而攝 食率提高。另外，植物性蛋白飼料中的蛋白質(zhì)，經(jīng)過(guò)適度熱處理可鈍化某些蛋白酶抑制劑如抗胰 蛋白酶、脲酶等，并使蛋白質(zhì)中的氫鍵和其他次 級(jí)鍵遭到破壞，引起多肽鏈原有空間構(gòu)象發(fā)生改 變，致使蛋白質(zhì)變性，變性后的蛋白質(zhì)分子成纖維狀，肽鏈伸展疏松，分子表面積增加，流動(dòng)阻 滯，增加了與動(dòng)物體內(nèi)酶的接觸，因而有利于水 產(chǎn)動(dòng)物的消化吸收，可提高營(yíng)養(yǎng)成分消化利用率 10 ％ -35 ％。
1.2 降低對(duì)環(huán)境的污染 膨化浮性魚(yú)飼料在水中穩(wěn)定性能好。以擠壓 膨化加工而成的飼料顆粒，是靠飼料內(nèi)部的淀粉 糊化和蛋白質(zhì)組織化而使產(chǎn)品有一定的黏結(jié)或結(jié)合力，其穩(wěn)定性一般達(dá) 12h 以上，最長(zhǎng)可達(dá) 36h ，故可減少飼料營(yíng)養(yǎng)成分在水中的溶解及沉淀?yè)p失。有數(shù)據(jù)表明，一般采用膨化浮性魚(yú)飼料 比粉狀或顆粒飼料可節(jié)約 5 ％ -10 ％，并能避免飼 料在水中殘留，減少水體污染。
1.3 減少病害的發(fā)生 飼料原料中常含有害微生物，如好氣性生 物、嗜中性細(xì)菌、大腸桿菌、霉菌、沙門(mén)氏菌等，動(dòng) 物性飼料原料中的含量相對(duì)較多。而膨化的高溫、高濕、高壓作用可將絕大部分有害微生物殺 死。有資料顯示，每克原料中大腸桿菌數(shù)達(dá) 10 000 個(gè)，膨化后僅剩不到 10 個(gè)，沙門(mén)氏菌在經(jīng) 85 ℃ 以上高溫膨化后，基本能被殺死，這就有助于 保持水質(zhì)和減少水產(chǎn)養(yǎng)殖不利的環(huán)境因素，同時(shí) 達(dá)到 0.4 ，這相當(dāng)于水分含量在 8 ％ -10 ％，更好地 提高丁飼料的貯存穩(wěn)定性。
1.4 投飼管理方便 水產(chǎn)膨化飼料能較長(zhǎng)時(shí)間懸浮于水面 ( 水 中 ) ，投飼時(shí)不需專(zhuān)設(shè)投飼臺(tái)，只需定點(diǎn)投飼即 可。魚(yú)攝食時(shí)需浮十水面，能直接觀察魚(yú)的吃食 情況，及時(shí)調(diào)整投飼量，并能及時(shí)了解魚(yú)類(lèi)的生長(zhǎng)和健康狀況。因此，采用水產(chǎn)膨化飼料有助于 進(jìn)行科學(xué)的飼養(yǎng)管理，既節(jié)約大量時(shí)間，又能提 ；高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
1.5可以滿足不同攝食習(xí)性的動(dòng)物需要 膨化飼料根據(jù)加工工藝的不同可分為漂浮 性、緩慢沉降性、迅速沉降性 3 種類(lèi)型。目前，約 80 ％的魚(yú)飼料為沉降飼料，如蝦、大麻哈魚(yú)、鮭、黃尾金槍魚(yú)都喜歡沉降飼料，而鲇魚(yú)、羅非魚(yú)、鰻、 大部分魚(yú)類(lèi)的幼魚(yú)則喜歡漂浮飼料，鲇魚(yú)、羅非 魚(yú)對(duì)沉降飼料和漂浮飼料同等喜好。此外，膨化 飼料還能滿足一些特殊的要求，如低水分飼料、高纖維飼料等。
2 膨化飼料的缺點(diǎn)
2 .1 維生素的損失 溫度、壓力、摩擦和水分都會(huì)導(dǎo)致維生素的 損失。美同學(xué)者報(bào)道，在膨化飼料中， VA 、 VD ，、葉 酸損失 1l ％，單硝酸硫銨素與鹽酸硫銨素的損失 率分別為 11 ％與 17 ％， VK 與 VC 的損失率為 50 ％，而同樣在硬顆粒飼料中損失則減半。冷永智 等在完全沒(méi)有天然食料的條件下，用膨化料喂養(yǎng)鯉魚(yú)，魚(yú)群有少數(shù)個(gè)體出現(xiàn)鰓流血現(xiàn)象，估計(jì) 與飼料加工過(guò)程中熱敏維生素的破壞有關(guān)。
2 .2 酶制劑的損失 酶的最適溫度在 35 -40 ℃ ，最高不超過(guò) 50 ℃ 。 但膨化制粒過(guò)程中的溫度達(dá)到 120 -150 ℃ ，并伴 有高濕 ( 引起飼料中較高的水分活度 ) 、高壓 ( 改變 酶蛋白的空間多維結(jié)構(gòu)而變性 ) ，在這樣的條件 下，大多數(shù)酶制劑的活性都將損失殆盡。據(jù) Coman 報(bào)道，未經(jīng)處理的葡聚糖酶經(jīng) 70 ℃ 制粒后在飼 料中的存活率僅為 10 ％；處理后的葡聚糖酶在 料溫為 75 ℃ 時(shí)調(diào)質(zhì) 30s ，其存活率為 64 ％，而再經(jīng) 90 ℃ 的制粒其存活率僅為 19 ％，植酸酶經(jīng) 70- 90 ℃ 制粒后活力下降也在 50 ％以上。
2 .3 微生物制劑的損失 目前，飼料中應(yīng)用較多的微生物制劑主要有乳酸桿菌、鏈球菌、酵母、芽孢桿菌等，這些微生 物制劑對(duì)溫度尤為敏感，當(dāng)膨化制粒溫度超過(guò) 85 ℃ 時(shí)其活性將全部喪失。
2 .4 蛋白質(zhì)和氨基酸的損失 膨化過(guò)程中的高溫使原料中的一部分還原 糖與游離的氨基酸發(fā)生美拉德反應(yīng)，降低了部分 蛋白質(zhì)的利用率。另外，蛋白質(zhì)在堿性條件下經(jīng)過(guò)高溫可形成賴(lài)氨基丙氨酸，加熱過(guò)度，特別是 在 pH 值較高的情況下，可使部分氨基酸消旋而 產(chǎn)生 D -型氨基酸，這都使蛋白質(zhì)的消化率大幅 度降低。加熱最易受損失的是賴(lài)氨酸，其次是精 氨酸和組氨酸。采用離體研究方法，王琳等測(cè)定了草魚(yú)、羅莉測(cè)定了異育銀鯽腸道對(duì) 7 種飼料原 料膨化前后的酶解動(dòng)力學(xué)，證明膨化對(duì)飼料原料 的蛋白質(zhì)酶解速度有影響，豆粕、魚(yú)粉、肉骨粉膨 化后酶解速度下降；菜粕、次粉、玉米膨化后酶解速度上升，特別是玉米尤為明顯；棉粕膨化前后 酶解速度變化不顯著。周興華等采用相似研究方 法研究了齊口裂腹魚(yú)對(duì)膨化和非膨化飼料原料 粗蛋白質(zhì)的離體消化率，發(fā)現(xiàn)膨化對(duì)蛋白質(zhì)含量低而淀粉含量高的飼料原料起到了積極的作用， 而對(duì)蛋白質(zhì)含量高的產(chǎn)生了不利影響 ( 羽毛粉除 外 ) 。因此，在魚(yú)的配合飼料中不宜將豆粕、魚(yú)粉、 肉骨粉膨化后使用。 涂應(yīng)川系統(tǒng)，它能夠同時(shí)在加工過(guò)的飼料上噴涂多達(dá) 4 種的液體或膠體添加物，噴涂的劑量為 0 ． 1 -5kg ／ t 飼料。然而后添加組分集中于顆粒表面 容易受外界因素，如包裝、運(yùn)輸、溫度、光、氧氣及 濕度等影響，從而導(dǎo)致在貯藏過(guò)程中這些組分的損失比普通料中的損失更快。因此，后添加采用 的液體至關(guān)重要。液體的選擇除了考慮后添加組 分能夠均勻穩(wěn)定地分散在其中外，還需考慮其同 飼料顆粒的黏結(jié)能力及受環(huán)境因子的影響大小。另外，亦有采用包埋、衍生化、載體吸附等手段對(duì) 熱敏性物質(zhì)進(jìn)行前處理，以提高這些物質(zhì)的熱穩(wěn) 定性，如果將藥物等改為后添加還可以減少藥物 的交叉污染，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，英國(guó)的 Tmuw 有限 公司將粉料通過(guò)一種糖漿包裹到顆粒飼料上，不 但降低顆粒飼料的粉塵污染，還因糖漿掩蓋藥物 的味道而改善了飼料的適口性。
3 采用油脂后添加技術(shù)
生產(chǎn)高脂肪的膨化飼料，可采用膨化后產(chǎn)品 脂肪噴涂法或選擇雙螺桿擠壓機(jī)作為加工設(shè)備。油脂噴涂要求物料溫度在 30 -38 ℃ ，這可使油脂 均勻分散在飼料中，提高飼料能量，顆粒表面也比較光滑、勻稱(chēng)，外觀大為改善。油脂的來(lái)源對(duì)膨 化度的影響也不一樣，飼料原料中自身含有的油 脂對(duì)膨化度的影響要小于外加的純油脂，因此， 選擇含油脂高的原料以提高飼料的油脂水平更有利于膨化飼料的生產(chǎn)。
4 膨化飼料的改進(jìn)設(shè)想
針對(duì)膨化飼料目前存在的問(wèn)題，有人提出 通過(guò)改變飼料加工工藝來(lái)提高飼料的品質(zhì)，但這種方法機(jī)械磨損大、操作不穩(wěn)定、產(chǎn)量低、成 本高。通過(guò)上述分析可以看出，膨化技術(shù)對(duì)含淀 粉較高的飼料原料如次粉、玉米等能顯著提高 其可消化利用性，而對(duì)豆粕、魚(yú)粉等總體上降低了其可消化利用性。其破壞抗?fàn)I養(yǎng)因子等積極 作用通過(guò)硬顆粒飼料加工技術(shù)也能解決。因此， 完全可以設(shè)想將膨化技術(shù)和硬顆粒飼料加工技 術(shù)進(jìn)行嫁接，只對(duì)次粉、玉米等適合膨化的原料進(jìn)行膨化，也可以通過(guò)購(gòu)買(mǎi)得到，然后和不適合 膨化的原料混合，用硬顆粒飼料加工機(jī)組加工， 這樣，就可以盡可能地?fù)P長(zhǎng)避短，充分發(fā)揮飼料 效率，同時(shí)也能大大降低飼料加工成本。這種方法值得研究。
