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水產(chǎn)膨化飼料的利弊與改進(jìn)設(shè)想
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水產(chǎn)膨化飼料的利弊與改進(jìn)設(shè)想
吳立敏1 胡重江2
（1.重慶市東江水產(chǎn)發(fā)展有限公司）
（2.重慶市水產(chǎn)科學(xué)研究所、西南大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院）
摘要：膨化飼料作為一種新型、優(yōu)質(zhì)的飼料在水產(chǎn)養(yǎng)殖中風(fēng)頭正健，多年的研究發(fā)現(xiàn)，它確實(shí)在提高飼料利用率、降低對(duì)環(huán)境的污染等方面表現(xiàn)良好，但其實(shí)也存在一些問(wèn)題，有些已有較好的解決辦法，但仍然有一些沒(méi)能很好解決。本文通過(guò)對(duì)膨化飼料在水產(chǎn)養(yǎng)殖上的利弊分析，提出了改進(jìn)設(shè)想。
關(guān)鍵詞：水產(chǎn)膨化飼料 利弊 水產(chǎn)
水產(chǎn)品以其特有的保健、營(yíng)養(yǎng)、美味作用受到越來(lái)越多消費(fèi)者的青睞。飼料因在水產(chǎn)品生產(chǎn)總成本中占據(jù)了65%-70%的地位，其品質(zhì)和可利用性是制約水產(chǎn)品的產(chǎn)量、品質(zhì)、市場(chǎng)、價(jià)格、利潤(rùn)的關(guān)鍵之所在，也是水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)能否持續(xù)發(fā)展的最重要限制因子之一，因此對(duì)飼料再怎么吹毛求疵都不為過(guò)。
膨化是一項(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 ℃) 、殘留時(shí)間相對(duì)短暫(10 秒- 60 秒) 、高壓(25kgPcm2 - 100kgPcm2) 、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（饒應(yīng)昌等，1996）。
根據(jù)多年的研究，膨化飼料有著許多優(yōu)點(diǎn)，也同時(shí)帶來(lái)高溫高壓對(duì)有些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)產(chǎn)生破壞等缺點(diǎn)，人們也想了很多辦法來(lái)應(yīng)對(duì)，但仍然有一些沒(méi)能很好解決。
1.膨化飼料的優(yōu)點(diǎn)
1.1 飼料的利用率提高
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)1，4一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,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)滯阻，增加了與動(dòng)物體內(nèi)酶的接觸，更易為酶所水解，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1O％ ～35％。
1.2 降低對(duì)環(huán)境的污染
膨化浮性魚飼料在水中穩(wěn)定性能好。以擠壓膨化加工而成的飼料顆粒，是靠物料內(nèi)部的淀粉糊化和蛋白質(zhì)組織化，而使終產(chǎn)品有一定的粘結(jié)或結(jié)合力，其穩(wěn)定性一般達(dá)12 h以上，最長(zhǎng)可達(dá)36 h，故可減少飼料營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)在水中的溶解散失及沉淀，減少損失。有數(shù)據(jù)表明，一般采用膨化浮性魚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 減少了病害的發(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、沙門氏菌等，動(dòng)物性飼料原料中的含量尤其較多。而在膨化的高溫、高濕、高壓的作用下．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)10000個(gè)，膨化后僅不到lO個(gè)，沙門氏菌在經(jīng)85℃以上高溫膨化后，基本能被殺死（姜正安，2001）。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)降低水產(chǎn)動(dòng)物的死亡率
1.4 提高養(yǎng)殖密度
在人工養(yǎng)殖條件下，養(yǎng)殖密度的提高，就意味著養(yǎng)殖業(yè)者所得到的回報(bào)率越高。當(dāng)單位水體的養(yǎng)殖密度提高后，魚類在養(yǎng)殖水體中的空間縮小了，對(duì)水質(zhì)的要求也就要大大高于自然環(huán)境的水平，因?yàn)槭褂萌珒r(jià)膨化配合飼料能降低飼料系數(shù)，使排入水體中的殘餌和排泄物大大降低，便有可能使養(yǎng)殖密度大幅度提高，甚至比使用其它形式飼料的養(yǎng)魚密度要高得多
1.5 延長(zhǎng)了飼料貯藏期
擠壓膨化加工通過(guò)降低細(xì)菌含量和氧化作用，而使原料穩(wěn)定性提高 擠壓膨化產(chǎn)品干燥、冷卻時(shí)，已將飼料水活性(AW)降低到0.6，有時(shí)達(dá)到0.4，這相當(dāng)于粗水分含量在8％ ～10％，更好地提高了飼料的貯存穩(wěn)定性
1.6 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)不需專設(shè)投飼臺(tái)，只需定點(diǎn)投飼即可；魚攝食時(shí)需出水面，能直接觀察魚的吃食情況，及時(shí)調(diào)整投飼量，并能及時(shí)了解魚類的生長(zhǎng)情況和健康狀況，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。
1.7 可以滿足各種不同攝食習(xí)性的動(dòng)物的需要
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、迅速沉降性三種類型。目前，約80%的魚飼料為沉降飼料，如蝦、大麻哈魚、鮭、黃尾金槍魚都喜歡沉降飼料，而鲇魚、羅非魚、鰻、大部分魚類的幼魚則需要漂浮飼料。鲇魚、羅非對(duì)沉降飼料和漂浮飼料同等喜好（顧憲紅等，1998）。同時(shí)亦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、摩擦和水份都會(huì)導(dǎo)致維生素的損失。美國(guó)學(xué)者報(bào)道，在膨化飼料中，維生素A、維生素D3 、葉酸損失11％，單硝酸硫銨素與鹽酸硫銨素的損失率為11％與17％，維生素K與維生素C的損失率為50％，而同樣在硬顆粒飼料中損失則減半。冷永智，劉正華等（2001）在完全沒(méi)有天然食料的條件下,用膨化料喂養(yǎng)鯉魚,魚群有少數(shù)個(gè)體出現(xiàn)鰓孔流血現(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35一40oC之間，最高不超過(guò)50oC 。但膨化制粒過(guò)程中的溫度可達(dá)120—150 oC以上，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（1993）報(bào)道，未經(jīng)處理的β一葡聚糖酶經(jīng)70℃制粒后在飼料中的存活率僅為10％ ；生產(chǎn)的β一葡聚糖酶在料溫為75℃時(shí)調(diào)質(zhì)30 s，其存活率為64％，而再經(jīng)90℃的制粒其存活率僅為19％（lnborr，1994）,植酸酶經(jīng)70～90℃制粒后活力下降也在50％以上（Israelsen，1995）
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一型氨基酸,它們的形成也使蛋白質(zhì)的消化率大幅度降低了（張曦等，2002）。加熱最易受損失的是賴氨酸，其次是精氨酸和組氨酸。采用離體研究方法,王琳等（2005）測(cè)定了草魚，羅莉（2003）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（2005）采用相似研究方法研究了齊口裂腹魚對(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)含量低的，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，在魚的配合飼料中不宜將豆粕、魚粉、肉骨粉膨化后使用。
2.5 生產(chǎn)成本較高。
膨化飼料的工藝比一般顆粒飼料復(fù)雜，設(shè)備投入多，電耗高，產(chǎn)量低，因而成本較高，一般比顆粒飼料的成本要高20％左右。
3. 對(duì)弊端的現(xiàn)有改良方案
3.1 改變擠壓工藝條件減少蛋白質(zhì)和氨基酸的損失
不同的擠壓條件對(duì)蛋白質(zhì)品質(zhì)的影響取決于擠壓過(guò)程中有效賴氨酸的損失，當(dāng)原料水份低于15%、擠壓溫度高于180℃時(shí)，擠壓時(shí)水份越低，溫度越高，賴氨酸的損失就越大，蛋白質(zhì)的生物學(xué)效價(jià)就越低（金征宇，2005）。如果降低飼料中葡萄糖、乳糖等還原糖含量, 提高原料水分含量等可有效減少美拉德反應(yīng)的發(fā)生。Dahlin (1993) 等通過(guò)不同條件下對(duì)玉米、小麥、黑麥、高粱等8 種谷物的處理結(jié)果表明: 在原料水分為15 % , 擠壓溫度為150 ℃, 轉(zhuǎn)速為100r / min的條件下擠壓, 產(chǎn)品蛋白質(zhì)的生物學(xué)效價(jià)與未處理原料相比得到顯著提高
3.2 利用后添加方法減少熱敏性物質(zhì)的損失
后添加方法通常有兩種，一種是直接將熱敏性成分或含有熱敏性成分的組分與飼料進(jìn)行混合。這種方法一般是將后添加成分同某些粘性膠體先均勻混合成泥狀物或懸浮液，然后再將這種混合物與顆粒飼料混合。Kvanta（1987）報(bào)道了可將含有少量生物活性的物質(zhì)(包括維生素、激素、酶、細(xì)菌等或其中的某一種)，結(jié)合到加工過(guò)的食物或動(dòng)物飼料中，將含有生物活性的物質(zhì)，先與一種惰性載體混合成泥狀，這時(shí)是不可溶的，然后形成均勻的懸浮液，懸浮液再通過(guò)一種設(shè)備轉(zhuǎn)化為一種可作用于粒料的形態(tài)，形成均勻的一層薄膜，覆蓋于粒料的表面。另一種是噴霧法，該法是在高精度計(jì)量泵定量的前提下，使添加的液態(tài)物料通過(guò)一個(gè)特殊的壓力噴嘴，噴出霧化液滴被飼料吸附。Chevita(1998)發(fā)明了一種新的噴涂應(yīng)用系統(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0．1～5 kg／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粘結(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，不但使顆粒飼料不產(chǎn)生粉塵污染，并且還因糖漿可掩蓋藥物的味道而改善飼料的適口性。
3.3 油脂的后添加技術(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℃之間,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，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，我們完全可以設(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。
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