膨化技術(shù)在蛋白質(zhì)飼料原料開發(fā)中的應(yīng)用

1.2.5 礦物質(zhì)

       雖然礦物質(zhì)對動物健康是必要的，但對它們在擠壓膨化過程中的穩(wěn)定性研究得很少，這是因為人們在長期非擠壓加工中得到了礦物質(zhì)很穩(wěn)定的結(jié)論，因此目前研究僅集中在兩個主題上：一是纖維及其他高分子物質(zhì)對礦物質(zhì)的黏結(jié)；二是螺桿和機(jī)筒磨損可引起產(chǎn)品礦物質(zhì)含量升高。另有報道，膨化可能會降低水產(chǎn)飼料中部分礦物質(zhì)吸收利用率。
 

1.2.6 其他

       擠壓膨化會顯著降低蛋白質(zhì)飼料中內(nèi)源毒素和抗?fàn)I養(yǎng)因子含量。大豆膨化時，會大大降低有毒成分和抗?fàn)I養(yǎng)因子，如胰蛋白酶抑制因子、血球凝集素、致敏球蛋白等。菜籽粕、棉粕、蓖麻籽粕、亞麻籽粕等經(jīng)膨化后，也會顯著破壞其中的毒素和抗?fàn)I養(yǎng)因子。另外，由于高溫和高壓的共同作用，使得絕大部分有害微生物在擠壓膨化過程中被殺滅。
 

2.1 豆粕

       大豆胚片經(jīng)擠壓膨化制油工藝提油后獲得的產(chǎn)品或豆粕經(jīng)膨化處理稱為膨化豆粕。根據(jù)膨化加工在溶劑浸出前后的順序和目的不同可分為：（1）浸出前膨化豆粕。是指大豆進(jìn)行膨化等必要的預(yù)處理后再用浸出法制油而得到的豆粕，其膨化主要目的是改善大豆生胚結(jié)構(gòu)性能從而提高出油速度和效率，同時可以提高大豆油和豆粕質(zhì)量。（2）浸出后膨化豆粕。是指經(jīng)過常規(guī)浸出法取油后的豆粕再進(jìn)行膨化加工，其膨化主要目的是進(jìn)一步消除豆粕中抗?fàn)I養(yǎng)因子，使豆粕在 畜禽飼料中的應(yīng)用更加安全，擴(kuò)大使用范圍和用量。

       豆粕膨化特點：（1）提高預(yù)處理生產(chǎn)能力。大豆膨化預(yù)處理只需將其粉碎軋成厚片，先行提取部分油脂，然后進(jìn)行擠壓膨化即可浸出。（2）提高浸出器生產(chǎn)能力。經(jīng)過擠壓膨化后的物料為多孔圓柱顆粒，較軋制胚容重增加了40%～43%，在浸出器內(nèi)料層高度和浸出時間不變的情況下，浸出器生產(chǎn)能力可提高40%以上。（3）加快浸出速率。膨化后物料具有多微孔，且油脂細(xì)胞破裂、聚集性好，使得溶劑滲透和滲濾速度加快，相對減少浸出時間，提高浸出器效率，減少能源和蒸汽消耗，降低生產(chǎn)成本。

       對豆粕進(jìn)行濕法膨化，可以消除豆粕中抗?fàn)I養(yǎng)因 子，提高營養(yǎng)價值，特別是在普通豆粕加工中不能消除或抑制的抗?fàn)I養(yǎng)因子，如3種伴大豆球蛋白（α-conglycinin、β-conglycinin 和γ-conglycinin），其中大豆球蛋白和（glycinin）和β-conglycinin是大豆中免疫原性最強(qiáng)的兩種抗原蛋白，在生產(chǎn)高檔乳豬料時必須通過擠壓膨化使之變性。擠壓膨化處理可以降低大豆異黃酮總量，同時改變不同種類異黃酮分布狀況。Rinaldi（2000）采用雙螺桿膨化機(jī)對豆渣進(jìn)行不同溫度及剪切強(qiáng)度處理，可使豆渣中異黃酮總量降低20%左右，但顯著增加黃豆苷和染料木苷含量。
 

2.2 棉籽

       棉籽是棉花加工過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，大多數(shù)棉籽被壓榨加工成油和餅粕，但整粒棉籽較適合作為奶牛和肉牛飼料，整粒棉籽中含有23%粗蛋白質(zhì)和 20%脂肪，是一種優(yōu)良的反芻蛋白質(zhì)飼料。

       整粒棉籽的殼或棉絨殼是奶牛飼糧良好的纖維素源，但棉絨中的纖維素會降低棉籽對牛的適口性，且不易粉碎，易燃且阻塞設(shè)備。此外由于棉籽及其加工后產(chǎn)品中含有游離棉酚，限制了其在畜禽飼料中應(yīng)用。經(jīng)過擠壓膨化后可使游離棉酚與蛋白質(zhì)或添加劑結(jié)合形成毒性較小的結(jié)合棉酚，使棉籽得到合理應(yīng)用。

       將1:1整粒棉籽和大豆粕混合物進(jìn)行擠壓膨化，膨化溫度135～145℃，在膨化加工過程中，棉籽和大豆中的油可以減小棉絨產(chǎn)生的摩擦，這一特性保 護(hù)了纖維，擠壓膨化后的棉籽、大豆混合物營養(yǎng)成分見表1。
 

 

       棉籽和大豆混合后使得蛋白質(zhì)中營養(yǎng)性氨基酸更加完整，擠壓膨化的另一好處是增加了瘤胃中非降解蛋白質(zhì)，使游離棉酚從生棉籽中0.91%降到0.021%。棉絨既沒被燒也沒被破壞，實際上它混合在膨化后的產(chǎn)品中，起到吸油的作用。
 

2.3 蓖麻粕

       蓖麻粕是蓖麻籽制油后的副產(chǎn)品，蛋白質(zhì)含量一般在30%～35%，脫殼后可達(dá)45%左右。蓖麻蛋白質(zhì)組成中球朊占60%、谷朊20%、白朊16%，不含或含少量難吸收的醇溶蛋白，可以被動物吸收利用。蓖麻粕賴氨酸含量比豆粕低40%左右，蛋氨酸又比豆粕高出40%以上，如兩者配合使用，可達(dá)到氨基酸互補(bǔ)作用。但蓖麻粕中含有蓖麻堿、變應(yīng)原、毒蛋白和血球凝集素等有毒物質(zhì)，且毒性很強(qiáng)，故未經(jīng)處理的蓖麻粕長期以來被當(dāng)作燃料或肥料使用，因此，蓖麻粕是一種有待開發(fā)利用的蛋白質(zhì)資源。

       由于蓖麻粕在制油過程中經(jīng)熱處理，毒蛋白、血球凝集素等熱敏性毒性成分已變性脫毒，故后期去毒主要針對蓖麻堿和變應(yīng)原，擠壓膨化過程伴隨著高溫、高壓、高剪切力的綜合作用，有試驗證明，經(jīng)擠壓膨化后，對蓖麻毒蛋白去除率為100%，變應(yīng)原去除率在98%以上，蓖麻堿脫毒率可達(dá)90%以上。經(jīng)豬雞高用量飼喂試驗，表明去毒后的蓖麻粕在規(guī)定范圍內(nèi)可安全用于畜禽飼料。

       通過對蓖麻粕營養(yǎng)學(xué)評定和飼養(yǎng)試驗，發(fā)現(xiàn)蓖麻 粕有以下3方面特點：（1）蓖麻粕粗蛋白質(zhì)含量高達(dá) 45%以上，是目前所有餅粕類飼料中蛋白質(zhì)含量最高的一種。蓖麻粕中蛋氨酸和胱氨酸含量分別為0.8%和0.85%，高于豆粕30%，賴氨酸含量高達(dá)1.8%，蓖麻粕含有較多谷氨酸，對豬有良好的適口性。擠壓膨化蓖麻粕氨基酸消化率低于豆粕但高于棉籽粕和菜籽粕，具有較高的飼用價值。（2）蓖麻粕豬消化能和雞代謝能分別為2.9和2.2Mcal/kg，略低于豆粕，但大大高于棉籽粕和菜籽餅。（3）在規(guī)定用量范圍內(nèi)，蓖麻粕可取代飼料中豆粕用量達(dá)30%～50%。與豆粕價格相比，蓖麻粕大概要低1000元/t左右，飼料中每代替1%豆粕，飼料成本可降低10元左右。
 

2.4 田菁籽粉

       田菁系一年生豆科植物，主要產(chǎn)于福建、浙江、江蘇、廣東、河南、河北等地，資源豐富。田菁種子提取胚乳經(jīng)加工制成田菁膠，采用干法生產(chǎn)可得10%～20%田菁膠，經(jīng)改進(jìn)工藝可得20%～30%田菁膠，余下的都是田菁籽粉。田菁籽粉蛋白質(zhì)含量40%左右，氨基酸水平優(yōu)于棉籽餅，是極具開發(fā)前景的飼料蛋白質(zhì)資源，但未經(jīng)處理的田菁籽粉由于含有少量毒性物質(zhì)而不能直接用作畜禽飼料。有分析認(rèn)為，處理后田菁籽粉中生物堿、鞣質(zhì)等含量發(fā)生了很大變化，有毒物質(zhì)很可能就在這類物質(zhì)中。

       金征宇（1995）等試驗表明，在原料水分23%，模頭溫度160℃，添加劑濃度0.5%的條件下，擠壓反應(yīng)使田菁籽粉中生物堿含量從原料中1.917%降至0.260%，鞣質(zhì)含量從0.301%降至0.174%；毒性成分減少使蛋白酶消化率提高，由原來的62.9%提高到86.5%。該試驗以生物堿含量為指標(biāo)，通過極差分析可知擠壓溫度是影響田菁籽粉去毒效果的主要因素，其次是原料水分含量及添加劑濃度。
 

2.5 亞麻籽

       亞麻，又稱胡麻，含有亞麻酸、亞麻膠、木脂素、亞麻蛋白質(zhì)等多種營養(yǎng)與保健成分，具有降血脂和抗癌保健等功效，許多國家將亞麻籽作為保健食品直接少量添加到食品中。亞麻籽中含有一些抗?fàn)I養(yǎng)因子，如植酸、生氰糖苷、抗吡哆醇（VB6）因子等，生氰糖苷和抗VB6因子的存在限制了亞麻籽在食品和飼料中的應(yīng)用?？筕B6因子的負(fù)面作用可以通過補(bǔ)充VB6得以抑制或緩解。亞麻籽制油后，大部分生氰糖苷殘留在亞麻籽餅粕中，且大部分已水解為氫氰酸，這是限制亞麻籽餅粕利用的主要因素。因此，目前亞麻籽餅粕只限量用于畜禽飼料外，大多做肥料使用，其營養(yǎng)價值遠(yuǎn)沒有開發(fā)出來。

       宋春芳等（2006）試驗證明，擠壓膨化溫度在147～153℃，亞麻籽含水率13.8～17.6%，亞麻籽中生氰糖苷和絕大部分酶已遭破壞，氫氰酸產(chǎn)量很低，且由于膨化壓力突然釋放，在水分蒸發(fā)同時，氫氰酸也隨之揮發(fā)，經(jīng)分析，亞麻籽中氫氰酸去除率高于 90%的概率為95%。另外，擠壓膨化機(jī)是一種集輸送、混合、加熱和加壓等多種單元操作于一體的連續(xù)式反應(yīng)器，物料作用時間短、營養(yǎng)損失小，對于亞麻籽去毒處理是較適宜的。
 

2.6 動物血粉

       動物血粉粗蛋白質(zhì)含量高達(dá)80%，以上是很好的動物性蛋白質(zhì)飼料。但一般加工方法生產(chǎn)的血粉動物食后很難消化，適口性和營養(yǎng)平衡性差。這主要是由于血細(xì)胞屬于硬質(zhì)蛋白質(zhì)，在加工過程中，血細(xì)胞膜未經(jīng)全部破壞或血粉中硬蛋白質(zhì)未經(jīng)充分變性，在動物體內(nèi)很難被消化吸收。因此，加工血粉的關(guān)鍵是在加工過程中借助外力破壞其原有的分子結(jié)構(gòu)，使血細(xì)胞破裂，血細(xì)胞內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)完全釋放，擠壓膨化加工技術(shù)可實現(xiàn)這一要求。擠壓膨化后的血粉經(jīng)過顯微鏡檢驗，無完整血細(xì)胞存在，其產(chǎn)品質(zhì)量和消化率優(yōu)于發(fā)酵血粉和噴霧干燥血粉。膨化加工使蛋白質(zhì)變性，從而使蛋白酶更容易進(jìn)入到內(nèi)部，擴(kuò)大了蛋白質(zhì)消化酶與蛋白質(zhì)接觸面積，從而更易被動物消化吸收。
 

2.7 畜禽廢料
       畜禽廢料（如家禽尸體、下腳料、內(nèi)臟、糞便等）具有潛在的利用價值，其中含有大量營養(yǎng)成分。但是，直接利用這些畜禽廢料具有一定危險性和局限性，它們都含有霉菌和有害物質(zhì)，且消化率和利用價值低，應(yīng)用擠壓膨化技術(shù)可以部分解決這些問題，既消除畜禽廢料對環(huán)境的污染，又可擴(kuò)大飼料資源，變廢為寶。歐盟部分國家將淘汰家禽等經(jīng)破碎后與豆粕混合，加入抗氧化劑，膨化制成動物蛋白質(zhì)粉飼用。