飼料加工對飼料原料或豬日糧營養價值的影響（待續）

O.J.Rojas H.H.Stein

（伊利諾伊大學動物科學學院，烏爾班納，美國61801）

飼料加工對飼料原料或豬日糧營養價值的影響（待續）

O.J.Rojas H.H.Stein

（伊利諾伊大學動物科學學院，烏爾班納，美國61801）

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傳統的豬用玉米豆粕型日糧通常為粉末狀，大多數情況下除了粉碎和混合外并未使用其他加工工藝。然而，由于豬日糧中能量的成本較高，高纖維原料如大豆皮、可溶性干玉米酒槽和小麥麥麩的使用增加了。由于豬消化纖維的能力低，日糧中纖維含量高會導致能量和營養消化率降低，進而對豬的生長性能和胴體組成造成負面影響。飼料加工技術如粉碎工序的變化、膨化、擠壓、制粒，用酶或化學處理可以用來溶解植物細胞壁中部分纖維素和半纖維素，進而增加營養的利用率。這對能量的利用率、豬生長性能和胴體組成可能有積極的影響，但不同的飼料加工方式對豬日糧和飼料成分中營養價值的影響并不完全被人們了解。已證實減小谷物的粒徑通常可增加能量的消化率，主要是因為增加了淀粉的消化率。原料或日糧的擠壓或膨化也可以增加能量的消化率，高纖維日糧似乎比低纖維日糧增加的多。化學處理并不能始終如一地改善所有能量或營養素的消化率，但一些不同的酶可增加磷、鈣或能量的消化率。利用飼料技術來增加豬飼料日糧中營養價值有多個影響因素。

化學處理；酶；粒徑；豬；加工；淀粉

1 引言

在養豬行業，飼料成本對豬肉總生產成本的影響很大。因此最大程度的利用飼料中的營養成分是降低高飼料價格對養豬生產成本影響的主要策略之一。

在飼料被飼用前，飼料原料通常要經過一種或多種飼料技術進行加工。大多數原料在飼用前被粉碎，這樣能減小粒徑和提高消化率。有時也會將飼料原料加熱，這樣可以減少抗營養因子的含量，但加熱并不是總能改善能量和營養素的消化率（Herkelman等，1992），可用的其他加工技術包括膨化加工、制粒和擠壓。化學和酶處理可被用來溶解植物細胞壁中的纖維素和半纖維素。可用于提高飼料纖維消化率的化學物質有氫氧化鈉（NaOH）、胺、氧化鈣和氫氧化鈣。有資料表明，植酸酶可增加磷（Almeida和Stein，2013，2010）和鈣（Gonzalez-Vega等，2015、2013）的消化率。其他外源酶，如纖維素酶、半纖維素酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶、α-半乳糖苷酶或糖酶混合物也可用來提高飼料原料和日糧中能量和纖維的消化率（Casas和Stein，2016；Adeola和Cowieson，2011、2009）。然而，目前關于諸多加工技術對能量與營養素消化率以及豬飼料利用率的影響較多，但是不同飼料加工技術組合對豬飼料利用率的影響尚鮮見報道。

2 飼料原料的粒徑

2.1 測量粒徑目前飼料廠盡管尚未把豬飼料常用原料的平均粒度作為一個常規測定指標，然而減小飼料原料的粒徑確實可以提高能量和營養物質的消化率（Rojas和Stein，2015；Fastinger和Mahan，2003；Kim等，2002；Mavromichalis等，2000）。因此，確定最佳的飼料原料粒徑對于最大化利用能量和營養成分至關重要。

美國農業工程師協會已經出版了測定飼料原料粒徑的程序。把100 g飼料原料放置在測試篩的頂部（即美國篩：#4、6、8、12、16、20、30、40、50、70、100、140、200、270目，以及平底金屬盤），來測定其粒度大小分布和平均粒徑。首先測試篩堆放從最大孔徑篩到最小孔徑篩。其次，測試篩放在振動篩上振動10 min，記錄每個測試篩上積累的飼料原料的數量，通過稱其重量計算粒徑的分布和平均粒徑。最后，用飼料原料的平均粒徑作為參考來計算其表面積。

2.2 用于粉碎的粉碎機粉碎可以減小飼料原料的粒徑，可使用不同類型的粉碎機來完成。飼料工業中常用的粉碎機為滾筒和錘式粉碎機。如玉米酒精糟及可溶物（DDGS）和豆粕等原料，在加工過程中通常需要研磨，因此，在配制混合日糧時無需作進一步的粉碎。而谷物類和豆類作物通常不進行預先研磨，故在混合前需要粉碎。

在飼料行業中，人們使用滾筒粉碎機或錘式粉碎機是依據所需粉碎能力、用電效率和原料的類型來選擇。相比于錘式粉碎機，滾筒粉碎機的操作和管理更復雜，但是其能提供較高的能源效率和更加均一的粒徑（Hancock和Behnke，2001）。與滾筒粉碎機相比，錘式粉碎機噪音更大、維護成本更高（McEllhiney，1983），但錘式粉碎機的購置成本是滾筒粉碎機的50%。滾筒粉碎機可以使物料堆疊，所以被粉碎的物料不僅可滾動一次，而且還可以滾動兩次、三次甚至四次（Stark，2013）。因此，滾筒粉碎機可生產出粒徑小于500 μm的終產品。

在飼料原料加工過程中并不只使用滾筒粉碎機或錘式粉碎機，改進的粉碎機技術引進了如下系統：先用1、2或3套輥輾壓，然后再在錘式粉碎機中加工。這種技術被稱為“多級粉碎”，其能使得粒徑更加均一、粉碎成本降低，但是多級粉碎與單級粉碎之間的比較數據鮮見報道。也可以在輾壓后進行篩選，使較大的粒子進入到錘式粉碎機，而較小粒子則繞過錘式粉碎機。此方法可降低電耗至最小且粒度均勻。

加工飼料原料耗電是一個飼料廠預算中重要的組成部分。使用錘式粉碎機將玉米粉碎為粒徑600 μm比1000 μm耗能多，當粒徑由1000 μm減小到400 μm時，能耗幾乎增加2.5倍。當粒徑減小時生產率（t/h）也會降低（Healy等，1994）。相比滾筒粉碎機，錘式粉碎機的用電成本更高，且與粉碎的谷物的類型有關（Hancock和Behnke，2001）。

2.3 粒徑對谷物中能量和營養素消化率的影響粒徑對能量和營養素消化率影響的報道很多（Rojas和Stein，2015；Amaral等，2014；Lawrence等，2003；Mavromichalis等，2000）。最佳粒徑取決于谷物方式、粉碎類型以及豬的生理狀態（例如：斷奶豬、生長豬、育肥豬或母豬）。大多數情況下，平均粒徑降低到485～600 μm時對營養和能量的消化率以及生長性能有積極影響（Rojas和Stein，2015）。

小麥的粒徑從920 μm減小到580 μm會增加淀粉的表觀總消化率（ATTD），但不會增加總能的消化率（Kim等，2005）。用粒徑為400 μm的大麥紅豌豆日糧飼喂豬比用粒徑為700 μm的相同日糧飼喂能增加總能、干物質、粗蛋白質（CP）的ATTD（Oryschak等，2002）。當羽扇豆的粒徑從1304 μm降低到567 μm時，總能和粗蛋白質的ATTD與氨基酸的回腸標準消化率（SID）均線性增加（Kim等，2009）。同樣地，紅豌豆平均粒徑的減少可使淀粉和能量的消化率增加，因此總能的消化率也增加（Montoya和Leterme，2011）。用粉碎到818 μm的DDGS去飼喂豬，比使用308 μm的DDGS飼喂能增加干物質和總能的ATTD以及代謝能濃度，但粒徑大小并不影響氮和磷的ATTD（Liu等，2012）。玉米的粒徑從500 μm減小到332 μm能增加植酸鹽的降解率（Ton等，2014），但玉米或玉米DDGS的粉碎粒度不會影響磷的消化率。

研究表明，當玉米粒徑由1200 μm減小到400 μm時，玉米中的干物質、氮和總能的ATTD分別增加5%、7%和7%。玉米的平均粒徑從865 μm減小到339 μm，可線性增加淀粉和總能的表觀回腸消化率以及消化能和代謝能含量，但這并不能增加磷的標準總消化率和氨基酸的標準回腸消化率（Rojas和Stein，2015）。Giesemann等（1990）研究表明，相比使用平均粒徑為1500 μm的玉米基礎日糧飼喂育肥豬，使用粒徑為641 μm的玉米能增加干物質、氮和總能的ATTD。同樣，玉米和高粱粒徑由900 μm減小到300 μm可提高了總能的ATTD（Healy等，1994），當玉米顆粒粒徑減小時，其總能和醚提取物的ATTD提高（Huang等，2015）。將制粒和粉碎結合起來也可提高干物質、總能和氮的ATTD。24 d的試驗中，在第9天測定了能量和干物質的消化率，相比粒徑為1000 μm玉米給豬飼喂粒徑為500 μm玉米，玉米干物質和總能ATTD提高（Kim等，2002）。盡管如此，粒徑沒有影響尿氮的排泄，但粒徑由1200 μm降低到400 μm時，玉米的代謝能從14.2 MJ/kg增加到了15.7 MJ/kg。

當高粱的粒徑減小時，其總能的ATTD也提高了（Healy等，1994）。豆粕的粒徑由949 μm減小到185 μm時沒有影響必需氨基酸或非必需氨基酸的平均標準回腸消化率（SID），但異亮氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸和纈氨酸的SID線性增加。雖然如此，豆粕的粒徑由949 μm減小到185 μm時并沒有影響能量的消化率。然而，有建議稱豆粕研磨到600 μm時將會有最好的氨基酸和能量消化率（Fastinger和Mahan，2003）。

當小麥的粒徑由1300μm減小到600 μm時，其氮和干物質的ATTD增加（Mavromichalis等，2000），但是對于大麥并非如此，因為大麥粒徑并不能影響有機物（OM）、能量和蛋白質的ATTD（Medel等，2000）。這表明降低粒度對飼料消化率的影響受原料種類的影響。

2.4 粒徑對生長性能和母豬生產力的影響谷物粒徑的減少可增加與酶的表面作用，進而增加能量和營養素的消化率（Rojas和Stein，2015；Fastinger和Mahan，2003；Kim等，2002）。然而，消化率的增加并不能理解為對生長性能有積極影響，因為豬可以通過多吃飼料來彌補低消化率。如小麥分別研磨為600 μm和1300 μm時，通過豬采食量的不同，二者分別可以使斷奶仔豬和育肥豬的生長性能達到最好（Mavromichalis等，2000）。

粉碎玉米粒徑由865 μm減小到339 μm飼喂豬，其胴體屠宰率增加（Rojas和Stein，2016a）。將飼喂豬日糧中的高粱粉碎粒徑為319 μm減小為724 μm時其胴體屠宰率有更高的趨勢（Paulk等，2015）。同樣地，用粉碎后粒徑為400 μm的玉米比用粒徑為1000 μm的玉米飼喂豬的胴體屠宰率提高（Rojas和Stein，2016a）。然而，Mavromichalis等（2000）報道，使用粒徑為600 μm的小麥飼喂豬與用1300 μm的小麥飼喂豬相比并沒有影響胴體屠宰率。因此，玉米和高粱粒徑較小對屠宰率有著積極影響，對于其他谷物可能并非如此，故需要更多的研究去探討大麥、小麥、黑小麥和黑麥的粒徑對豬胴體屠宰率的影響。

小麥的粒徑由1200 μm減小到980 μm時，采食量可能提高，但是對于總體的飼料轉化率無顯著影響（Seerley等，1988）。同樣地，與粒徑為1300 μm相比，給豬（93～114 kg）飼喂粒徑為600 μm小麥，飼料轉化率得到提高（Mavromichalis等，2000），但是對于67～93 kg的豬無顯著影響。Hancock和Behnke（2001）報道，玉米粒徑每減小100 μm，生長豬的飼料轉化率就會提高1.3%。同樣地，相對于飼喂800 μm的玉米，飼喂400 μm的玉米豬的飼料轉化率提高了7%。這與Amaral等（2014）和Rojas等（2016）報道的結果一致。當粒徑減小時，相同粒徑的玉米和高粱相比，豬對玉米有更好的轉化率（Healy等，1994），Kim等（2005）推測所有的谷物顆粒粒徑減少并沒有相同的效果。用1000 μm的玉米飼喂豬比400 μm的平均日采食量和飼料轉化率降低，這可能是400 μm的玉米比1000 μm的玉米有著更高的能值。Paulk等（2015）報道，使用含有319 μm高粱的日糧飼喂育肥豬比使用平均粒徑為724 μm高粱，育肥豬的飼料轉化率有所提高。而使用研磨粒徑為639 μm或444 μm的豆粕飼喂豬與使用研磨粒徑為965 μm或1226 μm的豆粕相比，豬的生長性能并沒有不同（Lawrence等，2003）。這可能是因為日糧中豆粕的含量較低，只有原料在日糧中的含量較高時，才能衡量粒徑減小對生產力的影響。

探討粒徑對母豬體重和產仔性能影響的研究報告相對較少。玉米的粒徑由1200 μm減小到400 μm時，沒有影響哺乳母豬的體重和背部脂肪損失。然而，當玉米粒徑由400 μm增加到1200 μm時，母豬的日均采食量和窩重均降低。

2.5 粒徑對潰瘍形成的影響豬胃有四個不同部位（食管部、賁門部、胃底部和幽門部）。食管部為非腺體區域，而賁門部、胃底部和幽門部是腺體區域。每個部分都有其特殊的特性來維持胃的功能。然而，如果豬產生了潰瘍，胃的功能可能會被中斷，這可能是飼料原料的粒徑引發了豬形成潰瘍的風險。潰瘍有不同的類型，如可影響胃的腺區和非腺體食管的部分（Mahan等，1966）。然而，如果用減小了粒徑的原料飼喂豬，食管部則是形成胃潰瘍風險最高的區域（Maxwell等，1970；Pickett等，1969；Reimann等，1968；Mahan等，1966），因為胃腺體部分的黏液有保護功能（Varum等，2010；Ohara等，1993）。盡管如此，原料粒徑的減少并不是引發潰瘍產生的唯一因素。其他因素如豬的品種和飼養密度以及豬舍類型也可能增加豬形成潰瘍的風險。與飼喂非顆粒飼料相比，給豬飼喂粒徑為400 μm玉米的顆粒料有增加潰瘍的趨勢。然而，潰瘍并不是一直都影響其生長性能，豬食用顆粒料通常會比非顆粒料有著更高的日增重和飼料轉化率。

潰瘍被認為是造成養豬行業中經濟損失的主要因素之一（Friendship，2003）。最近美國由于顆粒飼料使用的增加引起豬食管胃潰瘍發生率增加（Hancock和Behnke，2001）。在英國，60個豬場中79%的豬都有某種程度的潰瘍（Swaby和Gregory，2012），在對英國16個存在胃潰瘍的商業豬場調查中，觀察到有19.1%商業豬場中存在某種程度的潰瘍（Amory等，2006）。假設潰瘍開始形成在豬食用小粒徑的日糧后的7 d內，假設當飼喂豬7 d粗日糧時，豬胃組織的角質化和腐蝕可能得到改善（Maxwell等，1970）。也有人提出如果在豬屠宰之前飼喂其粗日糧40 h，可能實現胃組織的改善（Reimann等，1968）。潰瘍的產生伴隨著幽門螺桿菌的定殖，在胃底部和幽門部微生物存在比在食管部和賁門部更加明顯（Rodriguez等，2009）。相比給豬飼喂粗日糧或非顆粒料，飼喂豬細粉料或顆粒料其胃中氯離子的分泌更多（Mobeler等，2010），這就促進了胃中幽門螺桿菌的出現（Eaton等，1995；Morgan等，1991）。

潰瘍形成的原因之一是細磨會導致胃中pH的降低（Mahan等，1966）。當玉米的粒徑降低時，胃蛋白酶的活力增加（Maxwell等，1970）。相比給豬飼喂粗日糧或非顆粒料，飼喂細粉料或顆粒料會使得豬胃食管部氯離子濃度提高（Mobeler等，2010）。

有研究表明，給豬飼喂粒徑差異較小的玉米，胃的角質化會減少。相比1200 μm的玉米，給豬飼喂400 μm的玉米在食管部有著更多的潰瘍和角質化。當玉米粒徑由865 μm減小到339 μm時，育肥豬胃食管部中的角質呈線性增加，但這并不會影響豬的生長性能（Rojas等，2016）。同樣地，當飼喂母豬1200 μm的玉米時，僅有25%的母豬產生潰瘍，但如果飼喂母豬400 μm的玉米時，會有77%的母豬產生潰瘍。相比于飼喂含有1300 μm小麥日糧的豬，飼喂600 μm小麥日糧的豬形成的潰瘍和角質化更多，但是這并不影響飼料轉化率（Mavromichalis等，2000）。

2.6 粒徑對飼料流動性的影響和處理關于粒徑對飼料流動性影響和處理的報道相對較少，但是據推測粒徑減小會導致飼料流動性差（Appel，1994）。研究表明，當DDGS和玉米的粒徑減小時，日糧的流動性降低（Rojas等，2016a；Liu等，2012）。豆粕研磨為639 μm比965 μm的流動性更大（Lawrence等，2003）。然而，如果使用碗式給料機并且每日加兩次飼料，粒徑的減小不會影響日糧的流動性。顆粒料能夠防止日糧粒徑小于600 μm時常見的橋接、多塵、原料分級、體積密度增加等問題。當飼喂哺乳母豬時，粒徑為444 μm玉米的適口性并不比619 μm的玉米差（Pettigrew等，1985）。

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（未完待續）

S816.9

A

1004-3314（2017）14-0039-05

10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20171410