飼料結構（顆粒粒度）和飼料形態（粉料對制粒）在豬營養中的重要性（綜述）

摘 要：豬是單胃動物，其胃的結構簡單，為單室結構，所以豬需要易消化、高品質的飼料。決定豬飼料利用率最重要的因素之一是飼料中各顆粒粒度的分布情況。飼料的顆粒粒度減小可提高豬的生產性能，因為粒度減小增加了顆粒的比表面（specific surface），使其能夠更好地與消化酶接觸。如果從這方面來說，生產豬的飼料建議用細小的飼料顆粒。此外，在現代豬生產中，干料主要以顆粒料的形式使用，這主要是由于飼喂顆粒料的豬有較好的飼料轉化率（Feed Conversion Ratio，FCR），但是也有顆粒料優于粉料的其他原因。

飼料的顆粒大小在制粒過程中會顯著減小，因此飼料中的營養物質消化率可能會提高。另一方面，豬飼料（粉狀和顆粒狀）中含有的大量細小顆粒會對胃腸道（Gastro-Intestinal Tract，GIT）的健康產生不利的影響，導致胃潰瘍發病率的提高和胃黏膜的其他不良改變（角化、糜爛）。胃潰瘍是導致農場中豬猝死的最重要原因之一，可以對養豬生產造成重大的經濟損失。考慮到動物的治療成本高、勞動強度大以及由于對潰瘍的確診過晚而使治療大多無效，因此這種疾病建議注重預防。根據文獻資料，減少豬飼料中細小顆粒的比例是強烈推薦的預防方法。

豬飼料中各類大小的粒度分布對胃腸道中致病菌的存在有明顯的影響。與飼喂細小粉碎的粉狀飼料和飼喂顆粒料的豬相比，飼喂粗糙粉碎的粉狀飼料的豬胃食糜的pH較低。這可能是采食粗糙粉碎的粉狀飼料的豬，飼料在胃腸道中的流通速率較低、干物質含量增加，胃內食糜密度更大的緣故。因此，飼料在胃中的酸化作用更佳，乳酸菌和有機酸的濃度較高，胃內食糜的pH更低。這種條件為抵抗致病菌的入侵構建了額外的“壁壘”。

現有的數據顯示，豬日糧顆粒的適宜大小為500 μm～1 600 μm，飼料粒度小于400 μm被認為不可取，具有高度的致潰瘍性。適宜的粒度可以在飼料粉碎過程中進行設置，研究發現，大多數常規的粉碎方法采用滾筒式粉碎機和錘片式粉碎機相結合的方式進行。考慮到現代豬主要飼喂顆粒飼料，同時制粒會對飼料顆粒產生更進一步的粉碎，因此經此粉碎后獲得的粒度分布（Particle Size Distribution，PSD）會在制粒過程中發生顯著的改變。由于制粒過程中參數的變化，降低制粒過程中顆粒粉碎強度的可能性極低。文獻資料建議，改進壓鑄工藝（即使用膨化機進行加工）然后指定成形元件，作為制粒的另一種選擇，以便獲得所需PSD的成形豬飼料，但是這種工藝目前尚未得到廣泛的研究。

關鍵詞：豬飼料；粒度；粉料；粉碎；制粒；潰瘍；沙門氏菌

中圖分類號：S816 文獻標志碼：C 文章編號：1001-0769（2017）08-0081-04

豬是單胃動物，其胃部結構簡單，為單室的胃，大部分消化作用都是在胃中通過內源性酶的作用完成的。因此，豬需要高質量的飼料，這些飼料的營養成分很容易被酶利用（Kersten等，2005）。除了日糧組成之外，作為決定豬飼料利用率最重要的因素——飼料結構（顆粒大小）和飼料形態（粉料、顆粒料）對優化豬對飼料的利用同樣重要（（Wondra等，1995a；Choct等，2004；Thorsten，2011；Ball等，2015）。

粉碎是飼料加工過程中必不可少的部分，單種飼料成分的顆粒大小會減小。日糧中最適的顆粒大小分布（Particle Size Distribution，PSD）應適應動物的生理需求，能夠使營養物質的利用達到最佳，提高動物的生產性能。另外，粉碎過程適當減少會刺激進一步的加工步驟，即混合、運輸、制粒、擠壓/膨化步驟（Kersten等，2005）。很多研究結果發現，作為日糧的主要組成部分的谷物，其顆粒粒度的減小會提高豬的生產性能（Owsley等，1981；Ohh等，1983；Hedde等，1985；Goodband和Hines，1988；Healy等，1994；Wondra等，1995a；Callan等，2007；Lahaye等，2008；Ball等，2015；Rojas和Stein，2015；Al-Rabadi等，2016；Bao等，2016）。另一方面，日糧中飼料顆粒過細會對豬胃腸道健康產生不良影響（Healy等，1994；Goodband等，2002）。由于這個原因，豬飼料顆粒的最佳粒度在文獻中有推薦，同時根據現有的數據，由于飼料顆粒大小會對豬的腸道健康產生負面影響，日糧中粒度最小（粒度<400 μm）的飼料比例應盡可能小（Cappai等，2013）；粗糙粉碎的飼料（粒度>1 600 μm）比例也應較小，這是由于粗糙粉碎會降低飼料中營養物質的消化率，而中等顆粒大小的飼料（粒度大約在 500 μm～1 600 μm范圍內）含量盡可能地大，它們被認為最符合豬消化系統的生理要求（Healy等，1994；Wondra等，1995a，b；Lucht，2011；Cappai等，2013）。PSD直接受到粉碎工藝和粉碎機類型的影響。錘片式粉碎機中合適的錘片在粉碎過程中會直接生產有最合適PSD的豬飼料。在錘片磨損的情況下，會影響飼料的PSD，增加粗糙粉碎飼料的比例，這對飼喂粉料的剛斷奶仔豬的生產性能有不良影響[平均日采食量（Average Daily Feed Intake，ADFI）和平均日增重（Average Daily Gain，ADG）]（Solà-Oriol等，2015）。通常來說，幼齡仔豬大多飼喂粉料，而生長豬大多飼喂顆粒料。在制粒過程中，制定飼料的PSD很難，也就是說大顆粒飼料會受到激烈的粉碎，細小顆粒飼料的含量會大幅增加（Svihus等，2004；Grosse Liesner等，2009；Vukmirovi?，2015）。

本文旨在根據現有的文獻數據，就豬飼料PSD對飼料在豬消化系統中利用率的影響、對飼料進一步加工的影響和對胃腸道健康的影響進行綜述。此外，本文也將對粉碎過程中獲得理想的飼料PSD及后續加工工藝對豬飼料PSD的影響進行探討。

1 飼料顆粒大小和飼料形態在豬營養中的重要性

1.1 粉狀飼料

配合飼料是由多種組分混合而成的飼料，其包含了多達40種必須均勻混合以保證質量和對動物安全的常量和微量組分（Kirchner等，2013）。谷物是豬日糧中重要的能量來源，在與其他日糧組分混合前或后均需進行加工處理。飼料的加工工藝通常包括粉碎，以便于后續加工（混合、制粒、擠壓、膨化），同時還可以通過增加與消化酶的接觸面積來提高飼料的營養價值（表1） （Behnke，1996；Goodband等，2002；Blasel等，2006）。這可提高飼料干物質的消化率，改善飼料轉化率（Feed Conversion Ratio，FCR）（Ohh等，1983；Healy等，1994；Oryschak和Zijlstra，2002；Millet等，2012；Ball等，2015；Liermann等，2015；Rojas和Stein，2015）。Owsley等（1981）研究發現，當高粱顆粒的幾何直徑從平均1 262 μm降到平均471 μm時，生長豬對其的干物質、淀粉、總能和氮的回腸消化率提高。Hedde等（1985）發現，當用顆粒細小的日糧（80%以上的飼料顆粒粒度小于1 200 μm）替換顆粒粗大的日糧（20%不足的飼料顆粒粒度小于1 200 μm）飼喂肥育豬時，豬的日增重提高了8%。大麥的顆粒大小從789 μm降至676 μm后，保育豬的ADG提高了5%（Goodband和Hines，1988）。Giesemann等（1990）發現，玉米型日糧的顆粒大小從1 500 μm降至641 μm后，肥育豬的氮、總能和干物質腸道總消化率提高。此外，Healy等（1994）的研究發現，當玉米和高粱的顆粒幾何直徑從平均900 μm降至平均300 μm后，保育仔豬的能量消化率提高，并且作者的結論是隨著豬日齡的增加，其最適的飼料顆粒大小隨之增大。Wondra等（1995a）發現，日糧中的玉米顆粒大小從1 000 μm降至400 μm后，肥育豬的FCR降低了8%（P<0.001），總能消化率提高了7%（P<0.03），糞便中每日干物質排泄量減少了26%，氮排泄量減少27%。他們的試驗結論是玉米顆粒大小每減少100 μm，飼料轉化率相應提高1.3%。Oryschak等（2002）發現，當大麥和紫花豌豆（大約占日糧的80%）的平均顆粒大小從900 μm降至600 μm后，能量消化率和氮的表觀全腸消化率提高。Callan等（2007）發現，飼料經細磨（錘片式粉碎機的篩孔大小為3 mm，與6 mm的篩孔相比）后，豬生長、肥育和生長-肥育階段的飼料效率分別提高8%、5%和7%。Lahaye等（2008）稱，飼料的平均顆粒大小從1 000 μm降至500 μm后，日糧能量、有機物和干物質的消化率提高。對粗糙粉碎的高粱型日糧和大麥型日糧進行二次粉碎，生長豬的飼料利用效率提高，FCR分別降低10%和7.8%（Al-Rabadi等，2016）。Bao等（2016）發現，隨著小麥顆粒大小的減小，干物質和粗蛋白的體外消化率幾乎呈線性提高，分別從17%提高到26%和從55%提高到66%。在這個試驗中，粉碎后的小麥平均直徑分別為330 μm、430 μm、450 μm、470 μm、580 μm和670 μm，日糧中小麥含量為70.85%。

豬對淀粉的消化受到許多因素的影響，日糧谷物組分的顆粒大小是其中一個因素。這與α-淀粉酶可以接觸的顆粒比表面有關。Blasel等（2006）研究發現，谷物顆粒大小每減小100 μm，每千克淀粉中會多出26.8 g的淀粉與α-淀粉酶發生接觸。在Owsley等（1981）的研究中，與使用滾筒式粉碎機進行粗糙粉碎的高粱相比，使用篩孔為3.2 mm的錘片式粉碎機進行細小粉碎的高粱，其淀粉消化率能夠提高19%。根據Al-Rabadi等（2009）的研究，大麥和高粱的顆粒大小加倍后，其淀粉消化率降低了4倍。在Amaral等（2014）的研究中，當飼料的顆粒大小從平均850 μm降至平均550 μm后，小腸中淀粉的消化率提高。Rojas Martinez （2015）的試驗表明，玉米的顆粒大小從平均865 μm降至平均339 μm，淀粉和總能的消化率線性提高，代謝能濃度提高，因此可以減少豬日糧中脂肪的添加量而不會影響豬的生長性能和胴體組成。因此，如果玉米粉碎成較小的顆粒，可以用更低的成本配制豬日糧；然而，飼料粉碎得更細，能耗會更大，這也是需要考慮的問題。Al-Rabadi等（2016）發現，生長豬FCR顯著降低（P<0.001）與日糧含更多的能量相關，這是因為大麥和高粱的顆粒粒度減小，淀粉在小腸中的消化率提高所致。Rojas和Stein（2015）研究發現，當玉米顆粒粒度從865 μm降至339 μm后，淀粉消化率呈線性提高，但是氨基酸和粗蛋白的消化率未受影響。另一方面，Fastinger和Mahan（2003）發現，豆粕顆粒粒度減小，氨基酸的消化率小幅提高。同樣，Lahaye等（2008）得出，小麥顆粒大小降至500 μm后，氮的消化率提高，但進一步減小并未使氮的消化率顯著提高。與淀粉相似，隨著日糧顆粒粒度減小蛋白質消化率的提高，也可歸功于由于飼料顆粒比表面的增加使得蛋白質與消化酶有更多的接觸（Wondra等，1995a；Behnke，1996；Goodband等，2002；Barneveld和Hewitt，2003）。高強度粉碎可提高高纖維型谷物的飼料價值，例如大麥和燕麥，這是因為由于粒度更小，日糧中的纖維更易消化。

另一方面，飼料顆粒粒度過細會降低豬的ADFI，這是因為含細小顆粒的粉狀日糧適口性會降低。這在Wondra等（1995a）的研究中得到證實，他們將玉米顆粒大小從800 μm降至400 μm時觀察到了相似的結果。同樣，ADFI減少在De Jong等（2013）和Nemechek等（2016）的試驗中觀察到，前者將日糧顆粒大小從596 μm降至360 μm，后者將日糧顆粒大小從650 μm降至350 μm。此外，增加粉碎強度（粉碎得更細）會增加能耗，降低粉碎設備的性能和飼料的流動性，增加粉塵問題；最重要的是，結構過細的豬飼料會對動物胃腸道的健康產生不良作用（Healy等，1994；Goodband等，2002）。未完，待續。

原題名：Importance of feed structure （particle size） and feed form （mash vs. pellets） in pig nutrition - A review（英文）

原作者：?uro Vukmirovi?、Radmilo ?olovi?和Sla?ana Rakita等（諾維薩德大學食品技術研究所食品技術和動物產品研究中心）