飼料結(jié)構(gòu)（顆粒粒度）和飼料形態(tài)（粉料對制粒）在豬營養(yǎng)中的重要性（綜述）（續(xù)）

中圖分類號：S816 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C 文章編號：1001-0769（2017）10-0060-04

2 飼料顆粒大小和飼料形態(tài)對豬胃腸道健康的影響

腸道損傷和潰瘍是養(yǎng)豬生產(chǎn)中十分常見的問題，并且是目前在全球現(xiàn)代化、集約化豬場中普遍存在的問題（Grosse Liesner等，2009；Cappai等，2013），會(huì)造成高昂的經(jīng)濟(jì)損失（Friendship，2003）。通常非腺體類胃黏膜（pars esophagea）會(huì)受到這些疾病的影響，有1%～2%的農(nóng)場豬會(huì)死于胃出血性潰瘍，死亡豬大多為3月齡到6月齡（Cappai等，2013）。

胃上皮發(fā)生這些病變的原因尚不足夠清楚，但是日糧結(jié)構(gòu)是其中一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素，即谷物和其他日糧成分的顆粒大小（Mahan等，1966；Riker等，1967；Reimann等，1968；Baustad和Nafstad，1969；Flatlandsmo和Slagsvold，1971；Lawrence等，1980；Hedde等，1985；Wondra等，1995a；Ayles等，1996；Friendship，2006）。對于豬飼料的顆粒大小分布（Particle Size Distribution，PSD）來說，制粒過程中強(qiáng)大的粉碎力也應(yīng)加以考慮。在Mikkelsen等（2004）、Canibe等（2005）、Cappai等（2013）、M??eler等（2014）和Liermann等（2015）的研究中，與采食粉料的豬相比，采食顆粒飼料的豬更易發(fā)生胃上皮角化過度、黏膜糜爛和出血性潰瘍這些問題。

Wondra等（1995a）在試驗(yàn)時(shí)給豬飼喂玉米型日糧，所用玉米粉碎后的平均顆粒大小分別為1 000 μm、800 μm、600 μm和400 μm，日糧以粉狀和顆粒狀提供。隨著顆粒大小的減小 （P<0.003）和飼料的制粒（P<0.02），肥育豬食管的損傷和角質(zhì)化情況增多，但是其生長性能反而顯著提高。該研究的結(jié)論是：飼料原料顆粒平均600 μm的直徑對豬的生長性能、粉碎機(jī)能耗、胃形態(tài)、營養(yǎng)物質(zhì)消化率和營養(yǎng)物質(zhì)排出是最佳的。Cabrera等（1993）發(fā)現(xiàn)，當(dāng)谷物（玉米和高粱）的平均顆粒大小低于600 μm時(shí)，胃的形態(tài)會(huì)受到不利影響。另一方面，他們發(fā)現(xiàn)，隨著谷物顆粒大小的減小，豬的生長性能提高，同時(shí)干物質(zhì)和氮的日排泄量顯著減少。他們認(rèn)為在日糧的飼料原料顆粒大小上采取適當(dāng)?shù)耐讌f(xié)是很有必要的。Morel和Cotam（2007）研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)大麥的平均顆粒大小在400 μm～1 100 μm間變化時(shí)，豬的生長性能并沒有受到影響，但是胃黏膜的完整性和小腸結(jié)構(gòu)（腸絨毛的形態(tài)學(xué)損傷）因飼料原料精細(xì)粉碎而受到影響，因此會(huì)對腸道的總體健康造成不良影響。Mavromichalis等（2000）發(fā)現(xiàn)，與采用粉碎至1 200μm的小麥配制的日糧相比，當(dāng)豬喂給用粉碎至600 μm的小麥配制的日糧時(shí)，其胃潰瘍和胃上皮角質(zhì)化的發(fā)病率會(huì)提高。在Grosse Liesner等（2009）的研究中，顆粒大小低于400 μm的飼料被認(rèn)為是細(xì)料，而當(dāng)日糧中細(xì)顆粒料所占比例低于20%時(shí)，豬的胃黏膜未出現(xiàn)損傷；當(dāng)細(xì)顆粒飼料的含量提高至36%時(shí)，胃黏膜檢測到損傷。以Grosse Liesner等（2009）的研究結(jié)果為基礎(chǔ)，Cappai等（2013）定義了3種會(huì)引發(fā)胃潰瘍風(fēng)險(xiǎn)的日糧等級：

●第一級：高風(fēng)險(xiǎn)（顆粒大小小于400 μm的飼料原料所占比例>36%）；

●第二級：中等風(fēng)險(xiǎn)（顆粒大小小于400 μm的飼料原料所占比例為29%～36%）；

●第三級：低風(fēng)險(xiǎn)（顆粒大小小于400 μm的飼料原料所占比例<29%）。

由于沙門氏菌感染已成為豬健康以及人類健康的一個(gè)重要問題（Hedemann等，2005），因此胃腸道健康的其中一個(gè)主要指標(biāo)是豬胃腸道中腸道菌（即沙門氏菌和大腸桿菌）含量較低（Canibe等，2005）。飼料的物理特性會(huì)影響豬對沙門氏菌感染的敏感性。與精細(xì)粉碎的飼料相比，粗糙粉碎的飼料可降低采食粉料的豬感染沙門氏菌的概率（Wingstrand等，1997；J?rgensen等，2002；Mikkelsen等，2004；Klausing，2011）。另外，J?rgensen等（1999）發(fā)現(xiàn)，與粉料相比，飼喂顆粒飼料會(huì)提高豬感染沙門氏菌的風(fēng)險(xiǎn)。在Mikkelsen等（2004）的研究中，與采食精細(xì)粉碎的粉料、粗糙粉碎的顆粒飼料和精細(xì)粉碎的顆粒飼料的豬相比，采食粗糙粉碎粉料的豬，其腸道中厭氧細(xì)菌總數(shù)增加，各種有機(jī)酸濃度提高，胃內(nèi)的pH下降。Canibe等（2005）得到了相似的結(jié)果。Maxwell等（1970）和Regina等（1999）經(jīng)過試驗(yàn)得出結(jié)論：若飼料原料顆粒較粗，則其在豬胃中的流通速率較慢，導(dǎo)致胃中干物質(zhì)的含量增加。他們同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，相較于飼喂精細(xì)粉碎飼料的豬的胃內(nèi)容物來說，飼喂粗糙粉碎飼料的豬的胃內(nèi)容物的黏稠度更高、更堅(jiān)硬，而前者的胃內(nèi)容物在取樣后固相和液相迅速分離。由于微生物在胃中有更多的時(shí)間進(jìn)行增殖，這會(huì)提高微生物的活性，即促進(jìn)乳酸菌的生長。乳酸和其他有機(jī)酸濃度的增加可降低胃內(nèi)的pH，并且可以額外構(gòu)筑起抵抗沙門氏菌和其他革蘭氏陰性菌的壁壘（Mikkelsen等，2004；Canibe等，2005；Klausing，2010）。

如果豬喂給粗糙粉碎的飼料，大部分的淀粉則無法在十二指腸中進(jìn)行消化，從而會(huì)進(jìn)入盲腸。盲腸中的微生物可將淀粉降解為短鏈脂肪酸，后者能夠限制大腸桿菌和沙門氏菌的生長（Maxwell等，1970；Regina等，1999；Visscher等，2009；Klausing，2011）。另一方面，盲腸之前的腸段對淀粉消化的減少會(huì)對日糧的能值產(chǎn)生負(fù)面影響，降低飼料轉(zhuǎn)化率，給養(yǎng)豬生產(chǎn)者帶來經(jīng)濟(jì)損失（Callan等，2007）。但是，Kamphues等（2007）認(rèn)為，考慮到養(yǎng)豬生產(chǎn)中沙門氏菌感染的減少，這種程度的損失是可以接受的。

3 粉碎過程中豬飼料獲得最佳顆粒大小的可能性

3.1 最佳顆粒大小

豬飼料理想的PSD可在日糧成分（主要為谷物）粉碎的過程中得到。根據(jù)已有的研究數(shù)據(jù)，豬日糧最適的飼料原料顆粒大小在中等顆粒大小的區(qū)域范圍內(nèi)，即500 μm～1 600 μm，而飼料顆粒小于400 μm的被認(rèn)為是不可取的，因其會(huì)對腸道健康產(chǎn)生負(fù)面影響（Lucht，2011；Cappai等，2013；Ball等，2015）。然而，豬日糧的最適顆粒大小受到日糧的復(fù)雜性、所用谷物類型和動(dòng)物年齡的影響（Chae和Han，1998）。改變飼料的原料成分，其顆粒特性也會(huì)隨之改變。Solà-Oriol等（2009b）報(bào)道，普通的谷物和纖維源對豬日糧的相對影響要小于蛋白質(zhì)和脂質(zhì)源對豬日糧的相對影響。對于谷物來說，原料的每百分單位的平均顆粒大小變化范圍為1.8 μm～2.2 μm，對于纖維源來說，其變化范圍為0～5.2 μm，而蛋白源的變化范圍為2.3 μm～21.6 μm，脂質(zhì)源的變化范圍為15 μm～16 μm。根據(jù)Healy等（1994）的研究，在考慮飼料轉(zhuǎn)化率和仔豬胃黏膜完整性的前提下，玉米和高粱對保育階段仔豬的最適顆粒大小大約為500 μm。Mavromichailis等（2000）發(fā)現(xiàn)，小麥型日糧的最適顆粒大小為600 μm。同樣，Behnke（1994）指出，生長肥育豬的最適顆粒大小為500 μm～700 μm。根據(jù)Wondra等（1995a，b）的研究，哺乳母豬的飼料需要稍微細(xì)一些，初產(chǎn)母豬日糧的飼料最適顆粒大小為400 μm，而第二胎母豬的日糧最適顆粒大小為400 μm～600 μm。綜合文獻(xiàn)資料，Barneveld和Hewitt（2003）推斷，小麥、玉米、大麥和高粱粉碎至700 μm以下時(shí)可提高氮和能量的消化率，當(dāng)粉碎的谷物顆粒大小介于700 μm～1 500 μm時(shí)，它們的營養(yǎng)價(jià)值差異很小。他們認(rèn)為，從營養(yǎng)物質(zhì)的產(chǎn)量、粉碎效率和腸道健康來說，使用滾筒式粉碎機(jī)將谷物粉碎至600 μm～700 μm是最佳的。含高纖維的谷物（大麥、燕麥）需要粉碎得更細(xì)以提高其飼喂價(jià)值。在用作玉米的替代品時(shí)，大約粉碎至700 μm可能會(huì)使這些原料更具吸引力。由于小麥很容易粉狀化（Ziggers，2009），因此在用于豬日糧中時(shí)，其應(yīng)比玉米和高粱粉碎得更粗些（800 μm～900 μm）。Albar等（2000）認(rèn)為，仔豬日糧中的谷物最適顆粒大小應(yīng)為500 μm～600 μm。Wondra等（1995a）在將一種飼料顆粒大小很接近的日糧與另一種飼料顆粒大小差異較大的日糧進(jìn)行比較后指出，飼料顆粒的均勻性同樣會(huì)影響豬日糧的營養(yǎng)價(jià)值。用顆粒大小相近的飼料原料配制的日糧和用顆粒大小差異很大的飼料原料配制的日糧，盡管這兩種日糧中的飼料顆粒具有相似的平均大小（850 μm），但前者在肥育豬上具有更高的營養(yǎng)物質(zhì)消化率。

3.2 最優(yōu)粉碎工藝

粉碎是豬日糧生產(chǎn)必經(jīng)的環(huán)節(jié)，通常采用錘片式粉碎機(jī)、滾筒式粉碎機(jī)或上述兩種粉碎機(jī)相結(jié)合的方式粉碎。在選擇合適的粉碎機(jī)時(shí)，應(yīng)考慮它的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。錘片式粉碎機(jī)粉碎能力更強(qiáng)，且可通過改變篩片輕易地將要粉碎的谷物從一種更換為另一種。然而，錘片式粉碎機(jī)會(huì)產(chǎn)生大量的細(xì)顆粒飼料和粉塵，并且每噸原料粉碎所需的能耗要多于滾筒式粉碎機(jī)（Ziggers，2001）。位于錘片式粉碎機(jī)內(nèi)的錘片會(huì)因使用時(shí)間、磨損程度和粉碎原料的質(zhì)量而顯著影響顆粒的PSD和PSD的均勻性。因而，PSD可作為在飼料顆粒影響豬生長性能前是否需要更換錘片的一個(gè)理想指標(biāo)物（Solà-Oriol等，2015）。滾筒式粉碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是能比錘片式粉碎機(jī)粉碎出大小更加均勻的顆粒，并且可以減少精細(xì)粉碎飼料和粉塵的數(shù)量，考慮到細(xì)顆粒的飼料會(huì)對豬胃腸道健康帶來不良的影響，這在豬的營養(yǎng)上是十分重要的。此外，滾筒式粉碎機(jī)能耗更低。Thacker（2006）發(fā)現(xiàn)，粉碎機(jī)的類型（錘片式粉碎機(jī)對滾筒式粉碎機(jī)）不會(huì)影響豬的生長性能，但是在同等要求下滾筒式粉碎機(jī)的能耗更低，對飼料原料顆粒大小的控制更精確，作業(yè)時(shí)噪音更小。Vukmirovi?等（2016b）發(fā)現(xiàn)，在生產(chǎn)具有相同幾何直徑（平均值）的顆粒時(shí)，滾筒式粉碎機(jī)的特定能耗顯著低于錘片式粉碎機(jī)（P<0.001）。

另一方面，滾筒式粉碎機(jī)的投資和維護(hù)費(fèi)用更高（Barneveld和Hewitt，2003）。另外，若滾筒式粉碎機(jī)用于豬飼料的生產(chǎn)，考慮將要使用的谷物類型是十分重要的，因?yàn)槿绻褂么篼湣⒀帑溁虼畏郏滬煟赡軙?huì)出現(xiàn)粉碎原料外殼的問題。基于此，將兩種粉碎機(jī)結(jié)合使用的粉碎方式是最恰當(dāng)?shù)模貏e是在日糧使用含高纖維的谷物（如大麥和燕麥）時(shí)。以這種方式粉碎，滾筒式粉碎機(jī)會(huì)產(chǎn)生較少的細(xì)顆粒，同時(shí)錘片式粉碎機(jī)更適合于粉碎谷物的外殼。Lucht（2011）在配制豬大麥型日糧時(shí)測試了粉碎機(jī)3種組合方式的效果：

I 滾筒式粉碎機(jī)組（簡稱“滾筒式粉碎”）：內(nèi)含兩對槽輥，不帶中間篩。

II 利用兩臺(tái)錘片粉碎機(jī)的分段粉碎（簡稱“分段粉碎”）：帶有前、中、后篩片。

III 錘片式粉碎機(jī)和（一對輥軸）滾筒式粉碎機(jī)組合粉碎（簡稱“組合式粉碎”）：帶有前、中篩片。

測試時(shí)觀察以下大小范圍的飼料原料顆粒：細(xì)（<0.5 mm）；中等（0.5 mm～1.6 mm）； 粗（1.6 mm～2.0 mm）；極粗（>2.0 mm）。本試驗(yàn)的目的為獲得最多數(shù)量的中等大小的飼料原料顆粒，并且保證最細(xì)顆粒的飼料含量不超過25%。另外，粗顆粒和極粗顆粒的飼料由于其在豬胃腸道內(nèi)消化速率過慢而需盡量減少。試驗(yàn)結(jié)果顯示，最佳的飼料顆粒結(jié)構(gòu)是由組合式粉碎產(chǎn)生的，其中中等顆粒大小的飼料含量為60%，細(xì)顆粒的飼料含量低（22.5%），同時(shí)粗顆粒和極粗顆粒的飼料含量均較低。在能耗方面，滾筒式粉碎比分段粉碎低了50%，而組合式粉碎比分段粉碎低30%。由此可以得出以下結(jié)論：對于目前安裝了一臺(tái)滾筒式粉碎機(jī)的飼料廠，將滾筒式粉碎機(jī)與現(xiàn)有的錘片式粉碎機(jī)聯(lián)合使用，可改善豬飼料的結(jié)構(gòu)，并且顯著降低粉碎機(jī)的能耗。

當(dāng)探討到豬飼料的顆粒大小問題時(shí)，顆粒平均大小的作用通常會(huì)被提起。另一方面，眾所周知，錘片式粉碎機(jī)和滾筒式粉碎機(jī)產(chǎn)生的顆粒大小在均值上下有不同的范圍，即滾筒式粉碎機(jī)生產(chǎn)的顆粒大小更加均勻（Lawrence，1970；Wu和Fuller，1974；Vukmirovic，2015；Vukmirovic等，2016b）。Wondra等（1995b）利用不同類型的粉碎機(jī)生產(chǎn)不同均勻性的飼料顆粒，并研究有不同均勻性的飼料原料顆粒對肥育豬生長性能、營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率和胃形態(tài)的影響。在該研究中，玉米使用錘片式粉碎機(jī)和滾筒式粉碎機(jī)將顆粒分別粉碎至850 μm的大小。用不同粉碎機(jī)粉碎飼料得到的顆粒大小的均勻性也不同，滾筒式粉碎機(jī)生產(chǎn)的飼料原料顆粒大小更加均勻。但是，豬的平均日增重和每日平均采食量并未受到飼料原料顆粒大小均勻度的影響。另一方面，用滾筒式粉碎機(jī)產(chǎn)生的均勻性較高的飼料顆粒會(huì)提高營養(yǎng)物質(zhì)的表觀消化率，減少胃形態(tài)的不良改變。

錘片式粉碎機(jī)和滾筒式粉碎機(jī)減小飼料原料顆粒大小的不同作用機(jī)理同樣會(huì)導(dǎo)致粉碎后飼料原料顆粒形狀和形態(tài)的不同。在滾筒式粉碎機(jī)中，飼料原料顆粒通過兩輥筒的擠壓，與此同時(shí)，滾筒外表波紋和其轉(zhuǎn)速上的差異會(huì)對飼料產(chǎn)生切割和剪斷作用。這會(huì)使飼料顆粒產(chǎn)生不規(guī)則的形狀，且擁有許多棱角。錘片式粉碎機(jī)產(chǎn)生的飼料顆粒則更加圓滑。因此，滾筒式粉碎機(jī)產(chǎn)生的飼料顆粒具有更大的表面積，可與豬胃腸道中的消化酶更充分地接觸，進(jìn)而可能會(huì)提高飼料效率（Ziggers，2001）。□□

未完，待續(xù)。

原題名：Importance of feed structure （particle size）和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(xué)食品技術(shù)研究所食品技術(shù)和動(dòng)物產(chǎn)品研究中心）