擠壓膨化技術(shù)在水產(chǎn)飼料生產(chǎn)中的應(yīng)用

馬亮

【摘 要】隨著擠壓膨化技術(shù)在我國(guó)水產(chǎn)飼料生產(chǎn)中的普遍應(yīng)用，擠壓膨化技術(shù)對(duì)擠壓飼料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生的作用越來(lái)越明顯。基于此，論文對(duì)擠壓膨化技術(shù)的應(yīng)用原理進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析，論述了擠壓膨化過(guò)程中水產(chǎn)飼料中各營(yíng)養(yǎng)成分的變化情況，并分析了影響擠壓膨化技術(shù)應(yīng)用的有關(guān)因素。

【Abstract】With the widespread application of extrusion and expanding technology in China's aquatic feed production， extrusion and expanding technology plays an increasingly significant role in the development of extrusion feed industry. Based on this， this paper makes a simple analysis of the application principle of extruding and expanding technology， describes the changes of nutrients in aquatic feed in the extrusion and expanding process， and analyses the related factors that affect the application of extrusion and expanding technology. and analyzes the factors influencing the application of extrusion technology.

【關(guān)鍵詞】擠壓膨化技術(shù)；水產(chǎn)飼料；營(yíng)養(yǎng)成分

【Keywords】 extrusion and expanding technology； aquatic feed； nutrient composition

【中圖分類號(hào)】S816.11 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2018）04-0145-02

1 引言

實(shí)際上，擠壓膨化技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用歷史不是很長(zhǎng)，擠壓膨化技術(shù)最早出現(xiàn)于20世紀(jì)30年代，被應(yīng)用于谷物方便食品的生產(chǎn)過(guò)程中；到20世紀(jì)50年代，這種技術(shù)開(kāi)始被應(yīng)用于寵物飼料的制作過(guò)程中；發(fā)展到20世紀(jì)80年代，擠壓膨化技術(shù)開(kāi)始被應(yīng)用于水產(chǎn)飼料的制作過(guò)程中，并迅速在世界多個(gè)國(guó)家的水產(chǎn)飼料生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。20世紀(jì)90年代后，我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域中開(kāi)始應(yīng)用擠壓膨化技術(shù)，并在之后幾十年的時(shí)間里這種技術(shù)得到逐步完善。

2 擠壓膨化技術(shù)的應(yīng)用原理

擠壓膨化技術(shù)的應(yīng)用主要有兩種方式：一種是氣流式膨化過(guò)程；另一種是擠壓式膨化過(guò)程。具體來(lái)說(shuō)，氣流式膨化過(guò)程主要應(yīng)用原理是通過(guò)外部條件進(jìn)行加熱，或是采用提供熱水蒸汽的方式，使該體系中存有大量的熱能而處于高溫的狀態(tài)；而擠壓式膨化過(guò)程則是需要依靠螺旋套桿設(shè)備，不斷向前擠壓，形成一定的推動(dòng)力及摩擦力，從而使物料發(fā)生變化，出現(xiàn)壓縮或由于高溫形成糊化狀態(tài)[1]。這時(shí)，物料中會(huì)集聚大量的熱能，其中的水分也呈現(xiàn)出溫度過(guò)高的狀態(tài)，一旦將物料中的壓力變?yōu)槌B(tài)，這種高能的物料體系就會(huì)發(fā)生混亂，出現(xiàn)膨化狀態(tài)。

3 擠壓膨化過(guò)程中水產(chǎn)飼料中營(yíng)養(yǎng)成分的變化

3.1 淀粉的變化

在擠壓膨化的過(guò)程中，飼料中的淀粉會(huì)在高溫的環(huán)境下發(fā)生糊化反應(yīng)，其糊化狀況主要受到淀粉含量與水分含量的影響。在擠壓的作用下，造成物料的溫度增加，而隨著物料溫度的不斷增加，水分的滲透性也隨之加強(qiáng)；當(dāng)水分滲透達(dá)到一定的比例后，物料中的水分就會(huì)被吸收，使得物料中的淀粉發(fā)生破裂，最終形成糊化的狀態(tài)[2]。通常情況下，淀粉在密封環(huán)境中遇到高溫時(shí)，淀粉中的大分子聚合物會(huì)發(fā)生斷裂，呈現(xiàn)出溶化的狀態(tài)，使得淀粉的總含量減少，糊精及還原糖的含量有所增加。

3.2 蛋白質(zhì)的變化

在水產(chǎn)飼料中，蛋白質(zhì)也是其重要的組成部分，占總飼料配方比較大。其主要是為了保證水產(chǎn)飼料能夠滿足水生動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)需求，保證其成長(zhǎng)狀態(tài)。蛋白質(zhì)的功能性與水產(chǎn)飼料的穩(wěn)定性有著十分密切的聯(lián)系，其黏性、彈性及吸水性，都從一定程度上影響了飼料的穩(wěn)定性[3]。在擠壓膨化技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，當(dāng)溫度到達(dá)140～200℃、壓力為1.7～6.1MPa時(shí)，蛋白質(zhì)的塑性就會(huì)發(fā)生改變，向熔融狀態(tài)發(fā)展，該狀態(tài)下的蛋白質(zhì)會(huì)穿過(guò)擠壓盤、模孔，再突然進(jìn)入常壓環(huán)境中，受到熱蒸汽的影響，最終形成多孔的結(jié)構(gòu)。

3.3 脂類物質(zhì)的變化

在擠壓膨化技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，飼料中的脂類物質(zhì)會(huì)出現(xiàn)水解反應(yīng)，脂肪氧化酶逐漸失去自身的活性，從而加強(qiáng)水產(chǎn)飼料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。不過(guò)，由于擠壓膨化過(guò)程中的溫度較高，脂類物質(zhì)的穩(wěn)定性被大大破壞，出現(xiàn)水解、氧化及聚合等現(xiàn)象。其中，富含不飽和脂肪酸的魚(yú)油，會(huì)與飼料中的鐵、銅及鋅等金屬離子發(fā)生反應(yīng)，出現(xiàn)聚合效果[4]。在聚合反應(yīng)的作用下，脂類物質(zhì)中的不飽和鍵發(fā)生斷裂，使得脂類物質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)作用降低。

3.4 維生素、微量元素的變化

在擠壓膨化的過(guò)程中，維生素及微量元素的變化也比較明顯。在膨化的過(guò)程中，維生素的損失程度不斷增加，也與其自身的化學(xué)結(jié)構(gòu)有著一定的聯(lián)系。通常情況下，熱敏性維生素Vc、Va等比較容易被破壞，加工環(huán)境也是影響維生素?fù)p失的重要因素。當(dāng)擠壓過(guò)程中的溫度過(guò)高、壓力過(guò)大及滯留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，維生素?fù)p失的速率就會(huì)快速增加；飼料中的水分含量降低比較明顯時(shí)，維生素的損失也會(huì)不斷增加[5]。但是，在擠壓膨化的過(guò)程中，大部分礦物元素不會(huì)發(fā)生較大的變化，但飼料中的礦物元素容易在植酸的作用下發(fā)生氧化反應(yīng)，降低飼料的營(yíng)養(yǎng)成分。

3.5 飼料中有害成分的變化

事實(shí)上，在進(jìn)行擠壓膨化的過(guò)程中，不僅能夠消除飼料中的不良因子（例如：抗胰蛋白酶、黃曲霉素及脂肪氧化酶等），還能夠?qū)σ悦拮哑伞⒉俗哑傻葹樵仙a(chǎn)的飼料產(chǎn)生加大的影響，會(huì)使其在擠壓膨化過(guò)程中分解為芥子甙與棉酚，從而減少飼料中的有害物質(zhì)。同時(shí)，在擠壓膨化過(guò)程中，大部分的有害微生物也會(huì)被消除，提高飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

4 影響擠壓膨化技術(shù)應(yīng)用的因素分析

4.1 原料中水分含量的影響

通常情況下，在擠壓膨化的過(guò)程中，原料中的水分含量一般控制在15%～27%的范圍內(nèi)，且水產(chǎn)飼料的比容會(huì)隨著水分含量的增加而減少。當(dāng)原料中的水分含量高于35%后，原料的收縮會(huì)逐漸增大最終出現(xiàn)變形的情況；當(dāng)原料中的水分含量低于15%時(shí)，擠壓過(guò)程中的能耗、機(jī)耗也將不斷增加。并且，在將產(chǎn)品擠出模孔的過(guò)程中，表里組織的變化也比較明顯。實(shí)際上，物料流的改變，也會(huì)對(duì)水產(chǎn)飼料的外觀產(chǎn)生較大的影響，最好根據(jù)擠壓膨化機(jī)的自身性能、模具孔徑的大小及飼料配方等多種因素來(lái)決定原料中水分的含量。

4.2 原料顆粒大小的影響

事實(shí)上，在擠壓膨化的過(guò)程中，原料顆粒的大小，也會(huì)對(duì)水產(chǎn)飼料的質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。換句話說(shuō)，原料顆粒的大小，從某種程度上決定了水產(chǎn)飼料的組織結(jié)構(gòu)、飼料的均勻度等方面，而這些方面，都會(huì)對(duì)飼料的外觀產(chǎn)生不同程度的影響。事實(shí)證明，原料顆粒直徑越小，在受到擠壓膨化時(shí)，其生產(chǎn)的產(chǎn)品的比容也就越大。

4.3 原料中淀粉、纖維素的影響

淀粉在擠壓膨化的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生比較明顯的變化。對(duì)水產(chǎn)飼料來(lái)說(shuō)，淀粉的主要作用不僅能夠滿足水產(chǎn)動(dòng)物的食用需求，又能夠滿足其成長(zhǎng)需求，是碳水化合物的主要原料。在水產(chǎn)飼料中，淀粉從一定程度上起到了膨化與黏結(jié)的作用，其中黏結(jié)作用的效用更為重要。試驗(yàn)證明，在水產(chǎn)飼料中，淀粉的含量不得低于10%，而浮性飼料中的淀粉含量最低要達(dá)到20%。

4.4 蛋白質(zhì)飼料的影響

過(guò)去，由于動(dòng)物蛋白質(zhì)原料中的氮溶解指數(shù)比較低，導(dǎo)致產(chǎn)品的膨化性較差；而大部分沒(méi)有經(jīng)過(guò)熟化反應(yīng)的蛋白質(zhì)原料中，其NSI較高，容易在擠壓過(guò)程中形成化蛋白。基于此，對(duì)于水產(chǎn)飼料來(lái)說(shuō)，淀粉的使用量控制是至關(guān)重要的。由于水產(chǎn)動(dòng)物的種類較多，不同的水產(chǎn)動(dòng)物，其食用飼料的營(yíng)養(yǎng)成分也是不同的。因此，在配置其蛋白原料的過(guò)程中，一定要結(jié)合動(dòng)物自身成長(zhǎng)的實(shí)際需求進(jìn)行配比，肉食性水產(chǎn)動(dòng)物一般使用的蛋白質(zhì)含量要比雜食性水產(chǎn)動(dòng)物食用的水產(chǎn)飼料的要求高。

5 結(jié)論

綜上所述，擠壓膨化技術(shù)在水產(chǎn)飼料生產(chǎn)過(guò)程中有著非常重要的作用，我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖也在水產(chǎn)膨化飼料的支持下得到了進(jìn)一步發(fā)展，不斷滿足水生動(dòng)物的養(yǎng)殖需求。總之，擠壓膨脹技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)了其他產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展。希望通過(guò)本文的論述，能夠?yàn)閿D壓膨化技術(shù)的有效運(yùn)用提供有價(jià)值的參考，為促進(jìn)我國(guó)水產(chǎn)飼料行業(yè)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

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