添加苜蓿和制粒設(shè)備對顆粒飼料加工質(zhì)量的影響

李沖 楊敏強(qiáng) 王國秀

摘要：采用雙因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以是否添加苜蓿和不同型號制粒設(shè)備2個(gè)因素進(jìn)行試驗(yàn)分組，研究了添加苜蓿和不同制粒設(shè)備對顆粒飼料加工質(zhì)量的影響。結(jié)果表明，添加10%苜蓿顯著提高了顆粒飼料的硬度、密度和長度（P < 0.05），降低了粉化率、淀粉含量和淀粉糊化度（P < 0.05）。不同型號制粒設(shè)備對顆粒飼料的質(zhì)量指標(biāo)影響不顯著（P > 0.05）。添加苜蓿和制粒設(shè)備的交互作用對顆粒飼料的質(zhì)量指標(biāo)影響均不顯著（P > 0.05）。綜上所述，添加10%的苜蓿可提高顆粒飼料產(chǎn)品的緊密程度、成型率和耐久性，但會降低顆粒的熟化程度。在制粒工藝參數(shù)相同的條件下，不同型號制粒設(shè)備對顆粒飼料品質(zhì)無顯著影響。

關(guān)鍵詞：顆粒飼料;質(zhì)量;苜蓿;飼料加工

中圖分類號：S816.8? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1001-1463（2022）03-0045-05

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2022.03.010

Effects of Alfalfa Addition and Pelleting Equipment on Processing Quality of Pellet Feed

LI Chong， YANG Minqiang， WANG Guoxiu

（College of Animal Science and Technology， Gansu Agricultural University， Lanzhou Gansu 730070， China）

Abstract：In this study，two-factor experimental design，whether to add alfalfa and different types of pelleting equipment into the experimental groups，was adopted to research on the influencing of adding alfalfa and different pelleting equipment on the processing quality of pellet feed. The results showed that adding 10% alfalfa significantly increased the hardness，density and length of pellet diet（P < 0.05），and decreased the pulverization rate，starch content and starch gelatinization degree（P < 0.05）. The pelleting equipment in different workshops had no significant effect on the quality index of pellet feed（P > 0.05）.? The interaction between alfalfa and granulating equipment had no significant effect on the quality indexes of pellet feed（P > 0.05）. In conclusion， adding 10% alfalfa can improve the compactness，molding rate and durability of pellet feed，but reduce the curing degree of pellet. Under the same pelleting process parameters，different pelleting equipment had no significant effect on the quality of pellet feed.

Key words：Pellet feed;Quality;Alfalfa;Feed processing

我國畜牧業(yè)發(fā)展模式正在向規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化方向轉(zhuǎn)變，商品飼料需求加大，飼料工業(yè)發(fā)展迅速。2020年我國飼料產(chǎn)量達(dá)25 276.1萬t，總產(chǎn)值達(dá)9 463.3億元，居世界第1位[1 ]。隨著畜牧業(yè)和飼料工業(yè)的發(fā)展，顆粒飼料由于消化率和適口性高，可避免動物挑食，飼料報(bào)酬高，減少病菌危害和粉塵等優(yōu)點(diǎn)，在畜牧業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，在飼料產(chǎn)品中的比重會進(jìn)一步增加[2 ]。顆粒飼料生產(chǎn)需要在常規(guī)粉料生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上增加調(diào)質(zhì)、壓粒、冷卻、破碎、分級和液體后噴涂工段，會在一定程度上增加生產(chǎn)成本，但由于顆粒飼料的諸多優(yōu)點(diǎn)，在合理利用的條件下可顯著提高動物的生產(chǎn)性能并產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益。因此如何提高顆粒料的質(zhì)量以及優(yōu)化制粒過程已成為當(dāng)前飼料工業(yè)研究的熱點(diǎn)[3 ]。顆粒飼料的質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)包括硬度、密度、粒度、耐久性和淀粉糊化度等。不同動物適宜的顆粒飼料物理特性不同，顆粒硬度、密度等參數(shù)會影響其適口性和動物的采食，而顆粒飼料的主要優(yōu)點(diǎn)來自于調(diào)質(zhì)和壓粒過程中的濕熱處理使物料熟化，淀粉糊化度等指標(biāo)能反應(yīng)飼料的熟化程度，對飼料品質(zhì)和應(yīng)用效果有重要影響。

影響顆粒飼料制粒質(zhì)量的因素有很多，主要包括配方組成、原料粉碎粒度、調(diào)質(zhì)參數(shù)、制粒工藝和冷卻工藝等[4 ]。其中制粒設(shè)備會對顆粒質(zhì)量產(chǎn)生直接影響，不同的制粒設(shè)備生產(chǎn)出的顆粒飼料品質(zhì)可能會有差別，進(jìn)而影響動物采食和生產(chǎn)性能。同時(shí)有研究表明，飼料的原料組成是影響顆粒飼料加工質(zhì)量主要因素[5 ]。在幼齡反芻動物全價(jià)開食料中加入一定比例的苜蓿草粉可以提高采食量和動物的生長和健康水平[6 ]，但苜蓿草粉養(yǎng)分組成和常規(guī)精料原料差別較大，尤其是纖維含量較高，會影響?zhàn)そY(jié)力和摩擦特性，有可能對顆粒飼料加工質(zhì)量產(chǎn)生較大影響。因此，研究顆粒飼料生產(chǎn)過程中各種影響因素，結(jié)合顆粒飼料質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)，積極制定和完善工藝優(yōu)化方法，對提高顆粒飼料生產(chǎn)加工品質(zhì)，保證禽畜的健康生產(chǎn)具有重要意義[4 ]。我們研究了添加苜蓿和采用不同生產(chǎn)設(shè)備對顆粒飼料產(chǎn)品的硬度、密度、長度、含粉率、淀粉含量和淀粉糊化度等指標(biāo)的影響，以期為顆粒飼料配方和制粒工藝流程優(yōu)化以及顆粒飼料產(chǎn)品品質(zhì)改進(jìn)提供參考。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用雙因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)，采集同一家飼料加工企業(yè)的2條不同生產(chǎn)線生產(chǎn)的顆粒飼料，以是否添加苜蓿和不同制粒設(shè)備2個(gè)因素進(jìn)行試驗(yàn)分組。共4個(gè)試驗(yàn)組，分別為：1組添加10%苜蓿，在車間A生產(chǎn);2組不添加苜蓿，在車間A生產(chǎn);3組添加10%苜蓿，在車間B生產(chǎn);4組不添加苜蓿，在車間B生產(chǎn)。不添加苜蓿組的飼料配方為常規(guī)羔羊料配方，添加苜蓿組用10%的苜蓿草粉替代基礎(chǔ)飼糧。兩個(gè)車間的制粒工段均包括蒸汽調(diào)質(zhì)、壓粒、冷卻和分級等環(huán)節(jié)。車間A制粒設(shè)備為江蘇德高機(jī)械有限公司2011年產(chǎn)SZLH400環(huán)模制粒機(jī)，主機(jī)功率90 kW，環(huán)模內(nèi)徑為400 mm;車間B制粒設(shè)備為江蘇德高機(jī)械有限公司2016年產(chǎn)SZLH508環(huán)模制粒機(jī)，主機(jī)功率160 kW，環(huán)模內(nèi)徑為508 mm。兩個(gè)車間環(huán)模制粒機(jī)模孔直徑均為0.45 cm，壓縮比均為10∶1，用于蒸汽調(diào)質(zhì)的蒸汽來源與參數(shù)相同，冷卻設(shè)備均為立式逆流式冷卻器，分級設(shè)備均為平面回轉(zhuǎn)分級篩。

1.2? ?樣品采集

從飼料廠成品庫用采樣器采集飼料樣品。每組分別采集3個(gè)批次的飼料樣品作為試驗(yàn)重復(fù)，每個(gè)批次分別采集2 kg初級樣品，通過四分法制備供試樣品。

1.3? ?測定指標(biāo)

分別測定顆粒飼料硬度、長度、密度、含粉率、淀粉糊化度和淀粉含量等反映顆粒飼料加工質(zhì)量的指標(biāo)。從每個(gè)試驗(yàn)樣品中隨機(jī)選取長度均勻的飼料顆粒20粒，采用顆粒硬度儀測量顆粒硬度;用砂紙將顆粒兩端磨平后，通過游標(biāo)卡尺測量顆粒長度。從每個(gè)試驗(yàn)樣品中隨機(jī)取20粒飼料顆粒，用游標(biāo)卡尺測量顆粒直徑和長度，計(jì)算顆粒密度。稱量每組飼料樣品后將樣品通過10目編織篩進(jìn)行篩分，計(jì)算篩下物比例。采用酶解法測定淀粉含量和淀粉糊化度。

1.4? ?數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 21.0 軟件一般線性模型進(jìn)行雙因子方差分析，分析添加苜蓿和生產(chǎn)設(shè)備的不同對羔羊顆粒飼料質(zhì)量的影響。采用 Duncan法進(jìn)行組間差異顯著性多重比較。試驗(yàn)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，以P < 0.05 作為判斷差異顯著性的標(biāo)準(zhǔn)。

2? ?結(jié)果與分析

由圖1可知，無論是否添加苜蓿，不同車間設(shè)備生產(chǎn)的顆粒飼料的硬度、密度、含粉率、顆粒長度和淀粉含量均無顯著差異（P > 0.05），但添加苜蓿時(shí)車間B生產(chǎn)的顆粒飼料淀粉糊化度顯著高于車間A（P <0.05）。無論車間A還是車間B，添加苜蓿均提高了顆粒飼料的硬度、密度和顆粒長度（P <0.05），降低了顆粒飼料的含粉率和淀粉含量（P <0.05）。車間A添加苜蓿降低了顆粒飼料淀粉糊化度（P < 0.05），但車間B添加苜蓿對淀粉糊化度無顯著影響（P > 0.05）。

由雙因素方差分析的結(jié)果（表1）可知，添加苜蓿和生產(chǎn)車間的交互作用對顆粒飼料硬度、含粉率、密度、淀粉含量和淀粉糊化度的影響均不顯著（P > 0.05）。添加苜蓿顯著提高了顆粒飼料硬度、密度和長度（P < 0.05），降低了含粉率、淀粉含量和淀粉糊化度（P < 0.05）。飼料生產(chǎn)車間對顆粒飼料硬度、含粉率、密度、淀粉含量和淀粉糊化度的影響均不顯著（P > 0.05）。

3? ?結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，添加10%的苜蓿可顯著提高顆粒飼料的硬度、密度、長度，顯著降低顆粒的含粉率、淀粉含量和淀粉糊化度。在蒸汽調(diào)質(zhì)參數(shù)和壓縮比等制粒工藝參數(shù)相同的條件下，不同型號制粒設(shè)備對顆粒飼料品質(zhì)無顯著影響。

影響顆粒飼料加工質(zhì)量的因素有很多，主要包括配方組成、原料粉碎粒度、調(diào)質(zhì)參數(shù)、制粒工藝和冷卻工藝等[3 ]。本試驗(yàn)2個(gè)不同生產(chǎn)車間采用的環(huán)模制粒機(jī)型號不同，其中1個(gè)舊車間已運(yùn)轉(zhuǎn)了10余年，主機(jī)功率和環(huán)模內(nèi)徑較小;另1個(gè)新車間2017年投產(chǎn)，環(huán)模制粒機(jī)主機(jī)功率和環(huán)模內(nèi)徑較大，但生產(chǎn)的羔羊顆粒飼料在硬度、含粉率、密度、淀粉含量、淀粉糊化度上沒有顯著差異，表明制粒設(shè)備的不同對羔羊顆粒飼料加工質(zhì)量影響較小。制粒工藝中的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)對顆粒飼料品質(zhì)影響較大，例如蒸汽添加量、蒸汽溫度、環(huán)模壓縮比、環(huán)模線速度等[3 ]。本試驗(yàn)中，雖然2個(gè)車間的設(shè)備機(jī)型、功率、環(huán)模內(nèi)徑和使用年限不同，但主要制粒工藝參數(shù)是一致的，包括模孔直徑、環(huán)模壓縮比、蒸汽來源和蒸汽參數(shù)等，因此生產(chǎn)出的顆粒飼料質(zhì)量沒有顯著差異。舊車間生產(chǎn)的顆粒飼料質(zhì)量指標(biāo)與新建車間無顯著差異，仍可保證飼料品質(zhì)。因此，在制粒工藝關(guān)鍵參數(shù)一致的情況下，不同型號制粒設(shè)備對顆粒飼料品質(zhì)的影響較小。

在影響顆粒飼料加工質(zhì)量的因素中，飼料的原料組成是主要影響因素[5 ]。本試驗(yàn)分析了4組羔羊顆粒飼料質(zhì)量指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)添加苜蓿顯著影響了顆粒飼料加工質(zhì)量，與上述研究一致。添加苜蓿改變了飼料配方組成，而原料配比影響顆粒飼料質(zhì)量的因素包括各種養(yǎng)分的含量、容重、粒度、含水量和摩擦特性等[7 ]，這些因素均會在制粒工段直接影響顆粒飼料的質(zhì)量、生產(chǎn)率、功耗和機(jī)械壽命。

試驗(yàn)結(jié)果表明，添加苜蓿顯著影響了顆粒飼料的加工質(zhì)量。苜蓿與常用的精料原料相比纖維含量較高，容重較低，添加苜蓿會顯著影響原料的物理特性。纖維的黏結(jié)力差，有可能會降低飼料離子間的結(jié)合力，從這個(gè)角度而言有可能降低顆粒的緊密程度。但與此同時(shí)，纖維的摩擦阻力較大，物料進(jìn)入環(huán)模和壓輥之間的變形壓緊區(qū)和模孔中的成型區(qū)時(shí)，在摩擦阻力較大的情況下受到的擠壓力也相應(yīng)增加，會增加顆粒的緊密程度。添加10%的苜蓿顯著增加了物料的硬度和密度，尤其是硬度增加了2.34倍，表明添加苜蓿纖維導(dǎo)致的摩擦阻力增加對顆粒質(zhì)量的影響更大。有研究表明，添加一定比例的苜蓿草粉會顯著增加顆粒硬度、耐久性指數(shù)和成型率[8 ]，這與本試驗(yàn)結(jié)果一致。

顆粒硬度和密度的增加相應(yīng)地增加了顆粒的成型率，避免了摩擦和振動導(dǎo)致的顆粒破碎，從而降低了含粉率。粉化率又稱耐久性，是評定顆粒飼料品質(zhì)的重要指標(biāo)[9 ]，較低的粉化率有利于顆粒飼料的儲存和運(yùn)輸。顆粒硬度不僅影響粉化率，還與畜禽對飼料的適口性有關(guān)。添加苜蓿草粉可以提高羔羊?qū)︻w粒飼料的采食量[6 ]。一方面苜蓿草粉的加入使顆粒飼料有了濃郁的草香味，提高了對動物的適口性[10 ]，另一方面顆粒硬度和密度等物理特性本身會影響動物的采食。反芻動物適宜的顆粒飼料硬度仍無定論。有試驗(yàn)研究了顆粒飼料硬度分別為52、56、59、65 N時(shí)育肥羊的采食量和生長性能，認(rèn)為顆粒硬度為59 N時(shí)飼喂效果最優(yōu)[11 ]。本試驗(yàn)中不添加苜蓿時(shí)羔羊顆粒飼料硬度僅為23.03 N，添加苜蓿后硬度增加到77.83 N。但育肥羊和羔羊適宜的顆粒硬度不同，顆粒硬度過低或過高均不利于動物采食，不同動物及其不同生長階段適宜的飼料顆粒硬度仍需研究。

在顆粒飼料中，淀粉占有較大比例。淀粉既是能量的主要來源，且淀粉糊化之后作為顆粒飼料的重要黏結(jié)劑和補(bǔ)充劑，對顆粒飼料的加工質(zhì)量有著直接影響[12 - 13 ]。淀粉糊化度是反映顆粒飼料加工質(zhì)量的重要指標(biāo)，淀粉的糊化有利于動物特別是幼齡動物對飼料的消化利用。在蒸汽調(diào)質(zhì)環(huán)節(jié)蒸汽添加量和蒸汽溫度不足，或制粒環(huán)節(jié)擠壓力不足，均會導(dǎo)致顆粒飼料升溫和熟化程度較低，降低顆粒飼料品質(zhì)和畜禽對飼料的利用效率。本試驗(yàn)中，由于苜蓿本身淀粉含量較低，添加苜蓿后降低了顆粒飼料淀粉含量，也降低了顆粒飼料的淀粉糊化度，對顆粒品質(zhì)有一定的不良影響。有研究表明，飼料原料含有淀粉比例大時(shí)顆粒飼料較易成型，但顆粒成型率、耐久性和硬度較高時(shí)，淀粉糊化度反而較低[14 ]，這與本試驗(yàn)結(jié)果一致。苜蓿的纖維含量較高，而纖維的吸水性較強(qiáng)，會在調(diào)質(zhì)環(huán)節(jié)吸收更多的蒸汽，減少了淀粉吸收的蒸汽，導(dǎo)致升溫不足，這可能是添加苜蓿降低顆粒飼料淀粉糊化度的主要原因。可見，雖然在幼齡反芻動物全價(jià)食料中加入一定比例的苜蓿草粉可以提高采食量，促進(jìn)早期瘤胃發(fā)育和動物的生長和健康水平，同時(shí)可提高顆粒的硬度、密度、成型率和耐久性，但會降低顆粒的淀粉糊化度。添加苜蓿對淀粉糊化度的影響不容忽視，需要進(jìn)一步優(yōu)化制粒工藝，以保證顆粒飼料品質(zhì)。

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收稿日期：2022 - 01 - 13

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金（31660670）。

作者簡介：李? ?沖（1986 —? ），男，甘肅崇信人，副教授，博士，研究方向?yàn)閯游餇I養(yǎng)與飼料科學(xué)。Email：lichong@gsau.edu.cn。