制粒可解決肉品生產中的新挑戰

在全球的動物飼料中，很大一部分飼料采用某種類型的熱處理加工。對豬飼料的研究清楚地表明，制粒可以改善動物的生產性能。

中圖分類號：S816.8 文獻標識碼：C 文章編號：1001-0769（2016）10-0061-02

制粒、膨化和擠壓通常會用到熱處理工藝。傳統上，熱處理是在制粒之前進行，但是也有新的熱處理和冷卻技術可以對粉狀飼料進行熱處理。然而，大多數飼料廠還在使用熱處理技術，以減少飼料中病原的含量，并增加飼料密度和降低粉狀飼料在運輸及飼喂過程中原料的分離現象。大多數飼料廠裝備的是短時調質器。將蒸汽調質時間為20 s～30 s的短時調質器替換為調質時間在60 s以上的調質器。改用長時調質工藝是政府法規及消費者要求對所有飼料進行更大程度的熱處理所推動。在歐洲，這種新的長時調質系統在成為控制飼料中病原菌的手段上變得越來越流行，在北美洲肉種雞飼料生產廠商中亦是如此。這些系統可以在設定溫度條件下對飼料進行5 min～8 min的調質，并且通過恰當的電腦控制，所有飼料在達到目標溫度后才能離開調質器。該工藝通過設置可以確保所有飼料在進入制粒機前都經過某一最低溫度的熱處理。本文將討論飼料加工對淀粉糊化、養分利用率及病原防護的影響。

1 淀粉糊化

眾所周知，制粒可以使豬的飼料轉化率提高 4 %～8 %，許多人認為這是因為制粒后減少了飼料的浪費，調質工藝增加了淀粉糊化度。然而，淀粉分子的真正糊化發生在溫度和水分分別達到約 70 ℃和25 %時。通常情況下，制粒僅使飼料增加6 %的水分，制粒溫度并不能高到足以克服水分增加量相對較低的不良影響。相反，調質過程可能會使分子膨脹，增加淀粉顆粒的爆裂，并且可能會改變日糧蛋白質的三級結構；但是，現有的數據表明，物料的水分含量還沒有高到能使大量淀粉真正糊化的程度。Lewis等（2015）在《動物科學雜志》（Journal of Animal Science）上發表的數據證實了上述猜測。數據表明，增加制粒機調質器溫度僅能使淀粉糊化度輕微增加，但是改變調質時間對淀粉糊化度沒有影響（圖1）。然而，淀粉糊化度增幅最大不是源自調質，事實上是源自對飼料進行物理擠壓作用使其通過環模的過程。因此，可以看出制粒調質參數對淀粉糊化度的影響不及環模摩擦熱的作用。

2 養分利用與生長

為了進一步了解調質時間對豬生長性能的影響，Lewis等（2015）進行了第二項試驗來評估制粒調質時間對動物生長性能的影響。將第3階段保育豬日糧生產成粉料或經88 ℃調質30 s后制成顆粒料。另外，將相同的日糧分別經15 s、30 s或 60 s調質后制粒，再將飼料顆粒粉碎成與粉料粒度相近的粉狀飼料，以消除日糧形態差異的影響。結果發現，加工處理不影響豬的ADG，但是制粒降低了ADFI。對飼料轉化率的影響見圖2。與同樣制粒隨后再粉碎的日糧相比，顆粒飼料可以改善豬的飼料轉化率，粉料與經不同時間調質后制粒隨后再粉碎的飼料間無差異。

保育豬日糧常常會進行制粒，但是越來越多的飼料生產者考慮通過制粒改善育肥豬的養分利用率。在一項為期79 d的試驗中，Bokelman等（2015）評價了不同飼料加工處理方法對飼喂低能量日糧（含30 % DDGS和19 %細麥麩）的育肥豬生長性能及養分利用率的影響。盡管所有處理組的日糧組成相同，但是飼喂形態不同：粉料、70 ℃調質 45 s后制粒、70 ℃調質90 s后制粒及170 ℃擠壓。作者發現，無論加工方式如何，熱處理均可改善豬的ADG、飼料轉化率和能量利用率。熱處理還可改善粗脂肪和粗纖維的消化率，但是與熱處理的方式無關。有趣的是，熱處理還可增加下顎脂肪的碘值，該指標可以間接反映胴體脂肪的軟硬程度。

3 飼料加工減少病原菌的潛力

雖然上述關于家畜飼料加工的研究幾乎只評價了熱處理對養分利用率或加工品質的改善，但是熱處理還是因其具有減少病原菌的潛力而受到關注。調質時間與調質溫度的特定互作可能在降低微生物污染動物飼料上起著關鍵的作用，這一作用正變得越來越重要，因為消費者和聯邦監管機構開始利用一種系統的方法來詳細審查食品的安全性。最近，Cochrane等（2015）證明，制粒使家禽飼料中沙門氏菌致病菌的含量降低了3 log（圖3）。該飼料先接種屎腸球菌，然后在70 ℃下調質45 s后制粒。這些發現有巨大意義，因為與粉料相比該病原菌顯著減少，但是同樣要指出的是病原菌并沒有被完全清除。這說明，雖然制粒可以有效降低屎腸球菌的含量，但不能完全殺滅沙門氏菌屬中的屎腸球菌。然而，制粒似乎是降低沙門氏菌風險的有用方法。除了降低細菌含量外，制粒過程中的調質時間和調質溫度聯合作用還可以降低飼料或原料被病毒污染的風險。不久前，Woodworth等（2015）證明，在試驗條件下，在68.3 ℃、79.4 ℃或90.6 ℃下調質45 s、90 s或180 s后制粒，可以將飼料中的豬流行性腹瀉病毒含量降低到沒有傳染性的程度。雖然病毒的RNA仍然存在于顆粒飼料樣品中，但是這些RNA已經變性到可以防止動物采食飼料后暴發疾病的程度。

4 制粒在動物營養中的作用正在擴展

總之，制粒繼續能給動物帶來益處，但是制粒的使用和目的正在逐漸擴大到包括更好地了解制粒在養分利用中的作用，以及推廣到了降低病原微生物傳播疾病風險方面。由于肉品生產要持續應對消費者提出的可持續和食品安全問題，因此飼料工業以推出可以使養分利用率最大化和改善動物飼料安全性的解決方法作為回應。

原題名：Pelleting offers solutions for new challenges in meat production （英文）

原作者：Cassie Jones助理教授、Charles Stark助理教授、Jimn副教授和Carol Brown副教授（美國堪薩斯州立大學谷物科學與工業學院飼料技術）