不同飼料原料加工工藝對豬腸道健康的影響

李 娟，夏 軍，王同心，姚衛磊，張 黎，黃飛若

（華中農業大學動物科技學院，湖北 武漢 430070）

在集約化養豬模式中，豬腸道損傷和潰瘍是非常普遍的問題，嚴重影響養殖場的經濟效益。因此，豬腸道健康受到越來越多研究人員的關注。豬腸道健康體現在腹瀉率低、腸黏膜形態結構正常及菌群穩定等多個方面，這與豬所采食飼料的理化性質有著直接關系。誠然，飼料品質不僅與飼料原料和配方有關，還受到不同飼料加工工藝及參數的影響。飼料加工工藝不僅對飼料理化性質有直接作用，同時對豬生產性能和腸道健康產生重要影響。因此，在養豬生產中，抓好飼料加工調制對豬腸道健康尤為重要。文章主要對不同飼料加工工藝對豬腸道健康的研究進行綜述，為養豬生產中飼料加工工藝及參數的選擇提供參考。

1 飼料加工關鍵工藝

常見的飼料加工工藝流程一般為：原料→粉碎→配料→混合→調質→制粒→冷卻→篩分→計量包裝，其中粉碎和調質是飼料加工工藝流程中的關鍵工藝。而在乳豬飼料加工中，通常對原料進行膨化加工。

1.1 粉碎

在豬飼料生產中，50%～80%的飼料原料需要被粉碎。粉碎加工增加了飼料表面積，使飼料進入豬腸道后更易于與消化酶接觸，從而使得飼料中營養物質能夠被更好地消化吸收。但不是粉碎越細越好，粉碎過細會導致加工能耗增高，且豬患胃潰瘍的概率增大，并且引起呼吸道疾病。周慶安等（2002）[1]研究報道，在仔豬日糧中，玉米的適宜粉碎粒度為500 μm左右。Bao等（2016）[2]研究不同的小麥粉碎粒度（330, 430, 450, 470, 580,和670 μm）在生長豬上的應用效果，發現當粉碎粒度在430～470 μm左右時，生長豬的平均日增重（ADG）效果最顯著。

1.2 調質

飼料調質是指調質器內利用蒸汽對飼料進行水熱處理的過程，是制粒前的關鍵工藝。在飼料調質過程中，調質溫度的選擇極為關鍵。較高的調質溫度有利于消除飼料中的抗營養因子，抑制大腸桿菌等有害微生物，同時改善飼料營養價值；然而溫度過高會導致維生素等熱穩定性較差的營養成分損失。研究發現，在仔豬玉米型日糧加工中，當調質溫度為65 ℃時，飼料顆粒的品質較好，易于仔豬采食與消化[3]。Wang等（2019）[4]研究發現，選用75～80 ℃作為育肥豬高粱型日糧的調質溫度時，淀粉消化率較高，豬的增重效果顯著而腹瀉率較低。

1.3 膨化

膨化加工即利用高溫高壓對物料進行處理后再減壓，利用物料本身的膨脹特性或水分瞬時蒸發而改變物料的某些理化性質,溫度一般為110～130 ℃。膨化加工中的高溫高壓可促使飼料中營養物質發生改變，如蛋白質變性和淀粉糊化。膨化也有效消除了飼料中部分抗營養因子和有害菌。此外，與普通飼料原料相比，膨化原料具有特殊香味，增加了飼料適口性，有利于動物更好地采食與消化。研究發現，在對玉米膨化加工中，當膨化溫度110 ℃，玉米水分為21%時，所取得的膨化效果最好[5]。

2 加工工藝與飼料理化性質

飼料經加工處理后，其營養物質在理化性質及含量等方面會發生一定的變化。粉碎主要改變飼料的物理形態。而調質和膨化加工，由于存在熱處理，對飼料營養物質化學性質影響較大，如影響淀粉糊化度、蛋白質空間結構以及維生素活性等。

糊化可提高飼料適口性，促進淀粉在動物腸道內的消化。研究發現，調質或膨化可使淀粉糊化度達到40%～90%，且與調質相比，膨化加工后淀粉糊化度要升高10%～50%。調質和膨化加工中的高溫都會導致飼料蛋白質變性，溶解度降低。不過這種變性是有利的，有助于蛋白質被更好地消化。飼料蛋白質含量一般不會受膨化加工的影響，但賴氨酸等氨基酸會受到一定的損失。一般來說，膨化溫度越高，原料水分越低，賴氨酸的損失越大，飼料蛋白質的應用效果就越低。同時，飼料中維生素活性也會受到加工影響。Lewis等（2015）[6]研究發現，調質溫度和時間都會影響維生素D3、維生素B2及煙酸的損失量。飼料中維生素E、維生素K、維生素C經膨化加工（溫度105～120 ℃）后，損失率在10%左右。

3 飼料加工工藝與豬生長性能

飼料加工工藝在體外改善飼料品質的同時，也在體內影響豬生長性能。因此應通過體內體外綜合評估不同飼料加工工藝在豬生產上的應用效果，精準優化飼料加工工藝參數體系（見圖1）。Bao等[2]在研究不同的小麥粉碎粒度對生長豬生長性能的影響中，發現當小麥粉碎粒度在430～450 μm左右時，生長豬平均日采食量顯著降低而日增重增高，料重比最低。Nemechek[7]研究在不同的玉米粉碎粒度下育肥豬的生長效果時，發現飼料轉化率在粉碎粒度低于650 μm時能得到顯著改善。在不同的調質溫度下，飼料對豬增長的貢獻率有所不同。在仔豬玉米型日糧中，仔豬的日增重隨著調質溫度由80 ℃降低至65 ℃至而顯著增加，但飼料轉化率沒有受到調質溫度的顯著影響[3]。Wang等[4]分別在65 ℃、70℃、75℃、80 ℃和85 ℃溫度下對高粱進行調質，發現生長豬平均日增重與調質溫度呈二次曲線相關，ADG在75℃時最大，在85 ℃取得最小值，飼料轉化率在不同調質溫度下變化不顯著。膨化飼料在斷奶仔豬上的應用效果顯著。與仔豬普通日糧組相比，5%膨化大豆組的仔豬取得較好的增重效果和飼料轉化率，料重比下降6.95%[8]。

4 飼料加工工藝與豬腸道健康

豬腸道健康可體現在豬腹瀉率高低、腸道形態結構及菌群組成等方面。不同飼料原料加工工藝及參數等會使飼料理化性質等發生改變，進一步對豬腸道健康產生影響（見表1）。因此在對不同飼料原料進行加工時，選擇不同加工工藝及工藝參數對維持豬腸道健康十分有必要。

4.1 飼料加工工藝與豬腹瀉率

腹瀉是養豬戶極其重視的問題，這是因為豬發生腹瀉后，腸道對營養物質消化吸收能力變弱，導致豬生長受阻，同時免疫力降低，增高患病風險。Bao等[2]在對小麥型日糧粉碎粒度對豬腸道健康影響的研究中發現，當小麥的粉碎粒度由670 μm下降至330 μm時，生長豬腹瀉率顯著提高。在不同調質溫度（65 ℃、70 ℃、75 ℃、80 ℃和85 ℃）處理下對高粱進行調質加工時，生長豬腹瀉率在80 ℃時取得最低值[4]。章紅兵等（2010）[9]在研究膨化玉米對仔豬腸道健康影響時發現，相比普通玉米組，膨化玉米組腹瀉率降低了10.59%，腹瀉指數降低了2.72%。同樣地，用5% 的膨化大豆部分代替普通大豆，可明顯降低仔豬的腹瀉率[8]。這說明科學選擇合適的粉碎粒度以及調質、膨化參數都可以降低豬腹瀉率，改善豬腸道健康。

4.2 飼料加工工藝與豬腸道形態結構

正常的腸道形態和結構功能對豬體內營養物質的消化和吸收以及抵御外界病原體是至關重要的。而飼料加工后的物理形態，化學性質等都會直接影響豬只腸道形態與結構，影響腸道健康。研究發現，當生長肥育豬采食粉碎粒度低于400 μm的玉米時，其胃腸道會受到損傷，出現角質化問題[10]。Morel和Cotam[11]研究結果也與此一致，將大麥的粉碎粒徑從1100 μm降至400 μm時，豬的生長性能不僅沒得到改善，且胃黏膜和小腸結構均受到不同程度的損傷。其中大麥中等粉碎粒度（785 μm）和粗粉碎粒度（1100 μm）組豬的胃潰瘍評分較低，分別為0.20和0.25，而精細粉碎（400 μm）組豬的胃潰瘍評分最高，為1.87。通過以上結果可總結出豬日糧最適的飼料原料粉碎粒度不宜低于400 μm，以免對腸道健康產生負面作用。

膨化可以減少原料中存在的抗營養因子并且降低飼料蛋白的抗原性，改善豬只腸道形態結構和功能，提高營養物質的消化吸收。郗偉斌等[12]研究發現，膨化豆粕日糧組仔豬小腸上皮細胞和微絨毛發育良好，而普通豆粕日糧組仔豬小腸上皮不成熟細胞增加，微絨毛萎縮，隱窩深度增加。這可能是由于普通豆粕中的蛋白抗原物質引起仔豬小腸上皮過敏性損傷，而膨化加工后的豆粕大大降低了蛋白抗原物質，改善了腸道的形態和微觀結構。除了膨化大豆外，仔豬日糧中也常常添加膨化玉米。研究發現，在斷奶仔豬日糧中添加膨化玉米來替代普通玉米，14 d后觀察到十二指腸的絨毛高度顯著提高，各個腸段的黏膜厚度也增加，空腸中段的隱窩深度顯著降低[9]。可見膨化玉米可使仔豬不同部位的腸道黏膜形態和結構得到改善。

4.3 飼料加工工藝與豬腸道菌群

豬腸道內微生物種類繁多，菌群之間以及菌群和宿主之間相互作用，構成了一個動態平衡的微生態系統，其在維持動物健康和正常代謝上發揮著重要作用。Canibe等[13]研究表明，腸道微生物菌群會受到飼料的物理特性影響。與粗粉碎的飼料相比，粉碎粒度較細的飼料增加了豬腸道內有害菌大腸桿菌和沙門氏菌的含量。同時腸道厭氧細菌總數增加，各種有機酸濃度增加，胃的pH下降[14]。這是由于粗糙粉碎的飼料由于粒徑大而在小腸內消化不完全，淀粉進入盲腸中繼續消化，產生短鏈脂肪酸。而短鏈脂肪酸可以限制大腸桿菌和沙門氏菌的增殖[15]。Bao等[2]在對小麥粉碎粒度對豬腸道菌群影響的研究中也發現，當小麥粉碎粒度由430 μm增加至470 μm時，生長豬腸道有益菌雙歧桿菌和乳酸桿菌數目增加，有害菌大腸桿菌數量減少，有效提高了豬腸道健康水平。

調質、膨化工藝同樣會對豬腸道內菌群產生影響。Wang等[4]對生長豬高粱型日糧進行調質時發現，調質溫度的升高（由75 ℃到80 ℃）增加了豬腸道和糞便中有益菌雙歧桿菌和乳酸桿菌的數量，并且抑制了腸道細菌性病原體大腸桿菌。Durmic等[16]對膨化小麥和高粱在斷奶仔豬中應用效果的研究表明，與未膨化的飼料原料相比，日糧中添加膨化小麥或高粱可顯著降低仔豬大腸中的大腸桿菌數量，從而促進腸道健康。也有研究報道，飼料膨化加工后可增加仔豬腸道內的乳酸生成，而乳酸可以抑制有害菌的增殖，從而闡明了膨化加工對豬腸道健康改善的機制。

5 小結

不同飼料原料，不同的加工工藝及參數如粉碎粒度、調質溫度和膨化溫度等對不同生長階段的豬腹瀉率，腸道形態結構以及菌群的影響不盡相同。目前關于不同飼料加工工藝對豬腸道健康影響的研究還不太多。因此進一步研究不同飼料原料加工工藝及參數對豬腸道健康的影響及作用機制，篩選出不同飼料原料最佳加工工藝參數是非常有必要的。

表1 不同飼料原料加工工藝對豬腸道健康的影響