饲料加工贮藏与.ppt
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1、饲料加工贮藏与品质,饲料加工、贮藏是饲料生产中的重要环节,对饲料营养价值影响很大。合理的加工和贮藏方法可保证饲料的营养成分损失最少和饲用价值最高。,饲料加工方法对饲料结构和化学性质的影响,粉碎混合制粒膨化浸泡发酵,常用的饲料加工方法,饲料粉碎是利用机械力将物料由大块破碎成小块的过程,目的是增大饲料表面积,以利于原料的均匀混合和动物的消化吸收。饲料粉碎是饲料厂最重要的工序之一,对成品质量、产量、电耗和成本都有重要的影响。粉碎粒度是饲料产品重要的加工质量指标之一。粒度指颗粒的大小,用颗粒平均粒径或全部通过某规格分析筛来表示大小;用均匀度来表示粒度的均一性。,粉碎,混合指在外力作用下,各种物料互相掺
2、合,使之在任何容积里每种组分的微粒均匀分布。混合的目的在于保证饲料原料混合均匀,使产品的营养成分分布均匀、质量稳定。常用混合均匀度变异系数(CV)来衡量混合物中各种组分均匀分布的程度。,混合,目前国家或行业对混合均匀度变异系数的要求一般为:配合饲料10;浓缩饲料7;添加剂预混合饲料5。但是对于特殊的水产配合饲料,有的要求8。混合是配合饲料厂的关键工序之一,是确保配合饲料质量和提高饲料饲喂效果的主要环节。若饲料均匀度不好,动物采食后就会出现某些营养成分过剩,而另一些营养成分不足的现象。特别是微量组分的差异就更加显著。,制粒是通过机械将饲料经挤压作用而制成颗粒状饲料的过程。经过制粒的颗粒饲料提高了
3、适口性和动物的采食量,能改善饲料利用率、消除抗营养因子的影响,还具有降低粉尘、消除饲料结拱等优点。,制粒,制粒有时又称为热压制粒,是指在一定温度和蒸汽条件下对饲料原料进行调质处理,使饲料淀粉糊化、蛋白质变性、饲料软化后再挤压成颗粒。调质对颗粒饲料的质量起至关重要的作用。饲料生产中,有时采用在饲料中加入一定量水分,利用压力将饲料压制成颗粒的工艺,被称为冷压制粒。由于这种方式并不能改变原料中淀粉、蛋白质等成分以及原料的物理特性,因此不是真正意义上的制粒。,颗粒饲料的质量可用颗粒大小、含粉率、粉化率、硬度等指标来反映。含粉率指成品颗粒饲料中粉末(0.6倍颗粒直径以下的)质量占其总质量的百分比,是颗粒
4、饲料中现有含粉情况的说明,该指标主要是为了限制颗粒饲料中实际含粉量。粉化率指颗粒饲料在规定条件下产生的粉末重量占其总重量的百分比,是对颗粒在运输撞击过程中经受震动、撞击、压迫、摩擦等外力后可能出现的破散量的预测,是对颗粒本身质量的说明,可以用来对各种颗粒进行比较。,含粉率和粉化率这两个指标代表饲料的不同特性,既有区别又有关联,在工厂产品检验中,是两个不能相互替代的指标。颗粒饲料投喂前的含粉量直接影响颗粒饲料本身的优势,降低饲料的利用效率,水产饲料还会造成水质的部分污染。造成颗粒饲料粉化的因素很多,如配方、粉碎粒度、制粒工艺等。粉化是颗粒饲料不可避免的问题,但只要生产工艺合理、设备操作规范、选用
5、合理的原料和配方、加强管理,可以降低颗粒饲料的粉化率。,如在饲料配方不变的情况下,应尽可能控制原料的含水率(一般不宜超过13)以利于增加蒸汽的添加量;油脂添加量不宜超过5(油脂过高时,颗粒不易成形)。粉碎粒度越细黏结性越好,粉化率也就越低。应尽可能提高调质的温度和水分,延长调质时间,促使淀粉充分糊化,以增强颗粒的黏结性。根据不同的配方,选用不同长径比的环模及模孔形式,保证将颗粒压实。切刀要锋利,位置要适当。保证颗粒断面相对平整,长度均匀一致。颗粒冷却时,冷却过程要柔和、均匀,冷却速度不宜过快,避免颗粒料表层开裂,提高粉化率。,国家标准“颗粒饲料通用技术条件”对肉鸡、蛋鸭、仔猪、兔颗粒饲料的含粉
6、率和粉化率做出了规定,要求含粉率4、粉化率10。水产行业标准“渔用配合饲料通用技术要求”对渔用颗粒饲料和膨化颗粒饲料只提出了粉化率要求,没有对含粉率提出要求,规定颗粒饲料的粉化率应小于10;膨化饲料的粉化率应小于1。,膨化是将物料加湿、加压、加温调质处理,并挤出模孔或突然喷出压力容器,使之因骤然降压而实现体积膨大的工艺操作。膨化在饲料资源的开发利用上具有特殊重要作用,如用膨化机生产全脂黄豆粉、膨化羽毛粉、血粉、热喷秸秆类,对菜籽、棉籽进行去毒等。,膨化,膨化饲料除具有颗粒饲料的一般优点外,还可使脂肪从饲料颗粒内部渗透至表面,使饲料具有特殊的香味,利于增加动物的食欲;可杀死多种有害病菌;可制成各
7、种沉降速度如浮性、慢沉性和沉性的饲料,以满足水产动物要求,减少饲料损失,避免水质污染;可加工成各种形状的产品,满足宠物需要,提高饲料的外观和诱食价值。,浸泡是在饲料中添加水分后放置一段时间的调制法。浸泡后的饲料软化,易于家畜咀嚼消化,特别对猪和家禽效果更好。,浸泡,发酵是指将饲料在厌氧或好氧条件下,通过自然或接种特定微生物进行发酵处理的工艺。发酵可以改善适口性,提高消化率和粗蛋白的利用率,并增加维生素B族的含量,对于家畜食欲、健康、繁殖和饲料的利用均有良好的作用。过去一般用于精饲料的加工处理,现在也常用于配合饲料的加工。,发酵,加工因素造成饲料营养价值改变的原因,饲料加工工艺不仅可以改变饲料的
8、物理特性如颗粒大小、体积大小,也可以改变饲料的化学特性如养分含量、利用率和卫生质量等。饲料加工对饲料营养价值的影响是多种因素共同作用的结果,这些因素包括机械摩擦、压力、热处理和湿度等,其中温度是最主要的因素。,机械摩擦,在粉碎、混合、制粒等过程中都存在机械摩擦。机械摩擦使物料颗粒变细,产生粉末,温度升高。机械摩擦能造成蛋白质的剪切变性。剪切速度越高,蛋白质变性程度越大,而且高温和高剪切力相结合能导致蛋白质不可逆的变性。摩擦作用是不利于维生素稳定性的主要因素。因为摩擦会使维生素晶体结构保护层破碎成粉屑,从而使大量维生素暴露而遭受还原-氧化反应。不同维生素及其各种形式受摩擦破坏的作用程度不同。,压
9、力,压力是影响蛋白质构象的一个热力学参数。在饲料制粒和膨化工艺中,压力变化很大。压力可以诱导蛋白质变性,其原因主要是蛋白质在结构上具有柔性和可压缩性。压力诱导蛋白质变性是高度可逆的。当压力诱导低聚蛋白质和酶发生变性时,亚基首先在0.1200MPa压力下离解,然后在更高的压力下变性。当除去压力作用时,亚基重新缔合,在几小时内酶活几乎完全恢复。压力对于以结晶状存在的维生素(包括大多数B族维生素),只有很小影响,然而会严重破坏用来防护维生素A等脂溶性维生素的凝胶-淀粉包被。,热处理,在饲料加工中,加热处理包括干热处理和湿热处理。干热处理是指烧烤或焙炒和干热膨化。焙炒是将饲料置于一定容器内,在一定温度
10、(130150)下加热一段时间。焙炒可使一部分淀粉转变为糊精而产生香味,也可破坏一部分抗营养因子。干热膨化是将物料置于密闭的容器内加热(温度一般为100200),使压力达到110 MPa,再将物料喷至大气压力环境,物料体积急剧膨胀。在加热增压过程中,淀粉发生糊化,可提高淀粉消化率。高温、高压还可破坏一些抗营养因子。,湿热处理包括蒸煮、湿热膨化和调质。蒸煮是一种简单的热加工处理,可破坏部分抗营养因子,提高饲料的适口性和消化率。调质是将饲料输入调质器内,通入干饱和蒸汽搅拌,蒸汽压力为0.10.4MPa,搅拌后饲料温度在6080以上,调质后物料水分可达16以上。温度作用可导致天然蛋白质发生结构变化。
11、当蛋白质被逐渐加热并超过临界温度时,便产生由天然状态(折叠结构)至变性状态的剧烈转变。,适宜热处理,在适宜水分条件下,热处理对饲料有不同影响。饲料中淀粉经热处理会发生糊化。大麦淀粉在5864温度条件下,高梁淀粉在6777的温度下即可膨化。膨化淀粉可增加反刍动物瘤胃中总淀粉的消化比例;可加快单胃动物的消化速度,但不提高消化率。适宜的炒、蒸煮、热爆膨化等有利于提高饲料利用效率,如豆类经适宜热处理,可提高蛋白质利用率。一些块根类饲料如土豆、红薯经过适宜热处理,能提高蛋白质和淀粉利用率。热处理也可以除去饲料中有害微生物。,过热处理,过热处理的蛋白质对反刍动物的营养价值影响较小,但对单胃动物影响很大,原
12、因是过热处理损害赖氨酸,含硫氨酸和色氨酸。如猪日粮因制粒过程受热可使赖氨酸含量降低68,使其生物学价值也有一定程度的降低。加工过程中过热处理会减少饼粕中赖氨酸的含量。处理温度越高、时间越长,赖氨酸损失量越大。,如未经热处理的菜粕中赖氨酸的含量为5.9g/16gN;经100烘烤30min和120min后,赖氨酸含量则分别降低到5.7g/16gN和4.9g/16gN,损失量占赖氨酸总量的3.4和17.2。过热处理还降低了菜粕中蔗糖等碳水化合物的含量。温度越高,碳水化合物含量降低越多。,菜粕加工时碳水化合物、特别是还原糖的减少,是赖氨酸的-NH2与还原性糖和/或一些硫苷的降解产物发生迈拉德反应的结果
13、。迈拉德反应破坏了必需氨基酸(尤其是赖氨酸)的结构,降低了氨基酸消化率,从而降低了饲料蛋白质的品质,是加工过程中损害饲料蛋白质品质的最重要的机制。,过热处理除损失赖氨酸外,还进一步降低蛋白质的利用率。因为迈拉德反应的产物和糖基化蛋白质一方面通过直接抑制消化酶活性而降低热损害蛋白质的消化率;另一方面也可能封闭消化酶与糖基化蛋白质肽键结合而发生影响。迈拉德反应的产物实质上应作为日粮纤维的一部分。,热处理还使饲料中的一些维生素,特别是维生素A、D、B1、泛酸、叶酸受到损失,而损害最严重的是维生素C。配合日粮中维生素C对制粒温度极为敏感,存留率和温度呈二次负相关。维生素C经过脂肪包被和微胶囊包被等处理
14、后可以提高制粒的稳定性。,制粒温度对维生素C存留率的影响(),水分和加工时间,饲料加工过程中,水分、温度和时间是加工三要素。随水分含量提高和加工时间延长,可加剧高温效应。随着调质条件的增强,淀粉糊化程度增加,粉化率减少,颗粒硬度提高。水分在挤压加工中具有重要的作用。它一方面可以促使蛋白质发生热变性,另一方面具有降低生产成本、增加挤压机生产能力、减少挤压机磨损等作用。,调质对产品的影响,饲料加工方法对饲料营养价值的影响,控制好物料的粉碎粒度是饲料生产的一个关键环节。饲料粉碎可改善饲料的加工特性和养分利用率。粉碎不仅可增大饲料表面积,便于混合;还能提高养分消化率和饲料利用率,改善断奶仔猪、生长肥育
15、猪、肉鸡等动物生产性能。,粉碎,对仔猪而言,玉米的粉碎粒度700m时,干物质、蛋白质和能量的消化率较高,饲料利用率更好。仔猪对不同种类原料的粉碎粒度要求也不一样。如细碎的大麦比粗碎大麦更有利于提高日增重。国内对乳猪料加工采用的粉碎筛片孔径一般为15002000m。,玉米的粒度对表观消化率的影响,对生长肥育猪而言,玉米粒度和粉碎方法对其增重均无影响。然而,饲喂粉碎800m的玉米制成的饲料,猪的采食量明显高于饲喂400m饲料的,采食粗饲料的试猪的饲料效率较差。考虑到粒度过小会导致猪胃肠损伤,建议的谷物最适粉碎粒度为500 600m。将日粮中的谷物适度细粉碎,同样可提高经产母猪的生产效能。降低粒度使
16、饲料的干物质消化率和氮的消化率都得以提高,消化能提高约14,窝增重增加了11,排出的粪便干物质减少了21,其叫,氮的排出量减少了31。母猪饲料中谷物的最适粉碎粒度建议为500 600m。,肉鸡日粮中谷物粉碎的几何平均粒度为700 900m 时具有最好的增重效果和饲料转化率,粒度过大会出现不利影响。肉鸡前期和中后期饲料的粉碎机筛片孔径约为1600m和2200m。适当增大蛋鸡饲料中石粉的粒度有利于提高蛋壳质量。奶牛泌乳期饲料粉碎粒度3000m,粉碎过细容易造成奶牛前胃弛缓等症状;仔猪和鱼饲料的粉碎粒度在1000m以下。,饲料粉碎过细时,会增加粉碎能耗,降低饲料生产效率。如玉米粉碎粒度在600m以上
17、,粉碎机生产量变化不大;而当粒度为400m时,粉碎机产量却下降50,电耗增加200。粉碎过细时饲料的粉尘高,降低饲料的适口性和动物的采食量。同时,还影响消化道发育,增加溃疡发生率。,在家禽中饲料颗粒太细对胃肠道损害特别大,尤其是肌胃,长期饲喂细粉饲料导致严重的肌胃糜烂,引起胃肠功能衰退甚至死亡。原因是:饲料粉碎过细后,与消化道内各种微生物的接触面积更大,这些微生物极易利用这些丰富的营养物质发酵而产生大量的VFA,从而明显降低内容物的pH,对肌胃内角质层产生腐蚀作用,严重时穿透角质层而对肌肉层产生损害,严重危害肌胃的正常生理功能和动物的消化道健康。,粉碎过细对猪也产生危害。当玉米粒度从800m降
18、至400m时,饲喂粉料的生长猪胃肠道溃疡指数从0.1曾加到0.9,增加了近9倍,而制成颗粒料后溃疡数没有变化。粒度从1000m降至400m时,母猪的溃疡指数增加了1倍。玉米粉碎过细的影响比高梁更明显。而饲料粉碎粒度为300m时,可观察到明显的角化病和胃肠脓肿,原因在于饲料粒度太细引起流动性增加,使消化道损害加剧。,混合,饲料的混合均匀度能影响动物采食养分的均衡性,从而影响动物的生产性能。饲料混合均匀度对肉鸡的生产性能非常重要。采食均匀度差的饲料的肉仔鸡,不仅生长速度和饲科转化率下降,而且死亡率升高。采食混合较均匀(6CV)的饲料,鸡的体重提高3.7,饲料转化率改善8.8,增重成本下降。,当CV
19、值从106.5改善到28.4时,仔猪平均日增重提高近41;当CV值从28.4改善到12.3时,平均日增重提高不明显,仅提高6。由此推断,为充分提高猪的生产性能,断奶仔猪料的CV值应小于或等于12.3。肥育猪对饲料混合时间及CV值的敏感程度低于断奶仔猪。饲料混合时间和CV值对肥育猪的生长和饲料效率没有明显影响。,制粒,在制粒过程中,由于水、热、机械压力综合作用,饲料中蛋白质、脂肪、淀粉等主要成分发生了一系列的物理和化学变化,改善了饲料的适口性,提高了饲料消化率,并减少采食所需时间。制粒也可以破坏热敏性及水溶性抗营养因子的活性,提高饲料卫生质量。,制粒对饲料适口性的影响,制粒可以提高饲料的适口性,
20、可增加采食量。Jensen等(1962)进行的一项经典试验中观察到,小鸡在采食粉料时耗用每天24h的14.3,而采食颗粒饲料仅耗用一天时间的4.7,因此,采食颗粒饲料既减少了采食的能量消耗,又增加了能量摄入,从而提高动物生产性能。,制粒对蛋白质理化特性的影响,制粒还使饲料蛋白质发生一系列理化变化。蛋白质含量越高,蛋白质的水溶性降低越多;淀粉糊化度越大,蛋白质水溶性越小。制粒过程中的热处理作用,同样能够降低蛋白质的水溶性,其机理在于使蛋白质发生化学交联而附聚,而这种结构的蛋白质不易与绝大多数酶作用,因而蛋白质也不易被水解。,如果热处理过度,造成蛋白质水溶性指数低于某个限值(不同的原料其下限值不同
21、,大豆粕粉的PDI下限值为1520),即动物消化蛋白质的生理极限,从而使蛋白吸收率下降,使得这些蛋白质的整体饲喂的营养效果急剧下降。制粒工艺对胱氨酸、赖氨酸、精氨酸、苏氨酸和丝氨酸等对热较敏感的氨基酸有一定程度的不利影响,因发生迈拉德反应或氧化作用造成必需氨基酸损失而降低蛋白质营养效价。但总体上,这种不利影响并不严重。,制粒工艺及制粒温度对氨基酸消化率的影响,制粒对碳水化合物营养价值的影响,天然淀粉微粒结构类似于晶体的有序结构,粒度一般在1100m。淀粉微粒在一定的水分和温度作用下,颗粒会吸水溶胀分裂,内部有序状态的分子间氢键数断裂,成为无序状态,这一过程称为淀粉的糊化。从物料经受蒸汽调质(一
22、般添加35的蒸汽)开始,淀粉物理性质就开始发生变化,淀粉开始吸收水分溶解,并失去原有的晶状结构。不同原料的淀粉,其开始溶胀的温度不同。一般谷物中淀粉溶胀温度为5060,而豆类中则为55 75。,在物料通过压制机时,物料在压辊压模之间作用力下,随着温度的迅速升高,水分溶胀作用不断加剧,淀粉粒开始破裂,可提高制粒性。淀粉糊化后,有利于消化。此外,水解淀粉将刺激和加速消化道中有益菌乳酸菌的增殖,有助于淀粉等营养物质的消化。这种作用对于猪,尤其是仔猪更为强烈和重要。因为乳酸菌可以阻挡和抑制病原微生物的活动(如沙门氏菌),因此有预防仔猪腹泻的功效。,制粒对脂肪营养价值的影响,制粒过程中的高温调质处理,可
23、使脂肪酶失去活性,从而减少饲料贮存过程中的脂肪水解,提高饲料稳定性。大豆和菜籽制粒后贮藏8周,饲料中游离脂肪酸含量没有明显变化。制粒还可破坏饲料中能使脂肪酸保护结构支裂的脂肪氧化酶,大大减小脂肪被氧化的可能性,减缓脂肪的酸败速度。,制粒对饲料贮藏中游离脂肪酸含量的影响(),制粒对维生素的影响,在制粒过程中,提高制粒温度或增加调质时间,会增强还原-氧化反应,破坏维生素。在通常的制粒条件下(制粒温度为7080,调质时间1min),各种维生素活性损失率分别为:维生素C 34,维生素K 2440,维生素B1 918,维生素B6 37,维生素D3 612,维生素B2、泛酸钙、叶酸和生物素611,维生素A
24、 610,烟酸510,维生素B12 24,维生素E 23,胆碱13。,制粒对抗营养因子的处理效果,制粒工艺由于应用了强烈的水热处理和机械力的综合作用,对于破坏热敏性及水溶性抗营养因子的活性,比如破坏豆粕等饲料中的胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶抑制因子以及植物凝血素的活性,颇为有效。蒸气处理(100,15min)可使胰蛋白酶抑制因子失活6597,植物凝血素失活90100;挤压处理(145,15s)可使胰蛋白酶抑制因子失活7898,植物凝血素失活9398。,制粒对饲料卫生质量的影响,制粒温度达到85以上时,能有效杀死沙门氏菌。,制粒温度对饲料内存活微生物总量(TVO)的影响,制粒对酶制剂稳定性的影响,酶很
25、容易受热而被破坏。采用稳定化处理的酶制剂,其活性的受热损失要小得多。,制粒温度对酶制剂稳定性的影响,膨化,膨化能提高原料和饲料淀粉的糊化程度。玉米淀粉糊化度的提高与乳猪的生产性能成正相关关系。随着糊化度的提高,断奶仔猪的消化率、平均日增重、饲料利用率都有所改善。玉米淀粉的糊化度达到7090时,断奶仔猪可以获得更好的生产性能。,膨化对淀粉的影响,在玉米的不同加工工艺中,挤压膨化的淀粉糊化度最大。采用双螺杆挤压膨化机或热喷、或作用力强的单螺杆膨化机可使淀粉的糊化度达到80以上。但在高温低水分情况下,饲料淀粉会产生糊精化现象,使饲料产品产生粘牙感,受潮后影响仔猪采食。,膨化对蛋白质的影响,经过膨化的
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