配合飼料產(chǎn)品質(zhì)量,不僅取決于配方構(gòu)成、原料優(yōu)劣,而且加工工藝也起著非常重要的作用。原料粉碎是飼料加工中非常重要的環(huán)節(jié)。粉碎有利于動物消化吸收,提高動物生長性能;有利于飼料的混合、調(diào)質(zhì)、制粒、膨脹、擠壓膨化及減少加工過程中飼料原料的分級;粉碎粒度的大小還直接影響到生產(chǎn)成本。因此,本文就粉碎工藝過程中粉碎粒徑的測量,粒徑對能量和養(yǎng)分消化率及豬生長性能的影響,粉碎粒徑對豬潰瘍以及對飼料流動性的影響進(jìn)行概述,以便在粉碎加工過程中借鑒應(yīng)用。
1 粒徑測量
在飼料廠,目前豬飼料原料粉碎粒徑大小的效果評價并不能很好的被評估。但隨著粉碎粒徑的降低,能量和營養(yǎng)物質(zhì)消化利用率會得到提高。 因此,能量和營養(yǎng)物質(zhì)的消化率成為了衡量顆粒粒徑的重要指標(biāo)。
國標(biāo)GB6971-86附錄B提供了飼料粗細(xì)度的篩分測定方法,即十四層篩分法。周孟清等報道GB6971-86即國標(biāo)十四層篩法和四層篩法對飼料樣品進(jìn)行測定的比較研究。用兩種回歸方法對十四層篩法和四層篩法測定的幾何平均粒徑進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果表明四層篩取代十四層篩測定飼料粒度是可行的。十四層篩法比較繁瑣復(fù)雜,當(dāng)企業(yè)需要快速而準(zhǔn)確地測定飼料粒度時,四層篩法的測定就顯示出它的優(yōu)勢。
2008年,美國農(nóng)業(yè)工程師學(xué)會公布了測定顆粒粒徑和飼料細(xì)度的操作規(guī)程[7]。將100g的飼料放在飼料篩的最上面的一個篩內(nèi)(即美國標(biāo)準(zhǔn)篩號4、6、8、12、16、20、30、40、50、70、100、140、200、270),從最大孔徑開始由上往下依次將篩堆疊起 來,振動10min。記錄和稱重每個篩上物料重。計算粒度分布和平均粒徑。粒徑確定后,以飼料的平均粒徑為基準(zhǔn)計算表面積。
我國現(xiàn)有飼料標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5917.1-2008飼料粉碎粒度測定是采用兩層篩篩分法,將標(biāo)準(zhǔn)篩和盲篩按照篩孔尺寸由大到小疊放。稱取飼料100.0g,放入疊放好的組合試驗篩的頂層篩內(nèi),將裝有試料的組合試驗篩放入驗篩的頂層篩內(nèi),將裝有試料的組合試驗篩放入電動振動機(jī)上,開機(jī)振動10min。在無電振篩機(jī)的條件下,可用手工篩理5min。篩理時,應(yīng)使試驗篩做平面回轉(zhuǎn)運動,振幅25~50mm,振動頻率為120~180次/min,篩分完后將篩上物分別收集,稱重記錄結(jié)果,按照給定的公式計算飼料粒徑。
2 粒徑對能量和養(yǎng)分消化率的影響
通過對能量和養(yǎng)分消化率的測定來評估谷物最佳粒徑已有報道。大量研究表明,顆粒粒徑減小到600μm時,對能量和養(yǎng)分的消化率和生長性能具有正面的影響效。小麥粉粒徑從920μm減小到580μm,淀粉的表觀總腸道消化率增加,但總能并不會增加。但是,豬飼喂大麥豌豆型日糧,700μm粒徑與400μm的顆粒粒徑相比,400μm粒徑日糧的總能、干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)的表觀總腸道消化率更高。羽扇豆粉粒徑從1304μm下降到567μm時,總能和粗蛋白質(zhì)的表觀總腸道消化率以及氨基酸的標(biāo)準(zhǔn)回腸消化率表現(xiàn)為線性增加的趨勢,豬飼喂308μm和818μm的DDGS相比,308μmDDGS可獲得較高的干物質(zhì)和總能的表觀總腸道消化率及代謝能,但粒徑大小并不影響氮和磷的表觀總腸道消化率。Wondra等報道,玉米粉粒徑從1200μm減少到400μm,干物質(zhì)、氮及總能的表觀總腸道消化率將會分別增加5、7及7個百分點。Giesemann等報道,育肥豬飼喂玉米型日糧,641μm的顆粒粒徑,干物質(zhì)、氮及總能的表觀總腸道消化率要比1500μm粒徑的高。玉米-高粱型日糧原料粉碎粒徑從900μm減小到300μm,豬總能的表觀總腸道消化率將得到改善。Kim等報道,豬飼喂玉米粉粒徑為1000μm的日糧與500μm的玉米日糧相比,干物質(zhì)和總能的表觀總腸道消化率有所降低。Wondra等研究表明,玉米粉粒徑從1200μm降低到400μm,干物質(zhì)和總能的表觀總腸道消化率呈線性變化的趨勢,氮的表觀總腸道消化率表現(xiàn)出了拋物線的變化趨勢。糞便中的總能、干物質(zhì)及氮隨著粒徑的降低而降低,但是粒徑大小并不影響尿氮的沉積。玉米粉粒徑從1200μm減小到400μm,玉米的代謝能從14.19MJ/kg提高到15.66MJ/kg。
Fastinger等報道,豆粕粒徑從949μm減小到185μm,必需和非必需氨基酸的平均標(biāo)準(zhǔn)回腸消化率并不受到影響,但是異亮氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸及纈氨酸的標(biāo)準(zhǔn)回腸消化率隨著粒徑的降低表現(xiàn)為線性增加的趨勢,然而,豆粕的能量消化率并不會受到粒徑從949μm降低1到85μm的影響。Fastinger等建議豆粕的粒徑為600μm,這時將具有最好的氨基酸和能量消化率。
小麥粉粒徑由1300μm減小到600μm,氮和干物質(zhì)的表觀總腸道消化率也呈逐漸增加的趨勢,但是Medel等報道,大麥的有機(jī)物、能量及粗蛋白質(zhì)的表觀總腸道消化率并不受到粒徑減少的影響,這表明,能量和養(yǎng)分受粒徑的影響也有特殊性,取決于一些特殊成分的影響。
3 粒徑對豬生長性能的影響
谷物粒徑變小會增加與酶的接觸面積,提高能量和養(yǎng)分的消化率。然而,消化能的提高并不一定給豬生長性能的提高帶來正面的影響。因為豬可以通過采食更多的飼料來補(bǔ)充消化率低對其生長的影響。斷奶仔豬和育肥豬分別飼喂600μm和1300μm的小麥具有提高生長性能的效果。
豬飼喂粉碎粒度400μm的玉米,胴體的屠宰率要高于飼喂1000μm的玉米。然而,Mavromichalis等研究報道,當(dāng)豬飼喂粉碎粒度600μm和1300μm的小麥,豬的胴體屠宰率并不受到影響,因此,顆粒粒徑是否影響胴體的屠宰率并不清楚,有待于繼續(xù)研究。
如果小麥粒徑從1200μm減小到980μm,飼料采食量將會得到改善,但是并不影響整體的飼料增重比。93~114kg的豬飼喂粒徑600μm和1300μm的小麥時,粒徑600μm的小麥G:F將會得到改善,但是同樣的結(jié)果并沒有在67~93kg的豬中被觀察到。相比之下,Hancock等[20]報道,玉米粒徑以100μm逐漸降低,生長豬的飼料效率將會改善1.3%。Wondra等報道,豬飼喂400μm與800μm的玉米相比,400μm的玉米飼料效率提高7%。Kim等[11]猜測不同的谷物,其粒徑的降低并不會產(chǎn)生的相同的效果。豬飼喂1000μm和400μm的玉米,1000μm的玉米平均每日飼料采食量將會降低。飼料效率得到提高,有可能是400μm的玉米比1000μm的玉米具有更多的能值。相比較,豬飼喂豆粕型日糧,粉碎粒度639μm或444μm與粉碎965μm或1226μm,豬的生長性能并沒有顯著的差異。產(chǎn)生這種結(jié)果,原因可能與豆粕日糧中雜物的含量水平低有關(guān)。
有關(guān)母豬飼料的粉碎粒度研究報道的較少。適宜的粉碎粒度同樣可提高母豬的采食量和營養(yǎng)成分的消化率,減少母豬糞便的排出量。將玉米粉碎為4種粒度(1200、900 600和400μm)配制成日糧飼喂100頭初產(chǎn)母豬。結(jié)果表明,粒度由1200μm降低到400μm,并不影響哺乳母豬體重和背膘損失,平均日采食量由4.19kg/d增加到4.43kg/d,能量消化率由83.8%增加到90%,消化能攝入量由57.35MJ/d增加到63.31MJ/d,窩增重由34.9kg增加到38.6kg。由于降低粒度提高了養(yǎng)分消化率,糞便的干物質(zhì)排出量減少了21%,糞便中氮的排出量減少了31%,這對降低糞便處理負(fù)擔(dān)產(chǎn)生了明顯影響。還進(jìn)行了降低飼料粒度對38頭臨產(chǎn)母豬哺乳期間營養(yǎng)代謝的影響研究。這些母豬供給玉米-豆粕型日糧,玉米分別粉碎至1200、900、600和400μm。實驗結(jié)果表明,隨著玉米從1200μm降低到400μm,干物質(zhì)的消化率由82.2%提高到88.1%,氮消化率由80.7%提高到88.5%,總能的消化率由81.9%提高89.9%。而日糧的代謝能從14.235MJ/kg增加到15.68 MJ/kg,如果通過飼料配方增加同樣幅度的能量,需要添加9%的豆油。由此可見,母豬飼料的粉碎粒度以400~500μm最適宜。
4 粒徑對豬潰瘍的影響
豬的胃分為食管區(qū)、賁門、胃底區(qū)和幽門4個不同的區(qū)域。食管區(qū)是非腺體區(qū),賁門、胃底區(qū)、幽門是屬于腺體功能區(qū),每個區(qū)域都有特定的功能。然而,胃的功能可能會由于豬發(fā)生潰瘍而發(fā)生變化,并可能是由于飼料粒度的大小而導(dǎo)致豬發(fā)生潰瘍。潰瘍有不同的類型,如消化性潰瘍、食管胃潰瘍,都可能影響腺體區(qū)和非腺體區(qū)的功能。如果豬飼喂細(xì)小顆粒的飼料,食管區(qū)是患胃潰瘍的最危險的區(qū)域。因為在胃的腺體部分黏液對胃有保護(hù)作用。但是,飼料粒度減小,并不是潰瘍發(fā)生的唯一因素。還有其他因素,如生產(chǎn)類型或強(qiáng)度和圈舍類型,也可增加豬發(fā)生潰瘍的風(fēng)險。潰瘍的發(fā)生會給養(yǎng)豬業(yè)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。在美國,豬胃潰瘍的發(fā)生具有逐漸增加的趨勢。Swaby等在英國調(diào)查表明,60個農(nóng)場中79%的豬有一定程度的潰瘍發(fā)生。Amory等對英國的16個商業(yè)農(nóng)場的豬胃潰瘍調(diào)查發(fā)現(xiàn),19.1%的商業(yè)農(nóng)場有不同程度潰瘍發(fā)生的現(xiàn)象。
據(jù)報道,豬飼喂含有400μm的玉米顆粒飼料,患潰瘍的可能性要比飼喂非顆粒飼料的高。然而,生長性能可能并不總是會受到潰瘍的影響。飼喂顆粒飼料通常具有更好的平均日增重和飼料增重比。Maxwell等報道,豬飼喂粒徑較小的飼料,潰瘍會在7d內(nèi)發(fā)生。豬在屠宰前40d飼喂粗飼料也會發(fā)生潰瘍潰瘍。的發(fā)生常伴隨著幽門螺桿菌的存在。食管、賁門區(qū)與胃部相比,幽門螺桿菌更容易定植在胃部。豬飼喂精細(xì)粉碎的料或者顆粒飼料比飼喂粉碎較粗糙或者非顆粒飼料日糧會產(chǎn)生較多的氯化物,從而促進(jìn)胃中幽門螺桿菌的存在。
潰瘍產(chǎn)生的原因之一可能是經(jīng)過細(xì)磨的日糧會導(dǎo)致胃內(nèi)pH值降低。胃蛋白酶活性會隨著玉米粒徑減小而增大。豬飼喂精細(xì)粉碎的日糧或顆粒飼料與飼喂粗粉或沒有制粒的日糧相比,在胃食管區(qū)具有較高濃度的氯化物。這可能是由于在胃中需要更多的水來混合以進(jìn)行消化,從而導(dǎo)致鹽酸分泌增加。鹽酸是胃酸的主要成分。胃是持續(xù)分泌胃酸的,當(dāng)食物進(jìn)入胃中時,胃酸即開始分泌。胃在排空時pH值約在7.0~7.2,當(dāng)食物進(jìn)入胃中時,pH值可達(dá)2~3。鹽酸是由泌酸腺壁細(xì)胞分泌,鹽酸可殺死隨食物進(jìn)入胃內(nèi)的細(xì)菌,因而對維持胃和小腸內(nèi)的無菌狀態(tài)具有重要意義。鹽酸可以激活胃蛋白酶原,使之轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘奈傅鞍酌?,并為胃蛋白酶作用提供必要的酸性環(huán)境。
研究表明,在玉米粒徑不會發(fā)生變化的情況下,豬胃中很少產(chǎn)生角質(zhì)化現(xiàn)象。豬飼喂玉米粒徑為1000、800、600、400μm的玉米-豆粕型日糧,隨著玉米粒徑的減小,胃部病變和角質(zhì)化現(xiàn)象降低(P<0.003),而制粒使得角質(zhì)化呈現(xiàn)增加的現(xiàn)象(P<0.02)。Mavromichalis等報道,小麥粒徑為600μm和400μm的加酶日糧中,粒徑為400μm小麥處理組可增加G:F值(P<0.04),改善干物質(zhì)和氮的消化率,胃部病變有所增加(P<0.01),小麥粒徑600μm和400μm都有助于改善保育豬和育肥豬的生長性能。
關(guān)于粒度對飼料流動性的影響研究相對較少。推測,粒徑的減小會導(dǎo)致流動性變差。這與Liu等的報道一致。Liu等報道,如DDGS顆粒大小從818μm減小到308μm,日糧的流動性降低。同樣,粒徑為639μm的豆粕比965μm具有更大的休止角。然而,如果使用漏斗形的料塔,料塔每天加料2次,日糧粒徑的減少并不會降低日糧的流動性。使用顆粒飼料就可以預(yù)防飼料的分級,避免粉塵,提高散裝密度,而這些都是粒徑小于600μm時容易發(fā)生的問題。
5 粒徑對飼料流動性的影響
關(guān)于粒度對飼料流動性的影響研究相對較少。推測,粒徑的減小會導(dǎo)致流動性變差。這與Liu等的報道一致。Liu等報道,如DDGS顆粒大小從818μm減小到308μm,日糧的流動性降低。同樣,粒徑為639μm的豆粕比965μm具有更大的休止角。然而,如果使用漏斗形的料塔,料塔每天加料2次,日糧粒徑的減少并不會降低日糧的流動性。使用顆粒飼料就可以預(yù)防飼料的分級,避免粉塵,提高散裝密度,而這些都是粒徑小于600μm時容易發(fā)生的問題。
6 小結(jié)
粉碎粒徑對飼料的品質(zhì)、飼料養(yǎng)分消化利用率及動物的生產(chǎn)性能具有重要影響。飼料的最佳粉碎粒度因不同的動物品種。不同的飼養(yǎng)階段。不同的原料組成。不同的調(diào)質(zhì)熟化和成型方式而不同。隨著飼料工業(yè)和動物營養(yǎng)學(xué)的發(fā)展,國內(nèi)行業(yè)內(nèi)已認(rèn)識到飼料加工工藝對飼料品質(zhì)和動物生長性能的影響發(fā)揮著非常重要的作用,相關(guān)的研究項目也在逐漸立項開展。相信,未來在研究方面的不斷深入,飼料加工工藝,不但粉碎粒度方面,在調(diào)質(zhì)、制粒、膨化(膨脹)、混合及工藝流程方面都將具有更加廣闊的前景。