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1、谷物饲料加工方法及蒸汽压片技术简述谷物饲料的加工目的!提高饲料的适口性!提高饲料的利用率 !增加采食量 !便于贮存 谷物饲料加工方法冷热干湿干冷加工法干冷加工法破碎（破碎（crackingcracking）、压成波纹（）、压成波纹（crimpingcrimping）、碾压）、碾压（rollingrolling）和磨碎（）和磨碎（grindinggrinding） 冷湿加工法冷湿加工法 浸泡（浸泡（soakingsoaking）、加水调制（）、加水调制（reconstitutionreconstitution）和高水）和高水分谷物（早期收获）发酵贮藏后进行碾压和磨碎分谷物（早期收获）发酵贮藏后进
2、行碾压和磨碎 干热加工法干热加工法焙烤（焙烤（roastingroasting）、挤压（）、挤压（extruding,extruding,俗称膨化）、爆俗称膨化）、爆花（花（poppingpopping）、微化（）、微化（micronizingmicronizing）和制粒）和制粒（pelletingpelleting）湿热加工法湿热加工法 蒸汽碾压（蒸汽碾压（steam-rollingsteam-rolling）和蒸汽压片（）和蒸汽压片（steam-steam-flakingflaking） !干碾压（dry rolling， DR） 其方法是采用大型碾辊（直径其方法是采用大型碾辊（直径46
3、cm46cm以上）碾压以上）碾压干燥谷物，使谷物变成不规则的片状物（类似于破碎），干燥谷物，使谷物变成不规则的片状物（类似于破碎），容积重（密度）约为容积重（密度）约为643g643gL L。!蒸汽碾压（steam rolling， SR） 将蒸汽通入谷物中将蒸汽通入谷物中1515分钟左右，当谷物水分含分钟左右，当谷物水分含量达到量达到12121414后，用碾辊加工成薄片，薄片的容积重后，用碾辊加工成薄片，薄片的容积重在在437g437gL L540g540gL L之间。之间。!蒸汽压片（steam flaking， SF） 将谷物输入蒸汽箱中（通常高将谷物输入蒸汽箱中（通常高3m3m10m1
4、0m，直径，直径0.9m0.9m1.8m1.8m），然后通入蒸汽），然后通入蒸汽30306060分钟，使谷物淀粉充分钟，使谷物淀粉充分糊化，当谷物水分含量达到分糊化，当谷物水分含量达到 18182020时，再用预先时，再用预先加热过的大型轧辊（直径加热过的大型轧辊（直径0.5m0.5m1.2m1.2m）压成薄片。）压成薄片。淀粉 淀粉是玉米等谷物中主要的碳水化合物，普通玉米淀粉是玉米等谷物中主要的碳水化合物，普通玉米含淀粉含淀粉64%-69%64%-69%，高淀粉玉米含量在，高淀粉玉米含量在72%72%以上，小麦淀以上，小麦淀粉含量在粉含量在69%69%左右。左右。)结构和理化特性!颗粒结构颗
5、粒结构!吸水性吸水性!糊化糊化!凝沉性凝沉性!粘度特性粘度特性)代谢影响淀粉消化的因素淀粉的种类晶体结构直链支链比例淀粉颗粒的蛋白质外壳加工方法和程度蒸汽压片的发展历史和研究背景 谷物压片最初是在生长牛上试验的（谷物压片最初是在生长牛上试验的（6060年代初），证年代初），证明能使效率改善，这与淀粉消化得更好以及瘤胃中丙酸比明能使效率改善，这与淀粉消化得更好以及瘤胃中丙酸比例上升、乙酸比例下降有关。由于乙酸盐是在乳脂肪合成例上升、乙酸比例下降有关。由于乙酸盐是在乳脂肪合成中起作用而乳脂肪又在牛奶定价中有重要影响，所以谷物中起作用而乳脂肪又在牛奶定价中有重要影响，所以谷物压片在奶牛饲养中的研究直
6、到压片在奶牛饲养中的研究直到9090年代初期才开始，这时乳年代初期才开始，这时乳蛋白含量在牛奶定价中已是更重要的因素。蛋白含量在牛奶定价中已是更重要的因素。目前国外研究结果比较多，主要是针对肉牛生产生目前国外研究结果比较多，主要是针对肉牛生产生长性能的加工参数，研究的方面已比较细致，奶牛有见报长性能的加工参数，研究的方面已比较细致，奶牛有见报道。道。蒸汽压片的原理蒸汽压片是先将谷物经过高温蒸汽处理使谷物糊化，然后再经压片将蛋白质包被破裂，从而提高淀粉消化率。!提高淀粉糊化度! 增大表面积! 提高适口性横截面和表面积! 减少横截面积减少横截面积! 增大表面积增大表面积! 增大比表面积增大比表面积
7、比表面积50：1比表面积75：1比表面积200：1蒸汽压片流程包括3部分1）调制2）压片3）干燥/冷却调制)调制需要TTM（timetemperaturemoisture)timetemperaturemoisture压片设备谷物通过挤压在一起的两个压辊被压成薄片谷物通过挤压在一起的两个压辊被压成薄片大半径增大角度大半径增大角度减小辊间排斥力减小辊间排斥力!提高糊化度淀粉颗粒被破坏，膨胀吸水，排出部分的直淀粉颗粒被破坏，膨胀吸水，排出部分的直链淀粉，变得较易酶解链淀粉，变得较易酶解。!使淀粉具有水溶性!控制消化速率和消化部位蒸汽压片使谷物过瘤胃淀粉增加，从而将淀蒸汽压片使谷物过瘤胃淀粉增加，从
8、而将淀粉的消化部位由瘤胃转移到小肠，小肠淀粉消化粉的消化部位由瘤胃转移到小肠，小肠淀粉消化率达到率达到99%99%以上，几乎可以达到全消化。原因可以上，几乎可以达到全消化。原因可能与过瘤胃蛋白消化的提高有关。能与过瘤胃蛋白消化的提高有关。影响压片效果的因素包括蒸汽温度、调制时间、辊间距、压片密度、压片厚度等，比较主要的是压片密度和调制时间：! 压片密度! 调制时间谷物压片密度谷物压片密度：压片密度是最常用的评价指标。压片密度是最常用的评价指标。Zinn(1990a)Zinn(1990a)报道，玉米在报道，玉米在105105蒸汽处理蒸汽处理3434分钟后，分别压分钟后，分别压片到片到0.41kg
9、/L0.41kg/L、0.36kg/L0.36kg/L和和0.31kg/L0.31kg/L三个密度，所三个密度，所得淀粉消化率线性提高。但是压片密度小于得淀粉消化率线性提高。但是压片密度小于0.31kg/L0.31kg/L时虽然淀粉溶解性提高，但是干物质采时虽然淀粉溶解性提高，但是干物质采食量和淀粉消化率降低，动物容易发生酸中毒和食量和淀粉消化率降低，动物容易发生酸中毒和瘤胃臌气。压片密度为瘤胃臌气。压片密度为0.31kg/L0.31kg/L时玉米的净能值时玉米的净能值最大（最大（ZinnZinn，20022002）。）。蒸汽调制时间对小肠和总淀粉消化率的影响蒸汽调制时间对小肠和总淀粉消化率的
10、影响蒸汽调制时间对小肠和总淀粉消化率的影响蒸汽调制时间对小肠和总淀粉消化率的影响（Zinn1990Zinn1990）系列系列系列系列干压片干压片干压片干压片蒸汽压片蒸汽压片蒸汽压片蒸汽压片蒸汽处理时间，蒸汽处理时间，蒸汽处理时间，蒸汽处理时间，minminminmin343434344747474767676767淀粉消化淀粉消化淀粉消化淀粉消化% % % %瘤胃瘤胃瘤胃瘤胃68.368.368.368.384.984.984.984.979.179.179.179.185.885.885.885.8小肠小肠小肠小肠54.354.354.354.393.693.693.693.696.196.
11、196.196.195.695.695.695.6总消化道总消化道总消化道总消化道91.191.191.191.199.499.499.499.499.499.499.499.499.799.799.799.7增加调制时间，可以适当减小压片密度，效果不增加调制时间，可以适当减小压片密度，效果不变。变。有试验表明：随着蒸汽处理时间的延长有试验表明：随着蒸汽处理时间的延长（34min34min），谷物吸水量非线性增加，在最初一），谷物吸水量非线性增加，在最初一个很短时间内，谷物快速吸水达到个很短时间内，谷物快速吸水达到5%5%，之后吸水，之后吸水不超过不超过3%3%；体外淀粉酶反应活性线性增加，而
12、有；体外淀粉酶反应活性线性增加，而有机物和淀粉消化率并无提高机物和淀粉消化率并无提高(R.A.Zinn,1990a)(R.A.Zinn,1990a)。最佳调制时间与期望的压片密度、辊的最大功率最佳调制时间与期望的压片密度、辊的最大功率和蒸汽室大小有关。和蒸汽室大小有关。Zinn(1990b)Zinn(1990b)研究表明研究表明, ,压片压片密度为密度为0.31kg/L0.31kg/L时，超过时，超过30min30min的蒸汽处理不能继的蒸汽处理不能继续提高淀粉消化率（因为已经大于续提高淀粉消化率（因为已经大于99%99%）, ,也不能也不能提高玉米净能。提高玉米净能。 能量淀粉其他蒸汽压片的
13、效果MEME，Mcal/kgMcal/kgNEmNEm，Mcal/kgMcal/kgNEgNEg，Mcal/kgMcal/kg干压片干压片3.263.262.242.241.561.56蒸汽压片蒸汽压片3.733.732.622.621.881.88提高幅度提高幅度12.60%12.60%14.20%14.20%17.30%17.30%1.1.能量能量 蒸汽压片可以增加谷物的能量利用率蒸汽压片可以增加谷物的能量利用率 Owens等人1997年报道结果如下：R.A.Zinn,1990报道，蒸汽压片玉米的DE为4.22Mcal/kg，比干压片玉米高6.3%。 2.2.2.2.淀粉淀粉淀粉淀粉：与干
14、压片相比，蒸汽压片处理玉米的瘤胃淀粉与干压片相比，蒸汽压片处理玉米的瘤胃淀粉消化率和小肠淀粉消化率均有显著提高。瘤胃淀粉消化率消化率和小肠淀粉消化率均有显著提高。瘤胃淀粉消化率从从68.3%68.3%提高到提高到83.3%83.3%，粪淀粉排出量显著减少，粪淀粉排出量显著减少（R.A.Zinn,1990R.A.Zinn,1990）；全消化道淀粉消化率提高）；全消化道淀粉消化率提高7%7%（从（从92%92%提高到提高到99%99%），小肠淀粉消化率提高），小肠淀粉消化率提高25%-35%25%-35%（HuntingtonHuntington，19951995）。）。 3.3.3.3.过瘤胃蛋
15、白和过瘤胃淀粉过瘤胃蛋白和过瘤胃淀粉过瘤胃蛋白和过瘤胃淀粉过瘤胃蛋白和过瘤胃淀粉 压片对过瘤胃蛋白和淀粉消化率的影响压片对过瘤胃蛋白和淀粉消化率的影响干压片玉米干压片玉米蒸汽压片玉米蒸汽压片玉米提高幅度（提高幅度（% %）蛋白过瘤胃蛋白过瘤胃% %686877771313淀粉过瘤胃淀粉过瘤胃% %636394944949（Zinn，1990；Zinn，1995；Barajas和Zinn，1998；Zinn，1998）动物生长效率的改善效果玉米表表11蒸汽压片玉米改善了围栏肥育牛的效率蒸汽压片玉米改善了围栏肥育牛的效率 指标指标干法碾压干法碾压蒸汽压片蒸汽压片变化变化日增重（公斤）日增重（公斤）
16、1.321.321.331.331%1%增重增重100100干物质干物质15.315.3171711%11%（Owesetal，1997；Theureretal，1999a）表表22蒸汽压片处玉米改进了牛奶产量和效率蒸汽压片处玉米改进了牛奶产量和效率 指标指标干法碾压干法碾压蒸汽压片蒸汽压片变化变化牛奶牛奶/ /天（公斤）天（公斤）35.835.838386%6%乳蛋白（乳蛋白（% %）2.992.993.63.62%2%乳脂（乳脂（% %）3.113.112.982.98-4%-4%脂肪校正奶脂肪校正奶/ /干物质干物质1.281.281.311.312%2% 表表33高粱籽粒压片程度对高粱
17、籽粒压片程度对生长牛生长牛生产效率的改进（生产效率的改进（Hiongetal,1991Hiongetal,1991） 表表44蒸汽压片高粱对围栏蒸汽压片高粱对围栏肥育牛肥育牛生产效率的改进生产效率的改进 指标指标干法碾压干法碾压蒸汽压片蒸汽压片变化变化增重增重/ /天（公斤）天（公斤）1.321.321.31.3-1.50%-1.50%增重增重/100/100干物质干物质13.613.615.615.614.714.7(Owensetal,1997;Theureretal,1999a)压片密度（克升）压片密度（克升）460460360360260260增重天（公斤）增重天（公斤）1.311.3
18、11.341.341.381.38增重增重100100干物质干物质15.715.717.217.217.317.3表表55蒸汽压片高粱对产奶效率的改进蒸汽压片高粱对产奶效率的改进 指标指标干法碾压干法碾压 压片密度（克压片密度（克/ /升）升）473473360360283283牛奶天（公斤）牛奶天（公斤）38.938.938.938.938.138.133.933.9乳蛋白（乳蛋白（% %）3.143.143.243.243.263.263.313.31乳脂（乳脂（% %）2.982.982.842.842.782.782.562.56脂肪校正奶天（公斤）脂肪校正奶天（公斤）35.635.6
19、34.834.834.234.228.528.5脂肪校正奶干物质脂肪校正奶干物质1.241.241.451.451.341.341.221.22压片效果的检验方法压片密度、厚度实验室检测! 显微镜法显微镜法! 酶法法酶法法 淀粉葡糖苷酶淀粉葡糖苷酶有效淀粉有效淀粉! 产气法产气法 ! 近红外光谱分析（近红外光谱分析（NIRNIR）饲喂密度合适的谷物压片可以提高肉牛的增饲喂密度合适的谷物压片可以提高肉牛的增重和效率，增加泌乳母牛的产奶量、乳蛋白率和重和效率，增加泌乳母牛的产奶量、乳蛋白率和产奶效率，但是密度过低（产奶效率，但是密度过低（260260克克/ /升）则效果升）则效果相反，而且容易引起
20、瘤胃酸中毒。相反，而且容易引起瘤胃酸中毒。玉米高粱的最适压片密度似乎在320-360克/升之间。小结小结 蒸汽压片具有提高谷物淀粉消化率、谷物净能和其蒸汽压片具有提高谷物淀粉消化率、谷物净能和其他营养成分消化率的作用，是适用于玉米高粱籽粒的加工他营养成分消化率的作用，是适用于玉米高粱籽粒的加工方法。并且其加工成本低廉，仅相当于普通的制粒或略高，方法。并且其加工成本低廉，仅相当于普通的制粒或略高，因此在生产中具有良好的经济效益。国外现有的蒸汽压片因此在生产中具有良好的经济效益。国外现有的蒸汽压片机生产功率在机生产功率在3-203-20吨吨/ /小时，完全可以满足一般养殖场和小时，完全可以满足一般
21、养殖场和饲料厂的生产需要，具有很大的推广前景。饲料厂的生产需要，具有很大的推广前景。直链淀粉典型结构支链淀粉典型结构糊化 是指淀粉颗粒的不可逆膨胀和晶体结构的丧失。是指淀粉颗粒的不可逆膨胀和晶体结构的丧失。水分进入淀粉微晶间隙，破坏淀粉分子间氢键，水分进入淀粉微晶间隙，破坏淀粉分子间氢键，随着温度的升高淀粉颗粒不可逆地迅速吸收大量随着温度的升高淀粉颗粒不可逆地迅速吸收大量的水分，体积迅速膨胀，部分淀粉溶解形成粘稠的水分，体积迅速膨胀，部分淀粉溶解形成粘稠的糊状物。的糊状物。糊化温度范围（GTR） 淀粉淀粉6060即开始糊化，到即开始糊化，到98%98%的淀粉失去双折的淀粉失去双折射能力时的温度（射能力时的温度（BEPTBEPT）这一范围称为糊化温度）这一范围称为糊化温度范围（范围（GTRGTR） 。玉米淀粉的糊化温度为。玉米淀粉的糊化温度为62726272，小麦淀粉，小麦淀粉58586464，高粱淀粉，高粱淀粉68687878。
