1、擠壓熟化飼料加工工藝及配方管理中國農業科學院飼料研究所水產動物營養與飼料研究室水產飼料膨化擠壓加工工藝水產飼料膨化擠壓加工工藝發展史 1797英國人研制的手動活塞壓力機，制作無縫鉛管、瓦片、肥皂和通心面； 1869英國人研制的雙螺桿連續擠壓機，制作肉腸；1873Phoenix Gummiwerke AG開發單螺桿擠壓機，加工橡膠；1940s-熟化加壓機的開發，生產干的狗糧；1950s-有了加壓的預調制器，達到100預熟化；1960s半濕的寵物飼料、糊化淀粉、餅干粉及組織大豆蛋白；1980s美國的雙螺桿膨化機開始發展；1990s第三代弱剪切-低熱擠壓機（reduced shear/heat ex

2、truders)、預調制器、直接蒸汽注入和帶放氣孔的機鏜。擠壓熟化的定義是靠水、壓力、溫度和機械剪切的綜合作用使得已著濕的、可膨脹的、淀粉類的和或蛋白類的物質塑化并熟化的連續工藝過程；是將熱能和機械能導入食品/或飼料原料中的一種手段，使原料中的淀粉和蛋白質等基本成分發生化學和物理變化，同時形成預定的形狀。基本概念按調制方法分濕法膨化干法膨化按螺桿結構分單螺桿擠壓機（圖）雙螺桿擠壓機（圖）1. 料斗；2.喂料絞龍；3.調制器；4.喂料段；5.蒸汽或水夾套調溫部分；6. 模板；7.出料皮帶輸送機；8.變速器；9.主電機基本詞匯 預調制器一種調節原料水分和溫度的裝置，使物料進入擠壓機前部分或完全熟化

3、； 螺桿將物料輸送通過擠壓機的部件（圖1） 螺套-增加行程 螺片螺桿的螺旋形輸送表面，將物料向前推進（圖1） 索片-增加剪切力，后挫力，提高滯留時間，糊化度 剪切一種揉捏、攪拌作用，使輸送的物料勻質、受熱 模板使制品出機時成型的末端裝置。可在模板上直接鉆孔，或將模板做成圓孔狀，裝上設計復雜、用耐磨材料制成的壓模嵌入件，使物料成型 切刀將擠壓物切割成所要求的長度的裝置圖1 螺 桿螺距的作用螺距：容積（體積）位移能力（輸送量）螺距影響到：物料充盈程度物料滯留時間膨化擠壓對飼料的綜合作用膨化擠壓對飼料的綜合作用飼料顆粒成型度飼料顆粒成型度高蛋白質原料經擠壓加工顆粒（優）高蛋白質原料經擠壓加工顆粒（優

4、）高碳水化合物原料經擠壓加工顆粒（中）高碳水化合物原料經擠壓加工顆粒（中）普通硬顆粒飼料（差）普通硬顆粒飼料（差）飼料漂浮度（溶重：飼料漂浮度（溶重：480g/L(480g/L(轉折點）轉折點）全漂浮全漂浮慢沉或反復沉浮顆粒（漂浮慢沉或反復沉浮顆粒（漂浮下沉下沉上浮）上浮）高度的多孔性和充分發展的蛋白間質結構，緩高度的多孔性和充分發展的蛋白間質結構，緩慢釋放油脂和可溶性糖慢釋放油脂和可溶性糖下沉下沉工藝流程圖（原料準備）工藝流程圖（原料準備）不同類型飼料的擠壓技術不同類型飼料的擠壓技術浮性飼料半濕性飼料沉性飼料慢沉性飼料螺桿模板開孔面積比擠壓機內溫度和壓力蒸汽和水淀粉含量脂肪含量預調制預調制優

5、點提高擠壓機部件壽命提高產量提高產品質量提高單螺桿擠壓彈性降低機械能，增加熱能輸入目的物料初步熟化攪拌使物料碎粒水合，干核(Dry Core)消失，提高熱傳導性DC浸濕部分預調制預調制Inlet水，70,2-3大氣壓脂肪蒸汽，2.5-3大氣壓，100出料，70-80，18-30%水分，1/3熟化擠壓加工浮性魚飼料擠壓加工浮性魚飼料調制器中注入蒸汽和水螺桿:L/D=13.5:1-15.5:1物料至少含20%淀粉擠壓產物在出模前溫度達到125-138，34-37個大氣壓，擠壓后，容重為320-400g/L， 25-30%水分進一步干燥（水分10%），還可增進漂浮性。擠壓加工浮性魚飼料擠壓加工浮性魚

6、飼料1-2分鐘喂料區（粉狀）揉合區（面團狀） 熟化區（接近液態）揉合區揉合組件特征揉合區揉合組件特征輸送方向調整偏角索片寬度索片數目螺旋數目（單/雙螺旋）擠壓加工沉性魚飼料擠壓加工沉性魚飼料螺桿:L/D=16.5:1-19.5:1調制器中注入水（不注入或少注入蒸汽）擠壓產物在出模前達到26-30個大氣壓，28-30%水分擠壓后，容重為450-550g/L，溫度80，水分22-27%帶放氣口的模頭可以降低產物溫度，水分和膨脹率過度干燥會使沉性飼料上浮擠壓加工沉性蝦飼料擠壓加工沉性蝦飼料調制器中蒸汽流量約為物料流量5-7%，水流量為物料流量10-15%擠壓產物在出模前達到13-16個大氣壓，28-

7、30%水分擠壓后，容重不低于550g/L，溫度120，水分26%配有出氣孔，并能抽氣，真空度為250mmHg出烘干機水分12-16%，再冷卻降低到10%以內擠壓加工沉性飼料擠壓加工沉性飼料25-30%70-8530-40放氣孔擠壓機自變量擠壓機自變量 喂料速度出預調制器的物流蒸汽流水流其他添加成分（肉汁、油脂等）擠壓機轉速擠壓機結構配置模板結構擠壓機因變量擠壓機因變量 產品容重出料口水分出料口溫度 水分的重要性水分的重要性1. 飼料性能成品率穩定性營養保留率單位產量配方成品2. 膨化機運轉成本3. 膨化機最佳工作范圍快速水分測定快速水分測定儀非常重要儀非常重要擠壓物的膨脹擠壓物的膨脹 擠壓物膨

8、脹，產品密度改變，顯著影響飼料外觀，質地、適口性、水穩定性和飄浮性等；其宏觀結構的變化可用產品的膨脹度和密度或容重（g/L)表示；膨脹度=膨化制品的截面積/擠壓機模孔截面積膨脹主要原因：壓模膨脹和水的驟蒸發，后者的膨脹更大；水分的驟蒸發的關鍵是粘彈性物體在出模時溫度高于100 ，粘彈體重的水蒸氣成為種核氣泡（擠壓物膨脹示意圖）；注入CO2或添加碳酸氫鈉之類的產氣化合物，將增強擠壓物的膨脹；擠壓物的膨脹影響擠壓物膨脹的因素影響擠壓物膨脹的因素淀粉淀粉純淀粉的最大膨脹比是純淀粉的最大膨脹比是500%，其次為全谷物粉（，其次為全谷物粉（400%）、）、飼料混合物（飼料混合物（200-300%，淀粉含

9、量，淀粉含量40-50%）、油料（）、油料（150-200%，淀粉含量，淀粉含量0-10%）；）；直鏈淀粉與支鏈淀粉之比是決定飼料膨脹比的重要因素，直鏈淀粉與支鏈淀粉之比是決定飼料膨脹比的重要因素，1:1將達到最大膨脹比，大多數天然淀粉含直鏈淀粉將達到最大膨脹比，大多數天然淀粉含直鏈淀粉20-30%；含水量和溫度對淀粉膨脹比影響顯著；含水量和溫度對淀粉膨脹比影響顯著；不同來源淀粉存在差異，小麥、玉米、稻米中的谷物淀粉具不同來源淀粉存在差異，小麥、玉米、稻米中的谷物淀粉具有較好的膨化效果，塊莖淀粉不僅具有良好的膨化性能，還有較好的膨化效果，塊莖淀粉不僅具有良好的膨化性能，還具有十分好的粘結能力，

10、糙米膨化效果差。具有十分好的粘結能力，糙米膨化效果差。影響擠壓物膨脹的因素影響擠壓物膨脹的因素淀粉淀粉 常溫或低溫條件下，長期放置的-淀粉會逐漸變硬，這種現象叫淀粉的凝沉或回生，也叫淀粉老化，成為-淀粉；老化淀粉不再溶于水，也不能被酶分解；一般聚合程度高的淀粉易老化，直鏈淀粉較支鏈淀粉易老化。直鏈淀粉含量對膨脹度的影響直鏈淀粉含量對膨脹度的影響影響擠壓物膨脹的因素影響擠壓物膨脹的因素模板模板加大壓模尺寸會減弱壓模正常受力，剪切率和溫度下降，導致加大壓模尺寸會減弱壓模正常受力，剪切率和溫度下降，導致粘度加大，從而減弱膨脹，提高容重。粘度加大，從而減弱膨脹，提高容重。完全熟化但膨脹較低的沉性水產或

11、寵物飼料使用的模頭開孔面積為550-600mm2 /噸/小時；高度膨脹食品或浮性水產飼料使用的模頭開孔面積為200-250mm2 /噸/小時；慢沉性飼料模頭開孔面積為300-350 /噸/小時。模板孔徑與淀粉的共同作用模板孔徑與淀粉的共同作用螺桿形狀對膨脹的影響螺桿形狀對膨脹的影響螺桿轉速對膨脹的影響螺桿轉速對膨脹的影響螺桿轉速增加提高單位產品機械能單位產品機械能提高降低產品容重，利于膨脹膨脹比膨脹比-直鏈淀粉含量、溫度和水分直鏈淀粉含量、溫度和水分最大膨脹比擠壓條件：機鏜溫度最大膨脹比擠壓條件：機鏜溫度140，水分，水分14%；100-170 之間，提高溫度可增強膨脹，再升高溫度則減弱；之間

12、，提高溫度可增強膨脹，再升高溫度則減弱；增加含水量通常使膨脹急劇減弱。增加含水量通常使膨脹急劇減弱。影響擠壓物膨脹的因素影響擠壓物膨脹的因素其它其它 麩皮顆粒易使處于臨界厚度的氣泡孔壁破裂而降低膨脹程度；增加脂肪含量（5%以內）可增強擠壓膨脹，超過此限則膨脹急劇減弱；（寵物料）加糖（1-15%）削弱膨脹，加鹽（0-3%）只輕微削弱膨脹或沒有影響；模口形狀對飼料產品外觀的影響模口形狀對飼料產品外觀的影響模口形狀裝載量 物料容重（g/L) 糊化度 飼料外觀96.7% 304 92%70.0% 336 80% 表面光滑致密，圓柱形飼料多孔狀表面，球形飼料LL=1.5*die,縱向膨脹LL=1.0*d

13、ie,輻射膨脹真空對產品密度的影響真空對產品密度的影響飼料容重不抽真空抽真空6mm0.871.2320mm0.921.14幾種常見飼料原料平均容重（幾種常見飼料原料平均容重（g/L)飼料原料容重飼料原料容重魚粉480-641次粉288-400蝦粉400小麥面粉513-673肉骨粉785玉米粉609-641雞肉粉545-593玉米蛋白粉416-529粗血粉617膨潤土801-962豆粕44%561-609米糠320-336花生粕464干酵母657棉粕593-641麥芽根208-256亞麻粕497-529烘干烘干/冷卻冷卻烘干烘干/冷卻設備冷卻設備單層：對于產量低的生產線較理想設計簡單，常用做實驗

14、室設備雙層：最常用、最流行的設備膨化產品最理想的干燥設備干燥/冷卻一體或分體多層：對于高品質、高知水產飼料十分合適干燥/冷卻一體或分體節省地面空間烘干烘干/冷卻設備冷卻設備*Wenger Dryer烘干烘干/冷卻（后熟化過程）冷卻（后熟化過程） 產品均勻地散布在移動中的輸送器上，熱空氣一般以1m/s的勻速穿過，作用溫度為100-200；最初4-6分鐘，物料可承受177-199 的烘干溫度，而不破壞營養價值，之后，空氣溫度應降低，以免發生美拉德反應；產品本身決定烘干條件，如淀粉含量高，則不宜太厚，否則影響產品形狀；2層或多層的烘干機，不僅有效提高烘干面積，還能防止結塊；飼料形狀及物料厚度決定烘干

15、時間長短，防止產生濕心現象；Zone 1, 150; Zone 2,3,490 Zone 1Zone 2Zone 3Zone 4現實中的問題：現實中的問題：上層上層2區還是區還是3區？區？典型的干燥周期典型的干燥周期加熱作業空氣 新鮮風補入替代排風 加熱空氣由循環 風機吸入部分循環風被排掉 熱空氣施加于產品上 水蒸氣被循環風帶走 熱空氣將能量傳遞給產品熱空氣中的熱量蒸發掉產品表面的水分控制干燥工藝的主要變量控制干燥工藝的主要變量 操作溫度 以盡可能高的溫度空氣濕度 盡可能干的空氣，但不 能犧牲整個系統的效率空氣分配 均勻分配干燥時間 適當產品分布 均勻的分布厚度產品種類 物力、化學性能、形狀、

16、尺寸等飼料形狀與烘干時間飼料形狀與烘干時間飼料形狀烘干時間(分鐘）球狀，=0.520.8圓柱形， =0.5, 長=0.2524.7圓柱形， =0.5, 長=0.524.8圓柱形， =0.5, 長=0.7524.9Y字形，高=0.5，厚度=0.2414.8*Wenger Process Description高油脂飼料的生產高油脂飼料的生產 盡量利用飼料原料中的油脂，主機中可處理12%油脂，其余部分需要后加工；加壓調制器真空或常壓后噴涂機油脂及熱敏性物質的后添加技術油脂及熱敏性物質的后添加技術先噴涂水溶性熱敏物質，后噴涂油脂烘干之后冷卻之前噴涂油脂，可促進動物油脂吸收。常壓噴涂后真空噴涂后返工料

17、返工料（開機廢品和細粉回料）（開機廢品和細粉回料） 返工物料為混合料總量活干料喂入量的5%，不得超過10%返工料對飼料成品的影響返工料對飼料成品的影響 顏色加深膨脹減小，增加容重熟化度提高，可能過度熟化外形輪廓更分明蛋白原料的功能性下降如連續2批之間，一批加返工料，另一批未加，產品性能區別較大，需調整擠壓機參數沉性飼料可以適當提高添加量，但飼料水中穩定性會降低包裝與貯存包裝與貯存較為徹底殺滅細菌、病毒等有害微生物較為徹底殺滅細菌、病毒等有害微生物高壓下，還可殺死耐熱性很強的芽孢高壓下，還可殺死耐熱性很強的芽孢飼料水分控制飼料水分控制8%8%以下，可以較普通硬顆粒保以下，可以較普通硬顆粒保存更長

18、時間。存更長時間。帶內襯的牛皮紙袋包裝帶內襯的牛皮紙袋包裝保證烘干均勻，沒有濕心，水分保證烘干均勻，沒有濕心，水分10%10%對于半濕飼料，保證對于半濕飼料，保證水分活度（水分活度（Aw)Aw)在在0.650.65以內，可以抑制大部分微生物生長以內，可以抑制大部分微生物生長膨化工藝對微生物菌群的影響膨化工藝對微生物菌群的影響標準平板計數法標準平板計數法 (CFU/G)酵母酵母 & 霉菌霉菌配方配方 2,200,000 74,000膨化膨化* 3,700 10 * 沙門氏菌呈現陰性沙門氏菌呈現陰性飼料中防止微生物生長的措施飼料中防止微生物生長的措施最大限度降低加工后污染的可能性；最大限度

19、降低加工后污染的可能性；加工過程中控制水分活度加工過程中控制水分活度(Aw)(Aw)，而不僅僅是，而不僅僅是水分含量；水分含量；避免在加工后提高水分活度的條件的存在；避免在加工后提高水分活度的條件的存在；添加防霉劑添加防霉劑措施措施1 1：降低加工后污染可能性：降低加工后污染可能性 空氣 衛生 水分 設備 人 原料 包裝措施措施2 2：加工過程中控制產品的：加工過程中控制產品的水分活度水分活度 干飼料中微生物生長有水分含量，或更確切地說是由水分活度決定的。 水分活度定義（水分活度定義（Aw)Aw)水分活度表示微生物生長所需水分的數量指標：Aw=Pb/Pf =相對濕度/100Pb:試樣表面水分壓

20、Pf:敞開水面水分壓實驗室儀器可以在5min內測定水分活度 幾種微生物生長最低幾種微生物生長最低AwAw需求需求無微生物生長區00.60.70.80.91.0除耐干燥種類之外的酵母和霉菌大部分麥霉及酵母噬鹽性菌大部分青霉及耐受力較低的酵母大部分酵母菌、霉菌和青霉大部分G+菌沙門氏菌及大部分G-菌 控制產品水分活度的途徑控制產品水分活度的途徑配方及營養成分分析數據基于水分值；飼料加工過程中盡量減少變量，特別是在干燥過程中。措施措施3 3：盡量減少加工后水分活：盡量減少加工后水分活度提高的條件度提高的條件 避免大型包裝暴露在高濕度環境中 避免由于溫度變化而造成的水分重新分配措施措施4 4：添加防霉

21、劑：添加防霉劑 當其它措施出現問題時，防霉劑可以提供保證； 防霉劑不能替代其它措施，也不能完全抑制霉菌生長。優化防霉劑性能最佳劑量和施用點；如果添加量適當并完全分散，不會影響適口性。不同材料包裝飼料的生霉情況不同材料包裝飼料的生霉情況包裝材料包裝大小（kg)生 霉 程 度*14天21天23天35天PB*11.3+PB*22.6+PL*11.3-(+)PL*22.6-+* + 嚴重生霉；嚴重生霉； +中毒生霉；中毒生霉； +輕微生霉；輕微生霉； （+）極輕微生霉）極輕微生霉* PB, 15.9kg強度防油紙襯里袋；強度防油紙襯里袋； PL, 75號聚丙烯襯里袋（號聚丙烯襯里袋（Stone Con

22、tainer)保存環境：保存環境：38/90%RH聚丙烯襯里袋包裝的寵物飼料從聚丙烯襯里袋包裝的寵物飼料從38/90%RH38/90%RH轉到轉到23/50%RH23/50%RH后的水分變化后的水分變化(%)(%)包裝大小(kg) 轉移后天數 外層中部11.308.78.778.98.9148.98.7218.68.722.608.78.778.98.7148.88.7218.78.7雙螺桿擠壓機特點可加工高油脂飼料，油脂含量可大于17%；可加工添加有鮮肉漿或其它水分含量超過30%的高水分物料；可加工小顆粒水產飼料（0.8-1.0mm)；加工特定形狀/尺寸的產品；物料在機內滯留時間分布范圍較窄

23、，物料溫度較易控制，能量利用充分，產量和質量均很穩定；投資大，單螺桿擠壓機的1-1.5倍。雙螺桿與單螺桿擠壓機比較單螺桿擠壓機雙螺桿擠壓機水分水平油脂水平纖維水平蛋白質水平機械能輸入產量耐磨損性擠壓機的選擇擠壓機的選擇選擇什么類型的擠壓機取決于：選擇什么類型的擠壓機取決于：所用原材料的種類；制作什么樣的產品；單位產量；投資費用；運轉費用。水產膨化飼料的原料選擇和配方技術水產膨化飼料的原料選擇和配方技術膨化工藝的優點膨化工藝的優點適應性適應性 (可調節飼料的漂浮性可調節飼料的漂浮性)飼料性狀飼料性狀 (外形外形,顏色顏色, 質地等質地等.)高產及自動化控制高產及自動化控制高品質高品質提高蛋白（變

24、性）和淀粉（糊化）的消化率提高蛋白（變性）和淀粉（糊化）的消化率破壞抗營養因子破壞抗營養因子:胰蛋白酶抑制因子胰蛋白酶抑制因子, 棉酚等棉酚等.增加脂肪等液體物質的添加空間增加脂肪等液體物質的添加空間水產膨化飼料的優點水產膨化飼料的優點密度控制漂浮料懸浮料慢沉性料快沉性料原料來源更廣原料成本更低水產膨化飼料的優點水產膨化飼料的優點產量更高水中穩定性增強減少對養殖水體的污染降低死亡率減少有害微生物的繁殖飼料轉化率提高 (10-20%)提高飼料消化率降低飼料消耗沉性飼料沉性飼料蝦 黃尾鰤 鮭魚牙鲆 鯛 鱒魚鱸魚 鰈 鱈魚Moi Maimai 大菱鲆浮性飼料浮性飼料羅非魚 鰻鱺鯰魚 遮目魚鯉科魚膨化

25、擠壓在飼料行業中的應用膨化擠壓在飼料行業中的應用廣泛的適用性廣泛的適用性各種養殖方式：工廠化、池塘、各種養殖方式：工廠化、池塘、 網箱等網箱等各類吃食性養殖品種：魚、蝦、各類吃食性養殖品種：魚、蝦、蟹、龜等蟹、龜等寵物食糧及觀賞性魚類飼料寵物食糧及觀賞性魚類飼料概概 述述特點特點綜合水、壓力、溫度和機械綜合水、壓力、溫度和機械剪切的作用剪切的作用溫度：溫度：90-20090-200延續時間：延續時間：2-302-30s s物理、化學變化物理、化學變化蛋白質蛋白質高溫、高壓、高剪切力，使得蛋白質適度變高溫、高壓、高剪切力，使得蛋白質適度變性，蛋白酶更易進入蛋白質內部，消化率提高，性，蛋白酶更易進

26、入蛋白質內部，消化率提高，彈性增強，可溶性物質與淀粉間質相溶和彈性增強，可溶性物質與淀粉間質相溶和蛋白可塑性增強，提高制粒效率，降低粉化蛋白可塑性增強，提高制粒效率，降低粉化率率適度的熱處理，鈍化抗營養因子如抗胰蛋白適度的熱處理，鈍化抗營養因子如抗胰蛋白酶因子、棉酚、毒蛋白等，提高植物蛋白利用酶因子、棉酚、毒蛋白等，提高植物蛋白利用價值，降低配方成本價值，降低配方成本蛋白質擠壓過程中的蛋白質結構變化蛋白質擠壓過程中的蛋白質結構變化變性締合加熱或剪切導致部分或全部締合物破裂而形成濃縮溶液或熔化相高溫下可能形成的一些共價鍵冷卻時形成的非共價鍵和二硫鍵在足夠低的水分條件下非晶體區向玻璃態轉化動物蛋白

27、綜合特征動物蛋白綜合特征氮溶解指數（NSI)低功能性差（吸水性和粘合特性）氨基酸結構平衡，一般動物生長會超過高植物蛋白飼料低溫干燥動物蛋白的質量最佳新鮮的原料和噴霧干燥加工后，會具有很高的粘合性植物蛋白綜合特征植物蛋白綜合特征氮溶解指數（NSI)高功能性（吸水性和粘合特性）好一般缺乏某種或某幾種氨基酸未榨油原料是很好的能量原料小麥面筋粉是膨脹型最好的植物蛋白水產飼料中植物蛋白的作用水產飼料中植物蛋白的作用制作浮性飼料有更大的膨脹潛力；提高粘合性，增進顆粒持久性；降低原料成本；外涂作業時有較高吸油水平；灰分含量低，在螺桿和壓模上的白色礦物沉積少大豆蛋白在熱處理中的分子變化大豆蛋白在熱處理中的分子

28、變化擠壓的主要影響是將蛋白質拆散而后又重新連接擠壓的主要影響是將蛋白質拆散而后又重新連接在一起，在一起，NSINSI下降，吸水性和膨脹性提高。下降，吸水性和膨脹性提高。不同擠壓溫度下大豆分離蛋白的溶解性能不同擠壓溫度下大豆分離蛋白的溶解性能0%20%40%60%80%100%120%未擠壓507090110130加工溫度大豆蛋白溶解性能生產組織蛋白溫度一般為生產組織蛋白溫度一般為140-160，水分，水分20-40%，若產品要，若產品要求較好的溶解度，則溫度可低一些。求較好的溶解度，則溫度可低一些。非酶褐變非酶褐變美拉德反應美拉德反應v過度膨化過度膨化-異味、消化率下降、異味、消化率下降、Ly

29、sLys損失嚴重損失嚴重還原糖與游離氨基酸之間的一種反應，對導致氨基酸，特別是賴氨酸的損失，并形成有色化合物而影響擠壓物的外觀；擠壓熟化過程中的高溫和低水分有利于美拉德反應；提高溫度會增加損失，增加物料水分、加快喂料速度可顯著減少損失；提高螺桿轉速可縮短滯留時間，本應減輕褐變，但提高螺桿轉速會加強剪切，提高溫度，反而可能導致褐變加重。碳水化合物碳水化合物淀粉淀粉( (糊化與碎化）糊化與碎化）淀粉發生糊化（淀粉發生糊化（-化），高分子結構斷裂，變化），高分子結構斷裂，變成低分子物質，易于消化吸收，同時還起到重要成低分子物質，易于消化吸收，同時還起到重要的粘合作用，保持水中穩定性，降低飼料散失，的

30、粘合作用，保持水中穩定性，降低飼料散失，減少工業合成粘合劑的添加，無毒性。減少工業合成粘合劑的添加，無毒性。轉化成葡萄糖、麥芽糖等碎化多糖，產生甜味轉化成葡萄糖、麥芽糖等碎化多糖，產生甜味增加適口性增加適口性纖維素纖維素經擠壓后，可溶性膳食纖維的量增加，保健作經擠壓后，可溶性膳食纖維的量增加，保健作用用葡萄糖、蔗糖等葡萄糖、蔗糖等影響淀粉的糊化，與蛋白質發生反應，飼料效影響淀粉的糊化，與蛋白質發生反應，飼料效率降低。率降低。淀粉淀粉 碳水化合物碳水化合物能量來源能量來源 有利于飼料的膨脹有利于飼料的膨脹 提高飼料的粘合性和穩定性提高飼料的粘合性和穩定性 以兩種形式存在以兩種形式存在直鏈淀粉直鏈

31、淀粉 支鏈淀粉支鏈淀粉 -淀粉：淀粉：淀粉粒有許多淀粉分子排列成放射狀微晶束構淀粉粒有許多淀粉分子排列成放射狀微晶束構成。這種微晶束系直鏈、支鏈淀粉分子相互平成。這種微晶束系直鏈、支鏈淀粉分子相互平行且彼此間以氫鍵結合而成。水分子在熱作用行且彼此間以氫鍵結合而成。水分子在熱作用下進入淀粉粒內微晶束間隙與淀粉分子中游離下進入淀粉粒內微晶束間隙與淀粉分子中游離基團結合。溫度繼續升高，一部分直鏈淀粉被基團結合。溫度繼續升高，一部分直鏈淀粉被水溶解和滲出，使更多的水分子進入淀粉粒內水溶解和滲出，使更多的水分子進入淀粉粒內部，從而使微晶束分離，形成一種間隙大且不部，從而使微晶束分離，形成一種間隙大且不規

32、則的立體網狀結構，中間充滿水或溶液，處規則的立體網狀結構，中間充滿水或溶液，處于這種糊化狀態的淀粉稱于這種糊化狀態的淀粉稱-淀粉。淀粉。常見能量飼料原料的淀粉含量常見能量飼料原料的淀粉含量原料%淀粉（干物質）全玉米70-75面粉75-80麩皮5-8冬小麥65.5-82次粉21.5高粱71.6全稻米81全大麥60全燕麥4544%豆粕0.5浮性飼料需要至少浮性飼料需要至少18-20%的淀粉含量的淀粉含量淀粉的糊化過程淀粉的糊化過程調制器30%-化環模造粒40%環形間隙膨脹機60%單螺桿膨化機85%雙螺桿膨化機 100%淀粉糊化度淀粉糊化度擠壓溫度物料水分剪切力螺桿結構在機腔內滯留時間高水分、低溫擠

33、壓使淀粉部分糊化高水分、低溫擠壓使淀粉部分糊化低水分、高溫擠壓有利于提高淀粉的糊化度低水分、高溫擠壓有利于提高淀粉的糊化度脂脂 肪肪使原料中微生物分解的脂肪酶完全失活，提高飼使原料中微生物分解的脂肪酶完全失活，提高飼料的貯藏性能料的貯藏性能使油脂從顆粒內部滲透到表面，使飼料產生特殊使油脂從顆粒內部滲透到表面，使飼料產生特殊的香味，提高飼料適口性和外觀效果的香味，提高飼料適口性和外觀效果網狀結構能夠吸附更過的脂肪，冷水性魚類科利網狀結構能夠吸附更過的脂肪，冷水性魚類科利用高達用高達40%40%脂肪的高能飼料，減少氮污染脂肪的高能飼料，減少氮污染形成蛋白形成蛋白- -脂肪復合物，這部分脂肪仍然可以

34、被脂肪復合物，這部分脂肪仍然可以被魚類正常利用，但索氏抽提法不適用于膨化飼料，魚類正常利用，但索氏抽提法不適用于膨化飼料，應采用酸水解法，應采用酸水解法，三高條件下，甘油三酯會部分水解，與直鏈淀粉絡合，三高條件下，甘油三酯會部分水解，與直鏈淀粉絡合，影響膨化效果，淀粉的溶解性和消化率降低。影響膨化效果，淀粉的溶解性和消化率降低。熱敏性物質在膨化過程中的損失熱敏性物質在膨化過程中的損失維生素維生素反應敏感反應敏感依次為維生素依次為維生素K K3 3, C, D, C, D3 3, A, E, A, E反應不敏感反應不敏感其他其他B B族維生素族維生素酶制劑酶制劑完全失活完全失活活菌制劑活菌制劑1

35、20120乳酸桿菌、鏈球菌、酵母、芽孢桿菌全部失活乳酸桿菌、鏈球菌、酵母、芽孢桿菌全部失活維生素在膨化過程中的損失維生素在膨化過程中的損失維生素保留取決于： 原料配方 溫度 水分 滯留時間維生素在膨化過程中的穩定性（保存率維生素在膨化過程中的穩定性（保存率% %）選擇熱穩定劑型：交聯反應型選擇熱穩定劑型：交聯反應型V VA A微粒膠微粒膠囊、微囊型囊、微囊型V VE E醋酸酯、高穩性醋酸酯、高穩性V VC C磷酸酯，磷酸酯，蝦青素蝦青素10-15%10-15%的損耗的損耗根據保存率，超量添加！根據保存率，超量添加！膨化溫度/在機滯留時間（min)121/3132/3149/3154/3166/

36、3VA(微粒膠囊）9188807771VD3(微粒膠囊）9492878583VE(醋酸酯）9796949493VE(醇）554522155VK(甲萘醌）6354373325VC5747312515膽堿9897969594其他B族維生素90-9685-9578-8976-8771-82蝦青素在加工過程中的損失蝦青素在加工過程中的損失63.663.159.158.848.2010203040506070粉碎調制器擠壓機干燥、冷卻真空噴涂蝦青素含量（ppm DM)加魚油注:噴涂魚油的“稀釋”作用導致蝦青素含量下降。礦物質礦物質反應不敏感，報道較少反應不敏感，報道較少植物蛋白中的植酸可能同鋅、錳等絡合

37、，植物蛋白中的植酸可能同鋅、錳等絡合，降低效價降低效價糊化淀粉對礦物質的包被作用，可使礦糊化淀粉對礦物質的包被作用，可使礦物質的氧化還原、吸濕返潮等向著有利物質的氧化還原、吸濕返潮等向著有利的方向發展的方向發展膨化擠壓影響虹鱒對幾種原料表觀養分消化率（膨化擠壓影響虹鱒對幾種原料表觀養分消化率（%）干物質蛋白質* 粗脂肪總能豆粕75.3598.1073.0179.05擠壓豆粕78.3898.0886.1381.85大麥43.6095.5872.5748.53擠壓大麥67.2294.31 80.7469.88玉米蛋白粉74.2487.3975.6878.95擠壓玉米蛋白粉擠壓玉米蛋白粉86.037

38、5.4576.0488.89小麥46.7495.5677.2554.05擠壓小麥71.1490.2077.4577.09*擠壓溫度稍高，蛋白質部分褐變，消化率降低擠壓溫度稍高，蛋白質部分褐變，消化率降低虹鱒對不同加工后的全脂大豆的表觀消化率（虹鱒對不同加工后的全脂大豆的表觀消化率（%）全脂大豆（生） 擠壓全脂大豆擠壓全脂大豆+200FTU/kg植酸酶豆粕+200FTU/kg植酸酶干物質74.51.673.88.273.63.675.93.3粗蛋白88.0 0.4a97.21.1b 96.80.6b97.90.2bMg68.5 0.4a59.62.7b 74.71.2c68.03.3a總磷21.

39、20.1a12.54.8b 81.33.4c31.76.5d植酸磷29.91.2a19.66.1a60.91.9b60.60.2Cu89.90.293.31.292.11.692.72.7Mn20.30.4a13.51.2a46.22.9b16.80.9aZn14.65.7a7.20.3b48.43.3c15.75.6a膨化擠壓影響虹鱒對幾種原料礦物質利用率（膨化擠壓影響虹鱒對幾種原料礦物質利用率（%）CaKMg S總P植酸PCu FeMn Zn豆粕7.499.878.998.163.20.994.977.230.664.7擠壓豆粕8.699.778.497.960.641.094.254.0

40、32.358.1大麥29.499.389.796.576.35.788.355.943.855.4擠壓大麥24.499.489.496.470.624.981.753.442.748玉米蛋白粉1.599.676.694.765.67.485.278.742.553.0擠壓擠壓玉米蛋白粉玉米蛋白粉7.799.575.391.864.714.677.333.442.245.4小麥20.999.188.096.771.1086.654.436.556.0擠壓小麥19.899.585.994.867.426.479.447.526.940.9擠壓熟化對菜籽擠壓熟化對菜籽大豆混合料（重量大豆混合料（重量

41、1：1）中芥子甙總含量的影響（）中芥子甙總含量的影響（mol/g)低芥子甙菜籽-大豆混合料高芥子甙菜籽-大豆混合料未擠壓18.491.6150擠壓13.473.73%堿液中11.256.63%（NH4)2SO4溶液中11.1/3%甲酸溶液中6.4/5%堿+1%Fe2(SO4)3溶液中/14.9*資料來源：Fenwich et al., 1986)水分和溫度對抗胰蛋白酶（水分和溫度對抗胰蛋白酶（TI)活力的影響活力的影響020406080100120水分（%）010203040100120140TI 活力（%）配方配方密度密度硬度硬度光潔度光潔度一致性一致性外形外形+淀粉淀粉-+?+油油 (內源

42、性的）內源性的）+-+纖維纖維?-(1)?+功能蛋白功能蛋白-+(2)?+非功能蛋白非功能蛋白+-+?+返工返工+-+(1)Function of grind and partical size(2)Large cell structure對于功能性差的魚粉的應對措施對于功能性差的魚粉的應對措施 提高粉碎細度； 在預調制器中提高水或魚油的量； 需要更高性能的預調制器； 提高功能性蛋白的使用量。草魚膨化飼料養殖草魚膨化飼料養殖效果的中試效果的中試材料與方法材料與方法 池塘條件：池塘條件： 育成池塘條件：育成池塘條件：2 2個池塘，試驗池個池塘，試驗池10.0710.07畝；畝； 對照池對照池10

43、.0210.02畝；水深均為畝；水深均為2 2米左右。米左右。試驗魚試驗魚主養魚種：草魚主養魚種：草魚搭配魚種：鰱、鳙及鯽魚搭配魚種：鰱、鳙及鯽魚放養規格和密度放養規格和密度1000010000尾草魚，尾草魚，130g/130g/尾、尾、50005000尾鯽魚，尾鯽魚，50g/50g/尾、尾、550550尾鳙，尾鳙，120g/120g/尾、尾、2000-25002000-2500鰱，鰱， 70g/70g/尾。尾。 試驗飼料試驗飼料粗蛋白粗蛋白粗脂肪粗脂肪水分水分粗灰分粗灰分環保型魚環保型魚種飼料種飼料36.2636.263.533.536.926.929.429.42硬顆粒魚硬顆粒魚種飼料種飼

44、料39.0339.033.893.898.658.659.969.96環保型成環保型成魚飼料魚飼料27.3027.302.572.578.58.58.98.9硬顆粒成硬顆粒成魚飼料魚飼料29.5129.512.532.5310.4610.469.489.48飼養管理飼養管理 日投喂率與投喂次數日投喂率與投喂次數 2%2%3%3% 4 4次次/ /天。天。 水質監測水質監測 DO, NHDO, NH3 3-N, NO-N, NO2 2-N-N育成期中試結果育成期中試結果實驗池實驗池對照池對照池草魚草魚鯽魚鯽魚鰱鳙魚鰱鳙魚草魚草魚鯽魚鯽魚鰱鳙魚鰱鳙魚育育成成階階段段收獲量收獲量( kg)68639

45、78165160528051342飼料系數飼料系數1.272.09單價單價(元元/kg)7.09.04.07.09.04.0總收入總收入(元元)6344754977成本成本(元元)4109942721總盈利總盈利(元元)2234812256投入產出投入產出比比1:1.541:1.28對水質的影響：對水質的影響：7 79 9月份草魚育成月份草魚育成階段池塘水質變化圖階段池塘水質變化圖00.10.20.30.40.50.60.77-107-177-247-318-78-148-218-289-4（m g/L）氨氮 實驗 組氨氮 對照 組亞硝酸鹽 實驗組亞硝酸鹽 對照組監測日期膨化飼料與硬顆粒飼料的比較膨化飼料與硬顆粒飼料的比較 比較項目膨化飼料性狀 比較項目膨化飼料性狀養殖方面：1.浮性對沉性2，水中的穩定性3，顆粒的黏結度4，因掉入池中而造成的損失5，粉化率（不成顆粒的粉狀飼料）6，飼料的轉化率7，投飼的管理有利好強少少高方便8，營養物質的消化率9，飼料中的細