2020年1月8日 优化饲料加工工艺以提高颗粒质量和盈利能力
饲料生产是一项复杂且昂贵的活动，优化饲料的生产过程对于保持产品盈利能力非常重要，为此有必要收集加工过程的所有相关数据，并熟悉各个加工参数对制粒的影响。良好的生产工艺应该有利于饲料颗粒质量、养殖动物生长表现的提升和生产能耗的降低。
饲料制粒技术分别于20世纪20年代和30年代末被分别引入欧洲和美国的饲料行业。从那之后，制粒工艺在行业中得到了稳步发展，目前在美国约有80%的饲料是通过制粒工艺生产的，而全球每年加工饲料的总产量已经超过10亿吨(Rojas和Stein，2017)。制粒工艺之所以在饲料加工领域得以发展壮大，主要是因为它有利于提升饲料物理品质并改善饲料营养。根据大量的养殖实验结果可以看出，饲料制粒对动物表现的改善主要是由于：1. 投喂过程中饲料浪费降低；2. 动物选择性摄食行为减少；3. 饲料中原料混合更均匀；4. 饲料中的病原生物减少；5. 淀粉和蛋白质的热改性；6. 适口性的改善。Yasothai通过对比投喂颗粒饲料与直接投喂粉碎谷物原料，发现投喂颗粒饲料的效果更好，这展示了颗粒饲料质量的重要性(Yasothai, 2018)。
制粒已经成为家禽饲料生产中使用最广泛的热加工方法，其原理是通过机械力作用，结合水分、压力和温度等，使原料颗粒粘结。以这种方式生产的颗粒饲料已被证明可以提升肉鸡的采食量、饲料转化率和增重。进一步的分析表明，制粒提升肉鸡生长性能的原因有很多，但其中最表观的原因包括：1. 营养物质消化率的改善；2. 摄食量的提升；3. 摄食间隙休息时间的增加。这些因素都使得肉鸡在采食活动中的能量消耗降低(Kiarie和Mills，2019)。
值得注意的是，饲料颗粒必须在被动物吃掉之前保持完整性，这是养殖动物达到最佳生长性能的前提。因此饲料颗粒应该具备良好的质量，可以抵抗摔包、磨损等外力作用，饲料进入料槽前依旧可以保证完整性不会产生高比例的细小颗粒或碎片(Keysuke Muramatsu等，2015)。
颗粒饲料耐久性指数(PDI，其倒数即粉化率)是用于确定颗粒物质量的关键参数，它是指饲料颗粒在受到机械力作用完整颗粒的百分比。饲料从饲料工厂到养殖场要经历多次的储存和运输，在这个过程中饲料会受到摩擦、撞击和挤压。劣质的饲料颗粒在这种外力作用下会解体，导致饲料中完整的颗粒减少，饲料袋内的粉料比例增加。如果粉料过多，很有可能会导致饲料营养不均衡，对动物的生长性能产生负面影响。将不同比例的颗粒饲料和粉料混合进行养殖实验，结果显示投喂100%颗粒饲料的鸡获得了最高的增重和饲料转化率，而饲喂100%粉料的鸡的生长表现最差(Keysuke Muramatsu等，2015)。
巴西两所大学的研究者通过实验分析了一系列影响饲料颗粒质量的因素，最终得出对产品影响最大的两个因素：1. 饲料配方(尤其是脂肪含量)；2. 热加工。他们还建议将膨化、脂肪后喷等工艺运用到饲料加工工艺中，以生产高质量的饲料颗粒。同时，研究发现使用尽可能高的调质温度生产低脂饲料或零脂饲料可以提高饲料颗粒的耐久性，并减少制粒机的能量消耗，生产高脂饲料时改善了饲料的颗粒耐久性(Yasothai, 2018)。 此外，增加蒸汽进行调质可以减少制粒过程的机械摩擦，降低电能消耗，并提高了颗粒的耐久性。
制粒的主要目的是以最低的生产成本生产出适口性好、高质量的饲料颗粒。加工过程中的粉碎、混合、调质、制粒和冷却都是影响颗粒质量的重要因素(图1)。制粒机的设置已被证明会影响到饲料颗粒的质量，从而影响到造粒过程的盈利能力。
图1 影响颗粒质量的因素(Keysuke Muramatsu et al., 2015)
温度和时间也是关键的影响成品质量的因素。研究表明，不同的调质温度(70、80和90℃)和时间(50和75秒)会影响奶牛饲料中菜粕的营养组成及蛋白分子大小(Huang等，2015)。
饲料的颗粒大小对动物健康也有影响，非常小的颗粒会对肠道健康产生负面影响，研究发现过小的饲料颗粒和猪的胃溃疡和家禽的肌胃功能障碍高发有关系。
相对较高的调制温度可以带来高质量的饲料颗粒，并减少饲料中潜在的病原体水平，如沙门氏菌。但是这种做法不利于热敏感的饲料原料及添加剂的使用，如饲料酶制剂。因此，对饲料加工系统的评估将不仅仅是优化营养物质的利用，还包括对饲料卫生、饲料添加剂功效、动物健康和食品安全的影响(Kiarie和Mills，2019)。
虽然饲料加工对动物生长性能和经济性方面的好处已被证实，但是行业对饲料颗粒质量、营养物质消化率、加工效率的要求不断提高，这刺激着饲料加工业的不断创新。
Mohamed MAMMERI | Phileo全球产品经理
参考文献
Huang, X., Christensen, C., Yu, P., 2015. Effects of conditioning temperature and time during the pelleting process on feed molecular structure, pellet durability index, and metabolic features of co-products from bio-oil processing in dairy cows. J. Dairy Sci. 98, 4869–4881. https://doi.org/10.3168/jds.2014-9290
Keysuke Muramatsu, Andréia Massuquetto, Fabiano Dahlke, Alex Maiorka, 2015. Factors that Affect Pellet Quality: A Review. J. Agric. Sci. Technol. A 5. https://doi.org/10.17265/2161-6256/2015.09.002
Kiarie, E.G., Mills, A., 2019. Role of feed processing on gut health and function in pigs and poultry: conundrum of optimal particle size and hydrothermal regimens. Front. Vet. Sci. 6. https://doi.org/10.3389/fvets.2019.00019
Rojas, O.J., Stein, H.-H., 2017. Processing of ingredients and diets and effects on nutritional value for pigs. J. Anim. Sci. Biotechnol. 8, 48. https://doi.org/10.1186/s40104-017-0177-1
Yasothai, R., 2018. Factors affecting pellet quality. International Journal of Science, Environment and Technology.
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