挤压膨化技术在水产饲料生产中的应用

挤压膨化技术在水产饲料生产中的应用

摘要：挤压膨化水产饲料是一种低污染、浪费少、高效率、高转化率的优质环保型饲料。采用挤压膨化饲料是生产高质量安全型动物产品，确保人类健康的重要手段，也是未来饲料工业发展的趋势。也是当前乃至今后以绿色环保为主题的水产饲料业发展的必然趋势。文章就水产膨化饲料加工工艺中的影响因素及膨化水产饲料的特点做一简要概述

关键词：挤压膨化；水产饲料

随着科技的不断发展和人类生活水平的日益提高，新的养殖业将由现在的数量型向质量型发展。水产品优质化将是新世纪养殖业发展的必然，采用挤压膨化饲料是生产高质量安全型动物产品、确保人类健康的主要手段，也是未来饲料工业发展的趋势。

目前，在欧洲的许多国家和地区已经形成了以膨化饲料为主流的加工与养殖新模式。近几年来，随着我国水产养殖品种的不断增加，对饲料的要求也越高。饲料要依据不同鱼类的摄食习性，具有不同的性质——浮性、沉性或慢沉性；同时又能在水中完整地保持一定的时间，以便动物有足够的摄食时间。而要达到这些性质只有应用挤压膨化技术。

1挤压膨化加工技术原理

膨化是利用膨化机内的螺杆和螺杆套筒对物料的挤压、剪切作用使其升温、加压，并将高温、高压的物料挤出模孔，使之因骤然降压实现体积胀大的工艺。膨化可分干、湿两种加工方法，干法膨化加工无需在原料中添加水分，原料在进入膨化腔以前不进行调质处理，膨化过程中产生的热量全部由原料在机械能作用下通过螺杆、剪切板和膨化腔内壁产生。湿式膨化机的结构比干式膨化机更复杂，原料进入膨化腔以前先进行调质，以提高熟化程度，为了加强对熟化过程的控制，膨化腔外还附有导入蒸汽和加水的装置，以辅助加

热或降温。

典型的膨化过程是：将粉碎、混合后的物料送到调质器中给予一定的水分和温度。调质后的混合物料被送入膨化仓，物料在高速旋转的螺杆的推动下通过不同的区域，由于摩擦使物料的温度、压力逐渐增加，区域之间的压力控制锁又进一步调节压力。膨化温度，压力在膨化机头的锥型螺旋出处达到最大，物料的温度升致135～160℃，压力15～40个大气压，这时虽然水的温度高于100℃，但压力也远远高于一个大气压，避免了沸腾现象的发生。最后当物料通过环模孔进入大气压环境时，压力突然减少，蒸汽迅速逸出，从而使物料猛烈膨胀。

目前较先进的湿法膨化属于高湿、短时膨化工艺(HTST)，被认为特别适合处理在动物饲料中广泛应用的植物蛋白、淀粉、谷物类产品。HTST 膨化优于其它加工工艺，因为在其加工过程中有效地破坏生长抑制因子及杀灭原料中有害微生物，而原料中的营养成分受破坏程度最大。

2影响膨化饲料加工质量的主要环节 2.1产品加工质量控制侧重点

膨化饲料在挤压前关注的重点是营养指标是否达标、筛选除杂工作是否做到位、粉碎粒度和混合均匀度是否达标、交叉污染防控情况，以及调质熟化度是否达标等；而挤压后关注重点偏向于营养指标变化情况、颗粒均匀度、比重/浮水率、软化/耐水时间、软化后颗粒粘弹性、含粉率和外观色泽等方面。

2.2加工质量影响环节分析

2.2.1 原料配方

原料的理化特性、物料预处理和配方成分均会影响膨化料加工质量。具体来讲，原料膨化品质系数影响饲料膨化效果和膨化成本，物料是否除杂、粒度是否达标、有没有进行前调质处理都会影响膨化效果；而饲料配方的淀粉、油脂和粗纤维含量都在一定程度上决定了饲料膨化的最终效果好坏。

2.2 .2工艺设备

主机结构（选用单轴还是双轴、D：L 值大小、螺旋组态的分布），工艺设备配置（粉碎、筛选、干燥和喷涂）以及挤压模孔参数（单孔结构和模孔面积）都会影响膨化料质量。

2.2.3 挤压操作

水和蒸汽的添加量会影响产品粒径和外观色泽；考虑到工厂的产能需求和实际产量，在螺杆转速调节时要注意充填度和物料滞留时间控制；而膨化温度和膨化压力的控制直接决定了淀粉糊化度和膨化度大小。

2.2.4 其他方面

膨化机设备磨损和老化情况以及操作员是否新手都会一定程度影响膨化产品质量。这需要我们针对新手上岗前进行操作培训并制定标准化操作手册供参考，同时定期跟踪螺旋、衬套和模具的磨损情况来决定后期维护和更换。

3原料理化特性对挤压加工的影响

3.1粉碎粒度

粉碎粒度对于挤压膨化加工工艺相当重要。粗的物料粉碎颗粒会使产品膨化系数减少，容易堵模；影响前调质和挤压混揉效果；对挤压机磨损大、机械能耗高；还会使产品颗粒外观粗糙。因此，需要依据产品级别和挤压要求，确定最经济的粉碎粒度。

3.2淀粉含量

合理而稍偏高的淀粉含量会增加膨化系数，提高浮水率；使挤压操作宽度变大，容易稳定产品品质；淀粉含量稍高会加大物料流动性能，有利于饲料成粒，有助于改善颗粒外观质量。较好的淀粉类原料有高筋面粉、玉米粉和马铃薯淀粉。

3.3粗脂肪含量

对于单轴机而言，如果挤压前原料的粗脂肪含量超过8%，挤压时会出现物料均质差，品质不稳定，产品粘性减小，耐水性降低；影响挤压温度压力，膨化力减小，产品浮水率降低。因此，当膨化浮水饲料挤压前总脂肪含量超过8%时，超出部分油脂应改在外喷涂添加，减小对挤压加工的影响。经生产实践证实，高油脂原料有利于提高油脂水平，最小均匀外喷油量同颗粒粒径大小、表面光滑程度相关，颗粒越小越易均匀。

3.4粗蛋白

原料粗蛋白来源和含量对于挤压膨化效果有很大影响，一般而言，动物蛋白膨化性能差异较大，植物蛋白膨化性整体较好。在一定范围内，粗蛋白含量升高，磨擦系数小，设备磨损降低，产品组织化好，粘弹性增加。

3.5皮毛壳类原料

皮毛壳类原料如棉粕、椰籽粕、菜粕等原料在配方中的比重越大，物料越难粉碎，粉碎效率直线降低。皮毛壳类原料不规则的外形也很难进行精筛选，容易导致堵模、生产故障率增加。含壳类原料多的产品，在加工时产生的气泡容易破裂，产品颗粒外观较差。

4膨化水产饲料的特点 4.1膨化水产饲料的优点

4.1.1 便于饲养管理

水产膨化饲料能较长时间悬浮于水面(或水中)，投饲时不需专设投饲台，只需定点投饲即可。鱼采食时需出水面，能直接观察鱼的采食情况，及时调整投饲量，并能及时了解鱼类的生长情况和健康状况，因此采用水产膨化饲料有助于进行科学的饲养管理，既节约大量时间，又能提高劳动生产率。

4.1.2 防止饲料浪费

水产膨化饲料在水中稳定性很好，一般2 小时内（有的长达10 多个小时）不溶解，因而能避免饲料中营养成份在水中溶解散失和饲料沉入泥中，而且残饵也容易捞起晒干，能最大限度防止饲料浪费。据试验表明一般采用水产膨化饲料比粉状或硬颗粒饲料可节约饲料10%左右。

4.1.3 降低水质污染

水产膨化饲料在水中不溶解、不下沉，因而能避免饲料在水中残留发酵，降低了水中有机物的耗氧量，从而有效地降低水质污染。

4.1.4 饲料利用率高

膨化时高温处理，使淀粉糊化、脂肪稳定，并破坏和软化纤维结构和细胞壁，从而提高各营养成份的利用率，挤压膨化可显著降低棉籽及棉籽粕中游离棉酚的含量，对菜籽粕中的芥子苷、蓖麻籽粕中的有毒蛋白等，也有较好的脱毒效果。同时膨化过程也破坏了豆粕中的抗胰蛋白酶等有害物质和抗营养因子，从而提高了原料的适口性和消化率，因此水产膨化饲料较粉状和颗粒饲料的利用率高。

4.1.5 饲料保存期长

水产膨化饲料由于经过烘干处理，水分含量较低，颗粒较硬，颗粒粉化率降低，并且膨化过程中大多数的微生物和菌虫被杀死，因此其保存期较长，便于贮藏和运输。

4.1.6 防止疾病发生

饲料经膨化瞬时的高温处理，能有效地杀死大肠杆菌、沙门氏菌等病菌，而且膨化饲料吸水(油)性强，便于防病药物的添加。从而可以防止饲料的不洁而引发各类消化道疾病。

4.1.7 提高饲料能量

硬颗粒饲料难以提高油脂添加量，而膨化饲料能够根据水产动物的营养需要，通过添加油脂，使油脂均匀分散在饲料中，提高能量水平，以充分满足水产动物生长的需要。

4.1.8 适应多种需求

由于膨化机的膨化工作温度及压力是可的，所以既能生产浮性饲料（针对上层鱼类、蛙类）、慢沉性（针对中下层鱼类）和沉性（针对虾蟹类）；同时亦能满足一些特定要求，如低水分饲料、高纤维饲料等。

4.2 膨化水产饲料的缺点

4.2.1 生产成本较高

膨化饲料的加工工艺比一般颗粒饲料复杂，设备投入多，电耗高，产量低，因而成本较高，一般比颗粒饲料的成本要高20%左右。

4.2.2 营养成分损失

蛋白质和氨基酸损失。膨化过程中的高温使原料中的一部分还原糖与游离的氨基酸发生美拉德反应，降低了部分蛋白质的利用率，加热最易受损失的是赖氨酸，其次是精氨酸和组氨酸。

维生素损失。温度、压力、摩擦和水分都会导致维生素的损失。据美国学者报道，在膨化饲料中，维生素A、维生素D 和叶酸损失11%，单硫钱素与盐酸态钱素的损失率为11%与17%，维生素K和维生素C 的损失率为5%，而同样在硬颗粒饲料中损失则减半。而且温度越高，时间越长，这种维生素破坏就越多。

酶制剂损失。由于酶是一种蛋白质，膨化加工的过程对酶制剂的活性有着不利的影响。一般酶的适宜温度为35～40℃，最高不超过50℃，而膨化制粒过程中温度通常都高于

100℃，并伴有高压，因此酶制剂的活性将受到很大的损失。

微生物制剂损失。目前饲料中应用较多的微生物制剂主要有乳酸杆菌、酵母、芽抱杆菌等，这些微生物制剂对温度尤为敏感，当膨化制粒温度超过85℃时其活性将全部丧失。

5结束语

膨化加工应用于人的食品制造业已有50 多年的历史,该项技术于20 世纪60 年代中期推向畜禽养殖业, 70 年代初在宠物食品的应用达到高峰, 但由于种种原因在饲料加工的应用进展很慢。最近5～ 6 年, 由于膨化设备的巨大进步, 膨化机价格大幅度下降, 以及就膨化加工对饲料理化性质和营养价值影响的深入研究, 有力地推动了膨化技术在饲料中的应用。目前许多水产养殖业发达的国家和地区在大量使用膨化水产饲料。在美国鲑鱼、虹鳟鱼、鳗鱼、龙虾、罗非鱼、锦鲤的饲料均普遍使用膨化技术生产, 90%的斑点叉尾用膨化饲料喂养。近几年我国的膨化水产饲料越来越受到重视, 一些专业的膨化水产饲料生产厂家已建成投产。膨化饲料在月鳢、青蛙、鲈鱼的养殖中被广泛接受,斑点叉尾鮰、罗非鱼、草鱼对膨化饲料的使用不断增加。海水养殖膨化饲料的应用也有一定的进展。

加工与营养的关系越来越引起人们注意, 以膨化为代表的新一代饲料加工工艺将在本世纪扮演着重要角色, 膨化加工在未来的水产养殖生产应用中将发挥更大的作用, 它将保证我国水产养殖业的持续发展。

参考文献

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