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筛片孔径和调质后水分对膨化大豆生产能耗及应用效果的影响

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分类号:密级:华中农业大学硕士学位论文筛片孔径和调质后水分对膨化大豆生产能耗及应用效果的影响Effectsofsieveapertureandpost-conditioningmoistureonproductionpowerconsumptionandappficationinextrudedsoybean研究学生:号:林巧伟2011302110068指导教师:黄飞若副教授专业:动物营养与饲料科学获得学位名称:农学硕士研究方向:猪的营养获得学位时间:2014年6月华中农业大学动物科技学院中国武汉华中农业大学学位论文独创性声明及使用授权书学位论文是否保密召如需保密,解密时间年月日独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得华中农业大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料,指导教师对此进行了审定。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中做了明确的说明,并表示了谢意。研究生签名:替均1移时间:≯,千年占月,6日撇黼始…多撇砖诺签名日期:为,中年6月,占日签名日期目。,彩年易月/彦日筛片孔径和调质后水分对膨化大豆生产能耗及应用效果的影响目录摘要…………………………………………………………………………………一iAbstract................….….………...…......….…...…….….…......….....….....….…..……...............iii缩略语表………………………………………………………………………………vi(Abbreviation)…………………………………………………………………………………………………一vi文献综述……………………………………………………………………………….11日U舌……………………………………………………………………………………………………………..l前言……………………………………………………………………………………………………………..112大豆的概况………………………………………………………………………….13大豆的抗营养因子…………………………………………………………………..23.1蛋白酶抑制因子………………………………………………………………23.2大豆抗原蛋白…………………………………………………………………33.3血凝素类或凝集素……………………………………………………………33.4植酸…………………………………………………………………………………………………….43.5氰和皂苷类……………………………………………………………………43.6致甲状腺肿物和雌激素类…………………………………………………….53.7非淀粉多糖和大豆寡糖类…………………………………………………….64全脂大豆热处理加工………………………………………………………………..74.1蒸汽处理………………………………………………………………………74.2浸泡蒸煮………………………………………………………………………84.3炒烤与加压烘烤………………………………………………………………84.4膨化加工………………………………………………………………………85膨化预处理………………………………………………………………………….95.1粉碎…………………………………………………………………………………………………….95.1.1粉碎对饲料生产加工性能的影响………………………………………95.1.2粉碎粒度对饲料营养成分消化率的影响……………………………..105.1.3粉碎粒度对猪生长性能和胃肠道的影响……………………………..1l5.2调质………………………………………………………………………….135.2。1调质的概念……………………………………………………………13华中农业大学2014届硕士研究生学位(毕业)论文5.2.2调质的机理……………………………………………………………135.2.3影响调质的主要因素…………………………………………………135.2.4调质对饲料理化特性和营养价值的影响…………………………….155.3调质对畜禽生长性能的影响………………………………………………..186本研究的目的与意义………………………………………………………………19试验一筛片孔径和调质后水分对膨化大豆生产加工和产品指标的影响…………201前言…………………………………………………………………………………………………………..202材料与方法…………………………………………………………………………202.1试验材料…………………………………………………………………….202.2试验设计…………………………………………………………………….2l2.3试验仪器与试剂…………………………………………………………….212.4试验指标与测定方法………………………………………………………一2l2.4.1粉碎粒度、电耗的测定……………………’…………………………2l2.4.2干物质、粗蛋白质、粗脂肪的测定………………………………….222.4.3胰蛋白酶抑制剂活性的测定………………………………………….222.4.4有效赖氨酸含量的测定………………………………………………222.4.5蛋白质溶解度的测定…………………………………………………222.5数据分析…………………………………………………………………….223结果与分析…………………………………………………………………………233.1筛片孔径和调质后水分对全脂大豆生产加工指标的影响…………………233.2筛片孔径和调质后水分对膨化大豆Alys、TIA和PS的影响……………..244讨{仑…………………………………………………………………………………………………………..244.1筛片孔径和调质后水分对全脂大豆生产加工指标的影响………………….244.2筛片孔径和调质后水分对膨化大豆Alys、TIA和PS的影响……………一255小结………………………………………………………………………………一25试验二筛片孔径和调质后水分对膨化大豆体外消化率的影响……………………271日U舌……….………………………………………………………………………………………………….2‘7l前言…………………………………………………………………………………………………………..272材料与方法…………………………………………………………………………272.1酶解样品…………………………………………………………………….27II筛片孔径和调质后水分对膨化大豆生产能耗及应用效果的影响2.2仪器和试剂…………………………………………………………………..272.3体外酶解试验………………………………………………………………..282.4结果计算……………………………………………………………………..292.5数据分析……………………………………………………………………。.293结果与分析…………………………………………………………………………294讨{金……………………………………………………………………………………………………………295小结……………………………………………………………………………………………………………30试验三不同筛片孔径膨化大豆日粮对生长猪养分消化代谢率的影响…………….32l前+言……………………………………………………………………………………………………………322材料与方法…………………………………………………………………………322.1试验设计……………………………………………………………………..322.2试验动物……………………………………………………………………..322-3试验日粮……………………………………………………………………..332.4饲养管理……………………………………………………………………..342.5粪尿收集与处理……………………………………………………………..342.6检测指标及测定方法………………………………………………………..352.6.1检测指标………………………………………………………………352.6.2测定方法………………………………………………………………352.7计算公式……………………………………………………………………..352.8数据统计……………………………………………………………………..363结果与分析…………………………………………………………………………363.1不同处理日粮对生长猪干物质消化率和氮平衡的影响…………………….363.2不同处理日粮对生长猪能量平衡的影响…………………………………….364讨论…………………………………………………………………………………375小结……………………………………………………………………………………………………………38试验四不同筛片孔径膨化大豆日粮对仔猪生长性能的影响………………………391前言……………………………………………………………………………………………………………392材料与方法…………………………………………………………………………392.1试验设计……………………………………………………………………..39III华中农业大学2014届硕士研究生学位(毕业)论文2.2试验动物与饲养管理………………………………………………………一392.3试验日粮…………………………………………………………………….402.4生长性能测定方法…………………………………………………………..402.5数据统计…………………………………………………………………….403结果与分析…………………………………………………………………………404讨{仑…………………………………………………………………………………………………………..4l5小结…………………………………………………………………………………………………………..42本研究的小结、创新点及尚待解决的问题………………………………………….431小结…………………………………………………………………………………………………………..432创新点……………………………………………………………………………一433待解决的问题………………………………………………………………………44参考文献……………………………………………………………………………一45附录研究生在读期间发表的主要研究论文…………………………………………54致{射…………………………………………………………………………………………………………..55筛片孔径和调质水分对膨化大豆生产能耗及应用效果的影响摘要本课题研究了筛片孔径和调质后水分对膨化大豆生产能耗及应用效果的影响。首先研究筛片孔径和调质后水分对全脂大豆能耗、产量和产品指标的影响,并通过体外消化试验测定膨化大豆的养分消化率,结合两者结果评价并筛选出最佳的筛片孔径或调质后水分梯度,然后系统分析筛片孔径对仔猪的生长性能、营养物质消化代谢率的影响,为膨化大豆的生产和使用提供理论依据。主要研究结果如下:1.研究筛片孔径和调质后水分对全脂大豆生产加工指标和产品指标的影响。选择1.5mm、2.0mm、2.5mm的筛片孔径与14.5%、17.5%、20.5%的调质后水分进行交叉生产,记录能耗与产量,并分析膨化大豆的营养指标,筛选出较佳的筛片孔径或调质后水分梯度。结果表明:筛片孔径对粒度、电耗和产量的影响差异显著(氏0.01),随着筛片孔径的增大,粉碎和膨化的电耗均降低,产量增加;随着调质后水分的增加,膨化电耗上升,产量下降;筛片孔径对膨化大豆的有效Lys(Alys)影响不显著(胗0.05),对胰蛋白酶抑制剂活性(TIA)和蛋白质溶解度(PS)都有显著影响(P<0.01),筛孔越大,TIA和PS越低;调质后水分显著影响膨化大豆的Alys、TIA和PS(氏0.01),水分含量增大,Alys增加,TIA和PS降低;筛片孔径和调质后水分的交互作用对Alys影响不显著(尸>0.05),显著影响TIA和PS(尸<O.01)。本试验结论:在能耗影响小、产品指标较佳的条件下,可以选择调质后水分17.5%的筛片孔径梯度。2.研究筛片孔径和调质后水分对膨化大豆体外消化情况的影响。将9组膨化大豆进行胃蛋白酶.胰蛋白酶体外消化,分析干物质(DM)和粗蛋白(CP)的消化率,筛选出较佳的筛片孔径或调质后水分梯度。结果表明:筛片孔径和调质后水分对膨化大豆的DM和CP的消化率影响均差异显著(P<O.01),筛片孔径的减小和调质后水分的增加都能提高膨化大豆的DM和CP消化率。综合考虑体外DM、CP的消化率和膨化大豆生产加工、产品指标,筛选得出最佳的梯度是调质后水分17.5%的1.5mm、2.0mm、2.5mm的筛片孔径。3.通过消化代谢试验来研究不同筛片孔径膨化大豆日粮对生长猪养分消化代谢的影响。选取体重基本一致(31.07+0.61kg)的“杜×长×大”去势公猪20头,随机分为4个处理,每个处理5个重复,每个重复1头猪。采用全收粪法,测定并华中农业大学2014届硕士研究生学位(毕业)论文分析饲料和粪中的干物质、能量和粗蛋白及尿中的能量和氮含量。结果表明:不同处理日粮对各组间的干物质消化率、净蛋白利用率∞功和氮消化率的影响差异不显著(尸>0.05),对表观生物学价值(BV)有显著影响(尸<O.05);不同处理日粮对食入能、尿能、.代谢能的影响差异不显著(P>O.05),但对粪能、消化能、消化率有显著影响(氏0.05)。本试验结论:筛片孔径的减小对干物质消化率的影响没有差异,对部分氮和能量的平衡没有大幅度影响。在3种筛片孔径中,2.0mm的膨化大豆的营养物质消化吸收效果相对较好。4.通过饲养试验来研究不同筛片孔径膨化大豆日粮对仔猪生长性能的影响。选取体重、体况相似的“杜×长×大”仔猪224头,随机分为4个处理,每个处理8个重复,每个重复7头猪。处理组分别饲喂豆粕和使用筛片孔径1.5mm、2.0mm、2.5mm膨化大豆制成的颗粒配合饲料,研究不同筛片孔径膨化大豆日粮对仔猪生长性能的影响。整个试验期为19d。研究表明:不同处理日粮对仔猪的终重、平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)、饲料转化率(FCR)和腹泻率均没有显著影响(尸>O.05)。本实验结论:在实际生产条件下,筛片孔径1.5mm、2.0mm、2.5mm的膨化大豆替代豆粕在生长性能方面并没有差异,结合考虑加工成本,可选择2.5mm筛片进行生产。本研究通过以上试验可以得出结论:筛片孔径和调质后水分对全脂大豆的生产加工和产品指标具有不同程度的影响。虽然筛片孔径2.0mm的膨化大豆营养物质消化吸收相对较好,但筛片孔径在一定范围(2.5~1.5mm)内对仔猪生长性能没有影响,故在此范围内考虑成本问题可以选择筛片孔径2.5mm、调质后水分17.5%的参数组合进行全脂大豆膨化生产加工。关键词:筛片孔径;调质后水分;膨化大豆;能耗:消化率;仔猪筛片孔径和调质水分对膨化大豆生产能耗及应用效果的影响AbstractThisresearchaimedtostudytheeffcetsofsieveapertureandpost—conditioningmoistureonpowerconsumptioninextrudedsoybeanprocessing,aswellasitsapplicationeffects.Firstly,wedisclosedthemoistureonimpactexertedbysieveapertureandpost・・conditioningandproductindexesoffull-fatsoybean,followedpowerconsumption,outputbydetectingnutrientdigestibilityofextrudedTakingthemintoaccount,weevaluatedorsoybeanviadigestionexperimentinvitro.ofparticlesizeandselectedtheoptimumgradientonpost・conditioningmoisture.Moreover,effectsdigestibilitywerefurtheranalyzedofsieveaperturegrowthperformance,resultswereasnutrientsystematically.Themainfollowings:1.Theexperimentwasconductedtoonstudytheeffectsofsieveapertureandpost-conditioningmoisturerelatedforfull—fatproductionprocessingparametersandproductindexesaperturesincluding2.5mm,2.0mm,1.5rnm,whichsoybean.Sievecrossedwithpost—conditioningmoistureof14.5%,17.5%,20.5%toprocess.Inadditiontorecordingenergyconsumptionandoutput,weanalyzednutritiveindicatorsofextrudedorsoybean,toidentifytheoptimumgradientofsieveaperturepost.conditioningmoisture.onTheresultofthisexperimentindicated:sieveaperturehassignificantdifferenceparticlesize,powerconsumptionandincreasepoweroutput(氏0.01).reductioninofsieveapertureCanconsumptionanddecreaseoutputinmillingandextrusionprocessing.moistureresultedincreasedenergyIncreasedpost—conditioningconsumptionandnoreducedproductionforextrusion.Itwaslikelythatsieveaperturehasdifferenceononsignificantlylysine(Alys)p0.05),however,thereweresignificantdifferencetrypsininhibitoractivity(TIA)andproteinsolubility(PS)帜O.01).Assieveapertureavailableofextrudedincreased,TIAandPSdecreased.Post—conditioningmoisturesignificantlyaffectedtheAlyssoybean(氏O.01).Increasingapost.conditioningmoistureledtoimprovingAlys,coupledwithreducingTIAandPS.Interactionofsieveapertureandpost。conditioningmoisturehassignificantlydifferencecanonremarkableeffectonTIAandPS(氏0.01),withoutAlys(尸>0.05).Conclusion:assumingthatenergyconsumptionberelativelylowandproductindexesseemedsatisfactory,gradientofsieveapertureanwith17.5%post-conditioningmoisturewasacceptablealternative.华中农业大学2014届硕士研究生学位(毕业)论文2.Anexperimentwasconductedtoonstudytheeffectsofsieveapertureandpost・conditioningmoistureNinegroupsofextrudedbydigestibility(invitro)ofnutrientsofextrudedsoybean.soybeandrywerehydrolysedinvitrobypepsaseandtrypsin,followeddetermingwerematter(DM)andcrudetoprotein(CP)degistibility.ofsieveapertureorConsequencely,wepost—conditioningenableselectoptimumgradientexperimentmoisture.Theresultofthisindicated:reducedsieveapertureandincreasedpost-conditioningmoisturesignificantlyimprovedDMandCPdigestibility(P<O.01).Conclusion:takingprocessingandproductindexesoffullfatdigestibilityofDM,CPandproductionsoybeanintoconsideration,theoptimumgradientwassieveaperture2.5mm,2.0mm,1.5mmwithpost-conditioningmoisture17.5%.3.Ad蟾estiveandmetabolicexperimentwasconductedtostudytheeffectsofsieveonapertureofextrudedsoybean-baseddietdigestionandmetabolismofnutrientsingrowingpigs.Accordingcastratedbarrowswithantosinglefactordesign,twentyDurocxLandracexYorkshireaverageinitialweightof(31.074-0.61)kgwererandomlyoneallocatedintofourtreatmentswithfivereplicates,andeachreplicatecontainedCollectionfullexcrementsanalysismethodhaspig.beencarriedoutandtheexperimentlastedfor12d.Thecontentofdrymatter,energyandcrudeproteinoffeedandfecal,energyandnitrogenoftherewereurinenoweredeterminedandanalysed.Theresultofthisexperimentindicated:indigestibilityofdrymatter,netproteinsignificant(P>0.05)differencesutilization(NPU)andsignificantdifferencedigestibilityofNamongonfourtreatments,butsieveaperturehaswerenobiologicalvalue(BV)(P<0.05);theresignificantpO.05)differencesofDEamongdifferenceoninenergyintake,UE,MEonamongfourtreatments,butthereweresignificant(P<0.05)differencesfourfecalenergy(FE),digestibleenergy(DE),digestibilitynotreatments.Conclusion:thereductionofsieveaperturewasnodigestibilityofdrymatter,andgreatlydifferenceonpartsofNandenergybalance.Itwasbettereffecttodigestandabsorbofnutrientsfor2.0mmextrudedsoybeanwiththreekindsofsieveaperture.4.Afeedingexperimentwasconductedtostudytheeffectsofsieveapertureofextrudedsoybean-baseddietongrowthperformanceinpiglets.Twohundredandpigletswererandomlyseventwenty-fourDurocxLandracexYorkshireallocatedintoonfourtreatmentswitheightreplicates,andeachreplicatecontainedonpigletsbasedbodyweightandbodycondition.Feeddietswerebasedsoybeanmealandextrudedsoybean筛片孔径和调质水分对膨化大豆生产能耗及应用效果的影响whichwasusedthesieveaperture1.5mm,2.Omm.2.5mmtocomparetheeffectofsieveapertureofextrudedlastedforsoybean-baseddietongrowthperformanceinpiglets.Thenoexperiment19d.Theresultinofthisexperimentindicated:thereweresignificant(胗0.05)differencesintake(ADFI),feedconversionaveragedailygain(ADG)andfinalbodyweightamongfourtreatments.Noothersignificanteffectswerefoundinaveragedailyfeedratio(FCR)andnodiarrhearatepO.05).Conclusion:Inthegrowthbetterperformanceintochooseactualproductioncondition,thereweredifferenteffectsofsieveapertureof1.5mm,2.0mm,2.5mmextrudedsoybearlreplacedsoybeanmealofpiglets,andtakingprocessingcostintoconsideration,itwasaperture2.5mmtoprocess.Conclusionscansievebedrawnfromresultsabove:sieveandapertureandpost—conditioningmoisturehasimpactonproductionprocessingproductindexesforfullfatsoybcantosomedegree.Sieveaperture2.0mmforextrudedsoybeanwasgoodfordigestionandabsorptionrelatively,butsieveaperturehaspigletswithinrange,itwasanoeffectonproductionperformanceofcertainrange(1.5~2.5mm).Takingcostintoconsiderationwithinthebettertochoosesieveaperture2.5mm,post—conditioningmoisture17.5%totheproductionandprocessingforextrudedsoybean.Keywords:Sieveaperture,post-conditioningmoisture,extrudedsoybean,powerconsumption,digestibility,pigletsV华中农业大学2014届硕士研究生学位(毕业)论文一一————————————————————————————————————————————————————————一缩略语表....二—...————-—-———————————————-——--——————--————一(Abbreviation)英文术语Englishterm序号No.缩写Abbr.中文术语Chineseterm123456ADFIADGAlysANFsAPATTDBVAveragedailyfeedintakeAveragedailygainAvailablelysineAnti-nutritionalfactorsAvailablephosphorus平均日采食量平均日增重有效赖氨酸抗营养因子有效磷表观总肠道消化率生物学价值体重粗纤维粗蛋白可溶性玉米酒精糟干物质可消化赖氨酸消化能必需氨基酸粗脂肪料肉比粪能全脂大豆总能代谢能氮中性洗涤纤维净蛋白利用率氮溶指数Apparenttotaltractdigestibility7BiologicalvalueBodyweightCrudefibre8910111213141516171819BWCFCPDDGSCrudeproteinDistillersdriedgrainswithsolublesDrymatterDigestivelysineDigestibleenergyEssentialaminoacidEtherextractFeedconversionratioFecalenergyFull-fatsoybeanGrossenergyDMdLysDEEAAEEFCRFEFFSBGE202122232425MENNDFNPUNSIMetabolismenergyNitrogenNeutraldetergentfibreNetproteinutilizationNitrogensolubilityindex筛片孔径和调质水分对膨化大豆生产能耗及应用效果的影响筛片孔径和调质后水分对膨化大豆生产能耗及应用效果的影响文献综述1前言营养在动物健康上表现出一种复杂而有争议的作用,当今全世界动物饲料产业愈来愈依赖植物性蛋白来源,而蛋白质饲料的缺乏是制约畜牧业发展的重要因素之一。作为主要的植物蛋白产品,大豆及其加工产品作为人类和动物食物的原料变得更加重要。美国、阿根廷、巴西和中国是世界上主要的大豆生产国,其大豆产量占世界总产量的87%。大约97%大豆用于动物饲料,其中46%用在禽料上,32%用在猪料上,18%~19%用于奶牛和肉牛饲料。2大豆的概况大豆(Glycinemax)是一种豆科油料种子,是世界上植物蛋白含量最多、最有效的来源之一,在干物质基础上平均粗蛋白含量约37%~38%,脂肪20%。大豆粗蛋白含量随着地理位置变化而变化,大豆作物的损伤能引起大豆蛋白含量的显著减少。另一方面,加工豆粕普遍用在单胃动物饲料上,大约含有44%'--48%粗蛋白质(NRC1998)。大豆和豆粕的高能高蛋白含量归因于高脂肪和低纤维的含量,这使大豆成为人类蛋白的理想来源,也是单胃动物饲料的理想饲料成分。大豆的热处理是其应用的主要形式之一,当与浸提的大豆和脱壳大豆生产的豆粕(蛋白含量分别为44%和49%)相比时,它的蛋白含量相对较低(37%)。豆粕是大豆在动物饲料上利用的普遍方式,热处理大豆与豆粕相比,当其他的营养物如钙、钾和锌较低时,热处理大豆的能量和脂肪含量却比豆粕要高。大豆比其他油料种子具有较好且较均衡的氨基酸组成和较高的消化率。大豆赖氨酸的消化系数大约是91%,而胱氨酸和苯丙氨酸的消化系数大约是83%(Bandeganeta12010)。大豆被人类和单胃动物饲料利用的方式取决于氨基酸的含量和生物利用度的营养值。与其他油料种子粕相比,虽然在蛋氨酸和赖氨酸含量上存在不足,但大豆和豆粕具有均衡的氨基酸组成,因此使它们更适合作为人类饮食和单胃动物饲粮的植物蛋白来源。华中农业大学2014届硕士研究生学位(毕业)论文3大豆的抗营养因子大豆的天然成分中包含抗营养成分或植物素,当人类和单胃动物消化这些成分时就需要忍受毒素的影响。这些抗营养成分是大豆植物防止生态系统中动物、细菌、病毒甚至真菌侵害的天然保护措施。大豆中的主要抗营养因子主要包括蛋白酶抑制因子、大豆抗原蛋白、血凝素类或凝集素、植酸、氰、皂苷类、致甲状腺肿物、雌激素类、非淀粉多糖和大豆寡糖等。3.1蛋白酶抑制因子朊酶类指的是一组具有催化性功能的酶类,也被称为蛋白水解酶类,包括胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶、羧肽酶和氨肽酶。它们的功能是水解、裂解或降解蛋白质的肽键,使蛋白质(多肽、二肽和三肽)转化为游离氨基酸,使之更容易在过小肠吸收入血。大豆的蛋白酶或胰蛋白酶抑制剂阻碍蛋白水解酶类即胰蛋白酶和糜蛋白酶的活性,使之在单胃动物上产生较低的蛋白消化率(LienerandKakade1980)。有研究证实大豆内的胰蛋白酶抑制剂是主要的抗营养因子,它可以抑制家禽、大鼠和小鼠对大豆的利用(LienerandKakade1980)。Kunitz(1946)从生大豆中分离出胰蛋白酶抑制剂并证实它与生长抑制相关联。这些胰蛋白酶抑制剂也可以降低维生素B12的有效性(Baligaetal1954)。日粮中大豆胰蛋白酶抑制剂的存在引起胰脏朊酶类含量的明显增加。为了大豆植物自身的利益,大豆蛋白酶抑制因子在种子里有储藏蛋白、调节内源性蛋白酶的作用,同时也保护植物和种子免受昆虫和/或微生物蛋白酶的侵害(Hwangetal1978)。另外,蛋白酶抑制因子包含约20%的含硫氨基酸蛋氨酸和胱氨酸,而这些氨基酸在大豆种子中也是最大性必需氨基酸(Hwangetal1978)。近来研究显示,大豆蛋白酶抑制因子干扰动物采食量及其营养物质的代谢,从而对单胃动物利用豆粕的营养价值产生明显的阻碍作用(Dilgeretal2004;Opapejuetal2006;Coca-Sinovaetal2008)。同时大豆含有大量的蛋白酶抑制因子,尤其是胰蛋白酶抑制剂对蛋白消化率和氨基酸有效性产生了负面影响。在更早研究报道中,Barth等(1993)指出猪消化含有胰蛋白酶抑制剂的食物后会增加内源性氮的损失,因此,胰蛋白酶抑制剂影响氮平衡的结果更多的是因为内源性分泌的氨基酸损失,2筛片孔径和调质后水分对膨化大豆生产能耗及应用效果的影响而不是日粮提供的氨基酸损失,这可能归因于胃肠道内层缺乏完整性抵抗而导致可吸收表面积的减少。然而,Gertler等(1967)把蛋白质消化率的降低归因于胰蛋白酶抑制作用引起的蛋白水解酶和内源性或日粮蛋白质吸收的减少。3.2大豆抗原蛋白食物安全受到世界的普遍关注,而食物过敏是常见的健康威胁。越来越多大豆加工产品的使用,增加了一些对大豆过敏的人或动物的潜在风险。大豆抗原是大豆及其产品中能够引起动物过敏反应的一类具有抗原性的蛋白质,是热稳定性因子。大豆过敏原的特异性是可变且复杂的。多达28种不同的大豆蛋白被认为能够结合大豆过敏者的IgE。然而,只有少数的这些蛋白被认为是主要的过敏原。Cordle(2004)报道大约16种潜在的大豆蛋白过敏原已经被鉴定,在联合国食品与农业组织列出的8类最有效的食物过敏原清单中包含大豆。低分子蛋白中的GlymBd30K也指的是P34,是一种主要的免疫显性的大豆过敏原,是木瓜蛋白酶超家族的成员之一(Hermanetal2003)。P34被认为是大豆中引起过敏反应最多的蛋白,它在种子成al1992)。熟期间累积,汇聚在蛋白存储液泡内(Kalinskiet大豆球蛋白和D.伴球蛋白可引起动物的过敏反应,是减小大豆营养价值的主要原因。大豆抗原蛋白进入人或动物体内主要是对肠道造成免疫损伤。过敏反应集中表现为绒毛萎缩,隐窝增生,肠粘膜受损,肠道吸收面积减小,阻碍营养物质的消化吸收,引起人或动物消化不良,产生腹泻。一些研究者们利用基因沉默技术来敲除基因,使大豆过敏因子球蛋白和D.伴球蛋白移除,从而增加动物的性能。3.3血凝素类或凝集素大豆血球凝集素或外源凝集素是一种糖蛋白类(如卵白蛋白),富含在酸性氨基酸中,在含硫氨基酸蛋氨酸和胱氨酸中含量低。血凝素是大豆的组成成分,具有抗营养特性。甘露糖和葡糖胺是大豆血凝素类的碳水化合物成分。这些糖蛋白对小肠上皮具有高亲和力,借助特殊的寡糖类或糖肽类结合细胞表面,损伤刷状缘并干扰营养物的吸收。凝集素在小肠上皮中也会发生结构变化,抵抗肠道蛋白酶水解(Pusztaietal1990)。这种变化大多数情况下导致刷状缘的损伤和绒毛的溃疡,引起华中农业大学2014届硕士研究生学位(毕业)论文吸收表面的明显减少和增加内源性氮的损失(OliveiraandSgarbierri1986)。因此,Pusztai等(1990)发现凝集素抑制幼龄动物的生长率。凝集素也会促进血液凝固或促进红细胞的凝集。总之,在生大豆中凝集素作为抗营养因子产生的有害作用是相对较小的,通过加热处理可使其灭活。3.4植酸植酸又称是肌醇六磷酸,主要存在于植物性饲料原料中,是大豆中磷的主要储存形式。Raboy等(1984)发现植酸占成熟大豆种子总磷含量的67%---78%,这些种子包含大约1.4%"--2.3%的植酸,随着大豆的品种变化而变化。植酸是磷酸盐的主要仓库,同时也充当天然的抗氧化剂。早期报道表明在大豆中植酸不仅使磷不可利用,而且减少其他微量元素(如锌和钙)的生物利用率(Asadaetal1970)及氨基酸的消化率(Ravindranetal1999)。Ravindran等(1999)报道植酸存在的形式是植酸的磷酸根部分与蛋白质分子形成难溶性的复合物。Heaney等(1991)报道以大豆为基础日粮研究低植酸大豆和高植酸大豆对钙的吸收情况,结果表明低植酸大豆对钙的吸收比高植酸大豆高。这结论支持了大豆有可能形成磷酸盐一矿物质复合物的观点,磷酸盐一矿物质复合物抑制单胃动物对矿物质的吸收利用。在大豆中,植酸盐通常是植酸与钙/镁/钾盐的一种混合物,当它存在于动物饲料中时会对矿物质的生物有效性和蛋白溶解度(ProteinsolubilRy,PS)产生负面影响(Liener1994)。Vucenik和Shamsuddin(2003)报道中指出在哺乳动物细胞中,肌醇具有充当抗氧化剂的生物学意义。然而,它干扰矿物质利用,也是造成以大豆为基础的家禽和猪日粮利用率低下的主要原因。植酸钙镁也通过螯合其他的矿物质(如锌、铁和铜),进而降低其利用率。3.5氰和皂苷类大豆和其他密切相关的豆荚科是人类和单胃动物常见的食物成分,也是公认的包含生氰的混合物。据报道,当褐变反应保持最小时,大豆蛋白产品中氰化物的含量是每克样品含有氢氰酸O.07~-0.3pg,而大豆壳含有1.24pg(Honigetal1983)。即4筛片孔径和调质后水分对膨化大豆生产能耗及应用效果的影响使是小数量,氰化物也被认为是有毒的。因此当大豆作为日粮主要成分时,应该对氰化物进行密切关注。另一方面,皂苷是大豆胚芽和子叶及其他豆科植物中发现的甾类、甾族生物碱或三萜类中不能吸收的糖苷。它们在水溶液中形成肥皂泡,在饲料中传递苦味,导致饲料消耗的减少,严重情况下它们引起红细胞溶血和腹泻。据报道,1009大豆产品含有2--一59皂苷类。虽然大豆皂苷类具有抗营养特性,但是一些是可食用的,并具有一些健康益处。它们刺激免疫系统,结合胆固醇使其不能被吸收,将其清除进结肠并最终排泄到体外(Eliasetal1990)。3.6致甲状腺肿物和雌激素类某些大豆成分在动物和人类可能存在一些抗甲状腺作用、内分泌失调和致癌作用。Messina和Redmond(2006)报道大豆含有黄酮类化合物,它可能损伤甲状腺过氧化物酶(ThyroidPeroxidase,TPO)的活性。早期研究发现植物衍生的食物如大豆含有分布广泛的类黄酮,它在试验动物和人类身上拥有大量的生物活性,包括抗甲状腺机能亢进。一项旨在评价甲状腺氧化酶抑制作用的研究表明,这种酶催化由13种常见的类黄酮作为前体物进行甲状腺激素的生物合成(DiviandDoerge1996)。因此,大多数黄酮类化合物试验将染料木黄酮和黄豆苷原列为是TPO的抑制剂。他们指出类黄酮的慢性消耗尤其是自杀性底物能够在甲状腺癌症的病原学方面发挥作用。近来更多的报道显示,未添加碘以大豆为基础的配方在婴儿上使用会发生甲状腺肿和甲状腺功能减退症,但在健康的成年人中甲状腺功能方面出现可忽略的负面影响(MessinaandRedmond2006;Xiao2008;Zimmermann2009)。Divi等(1997)报道由染料木黄酮和黄豆苷原的TPO催化反应的抑制作用的IC50值为ca.1~10microM,浓度接近总的异黄酮水平(ca.1microM)。然而,近年来利用正常大鼠的研究表明,即使高的TPO活性在伴随大豆异黄酮消耗时损失,在没有额外干扰的情况下余下的酶活性是足够维持甲状腺的稳态(ChangandDoerge2000)。与大豆异黄酮不同的其他因素也能引起明显的甲状腺毒性。这可能包括其他的大豆成分、碘缺乏和激素合成缺乏,这些可能由基因突变或环境和随机因素(如饮食因素可导致甲状腺肿)引起。华中农业大学2014届硕士研究生学位(毕业)论文环境的雌激素分为两大主要类型,即植物起源的植物雌激素和合成的外源雌激素。大豆含有植物雌激素,它能结合雌激素受体并引起各种物种生殖器官的扩大,降低繁殖效率。通常情况下这些雌激素在消化道内被水解形成有毒的化合物如氢氰酸。Woclawek—potocka等(2004)报道植物雌激素起内分泌紊乱的作用,可能在雌性生殖道诱导各种病理发生。研究已表明源于大豆的植物雌激素和它们的代谢产物通过调节PGF2a与PGE2的比例来扰乱繁殖效率和子宫功能。由于植物雌激素和外源性雌激素的结构和功能的相似性,有可能的是源于植物的雌激素在子宫内膜调节前列腺素的合成,影响繁殖。先前的研究已经发现植物雌激素可能起像内源性雌激素一样的拮抗剂或激动剂的作用(Nejatyetal2001)。3.7非淀粉多糖和大豆寡糖类大豆的碳水化合物主要由非淀粉多糖(Non-starchPolysaccharides,NSP)和寡糖组成。NSP可分为不溶性NSP(主要是纤维素)和可溶性NSP(主要由果胶聚合物组成,部分溶于水)。单胃动物没有水解这些碳水化合物的酶类,因此它们的消化借助于大肠微生物区系发酵。NSP的消化受多重因素的影响,包括动物种类、动物年龄、日粮结构和它们的数量等。在猪上,可溶性NSP几乎完全是消化的,但是不可溶性NSP的消化(如纤维素)只有34%~60%(Bach-KnudsenandHansen1991)。可溶性NSP增加食糜的黏度,导致肠道生理和生态系统的变化,这可能与较缓的食糜流通速率有关,小肠内缓慢移动的食糜和低氧张力能给发酵菌群提供相对稳定的环境。NSP的消化率随着猪年龄的增加而增加,因为生长猪和肥育猪比幼小仔猪能更好地利用日粮纤维。大体上,可溶性NSP比不可溶性NSP更容易消化。在断奶仔猪上,Pluske等(1998)发现日粮可溶性NSP水平的提高与猪痢疾的致病机制增加有关。因此,减少进入大肠的发酵底物的数量,就可以减少了猪痢疾的发生。由此表明在断奶仔猪日粮中可溶性NSP的存在对仔猪生长是不利的,易引起肠道大肠杆菌的增殖。大豆寡糖(SoybeanOligosaccharides,OS)是由相对小数量的单糖组成的碳水化合物,如棉子糖和水苏糖,它们影响单胃动物回肠营养物的消化率和排泄物的稠度(Smiricky-Tjardesetal2003)。Leske等(1993)报道棉子糖和水苏糖含量约占大豆干物质总量的4%~6%。OS在小肠中的消化是有限的,因为哺乳动物缺乏水解6筛片孔径和调质后水分对膨化大豆生产能耗及应用效果的影响OS的Q.1,6糖苷键的Q.半乳糖苷酶。研究已证实OS会增加肠道食糜的黏性并通过减少食糜与消化酶的接触来干扰营养物的消化率(Smits和大肠中OS的消化是借助有益菌发酵的(HayakawaetalandAnnison1996)。小肠1990)。它们在胃肠道前段不能被水解,但能顺利地改变结肠微生物区系,对宿主碳水化合物的消化和发酵产生有益的影响。Smiricky-Tjardes等(2003)发现以大豆为基础日粮的猪饲料存在大量的半乳寡聚糖,这些大豆寡糖部分被肠道微生物发酵充当益生元,促进有益菌的选择性生长。在大豆中高含量的酶抑制剂干扰碳水化合物和蛋白质的消化,大肠中的微生物试图消化未完全消化的食物从而引起胃肠不适或胀气。然而,NSP和OS通过热处理加工是不能消除的(Leskeetal1993)。Hancock等(1990)用乙醇/水提取法移除可溶性NSP和寡糖,提高了断奶仔猪肠道健康和生长性能。4全脂大豆热处理加工虽然全脂大豆能够为猪饲料提供大多数的能量和蛋白质成分,但是在FFSB中生物学活性物质(通常指的是抗营养因子,Anti.nutritionalfactors,ANFs和一些其他的植物成分物质)的存在干扰营养物质的消化、吸收和利用。热处理加工的一个主要目的是不引起原料蛋白质和氨基酸的任何损伤,同时在相同时间内减少热不稳定ANUs的浓度。大豆热处理效果受水分、粒度、温度、压力和时间等因素的影响。4.1蒸汽处理蒸汽处理分为常压和高压。常压加热的温度在100℃以下,加热时间30min左右,可以使大豆中的TIA降低90%,而且对赖氨酸的有效性不产生负面影响。高压是使用蒸汽锅,处理效果随温度、时间、压力、原料特性的不同而不同。Anderson(1992)研究发现,用蒸汽处理大豆可以将氮溶指数从80%'---90%降低到10%~20%,胰蛋白酶抑制剂活性降低90%左右。李艳玲等(2007)在常压下对大豆皮进行不同时间的蒸汽处理,研究发现随着加热时间的延长,大豆皮的US活性、TIA和PS显著下降,蒸汽加热处理25min时可以明显降低其抗营养因子含量,但对PS影响不大。曾勇庆等(2000)建议用大豆常压处理时的条件是110℃、60mm或115℃、40min,高压处理时则用105℃、15min(3.51b/in2)。华中农业大学2014届硕士研究生学位(毕业)论文4.2浸泡蒸煮先浸泡后蒸煮可减少一些水溶性或可分散性化合物(凝集素、植酸、寡聚糖类)的含量,消除效果随温度、浸泡液类型的不同而不同。盐和碱通过改善细胞膜的通透性有助于消除抗营养因子,但是容易引起营养物质如蛋白质和维生素的损失。Albrecht等(1966)表明过夜浸泡的全脂大豆在沸腾的水中蒸煮5min足以灭活胰蛋白酶抑制剂。李次力(2008)研究大豆浸泡、蒸煮等预处理工艺,推荐最佳工艺条件为浸泡时间为12h,豆水为l:3,蒸煮温度112。C,蒸煮时间为25min。虽然此种方法能够灭活部分抗营养因子,但是该法相对落后又耗时过长,不适合大规模生产和大范围推广,故生产上很少采用这种方法。4.3炒烤与加压烘烤炒烤、加压烘烤都能使胰蛋白酶抑制剂、植物凝集素、脲酶等失活或降低,使大豆更容易被酶水解,从而提高人类食品和动物饲料中大豆蛋白的生物利用度。然而,如果加热过度,比如130。C高压灭菌24h或者90℃~100℃长时间加热,营养价值也会受到破坏。Qin等(1996)研究发现热处理(烘烤)温度的增加和时间的延长,TIA、植物凝集素、脲酶(Urease,US)会降低或灭活。吴淑清等(2009)研究烘炒对大豆脲酶活性和仔猪养分消化率的影响,结果发现烘炒大豆的脲酶活性比生大豆降低了50.82%,DE、CP消化率和NDF消化率分别提高了27.59%、16.29%和23.31%。由此可知,烘炒能在一定程度上灭活抗营养因子,提高动物的生长性能。4.4膨化加工膨化分为干法和湿法两种。干法膨化是将大豆粉碎后不加水和蒸汽直接进入膨化腔进行挤压,经过摩擦产生高温高压后喷出。湿法膨化是在干法膨化基础上添加水或蒸汽使物料预熟化,再进入膨化腔进行挤压膨化。膨化具有其他热处理方法所没有的优势,如高温短时加工能将食物营养成分的损害降至最小,同时经过变性提高蛋白质的消化率。此外,在膨化过程中植物细胞壁被破坏,使动物能更有效的利用油脂。谯仕彦等(1999)研究发现干法膨化可以使全脂大豆脲酶活性由4.42降低到0.02,对TIA的破坏程度为85.6%,而湿法膨化降低到0.04,对TIA的破坏程度筛片孔径和调质后水分对膨化大豆生产能耗及应用效果的影响为91.5%。干湿法膨化均提高了淀粉的糊化度,大大降低蛋白质分散指数和蛋白溶解度,湿法膨化比干法膨化效果更好。Mustakas等(1964)、Hancock等(1990)均认为膨化对胰蛋白酶抑制剂具有很好的的破坏作用。以上4种热处理方法均能不同程度降低或灭活全脂大豆的抗营养因子,但是挤压膨化能使蛋白质变性,淀粉糊化,提高大豆的营养成分含量。且随着膨化技术的不断改进,技术成本的不断降低,设备功能的日趋完善,膨化对于实际工业化生产而言将是最佳选择。5膨化预处理膨化是热处理加工中最常用的一种方式,高温高压瞬时能最大限度避免大豆营养物质遭到破坏,降低或灭活抗营养因子,改善大豆的适口性,并提高大豆营养物质的利用效率。粉碎和调质是全脂大豆膨化生产流程(原料接收、清理、粉碎、调质、挤压膨化、冷却、干燥、打包)中重要的两个环节,都能影响膨化产品的质量和效果。5.1粉碎粉碎是所有原料和配合饲料加工的必要手段之一,是实现调质、膨化、制粒等后续an-r的前提条件。粉碎是对物料施加机械力,减小物料粒度,增加物料粉粒个数的过程。物料粒度的均匀性、物料的粉碎粒度、粉碎产量和粉碎电耗等是衡量粉碎生产性能的指标,这些生产衡量指标对饲料加工成本、加工产品质量、饲料的消化利用和动物的生长率等有重要影响。5.1.1粉碎对饲料生产加工性能的影响粉碎对饲料的加工成本有着重要的影响,原料粉碎粒度减小的功率需求取决于原料的最终粒度和特性。大体上,粉碎费用和能量需要与粒度呈反相关系。Wondra等(1995d)用锤片粉碎机将玉米粉碎到平均粒度为1000I.tm、8001am、6009m、4009m。当粒度从1000“rn降低到6009m时,粉碎能耗略增,生产率有所下降;但当粒度降低到4009m时,所需能耗比粉碎到6009m的能耗要大两倍多,生产率也明显下降。王卫国等(2001)研究5种饲料原料(玉米、豆粕、菜粕、棉粕和麸皮)用5种筛9华中农业大学2014届硕士研究生学位(毕业)论文片孔径(0.6mm、1.0mm、1.5mm、2.5mm和4.0mm)进行粉碎,考察粉碎粒度与能耗的关系,研究发现粉碎能耗随粒度的减小而急剧上升,产量随之下降。电耗与对数几何平均粒度的关系是非线性的。吨粉碎电耗以麸皮增加幅度最大,电耗由低到高的顺序为菜粕<玉米<豆粕<棉粕<麸皮。王卫国等(2003)研究7种原料(玉米、麸皮、普通豆粕、去皮豆粕、带皮豆粕、菜粕、棉粕)在5种孔径(0.6mm、1.0mm、1.5mm、2.5mm和4.0mm)筛片下粉碎,考察粉碎物的对数几何平均粒度和粉碎电耗的关系,结果表明粉碎能耗与粉碎物对数几何平均粒度主要呈二次曲线关系,当原料粉碎通过lmm和O.6mm筛孔时,电耗急剧上升。由这两个试验可知,适度的降低粉碎粒度可以增加物料的颗粒数和表面积,但是过度的粉碎会增加粉碎电耗,从而增加不必要的加工成本。5.1.2粉碎粒度对饲料营养成分消化率的影响日粮成分的精细粉碎可以影响营养物的消化率,见表1.1。猪饲料粒度减小增加营养物的消化率,归因于颗粒和消化酶作用的表面积增加(Liuetal2012)。例如,小麦DDGS的粉碎粒度从5719m减小到3839m增加了生长猪的GE和Lys的SID的ATTD(Y矗fiezetal2011),这与大麦和紫花豌豆的粒度降低结果类似(Oryschaketa12002)。郭广伦等(2011)将玉米、豆粕分别用1.5mm、1.2mm、0.8mm的筛片孔径粉碎,并测定不同粉碎物蛋白质的体外消化率,结果表明玉米、豆粕各在3种孔径筛片下粉碎的蛋白质体外消化率差异不显著。Liu等(2012)研究平均粒度818灶m、595¨m和308肛m的DDGS对生长猪DE、ME、日粮DM、GE、N和P的消化率的影响,结果表明与8189m的DDGS相比,添加30%平均粒度3089m的DDGS显著提高日粮DM与GE(4,006vs.3,783kcal/kgDM)和ME(3,861vs3,583kcal/kgDM)的ATTD;3种粒度DDGS日粮对N和P的消化率没有影响;与8189mDDGS相比,5959m粒度的DDGS有更大的DE,但ME没差异,3089m和5959m粒度的DDGS的DE和ME没有差异。任守国等(2012)研究不同粉碎粒度(1509m、309m、69m)的豆粕对断奶仔猪养分消化率的影响,结果表明粒度低于30岬的豆粕日粮显著提高断奶仔猪N和P的表观消化率,改善能量和有机物的表观消化率,明显提高EAA的表观消化率。由此可知,较小的粒度促使更高的表面质量比,有利于酶更加快速水解原料,有助于不同类型原料营养物的消化,从而提高饲料营养物质的消化吸收。10筛片孔径和调质后水分对膨化大豆生产能耗及应用效果的影响5.1.3粉碎粒度对猪生长性能和胃肠道的影响降低日粮的粉碎粒度还可以提高生长肥育猪和幼龄仔猪的生长率(Giesemannetal1990;Healyetal1994;Wondraetal1995cd)和母猪的生产性能(Wondraetal1995ab),见表1.1。Wondra等(1995d)研究发现随着玉米粒度从1000Dm降低到4001am,肥育猪的平均日采食量线性降低,日增重线性增加。这种线性效应表明精细粉碎增加了玉米的能值,日粮的能量浓度影响肥育猪的采食量。郭广伦等(2011)研究发现不同粉碎粒度的饲料对断奶仔猪的日增重无影响,随着粉碎粒度的降低,有降低饲料增重比的趋势。任守国等(2012)研究发现,粉碎粒度低于30岬的豆粕日粮显著提高断奶仔猪日增重,明显降低饲料增重比,显著降低断奶仔猪的腹泻频率。然而,粒度减小容易导致更高的胃损伤和胃黏膜角质化的风险。给31埏BW至屠宰的猪饲喂精细粉碎大麦(785~4349rn)为基础的日粮增加了胃溃疡的发生率(MorelandCottam2007)。Wondra等(1995c)研究粒度对肥育猪胃肠道的影响,结果发现玉米粒度从1000pm降低到400pm增加猪胃的溃疡和损伤。Millet等(2012)研究日粮粗纤维含量和粒度对生长猪生长性能和胃黏膜整体性的影响,结果表明高纤维粗粉日粮引起胃食管部损伤最少,脲酶活性也最低,但饲料转换效率比细粉日粮差。由此可知,降低粉碎粒度提高了动物的生产性能,同时也增加了胃损伤的风险。原因可能是粉碎过细使胃内容的流动性增加,增加胃蛋白酶的浓度,而流动性使胃内容物混合得更加均匀,胃蛋白酶与消化液不断地与胃食管区的粘膜层接触,从而引起胃肠道疾病与胃肠道溃疡的发生。因此,饲料种类不同,粉碎粒度对猪生长性能和胃肠道溃疡的影响程度不同,每一种饲料使用的最佳合理粒度应该被确定。器米亲嶷苌岔【神圣曲∞删盘-舞岔淞盘薹一如耋辩匝爿H嚣甙昏抟星霉神薹∞占舻吕宝辑哑枷堪淞;1一卜墨芎票一菪苫【.【乙神掣赫褂甚器求栎卜Z,至Q’l∞,,∞乙山U,苫Q,,艺Q,岫o卜山,乙∞Z山,z卜Z,窆QJ,Z,至Ql疆趟、址划∽乙◇Q《,H‰《∞酲嘶、瞳一岛U‰69、一名‘乙皿、鳃妞暮盥刊^蛰罱v起迦^堂长v姆迦彗恕怔鐾鹫£9√趣怔暮蛩“乙)趣壬}堂西起阜^蛩攀S姆迦彗岔.S迤迦蛰导√艇辎州田、on.【譬,9go卜,8小寸,田,0而0(寺go∞寺,0卜、0价∞西n∞式寸卜Ⅸ∞口∞‘一”价【价卜∞o文△n苗一∞副粼龚S眯恒嫌惺,*旧*懈*嗣*嗣*峭霉侧,*H悄、f/划÷聪\f/悄<娶嘲甚鼙聪K∽oQQ霎嘲,*闩婴磷∽G0(J筛片孔径和调质后水分对膨化大豆生产能耗及应用效果的影响5.2调质调质是湿法膨化生产流程的第二个工段,它能更好的维持饲料抗营养因子失活与营养价值保留的平衡。因此,调质是全脂大豆湿法挤压膨化生产中的关键步骤,大豆在蒸汽调质条件下进行膨化可以使膨化产品成为理想的动物饲料。目前,调质技术用于全脂大豆挤压膨化生产植物蛋白饲料已成为趋势。5.2.1调质的概念调质就是在膨化前通过添加适量的水或蒸汽对物料进行水热处理,使物料吸水软化,初步预熟化,从而达到促进淀粉糊化、蛋白变性,抗营养因子活性降低,蛋白质和淀粉的消化率提高,有害细菌被杀灭的目的。5.2.2调质的机理物料经粉碎后进入调质器用干饱和蒸汽进行水热处理,蒸汽充当传热体和传湿体将水汽和热量传递给物料,使物料达到进入膨化机所需温度和挤压膨化最佳的水分含量。在此过程中,传热和传湿一直发生变化,将水汽和热量从物料颗粒的表面开始向内部转移渗透,物料吸收水汽和热量初步开始预熟化,从而达到调质的目的。5.2.3影响调质的主要因素调质过程中热量和水汽的传递速度取决于物料粒度、物料密度、蒸汽压力、蒸汽温度、喂料量等,这些因素都影响着调质的效果。因此,调质效果的好坏与物料特性、蒸汽质量和调质参数三个方面密不可分。5.2.3.1物料特性5.2.3.1.1物料组成对于不同阶段、种类的动物,饲料组成的原料添加比例和营养成分含量各不相同,这对调质工艺参数(水分、温度、时间等)的要求也不一致,调质对其影响程华中农业大学2014届硕士研究生学位(毕业)论文度也呈现很大的差异。为了达到最佳的调质效果,应根据饲料类型来选择调质参数,见表1.2。表1.2不同类型饲料调质参数范围Table1-2Rangeofpost-conditioningparametersofdifferenttypesoffeed5.2.3.1.2物料粒度物料特性中粒度的粗细程度对调质的影响较为明显,原料粒度决定饲料组成的表面积。粒度越细,颗粒表面积越大,物料吸收蒸汽中的水分越快,越有利于调质,提高膨化产品质量;反之则不利于调质,降低产品质量。物料粉碎粒度降低能够提高调质质量和膨化效果,但过细会使电耗增加,粉碎产量降低。因此,为了使物料可以调质充分,又避免过细粉碎的弊端,建议使用1.5mm'--'3.Omm的筛片孔径,使物料粗、中粉碎所占比例不超过20%。5.2.3.1.3物料水分调质过程中蒸汽或水的添加量是根据物料含水率来确定的。原料水分不仅影响物料的调质效果,而且影响物料在膨化腔中的摩擦和停留时间。在调质温度、调质时间相同的情况下,物料的水分越高,调质效果越好。水分含量的增加在一定程度上可以抑制羰氨反应的发生,从而有利于氨基酸的保留(左进华和黄圣霞2008)。14筛片孔径和调质后水分对膨化大豆生产能耗及应用效果的影响5.2.3.2蒸汽质量蒸汽质量对饲料的调质工艺至关重要,蒸汽可分为湿蒸汽、干饱和蒸汽和过热蒸汽。湿蒸汽中含有一定量的微饱和水滴,只能提供较低的温度。干饱和蒸汽是指在100。C饱和温度下,蒸汽成为不含有水的蒸汽,它能够最大程度地提高物料的温度和水分。过热蒸汽是在干饱和蒸汽基础上继续加热,焓值和温度继续增加的蒸汽。调质时通常采用干饱和蒸汽,应避免使用湿蒸汽。因为蒸汽压力过低,在固定的时间内达不到调质要求;蒸汽压力过高,通过调质器零件时对物料的热传导加温现象明显加强,容易造成物料温度高,水分低,局部物料烧焦等问题,所以蒸汽压力通常在0.2~0.5MPa,压力波动不超过0.05MPa(罗锐1999)。5.2.3.3调质参数调质参数中调质时间、水分和温度是直接影响调质的三大要素。调质时间的长短影响膨化的产量和质量。调质时间越长,物料的熟化程度就越好,但长时间的调质又会使维生素等热敏感营养成分遭到破坏。调质时间的长短主要取决于选择的调质器形式。理想的调质时间是使淀粉达到合适的糊化程度,又不导致过多损害维生素等成分。蒸汽调质时间的延长、水分和温度的提高一方面有助于减少细菌(沙门氏菌、大肠杆菌等)对饲料的污染,提高饲料卫生状况;另一方面可以使胰蛋白酶抑制剂失活,蛋白质变性,提高大豆蛋白的生物效价、营养物质的消化率和饲料的转化率(Barrowsetal2007)。5.2.4调质对饲料理化特性和营养价值的影响5.2.4.1调质对蛋白质的影响由于蛋白质构象的稳定性很低(稳定自由能通常低于60kJ/m01),在受到调质过程中的传热和传湿处理后容易发生变化。调质的湿热处理使蛋白质的双螺旋结构展开,形成特殊的伸展结构。随着调质温度的升高和调质时间的延长,使其转变为不规则的疏松构象,从而使疏水性基团向外暴露,多肽链结构完全展开,导致蛋白质变性。这种适度的蛋白变性,使蛋白质空间构象的一些弱键断裂,易受到蛋白酶的攻击,增加其对酶水解的敏感性,从而增加了与动物体内消化酶的接触,有利于蛋华中农业大学2014届硕士研究生学位(毕业)论文白质的消化吸收。程译锋等(2009)研究粉碎和调质对饲料蛋白质体外消化率的影响,结果表明饲料调质前的蛋白质体外消化率与粒度呈显著负相关,调质增加了9%--一12%的蛋白质体外消化率,见表1—3。贾旭等(2010)发现调质使试样的NSI比原料(25.36%)明显发生下降,调质将封闭在分子内的疏水性氨基酸残基暴露出来,使蛋白在水合体系中的溶解性降低,导致NSI降低。表l-3粒度和调质对饲料蛋白质体外消化率的影响(%)Table1-3Theeffectsofparticlesizeandconditioningoninvitrodigestibilityofproteinoffeed(%)注:表中数据无相同字母者表示差异显著(P<0.05)。Note:ValueswithinarowwRhnOcolnlTlOnsuperscriptsmeanssignificantdifference(P<O.05)5…242调质对淀粉的影响淀粉是谷物原料(玉米、小麦、大麦等)的主要营养成分,也是畜禽日粮的主要能量来源。淀粉来源不同,其化学组成和分子的物理排列不同。饲料中的淀粉主要是由支链淀粉构成的无定型区域的半晶体结构的颗粒组成,其结构紧密,吸水性强。调质过程主要是通过热蒸汽加热物料使淀粉晶体结构被打破,促进淀粉凝胶化,并伴随淀粉颗粒吸水膨胀破裂,部分直链淀粉溢出,增加酶降解的敏感性等现象。胡友军等(2002)研究发现调质温度、水分和时间对淀粉糊化作用具有不同程度的影响,水分含量大于31.25%可以明显增加淀粉糊化度。程译锋等(2009)研究表明饲料的粒度减小,增大粒子的表面积,减小表面到粒心的距离,使水分和热量能使更多的淀粉糊化,调质使饲料的淀粉糊化度增加了11%~15%,见表1-4。大豆淀粉颗粒在温度55—75℃时吸水膨胀,直到淀粉破裂开始糊化,糊化增加了酶降解淀粉的敏感性,极大改善了动物体内的酶促分解反应,使动物对淀粉的消化利用率提高,从而促进动物的生长。16筛片孔径和调质后水分对膨化大豆生产能耗及应用效果的影响表1.4粒度和调质对饲料淀粉糊化度的影响(%)Table1-4TheeffectsofparticlesizeandconditioningOUgelatinizationdegreeofstarchoffeed(%)注:表中数据无字母者表示差异不显著(,'0.05),无相同字母者表示差异显著(P<O.05)。Note:Valueswithinsuperscriptsarowwithnosuperscriptsineansonsignificantdifference(P>0.05),withnocommonmeanssignificantdifference(P<O.0s).5.2.4.3调质对维生素的影响维生素是一类生物活性化合物,在日粮中所占的比例很小,单胃动物体内一般不能合成,主要以辅酶或催化剂的形式参与机体内的各种代谢反应,是保证机体组织器官的细胞结构和正常功能及维持动物健康和各种生产活动必不可少的营养物质。维生素对物理和化学环境相当敏感,它的化学结构(不饱和双键、羟基或其他)被氧化或还原时,维生素活性将减小或全部丧失。在加工过程中能否保留下来,很大程度上取决于加工条件。调质过程中时间的延长,可以使维生素与高温、高水分接触的时间增加,为氧化还原反应提供了能量和介质,加速了维生素的分解。在调质过程中,VA、生物素和叶酸对温度最为敏感,VA、VD和VC最容易氧化,VK和泛酸(Ⅶ3)容易受水分的不利影响。Lobo(2001)发现调质的高温高湿处理以及膨化腔内较长时间挤压引起的快速上升的温度,都会造成维生素活性降低。王红英等(2005)研究发现调质温度和蒸汽压力是影响维生素稳定性的主要因素,随着温度升高,VC保存率几乎呈线性降低。石永峰(2007)认为调质加工时的高温、高压和高水分造成了维生素的损失,使物料中VE、VC、VB6、VB3、叶酸、生物素和烟酸等维生素的活性不同程度的下降。调质温度从70~110℃时脂溶性维生素VA、VD、VE、VK的活性分别损失15.3%、8.3%、9.3%、30.8%,水溶性维生素活性损失范围为16.9%~20.2%(闫飞2010)。由此可知,调质加工不能维持维生素的稳定性,所以通过降低调质加工参数来防止物料中维生素降解是不可取的。华中农业大学2014届硕士研究生学位(毕业)论文5.2.4.4调质对有害成分及微生物的影响在人类各种食物中毒中,以沙门氏菌为主的细菌性食物中毒发病率最高。沙门氏菌容易污染饲料,而动物食用一定数目沙门氏菌的饲料就可引起疾病,对养殖业带来损失。为此,如何杀灭或降低饲料中病原微生物的数量已成为业内关注的问题。制粒、膨化、调质和其他热处理方式均能够降低饲料被微生物感染的风险。已有研究发现调质过程中蒸汽可以杀死饲料中大部分微生物,极大地改善饲料的卫生状况(庞彦芳和冯定远2000)。在一定水分、时间和温度条件下,很少病菌可以大量增殖,见表1—5。Ziggers(2001)研究认为调质工艺是降低饲料中大肠杆菌和沙门氏菌的有效方法,他们发现调质温度85℃、水分含量14.5%、调质时间4min可以有效降低饲料中大肠杆菌和沙门氏菌的数量。黄德仕等(2006)研究调质参数对降低饲料中大肠杆菌数量级的影响,结果表明调质工艺降低饲料中大肠杆菌数量级的最大效应值为6.62,最小效应值为O.40。物料在调质器中停留的时间越长,水热吸收愈加充分,促使微生物细胞蛋白发生变性,越有利于消灭细菌。表1.5时间、温度和水分对动物饲料中沙门氏菌破坏的影响(%)Table1-5Theeffectsoftime,temperatureandenteritidisinanimalmoistureonfeed(%)thedestructionofSalmonella(Himathongkhametal1996)5.3调质对畜禽生长性能的影响一些研究已经报道日粮调质对雏鸡饲料利用和生长性能方面产生或没有负面影响(Amornthewaphatetal2005:Zimonjaetal2008)。Amornthewaphat等(2005)发现与粉料组相比,蒸汽制粒日粮组雏鸡的平均日采食量、平均日增重和饲料转化效率没有提高。Zimonja等(2008)研究表明饲喂以小麦或燕麦为基础的蒸汽制粒日粮筛片孔径和调质后水分对膨化大豆生产能耗及应用效果的影响降低了雏鸡的采食量和日增重。与家禽研究结果相反,有研究认为调质对猪生长性能有积极影响。Steidinger等(2000)表明当仔猪饲喂高调质温度生产的日粮时,提高断奶后0~14d的日增重。Zarkadas和Wiseman(2005)研究表明给仔猪饲喂高蒸汽FFSB的日粮明显比低蒸汽FFSB的日粮有更高的日增重(652vs4879/d,P<0.001)、日采食量(791vs6799DM/d,P<0.001)和更好的饲料转化效率(1.21lvsl.404,P<0.001)。调质在家禽和猪生长性能上的研究表现出不一致的效果,可能与家禽和猪的采食习惯和生理因素有关。6本研究的目的与意义全脂大豆能够为猪饲料提供相当数量的能量和蛋白质成分。然而,在FFSB中生物学活性物质(如抗营养因子)的存在干扰营养物质的消化、吸收和利用。虽然ANFs妨碍以原料形式的FFSB的利用,但是合理的热处理能够灭活这些物质,从而增加它们的营养价值。如前所述,在膨化预处理中粉碎和调质是影响物料膨化质量和产量的主要条件,同时也是影响膨化大豆营养物质消化和饲用价值的重要因素。在前人研究中,对膨化工艺有关膨化温度、螺杆转速、喂料速度等(Mustakasetal19641Hancocketal1990;谯仕彦等1999;左进华和黄圣霞2008)的研究报道较多,对谷物粉碎粒度(Healyetal1994;Wondraetal1995abcd;王卫国等2003;郭广伦等2011;任守国等2012;Liuetal2012)和日粮蒸汽调质(胡友军等2002;Barrowsetal2007;程译锋等2009;贾旭等2010;豆洪启等2013)的报道也不少。但是这些研究者大多数是在实验室条件下以谷物原料或配合饲料为研究对象进行试验,缺乏在实际生产条件下的生产工艺研究,且对膨化前处理工艺(粉碎、调质)结合植物性蛋白原料的膨化工艺研究较少。因此,本研究以全脂大豆为对象,以筛片孔径和调质后水分为条件,通过研究不同的筛片孔径对全脂大豆进行粉碎并在不同的调质后水分下进行膨化试验,考察其与能耗和产量的关系及对膨化效果的影响;结合体外消化试验筛选出较佳的筛片孔径或调质后水分梯度进行动物试验,从而筛选出最适膨化大豆生产的筛片孔径和调质后水分组合。这对于降低生产加工成本,提高膨化大豆的营养价值和饲用价值,加大植物性蛋白原料在仔猪日粮中的使用,节约养殖成本具有较大的实践意义,也为膨化大豆生产工艺研究和生产实践提供了理论依据。19华中农业大学2014届硕士研究生学位(毕业)论文试验一筛片孔径和调质后水分对膨化大豆生产加工和产品指标的影响1前言大豆是动物饲料主要的植物蛋白来源,但是未油萃取的全脂大豆的使用具有极大的重要性。除了独一无二的高蛋白含量的生物学价值外,它的脂肪含量能提供蛋白质合成的能量需要。它适合配制成高能目粮,从而可以部分替代谷物。全脂大豆含有抗营养因子,降低单胃动物和幼龄反刍动物氨基酸的消化和利用。蛋白质抗营养成分的影响可以通过热处理消除。全脂大豆热加工的目的是降低抗营养因子,保留必需氨基酸的生物学效价,并且维持两者间的平衡(Qinetal1996)。膨化是大豆热加工的一种方式,它是高温短时对物料进行加温加压处理,集合输送、粉碎、调质、膨化等操作实现对物料加工的工艺。膨化质量的好坏直接影响物料的可消化性。不同的原料品种对所需的工艺参数要求不同,同一种原料不同的原料粉碎粒度和调质后水分都会影响膨化产品的质量。对于膨化生产工艺相关参数的研究前人已做了很多工作,如加工温度、螺杆转速、物料特性、喂料速度等(Mustakasetal1964;Hancocketal1990;谯仕彦等1999;左进华和黄圣霞2008)。本试验旨在研究筛片孔径和调质后水分对湿法膨化全脂大豆生产加工指标和产品指标的影响,考察筛片孔径与全脂大豆的对数几何平均粒度、粉碎电耗、粉碎产量四者之间的关系,筛片孔径和调质后水分与膨化大豆的膨化电耗、膨化产量四者间的关系以及筛片孔径和调质后水分对Alys、TIA和PS的影响。2材料与方法2.1试验材料本试验采用的生大豆和场地为哈尔滨兴普饲料有限公司提供,生大豆蛋白含量为33.71%,油脂含量为16.64%,含水率为12.29%。20筛片孔径和调质后水分对膨化大豆生产能耗及应用效果的影响锤片式粉碎机和单螺杆湿法挤压膨化机均由江苏牧羊集团有限公司生产。膨化机由套叠式(三层)调质器、螺杆、六节套筒以及加热冷却系统组成。配有喂料、温度、压力控制系统。2.2试验设计将全脂大豆用1.5mm、2.0mm、2.5mm筛片孔径在锤片式粉碎机中进行粉碎,再用调质器将物料水分分别调至14.5%、17.5%、20。5%,进行交叉生产,共9组样品(注:生产20。5%水分时会发生堵塞、喷料现象:3种筛片孔径各生产3次:膨化生产1次,相隔30min采样1次,分别采样3次)。2.3试验仪器与试剂仪器:数显水浴恒温振荡器(SHZ.82型,江苏金坛),电子分析天平(感量,0.00019),全自动定氮仪(KDN.1000,上海新嘉),粗脂肪测定仪(SZF一06A,上海新嘉),高速冷冻离心机(HR/T6M,湖南赫西),可见分光光度计(722,岛津),pH计(PB-10,上海)等。试剂:硫酸(国药,分析纯),硫酸钾(国药,分析纯),硫酸铜(国药,分析纯),石油醚(国药,分析纯),二甲亚砜(国药,分析纯),苯甲酰.L.精氨酸.对硝基苯胺(L—BAPA,Sigma,U.S.A),酸性橙12(生化试剂,含量不少于90%,购白天津化学试剂研究所),丙酸酐(化学纯),草酸.乙酸一磷酸盐缓冲溶液,0.1mol/L的HCl溶液,16%乙酸钠溶液等。2.4试验指标与测定方法2.4.1粉碎粒度、电耗的测定粉碎粒度按王卫国(2012)方法进行,电耗采用电度表进行测量。21华中农业大学2014届硕士研究生学位(毕业)论文2.4.2干物质、粗蛋白质、粗脂肪的测定干物质、粗蛋白和粗脂肪分别按照中华人民共和国国家标准GB/T6435.2006、GB/T6432.1994、GB/T6433.2006方法进行测定。2.4.3胰蛋白酶抑制剂活性的测定胰蛋白酶抑制剂活性(TIA)按照中华人民共和国国家标准GB/T方法测定。21498—20082.4.4有效赖氨酸含量的测定有效赖氨酸(Alys)含量按照肖玲和龚月生(2001)方法测定。2.4.5蛋白质溶解度的测定蛋白质溶解度(PS)采用Dale等(1987)的方法,具体如下:称取试样1.59(准确至0.00029)置于250ml烧杯中,准确移入0.2%KOH溶液75ml,磁力搅拌20min,然后将试样转移至离心管中,以2700r/min的速度离心10min。吸取上清液15ml,放入消化管中,按照GB/T6432—1994凯氏定氮法测定试样中可溶性蛋白质的含量。同时,测定试样中粗蛋白质的含量。2.5数据分析采用SAS8.1软件中的ANOVA程序对试验数据进行双因素和单因素方差分析,并用Duncan程序进行多重比较。所有数据均以平均数士标准差(Mean士SD)表示。以P<0.05(差异显著),P<0.01(差异极显著)作为差异显著的标准。筛片孔径和调质后水分对膨化大豆生产能耗及应用效果的影响3结果与分析3.1筛片孔径和调质后水分对全脂大豆生产加工指标的影响筛片孔径对全脂大豆粉碎粒度、粉碎电耗和粉碎产量的影响,见表1.1。由表可知,筛片孔径对粒度、电耗和产量的影响差异显著(火0.01)。随着筛片孔径的增大,粉碎粒度逐渐递增,粉碎电耗逐渐降低,粉碎产量也逐渐增加。但2.0mm和1.5mm的粉碎产量差异不显著(尸>0.05),但有增加的趋势。表1-1筛片孔径对全脂大豆粉碎粒度、电耗、产量的影响Table1-1Theeffectsofsieveapertureonparticlesize,powerconsumptionandoutputofextrudedFFSB注:表中l司行数值肩标相I司字母者表不差异不显著(胗O.05),字母不I司者表示差异极显著(p<0.01)。Note:Valueswithinarowwithcommonsuperscriptsmeansnosignificantdifference(P>O.05),nOcommonsuperscriptsmeansextremelysignificantdifference(氏O.01).筛片孔径和调质后水分对全脂大豆膨化电耗和产量的影响,见表1.2。由表可知,随着筛片孔径的增大,膨化电耗逐渐降低,膨化产量逐渐增加。随着调质后水分含量的增加,膨化电耗逐渐增加,膨化产量逐渐降低。表l-2筛片孔径和调质后水分对膨化大豆膨化电耗、产量的影响Table1-2Theeffectsofsieveapertureandpost-conditioningmoistureonpowerconsumptionandoutputofextrusionofextrudedFFSB23华中农业大学2014届硕士研究生学位(毕业)论文3.2筛片孑L径和调质后水分对膨化大豆Alys、TIA和PS的影响筛片孔径和调质后水分对膨化大豆Alys、TIA和PS的影响,见表1.3。由表可知,从筛片孔径来看,随着筛片孔径的增大,Alys差异不显著(胗0.05),TIA和PS各组间差异极显著(尸<O.01);从调质后水分来看,各组间的Alys、TIA和PS差异极显著(尸<0.01);从交互作用来看,筛片孔径和调质后水分对Alys差异不显著(胗O.05),但对TIA和PS差异极显著(氏0.01)。4讨论4.1筛片孔径和调质后水分对全脂大豆生产加工指标的影响能耗是饲料厂除原料成本、人员工资外的最大支出,在加工成本中占有重要的比例。同一种原料在不同筛孔下粉碎,吨粉碎电耗随筛孔直径的减小而增大,粉碎电耗与原料粉碎的几何平均粒度的关系不是线性关系,而是一种曲线关系(王卫国和付旺宁2001;王卫国等2003)。Wondra等(1995c)用锤片粉碎机将玉米粉碎到平均粒度为10009m、800pm、6009m、400¨m。当粒度从10009m降到6009m时,粉碎能量略增,但粒度再降低2009m所需能耗比粉碎到6009m的能耗要大两倍多。粒度从1000“m降到6009m,生产率略有下降。而粉碎到4009m,则生产率明显下降。虽然本试验所选原料与前面所述的原料类型不一致,但所得出的结论是一致的。物料水分含量在膨化腔的摩擦和停留时间的过程中发挥作用。在挤压膨化过程中,水分起着润滑剂的作用,降低物料的黏度,使物料与螺杆之间摩擦减小,物料吸收机械能和热能降低(左进华和黄圣霞2008)。本试验随着调质后水分含量的增加,电耗逐渐增加,膨化产量逐渐降低,并在调质后水分达到20.5%时出现堵塞,造成喷料现象。试验所得结果与前人(wondraetal1995c;王卫国和付旺宁2001;王卫国等2003)结果不一致的原因可能是与试验所选的挤压膨化机类型和物料的特性有关。这些研究者使用的是干法挤压膨化机,干法膨化机比湿法膨化机耗能大,增加物料水分有利于减小物料与螺杆间的摩擦,降低机械能,从而降低了能耗;而湿法挤压机本身就采用蒸汽调质,对最适水分有一定范围,超出最适范围就会适得其反,当水分过大时,物料的塑黏过大,致使挤压压力不稳定,可造成膨化机的喷24筛片孔径和调质后水分对膨化大豆生产能耗及应用效果的影响料现象(于浩荣和李文涛2000)。另一方面,本试验采用全脂大豆进行膨化,全脂大豆的高脂肪含量也可能会对湿法膨化产生一定的影响。4.2筛片孔径和调质后水分对膨化大豆Alys、TIA和PS的影响粉碎粒度对物料活性成分基本没有影响,但粒度的降低,增大了颗粒的比表面积,增加了单位质量原料颗粒的总表面积。物料粉碎后的直接效果之一就是可提高物料养分在消化液中的溶解度。物料的粉碎粒度与蛋白质溶解度有着密切关系,随着粒度减小,蛋白质溶解度增加(王卫国和付旺宁2001;王卫国等2003;李清晓等2006),这与本试验结果一致。胰蛋白酶抑制剂活性与蛋白质溶解度呈正相关,是大豆生产加热不足或加热过度的标志。本试验中蛋白质溶解度降低,胰蛋白酶抑制剂活性也相对较低。食品水分活度能影响羰氨反应进行,反应速率在0.6t0.8时最大,水分再增加,反应速率下降(刘志皋2003)。因此,水分含量适度增高可在一定程度上抑制羰氨反应进行,从而有助于氨基酸保留。左进华和黄圣霞(2008)研究发现有效赖氨酸含量随物料含水量增加而增大,这与本试验结果一致。调质过程中传热和传湿一直发生变化,使颗粒不断吸收热量和水分,从而有助于胰蛋白酶抑制剂失活(Barrowseta12007),也会降低蛋白质溶解度。5小结从电耗、产量方面看,随着筛片孔径的增大,粉碎和膨化的电耗均降低,产量增加;随着调质后水分的增加,膨化电耗上升,产量下降。从产品指标看,筛片孔径对膨化大豆的Alys影响不大,但筛孔越大,TIA和PS越低t,水分含量增大,Alys增加,TIA和PS降低。综合两方面指标考虑,在能耗影响小、产品指标较佳的条件下,选择调质后水分17.5%的筛片孔径梯度。25日能昏H.【心.oHooo.ovHooo.ov(I弋求*Nooo.oHooo.ovHooo.ov碚喾Nn卜o.o_ooo。ov【.摹n.0N。昏o.书∞.N.啦H.卅乜摹n.£卜.书卜口.N。∞寸.o州.寸摹”.!。寸o.喇口.N。心o.千卜N。装”-oN∞.书∞t△.—.寸oN装■卜.【寸.刊式。⑦.【.o岔寸.寸装n.=。n.刊【岣.N。崎H.州岔■谚。H._』-装乜oN譬卜o书岭.N等N.斟寸.寸委.『摹n.=。H一.o剞口.N。o.制心”.n装价.!日n.州仓n式。o.【.o刊∞皿昏sIIIo=∞^《锄曹.《卜∞山筛片孔径和调质后水分对膨化大豆生产能耗及应用效果的影响试验二筛片孔径和调质后水分对膨化大豆体外消化率的影响1前言粉碎和调质是膨化加工的前处理,不仅对物料的生产加工有影响,还对物料的干物质、粗蛋白、能量的消化率(ZarkadasandWiseman2005;郭广伦等2011;Yfifiezetal2011;任守国等2012;Liuetal2012)有重要影响。膨化大豆含有的一些抗营养因子对加工过程的热处理异常敏感。过热处理容易引起蛋白质溶解度降低,发生美拉德反应,使赖氨酸的有效性受到损害;而热处理不足则不能有效地灭活热不稳定的抗营养因子,加大抗营养因子对动物的毒害作用。因此,必须对膨化大豆的品质作出适宜的评价,以利于生产实践中能够适当地使用此原料。用体外胃蛋白酶水解法来估计热损害的蛋白质饲料的消化率是最为广泛运用的方法(Gauthieretal1982)。在此基础上,一些研究者经过改进并建立了胃蛋白酶.胰酶水解方法,来测定膨化大豆中的营养物质的消化率(Gauthieretal1986;彭健1999)。体外酶解法是预测样品筛选和作用效果的有效手段,可以减少试验组数,降低试验成本,提高效率。本研究采用体外酶解方法和化学分析,进一步评价加工条件对膨化大豆品质的影响。2材料与方法2.1酶解样品试验所用的酶解样品均是膨化大豆,由黑龙江哈尔滨兴普饲料有限公司提供。2.2仪器和试剂仪器:数显水浴恒温振荡器(SHZ.82型,江苏金坛),恒温振荡器(SHZ一82型,江苏金坛),颗粒机(第二代LQP—B一4型,上海),电子分析天平(感量,0.00019),透析管(ET9004,12000.14000,U.S.A)等。试剂:胃蛋白酶(P7000,Sigma,U.S.A.),胰蛋白酶(P1750,Sigma,U.S.A.),PBS(磷酸缓冲液,pH=7.0),HCI/NaCl溶液(pH=2.O)等。华中农业大学2014届硕士研究生学位(毕业)论文2.3体外酶解试验采用经彭健(1999)修订的胃蛋白酶一胰蛋白酶两步消化法,以不同加工处理的膨化大豆为酶解底物,测定膨化大豆的干物质、粗蛋白消化率。体外消化的操作规程如图2.1所示,具体操作如下所述。称取59(精确到0.00019)待测样品于100ml三角烧瓶中,加入500mg胃蛋白酶(pepsin)(P7000,Sigma)50ml0.1molHCU54molNaCl溶液,在40℃恒温振荡器中保温1h。胃蛋白酶消化后,用2.0moFL的NaOH调节pH到大约7.O,加入20ml0.1moUL的磷酸缓冲液(含0.05%的叠氮钠)使pH稳定。预先浸泡好分子量拦截值为12,00014,000的透析管(ET9004,12000—14000,U.S.A),把三角烧瓶中的内容物转移到透析管中。加入含有50mg胰蛋白酶(pancreatin)(P1750,Sigma)的缓冲液lml,扎好透析管,并留一定的空气于管内,以利于管内物质的混匀与透析。膨化大豆样品+恒温摇床,40。C,pH2.0,胃蛋白酶消化lh●I消化腿析装置,40。C,pH7.0,胰蛋白酶消化6h‘消化/透析装置,2℃,透析72h★烘干称重粉碎◆粗蛋白、干物质测定图2-1两步法体外酶解测定消化率的过程(彭健1999)Fig.2-1Theinvitrotwo-stageenzymeincubationanddialysisprocedures(Peng1999)为了模拟小肠环境,并使消化终产物的抑制作用降低到最小,样品的胰蛋白酶处理过程在1个消化/透析装置内进行。该装置是由数显水浴恒温振荡器的长方形铝合金方框,带动固定在方框内的6根透析管以20r/min的转速在40℃水浴中回旋转动。每根透析管内装有1个待测样。样品经胰蛋白酶消化6h后,用冰水替代缓冲液以终止酶的作用。为保证所有水解终产物都被移出,透析管的内容物需在冰水中转动透析72h。每24h换水2次。筛片孔径和调质后水分对膨化大豆生产能耗及应用效果的影响透析结束后,把残余物转入200ml塑料杯中,冷冻干燥后,称干物质的重量,并用凯氏定氮法测定粗蛋白质的含量,每个样品至少重复3次。2.4结果计算刚懈c呦=型%器挚棚。c删翔=型‰蒜笋舢。2.5数据分析采用SAS8.1软件中的A_NOVA程序对试验数据进行双因素和单因素方差分析,并用Duncan程序进行多重比较。所有数据均以平均数士标准差(Mean+SD)表示。以P<0.05(差异显著),P<0.01(差异极显著)作为差异显著的标准。3结果与分析筛片孔径和调质后水分对膨化大豆营养物质体外消化率的影响见表2.1。由表中可见,随着筛片孔径的增大,膨化大豆的干物质和蛋白质的消化率逐渐降低,差异极显著(氏0.01),DM和CP的消化率在筛孔1.5mm时达到最大,筛孔2.5mm时最小。随着调质后水分含量的增加,膨化大豆的干物质和蛋白质的体外消化率逐渐增加,差异极显著(氏O.01),DM和CP的消化率在调质后水分20.5%时达到最大,在调质后水分14.5%时最小。在交互作用上,各组间的DM和CP消化率差异极显著(P<O.01)。4讨论两步法在单胃动物体外消化模拟研究中应用最多,胃蛋白酶一胰酶法的原理:首先用胃蛋白酶在酸性条件下完成物料在胃内的消化过程,再用胰酶在中性条件下继29华中农业大学2014届硕士研究生学位(毕业)论文续消化,完成养分在小肠的消化过程,最后将已消化养分和未消化养分分离开来(CluniesandLeeson1984)。体外模拟方法不仅受消化酶组成、剂量、pH和消化时间等影响,还受饲料粒度的影响。不同原料因其物理和化学结构的不同,动物对其各有最适粒度范围。王卫国和付旺宁(2001)、程译锋等(2009)研究发现粉碎物的蛋白质体外消化率随粉碎物的对数几何平均粒度的减小而增大,并呈显著线性负相关。其中豆粕的蛋白质消化率随对数几何平均粒度的减小增加幅度最大。在本试验中,膨化大豆随着粉碎粒度的减小,干物质和蛋白质的体外消化率增大,这也说明降低粉碎粒度可以显著提高膨化大豆的干物质和蛋白质体外消化率。饲料膨化加工时,原料含水量是非常重要的可控因素。水是形成膨化产品微孔结构的前提。当物料在挤压膨化过程中水分缺乏,蛋白质的胶溶效果就会不好,物料黏性也差:当水分过大时,物料的塑黏过大,致使挤压压力不稳定,可造成膨化机的喷料现象(于浩荣和李文涛2000)。金征宇(2005)指出湿法膨化生产的10%--.12%水分的膨化大豆抗营养因子相对较低。程译锋等(2009)研究发现调质使蛋白质体外消化率和淀粉糊化度分别增加9%--12%和11%---15%,增加值与粒度呈负相关。在本试验中,随着调质后水分的递增,膨化大豆的DM和CP的消化率也增加,可能与水分含量越大,对抗营养因子的破坏力越大有关。在本试验中,粒度较小的膨化大豆在同样的调质条件下有较高的蛋白质体外消化率,原因可能是原料粒度的减小,一方面使小颗粒比大颗粒有更大的表面积与蒸汽的热量和水分接触,另一方面减小水分到达离心的距离,使水分和热量共同作用粒子表面和内部的机会增大,使更多的蛋白质变性(程译锋等2009)。5小结筛片孔径和调质后水分对膨化大豆的养分体外消化率均有影响。筛片孔径的减小和调质后水分的增加都可以提高膨化大豆的DM和CP体外消化率。综合DM、CP的体外消化率和膨化大豆生产加工、产品指标考虑,筛选得出最佳的梯度是调质后水分17.5%的1.5mm、2.0mm、2.5mm的筛片孔径。30斟杈_ooo.ov_ooo.ov盆警对求簧—o.【.1±楼n∞oo.ooooo.o摹吮oN。∞寸.o书∞.⑦寸善.装乜=装价.!.(I。n.刊.口摹n.0No.0迁v叠暑o.。卜.o州小寸.∞价摹n—H装气!摹n.oN暑岬【装价卜Haq一一.N装匕!一叠—.工匝馨蟹IIo__峰S牛至Q皿瓤娶山U华中农业大学2014届硕士研究生学位(毕业)论文试验三不同筛片孔径膨化大豆日粮对生长猪养分消化代谢率的影响1前言降低谷物平均粒度的积极作用在新生仔猪(Healyetal1981;Giesemannetaletaletal1994)、肥育猪(Owsley1995ab)方面已有报道。1990)和泌乳母猪(Wondra大多数研究者认为谷物的粒度降低至6009m以下能显著提高营养物消化率和生长效率。调质对饲料的理化特性(蛋白、淀粉等)、有害成分和动物的生长性能也产生了不可忽视的作用(王红英等2004;石永峰等2007;ZarkadasandWisemn程译锋等2009;Ziggers2001;Zimonjaetal2005;2008)。然而在前期试验生产过程中,调质时水分高会使物料生产不畅,产生喷料现象,水分低时抗营养因子含量和蛋白质溶解度相对较高。由此可知,物料膨化时调质水分过高过低都不利于生产效果较好的产品,调质水分需要在一个适度的范围内。目前对饲料粉碎粒度的研究主要集中在玉米、大麦、小麦和高粱上,对全脂大豆的研究不是很多。因此,根据前期的试验结果,选择最佳的中度水分的粒度梯度进行代谢试验。本试验旨在研究以不同筛片孔径的膨化大豆对生长猪养分消化代谢率的影响,为更好地利用膨化大豆提供理论依据。2材料与方法2.1试验设计采用单因素试验设计,4个处理,5个重复,每个重复1头猪。应用全收粪法,共12d,前7d为预饲期,后5d为粪尿收集期。2.2试验动物试验选用25头三元杂交(杜×长×大)健康去势公猪,分别放入代谢笼,适应期为1周。适应期结束后称重,选择20头体重相近且健康的猪进行试验,随机分配到各处理中,初始体重为31.07士O.61kg。32筛片孔径和调质水分对膨化大豆生产能耗的影响及应用效果研究2.3试验日粮试验日粮中的膨化大豆由哈尔滨兴普饲料有限公司提供,全脂大豆分别用1.5mn'l、2.0ram、2.5mm筛片孔径粉碎并使调质后水分均为17.5%进行膨化生产。试验应用套算法,其中对照组日粮为玉米.豆粕加油日粮,试验组日粮则是添加20%膨化大豆替代部分豆粕和油。试验日粮组成和营养成分见表3.1和表3.2。表3.1试验日粮组成(%,饲喂基础)Table3-1Compositionofexperimentaldiets(%,as-fedbasis)注:1预混料为每千克日粮提供:锰,35rag;镁,125mg;铁,152.5mg;锌,137.5mg;铜,125mg;碘,0.75mg;VA,l1750IU;VD3,1500IU:VE,50IU:VK,1.75mg:氯化胆碱,750rag;烟酸,38mg:泛酸钙,35.75mg;VB2,10mg:VBJ,lmg;VB6,ling;VBJ2,27.5mg:生物素,100mg;叶酸,0.5mg。Note:1Thepremixprovidedperkilogramdiet:Mn,35mg;Mg,125mg;Fe,152.5mg;Zn,137.5rag;Cu,125mg;I,0.75mg;V八11750IU;VD3,1500IU;VE,50IU;VK1.75mg;Cholinechloride,750mg;Niacin,38mg;calciumpantothenate,35.75rag;VB2,10mg;VBl,lmg;VB6,lmg;Ⅶ12,27.5rag;Biotin,100mg;Folicacid,0.5mg.华中农业大学2014届硕士研究生学位(毕业)论文表3-2试验日粮营养水平(%)Table3-2Nutrientlevelsofexperimentaldiets(%)干物质DM于物质基础Composition87.7187.8987.4887.84ofDM4.5319.3l6.782.629.165.31O.690.354.5219.236.802.659.225.400.71O.354.5219.076.772.649.205.38O.710.35总能GE(Mcal・kg-1)4.40粗蛋白质CP粗脂肪EE粗纤维CF中性洗涤纤维NDF租灰分Ash钙Ca有效磷AP19.274.722.348.825.450.740.382.4饲养管理试验开始前,将25头试验猪随机放入消化代谢笼中适应1周。适应期间饲喂生长猪常规日粮,自由饮水。适应期后称重,选择20头体重相近且健康的猪随机分配到各处理中,以处理为单位饲喂不同的试验日粮。猪日饲喂总量为其体重的4%,每天8:30和16:30分两次饲喂,饲喂量相同。舍温控制在20~28℃。每日饲喂后对圈舍进行清扫,保持猪舍环境干净卫生。2.5粪尿收集与处理粪样的收集采用全收粪法。收集期时,每日剩料进行两次收集、干燥、称重并记录。准确收集各试验猪每天8:30到22:00所排出的粪便,随排随收,将每头猪的粪便放入对应塑料密封袋中,每次收集后立即放入一20℃冰箱中保存,加入15mL6NHCl固氮,待试验结束后将5d所取的全部粪便于656C烘箱中烘72h至恒重,回潮24h,充分混匀后粉碎过60目筛装袋待检。筛片孔径和调质水分对膨化大豆生产能耗的影响及应用效果研究收集期间准确收集各试验猪每天24h所排尿液,每天向收集桶中加入50mL6NHCI,充分混匀后再按1/20取样,取样后放入.20℃冰箱中保存备用。试验结束后,将5d所取的全部尿样解冻并充分混匀,纱布过滤后装入50ml离心管,于4。C冰箱中保存待检。2.6检测指标及测定方法2.6.1检测指标试验日粮和粪样测定指标:干物质、粗蛋白质和总能含量。尿样测定指标:尿氮和总能含量。2.6.2测定方法干物质、粗蛋白质分别按照中华人民共和国国家标准GB/T6435.2006和GB/T6432—1994方法测定。总能测定按照国际标准ISO9831:1998方法,使用氧弹式测热仪(ParrInstrumentCompany,MolineIL,U.S.A.)测定。2.7计算公式干物质消化率(%)=(食入总干物质一粪中总干物质)X100/食入总干物质消化能、代谢能及总能和氮表观消化率计算方法如下:食入氮(g)=食入饲料总氮.余料总氮沉积氮(g)=食入氮.粪氮.尿氮净蛋白利用率(NPU,%)=沉积氮×100/食入氮表观生物学价值(BV,%)=(食入氮.粪氮.尿氮)X100/(食入氮一粪氮)日粮表观消化能(MJ/kg)=(食入总能一粪中总能)/日粮食入量氮表观消化率(%)=(食入总氮.粪中总氮)×100/食入总氮能量表观消化率(%)=(食入总能.粪中总能)×100/食入总能华中农业大学2014届硕士研究生学位(毕业)论文2.8数据统计试验数据采用Excel进行初步整理,并用SAS8.1软件的ANOVAProcedure进行统计分析。所有试验数据均以平均值4-标准差(Mean4-SD)表示,差异不显著为P>0.05,显著水平为P<0.05。3结果与分析3.1不同处理日粮对生长猪干物质消化率和氮平衡的影晌不同处理日粮对生长猪干物质消化率和氮平衡的影响见表3—3。由表可知,不同处理日粮对生长猪的干物质消化率、净蛋白利用率和氮消化率的影响差异不显著(扮O.05),但对表观生物学价值有影响(P<O.05)。研究结果表明,1.5mm组、2.0mm组和2.5mm组的表观生物学价值显著高于对照日粮组,与对照日粮组相比,分别降低了7.21%、0.68%和5.91%的表观生物学价值。表3-3不同处理日粮对生长猪干物质消化率和氮平衡的影响(g/d)Table3-3TheeffectsofdietsonDMdigestibilityandNbalanceingrowingpigs(g/d)注:表中同行数值肩标无相同字母者表示差异显著(P《O.05)。Note:ValueswithinarowwithnOcommonsuperscriptsmeanssignificantdifference(P<0.05)3.2不同处理日粮对生长猪能量平衡的影响不同处理曰粮对生长猪能量平衡的影响见表3-4。由表可知,不同处理日粮对食入能、尿能、代谢能的影响差异不显著(胗0.05),但对粪能、消化能、消化率有显著影响(尸<O.05)。研究结果表明,2.0mm组的粪能显著低于对照日粮组(P<0.05),降低了16.92%的粪能,1.5mm组和2.5mm组与对照日粮组差异不显著(尸>0.05);36筛片孔径和调质水分对膨化大豆生产能耗的影响及应用效果研究1.5mm组、2.0mm组和2.5mm组的消化能显著高于对照日粮组(尸<0.05),分别提高了5.45%、6.00%和5.64%的消化能;2.0ram组和2.5mm组的消化率显著高于对照日粮组(P<0.05),分别提高了1.78%和0.82%的消化率,1.5mm组与对照日粮组差异不显著(P>0.05)。由此,筛片孔径2.0ram的膨化大豆处理组的消化率最高,对能量的利用率较好。表3-4不同处理日粮对生长猪能量平衡的影响(Mcai/d)Table3-4TheeffectsofdietsOnenergybalanceingrowingpigs(Mcal/d)注:表中同行数值肩标无相同字母者表示差异显著(p(0.05)。Note:Valueswithinarowwithnocommonsuperscriptsmeanssignificantdifference(P(O.05)4讨论动物生长性能的降低通常伴随着动物对饲料养分消化利用率的下降。粉碎粒度对动物养分消化率具有不可忽视的作用。日粮成分的粉碎影响养分的消化率,粉碎粒度的减小,可以增加日粮颗粒的相对表面积,使其易受胃肠道酶的消化,从而增加养分的消化和吸收。以小麦(Mavromichalisetaletal2000)、玉米(Wondraetal1995ab)、高粱(Owsley1981)为基础日粮的相关文献认为日粮粒度降低可以减少粪N和总N的排出,增加氮沉积,从而提高对养分的消化吸收。但也有研究报道持相反观点,Simonsson(1978)和Laurinen等(2000)的研究报道认为猪日粮中大麦粒度的减小没有提高N消化率。Oryschak等(2002)研究也发现粒度4409m和2109re或5329m和3659m锤片粉碎的大麦日粮进行比较,粒度处理的间距可能不足以对N消化率产生影响。本试验中筛片孔径对干物质消化率、净蛋白利用和氮消化率没有显著影响。这可能是由于全价日粮中只有膨化大豆的粒度是变化的,而膨化大豆在饲料中的添加量较37华中农业大学2014届硕士研究生学位(毕业)论文少,其粒度的变化对整个日粮粒度影响较小,所以对全价日粮干物质和N的消化率没有影响。膨化FFSB组日粮伴随总能摄入的消化能、消化率、代谢能和尿能比基础豆粕日粮组更大。这些结果与Stein和Shurson(2009)研究结果部分类似。含有碳水化合物、蛋白或脂肪成分的能量消化率的增加可能原因是增加的表面积易受到胃肠道酶的消化。前人的研究已证实,以玉米(Wondraetal1995ab)和高粱(Healyetal1994)为基础日粮的粒度的降低,增加能量消化率。而在本试验中,筛片孔径对膨化FFSB日粮各组间总能、消化能、尿能和代谢能的含量没有显著性差异,这可能与原料种类和添加量有关。5小结从养分消化代谢来看,筛片孔径的减小对干物质消化率的影响没有差异,对部分氮和能量的平衡也没有大幅度影响。在3种筛片孔径中,2.0mm膨化大豆的营养物质消化吸收效果相对较好。筛片孔径和调质水分对膨化大豆生产能耗的影响及应用效果研究试验四不同筛片孔径膨化大豆日粮对仔猪生长性能的影响1前言随着养猪业规模化、集约化的发展,仔猪容易受到营养、环境、心理和猪群社会结构等各方面应激。由于幼龄仔猪的消化系统尚未发育成熟,这些应激中尤其是营养应激易使仔猪胃肠功能紊乱,诱发断奶应激综合症。全脂大豆是猪日粮中兼具高蛋白和高脂肪的植物性蛋白原料,但其含有的抗营养因子会对动物的生产性能产生不利影响(Lieneranda12006;Coca—SmovaetKakade1980;Pusztaietal1990;Dilgeretal2004;Opapejueta12008),从而了大豆在幼龄动物日粮的使用量。因此,尽可能降低或灭活大豆中的抗营养因子,提高大豆在日粮中的利用水平是业内一直关心的问题。猪日粮的加工集聚了粉碎、混合、膨化、调质、制粒等过程,这些过程的每一个阶段都能对饲料的营养价值和动物的性能产生影响。已有研究报道粒度影响动物生长率、采食量、饲料转化比(Healyetal2000:Lawrenceetaletal1994;Wondraetal1995abcd;Mavromichalis2003)。但这些研究关于加工条件对动物性能的影响结果并不一致,且他们大多数以玉米、小麦、大麦或高粱等谷物为基础日粮,对全脂大豆相关工艺与动物生长性能关系的研究相对较少。因此,本试验旨在研究不同筛片孔径膨化大豆替代豆粕和油对仔猪生长性能的影响,为膨化大豆的合理应用提供参考。2材料与方法2.1试验设计采用单因素试验设计,设4个处理,每个处理8个重复,每个重复7头猪。2.2试验动物与饲养管理选择胎次接近、平均42日龄的健康“杜×长×大”仔猪224头,依据体重、体况相近的原则随机分为4个处理组,每组8个重复,每个重复7头仔猪。饲养栏舍为网床式猪舍,仔猪自由采食和饮水,常规免疫。整个试验期为19d。39华中农业大学2014届硕士研究生学位(毕业)论文2.3试验日粮同试验三。2.4生长性能测定方法试验开始和结束时清晨9:00对仔猪进行空腹称重,以栏为单位记录计算各体重和耗料量。计算平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)、料肉比(FCR)。每天认真观察并详细记录仔猪采食及腹泻发生情况,对腹泻程度按5分制评分,以重复为单位,最后计算腹泻率。腹泻率=试验期腹泻仔猪头次/(试验仔猪头数×试验天数)×100%2.5数据统计试验数据采用Excel进行初步整理,并用SAS8.1软件的ANOVAProcedure进行统计分析。所有试验数据均以平均值-4-标准差(Mean+SD)表示,差异不显著为P>0.05,显著水平为P<0.05。3结果与分析表4_1不同处理日粮对仔猪生长性能的影响Table4-1TheeffectsofdietsOllgrowthperformanceinpiglets注:表中同行间无字母者差异不显著(pO.05)。Note:Valuesintherowwithoutleaerindicatednotsignificantdifference(,'0.05).不同处理日粮对仔猪生长性能的影响见表4.1。由表可知,饲喂这四种饲料没有使各组仔猪出现失重情况,各组仔猪的终重差异较小(尸>0.05)。与对照日粮组相比,筛片孔径和调质水分对膨化大豆生产能耗的影响及应用效果研究1.5mm组和2.5mm组的终重分别提高了1.45%和2.04%,2.0ram组降低了0.72%。从仔猪采食量来看,膨化大豆组比对照日粮组略有增加,但差异不显著(尸>0.05),1.5mm组、2.0mm组和2.5mm组的平均日采食量分别提高了3.63%、0.30%和2.00%,说明膨化大豆有提高仔猪采食量的作用。从平均日增重上来看,1.5mm组、2.0ram组和2.5mm组比对照日粮组分别降低了2.41%、5.22%和3.07%,各组间差异不显著(胗O.05)。从料肉比上来看,1.5mm组、2.0mm组和2.5mm组比对照日粮组分别提高了6.13%、4.12%和4.68%,各组间差异不显著(胗0.05)。四种日粮对仔猪腹泻率没有显著影响(胗O.05),但对照日粮组在降低仔猪腹泻方面较其他组日粮组效果较差。与对照日粮组相比,1.5mm组、2.0mm组和2.5mm组的腹泻率分别降低了1.11%、41.33%和14.76%。4讨论关于膨化大豆对断奶仔猪生长性能的影响,近些年来的报道结果略有不同。但更多地结果是膨化大豆能够改善仔猪的增重和饲料转化效率或两者之一。Piao等(2000)研究不同比例(0%、25%、50%、75%、100%)膨化全脂大豆替代豆粕对早期断奶仔猪(16日龄,5.18kg)生长性能的影响,结果表明在断奶后0—7d,豆粕组比膨化大豆组明显有更高的ADG、ADFI和更好的FCR;在断奶后8-21d,饲喂50%膨化大豆组具有最佳的ADG和FCR,而饲喂100%膨化大豆显著降低了断奶仔猪的生长率。姜秋水和沈华(2004)用5%膨化大豆部分替代豆粕,结果表明膨化大豆组ADG提高7.54%,FCR和腹泻率分别降低了6.95%和14.55%。刘春雪等(2006)研究添加6.94%、13.88%、20.83%、27.77%膨化大豆对断奶仔猪的影响,结果发现添加量对断奶仔猪0~14d的生产性能没有影响,可显著提高断奶后14"--28d的生长率。本试验结果发现,膨化大豆替代豆粕对仔猪生长性能没有影响。由此可知,膨化大豆对断奶仔猪的影响与仔猪的断奶日龄和添加比例有关。研究显示,日粮粉碎粒度的减小可以提高生长肥育猪和幼龄仔猪的生长效率(Wondraetal1995cd;Healyetal1994;郭广伦等2011)。Healy等(1994)研究发现在断奶后0.14d,粉碎粒度从9009m降低到3009m时,断奶仔猪ADG和FCR线性增加;在断奶后14.35d,随着粒度降低ADFI和ADG显著降低;从全期来看,粒度对断奶仔猪生长性能没有影响。但Lawrence等(2003)试验发现豆粕粒度降4l华中农业大学2014届硕士研究生学位(毕业)论文低(豆粕粒度分别降低到6399m和173.69m)对断奶仔猪生长性能没有显著影响。任守国等(2012)使用粉碎粒度对于309in豆粕的日粮提高了断奶仔猪ADG,明显提高ADFI,降低饲料增重比,还显著降低断奶仔猪的腹泻频率。本试验研究也发现3种筛片孔径对仔猪的ADG、ADFI和FCR均没有显著差异。产生差异的原因可能有两个:一是粉碎原料不同,膨化大豆在饲料中的添加比例较少,其粒度的变化对整个日粮粒度影响较小;二是试验猪日龄不同,粒度减小对仔猪的影响主要体现在断奶后0~14d(Healyetal1994)。膨化大豆组日粮仔猪的腹泻率都比豆粕组有所降低,且2.0mm组最低,表明膨化大豆可减少仔猪腹泻,原因可能是豆粕含有的大豆蛋白过敏原含量较高,而经高温高压膨化后,膨化大豆抗营养因子被破坏,抗原致敏作用减低,从而对仔猪消化道影响较小,腹泻率降低(姜秋水和沈华2003)。5小结在实际生产条件下,筛片孔径1.5mm、2.0mm、2.5ram的膨化大豆替代豆粕在生长性能方面并没有差异,结合考虑加工成本,可选择2.5mm筛片进行生产。42筛片孔径和调质水分对膨化大豆生产能耗的影响及应用效果研究本研究的小结、创新点及尚待解决的问题(1)从电耗、产量方面看,随着筛片孔径的增大,粉碎和膨化的电耗均降低,产量增加;随着调质水分的增加,膨化电耗上升,产量下降。从产品指标看,筛片孔径对膨化大豆的Alys影响不大,但筛孔越大,TIA和PS越低;水分含量增大,Alys增加,TIA和PS降低。综合两方面指标考虑,在能耗影响小、产品指标较佳的条件下,选择调质后水分17.5%的筛片孔径梯度。(2)筛片孔径和调质后水分对膨化大豆的养分体外消化率均有影响。筛片孔径的减小和调质后水分的增加都可以提高膨化大豆的DM和CP体外消化率。综合DM、CP的体外消化率和膨化大豆生产加工、产品指标考虑,筛选得出最佳的梯度是调质后水分17.5%的1.5mm、2.0mm、2.5mm的筛片孔径。(3)从养分消化代谢来看,筛片孔径的减小对干物质消化率的影响没有差异,对部分氮和能量的平衡也没有大幅度影响。在3种筛片孔径中,2.0ram膨化大豆的营养物质消化吸收效果相对较好。(4)在实际生产条件下,筛片孔径1.5mm、2.0mm、2.5mm的膨化大豆替代豆粕在生长性能方面并没有差异,结合考虑加工成本,可选择2.5mm筛片进行生产。由以上4个试验可以得出结论,筛片孔径和调质后水分对全脂大豆的生产加工和产品指标具有不同程度的影响。虽然筛片孔径2.0ram的膨化大豆营养物质消化吸收相对较好,但筛片孔径在一定范围(2.5~1.5ram)内对仔猪生产性能没有影响,故在此范围内考虑成本问题可以选择筛片孔径2.5mm、调质后水分17.5%的参数组合进行全脂大豆膨化生产加工。2创新点将筛片孔径和调质后水分与大豆实际生产工艺条件相结合,用体内体外方法进行评定,全面评价以筛选低能耗、高效率、高质量的膨化大豆,为实际生产提供最适膨化大豆的筛片孔径和调质后水分。43华中农业大学2014届硕士研究生学位(毕业)论文3待解决的问题(1)本研究主要通过了解不同筛片孔径与调质后水分对全脂大豆生产加工和应用效果的影响,只筛片孔径因素在动物试验上做了研究,对于调质与仔猪生长性能与养分消化率的关系有待进一步完善。(2)本试验只是对物料水分进行调质到一定水平,对全脂大豆膨化调质工艺没有进行系统研究,对于全脂大豆最适调质工艺参数还有待进一步研究。筛片孔径和调质水分对膨化大豆生产能耗的影响及应用效果研究参考文献1.程译锋,袁信华,过世东.加工对饲料蛋白质体外消化率和淀粉糊化度的影响[J].中国粮油学报,2009,24(2):125—128.2.豆洪启,秦飞,耿超,张玉良,安红周.饲用全脂大豆调质工艺技术的研究【J].粮食与饲料工业,2013(1):42—44.3.郭广伦,袁中彪,李俊波,吕武兴,杨飞来.不同粉碎粒度的饲料对断奶仔猪生长性能及蛋白质体外消化率的影响[J】.中国畜牧杂志,2011,47(1):49-51.4.黄德仕,李德发,邢建军,马永喜,吕松乔.加工工艺参数对降低饲料中大肠杆菌数量级的影响[J].中国畜牧杂志,2006,42(1):44-46.5.胡友军,周安国,杨凤,陈德.饲料淀粉糊化的适宜加工工艺参数研究叨.饲料工业,2002,23(12):5.8.6.李次力.浸泡、蒸煮工艺对大豆品质特性的研究[J】.中国粮油学报,2008,23(5):46-49.7.李艳玲,张,孟庆翔,熊易强.蒸汽加热处理对大豆皮抗营养因子活性和家兔盲肠微生物活性体外消化的影响[J】.中国畜牧杂志,2007,43(11):52-558.李清晓,李忠平,庄苏,周岩民,沈慧乐,程宗佳.豆粕粉碎粒度与蛋白质体外消化率的关系研究[J].家畜生态学报,2006,26(5):28—31.9.刘春雪,李绍章,杨雪海,黄少文,周泽君.膨化大豆在仔猪日粮中适宜配合比例的研究[J].饲料工业,2006,27(1):27—29.10.刘志皋.食品营养学[M】.北京:中国轻工业出版社,2003.11.贾旭,安红周,李盘欣,韩晓凯.调质处理工艺对大豆蛋白组织化特性影响的研究[J].农产品加工.学刊,2010(2):17—19.12.姜秋水,沈华.膨化大豆对断奶仔猪生产性能的影响[J】.浙江畜牧兽医,2004,28(5):3-4.13.金征宇.挤压膨化与后添加技术在饲料工业中的应用(1)[J】.饲料广角,2005,23:31—34.14.罗锐.饲料膨化加工技术[J].粮食与饲料工业,1999(4):19-20.45华中农业大学2014届硕士研究生学位(毕业)论文15.庞彦芳,冯定远.广东饲料制粒工艺对微生物影响的调查研究[J].粮食与饲料工业,2000(9):23-25.16.彭健.中国双低油菜饼粕品质评价和品质改进研究【D】.武汉:华中农业大学,2000.17.谯仕彦,李德发,曹宏,肖长艇,胥学新.不同温度挤压膨化全脂大豆对生长猪氮平衡和日粮氨基酸及脂肪酸回肠末端表观消化率影响的研究[J].动物营养学报,1999,ll(3):36-43.18.任守国,周安国,王之盛,刘光芒.不同粉碎粒度的豆粕对断奶仔猪生长性能和养分消化率的影响[J].中国畜牧杂志,2012,48(13):60-65.19.石永峰.饲料调质对维生素稳定性的影响[J】.国外畜牧学:猪与禽,2007(4):73.74.20.王红英,翟洪玲,徐英英.维生素营养成分在配合饲料加工过程中的变化规律研究【J].粮食与饲料工业,2005(12):31—33.21.王卫国,陈四勇,宁锋,宋培义,丁春芬,刘利胜.仔猪配合饲料的粉碎粒度研究[J].饲料工业,2000,21(11):22—24.22.王卫国,付旺宁.饲料粉碎粒度与能耗及蛋白质体外消化率的研究叨.饲料工业,2001,22(10):33-37.23.王卫国,卢萍,王俊卿,熊易强,刘焕龙.7种饲料原料粉碎粒度与蛋白质体外消化率及能耗的研究【J].中国畜牧杂志,2003,39(5):18—20.24.王卫国,李浩楠,王晓明,苏丽娜.饲料几何平均粒度的快速测定方法研究[J].粮食与饲料工业,2012,10(34):34-40.25.吴淑清,王顺余,黄玉珍.热处理方法对大豆中抗营养因子的钝化作用明.长春大学学报,2009,19(4):64.65.26.肖玲,龚月生.染料结合法测定豆粕中有效赖氨酸[J].饲料工业,2001,22(4):33.34.27.薛志成.饲料加工工艺中的调质问题[J】.江西饲料,2007,4:25—26.28.闫飞.饲料调质器性能参数的试验研究【学位论文】.北京:中国农业机械化科学研究院,2010.29.于浩荣,李文涛.大豆组织蛋白膨化技术[J].现代化农业,2000,9:0.12.筛片孔径和调质水分对膨化大豆生产能耗的影响及应用效果研究30.曾勇庆,张维德,王慧,吴绍强,苏鹏程.热处理对全脂大豆粉营养品质影响的研究[J].山东农业大学学报:自然科学版,2000,3l(2):151-156.31.翟洪玲.降低配合饲料生产过程中维生素损失的技术研究[学位论文].北京:中国农业大学,2000.32.左进华,黄圣霞.挤压膨化对大豆粕营养品质影响研究[J】.粮食与油脂,2008,3:24.27.33.AlbrechtWJ,MustakasGC,McGheeJE.Ratestudiesonatmosphericsteamingandimmersioncookingofsoybeans[J].CerealChem,1966,43:400.34.AmornthewaphatN,LerdsuwanS,AttamangkuneS.Effectofextrusionofcornandfeedformonfeedqualityandgrowthperformanceofpoultryinatropicalenvironment[J].PoultryScf,2005,84(10):1640-1647.35.AndersonRL.Effectsofsteamingonsoybeanproteinsandtrypsininhibitors[J].JAOCS,1992.69(12):1170一l176.36.AsadaAcadKTanakaKKasaiZ.Formationofphyticacidincerealgrains[J].AnnNYScf,1970,165(2):801-814.andoat37.Bach-KnudsenKE,HansenI.Gastrointestinalimplicationsinpigsofwheatfi-actions[J].BrJNutr,1991,65:217—232.38.BaligaBR,BalakrishnanbydietaryvitaminS,RajagopalanR.BiologicalvalueofproteinsasinfluencedB12[J].Nature.1954,174(4418):35-36.W:NyachotiCM.Standardized39.BandeganA,KiarieE,PayneRL,CrowGH,Guenterilealaminoaciddigestibilityindry-extrudedexpelledsoybeanmeal,extrudedcanolaseed-pea,feathermeal,andpoukryby-productmealforbroilerchickens[J].Poultry&f,2010,89(12):2626-2633.40.BarrowsFT,StoneDAJ,HardyRW.TheeffectsofextrusioncondRmnsonthenutritionalvalueofsoybeanmealforrainbowtrout(Oncorhynchusmykiss)[J].Aquaculture,2007,265(1):244-252.41.BarthCA,LundingB,SchmRzM,HansH.Soybeantrypsininhibitor(s)reducepigs[J].absorptionofexogenousandincreaselossofendogenousproteininminiatureJNutr,1993,123(12):2195-2200.42.ChangHC,DoergeDR.Dietarygenisteininactivatesratthyroidanperoxidase(invivo)withoutapparenthypothyroideffect[J].ToxicolApplPharmacol,2000,168(3):244—252.47华中农业大学2014届硕士研究生学位(毕业)论文43.ChniesM,LeesonS.Invitroestimationofdrymatterandcrudeproteindigestibility[J].PoultrySci,1984,63(1):89—96.44.Coca-SinovaA,ValenciaDGJim6nez—MorenoE,LazaroR,MateosGGApparentilealdigestibilityofenergy,nitrogen,andaminoacidsofsoybeanmealsofdifferentorigininbroilers[J].PoultrySci,2008,87(12):2613-2623.45.CordleCT.Soyproteinallergy:incidenceandrelativeseverity[J].JNutr,2004,134(5):1213S・1219S.46.DaleNM,ArabaM,WhittleE.Proteinsolubilityasanindicatorofoptimumprocessingofsoybeanmeal[C].ProcGNutrCony,1987,88.47.DilgerRN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作者:

学位授予单位:

林巧伟

华中农业大学

引用本文格式:林巧伟 筛片孔径和调质后水分对膨化大豆生产能耗及应用效果的影响[学位论文]硕士 2014

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