玉米是飼料中最重要的能量源，被稱為飼料之王，其籽粒成分中含約 70 ％左右的淀粉。因此，提高玉米淀粉利用率是提高畜禽養(yǎng)殖增重效率和飼料效率的關(guān)鍵。由于淀粉粒內(nèi)存在相當(dāng)比例抗酸抗酶的晶體結(jié)構(gòu)而不利于動(dòng)物的消化吸收，必須讓晶體結(jié)構(gòu)解體（即糊化）才能被酶充分水解而提高消化率。不同的加工方式得到的淀粉糊化度不一樣，能耗也不一樣。不同的動(dòng)物需要的淀粉糊化度不一樣且隨著淀粉糊化度的提高，能耗也相應(yīng)提高，因此玉米的糊化度多少比較合適呢？
1 玉米的擠壓膨化
玉米膨化處理屬飼料濕熱加工范疇，膨化具有可以消毒、滅菌、增加粗蛋白、提高總能量、使淀粉的糊化度大大提高的作用。事實(shí)上，玉米膨化加工最主要的目的就是提高玉米淀粉的糊化度。
1.1 淀粉的特性
所有的植物淀粉都是由葡萄糖分子單元組合而成，玉米淀粉也不例外，其淀粉顆粒由直鏈淀粉和支鏈淀粉平行密接組成。直鏈淀粉分子排列整齊，支鏈淀粉分子排列不規(guī)則。通常直鏈淀粉和支鏈淀粉相互重疊交錯(cuò)在一起，其間有許多空隙，象一個(gè)空的網(wǎng)袋，其葡萄糖聚合長(zhǎng)鍵是網(wǎng)線，而脫水葡萄糖分子間的氫鍵是網(wǎng)節(jié)。生淀粉不溶于水，一旦加水并加熱就會(huì)膨脹，分子結(jié)構(gòu)隨著溫度的升高而變得不穩(wěn)定，導(dǎo)致最后分子結(jié)構(gòu)因氫鍵斷裂而崩解，這就是淀粉的糊化。不同植物淀粉和不同濃度的淀粉溶液，其開始糊化的溫度不一樣（見表 1 ）。
1.2 擠壓膨化玉米的糊化度
由上述淀粉特性可以看出，淀粉的糊化是在一定的水分和溫度情況下發(fā)生的。不同的加工方式得到的淀粉糊化度不一樣。不同的加工方法如烘烤、爆裂、膨脹等也可使玉米淀粉的糊化度（ α 值）有一定的提高，其具體數(shù)值列于表 2 。
由表 2 可以看出，擠壓膨化加工玉米淀粉的糊化度最高。在生產(chǎn)實(shí)踐中玉米淀粉糊化度達(dá)到 100% 是可行的，但生產(chǎn)率會(huì)有一定程度的影響。
1.3 擠壓膨化玉米的工作機(jī)理
玉米膨化是在水分、熱、機(jī)械剪切、磨擦、揉搓及壓力差的綜合作用下的淀粉糊化過程。當(dāng)玉米粉與蒸汽和水混合時(shí)，淀粉顆粒開始吸水膨脹，通過膨化腔時(shí)，迅速升高的溫度及螺旋葉片的揉搓使網(wǎng)袋狀淀粉顆粒加速吸水，晶體結(jié)構(gòu)開始解體，氫鍵斷裂，膨脹的淀粉粒開始破裂，變成一種粘稠的熔融體，在膨化機(jī)出口處由于瞬間的壓力驟降，蒸汽（水分）瞬間散失使大量的膨脹淀粉粒崩解，淀粉糊化。高溫、高壓及機(jī)械剪切使擠壓膨化比其它加工方式產(chǎn)生的淀粉糊化更徹底，一般糊化度可達(dá) 80% ～ 100 ％，與常規(guī)的煮熟工藝相比，能使植物細(xì)胞壁破裂，淀粉鏈更短，從而更有效地提高消化率。影響玉米膨化的因素比較多，主要是水分、膨化溫度、膨化壓差及腔內(nèi)機(jī)械剪切力，這也是目前膨化生產(chǎn)中可以控制的幾個(gè)因素。
目前，玉米擠壓膨化分為干法和濕法兩種，有不少用戶以為加水就是濕法，不加水就是干法，還有的人認(rèn)為能從膨化腔往里加蒸汽或水的是濕法膨化，實(shí)際上這都是誤解。所謂濕法是指蒸汽預(yù)調(diào)質(zhì)后再膨化，干法是沒有蒸汽預(yù)調(diào)質(zhì)，直接膨化，即便是加水，也是干法。一般地，濕法生產(chǎn)比干法生產(chǎn)效率高，但需要蒸汽鍋爐，投資要比干法大一些。在生產(chǎn)膨化玉米的時(shí)候，究竟是用干法還是濕法，取決于用戶具體情況和產(chǎn)品要求。
1.4 玉米膨化的作用
幼齡動(dòng)物特別是早期斷奶仔豬消化器官尚未發(fā)育成熟，消化酶活性很低，研究表明仔豬在出生后 42 天內(nèi)都存在淀粉酶分泌不足的問題，并且由于斷奶應(yīng)激使消化酶活性增長(zhǎng)出現(xiàn)倒退，常常因淀粉消化不良導(dǎo)致腹瀉，影響生產(chǎn)性能。當(dāng)玉米膨化后，淀粉糊化，使淀粉晶體結(jié)構(gòu)不可逆地被破壞，在動(dòng)物小腸內(nèi)迅速吸水膨脹，大大增加了淀粉酶的作用面積和穿透能力，使淀粉的水解速度和消化程度均提高，同時(shí)，糊化淀粉大幅度提高了 ɑ- 淀粉酶的敏感度，使其作用更迅速。此外，糊化淀粉還會(huì)刺激幼畜胃內(nèi)產(chǎn)生乳酸，可防止病原微生物的產(chǎn)生，從而減輕和消除仔豬下痢。
對(duì)于水產(chǎn)動(dòng)物，糊化淀粉的影響也甚為顯著，虹鱒對(duì)生淀粉的利用率僅為 20 ～ 24 ％，而熟淀粉為 52 ～ 70 ％；鯉魚對(duì)熟淀粉的消化率高達(dá) 96 ％，而生淀粉為 38 ％。水產(chǎn)飼料中的糊化淀粉還增強(qiáng)了飼料的粘結(jié)性能，提高其在水中的穩(wěn)定性。
正是由于以上原因，糊化淀粉在幼畜料、特種飼料、水產(chǎn)飼料中大量應(yīng)用，擠壓膨化也成為一種重要的淀粉糊化手段。實(shí)際上，在這些飼料中不僅玉米需要膨化，其它用作能量飼料的谷物都需要膨化。
2 、玉米糊化度的測(cè)定方法
飼料用膨化玉米，最重要的是要求熟化（亦即糊化度），至于膨化，是淀粉顆粒破裂、水分閃蒸的必然結(jié)果，一般以物料容重來表征膨化度大小。因此，膨化玉米有兩個(gè)方面的要求，熟化度和膨化度，分別用淀粉糊化度和物料容重來衡量。淀粉糊化度用淀粉葡萄糖苷酶法測(cè)定，物料容重則可用容重計(jì)測(cè)得。熟化度和膨化度是相互關(guān)聯(lián)的，熟化度高不一定膨化度就高，而膨化度高相應(yīng)的熟化度會(huì)高。對(duì)于大多數(shù)飼料企業(yè)，不具備測(cè)量糊化度的條件，但容重則很容易測(cè)得，而通過容重反映的熟化度也比較準(zhǔn)確。因此，容重就成為目前飼料企業(yè)評(píng)價(jià)膨化玉米的重要指標(biāo)。
3 、不同的產(chǎn)品需要不同的膨化度
普遍認(rèn)為，谷物淀粉的糊化有助于酶接觸糖苷鍵從而促進(jìn)消化，讓原料中的淀粉盡量糊化一直是生產(chǎn)高質(zhì)量顆粒飼料的一條原則。試驗(yàn)研究表明，玉米淀粉糊化度的提高與養(yǎng)殖效率成正相關(guān)關(guān)系，尤其是乳豬料。那么究竟多高的糊化度合適？飼料界有的認(rèn)為 70% 以上，有的認(rèn)為 80% 以上，也有的認(rèn)為 90% 以上為好。目前，還沒有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，但普遍認(rèn)為應(yīng)達(dá)到 85% 以上。吳孟謙（ 1995 ）報(bào)道，要獲得較好的飼養(yǎng)效果，玉米淀粉糊化度要在 73 ％以上，以 91 ％左右的水平較佳。通過采用不同糊化度熟玉米粉對(duì) 28 日齡斷奶仔豬之生長(zhǎng)性能的影響試驗(yàn)。由試驗(yàn)結(jié)果獲知，隨玉米淀粉 α 值由 28.6 ％增至 70.2 ％或 91 ％時(shí)，保育前期 ( 斷奶后 0 ～ 14d) 的只日增重有顯著增加 (P ＜ 0.05 ＝，隨玉米淀粉 α 值由 28.6 ％增至 91 ％時(shí)，飼料效率亦有極顯著改善 (P ＜ 0.01 ＝；但飼料攝食量 4 組間無顯著性差異。
目前對(duì)膨化玉米的膨化度還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)生產(chǎn)不同的產(chǎn)品，玉米的膨化度總結(jié)如下：
根據(jù)終產(chǎn)品的容重（干燥冷卻后， 2mm 篩板粉碎），可以將膨化玉米分為三種：
1 ）低膨化度產(chǎn)品。容重 > 0.5kg /l, 一般采用低溫膨化， 80 ～ 120ºC 左右，成品水分較高，糊化度能做到 60 ～ 80 ％，離乳后期仔豬可用，也可用于多維和酶制劑包被工藝。
2 ）中等膨化度產(chǎn)品。容重 0.3 ～ 0 .5 kg /l ，溫度 100 ～ 150ºC 左右，成品水分 8 ～ 10 ％，糊化度能做到 90 ％以上，用于乳豬料，貉、狐及水貂等特種動(dòng)物飼料，水產(chǎn)飼料。
3 ）高膨化度產(chǎn)品。容重 0.1 ～ 0 .3 kg /l, 溫度在 140 ～ 170ºC 和更高，成品水分 4 ～ 8 ％，可完全糊化，一般采用干法膨化，用于復(fù)合磷脂粉中載體，及鑄造工業(yè)、涂料工業(yè)。
4 、目前國(guó)內(nèi)膨化玉米應(yīng)用的主要在以下幾方面：
1 ）乳豬料。乳豬料中含有 60 ％或以上的玉米成分，最理想的是將所有玉米成分全部膨化，但會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)成本急劇升高。常規(guī)的做法是將半數(shù)玉米成分經(jīng)中等膨化，然后與其它組份（豆粕也要膨化）一起造粒，配方中淀粉的糊化度一般在 60 ～ 80 ％。當(dāng)然也可將全部玉米成分經(jīng)低度膨化，可達(dá)同樣效果，而膨化生產(chǎn)工序的效率會(huì)比較高。目前國(guó)內(nèi)的眾多乳豬飼料產(chǎn)品中均使用膨化玉米。
2 ）特種動(dòng)物飼料。近幾年貉、狐及水貂等特種動(dòng)物養(yǎng)殖在國(guó)內(nèi)發(fā)展很快，主要在東北及華北地區(qū)。為保證淀粉類物質(zhì)的消化吸收率，特種動(dòng)物傳統(tǒng)的飼養(yǎng)方式是把料蒸熟飼喂，效率低下，無法實(shí)現(xiàn)規(guī)模飼養(yǎng)。當(dāng)采用膨化玉米后，飼喂前只需把料浸泡 30 分鐘即可，節(jié)省大量人力物力，提高了效率。現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)基本都采用膨化玉米做料，比如博微、佳興、華龍、農(nóng)科院特產(chǎn)所等，但其對(duì)膨化玉米糊化度要求 90 ％以上，而且產(chǎn)品要求細(xì)粉，比乳豬料所用的膨化玉米要求略高。
3 ）水產(chǎn)飼料。主要用于蝦料和鰻魚料，如福州海馬。
4 ）其它工業(yè)用原料。將玉米粉高度膨化后用作復(fù)合磷脂粉載體（本公司有文專述），或?qū)⒂衩酌撈っ撆吆蟾叨扰蚧瞥刹煌潭鹊?α- 淀粉，可用于食品工業(yè)、鑄造工業(yè)及涂料工業(yè)等。由于擠壓膨化中存在可控的摩擦剪切，可生產(chǎn)不同淀粉降解度的產(chǎn)品，與一般的滾筒干燥 α- 淀粉相比，擠壓膨化淀粉粘度較低，范圍較廣。
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