肉牛饲料加工

肉牛饲料的加工工艺及营养价值评定（四川农业大学动物营养研究所，肉牛低碳安全养殖重点实验室）摘要：近年来，农业结构战略性调整的步伐加快，我国畜牧业结构调整力度明显加大，肉牛产业得到了快速发展。相应的，肉牛饲料的加工技术日益受到重视并取得了较大的进展，经过近30年的发展，我国肉牛饲料的加工工艺和设备也日趋成熟，已形成了比较适合于肉牛养殖的饲料加工工艺以及比较完整的肉牛饲料品质评定体系。本文将从肉牛饲料加工工艺和肉牛饲料营养价值评定两个方面进行综述，以期为相关研究提供一些参考和借鉴。关键词：肉牛粗饲料加工工艺营养价值评定饲料是发展养殖业的物质基础，养殖成本的70%以上是饲料的支出。然而，饲料经过适当的加工处理，不仅可以减少饲料浪费，而且能够提高产品质量及动物对饲料的利用率，从而降低养殖成本，获得良好的经济效益。反刍动物工业饲料的研制和生产在我国饲料工业体系中一直是薄弱的一环。这一局面随着近年来反刍动物生产的快速发展有所改变。通过对肉牛的消化代谢、营养生理等方面进行系统研究，肉牛饲料的加工与饲用有了技术支撑，牛饲料的加工工艺和设备也日趋成熟。1肉牛饲料的种类与消化特征1.1肉牛饲料种类肉牛饲料一般分为粗饲料、精饲料（补充料）、全混合饲料（TMR，TotalMixedRate）等。其中：粗饲料：牧草类饲料、桔杆饲料或经发酵、青贮或压块草饲料。精饲料：由单一或混合的饲料原料加工组成，包含能量饲料与蛋白饲料，并添加适当的盐、矿物质、维生素等，也可加入糖蜜、尿素等。其他饲料：TMR、舔砖、草颗粒等。1.2肉牛饲料的消化特性反刍动物与其他单胃动物最大的不同之处在于其特殊的消化道结构，由于有瘤胃的存在使得其有耐粗饲的特点，所以肉牛的饲料消化特性主要体现在对粗饲料的利用上。粗饲料能刺激瘤胃的蠕动收缩，促进唾液的胃液的分泌，帮助消化，保持瘤胃内环境的稳定，便于饲料的消化。牛食用粗饲料后进入瘤胃内，先进行反刍，然后利用瘤胃微生物消化碳水化合物、蛋白质等，特别是粗纤维在这个过程中会被降解。此过程中部分蛋白质被微生物利用，降低了效价。粗纤维在胃肠中经纤维酶的作用下分解成纤维二糖等，然后再分解成挥发性脂肪酸。当牛的日粮中粗饲料比例很大时，产生脂肪酸的比例为：乙酸为60%～70%，丙酸为15%～20%，丁酸为5%～15%，如增加谷物饲喂量或粗饲料粉碎很细（长度低于50mm），则乙酸形成比例约为50%，丙酸含量为40%左右。细碎的粗料使发酵作用加快，总酸浓度升高，超过瘤胃的消化能力，造成浪费，此后出现的低酸阶段不利于消化吸收，甚至可能引起瘤胃酸中毒。因此加工过程中粗饲料的加工长度和粒度不宜太小。2肉牛饲料加工技术2.1精饲料加工肉牛常用的精饲料主要有玉米、大麦、小麦、高粱等，这些饲料淀粉含量高，过去常用的饲喂方法是整粒饲喂或磨碎饲喂，现在可选择压片、挤压、烘烤、爆花等加工方法。（1）压片压片有干碾压片和蒸汽压片两种方法。干碾压片是用碾棍把谷物挤压成小碎片，多用于玉米、高粱加工；蒸汽压片是先用蒸汽处理谷物30～60分钟，使含水量达18%～20%，再利用压辊压片，适用于多种谷物。蒸汽压片的主要特点是改变了谷物中淀粉的分子结构，使其容易接受酶的作用，消化率提高，非淀粉有机物的营养价值也提高了10%，同时，过瘤胃淀粉和过瘤胃蛋白也有所增加，饲料利用率也得到提高。与干碾压片相比，蒸汽压片可使肉牛采食量和料肉比下降约10%，但肉牛的日增重基本没有影响，进而提高了舍饲肉牛的增重率。试验证明，蒸汽压片玉米和高粱的密度均以360kg/m3为宜。若蒸汽压片高粱的密度由360kg/m3降低到260～280kg/m3，则肉牛采食量和日增重下降5%，饲料转化率和酮体品质无影响。在肉牛饲喂高精料日粮时（精料占90%以上），加入薄片玉米比加入厚片玉米可提高饲料转化率8%～10%；用片状高粱代替研磨高粱饲料转化率会提高5%～10%。（2）挤压挤压是让干燥的谷物通过逐渐变细的螺旋孔，在摩擦力和压力的作用下，谷物的温度升高，从出口出来时就会形成带状薄片。挤压谷物的饲喂效果与蒸汽压片谷物相似，但挤压谷物的明显优势是可以将两种或多种谷物混合在一起，因而能够产生质量稳定的饲料产物。（3）烘烤将谷物投入烤炉内，通过滚筒旋转，对谷物反复进行脉动加热，最后穿过滚筒从溜槽滑出。烘烤加工后的谷物，会带有面包样的棕黄色，并略带焦糖味，比原来的重量要减少10%。研究结果表明，与未经烘烤加工的玉米粒对比，烘烤加工后的玉米饲料能提高日粮的饲养价值10%左右，肉牛增重也会提高5%～14%。（4）爆花将干燥的谷物（主要是高粱、玉米和小麦）放入机器经高温（371～426℃）处理15～30秒，会扩张其淀粉微粒。饲喂肉牛时，爆花的谷物添加少量水后饲养效果与压片谷物相当。爆花加工费用比压片略低，大型爆花机每小时可处理3～4吨谷物。2.2粗饲料加工干草和玉米秸秆是肉牛养殖最重要的粗饲料原料，其加工处理至关重要。常规的加工方法有切短、磨碎、打浆等，现在机械加工技术有了很大改进，尤其是玉米秸秆的机械加工。（1）压块利用饲料压块机，将秸秆压制成高密度饼块，压缩比例可高达20%，能大大减少运输与储存空间。若与烘干设备配合使用，可压制新鲜玉米秸秆，保证其营养成分不变，并能防止霉变。目前，还有加入转化剂后再压缩的技术，利用压缩时产生的温度和压力，使秸秆氨化、碱化、熟化，提高其粗蛋白含量和消化率，经加工处理后的玉米秸秆截面为30毫米×30毫米、长度为20～100毫米，密度达600～800千克/米3，便于运输储存。压块生产成本低，适用于“公司+农户”养殖模式采用。（2）磨粉将玉米秸秆粉碎成草粉，经发酵后饲喂肉牛，能代替青干草，调剂饲料的季节性余缺，且喂饲效果较好。凡未发霉、含水率不超过15%的玉米秸秆，均可作为粉碎的原料。将玉米秸秆用锤式粉碎机进行粉碎，草粉不宜过细，以长10～20毫米、宽1～3毫米为宜，过细影响肉牛反刍。将粉碎好的玉米秸秆草粉与豆科牧草草粉进行混合，二者比例为3∶1，发酵1～1.5天后每立方米草粉中加入骨粉5～10千克和玉米面、麦麸等250～300kg，充分混匀，即制成草粉发酵混合饲料。（3）膨化这是一种物理、生化复合处理方法，其机理是利用螺杆挤压方式把玉米秸秆送入膨化机中，螺杆螺旋推动物料形成轴向流动，同时，由于螺旋与物料、物料与机筒和物料内部的机械摩擦，使物料在强烈挤压、搅拌、剪切下被细化、均化。随着压力增大，温度相应升高，在高温、高压、高剪切作用力条件下，物料的物理特性发生变化，由粉状变成糊状。当糊状物料从模孔喷出的瞬间，在强大压力差的作用下，物料被膨化、失水、降温，产生出结构疏松、多孔、酥脆的膨化物，其较好的适口性和风味受到肉牛喜爱。挤压膨化时，温度可达160℃，不但可以杀灭病菌、微生物、虫卵，提高卫生指标，还可使各种有害因子失活，提高饲料品质，排除导致物料变质的各种有害因素，延长饲料的保质期。玉米秸秆热喷加工技术是一种与膨化类似的复合处理方法，不同的是将秸秆装入热喷装置中，向内通入饱和水蒸气，使秸秆受到高温高压处理，然后对其突然降压，使处理后的秸秆喷出，从而改变其结构和某些化学成分，提高营养价值。经过膨化和热喷处理的秸秆，可直接饲喂肉牛，也可进行压块处理。（4）制粒将玉米秸秆晒干后粉碎，随后加入添加剂拌匀，利用颗粒饲料机制成颗粒饲料。由于加工过程中的摩擦升温，秸秆内部熟化程度深透，加工的饲料颗粒表面光洁，硬度适中，大小一致，并可根据需要调整粒径。此外，可应用颗粒饲料成套设备，自动完成秸秆粉碎、提升、搅拌和进料功能，随时添加各种添加剂，全封闭生产，自动化程度较高，适合饲料加工企业使用。2.3饲料加工生产过程中存在的缺陷2.3.1机械化智能化程度低我国反刍动物饲料生产受我国工业化程度影响，机械化智能化程度较低，饲料生产基本以资金密集和人力密集型生产方式为主，增加饲料产量的方式有着许多缺陷，导致每个批次的饲料质量不一，其中微量元素，益生菌等成分配比不稳定。2.3.2生产标准不完善反刍动物的饲料生产不仅仅是一个单一的生产过程，还涉及到紧缺的成分配比和严格的标准制定，一份饲料生产中需要有苜蓿、青草、甘草、等主要成分和各类氨基酸、维生素和适量的抗生素等，并且还要随着季节及时做出调整。当前我国反刍动物饲料生产体系还不够完善，生产标准还未形成。这种现状导致生产过程中细节变量过多，饲料中的各成分配比容易改变，大大限制了我国饲料业的质量提高。总之，生产标准的不完善是当前饲料问题产生的重要原因。2.3.3饲料生产缺乏有效监管饲料的安全性直接关系到反刍动物的体质，需要对其严加监管。纵观我国食品行业现状，食品安全事故频发，消费者信心受损，这些都是由于饲料生产过程中缺乏有效监管导致的。尤其是一些商家瞄准了安全条例不足的漏洞，在饲料生产过程中添加过量抗生素、霉菌毒素超标的饲料原料等，对饲料行业造成了非常不好的影响。2.4小结随着中国国牛肉制品的大量流入对国内肉牛养殖造成的冲击，市场竞争将进一步加剧，规模化的奶牛养殖将不断扩大。客观上要求奶牛饲料的研制必须有一个大发展。提高饲料利用效率，开发新型饲料添加剂，强化奶牛饲料内抗生素与激素检测技术和推广先进适用饲养技术具有重要现实意义。反刍动物饲料的研制和生产在我国饲料工业体系中一直是薄弱的一环，这一局面随着近年来反刍动物生产的快速发展、反刍动物饲料标准的制定和应用，反刍动物工业饲料的技术含量要求将会有进一步规范和提高。3.饲料营养价值评定在畜牧业生产中，制定饲料配方和配制畜禽日粮时，必须要有两个参数：一、不同种类饲料能为动物提供的有效营养物质的量，即饲料的营养价值；二、动物对营养物质的需要量，即饲养标准。而营养评定体系就是表征动物营养需要量和评定饲料营养价值的指标体系。营养评定指标直接决定着饲料营养价值测定的准确度以及动物对营养物质的需要量，所以影响着饲料配方制定以及日粮配制的合理性与准确度，因此，关于动物营养评定体系的研究一直是动物营养与饲料科学研究的核心内容。另外，由于反刍动物生理的复杂性，其营养评定体系比单胃家畜复杂得多。3.1饲料营养价值的评定方法常用的粗饲料营养价值评定方法主要有十八世纪中后期发展起来的概略养分分析法、范氏纤维分析、活体内法和现代仪器分析；二十世纪30年代提出的半体内法，主要指尼龙袋法。二十世纪五十年代以来建立的体外法，包括英国学者Tilley-Terry（1963年）[1]建立的两步法，Raab.L.（1983）[2]和德国荷恩海姆大学动物营养研究所Menke.K.H.等（1979）[3]建立的以及Menke.K.H.等（1988）[4]发展的产气法（TheGasProductionMethod）；二十世纪七十年代以来发展起来的人工瘤胃持续发酵（Rustitec）；八十年代末的近红外反射光谱技术（InfraredReflectanceSpectrosco-py）；还有酶解法、溶解度法（用于评定蛋白质降解率）等[5]。体外法与体内法和尼龙袋法相比较，体外法具有操作简便、重复性好、易于标准化等优点，逐渐成为普遍采用的方法。3.1.1体外产气法体外产气法（InvitrogasProduction）是目前采用最多的评价反刍动物饲料饲用价值的技术。它是将饲料样品在体外用瘤胃液消化，通过消化过程中产生的气体的比率来估计有机物消化率的快速方法。其原理是：消化率不同的各种饲草料，在相应的时间内产气量与产气率不同。体外产气法通过体外产气量能够较真实地模拟牧草在瘤胃内的有机物质消化率、估计单个饲料或混合饲料的ME值和单位饲料的可降解蛋白量。体外法只有和其他测定指标相配合，比如挥发性脂肪酸的产量和比例、微生物蛋白产量、营养物质降解率等指标，才能给研究者提供比较全面的信息[6]。3.1.2人工瘤胃持续发酵法人工瘤胃持续发酵法与人工瘤胃产气法相比，能更准确的模拟瘤胃环境，可以将人工瘤胃中产生的发酵产物持续排出，以维持发酵罐内环境的稳定性。此外，这种方法可以保持几周的稳定发酵，能够较好地反映饲料动态降解率。目前，比较成功的是Cizerkawski建立的Rusitec装置，其特点是把装有待测日