专业视角丨舒化工艺在畜禽料生产中的实践机理

      国际权威专家Tait和Beames(1988)综述了谷物及蛋白原料的加工和保存方法，作为饲料加工的一种方法，但因为能耗及原料处理单一性等原因，原料膨化机没有得到更广泛的应用。

然而，80年代末的环隙出料形式膨胀器（又名舒化机）(Pipa和Frank, 1989)改变了这一状况。

实践中，我们更广泛的采用膨胀器、膨胀加工、膨胀处理或高压调质等常用术语（expansion, expanding, expander-processing, expander treatment or high-pressure conditioning ），来描述饲料原料受高压短时间内保持温度的状态。舒化机流行欧美的一个重要的成功因素，是改工艺允许在较高温度下，以较低的加工成本，实现更高的产量。

膨化对饲料加工中原料营养价值优化的概述

在挪威，早期就有膨化工艺对反刍动物蛋白质和氨基酸的营养价值影响的多工艺比较分析，起初认为该工艺的应用范围可能比较狭窄。但是膨化工艺迅速推广至世界各地(Pipa和Frank, 1989;Peisker, 1992, 1992 b, 1993)。一个原因是对淀粉糊化的工艺迭代。然而，淀粉的糊化度并不是越高越好，这取决于饲料加工方案的选择，和饲喂动物的品种及饲喂阶段。众所周知，过度热处理，会降低某些营养素效价。例如，赖氨酸与还原糖形成的美拉德反应(Broderick et al.， 1991)。

卫生，是膨胀工艺迅速得到推广的另一个因素。膨胀工艺产生高能高压环境，可有效地杀死重点关注的有害病原体，如沙门氏菌。膨胀工艺可有去除大部分杂草种子的抗营养因子。如在挪威，膨胀工艺已被用于可生产保证不含野生成分化合物的燕麦食品此外，膨胀工艺，有利于提升饲料品质，有利于生产效率的提升。

对原料的膨胀预处理工艺，可显著改善颗粒PDI（饲料耐久性指数），提高制粒产能。膨胀工艺被允许提高液体的添加量（如脂肪和糖蜜等）等。膨胀器是生产饼干料的有效实现途径之一，该工艺对猪的营养及禽料的营养（如鸡料、鸭料、鹌鹑料、鹅料等），更具有吸引力。

舒化机工作原理概述

原料在舒化机高剪切、高压，蒸汽补给等条件下，赋予更高的能量。通过环隙出料模具，原料迅速减压及水份自然蒸发，使饲料原料体积膨胀，温度迅速下降。

虽然在舒化机中升温很迅速，整个过程通常在2~10秒内完成，该过程通常被称为HTST-process (HTST =高温短时间）。

环隙出料舒化机中，原料出料阻力源自于通过液压调节的锥形活塞机构，液压泵压力(bar)需要保持在被完全监控状态。

国内外先进的舒化机都有哪些机型？

国内江苏正昌集团的舒化机

德国KAHL集团推出的舒化机

荷兰PTN公司出品的BOA密实器

Almex 公司推出的Contivar膨胀器

Matador公司出品的面向食品加工的舒化机等其他。

什么是舒化机的环隙出料结构？

原料进舒化机的温升可达到150℃以上。通常舒化机内原料温度控制在90°C~130°C之间。商业应用的舒化机，温度超过120°C~130°C往往是很难达到的。

舒化机与营养素之间的关系

>> 蛋白质

通常，舒化工艺不会降低蛋白质变性水平，也不会降低氨基酸的消化率。

挪威舒化工艺，通常是利用膨胀工艺来增加反刍动物饲料中UDP(瘤胃非降解蛋白)的含量及其蛋白质的价值。

>> 淀粉

舒化机工艺不会影响淀粉本身的含量，热处理使淀粉凝胶化，使它更容易接近酶促消化(van Soest, 1994)。然而，虽然舒化工艺通常很大程度上可使淀粉凝胶化(Peisker, 1992a)，这一过程中，也限制了水份的添加量，一定程度上也限制淀粉的进一步糊化。

此外，热处理和随后的干燥和冷却工艺，可能导致淀粉的回生，和抗（酶）消化淀粉的形成(van. ect,1994)。此外，蛋白质与淀粉基质的结合强度，也会影响饲喂效果。

因此，舒化工艺对淀粉的影响，因加工条件而异。

淀粉的营养特性在不同的谷物中有很大的差异。特别是在燕麦、大麦和小麦之间。天然淀粉都很容易消化。相比之下，玉米和高粱含有抗（酶）消化的淀粉。因此膨胀工艺对淀粉糊化度，因谷物的种类而异。

淀粉对反刍动物和单胃动物的营养价值相比，淀粉通常被认为对反刍动物营养是有害的。

>> 其他营养素

热处理也会影响其他营养物质。特别是一些维生素和大多数酶，一般是热敏性为主。如今，通过包被等技术，大多数合成维生素耐热性显著提升(包括维生素C、E和K等)，因此可以忽略这些营养素的热处理负面清单，可以保证最少的超量添加，而达到配方成本与加工损耗的平衡。

但是对于酶类这些热敏性添加剂，仍然倾向于常压后喷涂工艺，或者真空喷涂工艺。

小结

通过舒化工艺的不断迭代与创新，通过使用者与装备供应商的战略协作，畜禽料生产中的痛点及难点，会打开新的实践通道。

文章转载于现代饲料工程与机械