有關膨化玉米的資料

xys123456 · 發表于 2007-3-19 11:01:05

膨化玉米及其在飼料工業中的應用

“科技是第一生產力，科技就是財富”，膨化技術已讓更多的飼料生產商感受到這一切。國內很早就有用擠壓膨化生產膨化玉米，但自2003年來，高效養殖業對膨化玉米的需求急劇增加，由于膨化玉米目前尚未有相關的標準，因此整個膨化玉米市場比較混亂，有些關于膨化玉米的介紹也僅限于試驗機型。本文是膨化技術及應用系列講座之一，主要根據眾多膨化機用戶反饋回來的信息歸納整理而成，很多數據資料均來自第一生產現場，基本上反映了目前國內膨化玉米生產現狀，希望對現有膨化機用戶及欲從事膨化玉米生產的客戶提供一些參考。
首先讓我們來了解一下為什么要膨化玉米。
玉米作為飼料中最重要的能量源，其籽粒成分含70～75%的淀粉，由于生玉米內其淀粉分子聚集成致密的淀粉粒結構，淀粉粒內存在相當比例抗酸抗酶的晶體結構而不利于動物的消化利用，必須讓晶體結構解體（即糊化）才能被酶充分水解而提高消化率。幼齡動物特別是早期斷奶仔豬消化器官尚未發育成熟，消化酶活性很低，研究表明仔豬在出生后42天內都存在淀粉酶分泌不足的問題，并且由于斷奶應激使消化酶活性增長出現倒退，常常因淀粉消化不良導致腹瀉，影響生產性能。當玉米膨化后，淀粉糊化，使淀粉晶體結構不可逆地被破壞，在動物小腸內迅速吸水膨脹，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，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，糊化淀粉還會刺激幼畜胃內產生乳酸，可防止病原微生物的產生，從而減輕和消除仔豬下痢。
對于水產動物，糊化淀粉的影響也甚為顯著，虹鱒對生淀粉的利用率僅為20～24％，而熟淀粉為52～70％；鯉魚對熟淀粉的消化率高達96％，而生淀粉為38％。水產飼料中的糊化淀粉還增強了飼料的粘結性能，提高其在水中的穩定性。
正是由于以上原因，糊化淀粉在幼畜料、特種飼料、水產飼料中大量應用，擠壓膨化也成為一種重要的淀粉糊化手段。實際上，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。
我們再看看典型的擠壓膨化玉米工藝過程。
玉米膨化是在水分、熱、機械剪切及壓力差的綜合作用下的淀粉糊化過程。當物料與蒸汽和水混合時，淀粉的非結晶區開始吸水膨脹，通過膨化腔時，迅速升高的溫度及螺旋葉片的揉捏使淀粉加速吸水，晶體結構開始解體，氫鍵斷裂，膨脹的淀粉粒開始破裂，變成一種粘稠的熔融體，在出口處由于瞬間的壓力降，水分閃蒸使大量的膨脹淀粉粒崩解，淀粉糊化。高溫、高壓及機械剪切使擠壓膨化比其他加工方式產生的淀粉糊化更徹底，一般糊化度可達80～100％，與常規的煮熟工藝相比，能使植物細胞壁破裂，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、膨化壓差及腔內機械剪切力，這也是目前膨化生產可以控制的幾個因子。
目前，擠壓膨化生產玉米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，實際上是誤解。所謂濕法是指蒸汽預調質后再膨化，干法是沒有蒸汽預調質，直接膨化，即便是加水，也是干法。對于干濕法膨化另有資料介紹，本文從略。一般地，濕法生產比干法生產效率高，但需要蒸汽鍋爐，投資要比干法大一些。在生產膨化玉米的時候，究竟是用干法還是濕法，取決于用戶具體情況和產品要求，有的產品只能干法膨化。
幾乎所有用戶都會問，膨化玉米到何種程度才可以呢？對這個問題，我們也進行了總結，讓我們先探討一下如何評價膨化玉米。從前述可以看出，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定，物料容重則可用容重計測得。熟化度和膨化度是相互關聯的，熟化度高不一定膨化度就高，而膨化度高相應的熟化度會高。對于大多數飼料企業，不具備測量糊化度的條件，但容重則很容易測得，而通過容重反映的熟化度也比較準確。因此，容重就成為目前飼料企業評價膨化玉米的重要指標。
根據終產品的容重（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、狐及水貂等特種動物飼料，水產飼料。
3）高膨化度產品。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，用于復合磷脂粉中載體，及鑄造工業、涂料工業。
由于水分對膨化玉米影響非常顯著，在同一溫度下，水分不同出來的產品膨化度也有差異，水分越低，膨化度越高，直接反映在產品容重上。在同一水分下，膨化度要求越高，膨化溫度升高，電耗增加，產量下降。因此，需要根據自己的產品要求，確定適宜的膨化度，對一般飼料用膨化玉米，首先要保證足夠的熟化度，以中等膨化度為宜。過度膨化，不僅導致設備效率低下，還會產生一些抗酶消化的類似木質素的新鍵物質，使得膨化產品的淀粉含量下降或膳食纖維量上升，從而降低動物對淀粉的消化吸收。
目前國內膨化玉米應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，但會導致生產成本急劇升高。常規的做法是將半數玉米成分經中等膨化，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％。當然也可將全部玉米成分經低度膨化，可達同樣效果，而膨化生產工序的效率會比較高。目前國內的眾多乳豬飼料產品中均使用膨化玉米。
2）特種動物飼料。近幾年貉、狐及水貂等特種動物養殖在國內發展很快，主要在東北及華北地區。為保證淀粉類物質的消化吸收率，特種動物傳統的飼養方式是把料蒸熟飼喂，效率低下，無法實現規模飼養。當采用膨化玉米后，飼喂前只需把料浸泡30分鐘即可，節省大量人力物力，提高了效率。現在行業內基本都采用膨化玉米做料，比如博微、佳興、華龍、農科院特產所等，但其對膨化玉米糊化度要求90％以上，而且產品要求細粉，比乳豬料所用的膨化玉米要求略高。
3）水產飼料。主要用于蝦料和鰻魚料，如福州海馬。
4）其它工業用原料。將玉米粉高度膨化后用作復合磷脂粉載體（本公司有文專述），或將玉米脫皮脫胚后高度膨化，制成不同程度的α-淀粉，可用于食品工業、鑄造工業及涂料工業等。由于擠壓膨化中存在可控的摩擦剪切，可生產不同淀粉降解度的產品，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。
膨化玉米的應用還遠不止本文提到的這些