利用擠壓處理改善養豬飼料

利用擠壓處理改善養豬飼料

飼料生產廠商一直在找尋一種可以代替高價位乳品蛋白的飼料，來應用在早期離乳仔豬的飼料上。一些研究人員發現擠壓處理可以提高黃豆產品的品質，因為擠壓處理可以增加黃豆蛋白的消化率，同時也破壞了抗營養因子。這種原料的改變提高了飼養的日增重並使飼料效率變得更好。然而，飼料廠商對於選擇黃豆產品的擠壓型式也非常謹慎，因為擠壓的型式─濕熱及乾熱，都會影響黃豆產品的品質。

離乳飼料的狀況

早期離乳仔豬的飼料，通常以乳製品(如脫脂乳粉及乳清粉)做為主要的蛋白質來源。仔豬對於完全植物蛋白質的消化力有一定限度。Nelssen在1991年的研究目標就是要避免離乳仔豬在採食黃豆粉日糧時所引起的生長延遲現象。Li在1990年的報告中指出仔豬在離乳前後採食黃豆粉會有短暫的過敏反應(DTH)，造成生長延遲。Li在1991年的報告又指出DTH反應只限制在小腸，並且是抗體所引起的特別現象，會降低小腸絨毛高度且增加腺窩深度，因此仔豬產生較差的飼料利用率及生長狀況。然而，堪薩斯大學的研究提供了解決的方向：利用擠壓加工處理可以減少黃豆產品餵飼仔豬所造成的一些問題。

擠壓加工處理的潛力

經由擠壓處理，水氣、壓力、加熱及機械剪力的聯合作用，把飼料組成的蛋白質部分變性，並且把澱粉部分糊化(膠樣化)。

擠壓處理有兩種型態─乾熱及濕熱。這種型態是由擠壓處理時所添加的水分含量來決定。乾熱擠壓處理，並沒有從蒸氣或水額外添加水分。另一方面，濕熱擠壓處理是在前處理室或圓向注入水蒸氣，也有直接色水蒸氣噴入擠壓滾筒中。

為了提升黃豆產品的品質以因應在仔豬初期飼料，必需把儲積蛋白質─glycinin及β-conglycinin和胰蛋白𠕇抑制因子加以破壞。Stanley在1989年報告說水溶性黃豆蛋白有70％是存在於glycinin及β-conglycinin的結構中。當結構完整時，這些蛋白質會導致哺乳仔牛(Dawson在1987年報告)及早期離乳仔豬產生DTH反應。然而，擠壓滾筒中的熱力與剪力能夠降低儲積蛋白質的濃度(Friesen et al., 1991)。

蛋白質原料經過濕熱擠壓，蛋白質被變性及破解，而形成一般連續性的蛋白質鏈(Rokey和Huber 1987年的報告)。擠壓處理會打斷蛋白質中的氫鍵、疏水基及電子鍵結，蛋白質則因此暴露出反應基而造成結構的重組。譬如說，離胺酸與麩醯胺或與天門冬醯胺之間的反應即是其中之一(Stanley 1989年的報告)。這個反應將降低飼料原料中離胺酸的利用性。有時候擠壓處理的高溫也會對蛋白質造成損害。極度加熱會降低胱胺酸及精胺酸的利用力。因此，添加水分到擠壓滾筒中能夠保護一些蛋白質(Rokey 1990)。

擠壓處理及生長性狀

黃豆產品的紅外線烘烤或是擠壓過程都可以增加豬隻的平均日增重及飼料效率。此種增進作用通常是由於氮的消化率及飼料在消化道的停留時間提升所致。加熱也會降低胰蛋白𠕇抑制因子的活力，可以增加酵素對日糧蛋白質的消化分解力。

在Hancock 1991年的報告中顯示，全黃豆經過乾熱擠壓處理後能提高離乳仔豬的生長狀況。經過全期35天的試驗，餵飼乾熱擠壓處理全黃豆的仔豬，其生長狀況比採食黃豆粉的仔豬來得好。平均日增重的提高與增進氮素消化率有正相關。經過擠壓處理的黃豆，其中的glycinin及β-conglycinin濃度較低。乾熱擠壓處理能使蛋白質變性而提升消化率。而且乾熱擠壓過程所運用的熱度也足夠把胰蛋白抑制因子的活力完全破壞。

Li在1991年的報告顯示，濕熱擠壓處理能夠增加黃豆蛋白精料(SPC)的飼料價值。離乳後0到14天的仔豬，當採食濕熱擠壓處理的SPC時其平均日增重，比採食黃豆粉或無擠壓處理的SPC都來得好(見表一)。當仔豬餵飼擠壓處理過的SPC，比之其他非擠壓處理黃豆產品也有較長的小腸絨毛。這也意味著採食經過擠壓處理的SPC，仔豬小腸所受的損傷較小。仔豬餵飼以擠壓處理過的SPC後，體內的抗黃豆抗體比餵飼以黃豆粉的仔豬低。Li在1991年的報告與隨後的試驗結果很相似。

雖然SPC是一種加工較多的產品，但濕熱擠壓處理的運用可以更進一步增加產品的飼料品質。由生長性能的增進及小腸型態可以得到證據，仔豬對濕熱擠壓處理的黃豆產品比其他黃豆產品更能應用。然而，仔豬(離乳後0到14天)餵飼擠壓黃豆產品後的生長性狀卻也比不上餵飼乳蛋白日糧的仔豬(見表一)。

表一、黃豆產品經過濕熱擠壓處理後對仔豬生長的效果

項目

乳製品

黃豆粉

黃豆蛋白精料

擠壓黃豆蛋白精料

離乳(0到7天)

平均日增重(g)

平均日採食量(g)

飼料效率(F／G)

173

213

1.26

127

204

1.66

1.50

323

1.55

163

218

1.35

離乳(7到14天)

平均日增重(g)

平均日採食量(g)

飼料效率(F／G)

245

248

1.05

204

267

1.66

200

266

1.55

250

285

1.35

離乳(0到14天)

平均日增重(g)

平均日採食量(g)

飼料效率(F／G)

326

301

0.99

182

251

1.38

208

231

1.14

227

243

1.07

離乳(0到35天)

平均日增重(g)

平均日採食量(g)

飼料效率(F／G)

397

585

1.50

391

305

1.57

396

680

1.70

406

595

1.47

有一個問題經常被問到：濕熱擠壓加工處理是否可以運用來增進低品質黃豆產品的飼料價值呢？

依據Friesen在1991年的報告顯示，豬隻餵飼濕熱擠壓脫脂黃豆粕，其生長性狀和餵飼擠壓或擠壓的SPC一樣好(見表二)。

擠壓過程和蛋白來源的相互關係可以由平均日增重得到證據。當餵飼非擠壓黃豆粕的仔豬改餵擠壓處理黃豆粕時，其平均日增重改進超過200％。然而，當以擠壓過的SPC替代非擠壓SPC進行餵飼時，仔豬平均日增重只改進約8％而已。雖然飼料採食量當黃豆蛋白被濕熱擠壓後只有在數據上增加而已，但是飼料率則明顯改進了。SPC經過濕熱擠壓，其餵飼後的飼料效率只得到輕微改善(因為SPC的飼料效率原本就較好)。

濕熱擠壓處理很明顯的可以增進飼料效率，這可以由離乳後0到14天的仔豬在改採食擠壓處理的脫脂黃豆粕和黃豆粉後，在平均日增重有明顯改進而得證明(見表二)。仔豬餵飼擠壓過的黃豆粉其生長就可及得上SPC的餵飼。飼料採食量沒有太大的影響，但是由於平均日增重的提高，因而飼料效率變得更好。

表二、濕熱擠壓處理黃豆蛋白對仔豬的生長效果

項目

乳製品

黃豆粕

黃豆粉擠壓處理

黃豆蛋白

無

有

無

有

無

有

離乳(0到14天)

平均日增重(g)

平均日採食量(g)

飼料效率(F／G)

氮素消化率(％)

血中尿素氮(mg／dl)

247

296

1.21

86.4

4.8

258

4.17

67.4

22.5

222

288

1.3

19.3

─

212

275

1.31

86.8

7.8

229

326

1.43

87.5

16.7

離乳(0到14天)

平均日增重(g)

平均日採食量(g)

飼料效率(F／G)

氮素消化率(％)

血中尿素氮(mg／dl)

284

298

1.05

93.3

2.9

189

3.16

71.7

227

268

1.21

86.2

17.9

195

3.12

71.6

198

263

1.36

86.8

16.5

199

244

1.25

86.5

17.7

211

250

1.21

88.8

17.4

*整理自二份試驗資料

消化率

濕熱擠壓處理可以增進黃豆產品的營養消化率，因此能大幅提升仔豬的生長效果。Vandergrift在1983年的報告中指出黃豆粕經過濕熱處理後，可以增加其中氮的消化率。而當脫脂黃豆粕經過65分鐘加熱蒸煮後，其整體氮素的消化率對生長豬來說正好發揮到最大程度。而且黃豆粉中離胺酸、息寧胺酸、色胺酸及甲硫胺酸的消化率也有隨著加熱時間而提高的傾向。這種蛋白質消化率的增加被認為是品質提高的結果。在濕熱處理25分鐘後，黃豆產品中的胰蛋白𠕇抑制因子濃度降低了。雖然濕熱處理和擠壓處理不同，但是其中濕熱的應用確實可以增進低品質黃豆產品的氮素消化率。

但是過多的加熱會損害黃豆蛋白。Chang在1987年的報告中指出，黃豆粉經過太長的加熱時間會降低氮素在迴腸末端的消化率，而離胺酸和甲硫胺酸的消化率則反應更劇烈。Rokey在1990年的報告有相同的結果，他發現擠壓滾筒中過度的加熱和剪力確實會降低離胺酸的利用率。不單只有黃豆，擠壓處理可以增進包含玉米及麥粉的動物早期飼料的飼養效果。

黃豆產品經由濕熱擠壓處理能夠增加仔豬採食後的乾物質及氮素的消化率，乾物質消化率增加8％而氮素消化率則增加18％(見表二)。擠壓過的脫脂黃豆粉和豆粕也有相似的增進現象。濕熱擠壓黃豆粕增加17％的氮素消化率，而濕熱擠壓黃豆粉則增加18％氮素消化率。

黃豆產品中氮素的利用也因為擠壓作用而變得更好。濕熱擠壓作用與黃豆蛋白源之間的交互關係，可以由血液中尿素氮含量看出端倪(表二)。仔豬採食濕熱擠壓黃豆粉，其血中的尿素氮含量，會比採食未擠壓的黃豆粉的仔豬低21％。因此擠壓過程引起的蛋白變性，不但增加氮素的利用，並且能降低動物血液中尿素氮的濃度。這種進展導致在相同採食量基準下，日增重大大增加。

由表三可看出黃豆粕經過濕熱擠壓後，胰蛋白𠕇抑制因子、glycinin及β-conglycinin等不良份子的濃度減少了。當把胰蛋白𠕇抑制因子的濃度降低，就使得腸道中蛋白分解𠕇的活力提高了。而glycinin、β-conglycinin的濃度降低就可以減少仔豬飼料的黃豆抗原。當黃豆抗原濃度下降，則由於採食黃豆蛋白引起仔豬下痢及生長延遲現象就能夠減低了。濕熱擠壓可以減少仔豬血漿中抗黃豆的抗體濃度。這可以證明擠壓處理可以減少低品質黃豆產品的抗原性。

表三、濕熱擠壓對黃豆蛋白品質的影響

項目	黃豆粕	擠壓黃豆粕	黃豆蛋白	擠壓黃豆蛋白
胰蛋白─抑制因子(mg／g)	11.58	0.47	1.28	0.38
glycin，㏒	12	5	0	0
β-conglycinin，㏒	11.326	4	0	0

濕熱或是乾熱擠壓

Kate曾比較擠壓型式對豬隻生長的影響，發現濕熱擠壓的效果比乾熱擠壓來得好。總而言之，擠壓處理可以改善玉米─黃豆飼糧的日增重、平均每日採食量及飼料效率。濕熱及乾熱擠壓處理確實能增進採食玉米─黃豆飼糧的仔豬的生長狀況，但是仔豬若採食乳製品日糧則能得到最佳的日增重、採食量及飼料效率。雖然如此，飼糧中的乳蛋白還是能以擠壓處理的黃豆產品作全量取代。而且，仔豬採食濕熱擠壓處理的黃豆粉，其生長效果會比採食乾熱擠壓處理黃豆粉來得好。一般而言，仔豬採食濕熱擠壓處理黃豆粉，能比採食乾熱擠壓處理黃豆粉多9％體重。

飼料營養雜誌(p.52～58)─呂政錡、九四年第四期