超高調質對粒料品質、

澱粉與植酸𠕇的影響

        超高調質─例如配合飼料在打粒前的"壓力"調質或"膨化"，在北歐一帶已很普遍，而且可以替代製粒。為了得到物理性品質良好的粒料，於是使用高溫短時，螺旋型的調質機，以便飼料中可以含有較高量的脂肪或副產品，並能加工物理性質變異較大的原料及飼料，而不必時常更換鑄模，同時可以控制沙氏桿菌與其它微生物。

        壓力調質機的高水分與高溫情況下，通常對粒料的物理性品質有正面的影響，但是對於生物學上的品質，則正負面的影響都有。原料經過超高調質後，能完全吸收油脂及其它液體，與纖維的軟化，以及澱粉糊化所形成的黏性物質，原料的打粒性質因此得以改善。

        沙氏桿菌與其它一些危險的微生物，經過超高調質後，有明顯的減少，而且能夠改善反芻動物的補助蛋白質。澱粉糊化及纖維溶解度的增加，能夠改善某些飼料與小動物對能量的利用。飼料中的胺基酸與有用離胺酸，在110℃以下的中等溫度時，沒有顯著的影響。維他命A與維生命E在94~120℃的中等溫度時，沒有顯著的影響，但是在120℃較高的調質溫度時，維他命A、維他命B2與胡蘿蔔素的損失會增加。

        然而酵素，不管是有益或有害的，似乎是最為熱敏感的飼料成分。脂肪分解酵素等有害酵素的減少，可以降低貯存期間品質的損失。但是對於有益的酵素，像是裸麥、小麥及大麥中的天然植酸𠕇，因其活性的降低而減低飼料的價值，使單胃動物無法充份利用有機磷。

        小穀物打粒溫度高於80℃以上時，其內的天然植酸𠕇呈不活潑狀態。經過打粒或膨化的植酸𠕇，其活性的損失與調質後的原料溫度有關。丹麥最近的經驗顯示，相對於原料的調質溫度為81，94，102℃，則其植酸𠕇活性分別為47％，35％，12％。

        最近生物科技協會對中等溫度的壓力調質作了一番研究，觀察沙氏桿菌、植酸𠕇活性、澱粉糊化、粒料的物理性品質等降低的情形。材料是將小麥粉與染有沙氏桿菌的油粕混合。有關沙氏桿菌降低的數據發展在國際飼料，第68頁，4月，1995年。

中等溫度的超高調質

        因為成本較低，傳統的飼料業者對中低溫加工較有興趣。而低溫加工也較能保留植酸𠕇活性。我們觀察到的主要變數有：

        *水分添加量─0~2％

        *蒸汽添加量─3.5％，4.25％，5％，相對於壓力調質機的入口原料溫度分別為65，75，85℃

        *壓力調質機的電力輸入7千瓦時／噸、13千瓦時／噸、及19千瓦時／噸，分別相對應於模口開口的大、中、或小。

        為了經濟與實驗上的理由，刪掉預測在模口原料溫度超過110℃的組合，實驗次數因而減少。除了沙氏桿菌存活數據發表在另外地方，有關變數的影響係以下述的品質規範來衡量：

        *粉末率(或粒料耐磨度)

        *粒料硬度

        *澱粉糊化度

        *植酸𠕇活性(只有在低溫實驗時測試)

        粒料耐磨度是以旋罐法(tumbling can)測試，其表示法，粉末率＝100－耐磨度。粒料硬度是以卡兒(Kahl)彈簧硬度測試器將粒料壓碎時的平均負荷公斤數表示。澱粉糊化度是以澱粉醣化酵素所游離的部份作為衡量的標準。植酸𠕇活性是以在樣本中天然植酸𠕇所游離出磷的差異作為衡量的標準。

壓力調質設備

        實驗是在小型工業用機械的實驗工廠進行。因為原料處理量的限制，所有的試驗是以每小時4.2噸的低產能進行，只有一次是8噸每時。

        設備組合是很傳統的，流程中有旁路可以跳過壓力調質機。壓力調質機是Jesma-Matador飼料處理機FP 25型。螺旋很短(1.4公尺)，螺徑25公分，處理能力是每小時4~10噸。壓力調質機係連接在葉片混合機型的蒸汽調質機上，作為預調質與液體原料加入用。蒸汽也可加入調質機的壓力筒內，不過在我們的實驗中，所有蒸汽都是在預調質機加入。

        飼料處理機備有壓碎器，可以將壓榨機出來1至5公分厚的產品或膨化料壓碎，再進入製粒機。製粒機是Jesma-Matador M-12型，製粒鋼模厚65公釐，模孔口徑5公釐。液體的添加，飼料處理機與製粒機的操作，都是由電腦程式控制。產量、脂肪添加量、耗電量、粉料及鑄模溫度及其他技術數據皆有記錄。

高量小麥配方

        實驗所用的混合飼料是由三分之二的小麥與三分之一的油粕組成，我們目的在重視牛及豬的高量穀物配合飼料。之所以選擇小麥為穀物成份，理由如下：

        *為了檢視配方中含高比例的小麥在高溫之下所預期對鑄模堵塞的情形。

        *因為北歐的牛及豬配合飼料中，小麥變成很重要的原料。

        *為了檢視小麥中天然植酸𠕇的保留情形。

        棉仔粕作為主要的蛋白成分並染上大量的沙氏桿菌，以便衡量其數量減低的情況。

        因為前三個試驗材料有使調質機螺旋堵塞的趨勢，所以其後的試驗材料就以13％壓榨過的菜仔粕加以稀釋，動物脂肪的添加量也由2％增加到3.4％。

實驗數據

        在前三個試驗中，含高量小麥、低脂肪配方(40％澱粉)，該材料傾向堵塞、壓力調質機及製粒機運轉不穩定。其後的試驗材料採用第二個配方，含有更多的油脂，並加入壓榨過的菜仔粕，使得壓力調質機及製粒機的操作較穩定，並可迅速改變蒸汽添加量及模頭開口大小。

        表一左邊各欄顯示所檢視變數的15種組合，摘要如下：

        *兩組原料組合，其粗脂肪分別為5％及8％。

        *沒有添加或加入2％的水，並詳列出各組蒸汽調質前的粉料水分。

        *產能在大約4噸每時或8噸每時，以粉料計算。

        *壓力調質機模頭開口百分比，對照終結的三組耗電量，以千瓦時每噸飼料表示(以及製粒機終結的耗電量)。

        *壓力調質入口處粉料溫度，相對於三組蒸汽添加量，分別是65，75，85℃。

        表一右邊各欄顯示膨化料與粒料的溫度記錄，粒料水分、粒料硬度、粉末率(100減去耐磨度)、澱粉糊化度、植酸𠕇活性。所有的試驗其冷卻後的粒料水分都高達13~14％之間。

表1. 水分、蒸汽及壓力調質的輸入電力對粒料的物理性品質，澱粉糊化及植酸𠕇活性的影響

粗脂肪％ 水分 噸每時 FP模頭開口大小％ 千瓦時／噸 原料溫度 冷卻粒料水份 粒料硬度KG 粉末率 澱粉糊化％ 植酸𠕇活性微模耳／分鐘／公斤
外加入％ 添加蒸汽前％ FP馬達 製粒機 FP入口 FP模頭 膨化料 熱粒料 原料 粒料 原料 膨化料 粒料

  原料：75小麥：25棉仔粕：2動物油脂
4.8 0 13.8 4.4 28 11.3 6.8 85 108 89 98 13.2 7.8 1.4 　 　 　 　 　
4.8 0 13.8 4.4 96 6.3 8.6 86 99 88 92 13.3 7.3 1.7 　 　 　 　 　
4.8 0 13.8 4.4 100 6.6 11.4 73 86 　 88 13.2 6.5 1.9 　 　 　 　 　

  原料：75小麥：25棉仔粕：15菜仔粕：4動物油脂
7.6 2.1 15.3 4.1 89 7.0 7.0 71 85 77 85 14.3 5.1 1.5 12.5 22 　 300 100
7.6 2.1 15.6 4.1 17 12.4 5.6 75 100 84 91 14.2 4.7 1.5 　 24 　 　 　
7.6 2.1 15.4 4.1 1 18.9 5.4 74 112 88 95 13.8 5.6 1.4 　 32 　 　 　
7.6 2.1 15.6 4.1 6 12.6 5.3 85 110 92 96 14.4 5.3 1.3 　 26 　 　 　
7.6 2.1 15.4 4.1 56 6.7 5.8 84 97 87 92 14.9 4.5 1.5 　 15 　 　 　
7.6 2.1 15.8 4.1 95 6.7 7.3 64 77 70 79 14.0 4.9 1.7 　 13 1200 850 650
7.6 2.1 15.0 4.1 28 12.3 6.2 65 90 77 86 13.9 5.2 1.6 　 18 1200 400 150
7.6 2.1 15.3 4.1 8 19.3 5.6 65 104 87 90 14.0 5.6 1.5 　 23 　 　 　
7.6 2.1 15.4 8.0 15 10.7 4.7 74 95 85 89 14.2 7.8 1.8 　 　 　 　 　
7.6 0 15.4 4.1 91 6.7 6.6 75 88 78 89 13.3 6.9 1.7 20 19 　 350 150
7.6 0 15.4 4.2 31 12.2 5.9 76 100 86 92 12.8 6.9 1.8 　 23 　 　 　
7.6 0 15.6 4.2 6 18.4 5.2 75 112 93 98 12.7 7.1 1.8 　 28 　 　 　

低溫時只有少量的澱粉糊化

        以澱粉醣化酵素溶解澱粉來分析未加熱的原料，認定只有13~20％的糊化澱粉。真正的澱粉糊化不像在低溫時的情況，澱粉的溶解可能是因為粉碎機破壞澱粉顆粒形成的。

        粒料中澱粉的糊化隨著水分的增加而有增加的趨勢，而隨著蒸汽增加量的增加，以及壓力調質機的耗電量增加，澱粉的糊化會明顯地增加。因為蒸汽和電力兩者皆會增加溫度，因此糊化會隨著打粒前後原料溫度的增加而增加。

        在最高的溫度，大約是110℃，澱粉的糊化大約增加30％。在先前的研究記錄中，以相類似的能量輸入與溫度水準，其糊化也大致一樣。

高水分時粉末率較少

        在所有的樣本，當粉末率低於2％，粒料的耐磨度都非常良好。結果顯示在高量水分時，粉末率比在中量水分時明顯降低，而澱粉糊化增加，粉末率就降低。壓力調質機的蒸汽加入量最高時，以及電力輸入最高時，粉末生成最低，因為此時的澱粉糊化最多。

澱粉糊化增加使粒料硬度更好

        假如粒料的評價只是看其未來粉末的生成量，則所有試驗的粒料的物理性品質，當其粉末率小於2％，就外觀來說應該非常好。然而在加入2％水的試驗當中，使粒料的終結水分高達14％左右，則以卡兒(Kahl)彈簧硬度測試器所測的硬度只有5公斤左右。在這種水準的硬度意即軟粒料，即使沒有粉末生成，在筒狀貯倉內亦很容易架橋。我們的結果顯示在低硬度高水分的粒料，增加澱粉糊化會改善粒料。然而增加液態脂肪的添加量，對粒料硬度會有明顯負面的影響。

植酸𠕇活性

        在高溫之下所預期植酸𠕇活性幾乎沒有保留。因此在試驗中只有從少數幾個低溫試驗樣本中檢查植酸𠕇。植酸𠕇活性由未加熱原料的1200微模耳每分鐘每公斤，降到膨化料的850微模耳每分鐘每公斤，及粒料的650微模耳每分鐘每公斤。(膨化料溫度70℃，粒料溫度79℃)

        當膨化料溫度增加到77~78℃，膨化料的植酸𠕇活性降到300~400微模耳，粒料的植酸𠕇活性降到100~150微模耳。此時從鑄模處取出的熱粒料溫度達85~89℃。

        在其它的試驗中，膨化料的溫度高於84℃以上，則不檢驗其植酸𠕇活性。這些結果肯定我們一些預期的看法，以免作些虛功。另一方面也證明在低溫時(膨化料溫度70℃，粒料溫度80℃)所進行的一些試驗是很有價值的。這裡我們發現在粒料保留大約50％植酸𠕇，而在同樣的條件下，我們發現沙氏桿菌因結合壓力調質與製粒的效果而有明顯的減少。

結論

        在壓力調質機模頭處的原料溫度呈80~100℃時，只有少量的小麥澱粉糊化。如果不是這樣，以我們在試驗中所用材料含高量小麥的配合飼料，應可得到含粉率很低，耐磨度良好的粒料。

        在壓力調質機模頭處的原料溫度呈110℃時，小麥澱粉充分糊化，結果粒料耐磨度與硬度都非常良好。加工時添加水分使原料水分達到13~14％，則粒料硬度不甚理想。壓力調質使原料溫度高過80℃時，天然的穀物植酸𠕇活性幾乎無法保留，在高溫蒸汽製粒時亦然。

飼料營養雜誌(p.55∼60)─許樂．九五年第十一期

Copyright © 1998 茂群峪畜牧網. 本網站圖文係屬茂群峪有限公司，內文之版權為該雜誌社所
有，非經本公司及該雜誌社正式書面同意，不得將全部或部分內容，
轉載於任何形式媒體   ※ 最佳解析度 800x600
Copyright © 1998 MiobufferCo., Ltd.  All rights reserved.
Unauthorized copying and reproduction is prohibited. All trademarks property of their respective holders.