粉碎及製粒對

豬隻飼料利用的探討

        在1930及1940年代，開始利用改變穀物製作過程，以增進豬隻採食後的生長成績。早期是以較簡便的方式餵豬而無需昂貴的機械處理。在今日的飼料工業，則應用相當普遍。然而，在利用飼料處理以發揮原料最大營養價值上，在今日還有許多要學習的，本文主要是綜述粉碎及製粒對豬隻飼料穀物及混合飼料的影響。

粉碎

        最早的飼料原料處理報告是Fraps在1932年所作的。其中指出粉碎高梁粉比整粒高梁有更好的營養消化率。Aubel(1945,1955)也認為粉碎穀物比整粒穀物能夠提高飼料的利用效率。Woodsman在1932也以更小碎粒穀物來提升燕麥基礎飼料的消化率。這些報告為現今的試驗提供了方向，以研究不同穀物之不同粉碎大小對不同豬隻飼養階段的影響。

飼料粉碎處理的費用

        有兩項因子來討論飼料處理的花費：(1)穀物處理的所需能；(2)粉碎時每小時馬力的生產速率。不同穀物的粉碎有不同花費，但完全飼料可以用電力花費來計算。飼料生產則影響維修(折舊、修理、維護等)費用，如果生產率很慢則維修費用就要分攤在較少處理噸數中，因此使每噸的處理費用相對提高。基於對這些因子的了解，進一步認識更高效率的生產技術是很重要的。

        在堪薩斯大學所作的研究中，以hammer的粉碎機把玉米的大小分別控制在1,0.8,0.6,0.4mm，而發現粉碎的能量花費隨著碎粒自1到0.6mm而從2.7增加到3.8kWh／Tn。然而，把玉米顆粒在弄碎到0.4mm則其所費的能量更高於0.6mm的兩倍以上(8.1kWh／Tn)。飼料生產效率也隨碎粒的減小而減低，但明顯的降低也是從0.6mm降到0.4mm的時候。這個數據證明了隨著粉碎顆粒的減小，能量花費提高而生產效率顆粒的減小，能量花費提高而生產效率減少(Wondra et al., 1995b)。

        另一個試驗則是利用玉米及兩種高梁(硬胚乳及軟胚乳)以進行粉碎測試(Healy et al. 1994)。三者分別粉碎成0.9,0.7,0.5 0.3mm的顆粒度。0.9,0.7,0.5三者分別以高速三滾筒以粉碎(roller mill)，而0.3mm的大小則通過兩次hammer mill以達成。因為0.3mm太小而比其他三者難達到，因此也需要獨立討論。這個試驗顯示不同的處理則產生不同的穀物性狀。玉米比高梁更需要能量以粉碎，且其生產效率較慢(見表一)。事實上，粉碎高梁到0.5mm所需的能量低於把玉米粉碎到0.9mm的顆粒大小。而在粉碎不同種高梁時，其所需能量的差距不大。在Baker(1960)的報告中指出高梁比玉米容易粉碎，而玉米比麥容易粉碎。Silver(1932)的報告也指出玉米的粉碎所需能量比大麥少，而大麥又比燕麥少。

表一、玉米及高梁不同處理程度的能量及金錢的花費

        表一的費用計算包括電費、及折舊、保證、維修、勞工、稅金等項目。兩種高梁即使粉碎到0.5mm都會比玉米粉碎到0.9mm來的便宜，而粉碎更小，花費更大。然而如以這種粒度的改變配合增重以估計花費，則可以發現除了玉米外(玉米到0.7mm)，隨著粉碎粒度的減小，對飼養35日齡的仔豬所得的每100kg增重的花費就愈少，因為減小穀物的顆粒大小可以增加動物採食後的生長效率，而此種經濟考量可以決定穀物最適當的大小。

動物生長效益

        進一步對原料的處理技術通常會增加成品料的成本。因此額外增加的費用會抵消一些有益的動物反應，所以必須評估其效益。Aubel在1995年的報告指出粉碎高梁比全高梁，對生長肥育豬可提高12％的增重效率，Hedde在1985年的報告則認為當玉米基礎日糧中的玉米顆粒，從粗粒(少於20％的玉米可以通過1.2mm篩網)到良好粉碎(有80％以上的顆粒能通過1.2mm篩網)，可以有效提高肥育豬的增重速率達8％。而在以大麥乳清為基礎的保育豬飼料，如果大麥的平均大小為0.635mm，則會比0.768mm的大麥顆粒提高5％的增重率(Goodband and Hines et al., 1988)。當然也有些報告沒有顯著的效益，但是對飼料利用率的改善則無庸置疑。在Mahan(1966)的試驗及Lawrence(1983)的報告都指出，降低穀物的顆粒大小可以有效提高飼料利用率。Giesemann在1990年的報告也顯示降低飼料中玉米及高梁的顆粒大小能使肥育豬採食後的飼料利用率提高。Wondra(1995)的報告中，把玉米粉碎自1到0.4mm，結果發現每降低0.1mm顆粒大小會提高肥育豬約1.3％的飼料效率(G／F)。事實上，以此對照其他的文獻(見表二，是針對生長豬)，都有相似的情形(每減小0.1mm約增加1.0到1.5％的效益)。因此，留意原料粉碎的顆粒大小是確保動物發揮其最大生長性狀的有效方法。

表二、穀物顆粒減小對豬隻生長成績的影響

        不幸的，此種原料顆粒度大小的試驗，在針對哺乳母豬方面並沒有足夠的豬數。但很清楚的高產母豬其營養需要並不能以傳統飼料標準滿足，提高母豬的營養採食則可以增進其生產性能(Brendemuhl et al., 1987；King and Williams et al., 1984；Ress et al.,1982)。最常用來增加營養採食的方法為提高飼料的營養濃度(多花錢以增加蛋白質等)；另一個方法是使母豬舒服些以提高其採食量，如在夏天採用滴水、送風等方式。另一個主意則是提高飼料中營養物質的消化率。在Wondra et al., (1995e)的試驗處理中利用100頭母豬進行，餵飼以四種不同顆粒大小的玉米飼料(1.2,0.9,0.6,0.4mm)，明顯的，飼料採食量因為降低玉米顆粒大小而提高了。這種提高採食量及消化率的結果是增加可消化能14％及提高11％的增重。最後由於顆粒的減小以提高營養消化率，使糞便中乾物質的排出量降低21％，且氮排出量降低31％。這種改變也減少飼養業者處理糞便及廢棄物的負擔。

營養的利用

        由以上的論述所了解的不管是生長豬的成長反應或是哺乳豬的效果，都可以歸因於提高了消化力之故。許多後續的試驗都證明了減小穀物(燕麥)顆粒大小能夠提高飼料的消化力。Gwsley在1981年的報告指出，把高梁的粉碎顆粒自1.262減到0.471mm能夠增加生長豬隻不管是迴腸末端或是整個消化道的表面消化率(包括乾物質、澱粉、氮、總能)。Giesemann(1990)也報告說，把玉米的顆粒大小自1.506降到0.641mm，則可以提高生長肥育豬對乾物質、氮總能的消化率。Sauer於1977年報告完全粉碎小麥比輾破小麥對迴腸胺基酸的恢復上更有益。Lawrence(1967，1970)也以玉米、高梁、大麥的基礎飼料得到相同的結果。Ohh(1983)認為粉碎原料的表面積增加與消化物流動性增加(提高食物與消化液充分混合的機會)是飼料消化率提高的主因。

        為了測定降低穀物顆粒大小對泌乳豬營養利用率的關係，在1995年Wondra利用38頭二胎母豬進行試驗。母豬採食玉米大豆粕飼料，其中玉米的顆粒度分別為1.2,0.9,0.6,0.4mm，試驗結果顯示玉米顆粒減小而提高了乾物質、氮及總能的消化力(見表三)。而且消化能及代謝能值在玉米顆粒度為0.4mm時發揮到最大。事實上當顆粒自1.2降到0.4mm時，飼料的代謝能濃度就從3399升到3745kcal／kg。若要以修改配方來達到此種能量濃度，則需要9％的大豆油添加。而生物利價及氮蓄積隨著玉米顆粒自1.2降到0.6mm而提高，但如果顆粒繼續減小則反而下降，其中原因很可能與玉米之胺基酸模式有關。若作為一種蛋白質源，玉米較缺乏lysine, threonine, tryptophen, 和valine，基於平衡的原理其他胺基酸和leucine則超過。大豆粕的胺基酸組成正好與玉米搭配得很好，然而若只單就玉米提高消化率，則飼料中的非限制胺基酸就相對提高，因此超過的部分胺基酸即隨尿液流失，亦即降低生物價及氮蓄積。因此對保育豬、肥育豬及母豬而言，玉米的適當顆粒大小約在0.6mm或再低一些。

表三、玉米顆粒大小對第二胎母豬之營養代謝影響

粉碎的方式

        在Wondra(1995c)的試驗是要估計針對肥育豬生長所需最適的顆粒影響。玉米以hammer或roller分別粉碎成0.8或0.4mm。豬隻採食rolling處理之營養消化率比hammering處理者為佳，其中以糞便排出之乾物質及氮分別hammering少19、12％(見表四)。而玉米以roller粉碎到0.4mm時的營養消化率最好，即使hammering玉米之Sgw最小。Reece在1985年的報告中解釋說hammer處理後的粉碎顆粒面較roller圓滑，減低消化液對食物攻擊的感受性，因此會影響營養的消化率。基本上roller處理比hammer處理有較好的流動性及較佳的顆粒品質穩定。所以，提高顆粒性狀的穩定性(如運用roller方法)則可以增加營養的利用率，並降低肥育豬胃損傷的可能。除了顆粒大小會影響生長成績外，不同處理的花費也影響處理型式的運用。一般估計在hammer粉碎時約有90％的能量是因為摩擦生熱而喪失(Rumof et al., 1959)。Roller粉碎處理的熱損失較少，更有效率，尤其是顆粒在0.7mm或更大些的時候(Heimann et al., 1983)。在Wondra(1995c)的報告中，把玉米粉碎成0.8,0.4mm兩種規格，而roller mill在提高22％生產率下有較低的耗能。Olsen在1980年的報告中指出roller處理每噸耗能是17300 BTUs，而以hammer處理則需耗能73400BTUs。Roller處理比hammer多幾項益處，包括較低的耗能、操作較安靜、更準確的顆粒控制、減少製粒時水分的損失、及更低的維持費用(McEllhiney et al., 1983)。Vermeer(1993)統計粉碎系統的花費15年，表示hammer系統的設備價格是roller系統的一半，但是整個能量的耗費則是兩倍以上，因此除了換roller機器外，15年下來roller系統在操作及生產都較便宜。長期統計所省下的金額是0.12$／噸。總而言之，hammer mill及roller mill的差別如下：

        (1)roller所製成的成品較均勻，粒徑分布標準差較小，品質較穩定；

        (2)roller mill的溫度上升較小，發熱所耗費的能量較少，花費較少；

        (3)roller mill操作時所造成的噪音比hammer mill少約10分貝。

表四、粉碎形式對穀物性狀及豬隻營養利用之影響

製粒

        粒狀飼料在近四十年來是越來越普遍，尤其是針對小豬。從飼料廠遠景來看，適當製粒的好處是降低混合原料分離、增加飼料密度、降低揚塵及增加飼料運送時品質的掌控(Skoch et al., 1983)。許多營養學者也考慮到製粒可以增加飼料的營養價值、降低飼料浪費、及提高飼料消化率(Hanrahan et al., 1984)。因此，在決定旦否對動物飼料進行製粒，製粒技術及飼養潛力就是必須考慮的。

動物生長效益

        製粒是少數可以增進豬隻增重效率的飼料處理之一，表五所列是粒料對生長豬的生長影響。有些報告(Hande et al., 1972; Baird et al., 1973; Wondra et al., 1995b)指出粒料可以提高豬隻日增重，而NRC(1969)則認為在生長速率沒有顯著影響，但全部報告都表示粒料對豬隻平均日增重有數據上的效果。這些報告顯示粒料對生長肥育豬平均能提高6％的日增重，以提高7％的換肉率。

表五、粒料對豬隻生長的影響

        有些理由可以解釋豬隻採食粒料有較佳增重的現象。Skoch所指出的增加組成密度及減少粉塵是使飼料更美味的兩項理由。早期的報告指出粒料通過豬隻消化道的速度較快，但由另一觀點看，飼料停留的時間減少則消化時間少，營養利用率也就減少。一般而言，學者傾向於認為粒料因為減少浪費而提高效率，不過不只於此，尚有其他因子可以提高營養的消化率。不管是飼料性狀之改變、消化道的影響或是熱力的直接影響(澱粉質的膠質化或蛋白質的變性)，都是需要測定的議題。

        飼料場及飼養者常抱怨說，飼料中的玉米粉碎在0.7mm以下，儲存時有較差的流動性，容易結塊，製粒則可以減少架橋及其後的問題。在Wondra(1995b)的試驗設計中即安排混入1mm、或0.4mm兩種玉米原料，而後製粒以測定肥育豬的生長成績。由表六可發現粒料普遍比粉料提高平均日增重及飼料效率；另外降低玉米顆粒度則不管是粉料還是粒料，都可以提高飼料利用率，而降低原料粒度與製粒傾向有加乘的效果。另一個相似的試驗(Kim et al., 1995)，玉米被磨成1,0.5mm分別配製成兩種飼料：簡單型(玉米─大豆粕─乳清之基礎飼料)，及複雜型(玉米─大豆粕─乳清基礎再加上血漿蛋白─小麥筋粉─血粉─乳糖)，作保育豬飼料。全部飼料都打粒。其結果是凡玉米顆粒較小之粒狀飼料，不管是簡單或複雜的配方，都有較佳的生長及增重效率。因此，複雜配方及打粒都不會相互抵消較小玉米顆粒對豬隻的正面效應。

表六、原料粒度大小及飼料形態對肥育豬的影響

營養的利用

        Seerley(1962a)及Skoch(1983)都認為打粒可以增加玉米基礎飼料的能量消化率。Lawerence在1983年的報告指出製粒可以增加燕麥基礎飼料之氮消化率，但對乾物質及總能則沒有影響。而在1995年的報告，Wondra卻認為製粒可以增加飼料中乾物質、總能、及氮的消化率(見表七)。Jensen及Becker(1965)認為製粒時的膠質化使澱粉對酵素化有更高的感受性。雖然有些報告指出製粒過程的情況並非足以把澱粉膠質化，但其他的作用如加熱、水合、及剪力等，都可以對澱粉及蛋白質的分子結構加以破壞，使飼料與消化酵素更接近。

表七、原料粒度大小及飼料形態對肥育豬消化率的影響

        增加消化率的額外利益是減少糞便中營養的流失。豬隻糞便問題往往導致環保的關切。事實上，在歐洲許多國家都以糞便中的含氮量及含磷量作為畜牧生產的限制(Aumuller,1991)。然而，適當的營養消化率改善，即可以有效的降低糞便中流失。例如，當以製粒方式提高飼料中乾物質、氮、及總能5~8％消化率，則可以降低糞便中乾物質及含氮量23及22％，當然原料碎自1.0mm降到0.4mm則也分別降低糞中乾物質及含氮量26％，27％(Wondra et al., 1995b)，這也顯示原料粉碎大小與製粒也有加乘效果。無論如何，任何可以提高營養消化率及降低糞便中營養流失的穀類處理技術，都是養豬業界的福音。

粒料大小與品質

        粒料的大小及品質相關於飼養成績及製作的花費。一般而言，粒料的直徑愈小所花費的能量愈大，更耐久，穩定的粒料也需要更多花費；而許多報告都指出粒料大小及品質能直接影響豬隻飼養成績。在Vanschoubroek的報告(1971)顯示直徑4~8mm的粒料對肥育豬的生長沒有明顯不同，但13mm直徑的粒料就會造成生長問題。Luce在1973年的報告指出4.8,6.4,9.5mm直徑的粒料對豬隻生長沒有顯著影響。但是卻有愈小適口性愈佳的傾向。Lavorel在1982年試驗顯示保育仔豬採食2.5mm粒料顯著比5mm粒料容易，但較大的豬則在採食量及生長速率沒有影響。另有早期的報告指出，添加5％脂肪的大麥基礎飼料，打成較硬的型態比較鬆軟的粒料有較佳的飼料效率。Hanrahan(1984)設計四種粒料形態(5,10mm×高品質、低品質)以了解其飼養生長豬的效果，結果發現不管是粒料的大小或是品質高低對飼養效果沒有顯著的影響(見表八)。雖然如此，較軟的粒料卻造成粉塵的浪費。

表八、製粒形態對豬隻生長的影響

消化道潰瘍問題

        最後當提及的是，從早期的一些報告就指出澱粉質的破損對豬隻消化道將造成潰瘍，容易引起成豬的死亡。因此一些試驗顯示，當穀類的粉碎顆粒愈小，對仔豬及生長肥育豬消化道的潰瘍有升高的傾向(Wondra et al., 1995b,c,d,e)。Maxwell在1970及1972年的報告中指出顆粒愈小的飼料分子會促使胃內容物流動性增加，因而提高胃中pepsin濃度提高，並且增加胃內容物的混合程度，因此，pepsin及消化酸持續與胃壁上未保護的黏膜接觸，故容易造成潰瘍。不過，粒料也有報告說會提高生長肥育豬消化道潰瘍的機會(Wondra et al., 1995b,c,d)。然而必須注意的是，胃腸道損傷是由品種、穀物型態、緊迫等問題所造成，非是單一因素，事實上，胃腸道損傷的遺傳率即有0.52％。

        許多飼養者覺得少有方法解決潰瘍影響，一些在基因及畜舍方面的改善，事實上是很貴的。而且，如果放棄以適當粉碎及製粒來增進飼料效率及減少糞便中營養流失的機會，是會降低產場的競爭力，而應用一些飼料添加物可以緩和此一問題。Patience在1986的報告就指出胃中pH值下降及潰瘍性提高有相關性，而利用鹼鹽則可以中和胃的酸，以改善黏膜的結構完整。故Wondra在1995年的試驗即在肥育豬飼料中添加1％的NaHCO₃或KHCO₃即傾向於降低胃潰瘍的指數(p＜0.1)。這個結果顯示更少的胃刺激，或許是由於胃中pH值的改善。需要更多的研究以證明這些反應，並需要一些抗潰瘍的飼料添加劑以應用在豬隻生產事業上。

結語

        由於穀物處理技術的應用，諸如粉碎及製粒等，都能夠有效改善飼料的利用。從以上的報告，顯示飼料中玉米每降低0.1mm則可以提高肥育豬增重效率1到1.5％，製粒則可以分別提高增重及飼料利用6及7％，而且原料粒度降低與製粒也對能量消化率存在有正面交互作用(Wondra et al., 1995b)。至於飼料原料需粉碎到多小，或粒料粒度當多大，這則就要進一步配合原料種類及動物大小作判定。

        由於飼料是養豬事業中最大的花費，即使在20、30年來在飼料原料處理技巧已明顯改善，但在未來尚應該不斷發展這方面的技術，以現有的器具尋求最適切的處理。

飼料營養雜誌(p.13∼26)─呂政錡、九七年一期