谷物淀粉加工處理及在奶牛生產(chǎn)中的應(yīng)用

來自鄉(xiāng)下的狼

谷物淀粉加工處理及在奶牛生產(chǎn)中的應(yīng)用

摘  要:本文簡(jiǎn)述了加工處理對(duì)谷物淀粉營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的影響及可能機(jī)理，綜述了國(guó)內(nèi)外關(guān)于谷物淀粉的加工處理在奶牛生產(chǎn)中應(yīng)用的研究報(bào)道，并探討了各種加工處理方法的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 關(guān)鍵詞：谷物淀粉 加工處理 奶牛生產(chǎn) 1.前言       　　谷物飼料是反芻動(dòng)物的重要能量物質(zhì)。在常見的谷物籽實(shí)中，淀粉的含量較高(約占52%-78%)，容易被動(dòng)物消化吸收，并且利用效率高。淀粉在瘤胃中降解的終產(chǎn)物為揮發(fā)性脂肪酸（VFA），VFA的營(yíng)養(yǎng)意義在于能夠?yàn)榉雌c動(dòng)物提供能量需求的70%-80%。近四十多年來，由于西方一些國(guó)家的谷物飼料的價(jià)格低于干草的價(jià)格，谷物產(chǎn)品被廣泛用作反芻動(dòng)物生產(chǎn)的主要飼料。在我國(guó)，谷物飼料應(yīng)用也非常廣泛，但價(jià)格通常高于干草。一般來說，加工處理可在一定程度上改善瘤胃微生物及總消化道的營(yíng)養(yǎng)利用效率（韓正康，1988），因此，對(duì)谷物飼料進(jìn)行加工處理以提高其利用率的研究十分必要。 2. 谷物淀粉的營(yíng)養(yǎng)生理作用及其加工的必要性 　　淀粉在瘤胃內(nèi)大部分被微生物發(fā)酵為VFA，一部分VFA作為碳架，被整合為微生物蛋白；另一部分VFA經(jīng)瘤胃吸收進(jìn)入血液參與代謝。未被瘤胃降解的淀粉直接進(jìn)入皺胃和小腸（過瘤胃淀粉），在消化酶的作用下分解為葡萄糖后被吸收利用。小腸中未被消化吸收的淀粉和葡萄糖，在進(jìn)入到大腸后又被微生物發(fā)酵,部分吸收后，排出體外。 　　淀粉在瘤胃中迅速降解，僅有少量淀粉能夠逃過瘤胃發(fā)酵而直接進(jìn)入小腸（約占10%-30%），而且VFA的迅速生成會(huì)降低瘤胃的pH值，這樣就破壞了瘤胃發(fā)酵的正常進(jìn)行，造成飼料分解和微生物合成之間不平衡。保持一定比例的淀粉對(duì)于有效利用瘤胃中的N源和提高微生物蛋白質(zhì)合成效率是必須的，但過量的淀粉在瘤胃中發(fā)酵會(huì)導(dǎo)致瘤胃內(nèi)環(huán)境的改變，影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用效率，甚至引起代謝疾病。如果日糧中的一部分非結(jié)構(gòu)性碳水化合物NSC（淀粉及非淀粉多糖等）能夠避免瘤胃發(fā)酵，動(dòng)物的生產(chǎn)力會(huì)提高（Bruchem,1991）。因?yàn)樘舆^瘤胃發(fā)酵的NSC不但能為動(dòng)物提供更多的葡萄糖，而且可以防止瘤胃發(fā)酵損失（Tamminga,Jansman, 1993）；為動(dòng)物提供的葡萄糖可以作為乳糖的重要前體，節(jié)省氨基酸的利用，并可提高奶牛的產(chǎn)奶量。 　　對(duì)谷物飼料進(jìn)行加工處理可以在一定程度上調(diào)控瘤胃降解淀粉和過瘤胃淀粉的比例，使動(dòng)物發(fā)揮出最佳的生產(chǎn)性能。 3.加工處理對(duì)谷物淀粉營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的影響及其可能機(jī)理 　　加工處理可以改變淀粉在整個(gè)消化道的消化部位和消化程度（Huntington, 1997）。加工處理的方法很多，主要包括物理加工（如膨化﹑烘烤﹑制粒﹑破碎﹑磨碎﹑碾壓﹑蒸汽壓片等）、化學(xué)加工（如堿處理）和生物學(xué)加工（如酶制劑）等。目前生產(chǎn)中應(yīng)用較多的是對(duì)谷物飼料進(jìn)行物理加工。加工的時(shí)間、溫度、水分含量和顆粒大小都會(huì)影響加工效果。 　　淀粉表面被蛋白質(zhì)基質(zhì)和脂肪所包圍，其表面有時(shí)也有鋸齒﹑小溝﹑裂縫或小孔，可作為微生物和酶進(jìn)攻的位點(diǎn)。一些加工處理方法（破碎﹑磨碎﹑碾壓）可破碎谷物顆粒的外種皮，使其顆粒減小，表面積增加，增大瘤胃微生物和酶進(jìn)入的機(jī)會(huì)，加快瘤胃對(duì)淀粉的消化速度,從而提高其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。 　　生淀粉（β-淀粉）的分子排列緊密，能形成囊狀的膠囊，彼此的間隙較小，但在水中加熱時(shí)，部分膠囊會(huì)被溶解，形成空隙，水分子便可由此滲入淀粉分子的內(nèi)部；再繼續(xù)加熱達(dá)到糊化溫度時(shí)，膠囊會(huì)全部崩潰，分子間鍵斷裂, 形成的糊化淀粉（α-淀粉）更易被酶消化。膨化就是當(dāng)水分處于高溫、高壓條件下，突然減壓，瞬間汽化，填充在間隙內(nèi)的水產(chǎn)生強(qiáng)大的膨化力，促使淀粉體積膨脹而呈多孔狀。 　　不同的加工方法會(huì)使谷物淀粉的瘤胃降解率發(fā)生改變。大多數(shù)情況下，用蒸汽和剝皮結(jié)合處理（例如蒸汽壓片、膨化擠壓）可使瘤胃淀粉降解率提高，而烘烤處理則使瘤胃淀粉降解率顯著降低（Nocek，Tamminga,1991）。 　　大多數(shù)加工方法使瘤胃中的淀粉降解增加，通常也使進(jìn)入小腸的淀粉的消化增加，有時(shí)可能對(duì)過瘤胃淀粉的增加更有利（Owens,Zinn，Kim, 1986）。與精細(xì)磨碎的玉米相比較，飼喂整粒的玉米使瘤胃淀粉降解率降低；較大顆粒的淀粉可能不易被小腸內(nèi)的酶消化，而且顆粒和密度較大的玉米顆粒流通加快，使整個(gè)消化道的降解率降低。（Owens,Zinn，Kim,1986）。 　　 加工處理必須掌握一個(gè)“度”，否則過猶不及。高溫長(zhǎng)時(shí)間加工時(shí)，可能使淀粉過度保護(hù)，碳水化合物與氨基酸發(fā)生美拉德反應(yīng)(Millard Reaction)，形成復(fù)雜的化合物，既不能在瘤胃中降解也不能在小腸中消化。 4.谷物淀粉的加工處理在奶牛生產(chǎn)中的應(yīng)用 　　據(jù)Y.Ying 報(bào)道,在干乳期及泌乳期飼喂高水分玉米(HMC),可提高奶牛瘤胃內(nèi)有機(jī)物和淀粉的消化率,增加瘤胃VFA的濃度。由于飼喂HMC，減小了瘤胃食糜的流出速度，從而改善了淀粉的消化率，但整個(gè)消化道的淀粉消化率未見提高。 R.B.Reis認(rèn)為，飼喂HMC和精細(xì)粉碎的玉米，改善了奶牛各消化器官的干物質(zhì)（DM）和淀粉的消化率，提高了產(chǎn)奶量。B.P.Glem 報(bào)道，HMC：DC（低水分玉米）為6：4時(shí), 提高了干物質(zhì)采食量（DMI）和產(chǎn)奶量。 　　L.G.Nussio 等人發(fā)現(xiàn)，用蒸汽壓片處理（SF）玉米時(shí)，提高淀粉消化率的效果要比細(xì)粉碎處理好，但出現(xiàn)了瘤胃pH值和纖維素消化率降低的現(xiàn)象，盡管提高了產(chǎn)奶量，但乳脂率有所下降。Huber認(rèn)為飼喂壓扁薄片處理的高粱，在瘤胃內(nèi)降解率高于其他加工處理方法，試驗(yàn)效果最理想。與未處理的高粱相比，盡管產(chǎn)奶量沒有差異，但提高了飼料利用率和乳蛋白含量。這可能與瘤胃微生物合成數(shù)量增加有關(guān)。 　　有研究表明，粒度變小可以增加淀粉降解率(Thomas等,1988;Cerneau， Michalet, 1991)。奶牛飼料經(jīng)過制粒處理，玉米淀粉瘤胃降解率從56%提高到62%，大麥淀粉從92%增加到94%，木薯淀粉從93%提高到96%。因?yàn)榱６葴p小時(shí)降解速度加快，同時(shí)可能瘤胃流通速率也高，這樣會(huì)對(duì)慢速降解的纖維物質(zhì)的降解率不利，而中速降解的淀粉的降解率則增加。 　　Peisker(1993) 報(bào)道，給奶牛飼喂膨化飼料比飼喂未膨化飼料產(chǎn)奶量提高。但有相反的結(jié)論，Arieli等（1995）研究認(rèn)為膨化處理導(dǎo)致淀粉在瘤胃的降解率減少。Goelema(1999)則認(rèn)為：膨化處理時(shí)的剪切力造成顆粒變小，而顆粒大小與淀粉凝膠化、瘤胃內(nèi)蛋白質(zhì)和淀粉的降解率呈負(fù)相關(guān)。剪切力除了減小顆粒大小，還可能改變了顆粒表面結(jié)構(gòu)使其多孔，使水解容易發(fā)生，因而容易在瘤胃中發(fā)酵。 5.研究展望 　　目前，國(guó)外的研究主要集中在用各種不同的加工方法處理豆科和禾本科籽實(shí)，以改善淀粉在瘤胃和小腸中的降解和消化特性，從而達(dá)到優(yōu)化瘤胃發(fā)酵，改善營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用率，提高反芻動(dòng)物生產(chǎn)性能及減少環(huán)境污染的目的。國(guó)外采取的加工方法主要有高壓膨化、顆粒化、蒸汽壓片等。隨著加工技術(shù)的逐步改進(jìn)，新的方法還在不斷涌現(xiàn)，而且加工處理的方法由定性向定量研究轉(zhuǎn)變。我國(guó)在這方面的研究剛剛起步，國(guó)內(nèi)的加工處理還停留在簡(jiǎn)單的粉碎上，而且加工的費(fèi)用較高。隨著我國(guó)畜牧業(yè)生產(chǎn)力水平的不斷提高，對(duì)谷物飼料進(jìn)行加工處理潛力很大，有待于進(jìn)一步研究和開發(fā)

叮當(dāng)貓

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