響顆粒飼料制粒質量(穩定度和硬度)的因素很多，主要包括原料組成、粉碎粒度、調質、環模、冷卻等，其中飼料的原料組成是主要影響因素(Wilson,1994;Turner,1995)。飼料原料不同，對顆粒質量的影響作用也有很大不同。文章從飼料原料的角度，就影響顆粒飼料制粒質量的因素作一綜述。

　　1 不同原料成分的制粒特性

　　飼料原料的制粒性能是指原料被壓制成顆粒的難易程度。影響原料制粒性能的因素主要包括物料的容重、粒度、淀粉、脂肪、蛋白質、纖維、含水量、摩擦性和防腐性等。其中飼料原料的組成成分、粒度、含水量對制粒質量的影響最為顯著。

　　配方中的各種原料組分對顆粒飼料穩定度(PDI)的影響程度是不同的。根據不同原料對 PDI的影響程度不同，Boerner(1992)研究了一些常用原料的顆粒質量系數(PQF)，如表1所示，PQF 越大的原料，制出的顆粒越結實，PDI越高，反之制出的顆粒越松散，PDI越低。如PQF較高的膨潤土和木質素，一般被作為粘結劑來使用。又如酸性油,POF 為-40，這說明物料中的油脂含量越高，顆粒的 PDI就越低，壓制的顆粒越松散。

　　一個科學的配方，既要考慮動物的營養需求，又要從原料特性考慮配方組成對制粒質量的影響。Boerner(1992)推薦一個飼料配方的顆粒質量系數至少應大于 4.7。

　　1.1 淀粉和糖類

　　淀粉要發揮其功能特性，首先要通過加熱，破壞原來的分子結構，使之發生分子內重排，即形成煳化淀粉(Schwartz和Zelinskie,1978)。糊化淀粉具有一定的粘性，可提高顆粒飼料的耐久性和成型性，因此在制粒過程中，淀粉常常發揮著粘合劑的作用。不同來源的淀粉的煳化溫度(見表2)和結合力不同，大麥和小麥的淀粉的結合力比較高，而玉米和高梁就不太理想，這是由淀粉本身的質量所決定的（秦玉昌等，2001）。

　　Wood(1987)研究發現，飼料中糊化淀粉的數量與顆粒飼料的顆粒質量有關，隨著煳化淀粉比例的增加，顆粒飼料的硬度和穩定度增加。其提高顆粒質量的機制可能是:淀粉顆粒煳化后，直鏈淀粉會迅速變成雙螺旋結構，并以氫鍵的形式相互聚集成半品質狀態。但是，制粒中的粘合也可能發生在支鏈淀粉中間，這是因為雙螺旋結構也可形成于支鏈淀粉的末端，在煳化過程中，在淀粉或纖維素的表面把不同物料顆粒粘合到一起(Moran，1989)。

　　淀粉中直鏈淀粉與支鏈淀粉的比例可能是影響其制粒特性的主要原因，其他成分可能通過直鏈和支鏈淀粉來影響顆粒質量。但是目前還沒有研究證實這兩種淀粉的比率對飼料顆粒質量(PDI和硬度)的影響。原料中直鏈淀粉的含量與顆粒質量之間并不存在明顯的相關性，而且沒有研究發現抗性淀粉與顆粒質量的關系(MacMahon 和Payne,1991)。

　　淀粉的功能特性與顆粒質量之間的關系也受飼料中其他成分的影響，即影響淀粉的糊化。水分的存在可能是淀粉煳化的先決條件，Lund(1984)報道0.3:1(水:淀粉)的比例是淀粉煳化的必要條件Eliasson(1980)也報道，淀粉要達到完全煳化，水和淀粉的比例至少要做到1.5∶1。這些研究揭示，水分是淀粉煳化的限制因素。在調質過程中，水分一般以蒸汽的形式添加到飼料中，一般是3%左右。作為一種粘合劑，粒子表面的淀粉完全煳化，所起到的粘合作用就足夠了(Thomas和van der Poel,1996)。

　　Eliasson(1981)報道，增加淀粉懸濁液中油脂的比例，會減少糊化淀粉的生成。但是Lund(1984)通過熱譜掃描發現，增加油脂的比例，沒有使煳化所需的熱量和溫度增加，這表明油脂不影響淀粉的糊化。

　　總的來說，飼料中淀粉的含量越高，顆粒越易成型，制粒質量越好。但是淀粉含量過高也不利于制粒質量的提高，這可能是因為淀粉含量過高，蛋白質的含量降低，使其制粒性能受到了影響。如果淀粉在制粒調質前就已煳化，則不利于高質量顆粒飼料的生產，這就是在生產乳豬料時，要限制膨化玉米用量的原因，一般不超過能量飼料的70%(熊先安等，1999)。另外，如果淀粉煳化發生在顆粒表面，不但不能改善顆粒飼料的質量，反而會使質量更為低劣(熊易強，2008)。對于含谷物比較高的飼料，在調質時應該采取大的蒸汽量，使淀粉充分煳化，提高制粒的質量和養分的消化率。

　　糖類冷卻或干燥時，會在物料粒子之間發生重結晶，形成固-固粘合，糖類的粘合特性可能與這種固-固粘合作用有關。Friedrich和Robohm(1982)認為糖類的添加會提高顆粒飼料的穩定度(PDI)。Aumaitre等(1978)發現，飼料中萄糖、蔗糖和高濃度果糖糖漿的添加量，沒有顯著影響顆粒飼料的穩定度(PDI)。當用等量高濃度果糖糖漿代替10%蔗糖時，制粒機的制粒產量卻提高了 14%,同時降低了顆粒硬度。這可能是由于沒有采用蒸汽調質，因為水分只有以蒸汽的形式充分添加，蔗糖才能充分溶解，發揮其對顆粒質量的御敝琖蜷黯極作用。

　　增加飼料中糖類的添加量，會增大制粒電耗，這是因為糖類增大了物料與環模間的摩擦力。糖類的添加也會增大發生美拉德反應的風險，尤其是水分充足時，自由醛基與氨基酸結合，在增加粘性、提高顆粒質量的同時也破壞了飼料營養價值(Van Barneveld,1993;Hendriks等1994)。

　　1.2 蛋白質和非蛋白氮(NPN)

　　在飼料工業中，蛋白質常作為粘合劑，在不同物料粒子之間發揮著粘合作用。在混合、加熱、調質、水分等因素的綜合作用下，引起蛋白質三維構像的改變，蛋白質分子形成蛋白質纖維，在不同粒子之間形成粘合(Moran，1989)。Wood(1987)研究表明，蛋白質在加工過程中的部分變性會提高顆粒飼料的穩定度和硬度。Howell(1991)報道，蛋白質和其他成分間的相互作用，包括共價鍵、靜電作用力、范德瓦爾斯力、氫鍵等均會影響顆粒飼料的硬度和穩定度。制粒過程可能會發生美拉德反應，這可能會降低蛋白質(尤其是賴氨酸)和糖類的利用率，這種現象突出了顆粒質量和飼料營養價值的矛盾(Van derPoel 等，1995)。

　　飼料中含天然蛋白質高，制粒效果就好，其中植物性蛋白比動物性蛋白更有利于制粒。蛋白質飼料的最佳熱變性溫度，一般在60~77℃之間(楊在賓，1997)，這時會表現出良好的熱塑性和粘結性，壓制出的顆粒在冷卻后硬度較大，產量較高。但是非蛋白氮(特別是尿素)過高時(一般尿素的量不能超過6%)，制粒產量就會下降(楊在賓，1997)。蛋白質具有較強的吸水能力，因此在壓制蛋白質含量較高的飼料時，水分的添加量不宜過多，應當控制蒸汽添加量。如果添加過高，蛋白質會因膠化而堵塞?？?導致制粒失敗。

　　1.3 油脂

　　眾所周知，飼料中的游離脂肪不利于顆粒飼料的穩定度和硬度的提高(Van Vliet，1981)，但是能提高制粒效率(Friedrich和Robohm,1981)。這是因為游離脂肪具有潤滑的效果減少了壓粒時物料通過?？讜r的摩擦力和制粒壓力(Walter，1990)，使物料通過模孔時的流動性好，促進顆粒飼料的成型和壓出(馬巖，2010;熊先安等，1999)，但是細胞內脂肪卻沒有如此明顯的作用。

　　如表3所示，脂肪含量超過2%時，顆粒會發生軟化、松散，脂肪的疏水性還會影響其他水溶性成分的粘合效果，導致飼料的粉化率升高，同時還會增加回機率，降低生產效率(Richardson 和Day,1976)。因此，在生產中為了減少粉塵和滿足營養需要，必須向飼料中添加較多的油脂(>3%)，往往在混合時添加2%，其他的部分采用制粒后噴涂工藝添加。脂類的氧化和酸敗也會降低顆粒飼料的物理性質和養分利用(Voragen 等，1995)。

　　1.4 纖維素

　　纖維素可以分為水溶性和非水溶性兩部分，纖維素溶于水會引起高粘度(Frølich,1990;Lo,1990)，這就解釋了不同種類纖維素所表現的不同制粒性能的原因。水溶性纖維素所包括的葡聚糖、木聚糖和果膠，能極大提高飼料的粘度，并且在大粒度物料顆粒間充當填充劑，降低飼料的孔隙度，提高顆粒的完整性、硬度和穩定度。調質時間、PH、調質溫度、水分含量、壓力、熱量都能改變可溶性纖維素的狀態，是發揮功能特性的主要影響因素。但是由于飼料原料和加工過程的復雜性，很難從數量上評價纖維素水溶作用對顆粒質量的影響程度。不溶性纖維素通過在不同粒子和纖維素之間形成折疊和纏繞來發揮作用。

　　由于纖維素的硬度和彈性，其顆粒成型效果比較差，通常與粘合劑或具有結合力的成分(如淀粉、蛋白質等)一起使用。纖維含量過高時(10%~15%以上)，不僅會影響動物的采食和消化吸收，還會增加物料通過模孔時的摩擦力和機械磨損，降低生產效率(武文利，2004)。同時飼料的加工過程造成細胞壁或其內成分發生美拉德反應，這可能會影響木質素的含量和細胞壁的特性，并降低飼料的養分利用率(VanSoest和Mason，1991)。

　　對于含纖維素較高的奶牛和免的飼料，在調質時要采取小給氣量，因為纖維素吸水性差，影響水熱調節。

　　1.5 無機質

　　無機質主要包括石粉、骨粉、磷酸氫鈣、沸石粉、膨潤土等一些礦物質。這類物質不具有粘合力，不利成型且會增加?？鬃枇?鮑英華,1998;馬文智，2005)，有的還具有腐蝕作用，會加快對機器的磨損和破壞。但是膨潤土和沸石等礦物質顆粒內部具有較大空腔表面積，有吸水腦脹性、潤滑性，具有粘結作用，添加1%~2%可增加粘性(鐘光明，1997)，提高顆粒硬度，但含量過高對制粒不利。

　　1.6 糖蜜

　　糖蜜可提高飼料的適口性和提供能量，加入適量糖蜜，在制粒時可起到粘結劑的作用，增加物料間的結合力，提高顆粒的硬度和穩定度，有助于改善物料的制粒性能(馬文智，2005;武文利，2004)，但是添加過多則易使顆粒軟化、破碎(黃中華，1997)。牛飼料是典型的含較低谷物水平，而液體飼料如糖蜜等添加量較大的飼料，對于這類飼料，在蒸汽調質時要適當控制蒸汽的添加量，添加很少或不加蒸汽(舒根坤，1995;邢建軍，2001)。

　　1.7 熱敏性飼料

　　熱敏性飼料主要包括脫脂奶粉乳清粉、蔗糖、葡萄糖等，此類物質受熱后粘性顯著增加，可起到粘結劑的作用，提高顆粒硬度，降低粉化率(鮑英華，1998;武文利，2004)。但是這些成分是熱敏性的，當溫度達到60℃時，即開始焦化，嚴重時可引起?？锥氯?鐘光明，1997)，影響顆粒飼料的質量和產量。因此當熱敏性飼料原料含量較高時，一般采用低壓蒸汽和小給氣量，降低調質溫度，使調質后溫度在50~60℃之間或采用薄壓模(熊先安等，1999)。

　　1.8 粘合劑

　　常用的粘合劑有粘土、膨潤土、木質素磺酸鹽、聚中基脲、α-淀粉等(馬文智，2005)。有些粘合劑除了具有粘合作用外,還具有潤滑作用如纖維素的加工副產品磺酸木質素和可溶性植物膠瓜爾膠，既能促進物料的結合，又能潤滑環模，降低制粒能耗(劉學良，1999)。對制粒性較差的物料，適當添加粘合劑能提高顆粒飼料的硬度和穩定度，并可減少制粒過程中的粉塵損失。對于含谷物較少而含粗纖維較多的奶牛料和免料，可適當添加粘合劑(如膨潤土等)來提高其飼料的粘合力和穩定度。

　　2 原料的物理性能

　　2.1 原料容重

　　原料的容重越大，在制粒時越易于成形(殷波等，2001)。凡原料的容重小于 0.33t/m為輕質原料，而大于 0.4t/m’為重質原料(見表 4)。輕質原料結構松散,在壓粒時產量低、電耗較高、硬度低、含粉率偏高。重質原料的制粒效果較好，硬度較高，含粉率低。

　　2.2 原料粉碎粒度

　　如圖2所示，原料粉碎粒度與顆粒飼料硬度的關系(陳中兵，1998)。因此，從顆粒料的生產效率和顆粒質量的角度考慮，物料粉碎的越細，顆粒質量越好(宋春風等，2010)。飼料原料的粉碎粒度可分為粗粒、中粒、細粒3種，其粒度的大小決定著飼料組分的總表面積(周根來,2010;馬巖，2010)。飼料原料的絕熱性能通常比較好，即熱傳導系數低，在一定的時間內，熱量和水分在其中的傳導比較緩慢。物料的粉碎粒度越小，其顆粒的比表面積就越大，調質時水蒸汽就越容易穿透顆粒內部，同時熱量和水分的傳導速度就越快，淀粉和蛋白質等煳化越完全，調質效果就越好。這時的物料因為吸收了足夠的熱量和水分，就會變軟變粘，在壓粒很容易成形，而且壓出的顆粒表面光滑，無裂紋、硬度高、粉化率低，同時制粒效率高，對模孔的磨損小。

　　如圖3所示，如果粉碎過細，在淀粉煳化的過程中，先煳化的淀粉容易粘結在一起，將未煳化的顆粒包裹起來,不能吸收外界的熱量和水分，煳化效果反而不好。同時，因粉碎細度的增加而帶來的粉碎成本的提高也不容忽視。也就是說，并不是粉碎的越細越好，要綜合考慮產品質量、粉碎成本和動物生產性能的提高所帶來的經濟效益來決定原料的粉碎粒度。陳中兵(1998)認為，制粒用的細粉應 100%通過 14 目篩,壓制小顆粒時,物料最好粒度是全部通過8目篩，留在 25 目篩上物不超過為25%。比較理想的原料粒度分布見表5(李艷聰等，2011)。李令芳(2008)認為，應根據畜禽品種和顆粒料的直徑大小來合理選擇粉碎機類型和篩片規格(見表6)。一般要求普通魚飼料的粉碎粒度為60目以上，而鱉、蝦等慢食性動物的飼料，應粉碎至100%過80目篩(秦玉昌等，2001)。

　　2.3 原料水分

　　水分和溫度是淀粉煳化的兩個必要條件，而水分含量尤為重要。原料的含水量不僅影響粉碎效果，而且影響制粒工藝過程中的調質效果。在蒸汽調質的過程中，要以蒸汽的形式添加 3%~5%的水，以水蒸汽的形式每增加1%的水分，物料的溫度便會增加15℃(Turner，1995)。

　　若原料水分過高，就需要減少添加蒸汽量。在減少蒸汽量的同時，就減少了熱量的供給，同時水的比熱系數又很大，所以大量的熱被水吸收。此時，物料的水分雖然適中，但是溫度卻達不到調質要求，淀粉的煳化和蛋白質的變性不徹底，纖維素也難以軟化(熊先安等，1999)。調質的效果差，粒料難以成型、硬度低，從而會影響制粒質量。

　　若物料水分太低，按照正常蒸汽需要量來添加，淀粉煳化時就會吸水不足，煳化程度低，就會影響顆粒內部的粘和力，影響制粒質量。但是如果增加蒸汽添加量，物料的溫度就會偏高，冷卻時導致大量的水蒸發，這可能會使飼料成品水分過低、硬度太大、出現裂紋、顆粒變脆等。這樣不僅會影響制粒質量，而且還會影響動物采食量。為保證制粒的質量，一般情況下，原料的含水量應該控制在12%~ 13%，以不超過 13%為宜(鮑英華，1998)。調質后的物料水分一般在 16%~18%之間,如繼續增加，制粒機便有堵塞的危險。

　　3 總結與展望

　　由于飼料原料成分的變化，例如淀粉的糊化、蛋白質的變性、糖和鹽分的溶解和重結晶，這都會影響顆粒飼料的穩定度和硬度。這種影響無論是正面還是負面，都同樣重要，應該根據飼料配方中主要原料的理化特性評價整體物料的制粒性能，然后選擇最適宜的加工工藝條件，以保證滿足生產效率、顆粒質量和動物生產的要求。影響顆粒質量的因素很多，除飼料原料因素以外，從飼料生產工藝的角度，來控制和改善顆粒質量，還需要進一步研究。