飼料是魚類養(yǎng)殖生產(chǎn)上開支zui大的一項。一般飼料支出約占養(yǎng)殖成本的60%～75%。可見，采用恰當(dāng)?shù)募庸ぜ夹g(shù)，提高飼料的利用效率，有重要的經(jīng)濟(jì)意義。飼料加工的目的也正是為了充分挖掘和發(fā)揮飼料營養(yǎng)價值的潛力，提高產(chǎn)品質(zhì)量和飼養(yǎng)效果。
    飼料加工對動物營養(yǎng)的影響一直是飼料加工工藝學(xué)家和營養(yǎng)學(xué)家共同關(guān)心的問題，它是科學(xué)配方得以實現(xiàn)的保證。將加工工藝學(xué)科與動物營養(yǎng)學(xué)科有機(jī)結(jié)合，使得動物生產(chǎn)性能、機(jī)體健康和動物產(chǎn)品的質(zhì)量有更大的提高。近年來，隨著養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，人們對飼料品質(zhì)的要求越來越高，同時，飼料加工方法和加工技術(shù)也在不斷拓展和進(jìn)步。為適應(yīng)這一發(fā)展需要，人們對加工過程對營養(yǎng)影響的研究，即加工過程對飼料營養(yǎng)價值和動物生產(chǎn)性能影響的研究越來越重視。為此，本文把近年來實驗室的有關(guān)研究結(jié)果作一總結(jié)。

    一、問題的提出
    目前，大家對膨化飼料*性的觀點(diǎn)比較一致，其認(rèn)識多半是根據(jù)國外對斑點(diǎn)叉尾鮰、歐洲鰻以及鮭鱒魚類的研究作出的。我們根據(jù)目前市場對商品擠壓膨化飼料的應(yīng)用情況，認(rèn)為有以下幾個方面的特點(diǎn)：
    1.相同配方對草魚、鯉魚、鯽魚、羅非魚等的養(yǎng)殖效果如生長速度、飼料效率等優(yōu)于常規(guī)硬顆粒飼料。
    2.相同飼料配方擠壓膨化飼料的生產(chǎn)成本高于硬顆粒飼料生產(chǎn)成本約150～200元/t。
    3.膨化飼料養(yǎng)殖的部分魚類體型很肥、不耐運(yùn)輸。
    那么，擠壓膨化飼料的養(yǎng)殖效果優(yōu)于硬顆粒飼料的原因究竟何在？從理論上講，一方面可能是由于擠壓膨化飼料改善了養(yǎng)殖魚類對飼料的消化利用率帶來的結(jié)果。因為擠壓膨化加工對飼料性質(zhì)的影響是利、弊同在的。通過膨化加工使飼料原料性質(zhì)、原料中化學(xué)成分如蛋白質(zhì)、碳水化合物等的性質(zhì)發(fā)生變化，顯著改善了養(yǎng)殖魚類對飼料的消化利用率。另一方面，擠壓膨化飼料的優(yōu)良效果可能僅僅是對飼料投喂過程中飼料的節(jié)約效果。據(jù)國內(nèi)外研究資料表明，在池塘、網(wǎng)箱養(yǎng)殖生產(chǎn)中，在進(jìn)行飼料投喂時有5%～30%的飼料是魚沒有攝食到而直接進(jìn)入養(yǎng)殖水體，導(dǎo)致飼料的浪費(fèi)和水體的污染。而擠壓膨化飼料由于多數(shù)是浮性飼料、且在水體中的保型性非常好，可以在24h內(nèi)保持顆粒的完整性。因此，可以顯著減少飼料在投喂過程中的飼料損失量。這樣，在投喂飼料量相同時，擠壓膨化飼料可以較硬顆粒飼料多5%～30%的飼料量被養(yǎng)殖魚類攝食，從而產(chǎn)生顯著的養(yǎng)殖效果。
    如果前者推斷成立的話，擠壓膨化加工方式應(yīng)該顯著提高飼料原料、尤其是植物性飼料原料的消化利用率，那么進(jìn)一步提高飼料配方中植物性飼料原料的使用比例，甚至研制出無魚粉、無動物蛋白飼料原料的全植物性配合飼料產(chǎn)品，飼料成本就可以顯著降低，還可以改善養(yǎng)殖魚類的品質(zhì)，如養(yǎng)殖魚類的肉品風(fēng)味、體型等。如果后者推斷成立的話，那么，擠壓膨化飼料的優(yōu)良效果僅僅是養(yǎng)殖生產(chǎn)中飼料的損失減小帶來的結(jié)果，一切問題均簡化了?；蛘呤莾烧呒娑兄Ｈ绾螌ι鲜鐾茢噙M(jìn)行定量的評價，這就必須進(jìn)行大量的試驗，如室內(nèi)試驗（離體消化率、蛋白質(zhì)溶解度、酶解動力學(xué)等的研究）和生產(chǎn)試驗，進(jìn)行綜合評價。這個問題的解決是對膨化飼料的深入認(rèn)識，對養(yǎng)殖魚類飼料生產(chǎn)有很大的指導(dǎo)意義。

    二、膨化對飼料生化組成的影響
    對同一批膨化和未膨化的豆粕、棉粕、菜粕、玉米、次粉、魚粉和肉骨粉等飼料原料，采用常規(guī)方法測得其常規(guī)營養(yǎng)組成見表1。從表1可以看出，飼料膨化后水分含量均提高了，以植物性能量飼料玉米和次粉膨化后水分含量增加zui高，達(dá)到4%以上；其次為植物性蛋白飼料豆粕、棉粕和菜粕膨化后，水分含量增加了2.5%～3.5%；而動物性蛋白飼料魚粉和肉骨粉膨化后水分含量增加zui少，在2.0%以下。這可能是因為膨化后飼料原料內(nèi)部疏松的結(jié)構(gòu)更加容易吸收水分，尤其是淀粉含量越高的，其膨化后吸收水分的能力就越強(qiáng)。表1的結(jié)果證實了這一點(diǎn)。但我們把膨化前后飼料的營養(yǎng)成分按干物質(zhì)計，飼料干物質(zhì)的蛋白質(zhì)含量基本保持不變，說明膨化對飼料中氮的含量沒有影響。但膨化后飼料中氨基酸的有效性降低了，尤其是賴氨酸的有效性降低。如何來量化賴氨酸利用率的降低、淀粉糊化率的提高？這是膨化工藝對飼料營養(yǎng)價值產(chǎn)生的關(guān)鍵影響，還值得系統(tǒng)、深入地研究?？偟膩碚f，飼料膨化后，水分含量提高了，飼料風(fēng)干物質(zhì)的營養(yǎng)水平降低了，但飼料干物質(zhì)的營養(yǎng)水平基本保持不變。這就要求飼料生產(chǎn)者提高對膨化飼料的管理水平，縮短儲藏時間，防止其變質(zhì)。

     表1 幾種飼料膨化前后常規(guī)營養(yǎng)成分的變化 （為風(fēng)干物質(zhì)的百分含量）

    三、膨化對飼料溶解度的影響
    魚類對食物的消化作用主要依賴于消化酶的作用。食物成分要能夠被水解，首先要能夠溶解于水中，即由固體狀態(tài)變?yōu)榭扇芙饣驊腋顟B(tài)（膠體溶液）。隨后，在消化酶的作用下，將大分子的蛋白質(zhì)肽鏈水解為不同氨基酸殘基的小肽鏈（或肽段），再在肽酶作用下水解為小肽（如二肽、三肽）、氨基酸，才能被魚體吸收和利用。因此，飼料中蛋白要很好地被魚體消化和吸收，就需有很好的水溶性。飼料蛋白質(zhì)溶解度的測定就是了解蛋白質(zhì)的溶解性，也是評價飼料蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值的指標(biāo)之一。 
目前，大豆蛋白質(zhì)溶解度的研究較多，并把溶解度作為加工質(zhì)量指標(biāo)之一進(jìn)行評價。膨化使飼料蛋白質(zhì)變性，打破原來的原子結(jié)構(gòu)，氫和二硫化合物的鍵重新排列，形成具有彈性的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，新生基質(zhì)含各種可溶物，可與淀粉基質(zhì)相混，增強(qiáng)飼料穩(wěn)定性和提高營養(yǎng)成分的消化率。經(jīng)過膨化的蛋白質(zhì)，其分散性指數(shù)（PDI）會有所下降，而對蛋白質(zhì)含量無影響。大豆膨化加工后，其蛋白質(zhì)溶解度隨膨化溫度的升高而呈線性下降，當(dāng)膨化溫度達(dá)140℃時，蛋白質(zhì)溶解度驟然下降至32.59%，其主要原因是由于熱變性之后疏水性鍵亞基的活性增強(qiáng)而發(fā)生的聚集作用，同時賴氨酸受損嚴(yán)重，比生大豆下降約8.75%，這是由于膨化過程中氨基酸與還原性糖類發(fā)生了美拉德反應(yīng)。但對其它飼料膨化后，其蛋白質(zhì)溶解度產(chǎn)生的變化還未見報道。為此，我們采用Dale等（1987）方法對幾種飼料的蛋白質(zhì)的溶解度進(jìn)行了測定，其結(jié)果見表2。

                            表2 幾種飼料的蛋白質(zhì)溶解度 （%）

注：均為風(fēng)干樣品，過80目標(biāo)準(zhǔn)篩。

    從表2可以看出，經(jīng)過擠壓膨化后，除魚粉外，飼料蛋白質(zhì)的溶解度都明顯下降，尤其是膨化豆粕下降得zui多，下降了45%。這說明不同的飼料應(yīng)有不同的膨化工藝參數(shù)，且加工必須適宜，否則會造成不良影響。按理說，蛋白質(zhì)的溶解度越高，其消化率也應(yīng)越高。但從對蛋白質(zhì)溶解度和蛋白質(zhì)消化率的比較可以看出（見表2、3），溶解度與蛋白質(zhì)消化率之間無正相關(guān)關(guān)系，這說明不能由溶解度高低推斷蛋白質(zhì)利用率的高低，還有待進(jìn)一步研究。

    四、膨化對飼料離體消化率的影響
    魚飼料營養(yǎng)價值的評定，除了對所配制的飼料營養(yǎng)價值進(jìn)行評價外，還需對組成配合飼料的飼料原料之營養(yǎng)價值進(jìn)行評定，且后一種評價可能更具有實際意義，因為配合飼料的營養(yǎng)價值或消化率等于各原料營養(yǎng)價值或消化率的總和，若準(zhǔn)確知道了各飼料原料的營養(yǎng)價值，那么基于可加性原理，配合飼料本身的營養(yǎng)價值即可簡單地推算出，這對飼料生產(chǎn)部門飼料配方的研制和調(diào)整無疑有很大的幫助。另一方面，從魚類營養(yǎng)研究的歷史看，體內(nèi)消化法是魚類營養(yǎng)學(xué)家研究比較*、運(yùn)用zui成熟的一套方法，也是目前上在實驗室內(nèi)進(jìn)行魚飼料消化率測定的方法。但由于魚類生活在水域環(huán)境中，要進(jìn)行活體或在體外研究非常困難，但離體消化率高的原料在魚體內(nèi)也應(yīng)具有較高的消化率?；谝陨显瓌t，我們用體外消化法探討了魚腸道對幾種飼料的消化率（見表3），力圖建立一種能夠快速、準(zhǔn)確測定魚體對不同飼料原料和配合飼料消化利用能力的研究方法。 
    目前，一方面可以通過飼料配制技術(shù)來提高飼料的營養(yǎng)價值，另一方面可以通過飼料加工技術(shù)（如膨化處理）來改善飼料的利用率。在這里，我們探討了膨化工藝對飼料離體消化率的影響。從試驗結(jié)果看，豆粕、魚粉、肉骨粉膨化后，草魚、湘云鯽、巖原鯉三種魚對其蛋白質(zhì)的離體消化率均降低，一方面飼料膨化提高了淀粉的糊化率，抗?fàn)I養(yǎng)因子（如*抑制劑和*抑制劑）失活，一定程度上改善了飼料的質(zhì)量，產(chǎn)生有利的影響，但可能主要是因為豆粕、魚粉、肉骨粉為高蛋白飼料，其淀粉含量較低，而賴氨酸含量較高，擠壓膨化過程中易與一些還原糖發(fā)生美拉德反應(yīng)，從而導(dǎo)致賴氨酸的有效性降低。棉粕、菜粕膨化后，草魚、湘云鯽、巖原鯉三種魚對其干物質(zhì)和蛋白質(zhì)的離體消化率均增加。這說明膨化加工能在一定程度上降低棉粕、菜粕等植物蛋白飼料中抗?fàn)I養(yǎng)因子的含量，加之其賴氨酸含量不高，美拉德反應(yīng)的影響也不及豆粕，總的表現(xiàn)為其飼用價值得到提高。而玉米、次粉膨化后，草魚、湘云鯽兩種魚對其干物質(zhì)和蛋白質(zhì)的離體消化率均顯著增加（p<0.05），尤其是玉米膨化后，草魚、湘云鯽對其干物質(zhì)和蛋白質(zhì)的離體消化率增加一倍以上，這可能是由于玉米、次粉的淀粉含量較高，經(jīng)膨化后淀粉物理結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化如糊化、分解等；糊化的淀粉會與蛋白質(zhì)進(jìn)行物理結(jié)合，而消化酶很容易消化糊化淀粉，釋放出被結(jié)合的蛋白質(zhì)，使之被消化利用，從而提高了對膨化玉米和膨化次粉蛋白質(zhì)的消化率。

            表3 幾種魚腸道對膨化和非膨化飼料的離體消化率（%）

    另外，草魚、湘云鯽、巖原鯉三種魚對不同種飼料的離體消化率是不同的，這一方面是由飼料原料的種類和性質(zhì)所決定，另一方面也是魚體消化道特性和消化酶的特性所決定的。
    總的來看，飼料膨化后，對其形態(tài)和性質(zhì)產(chǎn)生了有利或不利的影響，或兩者兼而有之；不同飼料其影響效果和離體消化率不同，在實際生產(chǎn)中應(yīng)控制和降低不利影響的發(fā)生。

    五、膨化對飼料酶解動力學(xué)的影響
    飼料蛋白經(jīng)過動物機(jī)體消化酶的作用，水解成為小肽（一般為二肽、三肽）、氨基酸后，才能有效地被吸收，這在畜禽研究上已成定論。對雞、豬的研究結(jié)果表明，動物對小肽的吸收效率顯著高于對氨基酸的吸收效率；而魚類消化道對飼料蛋白水解產(chǎn)物———小肽、氨基酸的比較研究還未見報道。魚類對食物蛋白質(zhì)消化的終產(chǎn)物以小肽為主還是以氨基酸為主及其種類、量和比例等，需要進(jìn)行系統(tǒng)、深入的研究。我們僅從草魚、湘云鯽、巖原鯉腸道研究飼料蛋白的生成速度。因酶解速度和水解生成氨基酸的能力，也可作為飼料蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值的評定指標(biāo)之一。

圖1  草魚對蛋白飼料酶解氨基酸生成速度的比較

圖2  湘云魚對蛋白飼料酶解氨基酸生成速度的比較

    由圖1、2、3可知，豆粕、魚粉、肉骨粉膨化后，草魚、湘云鯽、巖原鯉腸道對其水解能力均下降；菜粕、玉米、次粉膨化后，其水解能力均上升，尤其是玉米膨化后，草魚、湘云鯽對其水解能力成倍增加；而棉粕膨化前后，其水解能力影響不大。這可能與飼料本身的蛋白質(zhì)品質(zhì)和酶對蛋白質(zhì)的酶切位點(diǎn)有關(guān)。另外三種魚對不同飼料的水解能力是不一致的，可能是由魚體消化道特性和消化酶的特性所決定的。

圖3  巖原鯉對三種蛋白飼料酶解氨基酸生成速度的比較

    總體來看，飼料膨化后，魚對其酶解氨基酸的生成速度均產(chǎn)生了影響，對蛋白含量高的產(chǎn)生了不利影響，對蛋白含量低的起到積極作用，尤其是對淀粉含量高的飼料，膨化后其酶解氨基酸的生成速度大大提高，如玉米、次粉等。目前，膨化飼料在生產(chǎn)上起到的積極作用是否主要是能量飼料膨化或淀粉糊化后利用率提高所致，尚需進(jìn)一步探討。

    六、膨化飼料對魚生長的影響
    魚類從攝食的飼料中獲取養(yǎng)分，并同化為自身物質(zhì)以構(gòu)建機(jī)體，實現(xiàn)個體生長，生長率的高低取決于飼料攝入量的多寡和飼料營養(yǎng)價值的高低。在試驗中發(fā)現(xiàn)，飼料膨化后各試驗組湘云鯽的攝食率提高了0.72%～2.97%，這可能是飼料膨化后淀粉糊化度高，纖維軟化，同時脂肪從顆粒內(nèi)部滲透到表面，使飼料具有特殊的香味，提高了適口性，因而攝食率提高。但也有報道，虹鱒對膨化飼料的攝食率低于未膨化飼料，并認(rèn)為是因為膨化飼料的消化利用率提高和膨化飼料在腸道內(nèi)吸水膨脹更容易產(chǎn)生飽感所致。
    從生長試驗結(jié)果看，飼料膨化后湘云鯽的生長率和飼料系數(shù)并未體現(xiàn)出*性，相反，飼料膨化后各試驗組湘云鯽的瞬時生長率下降了1.03%～14.34%，飼料系數(shù)增加了10.78%～25.41%。這說明飼料膨化后并未提高魚的消化利用率，魚體為滿足其生長的需要還必須攝食更多的飼料，因而飼料系數(shù)較高。而飼料中膨化豆粕比例從35.7%降到25%時，湘云鯽的瞬時生長率呈現(xiàn)上升趨勢，飼料系數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢。由圖2可知，湘云鯽腸道對非膨化豆粕蛋白質(zhì)的酶解速度為30.077mg/h，而膨化后為21.264mg/h，下降了29.30%，這說明豆粕膨化后其可消化性和飼用價值顯著下降。這可能是膨化加工對豆粕產(chǎn)生不利影響所致，如發(fā)生美拉德反應(yīng)導(dǎo)致賴氨酸有效性降低。而當(dāng)飼料中膨化豆粕比例降到25%以下，即膨化棉粕由25.5%增加到36.76%時，同棉粕未膨化組相比，湘云鯽的瞬時生長率卻增加了1.46%～3.67%，飼料系數(shù)下降了3.32%～5.45%。這說明膨化加工能在一定程度上降低棉粕中棉酚等抗?fàn)I養(yǎng)因子的含量，使棉粕的飼用價值提高。但飼料中膨化棉粕比例由25.5%增加到36.76%時，湘云鯽的瞬時生長率卻下降了7.74%，飼料系數(shù)增加了21.99%，這可能是飼料中膨化棉粕用量的增加，造成棉酚濃度的增加，影響了飼料的利用。美國學(xué)者Herman于1970年首先報道了棉酚對虹鱒有強(qiáng)烈的毒性作用。Flower等又證實了棉酚可造成大麻哈魚死亡并有阻礙生長的作用。
    目前，商品膨化飼料是飼料配制后再膨化加工而制成的，而我們的試驗飼料是在其原料膨化后再加工而成的硬顆粒飼料，應(yīng)該更具有代表性，并且對熱敏性維生素的破壞相對較小，故可排除此因素的影響。我們在試驗設(shè)計時僅是通過三種植物蛋白的搭配來滿足魚對蛋白質(zhì)的需求，從試驗結(jié)果來看，膨化豆粕用量的減少會提高配方的養(yǎng)殖效果，在實際生產(chǎn)中是否可以通過添加結(jié)晶性氨基酸來減少膨化豆粕的用量？這有待進(jìn)一步探討。

    七、關(guān)于膨化飼料應(yīng)用的幾個問題
    目前，大家對膨化飼料*性的觀點(diǎn)比較一致，其認(rèn)識多半是根據(jù)國外對斑點(diǎn)叉尾鮰、歐洲鰻以及鮭鱒魚類的研究作出的。飼料膨化后,一方面可能提高了飼料的利用率，另一方面，延長了飼料的保型時間、減少了飼料的損失，一般可以在24h內(nèi)保持顆粒的完整性。這樣，在投喂相同量的飼料時，擠壓膨化飼料可以較硬顆粒飼料多5%～30%的飼料量被養(yǎng)殖魚類攝食，從而產(chǎn)生顯著的養(yǎng)殖效果。從我們的試驗結(jié)果來看，湘云鯽對膨化飼料的利用并沒有顯示出優(yōu)勢性，相反，還對湘云鯽的生長產(chǎn)生一定的不利影響。這說明飼料膨化后并沒有提高湘云鯽對飼料的利用效果，但此工藝條件下是否能夠減少飼料的損失還值得研究。而在實際生產(chǎn)中，同配方條件下膨化飼料對草魚、鯉魚、鯽魚、羅非魚等的養(yǎng)殖效果如生長速度、飼料效率等好于常規(guī)硬顆粒飼料，是否就可以推斷膨化飼料的優(yōu)良效果僅僅是對飼料投喂過程中飼料的節(jié)約效果，則有待于進(jìn)一步探討。另外，我們在試驗中發(fā)現(xiàn)，飼料膨化后極易吸收水分，因此，在魚用膨化飼料的生長試驗中，對飼料系數(shù)的比較應(yīng)該按干物質(zhì)來計，否則有較大的誤差。但考慮到作為商品膨化飼料在實際應(yīng)用時不可能按干物質(zhì)來計算，所以，我們的飼料系數(shù)是按自然狀態(tài)來計算的。
    我們對膨化飼料的研究僅是開始，還有許多理論和生產(chǎn)應(yīng)用的問題需要解決，如不同種類的魚對膨化與非膨化飼料的消化利用率是否有差異？飼料配制后加工成擠壓浮性料和飼料膨化后加工成硬顆粒飼料的經(jīng)濟(jì)成本和養(yǎng)殖效果的差異？如何定量評價膨化加工對飼料的影響，包括飼料營養(yǎng)物質(zhì)的消化率，飼料氨基酸的利用率，尤其是賴氨酸的利用率的降低，維生素的損失等。
    加工與營養(yǎng)的關(guān)系越來越引起營養(yǎng)學(xué)家和飼料加工者的關(guān)注。目前，膨化飼料在實際生產(chǎn)中的*性已經(jīng)顯示出來。我們相信，以膨化為代表的新一代飼料加工工藝將在本世紀(jì)扮演重要角色，膨化加工在未來的水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)應(yīng)用中將發(fā)揮更大的作用，它將保證我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的持續(xù)發(fā)展。