大豆膨化加工与营养质量

    1856 年，一位美国人首次申报了一个食品膨化技术专利，翻开了食品加工技术进步新的一页。20 世纪60 年代，欧洲才最先开始研究膨化技术用于生产动物饲料的可能性，很快就成功生产出了用于动物的膨化饲料，最先生产的膨化饲料主要是用于宠物的高档饲料，以后逐渐发展到其他动物。20 世纪90 年代末，我国饲料工业也开始有了膨化机。一般情况下，生产水生动物饲料，用膨化的比较多；生产陆生动物猪禽饲料，特别是乳仔猪饲料，仅部分使用膨化原料，如膨化玉米、膨化大豆或膨化大豆+豆粕。 

    1 膨化加工对大豆的影响 
    膨化加工等工艺处理可以有效除去大豆中的抗营养因子，最大限度减少营养损失外，最重要的是可以利用压力作用有效除去抗原蛋白，而热炒等加工则无法达到这一目的。
    膨化加工是一种高温短时间的加工工艺，能最大限度避免营养物质严重变质变性，最大限度提高营养物质利用效率，避免大豆营养物质损失；最大限度改善大豆的适合性，减少对采食量的影响；最大限度提高产出投入比，充分发挥大豆的营养效率。 
    1.1 膨化过程物料状态变化
    膨化机用于膨化大豆，主要是通过温、湿、压、运动等物理作用，达到改变大豆特性的目的。大豆进入膨化机后，在运转揉合过程，很快被压缩并受到强大压力的挤压，温度很快升高，大豆中的水分立刻处于过热状态，由于压力很大，水不可能变成蒸汽，结果是使大豆物料变得柔软，成为一种熔融状态的物质。蛋白质、淀粉等在运转过程中同时受到剪切力和摩擦力作用，分子结构的次级键可能断裂破坏，变性成相对呈线形的分子，失去了原有的蛋白质特性，但是因为线形的分子增加了与其他分子接触的机会，更容易发生再结合。 
    物料喷出机器瞬间，高压迅速变成常压，水分瞬间汽化膨胀上千倍，巨大的膨胀压力使物料形态破坏，部分分子断裂，达到膨化目的。
    1.2 对大豆膨化加工的基本认识和评价
    可以肯定，膨化工艺是加工大豆比较适宜的一种高温高压短时间的加工工艺。 
    膨化工艺参数研究设定好以后，用于实际生产加工过程，工艺简单，容易操作控制。 
    膨化过程对大豆营养物质变化的程度低，破坏损失少，对一部分抗营养物质还有提高效率的作用，如非淀粉多糖等。比较明显的是显著提高大豆能量、蛋白质、氨基酸的利用效率（表1）。 

表1 猪对不同加工大豆营养物质消化的影响 %

    大豆油脂含量适宜，对膨化剂有润滑作用，使大豆很容易膨化。 
    膨化加工的高温、高压，可以清除有害微生物。
    因此可以说，大豆膨化加工，基本上可以达到处理大豆的预期目的。 
    1.3 膨化对大豆的理化作用
    膨化过程的物理作用，主要包括挤压产生的压力，物料在外力作用下运动过程的揉搓、高热蒸气、摩擦等，这些作用对大豆产生剪切作用，使承受的压力增大，温度升高。
    膨化过程的化学作用，主要包括蛋白质次级键断裂，使蛋白质变性，达到加工的目的， 同时还有一部分肽降解，有提高蛋白质、氨基酸消化利用的作用。但是也有一部分氨基酸被破坏，如蛋氨酸等含硫氨基酸氧化变质，最后变成不可利用的醛类物质或硫化物。其他一些必需氨基酸如亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸等都有可能在高温、高压、高湿条件下变成不可用的醛类物质。
    膨化过程的物理化学作用，主要包括大豆细胞被破坏、油脂外溢、钝化有害物质、物质变质变性、大豆质地变得蓬松等。

    2 大豆膨化后的效果和利用 
    2.1 大豆膨化后常规营养价值变化
    从表2可知，膨化加工后的大豆，水分显著减少，粗纤维也减少，其他组成成分有不同程度增加。无氮浸出物基本上不受加工影响。膨化过程的损耗主要是水分，其他营养物质的损耗不到1%。

表2 大豆膨化后常规营养成分变化 %

    2.2 大豆膨化后氨基酸含量变化
    表3的资料说明，不同工艺方法对大豆氨基酸的损失程度不同。与生大豆相比，膨化加工的优点是，组氨酸的消化利用效率显著提高。膨化大豆的缺点是含硫氨基酸、赖氨酸、苏氨酸的可利用性明显降低。从表3还可以看到，色氨酸不受加工方法影响。 

表3 加工方法对氨基酸满足动物需要的影响 %

    2.3 猪用膨化大豆的可利用营养物优势(kg，Mcal/t)
    用膨化大豆与炒大豆比较，从表4可以看到，膨化大豆显著提高能量、蛋白质、氨基酸可利用性。

表4 大豆不同加工方法对可利用营养物质的影响 %

    2.4 大豆膨化对碳水化合物的影响
    总的来说，大豆膨化后碳水化合物利用效率明显提高。
    粗纤维消化率：生长猪可达67.5%，豆粕粗纤维消化率仅提高到55.9%。
    中性洗涤纤维消化率：生长猪可达76.2%，豆粕仅提高到53.8%。
    膨化大豆与豆粕+大豆油的效果相比：膨化大豆提高饲养效果3%～5%，具体程度主要决定于膨化质量。 
    膨化质量高的大豆，猪DE 可达到5Mcal/kg。
    仅热处理的大豆只有4.4Mcal/kg。
    仅热处理的大豆，对幼小哺乳动物，如小猪的饲养效果很不理想，很难达到预期目的。
    例如： 
    5-9日龄仔猪胃内引入大豆蛋白质6g/d，
    3周龄断奶后继续用大豆饲粮饲喂，到4周龄：
    腹泻率比正常饲养高2.4 倍。
    十二指肠绒毛高度减少了24％～36%。 
    2.5 断奶仔猪等大豆蛋白质试验结果
    从表5可知，膨化大豆的饲养效果比炒大豆和豆粕都好。在采食量不明显变化的情况下，日增重提高和饲料增重比降低，明显说明是提高饲料营养物质利用效率的结果。

表5 不同加工处理大豆对仔猪生产性能的影响 

    2.6 不同加工大豆对产蛋鸡的影响
    从表6可以看到，大豆加工工艺不同，不影响产蛋鸡每一枚蛋的重量，即不影响产蛋大小。但是显著提高产蛋率，显著降低饲料产蛋比，提高饲料的产蛋效率。 

表6 不同加工处理大豆对产蛋鸡产蛋性能的影响 

    3 总 结
    从上面的资料可以说明，挖掘大豆营养潜力，有价值、有意义。要确切搞清楚大豆中的抗营养影响，特别是定量的影响，尚须时日。到目前为止，大豆加工的原理和工艺技术，有发展，有进步，但是仍然任重道远。就目前的营养饲养发展和饲料制备技术水平，膨化大豆是一种可以考虑的选择。在追求通过高投入、高产出实现高效益的养殖实践中，膨化大豆尤其值得考虑。 
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