1 原料的選擇及比例
在選擇原料時(shí)，不僅要考慮到原料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和價(jià)格，也要考慮其對(duì)耐水性的影響。因?yàn)楸M管一些原料本身具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，但如果它們對(duì)飼料的物理性質(zhì)和加工過(guò)程有不良影響，那么它們將會(huì)成為影響飼料發(fā)揮營(yíng)養(yǎng)作用的限制因子。
1.1 蛋白源對(duì)飼料耐水性的影響
蛋白質(zhì)是水產(chǎn)動(dòng)物的主要供能物質(zhì)，同時(shí)也是促進(jìn)魚(yú)體生長(zhǎng)、構(gòu)成魚(yú)體器官和組織的主要成分。目前，魚(yú)粉是水產(chǎn)飼料中的最主要、優(yōu)質(zhì)的蛋白源，主要包括白魚(yú)粉和褐色魚(yú)粉2種。對(duì)褐色魚(yú)粉的專(zhuān)題研究發(fā)現(xiàn)，褐色魚(yú)粉中含有較高的游離脂肪酸，這些脂肪酸可以與預(yù)糊化淀粉結(jié)合，形成不溶于水的復(fù)合物，使得預(yù)糊化淀粉的黏合能力急劇下降。
隨著魚(yú)粉資源的不斷枯竭和價(jià)格攀升，使用植物蛋白源等替代魚(yú)粉已經(jīng)成為水產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。然而不同蛋白源除去影響飼料的營(yíng)養(yǎng)成分外，其對(duì)飼料耐水性的影響也是值得關(guān)注的熱點(diǎn)之一。Sudaryono研究表明，提高羽扇豆仁粕替代魚(yú)粉的比例可導(dǎo)致蝦飼料入水浸泡8h內(nèi)耐水性下降；若用羽扇豆仁粕替代豆粕，在替代比例為50% 時(shí)耐水性最佳；羽扇豆仁粕中淀粉含量較低而脂肪和纖維含量較高導(dǎo)致了其較差的耐水性。梁曉芳等在研究魚(yú)粉（FM）、棉籽濃縮蛋白（CPC）、發(fā)酵豆粕（FSM）這3種蛋白質(zhì)源及不同配比對(duì)高蛋白質(zhì)水產(chǎn)飼料膨化工藝參數(shù)及加工質(zhì)量影響的研究中發(fā)現(xiàn)，植物蛋白質(zhì)源替代魚(yú)粉后，擠壓溫度降低，螺桿轉(zhuǎn)速提高，且增加了生產(chǎn)的能耗；FM組的容重、水中穩(wěn)定性顯著高于其他各組(P<0.05)。植物蛋白質(zhì)完全替代魚(yú)粉尚存在一定瓶頸，魚(yú)粉的理想替代原料仍需進(jìn)一步研究。
1.2 糖類(lèi)物質(zhì)對(duì)飼料耐水性的影響
糖類(lèi)物質(zhì)主要可分為可消化糖類(lèi)和粗纖維兩大類(lèi)?？上穷?lèi)中的淀粉成分可以作為顆粒飼料的黏合組分，與黏合劑協(xié)同發(fā)揮作用，從而提高水產(chǎn)飼料的耐水性。Ali等發(fā)現(xiàn)，在蝦飼料中其他成分不變的基礎(chǔ)上，篩選添加15.3%的玉米粉、漂白面粉、米粉、木薯粉、小麥粉作為淀粉源和1%、2%、3%的瓜爾豆膠作為黏合劑的最佳耐水性水平組合，結(jié)果表明漂白面粉與2%的瓜爾豆膠組合飼料的水穩(wěn)定性最佳。瓜爾豆膠添加量超過(guò)2%對(duì)于提高耐水性沒(méi)有顯著效果，其添加比例的增加會(huì)導(dǎo)致顆粒飼料膨脹并產(chǎn)生裂紋，使得飼料的表面積增加，從而促進(jìn)更多的飼料顆粒散失到水體中。Ighwela等研究表明，在魚(yú)飼料中麥芽糖的添加可以提高飼料的耐水性，然而隨著飼料中麥芽糖添加比例的增加（高于20% 時(shí)），飼料耐水性下降。需要注意的是，若飼料中淀粉類(lèi)物質(zhì)含量過(guò)高，將會(huì)影響其他成分的含量及營(yíng)養(yǎng)平衡性，因此也不能一味追求過(guò)高的飼料耐水性而忽視了營(yíng)養(yǎng)平衡的問(wèn)題。
與淀粉類(lèi)物質(zhì)相反，粗纖維對(duì)于飼料耐水性具有反作用。纖維含量較高的飼料往往黏合性較差，飼料表面容易出現(xiàn)裂紋，從而影響耐水性。作為飼料原料物質(zhì)之一的米糠就是由于其粗纖維含量較高因而黏合性能較差。
1.3 脂類(lèi)物質(zhì)對(duì)飼料耐水性的影響
油脂含量較高也是引起飼料耐水性下降的一個(gè)因素。在制取水產(chǎn)顆粒飼料的過(guò)程中，游離油脂會(huì)大幅度降低壓模?？變?nèi)壁對(duì)原料的摩擦阻力，原料承受不到應(yīng)有的壓力，導(dǎo)致顆粒產(chǎn)品結(jié)構(gòu)松散。商品蝦飼料通常要求總油脂含量不超過(guò)8%。因此，若要提高水產(chǎn)飼料的油脂含量需要通過(guò)以下兩種途徑：①制粒后進(jìn)行油脂外涂，可以提高飼料的耐水性和適口性，同時(shí)還可以減少可溶性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流失。②選用含游離油脂少的飼料原料。在飼料的總油脂含量相同時(shí)，游離油脂越多，顆粒飼料的耐水性越差。
2 黏合劑的影響
黏合劑分為營(yíng)養(yǎng)性添加劑和非營(yíng)養(yǎng)性添加劑。目前水產(chǎn)飼料上常用的黏合劑包括海藻酸鈉、明膠、淀粉、羧甲基纖維素鈉等，黏合劑的種類(lèi)和添加比例都會(huì)對(duì)飼料的耐水性產(chǎn)生影響。Pearce 等研究發(fā)現(xiàn)，用含有8種添加不同種類(lèi)和濃度的黏合劑（明膠、瓜爾豆膠、海藻酸鈉、玉米淀粉等）的飼料飼喂綠海膽，結(jié)果顯示黏合劑的種類(lèi)對(duì)于飼料耐水性具有顯著影響，在用明膠做黏合劑時(shí)飼料水穩(wěn)定性最佳。在海膽飼料中，明膠4% 的添加量可以使得飼料浸泡48h內(nèi)具有良好的穩(wěn)定性，相比之下，瓜爾豆膠需要添加23.9%才可達(dá)到。飼料中較高濃度的黏合劑會(huì)降低單位質(zhì)量飼料的營(yíng)養(yǎng)水平，飼料中關(guān)鍵營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量的下降會(huì)直接影響海膽性腺的產(chǎn)量和質(zhì)量，因此明膠更適合作為海膽飼料的黏合劑。
黏合劑的添加有時(shí)還可能對(duì)其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化過(guò)程有不利影響，這也是在選擇黏合劑時(shí)不可忽視的一個(gè)方面。海藻酸鈉是魚(yú)類(lèi)和蝦類(lèi)飼料中最為常見(jiàn)的黏合劑，然而它在章魚(yú)的飼料中卻效果欠佳，用海藻酸鈉作為章魚(yú)飼料黏合劑時(shí)，會(huì)導(dǎo)致章魚(yú)體重下降甚至死亡；虹鱒飼料中用海藻酸鈉和瓜爾豆膠做黏合劑會(huì)縮短飼料通過(guò)胃腸的時(shí)間，使得虹鱒對(duì)蛋白質(zhì)和脂肪的表觀(guān)消化率下降。
由于飼料原料、黏合劑添加比例和加工工藝的多樣性，單純地下結(jié)論說(shuō)一種黏合劑比另一種更有助于提高飼料的耐水性是不可能的。黏合劑黏合性能比較的實(shí)驗(yàn)結(jié)果只是相對(duì)的，一種黏合劑只是在特定的情況下比另一種作用效果好，因此，客觀(guān)地評(píng)價(jià)黏合劑性能是比較困難的。
3 加工工藝的影響
3.1 粉碎粒度
粉碎工藝就是對(duì)飼料施以機(jī)械力，從而克服其內(nèi)聚力，減小飼料粒度，增加飼料粉粒個(gè)數(shù)的過(guò)程。一次循環(huán)粉碎是目前大多數(shù)水產(chǎn)飼料廠(chǎng)采取控制物料粉碎粒度的方法。隨分級(jí)篩篩孔孔徑的減小，物料幾何平均粒度減小，調(diào)質(zhì)后淀粉糊化度和耐水時(shí)間均增加。較小的粉碎粒度可以提高后續(xù)加工工序的效果，粒度細(xì)意味著飼料組分具有較大的相對(duì)表面積，從而原料分子間接觸更加緊密，不同原料越易混勻；調(diào)質(zhì)過(guò)程中吸收蒸氣快，調(diào)質(zhì)效果好，從而有利于飼料耐水性的提高。
然而也并不是物料粉碎粒度越小越好。在相同的粉碎條件下，物料粉碎粒度越小，就有很大一部分物料在篩分后成為篩上物，需要重新進(jìn)入粉碎機(jī)中粉碎，導(dǎo)致物料在粉碎機(jī)中的停留時(shí)間增加，不僅降低了粉碎效率，也增加了粉碎電耗。而粉碎電耗占整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程電耗總量的30%~50%。
3.2 混合程度
混合是各種飼料原料經(jīng)計(jì)量配料后，在外力作用下各種物料組分互相摻和，使其分布均勻的一項(xiàng)操作。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，全價(jià)配合飼料混合均勻度的變異系數(shù)應(yīng)小于等于10% ，預(yù)混合飼料混合均勻度的變異系數(shù)應(yīng)小于等于5%?；旌暇鶆蚨鹊淖儺愊禂?shù)越小，各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分布越均勻；尤其是像黏合劑一類(lèi)的添加量極少的飼料添加劑，更要在均勻度的變異系數(shù)足夠小的情況下才能更好地發(fā)揮作用，提高飼料的耐水性。
3.3 調(diào)質(zhì)
調(diào)質(zhì)是一個(gè)對(duì)飼料進(jìn)行水熱處理的短時(shí)高溫過(guò)程，可使淀粉糊化、物料軟化，從而有利于后續(xù)顆粒的成型。淀粉的糊化會(huì)在很大程度上影響飼料的耐水性，糊化可以使得飼料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)更為致密，并在表面形成一層保護(hù)膜，減少飼料顆粒中物質(zhì)的溶失。糊化過(guò)程主要需要三個(gè)條件：水分、溫度和時(shí)間。在一定范圍內(nèi)，其他因素不變的情況下，隨物料水分、溫度、調(diào)質(zhì)時(shí)間的增加，淀粉糊化程度和最終飼料產(chǎn)品的耐水時(shí)間都有所增加。然而若調(diào)質(zhì)后物料的溫度過(guò)高，會(huì)增加生產(chǎn)成本，同時(shí)引起飼料中熱敏性營(yíng)養(yǎng)成分的損失。對(duì)淡水魚(yú)料、河蟹料、對(duì)蝦料3種顆粒料來(lái)說(shuō)，當(dāng)調(diào)質(zhì)溫度達(dá)到90℃時(shí)，再增加調(diào)質(zhì)溫度對(duì)飼料溶失率的影響并不是很顯著。因此，通過(guò)調(diào)質(zhì)后物料溫度的提高來(lái)片面地追求飼料耐水性的提高是不適合生產(chǎn)實(shí)際需要的，調(diào)質(zhì)后物料的溫度應(yīng)控制在85~91℃比較適宜。
此外在生產(chǎn)工藝中提高調(diào)質(zhì)器進(jìn)料速度和主機(jī)頻率也能顯著提高飼料顆粒的水中穩(wěn)定性，這兩個(gè)參數(shù)可以提高加工過(guò)程中的壓力，促進(jìn)淀粉糊化和蛋白質(zhì)變性，從而使得飼料溶失率減少。調(diào)質(zhì)過(guò)程中還應(yīng)選用飽和蒸汽，并保持穩(wěn)定和恒壓。對(duì)于粗蛋白≥30%的水產(chǎn)飼料，蒸汽壓力為0.3~ 0.4 MPa 較為適宜。
3.4 制粒
制粒是原料經(jīng)調(diào)質(zhì)熟化后的成型過(guò)程，目前水產(chǎn)飼料加工常用的制粒機(jī)主要有環(huán)模制粒機(jī)和擠壓膨化機(jī)2種。
在環(huán)模制粒機(jī)中，環(huán)模壓縮比也稱(chēng)為壓模模孔的長(zhǎng)徑比。隨著?？组L(zhǎng)徑比的減小，飼料顆粒生產(chǎn)率會(huì)顯著提高，電耗降低，但顆粒質(zhì)量亦隨之降低，對(duì)顆粒飼料耐水性會(huì)產(chǎn)生一定的影響。在配方、原料、工藝一定的前提下，顆粒料的溶失率均隨著長(zhǎng)徑比的增大而呈下降趨勢(shì)。?？椎拈L(zhǎng)徑比大，物料過(guò)孔時(shí)在孔內(nèi)停留的時(shí)間長(zhǎng)，所受的擠壓力大，從而可提高飼料顆粒的緊密程度，提高耐水性。同時(shí)，環(huán)模長(zhǎng)徑比對(duì)飼料產(chǎn)品的外觀(guān)質(zhì)量影響較大，長(zhǎng)徑比越大，擠壓時(shí)間越長(zhǎng)，物料溫度偏高，產(chǎn)品顏色偏深。實(shí)際生產(chǎn)中，綜合考慮以上因素，淡水魚(yú)顆粒料的環(huán)模壓縮比以15左右為宜；河蟹顆粒料環(huán)模壓縮比在18~20；對(duì)蝦顆粒料環(huán)模壓縮比在18~22較為合適。
相比而言，物料在擠壓膨化機(jī)中所受的作用力要遠(yuǎn)大于在環(huán)模制粒機(jī)中的作用力。擠壓過(guò)程及物料出模瞬間的“閃蒸”使物料結(jié)構(gòu)重組，形成較為穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。高溫環(huán)境中強(qiáng)烈的剪切力和壓力使物料軟化，黏性物質(zhì)與非黏性物質(zhì)緊密接觸，從而降低各組分在水環(huán)境中的離散力。因此，原料相同的條件下，用環(huán)模制粒機(jī)制得的水產(chǎn)顆粒飼料，其耐水性常比擠壓水產(chǎn)飼料差。
3.5 制粒后處理
經(jīng)過(guò)成型后處理，顆粒飼料的淀粉糊化度和耐水性均有明顯增加。不經(jīng)后處理的飼料的平均耐水時(shí)間約為10min，而經(jīng)過(guò)后處理的飼料耐水時(shí)間都大于10min，有的已經(jīng)超過(guò)2h。
水產(chǎn)顆粒飼料的制粒后處理包括熟化、冷卻、干燥、破碎、分級(jí)和外涂6個(gè)過(guò)程，在生產(chǎn)加工的過(guò)程中可根據(jù)需要選擇其中的全部或幾步工藝。經(jīng)過(guò)熟化處理后，提高了顆粒的淀粉糊化度，增強(qiáng)顆粒表面的黏合作用，投入水后能保持顆粒表面的完整性，就相當(dāng)于在水中形成了一層保護(hù)膜，提高了耐水性。后熟化的溫度和時(shí)間都會(huì)影響到熟化的效果，從而也會(huì)影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量。相同的穩(wěn)定化時(shí)間下，穩(wěn)定化的溫度越高，淀粉的糊化度也越大。隨著穩(wěn)定化時(shí)間的增加，不同溫度之間淀粉糊化度的差異先增大后減小。此外，一些先進(jìn)的顆粒飼料加工廠(chǎng)在造粒后，又在顆粒表面噴一層很薄的可成膜材料（如褐藻酸鈣），也可以有效地提高飼料水中穩(wěn)定性。
4 小結(jié)
水產(chǎn)飼料的耐水性是原料、黏合劑、加工工藝等因素共同作用的結(jié)果。良好的加工工藝是實(shí)現(xiàn)飼料最佳物理性質(zhì)和發(fā)揮最好營(yíng)養(yǎng)效果的基礎(chǔ)。黏合劑這幾年的關(guān)注度似乎在降低，可能是由于黏合劑本身營(yíng)養(yǎng)價(jià)值比較低，而淀粉類(lèi)物質(zhì)可以在發(fā)揮黏合作用的同時(shí)發(fā)揮營(yíng)養(yǎng)作用。飼料產(chǎn)品的最終目的還是發(fā)揮營(yíng)養(yǎng)作用，因此必須在保持飼料良好物理性質(zhì)的同時(shí)，注意各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的比例平衡以及飼料的適口性和誘食性以保證飼料的攝食率和消化率。
