为改善适口性,增加采食量,提高营养价值,消除有毒有害因素的粗饲料加工技术措施。粗饲料中粗蛋白质、可溶性碳水化合物、矿物质和胡萝卜素含量均低,而粗纤维含量却很高。有些细胞壁成分中还含有大量硅酸盐和角质。一般体积松散,适口性及可消化性都较差。为了改善其营养价值,通常着眼于破坏其组织构造
为改善适口性,增加采食量,提高营养价值,消除有毒有害因素的粗饲料加工技术措施。粗饲料中粗蛋白质、可溶性碳水化合物、矿物质和胡萝卜素含量均低,而粗纤维含量却很高。有些细胞壁成分中还含有大量硅酸盐和角质。一般体积松散,适口性及可消化性都较差。为了改善其营养价值,通常着眼于破坏其组织构造,除去难以消化的木质素、硅酸盐等物质。目前使用的方法有:
利用碱性物质破坏植物纤维素、半纤维素与木质素之间的紧密结合结构,以提高粗饲料利用率的一种加工方法。氢氧化钠处理可使粗饲料中的纤维素或半纤维素与木质素之间的酯键及木质素分子内苯丙烷基团的酯键断裂,引起初步膨胀,为反刍动物在前胃降解纤维物质,增强微生物活动能力,提供良好的条件。碱化处理秸秆不适于饲喂犊牛及羔羊,对兔子可少量饲喂。饲喂成年牛、羊可占10%~15%。常用的碱性物质有氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化氨和氢氧化钙等。其中以氢氧化钠处理效果最好。1919年德国贝克曼(Beckmann)用常温氢氧化钠湿处理秸秆,取得较好效果。但由于加工处理需劳力、设备条件及加工成本都较高,未能推广,但他的研究却为碱化处理开辟了新路。1937~1943年期间,此项技术传入英国,随后进入北欧一些国家。在第二次世界大战期间,由于常规饲料紧缺,碱化处理技术在欧洲发展很快。1979年挪威的森德斯特(Sundsto1)对湿法进行了较大改进,提出封闭式湿法处理技术。为了克服湿法需水量大,过滤引起干物质损失等缺点,1972年瑞克森(Rexen)开发出半干法。此法不需用水洗涤过量的氢氧化钠,而是使用酸性气体中和,从而大幅度地减少了需水量。第一个半干法处理秸秆的工厂于70年代初在丹麦和英国建成,以后又有新增。嗣后碱化处理秸秆工业生产遍及整个欧洲大陆。目前世界上利用碱化处理秸秆技术进行工业化生产的国家尚有美国、澳大利亚、以色列、菲律宾、泰国和肯尼亚等。一般经过氢氧化钠处理的秸秆,有机物消化率可以提高15~20个百分点。但由于使用该技术加工成本高,长期大量使用氢氧化钠会由于排泄物中的钠量增加而污染环境,使土壤盐碱化,在发展中国家大规模利用该技术处理秸秆尚有较大的限制。
利用人工合成的含氮化合物处理粗饲料以提高其利用率的方法。1933年德国克朗伯格(Kronberger)曾使用液氨处理秸秆,使其消化率获得明显提高。丹麦琼科(Juncker,1954)首次获得氨化秸秆技术的专利。60年代以后,氨化处理秸秆逐步在世界许多国家,特别是在第三世界国家广泛推广。在中国推广稍晚,始见于80年代。
秸秆氨化处理的原理可归纳为以下三方面:①使木质素内苯丙烷基团之间的酯键断裂,形成游离的酚基;②使木质素与半纤维素或纤维素之间的酯键断裂,易于被瘤胃微生物充分降解;③氨作用于秸秆时,打断乙酰基形成游离乙酸与氨结合,生成醋酸氨,成为反刍动物瘤胃微生物的氮源,经过氨化处理的秸秆中的氨化合物可成倍地增加。氨化处理秸秆不仅可以提高秸秆的有机物消化率5~10个百分点,而且还可为反刍动物提供非蛋白态氮源。氨化后的秸秆质地柔软,气味糊香,适口性获得改善。食糜到达瘤胃后运送速度加快,从而可增加采食量。此外,氨还有抑菌作用,使湿度高达50%的秸秆也不致霉烂,提高了储存效果;同时还可使杂草草籽失去发芽力。
影响秸秆氨化处理效果的因素:①加氨量。一般认为在2.5%~3.5%干物质范围内较为经济合理。②温度。处理温度越低,氨化所需要的时间也越长(表)。③含水量。使用尿素溶液时,理想的水分含量为15%~20%。秸秆过干时,使用氨气处理无任何效果。
氨化处理的温度与时间的选择
氨化处理的方法:①垛法。欧美多用管道将氨气输送到用塑料薄膜包裹的秸秆垛中心,让氨气从中心向四周扩散,从而使秸秆得以氨化。②袋法。将秸秆粉碎或打捆装入塑料袋内,然后加氨水后封口,搁置一个月,取出通风干燥,氨的用量以每千克干草加40克为好。③氨化炉法。用不锈钢或其他耐氨材料做成。此法比垛法的效果稳定可靠,并可缩短处理时间,不依赖天气好坏,易于控制,但费用较高。④尿素间接氨化法。用尿素溶液喷洒秸秆,封存7~20日或更长时间,尿素在秸秆上存在的脲酶的作用下分解出氨,对秸秆产生氨化作用。将3.5~5.0千克尿素,溶于25~35千克水,均匀喷洒在100千克秸秆上为宜。处理7~20天后用黑色塑料布覆盖,或贮于窖中密封,随用随取。由于尿素可在常温常压下运输,此法易被农家接受。
将物料装入高温、高压密封罐内,使其维持一段时间后,骤然减压喷放的加工技术。精饲料在19.6×104~78.4×104帕、120~170℃工艺条件下膨化后,淀粉可迅速糊化。糊化淀粉的分子间及其水溶性蛋白质间结合成水胶体键,形成性状十分稳定的原料团。当压力突减,里面的水分子就四散膨胀,从而形成膨松状颗粒。淀粉含量高的谷物类膨化程度较大,而蛋白质含量高的饼粕类则较小。膨化处理可实现精饲料的熟化、灭菌、去霉味,并有利于消化酶与淀粉分子间隙的接触。作物秸秆在140~250℃(相当于39.2×104~392×104帕)饱和蒸汽温度的高温下,于较短时间内(1~10分钟不等)可完成膨化处理。它可通过热效应使细胞间木质素熔化,使纤维素的结晶度有所降低;再通过喷放的机械效应,使应力在熔化木质素的脆弱结构区集中,乃至使细胞与细胞撕开而呈游离状态。据用瘤胃瘘管法进行的试验,膨化处理可使绵羊瘤胃中性洗涤纤维的降解率提高20个百分点以上。对含有毒素的饼粕,膨化处理后可降低毒性,改善适口性。
用有机或无机酸类处理饲料,以保存或提高其营养价值的方法。常用的酸类有甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、盐酸、硫酸和磷酸等。主要用于两个方面:①秸秆或木材副产品的酸处理,主要是破坏物料中纤维质结构,提高其消化利用率。用有机酸处理秸秆不能提高其纤维素的消化率。用无机酸处理的效果也因条件而异,无肯定结论。②用于青贮饲料的防腐、防霉。无论用有机酸或无机酸均可迅速降低青贮饲料的氢离子浓度(pH值),节约乳酸发酵所消耗的糖分;减少干物质、蛋白质及维生素的损失;防止杂菌的滋生。
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