粉碎及制粒对猪只饲料利用的探讨

     在1930及1940年代，开始利用改变谷物制作过程，以增进猪只采食後的生长成绩。早期是以较简便的方式喂猪而无需昂贵的机械处理。在今日的饲料工业，则应用相当普遍。然而，在利用饲料处理以发挥原料最大营养价值上，在今日还有许多要学习的，本文主要是综述粉碎及制粒对猪只饲料谷物及混合饲料的影响。

粉碎

        最早的饲料原料处理报告是Fraps在1932年所作的。其中指出粉碎高梁粉比整粒高梁有更好的营养消化率。Aubel(1945,1955)也认为粉碎谷物比整粒谷物能够提高饲料的利用效率。Woodsman在1932也以更小碎粒谷物来提升燕麦基础饲料的消化率。这些报告为现今的试验提供了方向，以研究不同谷物之不同粉碎大小对不同猪只饲养阶段的影响。

饲料粉碎处理的费用

        有两项因子来讨论饲料处理的花费：(1)谷物处理的所需能；(2)粉碎时每小时马力的生产速率。不同谷物的粉碎有不同花费，但完全饲料可以用电力花费来计算。饲料生产则影响维修(折旧、修理、维护等)费用，如果生产率很慢则维修费用就要分摊在较少处理吨数中，因此使每吨的处理费用相对提高。基於对这些因子的了解，进一步认识更高效率的生产技术是很重要的。

        在堪萨斯大学所作的研究中，以hammer的粉碎机把玉米的大小分别控制在1,0.8,0.6,0.4mm，而发现粉碎的能量花费随着碎粒自1到0.6mm而从2.7增加到3.8kWh／Tn。然而，把玉米颗粒在弄碎到0.4mm则其所费的能量更高於0.6mm的两倍以上(8.1kWh／Tn)。饲料生产效率也随碎粒的减小而减低，但明显的降低也是从0.6mm降到0.4mm的时候。这个数据证明了随着粉碎颗粒的减小，能量花费提高而生产效率颗粒的减小，能量花费提高而生产效率减少(Wondra et al., 1995b)。

        另一个试验则是利用玉米及两种高梁(硬胚乳及软胚乳)以进行粉碎测试(Healy et al. 1994)。三者分别粉碎成0.9,0.7,0.5 0.3mm的颗粒度。0.9,0.7,0.5三者分别以高速三滚筒以粉碎(roller mill)，而0.3mm的大小则通过两次hammer mill以达成。因为0.3mm太小而比其他三者难达到，因此也需要独立讨论。这个试验显示不同的处理则产生不同的谷物性状。玉米比高梁更需要能量以粉碎，且其生产效率较慢(见表一)。事实上，粉碎高梁到0.5mm所需的能量低於把玉米粉碎到0.9mm的颗粒大小。而在粉碎不同种高梁时，其所需能量的差距不大。在Baker(1960)的报告中指出高梁比玉米容易粉碎，而玉米比麦容易粉碎。Silver(1932)的报告也指出玉米的粉碎所需能量比大麦少，而大麦又比燕麦少。

表一、玉米及高梁不同处理程度的能量及金钱的花费

    表一的费用计算包括电费、及折旧、保证、维修、劳工、税金等项目。两种高梁即使粉碎到0.5mm都会比玉米粉碎到0.9mm来的便宜，而粉碎更小，花费更大。然而如以这种粒度的改变配合增重以估计花费，则可以发现除了玉米外(玉米到0.7mm)，随着粉碎粒度的减小，对饲养35日龄的仔猪所得的每100kg增重的花费就愈少，因为减小谷物的颗粒大小可以增加动物采食後的生长效率，而此种经济考量可以决定谷物最适当的大小。

动物生长效益

        进一步对原料的处理技术通常会增加成品料的成本。因此额外增加的费用会抵消一些有益的动物反应，所以必须评估其效益。Aubel在1995年的报告指出粉碎高梁比全高梁，对生长肥育猪可提高12％的增重效率，Hedde在1985年的报告则认为当玉米基础日粮中的玉米颗粒，从粗粒(少於20％的玉米可以通过1.2mm筛网)到良好粉碎(有80％以上的颗粒能通过1.2mm筛网)，可以有效提高肥育猪的增重速率达8％。而在以大麦乳清为基础的保育猪饲料，如果大麦的平均大小为0.635mm，则会比0.768mm的大麦颗粒提高5％的增重率(Goodband and Hines et al., 1988)。当然也有些报告没有显着的效益，但是对饲料利用率的改善则无庸置疑。在Mahan(1966)的试验及Lawrence(1983)的报告都指出，降低谷物的颗粒大小可以有效提高饲料利用率。Giesemann在1990年的报告也显示降低饲料中玉米及高梁的颗粒大小能使肥育猪采食後的饲料利用率提高。Wondra(1995)的报告中，把玉米粉碎自1到0.4mm，结果发现每降低0.1mm颗粒大小会提高肥育猪约1.3％的饲料效率(G／F)。事实上，以此对照其他的文献(见表二，是针对生长猪)，都有相似的情形(每减小0.1mm约增加1.0到1.5％的效益)。因此，留意原料粉碎的颗粒大小是确保动物发挥其最大生长性状的有效方法。

表二、谷物颗粒减小对猪只生长成绩的影响

   不幸的，此种原料颗粒度大小的试验，在针对哺乳母猪方面并没有足够的猪数。但很清楚的高产母猪其营养需要并不能以传统饲料标准满足，提高母猪的营养采食则可以增进其生产性能(Brendemuhl et al., 1987；King and Williams et al., 1984；Ress et al.,1982)。最常用来增加营养采食的方法为提高饲料的营养浓度(多花钱以增加蛋白质等)；另一个方法是使母猪舒服些以提高其采食量，如在夏天采用滴水、送风等方式。另一个主意则是提高饲料中营养物质的消化率。在Wondra et al., (1995e)的试验处理中利用100头母猪进行，喂饲以四种不同颗粒大小的玉米饲料(1.2,0.9,0.6,0.4mm)，明显的，饲料采食量因为降低玉米颗粒大小而提高了。这种提高采食量及消化率的结果是增加可消化能14％及提高11％的增重。最後由於颗粒的减小以提高营养消化率，使粪便中乾物质的排出量降低21％，且氮排出量降低31％。这种改变也减少饲养业者处理粪便及废弃物的负担。

营养的利用

        由以上的论述所了解的不管是生长猪的成长反应或是哺乳猪的效果，都可以归因於提高了消化力之故。许多後续的试验都证明了减小谷物(燕麦)颗粒大小能够提高饲料的消化力。Gwsley在1981年的报告指出，把高梁的粉碎颗粒自1.262减到0.471mm能够增加生长猪只不管是回肠末端或是整个消化道的表面消化率(包括乾物质、淀粉、氮、总能)。Giesemann(1990)也报告说，把玉米的颗粒大小自1.506降到0.641mm，则可以提高生长肥育猪对乾物质、氮总能的消化率。Sauer於1977年报告完全粉碎小麦比辗破小麦对回肠胺基酸的恢复上更有益。Lawrence(1967，1970)也以玉米、高梁、大麦的基础饲料得到相同的结果。Ohh(1983)认为粉碎原料的表面积增加与消化物流动性增加(提高食物与消化液充分混合的机会)是饲料消化率提高的主因。

        为了测定降低谷物颗粒大小对泌乳猪营养利用率的关系，在1995年Wondra利用38头二胎母猪进行试验。母猪采食玉米大豆粕饲料，其中玉米的颗粒度分别为1.2,0.9,0.6,0.4mm，试验结果显示玉米颗粒减小而提高了乾物质、氮及总能的消化力(见表三)。而且消化能及代谢能值在玉米颗粒度为0.4mm时发挥到最大。事实上当颗粒自1.2降到0.4mm时，饲料的代谢能浓度就从3399升到3745kcal／kg。若要以修改配方来达到此种能量浓度，则需要9％的大豆油添加。而生物利价及氮蓄积随着玉米颗粒自1.2降到0.6mm而提高，但如果颗粒继续减小则反而下降，其中原因很可能与玉米之胺基酸模式有关。若作为一种蛋白质源，玉米较缺乏lysine, threonine, tryptophen, 和valine，基於平衡的原理其他胺基酸和leucine则超过。大豆粕的胺基酸组成正好与玉米搭配得很好，然而若只单就玉米提高消化率，则饲料中的非限制胺基酸就相对提高，因此超过的部分胺基酸即随尿液流失，亦即降低生物价及氮蓄积。因此对保育猪、肥育猪及母猪而言，玉米的适当颗粒大小约在0.6mm或再低一些。

表三、玉米颗粒大小对第二胎母猪之营养代谢影响

粉碎的方式

        在Wondra(1995c)的试验是要估计针对肥育猪生长所需最适的颗粒影响。玉米以hammer或roller分别粉碎成0.8或0.4mm。猪只采食rolling处理之营养消化率比hammering处理者为佳，其中以粪便排出之乾物质及氮分别hammering少19、12％(见表四)。而玉米以roller粉碎到0.4mm时的营养消化率最好，即使hammering玉米之Sgw最小。Reece在1985年的报告中解释说hammer处理後的粉碎颗粒面较roller圆滑，减低消化液对食物攻击的感受性，因此会影响营养的消化率。基本上roller处理比hammer处理有较好的流动性及较佳的颗粒品质稳定。所以，提高颗粒性状的稳定性(如运用roller方法)则可以增加营养的利用率，并降低肥育猪胃损伤的可能。除了颗粒大小会影响生长成绩外，不同处理的花费也影响处理型式的运用。一般估计在hammer粉碎时约有90％的能量是因为摩擦生热而丧失(Rumof et al., 1959)。Roller粉碎处理的热损失较少，更有效率，尤其是颗粒在0.7mm或更大些的时候(Heimann et al., 1983)。在Wondra(1995c)的报告中，把玉米粉碎成0.8,0.4mm两种规格，而roller mill在提高22％生产率下有较低的耗能。Olsen在1980年的报告中指出roller处理每吨耗能是17300 BTUs，而以hammer处理则需耗能73400BTUs。Roller处理比hammer多几项益处，包括较低的耗能、操作较安静、更准确的颗粒控制、减少制粒时水分的损失、及更低的维持费用(McEllhiney et al., 1983)。Vermeer(1993)统计粉碎系统的花费15年，表示hammer系统的设备价格是roller系统的一半，但是整个能量的耗费则是两倍以上，因此除了换roller机器外，15年下来roller系统在操作及生产都较便宜。长期统计所省下的金额是0.12$／吨。总而言之，hammer mill及roller mill的差别如下：

        (1)roller所制成的成品较均匀，粒径分布标准差较小，品质较稳定；

        (2)roller mill的温度上升较小，发热所耗费的能量较少，花费较少；

        (3)roller mill操作时所造成的噪音比hammer mill少约10分贝。

表四、粉碎形式对谷物性状及猪只营养利用之影响

制粒

        粒状饲料在近四十年来是越来越普遍，尤其是针对小猪。从饲料厂远景来看，适当制粒的好处是降低混合原料分离、增加饲料密度、降低扬尘及增加饲料运送时品质的掌控(Skoch et al., 1983)。许多营养学者也考虑到制粒可以增加饲料的营养价值、降低饲料浪费、及提高饲料消化率(Hanrahan et al., 1984)。因此，在决定旦否对动物饲料进行制粒，制粒技术及饲养潜力就是必须考虑的。

动物生长效益

        制粒是少数可以增进猪只增重效率的饲料处理之一，表五所列是粒料对生长猪的生长影响。有些报告(Hande et al., 1972; Baird et al., 1973; Wondra et al., 1995b)指出粒料可以提高猪只日增重，而NRC(1969)则认为在生长速率没有显着影响，但全部报告都表示粒料对猪只平均日增重有数据上的效果。这些报告显示粒料对生长肥育猪平均能提高6％的日增重，以提高7％的换肉率。

表五、粒料对猪只生长的影响

  有些理由可以解释猪只采食粒料有较佳增重的现象。Skoch所指出的增加组成密度及减少粉尘是使饲料更美味的两项理由。早期的报告指出粒料通过猪只消化道的速度较快，但由另一观点看，饲料停留的时间减少则消化时间少，营养利用率也就减少。一般而言，学者倾向於认为粒料因为减少浪费而提高效率，不过不只於此，尚有其他因子可以提高营养的消化率。不管是饲料性状之改变、消化道的影响或是热力的直接影响(淀粉质的胶质化或蛋白质的变性)，都是需要测定的议题。

        饲料场及饲养者常抱怨说，饲料中的玉米粉碎在0.7mm以下，储存时有较差的流动性，容易结块，制粒则可以减少架桥及其後的问题。在Wondra(1995b)的试验设计中即安排混入1mm、或0.4mm两种玉米原料，而後制粒以测定肥育猪的生长成绩。由表六可发现粒料普遍比粉料提高平均日增重及饲料效率；另外降低玉米颗粒度则不管是粉料还是粒料，都可以提高饲料利用率，而降低原料粒度与制粒倾向有加乘的效果。另一个相似的试验(Kim et al., 1995)，玉米被磨成1,0.5mm分别配制成两种饲料：简单型(玉米─大豆粕─乳清之基础饲料)，及复杂型(玉米─大豆粕─乳清基础再加上血浆蛋白─小麦筋粉─血粉─乳糖)，作保育猪饲料。全部饲料都打粒。其结果是凡玉米颗粒较小之粒状饲料，不管是简单或复杂的配方，都有较佳的生长及增重效率。因此，复杂配方及打粒都不会相互抵消较小玉米颗粒对猪只的正面效应。

表六、原料粒度大小及饲料形态对肥育猪的影响

营养的利用

        Seerley(1962a)及Skoch(1983)都认为打粒可以增加玉米基础饲料的能量消化率。Lawerence在1983年的报告指出制粒可以增加燕麦基础饲料之氮消化率，但对乾物质及总能则没有影响。而在1995年的报告，Wondra却认为制粒可以增加饲料中乾物质、总能、及氮的消化率(见表七)。Jensen及Becker(1965)认为制粒时的胶质化使淀粉对酵素化有更高的感受性。虽然有些报告指出制粒过程的情况并非足以把淀粉胶质化，但其他的作用如加热、水合、及剪力等，都可以对淀粉及蛋白质的分子结构加以破坏，使饲料与消化酵素更接近。

表七、原料粒度大小及饲料形态对肥育猪消化率的影响

   增加消化率的额外利益是减少粪便中营养的流失。猪只粪便问题往往导致环保的关切。事实上，在欧洲许多国家都以粪便中的含氮量及含磷量作为畜牧生产的限制(Aumuller,1991)。然而，适当的营养消化率改善，即可以有效的降低粪便中流失。例如，当以制粒方式提高饲料中乾物质、氮、及总能5~8％消化率，则可以降低粪便中乾物质及含氮量23及22％，当然原料碎自1.0mm降到0.4mm则也分别降低粪中乾物质及含氮量26％，27％(Wondra et al., 1995b)，这也显示原料粉碎大小与制粒也有加乘效果。无论如何，任何可以提高营养消化率及降低粪便中营养流失的谷类处理技术，都是养猪业界的福音。

粒料大小与品质

        粒料的大小及品质相关於饲养成绩及制作的花费。一般而言，粒料的直径愈小所花费的能量愈大，更耐久，稳定的粒料也需要更多花费；而许多报告都指出粒料大小及品质能直接影响猪只饲养成绩。在Vanschoubroek的报告(1971)显示直径4~8mm的粒料对肥育猪的生长没有明显不同，但13mm直径的粒料就会造成生长问题。Luce在1973年的报告指出4.8,6.4,9.5mm直径的粒料对猪只生长没有显着影响。但是却有愈小适口性愈佳的倾向。Lavorel在1982年试验显示保育仔猪采食2.5mm粒料显着比5mm粒料容易，但较大的猪则在采食量及生长速率没有影响。另有早期的报告指出，添加5％脂肪的大麦基础饲料，打成较硬的型态比较松软的粒料有较佳的饲料效率。Hanrahan(1984)设计四种粒料形态(5,10mm×高品质、低品质)以了解其饲养生长猪的效果，结果发现不管是粒料的大小或是品质高低对饲养效果没有显着的影响(见表八)。虽然如此，较软的粒料却造成粉尘的浪费。

表八、制粒形态对猪只生长的影响

消化道溃疡问题

        最後当提及的是，从早期的一些报告就指出淀粉质的破损对猪只消化道将造成溃疡，容易引起成猪的死亡。因此一些试验显示，当谷类的粉碎颗粒愈小，对仔猪及生长肥育猪消化道的溃疡有升高的倾向(Wondra et al., 1995b,c,d,e)。Maxwell在1970及1972年的报告中指出颗粒愈小的饲料分子会促使胃内容物流动性增加，因而提高胃中pepsin浓度提高，并且增加胃内容物的混合程度，因此，pepsin及消化酸持续与胃壁上未保护的黏膜接触，故容易造成溃疡。不过，粒料也有报告说会提高生长肥育猪消化道溃疡的机会(Wondra et al., 1995b,c,d)。然而必须注意的是，胃肠道损伤是由品种、谷物型态、紧迫等问题所造成，非是单一因素，事实上，胃肠道损伤的遗传率即有0.52％。

        许多饲养者觉得少有方法解决溃疡影响，一些在基因及畜舍方面的改善，事实上是很贵的。而且，如果放弃以适当粉碎及制粒来增进饲料效率及减少粪便中营养流失的机会，是会降低产场的竞争力，而应用一些饲料添加物可以缓和此一问题。Patience在1986的报告就指出胃中pH值下降及溃疡性提高有相关性，而利用硷盐则可以中和胃的酸，以改善黏膜的结构完整。故Wondra在1995年的试验即在肥育猪饲料中添加1％的NaHCO3或KHCO3即倾向於降低胃溃疡的指数(p＜0.1)。这个结果显示更少的胃刺激，或许是由於胃中pH值的改善。需要更多的研究以证明这些反应，并需要一些抗溃疡的饲料添加剂以应用在猪只生产事业上。

结语

        由於谷物处理技术的应用，诸如粉碎及制粒等，都能够有效改善饲料的利用。从以上的报告，显示饲料中玉米每降低0.1mm则可以提高肥育猪增重效率1到1.5％，制粒则可以分别提高增重及饲料利用6及7％，而且原料粒度降低与制粒也对能量消化率存在有正面交互作用(Wondra et al., 1995b)。至於饲料原料需粉碎到多小，或粒料粒度当多大，这则就要进一步配合原料种类及动物大小作判定。

        由於饲料是养猪事业中最大的花费，即使在20、30年来在饲料原料处理技巧已明显改善，但在未来尚应该不断发展这方面的技术，以现有的器具寻求最适切的处理。

来源：饲料营养杂志