动物营养学报 >

2024 , Vol. 36 >Issue 6: 4062 - 4069

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2024.348

研究论文

石粉添加比例对玉米-豆粕混合粉料理化性质及颗粒质量的影响

  • 刘巍 , 1, 2 ,
  • 廖莹 1, 2 ,
  • 杨洁 , 2, 3, * ,
  • 李军国 2, 3 ,
  • 李俊 2, 3 ,
  • 沈水宝 , 4, * ,
  • 李悦伊 1 ,
  • 李春 1
展开
  • 1 广西大学动物科学技术学院,南宁 530004
  • 2 中国农业科学院饲料研究所,北京 100081
  • 3 农业农村部动物产品质量安全饲料源性因子风险评估试验室,北京 100081
  • 4 广西大学农牧产业发展研究院,南宁 530004
*杨 洁,副研究员,硕士生导师,E-mail: ;
沈水宝,副教授,硕士生导师,E-mail:

刘 巍(1998—),男,宁夏吴忠人,硕士研究生,研究方向为动物营养与饲料科学。E-mail:

Copy editor: 菅景颖

收稿日期: 2023-12-11

  网络出版日期: 2024-06-07

基金资助

“十四五”国家重点研发计划项目(2021YFD1300300)

中国农业科学院创新工程项目(IFR-ZDRW202303)

中国农业科学院创新工程项目(CAAS-ASTIP-2023-FRI-08)

收起

Effects of Limestone Powder Adding Proportion on Physicochemical Properties and Particle Quality of Corn-Soybean Meal Mash Feed

  • LIU Wei , 1, 2 ,
  • LIAO Ying 1, 2 ,
  • YANG Jie , 2, 3, * ,
  • LI Junguo 2, 3 ,
  • LI Jun 2, 3 ,
  • SHEN Shuibao , 4, * ,
  • LI Yueyi 1 ,
  • LI Chun 1
Expand
  • 1 College of Animal Science and Technology, Guangxi University, Nanning 530004, China
  • 2 Feed Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China
  • 3 Risk Assessment Laboratory of Animal Product Quality Safety Feed Source Factors of the Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Beijing 100081, China
  • 4 Institute of Agriculture and Animal Husbandry Development, Guangxi University, Nanning 530004, China
*associate professor, E-mail: ;
associate professor, E-mail:

Received date: 2023-12-11

  Online published: 2024-06-07

Fold

摘要

本试验旨在研究添加不同比例石粉对玉米-豆粕混合粉料理化性质及颗粒质量的影响。将玉米和豆粕粉碎后按质量比例6∶4混合,并分别添加0(对照组)、1%、2%、3%、4%的石粉(饲料级),测定添加不同比例石粉的混合粉料的粉体特性、水合特性、糊化特性等理化特性和制粒后的颗粒质量。结果显示:1)与对照组相比,4个试验组的摩擦角和休止角显著减小(P<0.05),松装密度和振实密度显著升高(P<0.05),豪斯纳(Hausner)指数显著降低(P<0.05)。2)石粉添加比例对混合粉料的水溶性指数、吸水性指数和溶胀度均无显著影响(P>0.05)。3)混合粉料的峰值黏度、保持黏度、崩解值、回生值和最终黏度随着石粉添加比例的增加先降低后趋于稳定,2%、3%和4%组之间上述指标均没有显著差异(P>0.05);糊化温度各组之间无显著变化(P>0.05)。4)与对照组相比,4个试验组的吨料电耗、淀粉糊化度、颗粒耐久性(PDI)均显著降低(P<0.05),生产速率显著升高(P<0.05),成形率无显著差异(P>0.05);随着石粉添加比例的增加,硬度逐渐降低,且3%和4%组显著低于对照组(P<0.05)。综上所述,石粉对提高混合粉料的流动性和制粒机产能有促进作用,同时还能降低饲料生产的吨料电耗,但会造成颗粒饲料的淀粉糊化度、硬度和PDI降低。在实际生产中,在满足颗粒质量和动物营养需求的条件下,可以适量添加石粉以提高制粒机的产能。

关键词： 饲料级石粉; 理化特性; 制粒性能; 颗粒质量

本文引用格式

刘巍 , 廖莹 , 杨洁 , 李军国 , 李俊 , 沈水宝 , 李悦伊 , 李春 . 石粉添加比例对玉米-豆粕混合粉料理化性质及颗粒质量的影响[J]. 动物营养学报, 2024 , 36(6) : 4062 -4069 . DOI: 10.12418/CJAN2024.348

Abstract

The purpose of this experiment was to study the effects of different adding proportions of limestone powder on the physicochemical properties and particle quality of corn-soybean meal mash feed. Corn and soybean meal were mixed at a mass ratio of 6:4 after grounded, and 0 (control group), 1%, 2%, 3%, 4% of limestone powder (feed grade) were added to determine the physicochemical properties such as powder properties, hydration properties, and pasting properties of the feed mash with different proportions of limestone powder and the particle quality of feed pellet. The results showed as follows: 1) compared with the control group, the friction angle and the repose angle of four experimental groups were significantly decreased (P<0.05), while the apparent density and the tap density were significantly increased (P<0.05), and the Hausner index was significantly decreased (P<0.05). 2) The adding proportion of limestone powder had no significant effects on the water solubility index, water absorption index and swelling degree of mash feed (P>0.05). 3) The peak viscosity, through viscosity, breakdown value, setback value and final viscosity of mash feed decreased firstly and then tended to stabilize with the increase of the adding proportion of limestone powder, and there was no significant difference in the above indicators among the 2%, 3% and 4% groups (P>0.05); there was no significant difference in the pasting temperature among groups (P>0.05). 4) Compared with the control group, the power consumption per ton of material, pellet durability index (PDI) and starch gelatinization degree of the four experimental groups were significantly (P<0.05), and the production rate was significantly increased (P<0.05), while the pelleting rate had no significant change (P>0.05); with the increase of the adding proportion of limestone powder, the hardness decreased gradually, and the hardness of 3% and 4% groups was significantly lower than that of the control group (P<0.05). In conclusion, limestone powder has a promotional effect on improving the fluidity of the mash feed and the production capacity of granulator, and can also reduce the power consumption per ton of material, however, the starch gelatinization degree, hardness and PDI of pellet feed will be reduced. This study Provide reference data for actual feed production. In actual production, under the condition of meeting the particle quality and animal nutrition needs, limestone powder can be added appropriately to improve the production capacity of the granulator.

Key words： feed grade limestone powder; physicochemical properties; pelleting performance; particle quality

石粉,又名石灰石粉,常见为灰白色或白色粉末,是畜禽养殖生产中成本最低、最易获得的一种矿物质原料[1]。除作钙源外,石粉在饲料行业还被广泛用以稀释微量元素预混料。目前,国内外对石粉的研究多集中在添加比例或粉碎粒径对畜禽生产性能和肉品质的影响上,而对石粉理化特性及其对饲料加工性能和颗粒质量影响的研究鲜有报道。
近些年来,虽然我国的饲料加工技术与装备形成了相对完善的产业体系[2],但因对原料特别是矿物质原料的理化特性还不够了解,易出现成品产量低、稳定性差、能耗高等问题,因而给企业的生产效率、经济效益等造成不利影响。王辉华等[3]指出,使用沸石粉等矿物质原料作为载体,会影响预混料在存放过程中维生素的含量。Abbasi Pour等[4]研究发现,含钠膨润土15 g/kg的饲粮与基础饲粮对比,可提高颗粒饲料的颗粒耐久性(PDI)和硬度,降低能耗。据报道,在肉鸡饲粮中添加海泡石会使PDI增加7.59%[5]。Zhang等[6]研究指出,在肉鸡饲粮中添加一定比例的凹凸棒石会显著提升颗粒硬度和PDI。Zhang等[7]研究发现,在中华绒螯蟹饲料中添加一定比例的凹凸棒石能提高颗粒硬度和PDI,但是会增加制粒过程中的能耗。
鉴于以上因素,本研究对石粉添加比例对玉米-豆粕混合粉料粉体特性、水合特性、糊化特性以及制粒后颗粒质量的影响进行研究,旨在探究石粉添加比例与物料加工性能之间的关系,为实际饲料生产提供可参考数据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

玉米采购于三元禾丰公司,豆粕采购于三河汇福公司,饲料级石粉(粉碎粒度80目)由桂林三新矿粉厂提供。

1.2 试验方法

利用锤片粉碎机(CH-100型粉碎机,筛片孔径2.0 mm,无锡新标粉体机械制造有限公司)将玉米、豆粕进行粉碎,再将粉碎好的玉米、豆粕按照质量比例6∶4进行混合。在玉米-豆粕混合粉料中,对照组不添加石粉,试验组分别添加质量分数为1%、2%、3%、4%的石粉,混匀备用。石粉物理特性参数见表1。针对每种配方,采取相同的加工工艺:模孔直径(3 mm)、长径比(10∶1)、调质温度80 ℃、调质时间90 s,记录制粒过程中相关参数。对粉碎后的原料和混合粉料进行随机取样3次,检测其理化指标。每组制粒3批,待颗粒料冷却后收集用于颗粒质量的检测,剩余颗粒饲料装入自封袋中于4 ℃冰箱保存待测。
表1 石粉物理特性参数

Table 1 Physical property parameters of limestone powder

项目
Item		 松装密度
Apparent
density/
(g/L)		 振实密度
Tap density/
(g/L)		 平均粒径
Mean
diameter/
μm		 比表面积
Specific surface
area/(m2/kg)		 水溶性指数
WSI/%		 吸水性指数
WAI/%		 溶胀度
SP/(g/g)
石粉
Limestone powder		 91.45 156.19 28.03 195.60 0.51 0.30 1.35

1.3 测定指标与方法

1.3.1 粉体特性的测定

休止角:利用粉体综合特性检测仪(BT-100型,丹东百特仪器有限公司)检测。振动筛定时3 min,开启筛盖及振动筛开关,用小勺将样品加到筛上,样品通过筛网散落到样品台上,形成锥体。若样品台落满呈对称圆锥体样的样品,同时有粉体落于平台四周时,关闭振动筛电源,调整量角器的高度和长度并靠近料堆,与圆锥形料堆的斜面重合,量出并记录休止角θr1。随后缓慢调整接料盘至120°并记录角度θr2,至240°记录角度θr3。取θr1、θr2、θr3的平均值即为所测样品的休止角。计算公式如下:

休止角=(θr1+θr2+θr3)/3。

摩擦角:所用仪器同上。将接料盘安装在仪器卡座上,摩擦角平台放在接料盘中心并调整水平。在摩擦角平台的上表面堆放10 g待测粉体,在平台的一侧用手缓慢转动平台,使平台倾斜,当平台上的粉体全部(或大部分)滑落时,停止转动平台,利用量角器测定平台倾斜角度并读出对应角度。重复测试3次,每次取相同的粉体量,取3次的平均值,即为该粉体的摩擦角。
松装密度:所用仪器同上。按说明书安装所需配件。关闭前门,振动筛定时3 min,打开振动筛开关及筛盖,缓慢向仪器中加入样品,密度容器被样品充满且有少量溢出后停止加样,关闭开关,刮平多余待测样,取出密度容器,刷去多余细粉。称量待测样与容器的总重。连续试验3次,取3次的平均重量G,密度容器的重量为G1(404.67 g),计算公式如下:

松装密度=(G-G1)/100。

振实密度:所用仪器同上。将透明套筒与称量后的100 mL密度容器连接好,将导柱放入振实密度底座中。将样品慢慢加到振实密度组件中,直到加满为止,盖上振实密度组件延长筒上盖,以防样品飞溅。打开振实密度开关,将定时器调整到8 min并开启定时器,连续振动至停止。取出振实密度组件,将上下两部分分开,将100 mL容器口用刮板刮平,缓缓刷去表面余粉,称取容器与待测样的总重,连续测试3次,取3次的平均重量G,密度容器的重量为G1(404.67 g),计算公式如下:

振实密度=(G-G1)/100。

豪斯纳(Hausner)指数:振实密度与松装密度的比值。

1.3.2 平均粒径和比表面积的测定

用BT-2001型激光粒度分布仪(干法)测定平均粒径和比表面积,设定进气压力为0.15 MPa,遮光度在0.4%~4.0%,每个样品测量3次,取3次的平均值。

1.3.3 水合特性的测定

水合特性的测定参照Heo等[8]报道的方法并稍加修改。将物料粉碎后取2.5 g样品加入到50 mL离心管中,加入30 mL蒸馏水振荡20 min,混合均匀后在4 ℃下以3 000×g离心10 min,离心后取出上清液转移到烘干皿中,在烘箱中以135 ℃烘2 h至恒重,称重并计算水溶性指数(WSI)。离心管中剩余物质称重后用于计算吸水性指数(WAI)和溶胀度(SP)。取3次测量结果的平均值。计算公式如下:

水溶性指数(%)=(上清液残余干物质质量/样品干物质质量)×100;

吸水性指数=(沉淀物质量-样品干物质质量)/样品干物质质量;

溶胀度=沉淀物质量/[样品干物质质量/(1-水溶性指数)]。

1.3.4 糊化特性的测定

采用通用的快速黏度分析仪(RVA)糊化分析法检测糊化特性。准确称取2.5 g样品,加入25.0 mL蒸馏水并根据样品本身水分按14%湿基补偿水分后进行试验:960 r/min保持10 s,160 r/min保持至测定结束;50 ℃平衡1 min,接着以12 ℃/min的速率升温至95 ℃,95 ℃恒温3.5 min,再以12 ℃/min的速率降至50 ℃,50 ℃恒温2 min,测得样品糊化特性相关指标。每个样品重复测定3次,取平均值。

1.3.5 颗粒质量指标的测定

淀粉糊化度:按照NY/T 4125—2022《饲料中淀粉糊化度的测定》进行测定。
PDI:参考韩广振[9]的检测方法,将待测样品用60目筛清理去除细粉,称取100 g放入颗粒饲料耐久性指数测试仪的饲料室,盖好仪器盖,选择仪器运转时间60 s,停止后对留在筛网上的颗粒饲料称重,其所占比例即为PDI。
成形率:依据GB/T 20192—2006《环模制粒机通用技术规范》中方法进行测定。接取制粒机出料口处样品约2 000 g,自然冷却以保证其温度不超过环境温度5 ℃。按四分法原则分取500 g,用0.8倍于待测颗粒直径的筛孔尺寸编织筛进行筛分,称筛上物质量,计算成形率。

成形率(%)=(W1/W)×100。

式中:W1表示样品筛分后筛上物质量(g);W表示样品总质量(g)。
产量:依据GB/T 20192—2006《环模制粒机通用技术规范》中方法进行测定。
硬度:利用质构仪(型号TA-XY2i)进行测定,颗粒断裂前的峰值即为硬度(g)。重复测试20次取平均值。

1.3.6 吨料电耗的测定

依据GB/T 20192—2006《环模制粒机通用技术规范》中方法进行测定。根据制粒机在实际作业时间内的耗电量和所生产颗粒的质量(冷却后)计算吨料电耗,计算公式:

G=1 000×(G1-G2)/m。

式中:G表示吨料电耗(kW·h/t);G1表示实际生产时制粒机耗电量(kW·h);G2表示制粒机空转时的耗电量(kW·h);m表示所生产颗粒的质量(t)。

1.4 数据统计与分析

试验数据采用SPSS 26.0数据处理软件进行单因素方差分析析(one-way ANOVA),并采用Duncan氏法进行多重检验,结果以平均值±标准差(mean±SD)表示,P<0.05表示有显著差异。

2 结果

2.1 添加不同比例石粉对混合粉料粉体特性的影响

由表2可知,4个试验组摩擦角和休止角显著低于对照组(P<0.05);随着石粉添加比例的增加,松装密度和振实密度持续升高,4个试验组与对照组的差异均达到显著水平(P<0.05);4个试验组的Hausner指数均显著低于对照组(P<0.05)。
表2 添加不同比例石粉对混合粉料粉体特性的影响

Table 2 Effects of adding different proportions of limestone on powder properties of mash feed

项目
Items		 石粉添加比例 Limestone powder adding proportions/% P值
P-value
0(对照Control) 1 2 3 4
摩擦角 Friction angle/° 42.17±0.76a 36.83±0.76b 37.67±1.15b 37.67±0.58b 37.50±0.50b <0.001
休止角 Repose angle/° 48.57±1.40a 44.00±1.73b 42.67±0.58b 42.50±1.32bc 40.23±0.25c <0.001
松装密度 Apparent density/(g/L) 63.71±0.11b 66.32±0.70a 66.50±0.86a 67.22±0.36a 67.33±1.15a 0.021
振实密度 Tap density/(g/L) 81.55±0.05d 83.58±0.06c 83.84±0.13b 84.35±0.19b 84.71±0.24a <0.001
豪斯纳指数 Hausner index 1.28±0.00a 1.26±0.01b 1.26±0.01b 1.26±0.01b 1.26±0.02b <0.001

同行数据肩标无字母或相同字母表示差异不显著(P>0.05),肩标不同字母表示差异显著(P<0.05)。下表同。

In the same row, values with no letter or the same letter superscripts mean no significant difference (P>0.05), while with different letter superscripts mean significant difference (P<0.05). The same as below.

2.2 添加不同比例石粉对混合粉料水合特性的影响

由表3可知,石粉添加比例对混合粉料水溶性指数、吸水性指数和溶胀度均无显著影响(P>0.05)。
表3 添加不同比例石粉对混合粉料水合特性的影响

Table 3 Effects of adding different proportions of limestone powder on hydration properties of mash feed

项目
Items		 石粉添加比例 Limestone powder adding proportions/% P值
P-value
0(对照Control) 1 2 3 4
吸水性指数 WAI 2.02±0.09 2.10±0.05 2.12±0.14 2.10±0.03 2.10±0.04 0.766
水溶性指数WSI/% 12.20±0.57 11.34±0.53 12.78±2.07 11.38±0.21 13.06±0.09 0.398
溶胀度 SP 2.94±0.11 2.75±0.03 2.72±0.18 2.72±0.02 2.69±0.04 0.221

2.3 添加不同比例石粉对混合粉料糊化特性的影响

由表4可知,随着石粉添加比例的增加,峰值黏度、保持黏度、崩解值、回生值和最终黏度先降低后趋于稳定,2%、3%和4%组之间上述指标均没有显著差异(P>0.05);糊化温度各组之间差异不显著(P>0.05)。
表4 添加不同比例石粉对混合粉料糊化特性的影响

Table 4 Effects of adding different proportions of limestone powder on pasting properties of mash feed

项目
Items		 石粉添加比例 Limestone powder adding proportions/% P值
P-value
0(对照Control) 1 2 3 4
峰值黏度
Peak viscosity/cP		 1 454.00
±7.07a		 1 351.50
±71.42a		 1 304.50
±0.71ab		 1 227.50
±58.69b		 1 237.00
±5.66b		 0.013
保持黏度
Trough viscosity/cP		 1 341.00
±16.97a		 1 253.00
±66.47ab		 1 230.00
±11.31ab		 1 153.00
±69.30b		 1 172.00
±74.07ab		 0.042
崩解值
Breakdown value/cP		 113.00
±24.04a		 98.50
±4.95ab		 74.50
±12.02b		 74.50
±10.61b		 65.00
±1.41b		 0.032
回生值
Setback value/cP		 2 166.00
±18.38a		 1 969.00
±111.72ab		 1 904.00
±84.85b		 1 908.00
±29.70ab		 1 915.50
±10.61ab		 0.039
最终黏度
Final viscosity/cP		 3 507.00
±1.41a		 3 199.00
±100.41ab		 3 157.00
±151.32b		 3 061.00
±39.60b		 3 087.50
±3.54b		 0.016
糊化温度
Pasting temperature/℃		 86.83
±0.67		 86.93
±0.04		 87.63
±0.60		 87.48
±0.04		 88.03
±0.04		 0.068

2.4 添加不同比例石粉对颗粒质量的影响

由表5可知,与对照组相比,4个试验组的吨料电耗、PDI、淀粉糊化度显著降低(P<0.05),生产速率显著升高(P<0.05),成形率无显著变化(P>0.05);随着石粉添加比例的增加,硬度逐渐降低,且3%和4%组显著低于对照组(P<0.05)。
表5 添加不同比例石粉对颗粒质量的影响

Table 5 Effects of adding different proportions of limestone powder on particle quality

项目
Items		 石粉添加比例 Limestone powder adding proportions/% P值
P-value
0(对照Control) 1 2 3 4
吨料电耗
Power consumption per ton of
material/(kW·h/t)		 63.91
±1.44a		 37.60
±0.40b		 38.46
±0.42b		 39.43
±2.20b		 39.68
±0.00b		 0.006
生产速率
Production rate/(t/h)		 0.03
±0.00b		 0.09
±0.00a		 0.09
±0.02a		 0.08
±0.00a		 0.08
±0.00a		 <0.001
成形率
Pelleting rate/%		 99.04
±0.47		 99.25
±0.01		 99.23
±0.01		 99.21
±0.01		 99.21
±0.18		 0.848
颗粒耐久性
PDI/%		 95.75
±0.21a		 89.55
±0.92b		 86.25
±2.19b		 88.35
±0.78b		 89.60
±0.14b		 0.004
硬度
Hardness/g		 6 443.85
±1 340.69a		 6 241.90
±760.38ab		 5 816.00
±804.35abc		 5 526.25
±1 324.12bc		 5 166.75
±658.90c		 <0.001
淀粉糊化度
Starch gelatinization degree/%		 39.00
±0.03a		 30.33
±0.01b		 30.67
±0.01b		 28.33
±0.03b		 29.00
±0.00b		 <0.001

3 讨论

3.1 添加不同比例石粉对混合粉料粉体特性的影响

在实际的饲料生产中,总会发生用于制粒粉料的碰撞挤压,进而在投料口或料仓等部位产生结拱现象[10]。粉体流动性受休止角的影响最大,研究表明,粉体流动性越好,则休止角越小[11]。Hausner指数为振实密度和松装密度之比[12],反映了粉体的可压缩性和流动性,其数值越大,表明粉体的可压缩性越强,相反则流动性越差[13]。综合休止角、摩擦角和Hausner指数可知,4个试验组的粉体流动性优于对照组。这可能是由于石粉粒度小于混合粉料的粒度,会影响粉体颗粒之间的吸附作用,使颗粒之间不易形成紧密堆积,从而改善粉体流动性。玉米、豆粕粉碎粒度比石粉大,颗粒表面粗糙,石粉能填充颗粒之间的空隙,通过减少接触点来减少与物体间的摩擦力[14],起到润滑作用。另外,石粉密度大,自身具有一定重量,松装密度与振实密度的数值会随着石粉添加比例的增加而增加。石粉自身容重大于混合粉料,试验组加入石粉后,在振实过程中,由于重力的原因,会导致试验组的粉料比对照组压的更实,从而增大了振实密度。石粉的粒径小于混合粉料,而添加石粉会增加混合粉料颗粒的比表面积,增强颗粒间的吸附性,进而增加松装密度。

3.2 添加不同比例石粉对混合粉料水合特性的影响

水合特性与糊化过程密切相关,通常用水溶性指数来表示糊化后可溶水淀粉的比重,用吸水性指数来表示淀粉的水分吸收能力,而溶胀度则用来表示淀粉糊化过程中的膨胀能力。水合特性不仅受淀粉因素的影响,还会受矿物质、温度等非淀粉成分的影响[15]。本试验结果显示石粉添加比例对混合粉料水溶性指数、吸水性指数和溶胀度均无显著影响,但4个试验组的吸水性指数均高于对照组,溶胀度均低于对照组。其原因可能是:石粉自身水溶性指数和吸水性指数较低,在低水平添加条件下对混合粉料的水合特性指标影响较小;石粉密度大,在振荡过程中与玉米、豆粕的颗粒发生剧烈碰撞,增加了可溶性物质的溶出量,减小了混合粉料对水的吸收性,使上清液残余干物质量增加,吸水性指数上升,溶胀度降低;并且,添加石粉的试验组在离心沉淀时,密度大的石粉会增加粉料与离心管之间的附着力,减弱离心力的作用,从而使粉料中水分损失量低于不添加石粉的对照组;此外,吸水性指数的升高还可能是石粉自身的重量增加了沉淀物的质量而导致的。

3.3 添加不同比例石粉对混合粉料糊化特性的影响

淀粉的糊化特性可以由淀粉的糊化温度、黏度等参数反映[16]。峰值黏度主要受其对水的吸收能力、淀粉分子的膨胀力等因素的影响[17]。试验组的峰值黏度较对照组降低,可能是粉料颗粒吸水性受石粉添加的影响所致。石粉干扰了粉料分子相互结合和重新排列的过程,破坏了高温下的稳定分子结构,引起淀粉的抗老化性增加和凝胶形成强度降低,进一步导致相应保持黏度与崩解值降低。回生值与淀粉分子的回生以及重新排列有关,特别是直链淀粉分子,添加石粉抑制了淀粉凝胶网状结构的形成,所以使回生值降低。淀粉的最终黏度与其在加热和冷却过程中形成黏性糊状物的能力有关[18],随着石粉添加比例的增加,石粉在糊化过程中与粉料颗粒竞争水分,使得溶胀度下降,最终黏度降低。糊化温度变化趋势不明显,但4个试验组均高于对照组,可能是因为淀粉颗粒的膨胀被更小的石粉颗粒抑制,使糊化温度升高。

3.4 添加不同比例石粉对颗粒质量的影响

石粉增加了物料的流动性,使得物料与环模压辊之间的摩擦减小,降低了吨料电耗。添加石粉后的混合粉料在制粒过程中更容易被压辊挤压,堵机、打滑等异常状态鲜有发生,生产速率和成形率大大提高。PDI是评价颗粒饲料加工质量的重要指标[19],颗粒硬度是饲料品质的重要指标,PDI、硬度和成形率之间具有很强相关性。颗粒饲料的PDI受硬度的影响较大,硬度越高,PDI越高[20]。淀粉糊化是指在水和湿热同时存在的条件下,β-淀粉受热分解成α-淀粉,直链淀粉打开形成无序的支链淀粉的过程[21-22]。调质温度增加会引起淀粉糊化度增加,淀粉由粉粒状变为凝胶状。凝胶状的糊化淀粉有润滑的作用,在形成颗粒时可填充到其他组分之间的空隙中,并将各组分黏结在一起,使产品紧密坚实[23-24]。本试验条件下,4个试验组PDI和淀粉糊化度均显著低于对照组,硬度随着石粉添加比例的增加逐渐降低,其原因可能是添加石粉会干扰β-淀粉分解过程,进而使淀粉糊化过程受到一定阻碍,降低颗粒的黏结性;同时,石粉的润滑作用降低了物料与模孔之间的阻力,缩短了物料在模孔中停留的时间,降低了淀粉的糊化和蛋白质变性的程度,导致颗粒饲料的PDI和硬度降低。

4 结论

本试验条件下,在玉米-豆粕混合粉料中添加一定比例的石粉会改善物料的流动性和摩擦性,提高松装密度和振实密度,降低Hausner指数;随着石粉添加比例的增加,制粒机的生产速率提高,吨料电耗降低,但颗粒饲料的淀粉糊化度、硬度和PDI也会降低。综上所述,针对难加工的饲料配方,在满足颗粒质量和动物营养需求的条件下,可以适量添加石粉以提高制粒机的产能。

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