擠壓技術用于食品工業已有近百年歷史。按韋氏字典的定義，擠壓是“迫使原料通過一個特定設計的開口而成形，事先多將原料預熱”。擠壓熟化是綜合了水、壓力、溫度和機械剪切的作用完成的。擠壓熟化中，機鏜內溫度可達90～200℃，擠壓延續時間在2～30s范圍。擠壓產物會發生一系列物理、化學變化，諸如淀粉糊化、蛋白質變性、以及酶類、有毒成分和微生物的失活等。其結果通常會提高擠壓飼料產品的養分消化率，降低一些抗營養因子含量（如大豆中的抗胰蛋白酶、棉籽中的棉酚），還會減少飼料攜帶細菌、霉菌和粉塵的數量，改善飼料的適口性，增進顆粒飼料的穩定性和耐藏性。從而使得飼養的動物，特別是幼年動物的生產性能和飼料效率都得以改進。
1 擠壓機類型
市場上擠壓機種類繁多，基本上可分為單螺桿擠壓機和雙螺桿擠壓機。單螺桿擠壓機又可分為干熟化擠壓機、濕熟化擠壓機、冷成形擠壓機和膨脹機。干熟化擠壓機不需添加水分，這種擠壓機靠摩擦產生熱、剪切力和壓力，擠壓后通常不需要烘干，但一般需要冷卻。目前市上的干擠壓機也可帶一個預調制器，在必要時往干擠壓機里注水。濕熟化擠壓機都配備有預調制器，可將蒸汽或水注入加套筒的分節機頭或機鏜里面。濕擠壓機的產量通常比干擠壓機高，濕擠壓后需要烘干和冷卻。冷成形擠壓機用來制造濕飼料，在冷成形擠壓過程中，需要有小麥面筋或預糊化淀粉之類的黏結劑，以便使各種原料黏合在一起。雙螺桿擠壓機分為同向旋轉擠壓機和相對旋轉擠壓機。如其名所示，同向旋轉意為兩個螺桿同一方向旋轉，相對旋轉意為兩個螺桿反向旋轉。
蒸汽調制對單螺桿濕熟化擠壓機是必要的，蒸汽可提供所需熱量的一半，另一半取自機械能。單螺桿濕熟化擠壓機機鏜上刻有溝槽，以使物料能夠順利通過。但對雙螺桿擠壓機而言，機械能是主要的熱量來源，機鏜壁的套筒也能傳遞部分熱量。雙螺桿擠壓機靠兩個螺桿之間的高度嚙合而具備自拭功能，這使得物料移動效率更高，因此比較受歡迎。
膨脹機（Expander）是另一個類型的擠壓機，它與擠壓機的基本功能是相似的。膨脹機利用熱、水和摩擦使飼料原料熟化。圓錐形模頭是在膨脹機內提供壓力的特殊裝置，它通過剪切和揉搓增加機械能投入。物料膨脹后約有3%的水分丟失。膨脹過的材料可以直接使用，也可輸送到制粒廠進一步加工（制粒）。
2 擠壓飼料產品的物理-化學變化
擠壓飼料在擠壓熟化過程中會發生物理和化學變化。一般地說，溫和的擠壓熟化條件可以增進植物蛋白的消化率（Hakansson等，1987；Sri?鄄hara和Alexander，1984），這是由于蛋白變性或一些蛋白酶抑制因子（如大豆的抗胰蛋白酶）失活的緣故。但是，在激烈的擠壓熟化條件下，蛋白質和氨基酸的消化率也可能下降，這是因為賴氨酸可與糖發生美拉德反應，也可與其他化學鍵發生反應，降低氨基酸消化率。
擠壓熟化通常使脂肪含量下降，因為脂肪可生成直鏈淀粉-脂肪復合物而使溶劑浸出效率下降。Nierle 等（1980）發現，玉米擠壓后丟失60%的脂肪。程宗佳和Hardy（表1，2003）對豆粕、大麥、玉米面筋粉和全麥粉進行過擠壓與未擠壓的比較，發現在一般擠壓條件下只有很小的變化。
擠壓可以改變膳食纖維的含量、成分和生理效應。Bjorck 等(1984) 報道，將小麥粉擠壓加工可使可 溶性纖維從40%增加到50%～75%、改善纖維消化率和增加消化能。不過，膳食纖維總含量并未改變（Sljestrom 等，1986；Schweizer和 Reimann，1986）。
擠壓熟化對礦物質生物利用率的影響頗受關注。一般地說，植物性飼料中礦物質的生物利用率是受植酸含量影響的。Andersson 等（1981）發現，擠壓熟化使一種麥麩增補制品的植酸含量減少約20%。表2列出豆粕、大麥、玉米面筋粉和全麥粉在擠壓加工前后的礦物質含量變化（程宗佳和Hardy，2003），數據表明，擠壓熟化對上述4種飼料原料中的礦物質含量沒有明顯影響。
表3和表4列出擠壓熟化對虹鱒魚的豆粕、大麥、玉米面筋粉和小麥的表觀養分消化率和礦物質利用率的影響（程宗佳和Hardy，2003）。總的說，這4種飼料原料的礦物質利用率都因擠壓加工而略有下降。鑒于礦物質利用率在擠壓加工后略有下降，建議擠壓加工的動物飼料添加的礦物預混料應當是普通添加量的1.2倍。顯然，這方面還需要做更多的研究。
擠壓加工對維生素的影響也頗受關注。Mus-takas 等（1964）發現，全脂豆粉經擠壓加工后，其VB1、VB2和煙酸的活性不受影響。但Beetner 等（1974）報道，玉米渣經擠壓熟化后，丟失了46%的VB1和8%的VB2。Beetner 等（1976）還報道，擠壓熟化破壞了小黑麥（Triticale）中90%的VB1和50%的VB2。
DeMuelenaere 和 Buzzard（1969）報道，玉米、大豆和堅果碎粉的混合料經過擠壓加工后，VA損失53%。Lee 等（1978）發現，擠壓熟化破壞了70%以上的β-胡蘿卜素、9%～48%的視黃酮棕櫚酸酯、6%～17%的視黃醇（VA）和不到10%的視黃醇乙酸酯。Hakansson等（1987）也發現，小麥粉在擠壓中，19%～21%的VE、42%～58%的VB1和20%的葉酸被破壞。表5列出擠壓后維生素余留的情況。根據這些資料，動物營養學家建議，擠壓加工的動物飼料，其維生素添加量應當為原配方中的120%～150%，或使用如穩定化VC之類的耐熱維生素。
擠壓加工最令人興奮的功能或許就是破壞抗營養因子，諸如生大豆中的抗胰蛋白酶（trypsin inhibitors，簡稱TI）、棉籽中的棉酚和菜籽中的芥籽甙。TI抑制蛋白質分解，使消化道內未消化的蛋白質增加，從而減少氨基酸生成，抑制代謝能釋放和脂肪代謝，降低蛋白質消化率（Harper，1981）。擠壓加工后，大部分TI被破壞。擠壓熟化的溫度、水分、設備配置、滯留時間、模孔大小等因素都會影響TI破壞的程度。Mustakas等（1964）報道，用單螺桿擠壓機破壞了全脂大豆中 95%以上 的TI。Hayakawa等（1992）報道，用雙螺桿擠壓機處理全脂大豆之后，TI活性完全喪失。圖1顯示了擠壓溫度對TI失活程度的影響（Lorenz等，1980）。圖2顯示水分和溫度對TI活性的影響（根據Hayakawa等，1992）。表6顯示了一種棉籽和去皮大豆的50∶50混合物，經擠壓熟化后棉酚減少的情況（del Valle等，1986）。表7顯示了菜籽-大豆混合料以及菜籽粕的芥子甙總含量在擠壓熟化后的變化（Fenwick等，1986）。
