3 大豆的擠壓膨化 
    3.1 膨化對大豆營養(yǎng)價值的影響 
    合理的膨化不僅能有效地使大豆中的抗營養(yǎng)因子，如抗胰蛋白酶、脲酶等失活，而且其高溫、高壓、高剪切的瞬時作用有利于蛋白質(zhì)變性、淀粉糊化和大豆油細胞破裂，從而使三者的消化率提高。許多研究表明膨化可顯著提高大豆的飼養(yǎng)價值。Dalibard等（1994）報道，全脂大豆經(jīng)膨化后蛋白質(zhì)及氨基酸的消化率明顯高于生大豆；荷蘭養(yǎng)雞研究會（1980）的研究表明，膨化使大豆代謝能含量顯著提高，每千克飼糧干物質(zhì)的代謝能含量從15.3MJ提高到16.7MJ，無氮浸出物、粗脂肪和蛋白質(zhì)的消化率分別提高了11%、6%和5%；美國大豆協(xié)會（1994）對不同生長期的長白豬進行試驗，結(jié)果表明全脂大豆的膨化處理比爆化、微波或烘炒處理所得的大豆產(chǎn)品具有更高的可消化能值、粗蛋白質(zhì)可消化率及中性洗滌纖維可消化率，表2是對斷奶仔豬（17.1±0.2kg）的試驗結(jié)果。 

表2 不同熱處理法大豆對斷奶仔豬的營養(yǎng)價值

項 目	豆粕	膨化	爆化	微波	烘炒	差異性
消化能值(MJ/kg干物質(zhì))	16.6	21.0	20.0	19.6	18.5	P<0.05
粗蛋白質(zhì)消化率/%	76.6	87.8	80.9	80.8	82.1	P<0.05
中性洗滌纖維可消化率/%	53.8	76.2	62.7	63.3	61.9	P<0.05

    3.1.1 膨化大豆對豬營養(yǎng)的影響 
    膨化大豆應用于仔豬，其飼養(yǎng)效果同豆粕加油脂型飼料無顯著差異。表3是Hancock等（1990）給開料仔豬飼喂等賴氨酸和能量的兩種飼糧，一種飼糧的主要成分是玉米、豆粕（SBM）、乳清、大豆油（SBO），另一種是膨化大豆。試驗開始時仔豬體重為7.48kg，試驗持續(xù)35d，結(jié)果試驗組與對照組比較無顯著差異（P>0.05）。這種結(jié)果對我國許多因設備和經(jīng)濟原因以前不可能在飼料中添加脂肪生產(chǎn)高檔仔豬料的飼料加工廠帶來了方便。

表3 膨化大豆對斷奶仔豬（7.48kg）生產(chǎn)性能的影響

蛋白源	平均日增重 /kg	平均日采 食量/kg	料肉比	表觀消化率(14d)
				干物質(zhì)/%	氮/%
SBM+SBO	0.43	0.76	1.77	85.6	82.0
膨化大豆	0.45	0.79	1.76	85.3	83.5

    另外，最新研究表明，大豆中有一種名為B-伴球蛋白的抗營養(yǎng)因子，它是引起仔豬過敏反應而下痢的主要成分。其活性很難被一般加工工藝破壞，因此豆粕加油脂型的飼料常使仔豬消化紊亂、腸粘膜出現(xiàn)炎癥等，從而使仔豬下痢。而動物試驗表明，膨化能有效地使該抗營養(yǎng)因子失活。飼喂膨化大豆或膨化豆粕（餅）能有效改善仔豬消化系統(tǒng)微環(huán)境，從而有效防止仔豬下痢，這些結(jié)果使膨化大豆應用于仔豬飼料具有豆粕加油脂型飼料無可比擬的優(yōu)越性（金征宇等，1995b）。 
    飼喂膨化大豆能促進豬的生長及提高飼料利用率。Hanke等（1972）的試驗結(jié)果表明，無論是對育成還是育肥，無論是粉狀料還是顆粒料，膨化大豆總的飼養(yǎng)效果均好于豆粕。產(chǎn)生這種結(jié)果的主要原因是膨化大豆提高了日糧的能量濃度，膨化大豆的油脂易于消化。Newcomb等（1988）報道豬育肥期飼喂膨化大豆與大豆粕比較，還有另一方面的好處，就是使胴體后腿和胴體腰部眼肌中ω-3脂肪酸的水平分別提高2.7倍和4倍。這被認為對人類的健康很有裨益，因為增加食物中ω-3脂肪酸的攝入，能使人們冠心病的發(fā)病率下降。
    3.1.2 膨化大豆對雞營養(yǎng)的影響
    肉用仔雞是一種生長速度極快的食用禽類，對日糧中的養(yǎng)分，尤其是對蛋白質(zhì)和能量的需求相當高，因此高能、高蛋白的膨化大豆是很好的飼料資源。 
    White（1967）等觀察到給肉用仔雞飼喂等能等氮粉料時，飼喂膨化大豆的生產(chǎn)性能次于飼喂豆粕加豆油；Hull（1968）等觀察到給肉用仔雞飼喂等能等氮的豆粕加豆油與膨化大豆的顆粒日糧時，兩組的生長速度與飼料轉(zhuǎn)換率差異不顯著。Kan（1988）等進行的肉用仔雞代謝試驗也支持上述結(jié)果。他們認為以粉料飼喂時，膨化大豆組和豆粕加豆油組在代謝能和脂肪表觀消化率方面有明顯的差異；可是同樣配方以顆粒料形式飼喂時，代謝能和脂肪的表觀消化率都得到了提高，但膨化大豆組的提高更多些，因而使二者的代謝能值和脂肪消化率可以相比。 

表4 肉雞飼養(yǎng)試驗結(jié)果(粉料) 

項 目	豆油組Ⅰ	膨化大豆組Ⅱ	膨化生豆餅組Ⅲ
入試數(shù)/羽	100	100	100
雛重/g	45.0	45.0	45.0
7周齡均重/g	2 092	2 097	2 143
7周齡料比	1.926	1.883	1.861

    對于肉雞，從表4可以看出膨化大豆及膨化生豆餅在等能和等蛋白的基礎上各項指標與豆油組無顯著差異，但飼料成本有所節(jié)省，且也可不用添加油脂的設備。另外，Porten等（1974）、Sell（1984）、Leeson等（1987）試驗證明，飼喂膨化大豆的肉雞其胴體和脂肪組織中ω－3脂肪酸含量高于等能等氮的豆粕組，但胴體級別和產(chǎn)量差異不顯著。
    至于蛋雞，Waldroup（1978）等發(fā)現(xiàn)飼喂膨化大豆母雞的生產(chǎn)性能與飼喂等氮豆粕日糧母雞的相當或更好，結(jié)果見表5。 

表5 膨化大豆對產(chǎn)蛋雞生產(chǎn)性能的影響(92d)

蛋白源	日產(chǎn)蛋率/%	蛋重/g	哈夫單位	飼料/d(g)	飼料/蛋(g)
大豆粕(CP49%)	77.29b	60.75b	71.04b	104.4a	135.2b
膨化大豆	80.14a	61.21b	71.31b	98.9b	123.5a

注:標有相同字母者無顯著差異(P<0.05) 

    3.2 膨化技術(shù)的改進
    膨化機是生產(chǎn)膨化大豆的主要設備，由于大豆自身營養(yǎng)組分的限制和目前企業(yè)生產(chǎn)所使用膨化機結(jié)構(gòu)的缺陷，大量的實際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前的膨化機及膨化大豆工藝進行工作時普遍存在的問題是： 
    （1）操作不穩(wěn)定，易產(chǎn)生噴爆及大豆油的滲析；
    （2）產(chǎn)量普遍較低(一般在450～500kg/h·臺)，單位膨化大豆成本偏高； 
    （3）膨化機套筒易磨損，更換和維護費用大。傳統(tǒng)膨化工藝套筒使用壽命在1 000h左右，每套筒的價格在4 000元左右，喂料端為8 000元左右。
    長期以來這些缺陷限制了膨化大豆在我國飼料工業(yè)中的應用。針對上述缺點，可以機械設計和工藝改造雙軌并進，以科研和實踐生產(chǎn)相結(jié)合為出發(fā)點。通過對原PHG135型膨化機的結(jié)構(gòu)改造，壓力環(huán)、螺桿調(diào)整，原料處理，擠壓主要工藝參數(shù)變化，使用添加劑以弱化工藝條件等一系列技術(shù)的研究，致使目前擠壓產(chǎn)量達到800～1 000kg/h，且產(chǎn)品質(zhì)量達標，從而使膨化大豆用于飼料工業(yè)可行，加工工藝穩(wěn)定，同時使加工產(chǎn)量得以提高，并對膨化大豆產(chǎn)品作了飼養(yǎng)試驗（徐學明等，1998a）。

    4 米糠的擠壓膨化
    4.1 擠壓溫度對膨化米糠品質(zhì)的影響
擠壓能明顯降低米糠中游離脂肪酸的含量，擠壓溫度愈高則貯藏過程中米糠游離脂肪酸（FFA）的含量越低。結(jié)果表明，擠壓溫度愈高，熱敏性較強的脂肪酶被鈍化程度愈大；另外從圖1可以看出，在快速貯藏的前幾天內(nèi)擠壓米糠的FFA值有一個緩慢降低趨勢，這可能是由于擠壓過程中產(chǎn)生部分揮發(fā)性脂肪酸（徐學明，1995），它們在貯藏過程中逐漸揮發(fā)的結(jié)果，具體原因有待進一步研究。
    油脂在貯藏過程中氧化存在一個誘導期，誘導期前后過氧化值（POV）發(fā)生突變（圖2）。擠壓能使這種POV值突變明顯滯后，從而提高米糠的貯藏性能。就擠壓溫度而言，在貯藏期內(nèi)POV值同擠壓溫度之間存在著這樣一種關(guān)系：在溫度135℃以上POV值隨擠壓溫度升高而升高；在125℃以下隨溫度升高，POV值下降。這種結(jié)果同國外報道的較為一致（Daniel Martion,et al.,1993），進一步證明了高溫擠壓米糠在消除引起米糠氧化酸敗因子的同時，更大程度地破壞了米糠內(nèi)天然的抗氧化物質(zhì)，如VE。

圖1 擠壓溫度對膨化米糠FFA變化的影響

圖2 擠壓溫度對膨化米糠POV變化的影響

    由此，就擠壓溫度而言，可以認為采用120～130℃擠壓米糠，既可以使解脂酶、過氧化酶有效失活，又能使米糠內(nèi)天然抗氧化物質(zhì)受損減少，從而使米糠保鮮期延長。 
    4.2 原料水分對膨化米糠品質(zhì)的影響
    圖3表明，在相同擠壓溫度下，膨化過程中原料米糠水分的提高有利于貯藏過程中脂肪酸值的升高，且從曲線斜率看相對高水分的膨化米糠在貯藏過程的后期FFA上升速率加快，這說明在水分為12%的膨化米糠中鈍化了的脂肪酶復活能力比低水分條件下膨化的米糠來得強（顧堯臣，1987）（膨化過程水分一般散失2%～3%）。圖4表明，水分對過氧化值的影響不是太大。綜合FFA與POV的變化，結(jié)合加工工藝的方便性，本試驗認為米糠膨化過程中直接用低水分的原料米糠為好，不必另加水。

圖3 原料水分對膨化米糠FFA變化的影響

圖4 原料水分對膨化米糠POV變化的影響

    4.3 螺桿轉(zhuǎn)速對膨化米糠品質(zhì)的影響
    轉(zhuǎn)速越低，物料在膨化腔中逗留時間就越長，理論上對酶的鈍化效果應越好。模頭孔面積的大小及開孔數(shù)直接影響擠壓的壓力及產(chǎn)量，實驗表明在其他條件相同的前提下采用孔面積較小的模頭擠壓對抑制FFA、POV的升高均有益，但在貯藏時期內(nèi)相差不大，且即使采用φ8×2模頭，最終POV值也沒有超過國家標準（10gI2/100g樣品）。因此從提高生產(chǎn)率出發(fā)，認為在實際生產(chǎn)中應用φ8×2較好。 
    4.4 添加抗氧化劑對膨化米糠品質(zhì)的影響
    筆者進行了添加乙氧喹抗氧化劑的試驗，發(fā)現(xiàn)抗氧化劑的添加對降低FFA及POV的升高有益。結(jié)合成本考慮以添加抗氧化劑100mg/kg較為適合，而增效劑檸檬酸的添加作用不大。 
    膨化對米糠保鮮具有顯著的效果，采用擠壓溫度120～130℃、螺桿轉(zhuǎn)速90rpm、模頭φ8×2、乙氧喹添加量為100mg/kg的工藝條件膨化米糠，可使米糠在常溫下貯藏3個月，F(xiàn)FA、POV值由原來的1 082.3mg KOH/100g米糠、12.40g I2/100g米糠降至235.8mg KOH/100g米糠、6.57gI2/100g米糠。
    米糠粗纖維、植酸磷含量高，且含有抗胰蛋白酶及血凝集素等抗營養(yǎng)因子。通過膨化能否增加可溶性纖維的含量，降解植酸磷，使抗營養(yǎng)因子失活有待進一步研究。