我国是全球最大的猪肉生产国和消费国,每年生产的猪肉占全球总量的三分之一以上。我国养猪业历史悠久,可追溯至约8000年前,长期以来以家庭散养为主要模式。近年来,我国生猪养殖产业蓬勃发展,养殖规模化、精准化、生态化进程不断推进,养殖技术与管理水平也随之显著提升。在此过程中,饲料作为生猪养殖的重要成本之一,其品质直接关系到养殖者的经济效益。
猪是杂食动物,拥有简单的单室胃,该胃呈弯曲的椭圆形,与食管相连的部分称为贲门,而与十二指肠相接的部分则称为幽门。贲门的功能是确保食物单向进入胃内,而幽门则负责将消化后的食糜送入小肠。在正常情况下,食物经由贲门进入胃内,在胃内进行消化,随后通过幽门缓慢输送至小肠。胃的体积较大,主要功能是容纳食物,并通过胃壁肌肉的机械运动将食物由大颗粒研磨成小颗粒,再与胃液混合搅拌,形成糊状,以便更均匀地输送至小肠进行进一步消化。这一过程中,内源性消化酶起着至关重要的作用。鉴于当前生猪养殖对饲料的需求以及猪只本身的生理特点,我们应科学地优化猪饲料的结构形态,以确保营养物质得到充分利用,从而提高生猪的生产性能。此举不仅有助于提升养殖效益,还能为未来生猪饲料加工提供更多有价值的参考。
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1常见猪日粮的结构形态
1.1粉状饲料
粉状饲料是指将饲料配方中的各种原料经过碾压粉碎并充分混合后得到的饲料产品。这种饲料由40种常量和微量成分组成的多组分混合物,因此必须确保各成分充分且均匀地混合,以提供既优质又安全的食物来源。在生产粉状饲料的过程中,第一步通常是将各种原料进行粉碎和研磨。其中,动物源性蛋白质原料一般预先经过研磨处理;而微量成分,如合成氨基酸、矿物质和维生素等,则通常以粉末状或液体形式提供。对于谷物、豆粕和籽粕等主要原料品类,由于其结构较为坚硬,因此在与其他日粮成分混合之前,也需要进行粉碎研磨处理。粉状饲料的优势在于,通过增加原料的表面积,使其能够更好地与胃肠消化酶接触,从而有效提高干物质的消化率以及饲料的转化效率。这不仅有助于提升动物的生长性能,还能减少饲料浪费,提高养殖效益。
1.2颗粒饲料
颗粒饲料是指将饲料原料经过粉碎、混合后,通过特制的压模压制而成直径各异的颗粒状饲料。其生产工艺相对复杂,涉及高温挤压等步骤,尽管在此过程中维生素、氨基酸等不耐热成分可能会有所流失。然而,颗粒饲料以其营养全面、易消化吸收等显著优点,依然深受广大养殖者的喜爱。在现代规模化生猪生产中,饲料很少再以糊状(如粉末或粗粉)形式使用。制粒过程中,热量、水分和压力共同作用于饲料,使小颗粒发生团聚,形成结构紧密的颗粒饲料。与糊状饲喂相比,颗粒饲料在多个方面能够提升猪的生产性能。具体而言,颗粒饲料的优势包括:能够裂解和糊化淀粉,有助于动物消化吸收;通过高温处理杀灭致病微生物,降低饲料霉变的可能性;提高饲料的整体消化吸收率,并显著改善适口性,使猪只不易挑食;易于饲喂,饲喂时间短,减少了因采食造成的营养消耗;同时,颗粒饲料占用空间小,便于贮存和运输;此外,它还能保证饲料各组成元素的均匀性,降低饲料分级的可能性,从而避免营养物质的无效浪费。
1.3膨化饲料
膨化饲料是饲料加工领域的一项新技术。近年来,众多养殖实践表明,膨化饲料的饲喂效果通常优于传统颗粒饲料。在膨化处理过程中,各原料组分在膨化机内受到强烈的高温挤压、搅拌和剪切作用,从而实现进一步的细化和均化。随着膨化机内压力的逐渐增大和温度的逐渐升高,糊状混合物从模孔喷出的瞬间,由于巨大的压力差,会发生膨化、失水和降温,从而形成膨化产品特有的疏松、多孔、酥脆结构。经过上述处理,各类原料发生了广泛的物理结构变化,由粉状转变为糊状,淀粉实现糊化,蛋白质发生变性,纤维质部分得到降解和细化。这些变化显著提高了饲料组分的消化率。此外,膨化饲料还具有其他显著优势。它能够有效降低普通颗粒饲料在生产和运输过程中产生的含粉率过高问题,从而改善适口性。同时,膨化饲料减少了粉尘的产生,有助于避免猪舍环境中螨虫等害虫大量繁殖,减少猪舍环境的污染,进而降低由此引发的猪呼吸系统疾病的风险。
2日粮不同结构形态对生猪消化吸收及生长性能的优势分析
2.1粉状饲料
有研究表明,饲料中谷物颗粒尺寸每减小100μm,每千克淀粉通过α-淀粉酶的淀粉吸收量就会增加26.8g。同样地,将小麦颗粒尺寸减小到500μm可以提高氮的消化率,但进一步减小颗粒尺寸则对消化率的改善并不显著。这一现象与能量类原料相似,即随着颗粒尺寸的减小,蛋白质的消化率也会相应增加,这主要归因于原料颗粒的表面积增大,使得蛋白质更多地暴露于消化酶中。当原料出现过细的颗粒尺寸,也会降低猪的平均日采食量,这是由于含有更细颗粒的饲料的适口性更差。Nemechek等在探讨日粮形态和玉米粒度对育肥猪生长性能和胴体特性的影响时发现,当原料粒度从650μm降至350μm时,猪的平均日采食量均出现降低的情况,印证了这一观点。此外,增加研磨强度会增加能耗、缩短研磨设备寿命力、降低饲料流动性和增加粉尘问题。最重要的是,猪饲料结构太细会对胃肠道健康产生负面影响。因此,在生产操作过程中可以参考现有研究数据,将粉状饲料的颗粒大小控制在中等范围,即500~1600μm,而小于400μm的颗粒因对肠道健康不利,对胃黏膜的完整性和小肠的结构(小肠绒毛的形态)产生负面影响,从而损害整体肠道健康。在实际生产过程中,应结合自身的生产条件和产品效果,以实现最佳平衡。
2.2颗粒饲料
在制粒过程中,植物性原料的胚乳细胞壁遭到破坏,这一变化显著提升了消化酶的可及性,进而对营养物质的消化率产生了积极影响。此外,淀粉原料的部分糊化不仅提高了淀粉的消化率,还减少了日粮成分的分离现象,降低了颗粒饲料在消耗过程中的浪费,有效防止了动物挑选出适口性好的成分,并加快了物质通过消化系统的速度。这些因素共同构成了颗粒饲料优势的重要组成部分。Lyu等的研究已证实,相较于饲喂粉糊状饲料的生猪,饲喂颗粒饲料的生猪在平均日增重和料肉比方面均表现出明显优势。然而,另一方面,也不应忽视饲料的颗粒质量,特别是颗粒的完整性。若颗粒质量不佳,破碎率高,细粉量多,不仅会增加饲料的浪费,还会因适口性下降而导致采食量减少,进而直接影响饲料利用率的提升。
2.3膨化饲料
科学的膨化处理技术能够有效地软化或切断饲料中的纤维组分,这一作用不仅促进了肠道益生菌的生长与繁殖,还优化了肠道微生物的菌群结构,推动了肠道的正常蠕动,从而有效预防了便秘和肠梗阻的发生。此外,膨化处理还能缓解应激反应对肠道造成的负面影响,降低肠道黏膜的通透性,进而减少了细菌和病毒的入侵机会,有力地维护了肠道健康。更为重要的是,膨化处理过程能够进一步减少饲料中的抗营养因子,有效杀灭致病菌,显著提升饲料的卫生质量。与此同时,当前研究表明,膨化处理是改善饲料颗粒质量的有效手段之一。与普通颗粒饲料相比,膨化饲料的细粉含量平均减少了28%。相关研究发现,颗粒饲料在提高保育猪和育肥猪自由采食饲料效率方面的效果受到细粉含量的影响,即饲料中细粉含量越低,改善效果越显著。因此,相较于常规猪饲料,膨化饲料通过降低粉化率,显著提高了饲料的适口性。随着饲料消化率的提升,猪消化道对饲料的吸收利用更为充分,从而减少了氮、磷等污染物的排放。
3未来研究方向与挑战
3.1严控加工流程
当前,我国猪饲料生产已具备十分成熟的加工工序,涵盖粉碎研磨、配料混合、挤压制粒、膨化处理等多个环节。合理的饲料加工处理能够促使饲料营养成分发生积极的物理或化学变化,进而提升饲料营养成分的利用率,充分发挥饲料配方的最大效用。其中,粉碎研磨后的饲料原料表面积显著增加,这有助于原料与猪肠道中各类消化酶的更充分接触。生猪食用后,饲料更易消化,肠道蠕动得以促进,从而有助于生猪更好地吸收饲料中的营养。与此相辅相成的是热加工处理(包括挤压制粒和膨化处理),它不仅能够改善饲料的卫生状况、降低粉化率、增加采食量,还能减少过敏原蛋白和抗营养因子,科学抑制大肠杆菌,确保生猪肠胃安全,进而有益于猪的消化吸收。然而,尽管粉碎研磨和热加工处理在饲料生产中至关重要,我们也必须严格控制粉碎力度、温度及调制时长。过度粉碎饲料原料会增加后续工艺的难度,导致功耗和成本上升,同时也不利于猪肠道健康,甚至可能引发肠胃疾病,如胃溃疡等。此外,温度控制不当,无论是过高还是过低,都会对原料的营养成分造成破坏,导致营养效果大幅下降。
3.2推进新技术应用
近年来,在食品安全被赋予至高无上责任与使命的背景下,生猪饲养领域也迎来了新的要求。在确保养殖效率的同时,减少药物使用、提升生猪免疫力,成为了饲料生产者面临的重大挑战。随着生猪饲养规模的日益扩大,绿色健康的养殖理念在行业内愈发深入人心。在此背景下,益生菌制剂、发酵饲料等绿色添加剂及新工艺逐渐成为了研究的新热点。益生菌发酵饲料技术具备可促进肠道营养吸收,提高动物免疫能力的功效。武志敏等在研究中发现益生菌可以促进受体动物消化酶的生产,从而可促进动物更好地消化营养物质。李慧敏等也在研究中发现,益生菌进入动物机体能够有效促进其免疫相关器官的生长,从而提高动物免疫功能。作为饲料科技工作者,我们应该不断关注新时代,新形势下各类科技成果的涌现,深入研究,敢于尝试,必将对我国生猪养殖技术的提高产生深远意义。
4结语
在现代化与生态化养殖的时代背景下,猪饲料的结构与形态设计应紧密围绕猪的健康养殖需求,同时着眼于降低成本与提升效益。未来的研究工作中,广大科研人员需进一步深入探索猪饲料的作用机制,不断优化饲料配方与加工工艺方案,并验证其在实际应用中的效果。为养猪业的可持续发展提供坚实有力的支持,推动养猪业向更加高效、环保、健康的方向发展。
猪是杂食动物,拥有简单的单室胃,该胃呈弯曲的椭圆形,与食管相连的部分称为贲门,而与十二指肠相接的部分则称为幽门。贲门的功能是确保食物单向进入胃内,而幽门则负责将消化后的食糜送入小肠。在正常情况下,食物经由贲门进入胃内,在胃内进行消化,随后通过幽门缓慢输送至小肠。胃的体积较大,主要功能是容纳食物,并通过胃壁肌肉的机械运动将食物由大颗粒研磨成小颗粒,再与胃液混合搅拌,形成糊状,以便更均匀地输送至小肠进行进一步消化。这一过程中,内源性消化酶起着至关重要的作用。鉴于当前生猪养殖对饲料的需求以及猪只本身的生理特点,我们应科学地优化猪饲料的结构形态,以确保营养物质得到充分利用,从而提高生猪的生产性能。此举不仅有助于提升养殖效益,还能为未来生猪饲料加工提供更多有价值的参考。
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1常见猪日粮的结构形态
1.1粉状饲料
粉状饲料是指将饲料配方中的各种原料经过碾压粉碎并充分混合后得到的饲料产品。这种饲料由40种常量和微量成分组成的多组分混合物,因此必须确保各成分充分且均匀地混合,以提供既优质又安全的食物来源。在生产粉状饲料的过程中,第一步通常是将各种原料进行粉碎和研磨。其中,动物源性蛋白质原料一般预先经过研磨处理;而微量成分,如合成氨基酸、矿物质和维生素等,则通常以粉末状或液体形式提供。对于谷物、豆粕和籽粕等主要原料品类,由于其结构较为坚硬,因此在与其他日粮成分混合之前,也需要进行粉碎研磨处理。粉状饲料的优势在于,通过增加原料的表面积,使其能够更好地与胃肠消化酶接触,从而有效提高干物质的消化率以及饲料的转化效率。这不仅有助于提升动物的生长性能,还能减少饲料浪费,提高养殖效益。
1.2颗粒饲料
颗粒饲料是指将饲料原料经过粉碎、混合后,通过特制的压模压制而成直径各异的颗粒状饲料。其生产工艺相对复杂,涉及高温挤压等步骤,尽管在此过程中维生素、氨基酸等不耐热成分可能会有所流失。然而,颗粒饲料以其营养全面、易消化吸收等显著优点,依然深受广大养殖者的喜爱。在现代规模化生猪生产中,饲料很少再以糊状(如粉末或粗粉)形式使用。制粒过程中,热量、水分和压力共同作用于饲料,使小颗粒发生团聚,形成结构紧密的颗粒饲料。与糊状饲喂相比,颗粒饲料在多个方面能够提升猪的生产性能。具体而言,颗粒饲料的优势包括:能够裂解和糊化淀粉,有助于动物消化吸收;通过高温处理杀灭致病微生物,降低饲料霉变的可能性;提高饲料的整体消化吸收率,并显著改善适口性,使猪只不易挑食;易于饲喂,饲喂时间短,减少了因采食造成的营养消耗;同时,颗粒饲料占用空间小,便于贮存和运输;此外,它还能保证饲料各组成元素的均匀性,降低饲料分级的可能性,从而避免营养物质的无效浪费。
1.3膨化饲料
膨化饲料是饲料加工领域的一项新技术。近年来,众多养殖实践表明,膨化饲料的饲喂效果通常优于传统颗粒饲料。在膨化处理过程中,各原料组分在膨化机内受到强烈的高温挤压、搅拌和剪切作用,从而实现进一步的细化和均化。随着膨化机内压力的逐渐增大和温度的逐渐升高,糊状混合物从模孔喷出的瞬间,由于巨大的压力差,会发生膨化、失水和降温,从而形成膨化产品特有的疏松、多孔、酥脆结构。经过上述处理,各类原料发生了广泛的物理结构变化,由粉状转变为糊状,淀粉实现糊化,蛋白质发生变性,纤维质部分得到降解和细化。这些变化显著提高了饲料组分的消化率。此外,膨化饲料还具有其他显著优势。它能够有效降低普通颗粒饲料在生产和运输过程中产生的含粉率过高问题,从而改善适口性。同时,膨化饲料减少了粉尘的产生,有助于避免猪舍环境中螨虫等害虫大量繁殖,减少猪舍环境的污染,进而降低由此引发的猪呼吸系统疾病的风险。
2日粮不同结构形态对生猪消化吸收及生长性能的优势分析
2.1粉状饲料
有研究表明,饲料中谷物颗粒尺寸每减小100μm,每千克淀粉通过α-淀粉酶的淀粉吸收量就会增加26.8g。同样地,将小麦颗粒尺寸减小到500μm可以提高氮的消化率,但进一步减小颗粒尺寸则对消化率的改善并不显著。这一现象与能量类原料相似,即随着颗粒尺寸的减小,蛋白质的消化率也会相应增加,这主要归因于原料颗粒的表面积增大,使得蛋白质更多地暴露于消化酶中。当原料出现过细的颗粒尺寸,也会降低猪的平均日采食量,这是由于含有更细颗粒的饲料的适口性更差。Nemechek等在探讨日粮形态和玉米粒度对育肥猪生长性能和胴体特性的影响时发现,当原料粒度从650μm降至350μm时,猪的平均日采食量均出现降低的情况,印证了这一观点。此外,增加研磨强度会增加能耗、缩短研磨设备寿命力、降低饲料流动性和增加粉尘问题。最重要的是,猪饲料结构太细会对胃肠道健康产生负面影响。因此,在生产操作过程中可以参考现有研究数据,将粉状饲料的颗粒大小控制在中等范围,即500~1600μm,而小于400μm的颗粒因对肠道健康不利,对胃黏膜的完整性和小肠的结构(小肠绒毛的形态)产生负面影响,从而损害整体肠道健康。在实际生产过程中,应结合自身的生产条件和产品效果,以实现最佳平衡。
2.2颗粒饲料
在制粒过程中,植物性原料的胚乳细胞壁遭到破坏,这一变化显著提升了消化酶的可及性,进而对营养物质的消化率产生了积极影响。此外,淀粉原料的部分糊化不仅提高了淀粉的消化率,还减少了日粮成分的分离现象,降低了颗粒饲料在消耗过程中的浪费,有效防止了动物挑选出适口性好的成分,并加快了物质通过消化系统的速度。这些因素共同构成了颗粒饲料优势的重要组成部分。Lyu等的研究已证实,相较于饲喂粉糊状饲料的生猪,饲喂颗粒饲料的生猪在平均日增重和料肉比方面均表现出明显优势。然而,另一方面,也不应忽视饲料的颗粒质量,特别是颗粒的完整性。若颗粒质量不佳,破碎率高,细粉量多,不仅会增加饲料的浪费,还会因适口性下降而导致采食量减少,进而直接影响饲料利用率的提升。
2.3膨化饲料
科学的膨化处理技术能够有效地软化或切断饲料中的纤维组分,这一作用不仅促进了肠道益生菌的生长与繁殖,还优化了肠道微生物的菌群结构,推动了肠道的正常蠕动,从而有效预防了便秘和肠梗阻的发生。此外,膨化处理还能缓解应激反应对肠道造成的负面影响,降低肠道黏膜的通透性,进而减少了细菌和病毒的入侵机会,有力地维护了肠道健康。更为重要的是,膨化处理过程能够进一步减少饲料中的抗营养因子,有效杀灭致病菌,显著提升饲料的卫生质量。与此同时,当前研究表明,膨化处理是改善饲料颗粒质量的有效手段之一。与普通颗粒饲料相比,膨化饲料的细粉含量平均减少了28%。相关研究发现,颗粒饲料在提高保育猪和育肥猪自由采食饲料效率方面的效果受到细粉含量的影响,即饲料中细粉含量越低,改善效果越显著。因此,相较于常规猪饲料,膨化饲料通过降低粉化率,显著提高了饲料的适口性。随着饲料消化率的提升,猪消化道对饲料的吸收利用更为充分,从而减少了氮、磷等污染物的排放。
3未来研究方向与挑战
3.1严控加工流程
当前,我国猪饲料生产已具备十分成熟的加工工序,涵盖粉碎研磨、配料混合、挤压制粒、膨化处理等多个环节。合理的饲料加工处理能够促使饲料营养成分发生积极的物理或化学变化,进而提升饲料营养成分的利用率,充分发挥饲料配方的最大效用。其中,粉碎研磨后的饲料原料表面积显著增加,这有助于原料与猪肠道中各类消化酶的更充分接触。生猪食用后,饲料更易消化,肠道蠕动得以促进,从而有助于生猪更好地吸收饲料中的营养。与此相辅相成的是热加工处理(包括挤压制粒和膨化处理),它不仅能够改善饲料的卫生状况、降低粉化率、增加采食量,还能减少过敏原蛋白和抗营养因子,科学抑制大肠杆菌,确保生猪肠胃安全,进而有益于猪的消化吸收。然而,尽管粉碎研磨和热加工处理在饲料生产中至关重要,我们也必须严格控制粉碎力度、温度及调制时长。过度粉碎饲料原料会增加后续工艺的难度,导致功耗和成本上升,同时也不利于猪肠道健康,甚至可能引发肠胃疾病,如胃溃疡等。此外,温度控制不当,无论是过高还是过低,都会对原料的营养成分造成破坏,导致营养效果大幅下降。
3.2推进新技术应用
近年来,在食品安全被赋予至高无上责任与使命的背景下,生猪饲养领域也迎来了新的要求。在确保养殖效率的同时,减少药物使用、提升生猪免疫力,成为了饲料生产者面临的重大挑战。随着生猪饲养规模的日益扩大,绿色健康的养殖理念在行业内愈发深入人心。在此背景下,益生菌制剂、发酵饲料等绿色添加剂及新工艺逐渐成为了研究的新热点。益生菌发酵饲料技术具备可促进肠道营养吸收,提高动物免疫能力的功效。武志敏等在研究中发现益生菌可以促进受体动物消化酶的生产,从而可促进动物更好地消化营养物质。李慧敏等也在研究中发现,益生菌进入动物机体能够有效促进其免疫相关器官的生长,从而提高动物免疫功能。作为饲料科技工作者,我们应该不断关注新时代,新形势下各类科技成果的涌现,深入研究,敢于尝试,必将对我国生猪养殖技术的提高产生深远意义。
4结语
在现代化与生态化养殖的时代背景下,猪饲料的结构与形态设计应紧密围绕猪的健康养殖需求,同时着眼于降低成本与提升效益。未来的研究工作中,广大科研人员需进一步深入探索猪饲料的作用机制,不断优化饲料配方与加工工艺方案,并验证其在实际应用中的效果。为养猪业的可持续发展提供坚实有力的支持,推动养猪业向更加高效、环保、健康的方向发展。