adrin:影响水产饲料淀粉糊化度的因素

江南大学食品学院

淀粉糊化度是评价水产饲料质量的一个重要指标。淀粉糊化度低，意味着饲料中生淀粉含量较高。生淀粉不易被水生动物消化吸收，会降低饲料系数。此外，生淀粉表面粗糙，黏合能力弱，不仅会使制粒过程中产量下降，增加能耗，而且导致饲料耐水性差。因此，提高水产饲料中淀粉糊化度显得尤为重要。文章主要从饲料配方中的淀粉含量与来源、脂肪含量与类型及加工过程中的粉碎、调质、制粒和稳定化等方面探讨影响水产饲料淀粉糊化度的因素。

l 饲料配方

1．1 淀粉含量及来源

原料中淀粉含量的高低是影响淀粉糊化程度的基本因素。淀粉含量高，则水热作用充分，淀粉糊化度高。水产饲料中，蛋白质含量较高，所以对淀粉原料的用量有一定限制。淀粉含量过高，将会影响其他成分的含量及营养平衡性。

原料中直链淀粉和支链淀粉的比例不同，淀粉颗粒的大小不同，也会影响淀粉糊化的温度范围(见表1)。一般而言，小粒淀粉内部颗粒紧密，糊化温度比大粒淀粉高；直链淀粉分子问结合力比支链淀粉强，直链淀粉含量越高，淀粉糊化温度也越高。在水产饲料加工中，小麦和小麦副产品是最普遍的淀粉来源。

1．2 脂肪含量及类型

脂类与直链淀粉能形成稳定的螺旋复合物，抑制淀粉糊化。谷类的含脂量比马铃薯高，因此前者的糊化温度比后者高。此外，对褐色鱼粉的专题研究发现，在其他组分相同的条件下，褐色鱼粉制取的粉末饲料，其黏弹性差于白鱼粉。主要原因在于，褐色鱼粉中含有较高的游离脂肪酸，它能与预糊化淀粉结合，形成不溶于水的复合物，从而使淀粉糊化度降低，黏合能力下降。虽然脂类有抑制淀粉膨胀的作用，但磷脂中卵磷脂的作用是特异的，它能显著促进小麦淀粉的糊化。

2 饲料加工工艺

2．1 粉碎粒度

原料经适当粉碎后，饲料中有限的淀粉数变成更多的粒子数，淀粉颗粒的表面积增加，就有更多的机会水热作用。此外，粒度的减小减少了水分达到颗粒中心的距离，缩短了水分渗透时问。总之，粒度的减小有利于糊化度的提高。L G Obaldo等研究了对虾饲料原料粉碎粒度对淀粉糊化度的影响。结果表明，随着原料粒度的减小，淀粉糊化度增加，二者呈负相关。

2．2 调质

调质是影响淀粉糊化的一个关键的加工工艺过程。在此过程中，对物料进行水热处理，淀粉糊化，提高淀粉糊化度。淀粉由生淀粉变为糊化淀粉必须具备水分、时间和温度3个条件。调质过程中通入热蒸气，使物料水分和温度增加，同时又经一定时间，满足了淀粉糊化所需要的条件。淀粉糊化是3个条件的综合作用，任何一个条件的改变都会影响淀粉糊化。

2．2．1 调质水分

淀粉糊化就是在外界热能的作用下，打开淀粉颗粒内部相互作用的氢键使亲水基团(一0H)外露，并与水分子亲和，吸水膨胀的过程。因此，水分在淀粉糊化过程中起重要作用。胡友军等研究了玉米中淀粉糊化度与温度、时间及水分的关系。结果表明，水分是影响淀粉糊化的第一限制性因素，水分低，不利于淀粉糊化。French认为，淀粉颗粒在高温低水分中加热，将导致淀粉晶相熔融，熔点温度超过100℃。Lineback也认为，淀粉糊化与水分活度呈正相关，水分含量过高，易造成物料在环模内壁和压辊之间打滑，导致模孔堵塞，不仅降低饲料产量，而且影响颗粒饲料质量。在硬颗粒饲料的生产过程中，调质后的水分含量常控制在15％-18％。

2．2．2 调质温度

淀粉糊化是一个吸热过程，具有一定的温度范围。调质过程主要是通过热蒸气加热物料使淀粉糊化。由图1可见，淀粉糊化过程中温度与黏度的变化关系。温度过低，达不到淀粉糊化的温度范围，不利于淀粉糊化，颗粒之间的黏合作用下降，影响制粒机的产量和颗粒的加工质量；温度过高，特别是当温度超过95℃，膨胀颗粒内部分子的剧烈运动使颗粒内聚力减弱，脆弱的膨胀颗粒有可能破裂，导致淀粉糊变得稀薄，黏度下降，降低颗粒间的黏合作用。此外，过高的温度也会导致颗粒表面焦化，影响颗粒的表观质量。

2．2．3 调质时间

李启武研究了调质过程中一级调质和二级调质后淀粉糊化度的变化(见表2)。随着调质时间的增加，淀粉分子与水热的作用程度增加，淀粉糊化度明显增加。

在生产过程中，可通过以下3种途径控制调质时间：1)调节调质器的桨叶转速。2)调节调质器的桨叶与主轴的倾斜角，使桨叶推动物料的速度按“快，慢，快”进行。3)采用多轴调质器或多级调质。

此外，调质过程中高质量的饱和蒸气、配套的水气分离设备、稳定的蒸气压力及进料速度也有助于改善调质效果，提高淀粉糊化度。

2．3 制粒

制粒是将经水热处理后的粉状饲料通过机械压缩并强制通过模孔聚合成型的过程。常见的制粒机有软颗粒制粒机、硬颗粒制粒机和挤压机。颗粒制粒机主要是利用压模与压辊的挤压及与物料的摩擦作用，使粉料空隙缩小，形成一定密度和强度的颗粒。在制粒过程中，压力和温度升高，也有利于淀粉糊化。模辊的间隙、压模的长径比及模孔的开孔率在制粒过程中对颗粒受到的压力与温度都有影响。

二次制粒工艺中，若物料未经调质，前一台制粒机实际上就起着调质的作用；若已经过调质工序，则起强化调质的作用，可进一步提高糊化度。后者已在欧洲一些饲料企业得到应用。

在挤压成型过程中，物料水分较高，约在20％-30％之间。进入套筒的物料在螺杆的作用下，受到强烈的剪切和挤压作用，压力可达10-15 MPa，温度高达100-200℃。在高压、高温及高水分的作用下，淀粉糊化度大大提高。一般来说，用挤压机生产的水产饲料的淀粉糊化度超过85％，而用制粒机生产的饲料的淀粉糊化度只有40％，有的甚至更低。

2．4 后熟化

后熟化是将颗粒置于高温高湿的密闭箱体中，停留一定时间后，颗粒内部结构得以稳定，淀粉熟化程度增加的过程。在水产饲料生产过程中，常通过稳定器(又称后熟化器)来提高淀粉糊化度。由表3可见，鲤鱼前期、中期和后期配合饲料在调质后和稳定后淀粉糊化度的比较。饲料经稳定后，淀粉糊化度得到明显提高。

在后熟化过程中，熟化时间对淀粉糊化度的提高有显著影响。由表4可见，某厂颗粒饲料后熟化的生产试验测定结果。随着后熟化时间的增加，糊化度不断提高，颗粒饲料的耐水性提高。在生产过程中，后熟化时问一方面取决于稳定器的容积大小，另一方面，对于立式稳定器可通过调整料位器的高度改变停留时间，对于转筒稳定器可通过调整转筒的旋转速度调整。

3 小结

在水产饲料生产过程中，淀粉糊化度主要受原料中淀粉和脂肪的含量与来源及加工过程中粉碎、调质、制粒和稳定化等方面的影响。因此，只有从这些方面着手，改进饲料配方，完善加工工艺条件，才能提高水产饲料中淀粉糊化度。