马亮

（布勒（常州）机械有限公司，江苏 常州213300）

1 引言

实际上，挤压膨化技术在我国的应用历史不是很长，挤压膨化技术最早出现于20世纪30年代，被应用于谷物方便食品的生产过程中；到20世纪50年代，这种技术开始被应用于宠物饲料的制作过程中；发展到20世纪80年代，挤压膨化技术开始被应用于水产饲料的制作过程中，并迅速在世界多个国家的水产饲料生产中得到广泛应用。20世纪90年代后，我国相关领域中开始应用挤压膨化技术，并在之后几十年的时间里这种技术得到逐步完善。

2 挤压膨化技术的应用原理

挤压膨化技术的应用主要有两种方式：一种是气流式膨化过程；另一种是挤压式膨化过程。具体来说，气流式膨化过程主要应用原理是通过外部条件进行加热，或是采用提供热水蒸汽的方式，使该体系中存有大量的热能而处于高温的状态；而挤压式膨化过程则是需要依靠螺旋套杆设备，不断向前挤压，形成一定的推动力及摩擦力，从而使物料发生变化，出现压缩或由于高温形成糊化状态[1]。这时，物料中会集聚大量的热能，其中的水分也呈现出温度过高的状态，一旦将物料中的压力变为常态，这种高能的物料体系就会发生混乱，出现膨化状态。

3 挤压膨化过程中水产饲料中营养成分的变化

3.1 淀粉的变化

在挤压膨化的过程中，饲料中的淀粉会在高温的环境下发生糊化反应，其糊化状况主要受到淀粉含量与水分含量的影响。在挤压的作用下，造成物料的温度增加，而随着物料温度的不断增加，水分的渗透性也随之加强；当水分渗透达到一定的比例后，物料中的水分就会被吸收，使得物料中的淀粉发生破裂，最终形成糊化的状态[2]。通常情况下，淀粉在密封环境中遇到高温时，淀粉中的大分子聚合物会发生断裂，呈现出溶化的状态，使得淀粉的总含量减少，糊精及还原糖的含量有所增加。

3.2 蛋白质的变化

在水产饲料中，蛋白质也是其重要的组成部分，占总饲料配方比较大。其主要是为了保证水产饲料能够满足水生动物的营养需求，保证其成长状态。蛋白质的功能性与水产饲料的稳定性有着十分密切的联系，其黏性、弹性及吸水性，都从一定程度上影响了饲料的稳定性[3]。在挤压膨化技术的应用过程中，当温度到达140～200℃、压力为1.7～6.1MPa时，蛋白质的塑性就会发生改变，向熔融状态发展，该状态下的蛋白质会穿过挤压盘、模孔，再突然进入常压环境中，受到热蒸汽的影响，最终形成多孔的结构。

3.3 脂类物质的变化

在挤压膨化技术的应用过程中，饲料中的脂类物质会出现水解反应，脂肪氧化酶逐渐失去自身的活性，从而加强水产饲料结构的稳定性。不过，由于挤压膨化过程中的温度较高，脂类物质的稳定性被大大破坏，出现水解、氧化及聚合等现象。其中，富含不饱和脂肪酸的鱼油，会与饲料中的铁、铜及锌等金属离子发生反应，出现聚合效果[4]。在聚合反应的作用下，脂类物质中的不饱和键发生断裂，使得脂类物质的营养作用降低。

3.4 维生素、微量元素的变化

在挤压膨化的过程中，维生素及微量元素的变化也比较明显。在膨化的过程中，维生素的损失程度不断增加，也与其自身的化学结构有着一定的联系。通常情况下，热敏性维生素Vc、Va等比较容易被破坏，加工环境也是影响维生素损失的重要因素。当挤压过程中的温度过高、压力过大及滞留时间过长时，维生素损失的速率就会快速增加；饲料中的水分含量降低比较明显时，维生素的损失也会不断增加[5]。但是，在挤压膨化的过程中，大部分矿物元素不会发生较大的变化，但饲料中的矿物元素容易在植酸的作用下发生氧化反应，降低饲料的营养成分。

3.5 饲料中有害成分的变化

事实上，在进行挤压膨化的过程中，不仅能够消除饲料中的不良因子（例如：抗胰蛋白酶、黄曲霉素及脂肪氧化酶等），还能够对以棉籽粕、菜籽粕等为原料生产的饲料产生加大的影响，会使其在挤压膨化过程中分解为芥子甙与棉酚，从而减少饲料中的有害物质。同时，在挤压膨化过程中，大部分的有害微生物也会被消除，提高饲料的营养价值。

4 影响挤压膨化技术应用的因素分析

4.1 原料中水分含量的影响

通常情况下，在挤压膨化的过程中，原料中的水分含量一般控制在15%～27%的范围内，且水产饲料的比容会随着水分含量的增加而减少。当原料中的水分含量高于35%后，原料的收缩会逐渐增大最终出现变形的情况；当原料中的水分含量低于15%时，挤压过程中的能耗、机耗也将不断增加。并且，在将产品挤出模孔的过程中，表里组织的变化也比较明显。实际上，物料流的改变，也会对水产饲料的外观产生较大的影响，最好根据挤压膨化机的自身性能、模具孔径的大小及饲料配方等多种因素来决定原料中水分的含量。

4.2 原料颗粒大小的影响

事实上，在挤压膨化的过程中，原料颗粒的大小，也会对水产饲料的质量产生较大的影响。换句话说，原料颗粒的大小，从某种程度上决定了水产饲料的组织结构、饲料的均匀度等方面，而这些方面，都会对饲料的外观产生不同程度的影响。事实证明，原料颗粒直径越小，在受到挤压膨化时，其生产的产品的比容也就越大。

4.3 原料中淀粉、纤维素的影响

淀粉在挤压膨化的过程中，会产生比较明显的变化。对水产饲料来说，淀粉的主要作用不仅能够满足水产动物的食用需求，又能够满足其成长需求，是碳水化合物的主要原料。在水产饲料中，淀粉从一定程度上起到了膨化与黏结的作用，其中黏结作用的效用更为重要。试验证明，在水产饲料中，淀粉的含量不得低于10%，而浮性饲料中的淀粉含量最低要达到20%。

4.4 蛋白质饲料的影响

过去，由于动物蛋白质原料中的氮溶解指数比较低，导致产品的膨化性较差；而大部分没有经过熟化反应的蛋白质原料中，其NSI较高，容易在挤压过程中形成化蛋白。基于此，对于水产饲料来说，淀粉的使用量控制是至关重要的。由于水产动物的种类较多，不同的水产动物，其食用饲料的营养成分也是不同的。因此，在配置其蛋白原料的过程中，一定要结合动物自身成长的实际需求进行配比，肉食性水产动物一般使用的蛋白质含量要比杂食性水产动物食用的水产饲料的要求高。

5 结论

综上所述，挤压膨化技术在水产饲料生产过程中有着非常重要的作用，我国水产养殖也在水产膨化饲料的支持下得到了进一步发展，不断满足水生动物的养殖需求。总之，挤压膨胀技术的应用，促进了其他产业的大力发展。希望通过本文的论述，能够为挤压膨化技术的有效运用提供有价值的参考，为促进我国水产饲料行业的发展奠定良好的基础。