膨化挤压影响虹鳟对几种原料表观养分消化率（%）
干物质 蛋白质* 粗脂肪 总能
豆粕
挤压豆粕 大麦 挤压大麦 玉米蛋白粉 小麦 挤压小麦
75.35
78.38 43.60 67.22 74.24 46.74 71.14
98.10
98.08 95.58 94.31 87.39 75.45 95.56 90.20
73.01
86.13 72.57 80.74 75.68 76.04 77.25 77.45
79.05
81.85 48.53 69.88 78.95 88.89 54.05 77.09
挤压玉米蛋白粉 86.03
*挤压温度稍高，蛋白质部分褐变，消化率降低
虹鳟对不同加工后的全脂大豆的表观消化率（%）
全脂大豆（生） 挤压全脂 大豆 挤压全脂大豆 +200FTU/kg植酸酶 豆粕+200FTU/kg 植酸酶
不同挤压温度下大豆分离蛋白的溶解性能
120%
Ü Ô Ä â Ð È ½ °Ü °³ ¹ µ ó ¶ ´
100% 80% 60% 40% 20% 0% ´ ¼ Î ²¹ Ñ 50¡ æ 70¡ æ 90¡ æ 110¡ æ 130¡ æ Ó ¹ ¼ ¤Â Î ¶ È
生产组织蛋白温度一般为140-160℃，水分20-40%，若产品要 求较好的溶解度，则温度可低一些。
70 60
加鱼油
虾青素含量（ppm DM)
50 40 30 20 10 0
粉碎 调制器 挤压机 干燥、冷却 真空喷涂
63.6
63.1
59.1
58.8 48.2
注:喷涂鱼油的“稀释”作 用导致虾青素含量下降。
矿物质
•反应不敏感，报道较少
•植物蛋白中的植酸可能同锌、锰等络合， 降低效价 •糊化淀粉对矿物质的包被作用，可使矿 物质的氧化还原、吸湿返潮等向着有利 的方向发展
水分（%） 0 10 20 30 40
100℃ 120℃ 140℃
草鱼膨化饲料养殖效果的中试
材料与方法
池塘条件：
育成池塘条件：2个池塘，试验池
10.07亩；
对照池10.02亩；水深均为2米左右。
试验鱼
非酶褐变—美拉德反应
过度膨化---异味、消化率下降、Lys 损失严重
还原糖与游离氨基酸之间的一种反应，对导致氨基酸，特 别是赖氨酸的损失，并形成有色化合物而影响挤压物的外观； 挤压熟化过程中的高温和低水分有利于美拉德反应； 提高温度会增加损失，增加物料水分、加快喂料速度可显
著减少损失；
提高螺杆转速可缩短滞留时间，本应减轻褐变，但提高螺 杆转速会加强剪切，提高温度，反而可能导致褐变加重。
挤压熟化饲料加工工艺 及配方管理
薛敏 北京友谊通元水产技术开发中心 Siliao@
发展史
1797—英国人研制的手动活塞压力机，制作无缝铅管、瓦片、
肥皂和通心面；
1869—英国人研制的双螺杆连续挤压机，制作肉肠； 1873—Phoenix Gummiwerke AG开发单螺杆挤压机，加工橡胶；
VK(甲萘醌）
VC 胆碱
63
57 98
54
47 97
37
31 96
33
25 95
25
15 94
其他B族维生素
90-96
85-95
78-89
76-87
71-82
选择热稳定剂型：交联反应型VA微粒胶 囊、微囊型VE醋酸酯、高稳性VC磷酸酯， 虾青素10-15%的损耗 根据保存率，超量添加！
虾青素在加工过程中的损失
19.8 99.5 85.9 94.8 67.4
0
26.4
86.6 54.4
79.4 47.5
36.5
26.9
56.0
40.9
挤压熟化对菜籽—大豆混合料（重量1： 1）中芥子甙总含量的影响（μmol/g)
低芥子甙菜籽-大豆 混合料 高芥子甙菜籽-大豆混 合料
未挤压 150℃挤压 3%碱液中
18.4
双螺杆挤压机
单螺杆挤压机 1. 料斗；2.喂料绞龙；3.调制器； 4.喂料段；5.蒸汽或水夹套调温部分； 6. 模板；7.出料皮带输送机； 8.变速器；9.主电机
基本词汇
预调制器—一种调节原料水分和温度的装置，使物料进入挤 压机前部分或完全熟化；
螺杆—将物料输送通过挤压机的部件（图1）
螺套-增加行程 螺片—螺杆的螺旋形输送表面，将物料向前推进（图1） 索片-增加剪切力，后挫力，提高滞留时间，糊化度 剪切—一种揉捏、搅拌作用，使输送的物料匀质、受热
加工特定形状/尺寸的产品； 物料在机内滞留时间分布范围较窄，物料温度较易 控制，能量利用充分，产量和质量均很稳定； 投资大，单螺杆挤压机的1-1.5倍。
双螺杆与单螺杆挤压机比较
单螺杆挤压机 双螺杆挤压机
水分水平 油脂水平 纤维水平 蛋白质水平 机械能输入 产量 耐磨损性
膨化挤压在水产养殖中的应用
模板—使制品出机时成型的末端装置。可在模板上直接钻孔，
或将模板做成圆孔状，装上设计复杂、用耐磨材料制成的压模 嵌入件，使物料成型 切刀—将挤压物切割成所要求的长度的装置
图1 螺 杆
双螺杆挤压机特点
可加工高油脂饲料，油脂含量可大于17%；
可加工添加有鲜肉浆或其它水分含量超过30%的高
水分物料；
可加工小颗粒水产饲料（0.8-1.0mm)；
广泛的适用性
各种养殖方式：工厂化、池塘、 网箱等 各类吃食性养殖品种：鱼、虾、 蟹、龟等 观赏性鱼类饲料
概 述
特点 •综合水、压力、温度和机械 剪切的作用 •温度：90-200℃
•延续时间：2-30s
物理、化学变化
蛋白质
•高温、高压、高剪切力，使得蛋白质适度变 性，蛋白酶更易进入蛋白质内部，消化率提高， 弹性增强，可溶性物质与淀粉间质相溶和 •蛋白可塑性增强，提高制粒效率，降低粉化 率 •适度的热处理，钝化抗营养因子如抗胰蛋白 酶因子、棉酚、毒蛋白等，提高植物蛋白利用 价值，降低配方成本
挤压 玉米蛋白粉 7.4 8.6
Mg S
总P
植酸P 0.9 41.0 5.7 24.9 7.4 14.6
Cu Fe
94.9 77.2 94.2 54.0 88.3 55.9 81.7 53.4 85.2 78.7 77.3 33.4
Mn Zn
30.6 32.3 43.8 42.7 42.5 42.2 64.7 58.1 55.4 48 53.0 45.4
干物质 74.5±1.6
Mg 总磷
Cu
73.8±8.2
73.6±3.6
75.9±3.3 97.9±0.2b 68.0±3.3a 31.7±6.5d 60.6±0.2 92.7±2.7 16.8±0.9a 15.7±5.6a
粗蛋白 88.0 ±0.4a 97.2±1.1b 96.8±0.6b
68.5 ±0.4a 59.6±2.7b 74.7±1.2c 21.2±0.1a 12.5±4.8b 81.3±3.4c
常见能量饲料原料的淀粉含量
原料 全玉米 %淀粉（干物质） 70-75
面粉 麸皮 冬小麦 次粉 高粱 全稻米 全大麦 全燕麦 44%豆粕
75-80 5-8 65.5-82 21.5 71.6 81 60 45 0.5
浮性饲料需要至少18-20%的淀粉含量
淀粉的糊化过程
环模造粒 40%
调制器 30%α-化
低温干燥动物蛋白的质量最佳
新鲜的原料和喷雾干燥加工后，会具
有很高的粘合性
植物蛋白综合特征
氮溶解指数（NSI)高 吸水性和粘合特性好
一般缺乏某种或某几种氨基酸
未榨油原料是很好的能量原料
小麦面筋粉是膨胀型最好的植物
蛋白
大豆蛋白在热处理中的分子变化
挤压的主要影响是将蛋白质拆散而后又重新连接 在一起，NSI下降，吸水性和膨胀性提高。
1940s’--熟化加压机的开发，生产干的狗粮；
1950s’--有了加压的预调制器，达到100℃预熟化； 1960s’—半湿的宠物饲料、糊化淀粉、饼干粉及组织大豆蛋白； 1980s’—美国的双螺杆膨化机开始发展； 1990s’—第三代弱剪切-低热挤压机（reduced shear/heat extruders)、预调制器、直接蒸汽注入和带放气孔的机镗。
蛋白质挤压过程中的蛋白质结构变化
变性
缔合
加热或剪切导致部分或全部缔合物破裂而形成浓缩溶液或熔化相
高温下可能形成的一些共价键 冷却时形成的非共价键和二硫键 在足够低的水分条件下非晶体区向玻璃态转化
动物蛋白综合特征
氮溶解指数（NSI)低 吸水性和粘合特性较差
氨基酸结构平衡，一般动物生长会超
过高植物蛋白饲料
•三高条件下，甘油三酯会部分水解，与直链淀 粉络合，影响膨化效果，淀粉的溶解性和消化 率降低。
热敏性物质在膨化过程中的损失
维生素
•反应敏感
•依次为维生素K3, C, D3, A, E
•反应不敏感
•其他B族维生素
酶制剂 •完全失活 活菌制剂
•120℃乳酸杆菌、链球菌、酵母、芽孢杆菌全部失活
维生素在膨化过程中的损失
99.8 78.9 98.1 63.2 99.7 78.4 97.9 60.6
29.4 99.3 89.7 96.5 76.3 24.4 99.4 89.4 96.4 70.6 1.5 7.7 99.6 76.6 94.7 65.6 99.5 75.3 91.8 64.7
小麦
挤压小麦
20.9 99.1 88.0 96.7 71ห้องสมุดไป่ตู้1
91.6
13.4
11.2 6.4
73.7
56.6 / /
3%（NH4)2SO4溶液中 11.1 3%甲酸溶液中