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“合理”的蒸汽调质对颗粒饲料生产具有重大意义(连载二)

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kk 发表于 2015-3-8 13:00:34 | 显示全部楼层 |阅读模式
1,淀粉糊化
关于淀粉:
       对多数的动物来说谷物中的淀粉是最丰富的能量来源(70-80%来自于谷物)。自然界中的淀粉以水溶性颗粒的形式存在,具有独特的化学和物理特性。淀粉是一种由葡萄糖聚合而成的多糖,分为直链淀粉和支链淀粉。前者为无分支的螺旋结构;后者以24~30个葡萄糖残基以α-1,4-糖苷键首尾相连而成,在支链处为α-1,6-糖苷键。其中支链淀粉占70%-80%,直链淀粉占20%-30%。

○直链淀粉分子由于其线性度,有着更广泛的氢键。因此需要更多的能量来打破这种结合进而糊化淀粉。这意味着需要用饱和蒸汽工作。

○支链淀粉分子非线性,因此具有较弱的结合氢键和凝胶强度。

玉米包含72%的淀粉。

       淀粉在胚乳中积累并以不同的支链淀粉和直链淀粉形式沉积在颗粒层。淀粉颗粒由交替的半结晶和无定型层组成。大多数的淀粉在水加热到80℃以上时将糊化。Svihus et al. (2005)描述了糊化作为膨胀驱动过程。膨胀发生在非晶区,由于结晶区在膨胀过程中不扩大,应力增加在结晶区和无定型区域之间的接口,这是支链淀粉的结晶区和直链淀粉的非结晶区之间的结合处。因此,在膨胀过程中的某个点结晶区域快速不可逆的破碎糊化开始发生了。膨胀引起淀粉内的几乎所有的直链淀粉溶出。在糊化过程中粘度增加,这主要是溶胀的颗粒和溶解的直链淀粉形成的凝胶。
       注:一个淀粉分子由数百个葡萄糖分子组成,支链淀粉含有多个支链,不含有支链的即为直链淀粉。

糊化
       糊化通常由结合的水分,热能,机械能,压力导致。
       淀粉的糊化温度与淀粉类型有关。直链淀粉是一种多晶型淀粉,相比支链淀粉需要更多的热量糊化。Hoover定义了淀粉糊化的有序-无序相变,包括水在颗粒内扩散,水合和溶胀,吸收热量,结晶度降低和直链淀粉浸出。析出的支链淀粉快速形成双螺旋以氢键的形式互相聚集到一起形成半结晶区。由于糊化淀粉冷却后,分散的基质形成凝胶或者蜡状样,因此可以作为粘合剂或者结合剂。
       糊化需要的热量多少取决于淀粉的来源。小麦淀粉糊化需要的热量(10.05焦耳/克)低于玉米(13.82焦耳/克)。这意味着每克小麦和玉米淀粉糊化分别至少需要10.05焦耳和13.82焦耳的热量。糊化过程中高直链淀粉含量的谷物比正常或者高支链淀粉含量的谷物更耐糊化。
       最近研究表明,低程度的颗粒饲料淀粉糊化度主要是由于在常规制粒过程中水分和应用温度有限造成的。目前主要的淀粉糊化发生在饲料经过制粒室中,而不是在调质过程中,最有可能是在环模中由于机械剪切力的作用。我们也知道在糊化过程中,这些淀粉颗粒的糊化减少了可用于其他颗粒糊化的水量。
       将糊化淀粉水混合物冷却至室温结晶,通常定义为淀粉老化。老化是淀粉糊化分离的分子重新组合。这种现象可以看作是糊化的反方向,可能会降低淀粉的消化率。抗性淀粉反映了淀粉老化。
       肉鸡饲料中含有高比例的玉米,意味着高比例的淀粉。采用水热处理条件下,淀粉糊化并且饲料粉粒结合在一起。众所周知,原料淀粉需要适当的煮熟达到一个合适的淀粉糊化水平,从而使得内部的粉粒有效结合达到良好的颗粒形成和机械效率。由于在制粒过程中没有现成的水可以吸收,蒸汽调质因此成为唯一获得水分和热量进入到原料淀粉颗粒内的方法,只能通过有关蒸汽的质量和足够的蒸汽粉料作用时间来实现。一个优秀设计的调质器能够提供所有这些功能。蒸汽调质是整个饲料制粒的核心。
颗粒大小
       颗粒尺寸(直径和长度)的控制被认为是在低调质温度下提高颗粒质量的另一种可能的方法。
       直径3毫米的前期颗粒料,通过增加颗粒长度能够提高PDI和颗粒硬度(分别为28%81%)。相应的直径4.76毫米的颗粒料改进的幅度较低(分别为9.5%24%)。在肥育日粮中也可以看到相似的趋势,直径3毫米的颗粒PDI和硬度分别提高30%86%,而直径4.76毫米的颗粒只有4%23%提高。WOOD1987)报道了颗粒长度和耐久性之间的关系,并且观察到随着耐久性增加颗粒长度减小的变化。有趣的是,3毫米直径6毫米长度的日粮有这最高的PDI和颗粒硬度无论是前期料还是育肥料。Stevens1987)报道了与整个颗粒相比外部的糊化度相对较高。他表明摩擦热和机械剪切下产生的热量使得靠近环模孔表面的颗粒外部糊化度提高。因此,使用小孔径环模增强摩擦力以提供更多的热量转移到颗粒内部糊化颗粒是非常合理的方法
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kk 发表于 2015-3-8 13:46:13 | 显示全部楼层
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