谈牛饲料加工工艺

■王永昌 王四维

（1.国家粮食局无锡科学研究设计院，江苏无锡214035；2.中粮工程科技有限公司，江苏无锡214035）

全国牛饲料的生产量到2015年为1 200万吨，占全国饲料产量的6.5%左右。牛羊属反刍动物，由于牛羊等反刍动物是以食草和秸秆为主的动物，可将低值牧草、秸秆和部分精料，能转化成高值的肉和奶等食品。这是一项投入与产出比较为经济的项目，有较好的发展前景。

牛饲料有粗饲料、精饲料、补充饲料及代乳剂(料)等，现主要讨论和分析牛饲料加工工艺是牛精饲料、补充饲料和代乳剂的加工工艺。牛饲料的精饲料即有能量原料、蛋白原料、脂肪、副料、尿素、微量元素、维生素和糖蜜等组分，经清理、粉碎、蒸煮调质、压片、配料、混合、制粒和冷却等工序组合成肉牛或奶牛精料的加工工艺；补充饲料有蛋白补充料和微量元素补充料；犊牛的代乳剂(料)等。

1 牛的消化生理特性

牛消化生理特性是反刍，出生后的三个月属于非反刍期，三个月以后才属于反刍期。牛的胃由瘤胃、网胃、瓣胃和皱胃组成，其中瘤胃为容积达90余升，占整个牛胃的80%，反刍是牛特有的消化生理现象，反刍是由反逆吐、重咀嚼、混合唾液和吞咽的四个过程。粗饲料可两次及两次以上的反刍咀嚼，牛一般食后0.5～2 h开始反刍，一天反刍4～8次,每天将有6～10 h的反刍时间。牛的瘤胃中含有大量的微生物与食进的营养物质在牛瘤胃中混合后发酵，产生挥发性脂肪酸如乙酸、丙酸和丁酸等。

2 牛饲料加工工艺（见图1）

图1 牛精饲料加工工艺

牛精饲料大多加工工序与其他畜禽基本相近，牛饲料精料加工的最大特点是配有谷物压片工序，而饲料的物理特性，物料粉碎的粗细度、谷物压片和淀粉的糊化度，都将影响牛的反刍和牛瘤胃中挥发性脂肪酸的产生。肉牛和奶牛精饲料加工工艺几乎都相同，就是工艺参数有所不同，如粉碎的粗细度、压片是否蒸煮等。实质是牛食用饲料后的反刍，使饲料在牛瘤胃中发酵,产生挥发性脂肪酸，肉牛力求在瘤胃中主要产生丙酸,奶牛主要产生乙酸。

2.1 肉牛精饲料加工工艺（见图2）

图2 肉牛精饲料加工工艺

图3 奶牛精饲料加工工艺

肉牛和奶牛精饲料加工从图2和图3中不难看出，两者加工工艺几乎相同，仅在物料粉碎细度和压片的工艺条件有所不同，其目的是使饲料有益于肉牛肌体生长，符合肉牛饲料的加工工艺。

2.1.1 谷物粉碎细度

肉牛谷物的粉碎细度比奶牛要细，如玉米粉碎粒度不小于1 mm，对反刍动物来说粉碎细度细，在牛瘤胃中挥发性脂肪酸的产生较多的丙酸，就能促进肉牛肌体的成长。

2.1.2 谷物压片

肉牛和奶牛精饲料加工关键是淀粉压片的糊化工艺，谷物压片后具有粗料的功能,有利于牛的反刍,该工艺有两类：

①谷物常压蒸煮压片、高压蒸煮压片和湿法单螺杆膨化加工工艺，用于肉牛饲料加工；

②谷物热烘烤、远红外加热、微波加热直接压片，用于奶牛饲料加工。

肉牛饲料中谷物淀粉的糊化度比奶牛饲料中谷物糊化度要高，肉牛饲料中谷物糊化度达35%～45%。提高谷物糊化后，就有利于糊化的谷物在牛瘤胃中，产生较多的丙酸和降低乙酸的生成。

2.2 奶牛精饲料加工工艺（见图3）

奶牛精饲料加工工艺中谷物不宜使淀粉糊化度过高，奶牛精饲料中淀粉糊化控制在20%～30%为宜。饲料在奶牛瘤胃中产生乙酸浓度较低时，需加入外源的乙酸，有利于奶的生成。如过多加入外源的乙酸，使乙酸处于高浓度时，亦就不利于奶的生成。

2.3 肉牛膨化饲料的加工工艺（见图4）

肉牛饲料中如部分谷物膨化加工工艺与蒸煮压片相比，谷物淀粉的糊化度提高到50%以上，在牛的瘤胃中挥发性脂肪酸可增加5.2%，乙酸和丙酸的比从2.68∶1降为1.99∶1。如高梁膨化加工与粉碎相比，可消化率提高102.2%，与蒸煮压片相比提高41.3%。膨化的玉米和大麦，可消化率分别提高76.0%和19.7%,膨化加工工艺，更适合于用于肉牛饲料加工。

图4 肉牛膨化精饲料加工工艺

2.4 牛饲料压片加工工艺

牛饲料精料加工的最大特点是将谷物压成片，谷物压片后具有粗饲料的功能，使淀粉糊化度达25%～45%，可提高牛对谷物的消化吸收率8%以上，饲料利用率可提高10%。谷物压片对牛来说优于谷物细粉碎，同时压片饲料改善了适口性，所以，谷物压片是牛精饲料中的关键工序。

牛饲料压片分为：蒸煮压片和非蒸煮压片即加热后直接压片两类。蒸煮压片：蒸煮压片有常压蒸煮压片和高压(0.15～0.5 MPa)调质蒸煮压片。高压蒸煮压片主要用于大颗粒的物料如：蚕豆的调质或调质要求较高谷物宜用高压蒸煮。常压蒸煮压片是最为常用的工艺，谷物压片时进蒸煮器的水份为15%～18%，出蒸煮器的水分在20%～25%，出蒸煮器的温度达90～95℃。牛食用蒸煮压片的物料后，在牛瘤胃内丙酸增加，乙酸相对下降,蒸煮压片适用于肉牛的饲料。

非蒸煮压片：谷物如将玉米经微波、红外线或烘烤进行加热，谷物加热温度达85～95℃后就直接压片，谷物压片前的水分在18%～20%左右。玉米直接压片，玉米压片后具有粗饲料的功能，促使牛胃反刍。牛食用非蒸煮压片饲料后，使乙酸增加，有利于牛奶脂肪中短链脂肪酸的形成，可提高奶牛的产奶量和乳脂率。非蒸煮压片适用于奶牛的饲料。

谷物压片工艺见图2，高压蒸煮增重效果与常压蒸煮基本相同，但比常压蒸煮饲料利用率提高5%～7%，提高了饲料的适口性。蒸煮压片工艺主要的缺点是如压片后，谷物如不经过干燥，水分有所增加，使压片料的流动性下降等不利因素。谷物压片工艺中主要参数：

①压片：牛饲料中谷物压片的厚度最为重要，比谷物淀粉糊化处理还重要。谷物压片厚度不应小于0.5～1.2 mm。压片的大麦或高梁与粉碎的大麦或高梁在牛的喂养效果相比，无论是增重，还是饲料利用率都优于粉碎工艺。

②压片机的压辊有光辊和齿辊，从使用效果来看，齿辊优越于光辊。两辊等速相向转动。辊径：Ø600～Ø1 200 mm，谷物经蒸煮后，进入大辊径压片机比小辊径压片机糊化度高，齿辊对谷物的剪切作用较强，齿辊可提高谷物的糊化度。

③蒸煮器的出料需调速：适应不同品种蒸煮产量和时间的要求。

④谷物常压蒸煮调质物料温度：90～98℃。

⑤ 常压条件下蒸煮需保持15～30 min的均质阶段，对于大颗粒豆类如蚕豆等，宜用高压(0.15～0.5 MPa)调质，其温度要达105～110℃为宜，物料在蒸煮器内保持时间为5 min，以便较彻底地消除豆类的抗营养因子。

2.5 牛精饲料的混合均匀度

牛精饲料所用混合机的混合均匀，因牛的采食量3～4 kg/d的精料，占牛总采食量的25%～30%。因动物食用饲料混合均匀度与采食量有关，动物采食量越大，混合均匀度要求可降低；动物采食量越小，混合均匀度要求越高。牛的采食量大，所以牛精饲料的混合均匀度变异系数CV≤15%时满足牛的使用要求。混合机须采用低速混合机，以免压片的物料破碎，影响谷物压片使用效果。

2.6 牛精饲料的制粒

牛精饲料的制粒工艺与其他畜禽制粒的加工工艺是几乎相同的，但需有自己的加工工艺的参数。牛饲料无需要全部饲料制粒,肉牛饲料精料的淀粉不必完全糊化,一般控制在35%～45%,因完全糊化和部分糊化,对肉牛增重几乎相同，而奶牛更不需要完全糊化，其糊化度在15%～25%，就符合奶牛养殖的要求。同时要了解制粒前粗料的切碎长和精料的粉碎细度，对牛养殖的影响程度大于制粒。

①谷物原料的粉碎细度有所差异，肉牛饲料中谷物的粉碎细度要细一些，玉米粉碎粒度不小于1 mm，而奶牛饲料中的谷物要粗一些，玉米粉碎粒度不小于2 mm。

②精饲料和粗饲料均可制粒，粗饲料制粒如牧草和秸秆需制粒（Ø8～Ø18 mm），制粒前粗料的切碎长和精料的粉碎细度，对牛养殖的影响程度大于制粒。当用粗饲料颗粒（Ø16～Ø18 mm）或粗饲料压块（25 mm×25 mm×40 mm）来喂养，粗饲料压块的喂养效果优于制粒。

2.7 糖蜜添加

牛对甜味特有喜爱，所以无论是肉牛还是奶牛饲料加工都需添加糖蜜，糖蜜可提高饲料的适口性，增加采食量，有益于牛的成长。如饲料要制粒,糖蜜可在制粒机调质器内加入,或在糖蜜混合机内加入，因高速调质器内有高温蒸汽与糖蜜混合后喷入，降低了糖蜜的黏度，有利于糖蜜与饲料均匀地混合。

2.8 犊牛的代乳剂及牛放牧时的补充饲料

牛出生后到3个月为非反刍期，3个月后开始具有反刍功能，到6个月属犊牛，自然状态下犊牛到6个月后开始断奶，实际犊牛应用代乳剂一般在牛出生后5～15 d后，就可以与母乳交替喂养，以便犊牛适应代乳剂的饲喂，到35 d就可全部饲喂牛代乳剂，牛在不同时间的代乳剂的原料组成有所不同，牛在15 d的代乳剂应由脱脂奶粉、乳清粉、乳蛋白粉、动物脂肪、大豆卵磷脂及维生素等蛋白占主要的成份。到21 d后代乳剂内可添加动、植物蛋白（不能添加肉粉、肉骨粉和血粉等）和糊化度较高的玉米粉、谷物及维生素等。

2.8.1 犊牛代乳剂的加工工艺(见图5)

图5 犊牛代乳剂(料)的加工工艺

代乳剂(料)亦可称为开食料，使用时加温水冲成流食饲料。粉状代乳剂(料)应有以下要求才能具有速溶特性:

①物料颗粒大小适中一般在0.10～0.45 mm。

②颗粒表面和内部应具有空隙，如物料经膨化或喷雾造粒等方法，是其易吸水。

③粉状料应具有较好的润湿性，粉状物料表面喷涂0.2%～0.3%的乳化剂，如卵磷脂和糖，可提高物料的润湿性、分散性，大大提高物料的速溶性。

④物料经酶化处理使蛋白质和淀粉变成低肽和单糖等小分子结构，易于溶解于水和消化吸收。

⑤代乳剂(料)配方中需添加10%～15%左右的油脂，高油脂可降低犊牛的腹泻，稳定增重和提高饲料转化率等功能。

⑥代乳剂使用时代乳剂与凉开水按1∶1拌湿和拌均,后再加60℃热水溶解,喂前凉到38～39℃，代乳剂与水的比例为1∶6～8。

2.8.2 牛块状补充饲料加工工艺

牛块状补充饲料（舔砖），主要用于肉牛放牧时使用，牛块状补充饲料是牛的营养补充料。牛块状补充料的主要成分为：蛋白、矿物微量元素、维生素、谷物、糖密、尿素、脂肪、食盐和抗氧化剂等组成。

块状补充料，是将各组分经清理、粉碎、配料、混合、压块或浇注成块状补充料。压块是将补充料在40～70℃混合后，并压制成20 cm×20 cm×25 cm的大块，以蛋白为主的块状补充料每块重15 kg，以矿物为主的块状补充料每块重19 kg，含水分1%～3%，一般每10头牛放一块，牛可自由地舔块状饲料。块状补充料蛋白含量分别为36%～40%不同规格，块状补充饲料的硬度是通过调节氧化钙和氧化镁比例来达到。牛的每天的舔食量，有含盐量来控制，牛每天的舔食量不会超过0.45～1.35 kg。每块补充料的盐含量应≤12.5%，最大盐含量不应≥15%。牛块状补充饲料有压块式和浇注式两类。

①压制块状补充料工艺（见图6）

图6 牛补充料压块机

牛饲料块状补充料的压块机,将蛋白、矿物微量元素、维生素、谷物、糖密、尿素、脂肪、食盐和抗氧化剂等物料混合后，经压块机的活塞压制成20 cm×20 cm×25 cm块状补充料，其工作压力：矿物补充料压块为1 900 Pa，蛋白补充料压块为1 500 Pa。压块固化时间：夏天压块固化时间为48 h，冬天压块固化时间为24 h。物料压块时活塞对压块需有一定的保压时间：蛋白压块为3～5 s，矿物压块为5～9 s，以确保块状补充物料的紧密度。

②浇注式块状补充料(见图7)

图7 浇注式块状补充料

浇注式块状补充料早期1974年前将糖密加热蒸发后，形成硬块的补充料，1974年后利用氧化钙、磷酸、糖密和氧化镁等物料混合后形成的块状补充料，以满足牛在放牧时，对各种矿物质、能量和蛋白质的饲养需求。浇注式块状补充料在各种料在混合过程中，产生放热反应，所以在混合过程中需进行冷却。混合物在混合过程中具有较好的流动性，当混合物注入多层纸袋或瓦楞纸箱中。浇注式块状补充料一般重量为22.8 kg，最大达114～228 kg，浇注式块状补充料宜温度在43～65℃的仓库内储藏。浇注几小时后就能固化，一周后硬度才能最终稳定。

2.9 奶牛和肉牛饲料原料中允许霉菌毒素污染的要求

饲料污染中，是霉菌产生毒性最大的污染物之一，特别是黄曲霉毒素B1(M1)。由于饲料原料中霉菌毒性污染率相同时，对肉牛的肉和奶牛奶品质的感染率和危害程度相差甚大。饲料原料中黄曲霉毒素B1(B1与M1的毒性和危害相似)相同含量与畜产品含黄曲霉毒素B1(M1)的感染关系为：料/牛肉=14 000/1；料/奶=200/1。从上关系不难看出,饲料原料中黄曲霉毒素B1(M1)对奶牛奶质量的安全影响最大和最敏感。所以奶牛饲料原料中黄曲霉毒素的含量应远低于肉牛饲料原料中黄曲霉毒素的含量。按国家标准GB13078—2001规定，奶牛精料补充料黄曲霉毒素B1≤10 μg/kg，而肉牛精料补充料黄曲霉毒素 B1≤50 μg/kg。实际是牛饲料所有原料中的黄曲霉毒素B1的总量不超过以上标准，才能确保牛奶中黄曲霉毒素M1≤0.5 μg/l和牛肉中黄曲霉毒素 B1≤5 μg/kg的质量的要求。

2.10 散装全混合日粮TMR(Total Mixed Rations)饲料

2.10.1 散装全混合日粮(TMR)饲料

这是近40年来，散装全混合日粮(TMR)国外广泛用于牛羊的饲养新模式中，根据营养需求提供的配方，用特制的散装TMR饲料混合机(车)，将日粮中各精料、粗料和添加剂等组分一起进行均匀地混合,并需保持饲料含有35%～45%的水分，供牛24 h自由采食的日粮。散装全混合日粮(TMR)饲料，实际是牛喂养方式的改变，即粗料和精料同时饲喂，确保了牛食进的饲料营养组分均匀。

2.10.2 散装全混合日粮(TMR)饲料主要特征

2.10.2.1 精粗混合料

粗料桔杆(青贮料更佳),牧草按牛的食用后养殖效果需切碎、搓揉、软化和搓细;精料将部分谷物粉碎、调质和均质等熟化处理和部分谷物(玉米)、动（仅限于鱼类）植物蛋白原料、副料、维生素及微量元素经混合而成。

2.10.2.2 高水分饲料

散装全混合日粮(TMR)饲料食用时,应含有35%～50%的水分，提高饲料的适口性,过低或过高的水分均不利于牛的饲养和饲料的储藏。

散装全混合日粮(TMR)技术是一个古老的饲养模式，就是精粗料采用粗放式的人工混合后直接喂养，该喂养模式近年来引起奶牛场管理者的重视。目前西方奶牛业发达国家，普遍采用散装全混合日粮技术，我国到2012年奶牛存栏量为1 440万头，采用散装全混合日粮技术不到2.5%，传统饲养和散装TMR饲养方式的比较见表1。

表1 传统饲养和散装TMR饲养方式的比较

2.10.2.3 运用散装全混合日粮（TMR）的优点

①散装TMR日粮组分较为均匀：能有效地减少或避免挑食，保证日粮营养较为均衡；

②增加日粮的采食量：与传统精粗料分别饲喂相比，散装TMR饲养技术可增加采食量；

③改善饲料的适口性：有利于提高低值粗饲料的使用量，有利于高效使用尿素和氨等非蛋白氮等原料；

④增强牛的瘤胃功能：TMR日粮中的碱性饲料和酸性饲料均匀混合，能有效地使瘤胃pH控制在6.4～6.8之间，有利于瘤胃微生物的活性及蛋白质的合成，从而避免瘤胃酸中毒和降低90%消化道疾病的发生；

⑤能较精确控制日粮营养水平：TMR日粮饲料投料精确度可提高5%～10%；

⑥提高劳动生产率，降低生产成本：实现分群管理和机械喂料设备后，TMR技术可使人工效率从10～15头/人增至40～50头/人；

⑦提高产品数量和质量：对奶牛可提高产奶量和提高乳脂率、乳脂量。

2.10.2.4 散装TMR饲料混合设备

散装TMR饲料混合设备将粗饲料、精饲料和饲料添加剂等先干后湿、先轻后重、先量大后量少的添加顺序，加入TMR饲料混合车的混合室内，经输送的螺旋叶片对饲料各组分均匀混合过程中，对粗饲料等组分进行切碎、搓揉、软化、搓细等作用，使各组分均匀地混合，牛散装TMR饲料的混合均匀度：采用筛分法，即用SSZ-750型筛分机筛选测定。其变异系数CV≤10%就满足要求。

散装TMR饲料混合设备按作业形式分为固定式、引牵式和自走式等。按混合轴的安装方式分为卧式和立式，见图8。配有计算机智能化控制和操作系统。

图8（a） 卧式移动式散装TMR混合设备和（b）立式移动式散装TMR混合设备

3 总结

牛属反刍动物，食用饲料后在0.5～2 h后开始反刍，一天将反刍4～8次,这样才能使饲料在牛的瘤胃中发酵，产生所需的乙酸、丙酸等有机酸，有利于奶和肉的形成。所以，影响牛的反刍特性的因素主要是精料的粉碎细度、谷物的是否压片及粗料的切碎长度，均能影响牛的反刍特性，亦就影响了奶和肉的产能。所以散装全混合日粮（TMR）饲料用于奶牛和肉牛饲养时，其加工特性需符合上述要求。目前，精料单独使用时，部分谷物加工应采用压片、适度熟化及粉碎等要求。而对散装全混合日粮（TMR）中的谷物可无需压片工序，而谷物淀粉的熟化及粉碎粒度细度等加工，仍可按单独使用时要求进行，从理论讲可能获得良好的效果，但仍需喂养试验，才能获得奶牛和肉牛精粗饲料的合理的加工工艺和较佳饲养效果。