不同挤出条件与颗粒尺寸对鱼饲料物理特性的影响机制研究

推荐：本研究针对水产饲料加工过程中挤出温度与颗粒尺寸对物理特性的影响机制，通过双螺杆挤出工艺对比分析110oC高温与常温冷处理的差异，发现高温挤出显著提升颗粒耐久性指数(PDI)、沉降速度(SV)、吸水指数(WAI)和水稳定性(WS)，为优化饲料生产工艺提供数据支撑。

　　

水产养殖是全球增长最快的食品生产领域之一，但饲料物理特性直接影响投喂效果和养殖环境。目前，饲料在运输和水中的稳定性、沉降速度等关键指标仍受加工工艺制约。美国鱼类与野生动物管理局博兹曼鱼类技术中心（U.S. Fish and Wildlife Service, Bozeman Fish Technology Center）的研究团队在《Animal Feed Science and Technology》发表研究，系统评估了双螺杆挤出过程中110^oC高温与常温冷处理对2mm和4mm颗粒物理特性的影响。

研究采用双螺杆挤出机（Buhler Inc.）制备四种饲料，通过耐久性测试、膨胀比测量、沉降实验等方法分析关键参数。结果显示：高温挤出使PDI提升至99.87±0.09%，SV达64.35±4.49 cm s^-1，显著优于冷处理；4mm颗粒的膨胀比(1.13±0.04)和水稳定性(88.18±0.08%)更高，而2mm颗粒在冷处理中PDI表现突出。

【材料与方法】
研究通过双螺杆挤出机制备饲料，采用脉冲床干燥控制水分。物理特性分析包括：颗粒耐久性指数（PDI）通过10分钟翻滚测试计算；膨胀比（ER）采用数字卡尺测量；沉降速度（SV）以1000mL量筒计时测定；水稳定性（WS）通过20分钟浸泡后残渣率评估；吸水指数（WAI）基于离心后凝胶质量比计算。

【结果】
3.1 营养成分
所有饲料粗蛋白含量稳定在44.73-45.82 g kg^-1，氨基酸谱无显著差异，表明处理条件未影响营养组成。

3.2 物理特性
高温挤出使PDI、SV、WAI和WS分别提升2.3%、160倍、1.6倍和6.7%（p<0.0001）。4mm颗粒的ER和WS显著高于2mm，但2mm冷处理PDI达97.53±0.11%。

【讨论】
高温挤出通过淀粉糊化（starch gelatinization）显著改善饲料完整性，这与Larrea等报道一致。4mm颗粒因密度优势具有更高SV，而小颗粒在冷处理中因压缩密度获得更好PDI。该研究为不同养殖场景（如表层投喂vs底栖物种）的饲料定制化生产提供了工艺优化依据。

结论强调，挤出温度是影响饲料物理特性的主导因素，而颗粒尺寸的调控可针对性改善特定指标。该成果对减少饲料损耗、提升投喂效率具有重要实践价值，尤其为高附加值水产品种的精准营养供给提供了技术支撑。