饲料是鱼类养殖生产上开支zui大的一项。一般饲料支出约占养殖成本的60%～75%。可见，采用恰当的加工技术，提高饲料的利用效率，有重要的经济意义。饲料加工的目的也正是为了充分挖掘和发挥饲料营养价值的潜力，提高产品质量和饲养效果。
    饲料加工对动物营养的影响一直是饲料加工工艺学家和营养学家共同关心的问题，它是科学配方得以实现的保证。将加工工艺学科与动物营养学科有机结合，使得动物生产性能、机体健康和动物产品的质量有更大的提高。近年来，随着养殖业的发展，人们对饲料品质的要求越来越高，同时，饲料加工方法和加工技术也在不断拓展和进步。为适应这一发展需要，人们对加工过程对营养影响的研究，即加工过程对饲料营养价值和动物生产性能影响的研究越来越重视。为此，本文把近年来实验室的有关研究结果作一总结。

    一、问题的提出
    目前，大家对膨化饲料优越性的观点比较一致，其认识多半是根据国外对斑点叉尾鮰、欧洲鳗以及鲑鳟鱼类的研究作出的。我们根据目前市场对商品挤压膨化饲料的应用情况，认为有以下几个方面的特点：
    1.相同配方对草鱼、鲤鱼、鲫鱼、罗非鱼等的养殖效果如生长速度、饲料效率等优于常规硬颗粒饲料。
    2.相同饲料配方挤压膨化饲料的生产成本高于硬颗粒饲料生产成本约150～200元/t。
    3.膨化饲料养殖的部分鱼类体型很肥、不耐运输。
    那么，挤压膨化饲料的养殖效果优于硬颗粒饲料的原因究竟何在？从理论上讲，一方面可能是由于挤压膨化饲料改善了养殖鱼类对饲料的消化利用率带来的结果。因为挤压膨化加工对饲料性质的影响是利、弊同在的。通过膨化加工使饲料原料性质、原料中化学成分如蛋白质、碳水化合物等的性质发生变化，显著改善了养殖鱼类对饲料的消化利用率。另一方面，挤压膨化饲料的优良效果可能仅仅是对饲料投喂过程中饲料的节约效果。据国内外研究资料表明，在池塘、网箱养殖生产中，在进行饲料投喂时有5%～30%的饲料是鱼没有摄食到而直接进入养殖水体，导致饲料的浪费和水体的污染。而挤压膨化饲料由于多数是浮性饲料、且在水体中的保型性非常好，可以在24h内保持颗粒的完整性。因此，可以显著减少饲料在投喂过程中的饲料损失量。这样，在投喂饲料量相同时，挤压膨化饲料可以较硬颗粒饲料多5%～30%的饲料量被养殖鱼类摄食，从而产生显著的养殖效果。
    如果前者推断成立的话，挤压膨化加工方式应该显著提高饲料原料、尤其是植物性饲料原料的消化利用率，那么进一步提高饲料配方中植物性饲料原料的使用比例，甚至研制出无鱼粉、无动物蛋白饲料原料的全植物性配合饲料产品，饲料成本就可以显著降低，还可以改善养殖鱼类的品质，如养殖鱼类的肉品风味、体型等。如果后者推断成立的话，那么，挤压膨化饲料的优良效果仅仅是养殖生产中饲料的损失减小带来的结果，一切问题均简化了。或者是两者兼而有之。如何对上述推断进行定量的评价，这就必须进行大量的试验，如室内试验（离体消化率、蛋白质溶解度、酶解动力学等的研究）和生产试验，进行综合评价。这个问题的解决是对膨化饲料的深入认识，对养殖鱼类饲料生产有很大的指导意义。

    二、膨化对饲料生化组成的影响
    对同一批膨化和未膨化的豆粕、棉粕、菜粕、玉米、次粉、鱼粉和肉骨粉等饲料原料，采用常规方法测得其常规营养组成见表1。从表1可以看出，饲料膨化后水分含量均提高了，以植物性能量饲料玉米和次粉膨化后水分含量增加zui高，达到4%以上；其次为植物性蛋白饲料豆粕、棉粕和菜粕膨化后，水分含量增加了2.5%～3.5%；而动物性蛋白饲料鱼粉和肉骨粉膨化后水分含量增加zui少，在2.0%以下。这可能是因为膨化后饲料原料内部疏松的结构更加容易吸收水分，尤其是淀粉含量越高的，其膨化后吸收水分的能力就越强。表1的结果证实了这一点。但我们把膨化前后饲料的营养成分按干物质计，饲料干物质的蛋白质含量基本保持不变，说明膨化对饲料中氮的含量没有影响。但膨化后饲料中氨基酸的有效性降低了，尤其是赖氨酸的有效性降低。如何来量化赖氨酸利用率的降低、淀粉糊化率的提高？这是膨化工艺对饲料营养价值产生的关键影响，还值得系统、深入地研究。总的来说，饲料膨化后，水分含量提高了，饲料风干物质的营养水平降低了，但饲料干物质的营养水平基本保持不变。这就要求饲料生产者提高对膨化饲料的管理水平，缩短储藏时间，防止其变质。

     表1 几种饲料膨化前后常规营养成分的变化 （为风干物质的百分含量）

    三、膨化对饲料溶解度的影响
    鱼类对食物的消化作用主要依赖于消化酶的作用。食物成分要能够被水解，首先要能够溶解于水中，即由固体状态变为可溶解或悬浮状态（胶体溶液）。随后，在消化酶的作用下，将大分子的蛋白质肽链水解为不同氨基酸残基的小肽链（或肽段），再在肽酶作用下水解为小肽（如二肽、三肽）、氨基酸，才能被鱼体吸收和利用。因此，饲料中蛋白要很好地被鱼体消化和吸收，就需有很好的水溶性。饲料蛋白质溶解度的测定就是了解蛋白质的溶解性，也是评价饲料蛋白质营养价值的指标之一。 
目前，大豆蛋白质溶解度的研究较多，并把溶解度作为加工质量指标之一进行评价。膨化使饲料蛋白质变性，打破原来的原子结构，氢和二硫化合物的键重新排列，形成具有弹性的网状结构，新生基质含各种可溶物，可与淀粉基质相混，增强饲料稳定性和提高营养成分的消化率。经过膨化的蛋白质，其分散性指数（PDI）会有所下降，而对蛋白质含量无影响。大豆膨化加工后，其蛋白质溶解度随膨化温度的升高而呈线性下降，当膨化温度达140℃时，蛋白质溶解度骤然下降至32.59%，其主要原因是由于热变性之后疏水性键亚基的活性增强而发生的聚集作用，同时赖氨酸受损严重，比生大豆下降约8.75%，这是由于膨化过程中氨基酸与还原性糖类发生了美拉德反应。但对其它饲料膨化后，其蛋白质溶解度产生的变化还未见报道。为此，我们采用Dale等（1987）方法对几种饲料的蛋白质的溶解度进行了测定，其结果见表2。

                            表2 几种饲料的蛋白质溶解度 （%）

注：均为风干样品，过80目标准筛。

    从表2可以看出，经过挤压膨化后，除鱼粉外，饲料蛋白质的溶解度都明显下降，尤其是膨化豆粕下降得zui多，下降了45%。这说明不同的饲料应有不同的膨化工艺参数，且加工必须适宜，否则会造成不良影响。按理说，蛋白质的溶解度越高，其消化率也应越高。但从对蛋白质溶解度和蛋白质消化率的比较可以看出（见表2、3），溶解度与蛋白质消化率之间无正相关关系，这说明不能由溶解度高低推断蛋白质利用率的高低，还有待进一步研究。

    四、膨化对饲料离体消化率的影响
    鱼饲料营养价值的评定，除了对所配制的饲料营养价值进行评价外，还需对组成配合饲料的饲料原料之营养价值进行评定，且后一种评价可能更具有实际意义，因为配合饲料的营养价值或消化率等于各原料营养价值或消化率的总和，若准确知道了各饲料原料的营养价值，那么基于可加性原理，配合饲料本身的营养价值即可简单地推算出，这对饲料生产部门饲料配方的研制和调整无疑有很大的帮助。另一方面，从鱼类营养研究的历史看，体内消化法是鱼类营养学家研究比较*、运用zui成熟的一套方法，也是目前上在实验室内进行鱼饲料消化率测定的方法。但由于鱼类生活在水域环境中，要进行活体或在体外研究非常困难，但离体消化率高的原料在鱼体内也应具有较高的消化率。基于以上原则，我们用体外消化法探讨了鱼肠道对几种饲料的消化率（见表3），力图建立一种能够快速、准确测定鱼体对不同饲料原料和配合饲料消化利用能力的研究方法。 
    目前，一方面可以通过饲料配制技术来提高饲料的营养价值，另一方面可以通过饲料加工技术（如膨化处理）来改善饲料的利用率。在这里，我们探讨了膨化工艺对饲料离体消化率的影响。从试验结果看，豆粕、鱼粉、肉骨粉膨化后，草鱼、湘云鲫、岩原鲤三种鱼对其蛋白质的离体消化率均降低，一方面饲料膨化提高了淀粉的糊化率，抗营养因子（如*抑制剂和*抑制剂）失活，一定程度上改善了饲料的质量，产生有利的影响，但可能主要是因为豆粕、鱼粉、肉骨粉为高蛋白饲料，其淀粉含量较低，而赖氨酸含量较高，挤压膨化过程中易与一些还原糖发生美拉德反应，从而导致赖氨酸的有效性降低。棉粕、菜粕膨化后，草鱼、湘云鲫、岩原鲤三种鱼对其干物质和蛋白质的离体消化率均增加。这说明膨化加工能在一定程度上降低棉粕、菜粕等植物蛋白饲料中抗营养因子的含量，加之其赖氨酸含量不高，美拉德反应的影响也不及豆粕，总的表现为其饲用价值得到提高。而玉米、次粉膨化后，草鱼、湘云鲫两种鱼对其干物质和蛋白质的离体消化率均显著增加（p<0.05），尤其是玉米膨化后，草鱼、湘云鲫对其干物质和蛋白质的离体消化率增加一倍以上，这可能是由于玉米、次粉的淀粉含量较高，经膨化后淀粉物理结构发生了变化如糊化、分解等；糊化的淀粉会与蛋白质进行物理结合，而消化酶很容易消化糊化淀粉，释放出被结合的蛋白质，使之被消化利用，从而提高了对膨化玉米和膨化次粉蛋白质的消化率。

            表3 几种鱼肠道对膨化和非膨化饲料的离体消化率（%）

    另外，草鱼、湘云鲫、岩原鲤三种鱼对不同种饲料的离体消化率是不同的，这一方面是由饲料原料的种类和性质所决定，另一方面也是鱼体消化道特性和消化酶的特性所决定的。
    总的来看，饲料膨化后，对其形态和性质产生了有利或不利的影响，或两者兼而有之；不同饲料其影响效果和离体消化率不同，在实际生产中应控制和降低不利影响的发生。

    五、膨化对饲料酶解动力学的影响
    饲料蛋白经过动物机体消化酶的作用，水解成为小肽（一般为二肽、三肽）、氨基酸后，才能有效地被吸收，这在畜禽研究上已成定论。对鸡、猪的研究结果表明，动物对小肽的吸收效率显著高于对氨基酸的吸收效率；而鱼类消化道对饲料蛋白水解产物———小肽、氨基酸的比较研究还未见报道。鱼类对食物蛋白质消化的终产物以小肽为主还是以氨基酸为主及其种类、量和比例等，需要进行系统、深入的研究。我们仅从草鱼、湘云鲫、岩原鲤肠道研究饲料蛋白的生成速度。因酶解速度和水解生成氨基酸的能力，也可作为饲料蛋白质营养价值的评定指标之一。

图1  草鱼对蛋白饲料酶解氨基酸生成速度的比较

图2  湘云鱼对蛋白饲料酶解氨基酸生成速度的比较

    由图1、2、3可知，豆粕、鱼粉、肉骨粉膨化后，草鱼、湘云鲫、岩原鲤肠道对其水解能力均下降；菜粕、玉米、次粉膨化后，其水解能力均上升，尤其是玉米膨化后，草鱼、湘云鲫对其水解能力成倍增加；而棉粕膨化前后，其水解能力影响不大。这可能与饲料本身的蛋白质品质和酶对蛋白质的酶切位点有关。另外三种鱼对不同饲料的水解能力是不一致的，可能是由鱼体消化道特性和消化酶的特性所决定的。

图3  岩原鲤对三种蛋白饲料酶解氨基酸生成速度的比较

    总体来看，饲料膨化后，鱼对其酶解氨基酸的生成速度均产生了影响，对蛋白含量高的产生了不利影响，对蛋白含量低的起到积极作用，尤其是对淀粉含量高的饲料，膨化后其酶解氨基酸的生成速度大大提高，如玉米、次粉等。目前，膨化饲料在生产上起到的积极作用是否主要是能量饲料膨化或淀粉糊化后利用率提高所致，尚需进一步探讨。

    六、膨化饲料对鱼生长的影响
    鱼类从摄食的饲料中获取养分，并同化为自身物质以构建机体，实现个体生长，生长率的高低取决于饲料摄入量的多寡和饲料营养价值的高低。在试验中发现，饲料膨化后各试验组湘云鲫的摄食率提高了0.72%～2.97%，这可能是饲料膨化后淀粉糊化度高，纤维软化，同时脂肪从颗粒内部渗透到表面，使饲料具有特殊的香味，提高了适口性，因而摄食率提高。但也有报道，虹鳟对膨化饲料的摄食率低于未膨化饲料，并认为是因为膨化饲料的消化利用率提高和膨化饲料在肠道内吸水膨胀更容易产生饱感所致。
    从生长试验结果看，饲料膨化后湘云鲫的生长率和饲料系数并未体现出优越性，相反，饲料膨化后各试验组湘云鲫的瞬时生长率下降了1.03%～14.34%，饲料系数增加了10.78%～25.41%。这说明饲料膨化后并未提高鱼的消化利用率，鱼体为满足其生长的需要还必须摄食更多的饲料，因而饲料系数较高。而饲料中膨化豆粕比例从35.7%降到25%时，湘云鲫的瞬时生长率呈现上升趋势，饲料系数呈现下降趋势。由图2可知，湘云鲫肠道对非膨化豆粕蛋白质的酶解速度为30.077mg/h，而膨化后为21.264mg/h，下降了29.30%，这说明豆粕膨化后其可消化性和饲用价值显著下降。这可能是膨化加工对豆粕产生不利影响所致，如发生美拉德反应导致赖氨酸有效性降低。而当饲料中膨化豆粕比例降到25%以下，即膨化棉粕由25.5%增加到36.76%时，同棉粕未膨化组相比，湘云鲫的瞬时生长率却增加了1.46%～3.67%，饲料系数下降了3.32%～5.45%。这说明膨化加工能在一定程度上降低棉粕中棉酚等抗营养因子的含量，使棉粕的饲用价值提高。但饲料中膨化棉粕比例由25.5%增加到36.76%时，湘云鲫的瞬时生长率却下降了7.74%，饲料系数增加了21.99%，这可能是饲料中膨化棉粕用量的增加，造成棉酚浓度的增加，影响了饲料的利用。美国学者Herman于1970年首先报道了棉酚对虹鳟有强烈的毒性作用。Flower等又证实了棉酚可造成大麻哈鱼死亡并有阻碍生长的作用。
    目前，商品膨化饲料是饲料配制后再膨化加工而制成的，而我们的试验饲料是在其原料膨化后再加工而成的硬颗粒饲料，应该更具有代表性，并且对热敏性维生素的破坏相对较小，故可排除此因素的影响。我们在试验设计时仅是通过三种植物蛋白的搭配来满足鱼对蛋白质的需求，从试验结果来看，膨化豆粕用量的减少会提高配方的养殖效果，在实际生产中是否可以通过添加结晶性氨基酸来减少膨化豆粕的用量？这有待进一步探讨。

    七、关于膨化饲料应用的几个问题
    目前，大家对膨化饲料优越性的观点比较一致，其认识多半是根据国外对斑点叉尾鮰、欧洲鳗以及鲑鳟鱼类的研究作出的。饲料膨化后,一方面可能提高了饲料的利用率，另一方面，延长了饲料的保型时间、减少了饲料的损失，一般可以在24h内保持颗粒的完整性。这样，在投喂相同量的饲料时，挤压膨化饲料可以较硬颗粒饲料多5%～30%的饲料量被养殖鱼类摄食，从而产生显著的养殖效果。从我们的试验结果来看，湘云鲫对膨化饲料的利用并没有显示出优势性，相反，还对湘云鲫的生长产生一定的不利影响。这说明饲料膨化后并没有提高湘云鲫对饲料的利用效果，但此工艺条件下是否能够减少饲料的损失还值得研究。而在实际生产中，同配方条件下膨化饲料对草鱼、鲤鱼、鲫鱼、罗非鱼等的养殖效果如生长速度、饲料效率等好于常规硬颗粒饲料，是否就可以推断膨化饲料的优良效果仅仅是对饲料投喂过程中饲料的节约效果，则有待于进一步探讨。另外，我们在试验中发现，饲料膨化后极易吸收水分，因此，在鱼用膨化饲料的生长试验中，对饲料系数的比较应该按干物质来计，否则有较大的误差。但考虑到作为商品膨化饲料在实际应用时不可能按干物质来计算，所以，我们的饲料系数是按自然状态来计算的。
    我们对膨化饲料的研究仅是开始，还有许多理论和生产应用的问题需要解决，如不同种类的鱼对膨化与非膨化饲料的消化利用率是否有差异？饲料配制后加工成挤压浮性料和饲料膨化后加工成硬颗粒饲料的经济成本和养殖效果的差异？如何定量评价膨化加工对饲料的影响，包括饲料营养物质的消化率，饲料氨基酸的利用率，尤其是赖氨酸的利用率的降低，维生素的损失等。
    加工与营养的关系越来越引起营养学家和饲料加工者的关注。目前，膨化饲料在实际生产中的优越性已经显示出来。我们相信，以膨化为代表的新一代饲料加工工艺将在本世纪扮演重要角色，膨化加工在未来的水产养殖生产应用中将发挥更大的作用，它将保证我国水产养殖业的持续发展。