饲料限水糊化动力学及其颗粒结构特性的表征

作者：金楠; 李腾飞; 王红英^*; 方鹏; 段恩泽; 陈计远

来源：农业工程学报, 2020, 36(16): 293-299.

• 饲料
• 热处理
• 糊化动力学
• 颗粒结构
• 低水分

饲料的糊化作为一种功能特性广泛存在于饲料的热加工中,水分、温度和时间是影响饲料糊化的重要工艺参数。为探究饲料在水热处理过程中的糊化动力学参数及饲料颗粒结构的内在变化,该研究基于均匀板加热法,将25%和30%水分的育肥猪配合饲料,分别在75、80、85、90和95℃温度下,进行0.5、1、3、5、7和10min加热时间的热处理,分析热处理后饲料样品的糊化程度、糊化动力学参数、结晶特性、双折射特性和微观形貌等理化性质。结果显示,水分是饲料糊化的第一限制性因素,25%和30%水分饲料的最大糊化度分别为0.320 6±0.016 2和0.668 8±0.015 0,饲料的糊化过程遵循非线性一级动力学模型,且在热处理时长达到3 min左右时,糊化度趋向糊化终端的渐进值;由Arrhenius公式回归得到的25%和30%水分饲料糊化活化能分别为11 356.58和52 705.59 J/mol,是限制水分条件下的"不完全糊化活化能"。具有不同双折射消失程度的颗粒共存于同一热处理样品体系中,淀粉颗粒双折射性的消失从颗粒中心开始,热处理样品微观结构的变化主要表现为颗粒中心无定形区的优先破坏,中心结构的破坏导致颗粒表面塌陷,并促进了存在于淀粉颗粒无定形区直链淀粉的浸出;经过热处理样品的结晶图谱由A型转变为V型;晶体结构的破坏和重组同时发生但程度不同,样品的相对结晶度表现为先降低,并在特征温度明显回升后再次下降。研究结果为饲料热加工中原料的相互作用及变化机制提供了基础数据,对饲料调质和膨化工艺的优化具有潜在的应用价值。

• 单位
  北京城市学院; 中国农业大学