目前，隨著水產養殖業規模化、集約化和商品化的不斷發展，水產養殖動物所需要的配合飼料也在逐年增加。魚粉和豆粕是水產動物優質的飼料蛋白源，由於魚粉資源的匱乏和豆粕需求的增加，其價格不斷攀升。在水產動物飼料中，其他蛋白源替代魚粉和豆粕已廣泛應用於飼料市場。不過，其他蛋白源配製水產動物飼料，通常會缺乏不同種類水產動物所需的必需胺基酸。因此，在飼料配製和生產應用上，一般是採取提高配方中蛋白質的用量來解決，這樣會導致日糧其他胺基酸的過剩、蛋白質的浪費、飼料成本的增加、環境氮排放加大等問題。在植物性蛋白的水產動物日糧中添加賴氨酸、蛋氨酸等，在不影響水產動物生長和健康的情況下，可以解決減少飼料中蛋白質的用量。但是，在水產飼料中添加晶體胺基酸，對一些水產動物應用效果不理想的原因，已有研究表明：相對於蛋白質結合胺基酸吸收不同步、消化生理、水中溶失等。
水產配合顆粒飼料的生產、一般採用環模製粒和擠壓膨化（蒸煮）兩種工藝。飼料的制粒工藝過程是經過蒸汽熱能、機械摩擦能和壓力等因素的綜合作用結果，可殺滅飼料中的各種有害菌並提高飼料消化率等很多功能，但制粒過程中的熱加工會造成熱敏性營養成分的失效，如維生素、微生態製劑、酶製劑等，降低飼料效果。目前，晶體賴氨酸和蛋氨酸等在水產動物飼料配方中廣泛應用，然而，晶體胺基酸物化特性及其在飼料加工工藝中的穩定性，是否是影響其對水產動物應用效果欠佳的原因之一，有關這方面的研究，還未見報導。本研究探討了兩種不同飼料加工工藝及工藝參數對飼料中添加晶體胺基酸和微膠囊胺基酸穩定性的影響，及其晶體胺基酸和微膠囊胺基酸和不同工藝飼料產品對水中溶失的相互關係，以期為飼料加工生產中晶體胺基酸損失和水中溶失的減少提供參考依據。
1 材料與方法
1.1 試驗材料與飼料組成
DL－蛋氨酸（飼料級，質量分數≥98.5%），L－賴氨酸鹽酸鹽（飼料級，純度為99%）：無錫大江集團（無錫）；玉米醇溶蛋白：江蘇吳江市八坼藥用輔料廠；海藻酸鈉和明膠：國藥集團化學試劑有限公司。基礎飼料配方及原料組成見表1，將各原料進行混合和粉碎，使其全部通過80目篩；微量成分採取逐級擴大法添加與大原料混合均勻後，調質，制粒。
註：1．多維（每千克）：MnSO440mg；MgO10mg；K2SO440mg；ZnCO360mg；KI0.4mg；CuSO412mg；檸檬酸鐵250mg；Na2SeO30.24mg；Co0.2mg。
2．維生素A4000IU；維生素B630mg；維生素D3400IU；維生素E400mg；維生素B120.8mg；硫胺30mg；核黃素40mg；維生素K312mg；葉酸10mg；生物素3mg；泛酸100mg；肌醇50mg；維生素C500mg。
1.2 儀器與設備
FW100型高速粉碎機：津泰斯特儀器有限公司；HH－2型恆溫水浴鍋：金壇市榮華儀器製造有限公司；FC160C錘式粉碎機：海中藥機械廠；HJJ－20型螺帶混合機：無錫中亞糧機廠；Buhler－180實驗環模製粒機：布勒機械製造有限公司；DS32－II型雙螺杆擠壓機；濟南賽信膨化機械有限公司；Agilent1100液相色譜儀：美國安捷倫公司；Quanta－200掃描電子顯微鏡：荷蘭FEI公司。
1.3 試驗方法
制粒機制粒工藝參數（表2）及制粒流程：將3種不同的飼料原料混合後，分別取約1500g物料進行調質，調質設置條件：蒸汽通入流量為35g/min，調質溫度（90±5）℃，調質時間75s，調質後，物料水分約19%。環模直徑2.5cm，餵料制粒，待餵料頻率穩定後，取樣約800g顆粒飼料，然後立即置於密閉並且保溫的穩定器（5L帶塞廣口玻璃瓶）中，在溫度為95℃條件下穩定30min，然後在65℃下乾燥90min，冷卻至室溫，測定相關指標。
擠壓蒸煮工藝參數設定及制粒流程：雙螺杆擠壓機，套筒分3段，溫度分別為：加料區（Ⅰ區）溫度不變65℃，加溫區（Ⅱ區）根據試驗設計設4個不同的溫度不加熱、90℃、120℃、150℃，膨化區（Ⅲ區）90℃；螺杆長徑比為16∶1；模頭為6孔（模孔直徑為2.0mm）圓形；調節切刀可生產顆粒長為4.0mm～6.0mm。將3種不同的飼料原料混合後，再加水混合均勻，物料水分為32%，未調質，然後在不同的擠壓溫度下按照表2的擠壓工藝參數制粒，在各設定的參數穩定後，分別取待測樣品，在65℃下乾燥90min後，冷卻至室溫，測定相關指標。
1.4 水中穩定性和晶體胺基酸在水中的溶失
取約10g顆粒飼料單層置於不鏽鋼圓筒測試篩（直徑10cm，高5cm，底部網孔徑1.68mm）中，加蓋以防樣品外溢；將測試篩放入盛有100L淡水的水族箱中，在充氣使水流近似養殖水流0.8L/min條件下浸濾30、60、120、240、480min；將浸濾後的顆粒飼料和最初的顆粒飼料（未濾浸）放烘箱內在65℃溫度烘乾4h；然後計算浸濾顆粒和最初顆粒的乾物重。顆粒飼料水穩定性指標（Waterstabilityindex，WSI）=（浸濾顆粒乾物質質量/最初顆粒物質質量）×100。把在60min和120min時取的浸濾顆粒和最初顆粒飼料研磨，用Agilent1100Series高效液相色譜儀測定賴氨酸和蛋氨酸含量，計算其在水中的溶失率。
1.5 飼料中晶體胺基酸體外緩釋效果評價
人工腸液配製：參照對蝦消化液（肝胰臟和腸液）pH和蛋白酶活配製。將磷酸二氫鉀13.6g加水1000mL，用0.4%NaOH溶液調節pH至7.8；另將胰蛋白酶10g加適量水溶解，再將兩液混合，然後加水定容至2000mL即可。
取約8g顆粒飼料（120℃條件制粒）置於消化液內，分別在浸濾30min、60min、120min時取出，部分顆粒飼料；將浸濾後的顆粒飼料和最初的顆粒飼料（未濾浸）放入烘箱內，在65℃溫度烘乾4h；把在30min、60min和120min時取的浸濾顆粒和最初顆粒飼料研磨，用Agilent1100Series高效液相色譜儀測定賴氨酸和蛋氨酸含量，計算其在消化液中的釋放率，其公式為：
1.6 飼料晶體胺基酸測定
飼料樣品賴氨酸和蛋氨酸測定，用安捷倫公司的Agilent1100Series高效液相色譜儀測定。各飼料胺基酸淨含量=晶體（或微膠囊）飼料胺基酸含量－基礎飼料胺基酸含量。
1.7 數據處理
結果以平均值表示，採用SPSS17.0分析軟體進行ANOVA單因子方差分析和Duncan's多重檢驗，以P＜0.05作為差異顯著性判斷標準。
2 結果與分析
2.1 制粒和擠壓膨化工藝對加工前後胺基酸穩定性的影響
環模製粒和擠壓膨化工藝對晶體胺基酸和微膠囊胺基酸含量變化情況見表見3。在兩種飼料加工過程中，微膠囊胺基酸的損失低於晶體胺基酸。環模製粒工藝對晶體賴氨酸損失顯著高於微膠囊賴氨酸（P＜0.05），而對晶體和微膠囊蛋氨酸損失影響不顯著（P＞0.05），從結果分析可以看出，調質對晶體賴氨酸損失也有顯著影響（P＜0.05），而對微膠囊賴氨酸損失沒有顯著影響（P＞0.05）。冷擠壓對晶體和微膠囊賴氨酸損失均有顯著影響（P＜0.05），而對晶體和微膠囊蛋氨酸的損失影響不顯著（P＞0.05）。在擠壓工藝過程中，擠壓溫度超過90℃，加工均對晶體和微膠囊胺基酸損失有顯著影響（P＜0.05），且晶體胺基酸損失顯著高於微膠囊損失（P＜0.05）。
由表4可以看出，擠壓工藝制粒過程中，擠壓溫度顯著影響晶體胺基酸損失（P＜0.05），隨著溫度的升高，晶體胺基酸損失量有增加的趨勢，晶體賴氨酸損失分別為6.43%、9.83%、18.74%和26.66%，晶體蛋氨酸損失分別為1.73%、7.89%、13.66%和15.20%，而120℃與150℃擠壓其損失沒有顯著差異（P＞0.05）。不同擠壓溫度對微膠囊胺基酸損失影響不顯著，在未加熱、90℃、120℃和150℃擠壓溫度下，微膠囊賴氨酸損失分別為5.06%、6.68%、7.69%和8.35%；微膠囊蛋氨酸損失分別為0.57%、4.25%、5.14%和5.65%。
2.2 制粒和擠壓膨化工藝對飼料水中穩定性影響
由圖1分析可以看出，環模製粒工藝生產的顆粒飼料在水中的穩定性較差，在水中30min時，水中穩定性約為64.7%，浸泡60min時，水中穩定性約為18.2%，浸泡120min，顆粒飼料完全溶失在水中。擠壓膨化工藝生產的顆粒飼料在水中穩定性較好，且在水中浸濾相同時間情況下，隨著擠壓溫度的升高，顆粒飼料越穩定，而在120℃和150℃擠壓溫度下，顆粒飼料在水中穩定性差異不顯著。
2.3 擠壓膨化工藝對飼料胺基酸水中溶失的影響
由表5知，顆粒飼料隨著浸濾時間的延長，胺基酸在水中的溶失率升高。在相同浸濾時間（60min和120min），微膠囊胺基酸溶失率顯著小於晶體胺基酸溶失率（P＜0.05）。可見，微膠囊壁材減緩了胺基酸在水中的溶解，這也是選擇胺基酸壁材不溶於水或微溶於水的條件之一。在相同條件下，賴氨酸在水中的溶失率均高於蛋氨酸的溶失率。
2.4 套筒溫度對飼料胺基酸水中溶失的影響
由表6結果顯示，相同形式下的胺基酸，隨著生產的飼料所用擠壓溫度升高，飼料胺基酸水中溶失率有下降的趨勢，其原因是，隨著擠壓溫度的升高，飼料質構發生較大的變化，糊化度也在增加，使飼料在水中的穩定性增強，減少了飼料在水中的潰散，從而降低了晶體胺基酸在水中的溶失。同一擠壓溫度條件下，飼料賴氨酸水中溶失率要高於蛋氨酸溶失率，這與晶體胺基酸各自的特性有關，晶體賴氨酸極易溶於水，而晶體蛋氨酸微溶於水。
2.5 飼料晶體和微膠囊胺基酸水中溶失與飼料水中穩定性相關性分析
由圖2水中胺基酸溶失與飼料水中穩定性相關性結果分析可知，不論是晶體胺基酸形式或微膠囊胺基酸形式，飼料在水中穩定性與胺基酸在水中的溶失是正相關的。水中浸濾60min時，其相關係數均大於0.85，水中浸濾120min時，其相關係數均大於0.78。因此，在適宜擠壓工藝條件，特別是擠壓溫度的控制下生產的飼料，不僅水穩定性較好，也有效地保護了晶體胺基酸在水中的溶失。
3 結論
飼料加工對晶體胺基酸和微膠囊胺基酸的損失相比，相差不大，晶體賴氨酸多損失0.37%～8.02%，晶體蛋氨酸多損失1.16%～4.29%。只考慮減少在加工過程中胺基酸的損失時，應根據實際情況適當增加晶體胺基酸的添加量，以滿足配方胺基酸要求量和保證動物需要量。
相對於加工過程，晶體胺基酸在水中的損失較大。飼料水中浸濾60min時，不同擠壓溫度飼料晶體賴氨酸比微膠囊賴氨酸多溶失23.99%～40.68%，晶體蛋氨酸比微膠囊蛋氨酸多溶失9%～13.5%；飼料水中浸濾120min時，不同擠壓溫度飼料晶體賴氨酸比微膠囊賴氨酸多溶失24.42%～43.22%，晶體蛋氨酸比微膠囊蛋氨酸多溶失10.45%～17.47%。對底棲生活和「抱啃」攝食習性（飼料表面積與水接觸大、時間長）水產動物來說，利用微膠囊包被晶體胺基酸，減少飼料中添加胺基酸在水中溶失是十分重要的。