酶制劑的后置添加技術

來自鄉下的狼

　　酶制劑是由微生物產生的生物制品，自從1975年美國飼料工業首次把酶制劑作為添加劑應用于配合飼料中并取得顯著效果后，飼用酶制劑日益受到世界養殖業的重視。但同時隨著畜牧業的發展，抗生素、激素和藥物類添加劑大量應用于飼料中，動物食品污染和有害物質殘留日益加重，飼料安全問題日益突出。目前，許多國家都在努力加大飼料添加劑的管理，西歐、日本、美國等國家相繼頒布了一系列法律，在飼料中禁止或限制使用抗生素、激素和藥物類添加劑。我國于1999年5月出臺了《飼料和飼料添加劑管理條例》，特別是最近公布了《飼料中鹽酸克倫特羅的測定》標準。"天然、綠色、無污染、無殘留"成為21世紀世界畜牧業發展的主題。酶制劑作為一類高效、無毒副作用和環保的"綠色"飼料添加劑在畜禽養殖業中具有廣闊的應用前景，正在逐步替代常用藥物類添加劑，實現添加劑"綠色化"。
　　飼料安全是關系到食品安全和群眾利益的一件大事，是全社會關注的熱點。近年來，歐洲一些國家因飼料安全問題如"二惡英"和"瘋牛病"等造成了巨大的經濟損失，并引發了嚴重的政治事件，使整個歐洲的畜產品生產和食品工業在國際競爭中長期處于不利地位。隨著我國加入wto的臨近，生產無殘留、無污染的天然"綠色"畜產品是當務之急。實現畜產品"綠色化"的核心問題是少用或不用抗生素等藥物類添加劑，應用諸如酶制劑、微生物制劑等"綠色"生物技術產品，以解決畜牧生產中疾病的預防、生產性能的提高等問題。飼用酶制劑作為一種新型"綠色"環保添加劑，其效能特點有：

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　　①補充動物內源酶的不足，提高飼料報酬；

　　②分解植物細胞壁，促進營養物質的消化吸收；

　　③消除飼料中的抗營養因子，提高飼料轉化率；

　　④增強動物的抗病能力，提高畜禽成活率；

　　⑤降低氮、磷的排泄量，減少環境污染。

　　2．制粒膨化過程中酶制劑活性的變化

　　酶作為一種蛋白質，具有蛋白質的一切理化性質，與所有的蛋白質一樣，酶對環境因素很敏感。溫度、ph值、水分、強酸、強堿、紫外線和貯存過程等都會對酶活產生很大的影響。隨著飼料廠中越來越多地裝備有熱加工設備，如膨化機、擠壓調質器或其他類型的強調質設備以及高溫短時加工設備。飼料在制粒、擠壓和膨化過程中受溫度、壓力和水分的強烈作用，這就破壞了酶制劑等熱敏性微量組分的大部分功效。

　　一般酶活性的最適溫度為30-45℃，超過60℃時酶就會變性，喪失活性。但制粒、膨化過程中的溫度可達120-150℃以上，并拌有高濕、高壓[3]。在這樣的條件下，大多數酶制劑的活性都將喪失殆盡。經過對以大麥和小麥為主要原料的豬飼料進行上述膨脹加工，其中熱敏性較高的植酸酶在經過各個加工工序的相對活性如表1所示[4]。israelsen報道，110℃時植酸酶的活性存留率為零；vanderpoel報道，110℃時β-葡聚糖酶和纖維素酶的活性已無法檢測到[5]；gradient報道，淀粉酶在80℃時活性明顯大幅下降。

　　

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　gradient等（1993）指出，制粒引起酶活性變化的程度和酶制劑的類型、制粒工藝有關。如將酶制劑進行"包被"處理，制成微膠囊，酶的熱穩定性就有所提高，一方面是防止了配合飼料加工過程中的熱、濕、酸和堿等不利因素的破壞；另一方面是躲過了酶制劑在胃液中作為蛋白質被降解而失活。如制粒溫度超過85℃，就應采用液體酶制劑噴涂到冷卻后的顆粒料上，從而避免高溫蒸汽對酶活的不利影響。

　　水分含量對酶制劑活性同樣有很大的影響。經過"包被"處理的飼用酶制劑，在干燥條件下，90℃加熱30min不會失活，但在相同溫度下供給蒸汽，酶制劑就會迅速失活。

　　由上述可知，制粒、膨化過程中的溫度、壓力和水分等對酶制劑活性有很大影響。因此，制粒、膨化后液體酶制劑噴涂技術日益受到青睞。制粒、膨化后噴酶是將液態酶制劑在飼料制粒、膨化后添加到飼料中去的技術，這樣就可避免在飼料預處理和制粒、膨化過程中損失添加劑的有效成分。

　　⑴可使酶制劑等熱敏性微量組分免受熱加工的損害，減少這些組分的添加量，從而降低生產成本。

　　⑵把酶制劑等微量組分的添加設置在制粒或膨化之后，采用離線噴涂工藝，有利于根據用戶的需求來添加，從而可以滿足用戶的要求。

　　⑶可以做到"即售即噴"，始終為用戶提供新鮮產品。

　　⑷通過采用離線噴涂工藝，飼料廠不僅可以節省成品倉的數量，而且也可以取代價格昂貴、占用空間較大的微量配料系統，進而降低飼料廠的一次性投資。

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　4．酶制劑后置添加技術的發展及現狀

　　酶制劑后置添加技術在飼料工業中的應用，首先始于氨基酸、油脂等液體添加技術。隨著動物營養學不斷深入以及飼料安全呼聲的不斷提高，人們認識到保護酶制劑等熱敏性微量組分、降低環境污染和生產新鮮飼料的必要性和迫切性。世界上各設備生產商，如瑞士的buhler、德國的kahl和chevita、美國的finnfeads、丹麥的sprout-matador、比利時的schranwen和荷蘭的wijnveen等公司紛紛投入到研制液體噴涂機的行列上來，并不斷有新產品問世。

　　國內對液體后噴涂的認識始于20世紀80年代末，而液體噴涂機的出現只是在近幾年。時至今日，生產廠家也屈指可數。機型主要有兩種：一種是以中國農業機械化科學院畜禽機械研究所的lc-50型噴涂機為代表的立式離心霧化噴涂機，另一種以瑞士buhler公司早期產品dmwt系列為模型的臥式液體噴涂機。

　　5．液體酶制劑后置添加技術

　　由于液體后噴涂的優越性，國內外飼料生產商紛紛采用這種工藝添加酶制劑等熱敏性微量組分

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　　5.1.1直接添加懸浮液或膠體

　　kvanta(1987)報道將含有少量生物活性的物質（包括維生素、酶制劑、微生物制劑等）結合到制粒后的飼料中，將含有生物活性的物質先與一種惰性物質載體混合成液體，形成均勻的懸浮液，懸浮液再通過一種設備轉化為一種可作用于粒料的形態，形成均勻的一層薄膜覆蓋于粒料的表面。lavery（1996）也報道了一種添加酶制劑等組分到顆粒中的方法：將添加物質與一種粘性膠體混合后，再與飼料顆粒混合。這種覆蓋膠體的顆粒基本上是均勻的，對混合機的污染也很小，它的添加量約為2-40kg。這兩種添加方法，比較適合于小批量生產飼料或農場自行加工。

　　目前，國內外有關熱敏性微量組分液體后置添加的報道不多，而且主要集中在歐美幾個主要工業發達國家。現把當今幾種比較有代表性的液體添加系統介紹如下：

　　德國amanduskahl公司是開發后置添加技術的先行者，其液體添加系統的核心是旋轉噴霧添加機rotospray。該機機內的中部設置有一組高速旋轉的轉碟，當轉碟高速旋轉時，可將1ml的液體飼料原料分開為1000萬粒霧粒，噴灑在轉碟四周由上而下的顆粒或膨化飼料上。該機結構簡單，噴霧效果好，分布均勻。據資料介紹，當用于添加植酸酶時，液體分布的均勻度的變異系數小于10%；當顆粒料的流量為5-20t/h時，液體料噴在顆粒飼料上的達98%以上。

　　比利時的schranwen公司與美國的finnfeads公司聯合開發了新型噴涂-添加系統。該系統通過一臺泵將液態的酶制劑以經過計量的流速送至一氣助霧化噴咀，噴咀位于一旋轉圓盤的上方，這個圓盤從一個沖擊式稱量器中接收顆粒飼料，并能使物料在其上停留大約30s。由于圓盤的轉動，再加上有一個漿輪對顆粒飼料的不斷翻動，因而所有的顆粒都能被噴涂到。

　　諾和諾德公司（1993）開發了一種液體噴涂系統，這種系統能滿足飼料制粒后液體酶制劑的要求。它主要由一個高精度的計量泵組成，它將精確量的液體酶制劑，經氣壓噴頭噴出，并且泵的輸出可根據飼料的不同而調整。

　　daniso公司也開發了一種將液體酶制劑噴涂到顆粒飼料表面的酶噴涂系統，這種噴涂系統在添加液體酶制劑時，能保證添加量的精確和安全，并且該公司還配套生產了一系列的液體酶制劑[5]。

　　丹麥sprout-matador公司于1999年開發了微量液體添加系統（microfluidsystemmfs），該系統主要用于添加酶制劑等微量液體組分到顆粒上。該系統的噴涂劑量能夠達到每噸飼料10g，并且其變異系數（cv）小于10%。由于mfs系統能夠根據不同的飼料類型、配方的改變相應地調整噴涂，從而節省時間。其液體添加的準確性能夠達到98%以上[5,16,17]。

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　　basf公司聯合prominent公司于1999年開發了一種新的先進液體酶制劑應用系統（ppa系統）。該系統著重在于其精確性，同時該系統的噴涂劑量能夠達到每噸飼料83ml。該系統擁有噴涂精確（±1.5%）和變異系數小（cv

　　我國農業機械化科學研究院于2000年自行研究開發了一種液體噴涂系統lc50s。該系統的核心設備是液體噴涂機。工作時物料盤和液體盤同時起動，停留在物料盤上的干物質，在離心力和重力的作用下，被在360℃的范圍內拋出，并形成一向下流動的均勻干物料簾。與此同時，液體罐內的酶制劑等液體被泵入高速旋轉的液體盤內，爾后在離心力的作用下被向上拋出，從而形成一向上的液體簾。兩種逆向運動的料簾在噴涂室內，在槳葉的幫助下，經充分接觸后落入混合室，在混合室內進一步混合后從料口流出。

　　顆粒未冷卻添加酶制劑等熱敏性微量組分，也會造成熱敏性組分的損失，所以后添加的添加點一般選擇在顆粒冷卻后，可供選擇的有3處。

　　⑴噴油設備有的飼料廠本身備有油脂包埋器，加裝噴液系統不需要修改工藝流程。

　　⑵螺旋輸送機采用在螺旋輸送機上安裝噴液的辦法，可節省設備成本投入，不足之處是混合均勻效果差，變異系數一般大于20%。

　　這類設備一般安裝在顆粒冷卻器后，如臺灣chemgen公司的回轉噴液機，它是一種桶形設備，其中央有一中空旋轉軸，自上穿過頂蓋后直到貼近底板，在其下方有一供形液體分流圓盤，可高速旋轉。其上約30-60cm有一稍大飼料轉盤連于中空轉軸上，轉速較慢，操作時粒狀自上下落于飼料轉盤上，被均勻掃至四周圓桶壁后，向下掠過液體分流轉盤外沿落至底板。同時液體即通過中空轉軸噴灑于液體分流盤后，被其高速旋轉的離心力向四周外沿下落的飼料簾均勻噴涂。

　　液體計量主要有流量計量和重量計量兩種，其中大部分采用成本較低的流量計量方式，流量計的精度范圍一般為±0.25%～±0.5%。同時流量計的校正通常是在流量計后設一個旁路來檢測流量，但由于實際噴涂管路的阻力和用來檢測的旁路的阻力不一致，造成校正費時。為了達到所要求的精確性，液體和飼料的流動應保持十分協調，噴涂系統應該能夠處理較大的物料量，且應在很短的時間內就能反映出飼料流動的變化。但在實際生產中，物料流量動態控制的精確性并不是很高，由此影響到液體添加劑的流量控制，使液體酶制劑添加準確性難于達到所設定的要求。

　　噴涂效果的均勻性可用變異系數來衡量。均勻性受很多因素的影響，尤其是霧化效果和飼料顆粒大小。目前常用的霧化方法有壓力霧化、離心霧化、氣流霧化和超聲波霧化等，其中以壓力霧化、離心霧化最為廣泛。壓力霧化在生產過程中流量不好控制，霧化結束時壓力顯著降低，噴涂均勻性受到影響。同樣，飼料顆粒大小很大程度上影響噴涂的均勻性。總的說來，顆粒大可以期望得到更好的均勻性，因此必須注意盡量減少顆粒飼料中的微粒。

　　

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　　一般后置添加，液體是噴涂在顆粒飼料表面，在后續的包裝、儲運過程中，顆粒飼料間會產生相互摩擦和碰撞，包裹在顆粒飼料表面的液體很容易從表面剝離形成粉末，降低了顆粒飼料中液體添加劑的含量。

　　6.4易氧化失活酶制劑等活性物質粘附在表面更容易受光照、氧化的影響，而造成貯藏期間較大的損失。

　　6.5可能造成顆粒料粉化率的提高。

　　在飼料安全問題日益突出的今天，飼用酶制劑作為一類高效、無毒副作用和環保型的"綠色"飼料添加劑，正在逐步取代抗生素等藥物添加劑，在21世紀將有著十分廣闊的應用前景。盡管酶制劑在飼料制粒、膨化過程中活性損失嚴重，但后置添加技術作為飼料工業的一個新生事物，可以很好地解決這一問題，這無疑給飼料工業開辟了廣闊的天地，必將在未來的飼料工業中發揮巨大的作用。

celiakim

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celiakim

不知道這樣的方式行不行，試試吧。

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