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制粒是影响饲料中酶活性的关键因素。一方面,高温可以杀死饲料中的有害细菌;但另一方面,高温也可能会破坏饲料中重要成分的营养功效。因此,操作人员只能在很窄的温度范围内对饲料进行加热处理,以确保制粒效果和酶的活性。
中图分类号:S816 文献标识码:A 文章编号:1001-0769(2015)02-0064-02
饲料生产商必须确保饲料的安全,这要求在饲料的加工中采用比以前更高的温度对饲料进行热处理,特别在控制沙门氏菌上。但生产商还必须掌握好制粒参数,以确保添加剂的稳定性,尤其是酶的稳定性,制粒是颗粒饲料生产中的关键环节,会带来酶活性损失的巨大风险。在这个过程中,调质设备起着重要的作用。Adisseo公司通过试验比较了各种调质设备,包括单层或双层式传统调质器、加热和机械处理设备(如挤压器或膨胀器),以及采用各种操作参数,包括调质时间、热能和温度(80 ℃~90 ℃)。该试验利用添加了NSP酶的饲料以及木聚糖酶活性保持目标是1100 U/kg,在欧洲和亚洲的商用饲料厂中进行。
如表1所示,在大多数情况下,木聚糖酶的活性达到了目标值。但是,即使使用同类型的设备,因加工参数不同,如调质时间、制粒设备的特性、饲料的产量和冷却,结果也各异。下文对这些结果的解释源于文献资料和本公司的技术专家。
1 调质的影响
文献资料表明,由于添加蒸汽,调质温度对制粒后的酶活性回收率有直接的影响。此外,由于包被效应像“保险丝”一样,酶的失活不总是呈线性变化。试验表明,包被的木聚糖酶能耐受更高的温度,但仅限于某一水平以下:以图1为例,包被的木聚糖酶在高达85 ℃时能保持活性稳定,但在温度上升到95 ℃时活性损失35 %,超过了“保险阈值”。
调质时间也会影响酶活性的稳定性。在一台试行制粒机上进行的试验表明,调质时间由30 s延长至15 min时,在75 ℃~95 ℃之间的任何温度下,酶活性均会增加60 %的损失(图2)。调质时间越长,酶活性的损失就越大。相同的饲料在不同温度下经过15 s或15 min的调质,在每一种温度下,与调质时间为30 s时相比,调质时间为15 min时饲料中酶的活性损失了60 %。
包被的酶还能耐受特殊的热和机械处理(如挤压和膨胀),但同样只能在一定的范围内(表1,生产线5~7)。
2 制粒设备的影响
制粒设备的性能也会影响饲料中酶活性的回收率。如,增加压缩比(环模长度和直径的比值,L/d)可以提高颗粒质量,但也会增加饲料颗粒的最终温度,从而导致饲料中酶较高的损失率。压缩比以及生产线的产量(t/h)会影响饲料在环模内的滞留时间。法国Tecaliman研究所的研究表明,延长饲料在制粒机环模内的滞留时间会提高颗粒温度,并可降低肠杆菌数量。但是酶会发生怎样的变化?我们在客户饲料厂进行的试验证明,当使用两条相同的制粒生产线和利用相同的设备、相同的产品和同一温度时,木聚糖酶活性的回收率由79 %下降至21 %(表1,生产线3和4)。这两条生产线的主要区别是由于环模磨损和压辊间距的不同,导致用于饲料的制粒比能存在巨大差异,进而引起饲料流速不同(14.9 t/h对11.2 t/h)。
最后,冷却参数也会影响酶的活性。冷却器设计(垂直气流或逆流)和参数设定(风速与冷却时间相关)会影响酶活性的回收率,如生产线1和2的饲料中酶活性损失从13 %升至28 %。
3 两个重要指标
在所有会影响酶稳定性的制粒参数中,有两个重要的指标应该强调:制粒前饲料温度(表示酶耐热性的一个良好指标)和制粒比能(kWh/t)(表示制粒期间的酶活性损失)。此类研究首先需要为每项试验准备一套严格的操作规程和制定代表性样本的系统收集方法(遵守标准规定)。应该指出的是,当粉状酶已达到饲料厂能确保其最大活性的使用极限时,液态酶可能是一个安全的选择。□□
参考文献 (略)
原题名:Understanding technology helps in enzyme recovery(英文)
原作者:Jér?meLamoine(法国Adisseo公司产品应用技术专家)
中图分类号:S816 文献标识码:A 文章编号:1001-0769(2015)02-0064-02
饲料生产商必须确保饲料的安全,这要求在饲料的加工中采用比以前更高的温度对饲料进行热处理,特别在控制沙门氏菌上。但生产商还必须掌握好制粒参数,以确保添加剂的稳定性,尤其是酶的稳定性,制粒是颗粒饲料生产中的关键环节,会带来酶活性损失的巨大风险。在这个过程中,调质设备起着重要的作用。Adisseo公司通过试验比较了各种调质设备,包括单层或双层式传统调质器、加热和机械处理设备(如挤压器或膨胀器),以及采用各种操作参数,包括调质时间、热能和温度(80 ℃~90 ℃)。该试验利用添加了NSP酶的饲料以及木聚糖酶活性保持目标是1100 U/kg,在欧洲和亚洲的商用饲料厂中进行。
如表1所示,在大多数情况下,木聚糖酶的活性达到了目标值。但是,即使使用同类型的设备,因加工参数不同,如调质时间、制粒设备的特性、饲料的产量和冷却,结果也各异。下文对这些结果的解释源于文献资料和本公司的技术专家。
1 调质的影响
文献资料表明,由于添加蒸汽,调质温度对制粒后的酶活性回收率有直接的影响。此外,由于包被效应像“保险丝”一样,酶的失活不总是呈线性变化。试验表明,包被的木聚糖酶能耐受更高的温度,但仅限于某一水平以下:以图1为例,包被的木聚糖酶在高达85 ℃时能保持活性稳定,但在温度上升到95 ℃时活性损失35 %,超过了“保险阈值”。
调质时间也会影响酶活性的稳定性。在一台试行制粒机上进行的试验表明,调质时间由30 s延长至15 min时,在75 ℃~95 ℃之间的任何温度下,酶活性均会增加60 %的损失(图2)。调质时间越长,酶活性的损失就越大。相同的饲料在不同温度下经过15 s或15 min的调质,在每一种温度下,与调质时间为30 s时相比,调质时间为15 min时饲料中酶的活性损失了60 %。
包被的酶还能耐受特殊的热和机械处理(如挤压和膨胀),但同样只能在一定的范围内(表1,生产线5~7)。
2 制粒设备的影响
制粒设备的性能也会影响饲料中酶活性的回收率。如,增加压缩比(环模长度和直径的比值,L/d)可以提高颗粒质量,但也会增加饲料颗粒的最终温度,从而导致饲料中酶较高的损失率。压缩比以及生产线的产量(t/h)会影响饲料在环模内的滞留时间。法国Tecaliman研究所的研究表明,延长饲料在制粒机环模内的滞留时间会提高颗粒温度,并可降低肠杆菌数量。但是酶会发生怎样的变化?我们在客户饲料厂进行的试验证明,当使用两条相同的制粒生产线和利用相同的设备、相同的产品和同一温度时,木聚糖酶活性的回收率由79 %下降至21 %(表1,生产线3和4)。这两条生产线的主要区别是由于环模磨损和压辊间距的不同,导致用于饲料的制粒比能存在巨大差异,进而引起饲料流速不同(14.9 t/h对11.2 t/h)。
最后,冷却参数也会影响酶的活性。冷却器设计(垂直气流或逆流)和参数设定(风速与冷却时间相关)会影响酶活性的回收率,如生产线1和2的饲料中酶活性损失从13 %升至28 %。
3 两个重要指标
在所有会影响酶稳定性的制粒参数中,有两个重要的指标应该强调:制粒前饲料温度(表示酶耐热性的一个良好指标)和制粒比能(kWh/t)(表示制粒期间的酶活性损失)。此类研究首先需要为每项试验准备一套严格的操作规程和制定代表性样本的系统收集方法(遵守标准规定)。应该指出的是,当粉状酶已达到饲料厂能确保其最大活性的使用极限时,液态酶可能是一个安全的选择。□□
参考文献 (略)
原题名:Understanding technology helps in enzyme recovery(英文)
原作者:Jér?meLamoine(法国Adisseo公司产品应用技术专家)