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          飼料加工中熱敏物質(zhì)的損失及后添加解決工藝討論

          2024-05-09
          影響熱敏物質(zhì)活性的加工工序

          維生素、酶制劑和益生菌作為高效飼料添加劑,已日益為人們所重視,但應(yīng)用效果不一,原因是在應(yīng)用過程中使其破壞的因素太多。目前飼料加工工藝中對(duì)酶制劑起破壞作用的主要是制粒和膨化工序。

          1.制粒工序

          在制粒過程中,需要加入4%-5%的蒸汽進(jìn)行調(diào)質(zhì),使物料升溫至50℃左右。粉料在調(diào)質(zhì)器中滯留15s以上,最少也不低于6s。另外,物料與壓輥、壓模與??字g的摩擦,也可升溫5一20 ℃,從而使制粒后顆粒溫度達(dá)到70~90 ℃,甚至100 ℃左右。

          2.膨化工序

          在擠壓膨化工藝中,溫度可高達(dá) 130~160 ℃,但是飼料在如此高的溫度下的滯留時(shí)回很短(5~10 s) 。在加工浮性水產(chǎn)飼料時(shí),蒸汽和水的添加量達(dá)8 %。擠出物通過模頭時(shí)的最終壓力為3.45~4.0 MPa ,溫度為 125~138℃,水分25 %一27%。

          熱敏物質(zhì)在飼料加工中的損失

          1.維生素的損失

          維生素具有不飽和碳原子、雙鍵、羥基或?qū)ξ锢砼c化學(xué)因素非常敏感的結(jié)構(gòu),調(diào)質(zhì)過程中的高溫處理以及較長時(shí)間的擠壓導(dǎo)致溫度急劇上升,都會(huì)造成維生素活性降低(Lobo,2001)。Michael (2001)研究了不同制粒工藝參數(shù)下維生素的保存率,結(jié)果發(fā)現(xiàn),隨著制粒溫度的上升和制粒時(shí)間的延長,各種維生素的存留量隨之下降。

          王紅英等(2004)的研究結(jié)果表明,隨著制粒溫度的上升,維生素C的保存率隨之下降,當(dāng)制粒溫度為90℃時(shí),保存率只有56%。當(dāng)壓力為0.55MPa時(shí),保存率最低為60 %。BASF公司對(duì)飼料中維生素?fù)p失及 ROCHE公司于1991年對(duì)英國主要飼料廠顆粒飼料加工過程中不同維生素?fù)p失的實(shí)測(cè)結(jié)果(制粒溫度為70~90 ℃)見表1。

          2.酶制劑的損失

          飼料加工中的調(diào)制﹑制粒及膨化均容易使酶類變性失活。一般酶活性的最適溫度為30—45℃,超過60℃時(shí)酶就會(huì)變性,喪失活性。制粒膨化過程中,大多數(shù)酶制劑的活性都將喪失殆盡。史清河(2000)研究表明,制粒溫度為79 ℃時(shí),植酸酶活性下降45.8.%,8O ℃時(shí)則下降87.5 %。鄧君明等(2002)研究表明,75 ℃和 95℃的制粒溫度,可使β-葡聚糖酶的活性分別降低40 %和70 %,當(dāng)溫度超過110 ℃時(shí)β-葡聚糖酶和纖維素酶活性全部喪失。木聚糖酶在75、85和95℃溫度條件下,處理5min,制粒后酶活性的損失率分別達(dá)到15.58 %、24.54 %和59.96 %;處理10 min,酶活性的損失率分別為 19.80 %、27.40 %和61.93 %。

          以大麥和小麥為主要原料的豬飼料在膨化加工后,其中熱敏性較高的植酸酶在經(jīng)過各個(gè)加工工序的相對(duì)活性如表2所示:

          3.益生菌的損失

          益生菌的本質(zhì)是活性微生物或其培養(yǎng)物﹐對(duì)溫度、壓力、氧氣等比較敏感。制粒膨化過程中的溫度可達(dá)到100~200 ℃,并伴有高濕(容易使物料升溫),高壓現(xiàn)象,且氧含量低(對(duì)需氧桿菌損害尤其大) ,在該條件下大多數(shù)益生菌的活性都將受到不同程度的影響。

          溫度對(duì)益生菌的影響尤為明顯,乳酸桿菌類益生菌,在65~75℃下致死。芽孢桿菌類益生菌由于含有芽孢,能耐100 ℃的高溫,但飼料制粒膨化過程中可以產(chǎn)生高于100 ℃的溫度﹐所以加工對(duì)芽孢桿菌的活性仍然存在一定影響。氧的含量主要影響需氧益生菌如大多數(shù)芽孢桿菌類益生菌的活性。加工過程產(chǎn)生的缺氧狀態(tài)必然減少芽孢桿菌數(shù)量,并影響其作用效果。徐海燕等(2005)研究表明,添加了益生菌的顆粒料經(jīng)過高溫制粒后,活菌損失率在5 %~10 %之間。

          防止熱敏物質(zhì)損失的解決方案:后添加工藝

          1.不同的后添加方法

          1.1直接添加懸浮液或膠體

          Kvanta1987年報(bào)道將含有少量生物活性的物質(zhì)(包括維生素﹑酶制劑﹑微生物制劑等)結(jié)合到制粒后的飼料中,將含有生物活性的物質(zhì)先與一種惰性物質(zhì)載體混合成液體,形成均勻的懸浮液,懸浮液再通過一種設(shè)備轉(zhuǎn)化為一種可作用于粒料的形態(tài),形成均勻的一層薄膜覆蓋于粒料的表面。

          Lavery1996年也報(bào)道了一種添加酶制劑等組分到顆粒中的方法:將添加物質(zhì)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(duì)混合機(jī)的污染也很小,它的添加量約為2~40kg/t。這兩種添加方法 ,比較適合于小批量生產(chǎn)飼料或農(nóng)場(chǎng)自行加工。

          1.2噴霧添加液體

          國外幾種比較有代表性的液體添加系統(tǒng)如下:

          德國Amandus Kahl 公司是開發(fā)后置添加技術(shù)的先行者,其液體添加系統(tǒng)的核心是旋轉(zhuǎn)噴霧添加機(jī)。據(jù)資料介紹,當(dāng)用于添加植酸酶時(shí),液體分布的均勻度變異系數(shù)小于10 %;當(dāng)顆粒料的流量為5~20t/ h時(shí),液體料噴在顆粒飼料上的達(dá)98 %以上。

          比利時(shí)的Schranwen公司與美國的Finn-feads 公司聯(lián)合開發(fā)了新型噴涂—添加系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過一臺(tái)泵將液態(tài)的酶制劑以經(jīng)過計(jì)量的流速送至氣助霧化噴嘴,噴嘴位于旋轉(zhuǎn)圓盤的上方,這個(gè)圓盤從一個(gè)沖擊式稱量器中接收顆粒飼料,并能使物料在其上面停留大約30s 。由于圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng),再加上有一個(gè)槳輪對(duì)顆粒飼料的不斷翻動(dòng),因而所有的顆粒都能被噴涂。

          丹麥 Sprout-Matador公司于1999年開發(fā)了微量液體添加系統(tǒng),該系統(tǒng)主要用于添加酶制劑等微量液體組分到顆粒上。該系統(tǒng)的噴涂劑量能夠達(dá)到每1t飼料10g ,并且其變異系數(shù)(CV)小于10 % 。

          2.后添加點(diǎn)的選擇

          顆粒未冷卻時(shí)添加酶制劑等熱敏性微量組分,也會(huì)造成熱敏性組分的損失。后添加點(diǎn)一般選擇在顆粒冷卻后,可供選擇的有3處。

          (1)噴油設(shè)備:有的飼料廠本身備有油脂包埋器,加裝噴液系統(tǒng)不需要修改工藝流程。
          (2)螺旋輸送機(jī):采用在螺旋輸送機(jī)上安裝噴液的辦法,可節(jié)省設(shè)備成本投入;不足之處是混合均勻效果差,變異系數(shù)一般大于20 %。
          (3)液體噴涂機(jī):這類設(shè)備一般安裝在顆粒冷卻器后。

          3.后添加工藝的關(guān)鍵點(diǎn)

          3.1連續(xù)計(jì)量的準(zhǔn)確性

          同常規(guī)的添加一樣,后添加組分的精確添加對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量至關(guān)重要。供料系統(tǒng)的不精確,噴液系統(tǒng)的計(jì)量不準(zhǔn)或供料系統(tǒng)與嗩液系統(tǒng)比例相互不一致都將導(dǎo)致添加量的誤差,對(duì)最終產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生不良影響。

          3.2后添加液體組分分布的均勻性

          后添加液體組分的混合均勻度是評(píng)價(jià)后添加設(shè)備質(zhì)量好壞的關(guān)鍵指標(biāo)之一,其均勻度變異一般以小于7 %為好。

          3.3后添加組分體系的穩(wěn)定性

          對(duì)于單個(gè)顆粒而言 ,傳統(tǒng)的添加(原料混合前添加)能使組分均勻分布于顆粒內(nèi)部﹐而后添加則使添加組分集中于顆粒表面。因此附著在表面的液體必須考慮到以下二方面的穩(wěn)定性:①表面粘附的穩(wěn)定性。由于飼料在包裝或運(yùn)輸?shù)冗^程中都有可能造成對(duì)顆粒的破壞,提高飼料的含粉率,從而使液體組分比較集中于細(xì)粉中。這種變化不僅導(dǎo)致液體組分分布不均,還可能對(duì)動(dòng)物產(chǎn)生不良影響﹐因此要求液體成分能牢固地附著在固體顆粒的表面。②表面自身的穩(wěn)定性。后添加液體組分集中于顆粒表面后更易受環(huán)境因子,如溫度、光、氧氣及濕度等影響,從而導(dǎo)致在貯藏過程中這些組分的損失比普通料中的損失更快。因此要求這些液體成分有更好的自身化學(xué)穩(wěn)定性。

          (文章來源:寵物食品聯(lián)盟)

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