水产饲料后熟化工艺对饲用酶活力的影响

2014-02-27牛化欣

饲料工业 2014年20期

■牛化欣常杰后卫

(1.内蒙古民族大学动物科学技术学院，内蒙古通辽028000；2.广州市诚一水产科技有限公司，广东广州510000)

饲用酶制剂是一种以酶为主要功能因子的生物饲料添加剂，具有提高营养消化利用、提高免疫机能、高效环保等特性，不仅可以提高动物对饲料的蛋白质、糖类等的消化利用率，降低动物排泄物中的养分含量，减少环境污染，而且还可以消除饲料中抗营养因子和扩大非常规性饲料原料在配合饲料中的应用（Mahagna等，1995；Krause等，1998；红敏，2014）。

目前，酶制剂越来越广泛应用于饲料中，而在水产饲料中应用及研究也在逐渐增加（柴仙琦等，2014）。但是，水产配合饲料的加工需要高温、高压、高水分等条件，对饲用酶制剂的作用会产生一定的影响（杨海锋等，2014；徐雪梅等，2014）。然而，关于饲用酶在水产饲料加工各工序过程中的变化报道的较少。根据环膜制粒工艺生产不同耐水特性的水产配合饲料，需要后熟化加工工艺，因此本文就环模制粒工艺生产水产配合饲料，后熟化过程对蛋白酶和淀粉酶活力的变化以及作用进行了研究，为饲用酶在生产水产配合饲料加工中合理应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 饲用酶制剂及基础饲料

饲用复合酶制剂（蛋白酶：20 000 U/g，淀粉酶：2 400 U/g）、饲用蛋白酶制剂（5 000 U/g）：购于诺维信；枯草芽孢杆菌α-淀粉酶（3 000 U/ml）：购于无锡杰能科生物工程有限公司；豆粕、棉籽粕、面粉等饲料原料：购于无锡三里桥粮油市场；鱼油：购于无锡；鲁花花生油：产自山东；基础饲料、DNS溶液、福林试剂和磷酸盐缓冲液（pH值6.0和pH值7.0）、环模压粒机制硬颗粒饲料（下简称硬颗粒饲料）；其他试剂均为分析纯：采购于国药集团化学试剂有限公司。基础饲料组成见表1。

表1 基础饲料组成

1.2 水产饲料生产工艺

饲料生产工艺：原料接收→初清(含磁选)→粉碎(或微粉碎)→配料→混合→调质→制粒→后熟化→冷却(或干燥)→后喷涂→称重→包装。含酶饲料生产中，饲用酶在后喷涂中添加，考察后熟化温度85、90、95℃在0~40 min内饲用酶活性的损失。

1.3 主要仪器与设备

数显恒温水浴锅；GZX-9140 MBE型电热鼓风干燥箱、UV-2100型紫外可见分光光度计、DSHZ-300多用途恒温水浴振荡器、Buhler-180试验颗粒机(布勒机械制造有限公司)、自制后熟化密封箱。

1.4 测定方法

1.4.1 水分、淀粉含量、还原糖测定

饲料水分含量测定用烘干恒重法(GB/T 6435—2006)进行测定；饲料淀粉含量测定按照GB/T 5009.9—2008中酶水解法进行处理，饲料中淀粉充分水解成单糖后，用DNS法测定单糖含量；还原糖测定根据3，5-二硝基水杨酸法（DNS法）测定还原糖含量（齐香君等，2004）。

1.4.2 酶活力测定方法

含酶饲料中淀粉酶活力测定：称取1.000 g含酶饲料，加入到10 ml pH值6.0的缓冲液中，搅拌使其充分溶解，按工业酶制剂通用试验方法QBT 1803—1993，测定淀粉酶活力,以1.000 g含酶饲料的干重计算得出饲料酶活力。

含酶饲料中蛋白酶活力测定：取样1.000 g含酶饲料，加入到10 ml pH值7.0的缓冲液中，搅拌使其充分溶解。按工业酶制剂通用试验方法QBT 1803—1993测定蛋白酶活力，以1.000 g含酶饲料的干重计算得出饲料酶活力。

溶失淀粉酶活力测定：淀粉酶活力测定参照张龙翔等（1981）的方法。

2 结果与分析

2.1 水产饲料后熟化过程温度曲线

试验预设定的后熟化温度分别为85、90、95℃，而后熟化箱内0~40 min实测温度曲线如图1所示，其实际平均温度分别为85.00、89.97、94.98℃，试验预设定温度与实际操作温度基本一致。

图1 后熟化过程温度曲线

2.2 水产饲料后熟化温度对饲料酶活力及作用影响

2.2.13 种后熟化温度对饲用酶活力影响

饲料蛋白酶活力在85、90、95℃条件下后熟化过程中的变化情况，如图2所示。在同一后熟化温度条件下，饲料蛋白酶活力随着时间延长而下降；在同一后熟化时间点，饲料蛋白酶活力随着温度的升高而下降。蛋白酶在85、90、95℃条件下后熟化40 min，酶活力分别下降了37.7%、51.0%、86.5%。在85、90、95℃条件下后熟化，蛋白酶活力下降速度随着时间延长逐渐降低，温度越高下降速率就越快；后熟化过程前10 min，蛋白酶活力下降最多，分别下降了16.2%、37.7%、54.8%。85、90℃条件下后熟化10 min后，蛋白酶活力减少速度趋于直线；95℃下后熟化，蛋白酶活力损失速度由大变小。

饲料淀粉酶活力在85、90、95℃条件下后熟化过程中的变化情况如图3所示。在同一后熟化温度条件下，饲料淀粉酶活力随着时间延长而下降；在同一后熟化时间点，饲料淀粉酶活力随着温度的升高而下降。淀粉酶在85、90、95℃条件下后熟化40 min，酶活力分别下降了17.6%、26.0%、33.0%。90、95℃条件下，淀粉酶活力下降速度先迅速后缓慢，后熟化过程前10 min，淀粉酶活力下降最多，分别下降了10.1%、14.2%，10~40 min之间，酶活力损失随时间的变化而呈直线下降。以淀粉酶活力为y,后熟化时间为x，在本试验范围内85℃条件下，可得回归方程y=-1.524x+348.1，相关系数R2=0.998 9，淀粉酶活力和后熟化时间呈直线负相关。

图23 种后熟化温度对饲用蛋白酶活力的影响

图33 种后熟化温度对饲用淀粉酶活力的影响

根据不同种类水产动物摄食习性的需要，所投喂的配合饲料的耐水性也不同，所以环模制粒工艺生产硬颗粒饲料过程中后熟化条件也是不同的。因此，应根据后熟化时间和温度等条件考虑饲用酶活力的损失率，适当增加饲料的酶添加量，以期达到饲用酶来提高水产动物的生长和改善饲料利用率的较好效果。

2.2.2 水产饲料后熟化温度和饲料酶对饲料淀粉含量变化的影响

由图4所示，淀粉含量随着时间延长和后熟化温度的升高而降低，表明淀粉酶在后熟化过程中对淀粉有一定作用。在同一后熟化时间，温度越高，饲料淀粉含量越高，表明饲料淀粉酶对淀粉的酶解作用越小。饲料在85、90、95℃条件下后熟化10 min时，淀粉含量相对下降了7.3%、4.1%、2.5%，后熟化40 min时淀粉含量分别相对下降了14.4%、9.6%、6.3%。

图4 后熟化过程中淀粉含量的变化

在后熟化过程中，饲料淀粉酶对淀粉产生一定的酶解作用。熟化时间越长和温度越高，饲料淀粉糊化度越高，而饲料淀粉酶活力却越小。饲料即达到较好的糊化度，又取得一定的酶活，优化后熟化时间和温度显得十分重要。因此，添加淀粉酶在后熟化过程中发挥了一定的作用，在水产饲料中添加淀粉酶有利于水生动物对饲料中糖类的利用。

2.3 后熟化过程饲料水分含量对饲料酶活力作用的影响

不同水分含量饲料，后熟化前后淀粉酶活力结果如表2所示。后熟化后饲料水分含量分别为15.1%、16.1%、17.0%、18.0%，饲料中淀粉酶活力损失率分别为24.9%、25.0%、25.9%、28.0%，后熟化后水分含量为15.1%、16.1%的饲料中淀粉酶活力损失率差异性不显著(P>0.05)，后熟化后水分含量为15.1%、17.0%、18.0%的饲料淀粉酶活力损失率差异显著(P<0.05)。随着水分含量升高，酶活力损失率升高。因此，为减少饲料酶活损失，在后熟化过程中应考虑减少饲料水分含量。