1．引言 

    　　酶制劑是由微生物產(chǎn)生的生物制品，自從1975年美國飼料工業(yè)首次把酶制劑作為添加劑應(yīng)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(yǎng)殖業(yè)的重視。但同時隨著畜牧業(yè)的發(fā)展，抗生素、激素和藥物類添加劑大量應(yīng)用于飼料中，動物食品污染和有害物質(zhì)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?xiàng)l例》，特別是最近公布了《飼料中鹽酸克倫特羅的測定》標(biāo)準(zhǔn)。“天然、綠色、無污染、無殘留”成為21世紀(jì)世界畜牧業(yè)發(fā)展的主題。酶制劑作為一類高效、無毒副作用和環(huán)保的“綠色”飼料添加劑在畜禽養(yǎng)殖業(yè)中具有廣闊的應(yīng)用前景，正在逐步替代常用藥物類添加劑，實(shí)現(xiàn)添加劑“綠色化”。

    

    　　飼料安全是關(guān)系到食品安全和群眾利益的一件大事，是全社會關(guān)注的熱點(diǎn)。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(jīng)濟(jì)損失，并引發(fā)了嚴(yán)重的政治事件，使整個歐洲的畜產(chǎn)品生產(chǎn)和食品工業(yè)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(chǎn)無殘留、無污染的天然 “綠色”畜產(chǎn)品是當(dāng)務(wù)之急。實(shí)現(xiàn)畜產(chǎn)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(yīng)用諸如酶制劑、微生物制劑等“綠色”生物技術(shù)產(chǎn)品，以解決畜牧生產(chǎn)中疾病的預(yù)防、生產(chǎn)性能的提高等問題。飼用酶制劑作為一種新型“綠色”環(huán)保添加劑，其效能特點(diǎn)有：

    

    　　①補(bǔ)充動物內(nèi)源酶的不足，提高飼料報酬；

    　?、诜纸庵参锛?xì)胞壁，促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收；

    　?、巯暳现械目?fàn)I養(yǎng)因子，提高飼料轉(zhuǎn)化率；

    　?、茉鰪?qiáng)動物的抗病能力，提高畜禽成活率；

    　?、萁档偷?、磷的排泄量，減少環(huán)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(zhì)，具有蛋白質(zhì)的一切理化性質(zhì)，與所有的蛋白質(zhì)一樣，酶對環(huán)境因素很敏感。溫度、pH值、水分、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、紫外線和貯存過程等都會對酶活產(chǎn)生很大的影響。隨著飼料廠中越來越多地裝備有熱加工設(shè)備，如膨化機(jī)、擠壓調(diào)質(zhì)器或其他類型的強(qiáng)調(diào)質(zhì)設(shè)備以及高溫短時加工設(shè)備。飼料在制粒、擠壓和膨化過程中受溫度、壓力和水分的強(qiáng)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(dá)120-150℃以上，并拌有高濕、高壓 [3]。在這樣的條件下，大多數(shù)酶制劑的活性都將喪失殆盡。經(jīng)過對以大麥和小麥為主要原料的豬飼料進(jìn)行上述膨脹加工，其中熱敏性較高的植酸酶在經(jīng)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；Van der poel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。 

    　　

    　　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(guān)。如將酶制劑進(jìn)行“包被”處理，制成微膠囊，酶的熱穩(wěn)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(zhì)被降解而失活。如制粒溫度超過85℃，就應(yīng)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(jīng)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(shù)日益受到青睞。制粒、膨化后噴酶是將液態(tài)酶制劑在飼料制粒、膨化后添加到飼料中去的技術(shù)，這樣就可避免在飼料預(yù)處理和制粒、膨化過程中損失添加劑的有效成分。

    

    　　3．后置添加技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

    

    　?、?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(chǎn)成本。

    

    　?、?把酶制劑等微量組分的添加設(shè)置在制?；蚺蚧螅捎秒x線噴涂工藝，有利于根據(jù)用戶的需求來添加，從而可以滿足用戶的要求。

    

    　?、?可以做到“即售即噴”，始終為用戶提供新鮮產(chǎn)品。

    

    　?、?通過采用離線噴涂工藝，飼料廠不僅可以節(jié)省成品倉的數(shù)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(tǒng)，進(jìn)而降低飼料廠的一次性投資。

    

    　　4．酶制劑后置添加技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀

    

    　　酶制劑后置添加技術(shù)在飼料工業(yè)中的應(yīng)用，首先始于氨基酸、油脂等液體添加技術(shù)。隨著動物營養(yǎng)學(xué)不斷深入以及飼料安全呼聲的不斷提高，人們認(rèn)識到保護(hù)酶制劑等熱敏性微量組分、降低環(huán)境污染和生產(chǎn)新鮮飼料的必要性和迫切性。世界上各設(shè)備生產(chǎn)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(jī)的行列上來，并不斷有新產(chǎn)品問世。

    

    　　國內(nèi)對液體后噴涂的認(rèn)識始于20世紀(jì)80年代末，而液體噴涂機(jī)的出現(xiàn)只是在近幾年。時至今日，生產(chǎn)廠家也屈指可數(shù)。機(jī)型主要有兩種：一種是以中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)院畜禽機(jī)械研究所的LC-50型噴涂機(jī)為代表的立式離心霧化噴涂機(jī)，另一種以瑞士Buhler公司早期產(chǎn)品DMWT系列為模型的臥式液體噴涂機(jī)。

    

    　　5．液體酶制劑后置添加技術(shù)

    

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

    　　

    　　5.1 不同的后添加方法

    

    　　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(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。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(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，對混合機(jī)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(chǎn)飼料或農(nóng)場自行加工。

    

    　　5.1.2 噴霧添加液體

    

    　　目前，國內(nèi)外有關(guān)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(yè)發(fā)達(dá)國家?，F(xiàn)把當(dāng)今幾種比較有代表性的液體添加系統(tǒng)介紹如下：

    

    　　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)Rotospray。該機(jī)機(jī)內(nèi)的中部設(shè)置有一組高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)碟，當(dāng)轉(zhuǎn)碟高速旋轉(zhuǎn)時，可將1ml的液體飼料原料分開為1000萬粒霧粒，噴灑在轉(zhuǎn)碟四周由上而下的顆?；蚺蚧暳仙?。該機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，噴霧效果好，分布均勻。據(jù)資料介紹，當(dāng)用于添加植酸酶時，液體分布的均勻度的變異系數(shù)小于10%；當(dāng)顆粒料的流量為5-20t/h時，液體料噴在顆粒飼料上的達(dá) 98%以上。

    

    　　比利時的Schranwen公司與美國的Finnfeads公司聯(lián)合開發(fā)了新型噴涂-添加系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過一臺泵將液態(tài)的酶制劑以經(jīng)過計量的流速送至一氣助霧化噴咀，噴咀位于一旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(fā)了一種液體噴涂系統(tǒng)，這種系統(tǒng)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(jīng)氣壓噴頭噴出，并且泵的輸出可根據(jù)飼料的不同而調(diào)整。

    

    　　Daniso公司也開發(fā)了一種將液體酶制劑噴涂到顆粒飼料表面的酶噴涂系統(tǒng)，這種噴涂系統(tǒng)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(chǎn)了一系列的液體酶制劑[5]。

    

    　　丹麥Sprout-Matador公司于1999年開發(fā)了微量液體添加系統(tǒng)（Micro Fluid System MFS），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)到每噸飼料10g，并且其變異系數(shù)（CV）小于10%。由于MFS系統(tǒng)能夠根據(jù)不同的飼料類型、配方的改變相應(yīng)地調(diào)整噴涂，從而節(jié)省時間。其液體添加的準(zhǔn)確性能夠達(dá)到98%以上[5,16,17]。

    

    　　BASF公司聯(lián)合ProMinent公司于1999年開發(fā)了一種新的先進(jìn)液體酶制劑應(yīng)用系統(tǒng)（PPA系統(tǒng)）。該系統(tǒng)著重在于其精確性，同時該系統(tǒng)的噴涂劑量能夠達(dá)到每噸飼料83ml。該系統(tǒng)擁有噴涂精確（±1.5%）和變異系數(shù)?。–V<10%）等特點(diǎn)。為了避免阻塞以及粉塵問題，該系統(tǒng)采用密閉，自我清理和故障自我排除等特點(diǎn)。PPA系統(tǒng)采用PLC控制面板控制可全自動喂料或單獨(dú)控制。

    

    　　我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院于2000年自行研究開發(fā)了一種液體噴涂系統(tǒng)LC50S。該系統(tǒng)的核心設(shè)備是液體噴涂機(jī)。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(zhì)，在離心力和重力的作用下，被在360℃的范圍內(nèi)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(nèi)的酶制劑等液體被泵入高速旋轉(zhuǎn)的液體盤內(nèi)，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(yùn)動的料簾在噴涂室內(nèi)，在槳葉的幫助下，經(jīng)充分接觸后落入混合室，在混合室內(nèi)進(jìn)一步混合后從料口流出。

    

    　　5.2 后添加點(diǎn)的選擇

    

    　　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(diǎn)一般選擇在顆粒冷卻后，可供選擇的有3處。

    

    　?、?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。

    

    　　⑵ 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%。

    

    　　⑶ 液體噴涂機(jī)

    

    　　這類設(shè)備一般安裝在顆粒冷卻器后，如臺灣ChemGen公司的回轉(zhuǎn)噴液機(jī)，它是一種桶形設(shè)備，其中央有一中空旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)。其上約30-60cm有一稍大飼料轉(zhuǎn)盤連于中空轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)速較慢，操作時粒狀自上下落于飼料轉(zhuǎn)盤上，被均勻掃至四周圓桶壁后，向下掠過液體分流轉(zhuǎn)盤外沿落至底板。同時液體即通過中空轉(zhuǎn)軸噴灑于液體分流盤后，被其高速旋轉(zhuǎn)的離心力向四周外沿下落的飼料簾均勻噴涂。

    

    　　6．存在的問題

    

    　　6.1 準(zhǔn)確性

    　　

    　　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(shè)一個旁路來檢測流量，但由于實(shí)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(fèi)時。為了達(dá)到所要求的精確性，液體和飼料的流動應(yīng)保持十分協(xié)調(diào)，噴涂系統(tǒng)應(yīng)該能夠處理較大的物料量，且應(yīng)在很短的時間內(nèi)就能反映出飼料流動的變化。但在實(shí)際生產(chǎn)中，物料流量動態(tài)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(zhǔn)確性難于達(dá)到所設(shè)定的要求。

    

    　　6.2 均勻性

    　　

    　　噴涂效果的均勻性可用變異系數(shù)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(chǎn)過程中流量不好控制，霧化結(jié)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?？偟恼f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。

    

    　　6.3 易剝離

    　　

    　　一般后置添加，液體是噴涂在顆粒飼料表面，在后續(xù)的包裝、儲運(yùn)過程中，顆粒飼料間會產(chǎn)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(zhì)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。

    

    　　7．小結(jié)

    

    　　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(huán)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(jì)將有著十分廣闊的應(yīng)用前景。盡管酶制劑在飼料制粒、膨化過程中活性損失嚴(yán)重，但后置添加技術(shù)作為飼料工業(yè)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(yè)開辟了廣闊的天地，必將在未來的飼料工業(yè)中發(fā)揮巨大的作用。