專利名稱：水產(chǎn)飼料加工中應(yīng)用的高效酶解工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及飼料加工技術(shù)，尤其是一種水產(chǎn)飼料加工中的高效酶解工藝。
背景技術(shù)：
飼料用酶制劑自上世紀(jì)80年代先后在國(guó)外、國(guó)內(nèi)研發(fā)成功后，在禽畜飼料中已越來(lái)越廣泛地被使用，尤其是植酸酶最為普遍，主要是它不僅能提高動(dòng)物對(duì)飼料中植酸態(tài)磷的消化吸收率，從而減少向飼料中添加磷的用量，還能減少養(yǎng)殖動(dòng)物的磷排放，有利于保護(hù)環(huán)境。近十多年來(lái)，非淀粉性多糖酶在飼料工業(yè)上的應(yīng)用也受到重視，主要是這一類酶能將植物性飼料原料中的非淀粉性多糖如纖維素、木聚糖、果膠、α-半乳糖和β-葡聚糖等降解，有效減少這一類物質(zhì)的抗?fàn)I養(yǎng)作用，提高飼料中蛋白質(zhì)等養(yǎng)分的利用率，不僅提高了飼料中養(yǎng)分的利用率，也減少環(huán)境污染。我國(guó)是一個(gè)動(dòng)物生產(chǎn)大國(guó)，飼料的年消費(fèi)總量?jī)H次于美國(guó)，水產(chǎn)飼料的產(chǎn)量位居世界第一位，因此，在我國(guó)推廣在飼料中使用酶制劑對(duì)于提高飼料資源的利用效率、保護(hù)環(huán)境有著巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。飼用酶制劑的問(wèn)世為動(dòng)物飼養(yǎng)、高效利用飼料資源和減輕環(huán)境污染提供了前景。 但目前國(guó)內(nèi)飼料生產(chǎn)中普遍采用的直接添加酶制劑的方式并沒(méi)有能發(fā)揮所期待的效果。造成這種現(xiàn)象的主要原因如下(1)飼料加工過(guò)程中有一個(gè)不可避免的高溫調(diào)質(zhì)流程，使得酶制劑活性降低，甚至全部失活。這種情況在水產(chǎn)飼料的加工過(guò)程中更為嚴(yán)重；(2)動(dòng)物消化道中內(nèi)源性的蛋白酶對(duì)酶制劑(外源酶)的降解作用不可避免，因此，外源酶活性又一次受損；(3)酶制劑作用的發(fā)揮程度取決于一定的環(huán)境條件是否得以滿足，如適當(dāng)?shù)臏囟取H和水分等，但動(dòng)物消化道的客觀條件很難與所使用的酶制劑的要求完全相吻合。目前，為了克服上述(1)所提及的問(wèn)題，有人采用在飼料制粒后采用噴涂液體酶制劑的方法加以解決，也有選用所謂的耐高溫酶予以克服。但對(duì)于上述分析中提到的第(2) 和⑶的問(wèn)題尚無(wú)解決方案的報(bào)導(dǎo)。因此，直至今日國(guó)內(nèi)飼料加工中如何為飼養(yǎng)動(dòng)物提供高效的酶解工藝依然沒(méi)有理想的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在提出一種針對(duì)上述酶制劑在生產(chǎn)性應(yīng)用中存在的三大障礙、 可應(yīng)用于飼料加工過(guò)程中的酶解反應(yīng)工藝，通過(guò)選用相關(guān)的通用飼料加工設(shè)備組合成一個(gè)能使所使用的酶制劑在可控條件下高效應(yīng)用的實(shí)施方案。實(shí)現(xiàn)在飼料制粒流程前就能對(duì)飼料原料進(jìn)行高效酶解處理，使酶制劑能在飼料中得以高效發(fā)揮作用。這種水產(chǎn)飼料加工中的高效酶解工藝，其特征在于在將已粉碎入倉(cāng)后的單一原料經(jīng)計(jì)量后輸入雙軸雙螺旋混合機(jī)內(nèi)，同時(shí)加入酶制劑和調(diào)節(jié)反應(yīng)體系PH的食品添加劑相混合后，用噴淋裝置向雙軸雙螺旋混合機(jī)內(nèi)噴入溫度在55-65 °C的水分后，再次混合使物料作體外酶解反應(yīng)；最后由刮板機(jī)將物料輸出至下道的飼料加工工序。下調(diào)PH值時(shí)用食品級(jí)的檸檬酸作為食品添加劑，上調(diào)時(shí)用食品級(jí)的小蘇打作為食品添加劑，PH值調(diào)節(jié)范圍在5. 0-7.0;酶解反應(yīng)時(shí)間按加水后混合10-15分鐘操作即可完成。物料經(jīng)粉碎后通過(guò)60目標(biāo)準(zhǔn)篩；加水前的物料的混合均勻度VC小于5%;加水后的物料的混合均勻度VC小于10% ；加水后物料的水分設(shè)定為25士2%較佳。根據(jù)以上技術(shù)方案提出的這種水產(chǎn)飼料加工中的高效酶解工藝，通過(guò)相關(guān)裝置的配合，人工創(chuàng)造一個(gè)適合于酶制劑發(fā)揮最佳活性的條件，使酶制劑由原來(lái)在進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)后單一體內(nèi)酶解過(guò)程，變成先進(jìn)行體外作第一次高效酶解，后進(jìn)入體內(nèi)還可進(jìn)行第二次酶解。這樣的工藝流程能實(shí)現(xiàn)高效地對(duì)含有抗?fàn)I養(yǎng)因子(如非淀粉性多糖和植酸)的常用飼料原料(如豆粕、菜粕、棉粕和小麥等)酶解處理，該工藝的核心系通過(guò)對(duì)酶解參數(shù)(原料的粉碎粒度、溫度、PH、水分和反應(yīng)時(shí)間)的控制，充分發(fā)揮常用的飼用復(fù)合酶制劑(纖維素酶、木聚糖酶、果膠酶、α -半乳糖苷酶和植酸等)對(duì)飼料中抗?fàn)I養(yǎng)因子的降解作用，從而顯著提高相關(guān)飼料原料中養(yǎng)分的消化吸收率，減少氮和磷的排放。


圖1為本發(fā)明的工藝流程框圖；圖2為本發(fā)明的工藝設(shè)備裝配示意圖；圖3為本發(fā)明在飼料生產(chǎn)線中的應(yīng)用示意圖。圖中1-人工投料；2-斗式提升機(jī)；3-初清篩；4-永磁筒；5-三通；6_待粉碎倉(cāng)； 7-氣動(dòng)閘門；8-葉輪喂料器；9-粉碎機(jī)；10-絞龍；11-斗式提升機(jī)；12-分配盤；13-配料倉(cāng)；14-配料絞龍；15-配料秤；16-人工投料口 ；17-雙軸混料機(jī)；18-刮板輸送機(jī)；19-自動(dòng)控溫水添加噴淋裝置；20-斗式提升機(jī)；21-分配盤；22-配料倉(cāng)；23-配料絞龍；24-配料秤；A-現(xiàn)行的投料工段；B-現(xiàn)行的粉碎工段；C-本發(fā)明的酶解工段；D-現(xiàn)行的配料工段。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合圖1、2進(jìn)一步闡述本發(fā)明的實(shí)施方式。這種水產(chǎn)飼料加工中的高效酶解工藝為在將已粉碎入倉(cāng)后的單一原料經(jīng)計(jì)量后輸入雙軸雙螺旋混合機(jī)內(nèi)，同時(shí)加入酶制劑和調(diào)節(jié)反應(yīng)體系PH的食品添加劑相混合后，用噴淋裝置向雙軸雙螺旋混合機(jī)內(nèi)噴入溫度在的水分后，再次混合使物料作體外酶解反應(yīng)；最后由刮板機(jī)將物料輸出至下道的飼料加工工序。下調(diào)pH值時(shí)用食品級(jí)的檸檬酸作為食品添加劑，上調(diào)時(shí)用食品級(jí)的小蘇打作為食品添加劑，PH值調(diào)節(jié)范圍在5. 0-7.0;酶解反應(yīng)時(shí)間按加水后混合10-15分鐘操作即可完成。酶解效果可以及時(shí)測(cè)量，避免使用酶制劑的盲目性。物料經(jīng)粉碎后通過(guò)60目標(biāo)準(zhǔn)篩；加水前的物料的混合均勻度VC小于5%;加水后的物料的混合均勻度VC小于10% ；加水后物料的水分設(shè)定為25士2%較佳。上述所加入的酶制劑一般為復(fù)合酶制劑較合適，其配方不屬于不發(fā)明的范疇，由生產(chǎn)商依據(jù)設(shè)計(jì)要求自己確定。原則上應(yīng)與待水解的原料相適應(yīng)，用戶可行配制。在實(shí)際飼料生產(chǎn)流水線中可以將本發(fā)明的工藝應(yīng)用于現(xiàn)有的飼料加工生產(chǎn)中，
4組成如圖3所示的飼料生產(chǎn)工藝流程。圖3所示的飼料生產(chǎn)新工藝流程由A、B、C、D四部分組成，其中A、B、D為現(xiàn)行常用的工藝流程。其中A為投料工段，B為粉碎工段，C為本發(fā)明提出的體外酶解工段，D分為配料工段，四者之間通過(guò)三個(gè)斗式提升機(jī)銜接。C部分的酶解工藝(圖2)的裝備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程如下經(jīng)原設(shè)備9粉碎后的飼料原料 (粒度通過(guò)60目以上的標(biāo)準(zhǔn)篩)經(jīng)絞龍10運(yùn)送到斗式提升機(jī)11垂直提升至分配器12后進(jìn)入料倉(cāng)13存貯待配料，料倉(cāng)的數(shù)量一般4只已能滿足需要，分別用于臨時(shí)存放需要酶解的原料(如豆粕、菜粕、棉粕和小麥)。經(jīng)粉碎后的原料經(jīng)配料絞龍14進(jìn)入配料電子稱15 計(jì)量后進(jìn)雙軸雙螺旋混合機(jī)17，經(jīng)人工投料口 16投入相關(guān)的酶制劑(酶制劑的配方由用戶自行確定，通常根據(jù)飼料原料的屬性和商品酶的特性，配制成酸性復(fù)合酶)，同時(shí)加入PH值調(diào)節(jié)物質(zhì)(因所用酶制劑對(duì)PH的要求而異，上調(diào)時(shí)加入適量的檸檬酸，下調(diào)時(shí)加入適量的小蘇打)后經(jīng)3分鐘的混合后由自動(dòng)控溫的水添加噴淋裝置19加入一定量的水，最終使物料的水分達(dá)25士2% ；水的溫度控制也依所使用的酶制劑而定，最終使物料的溫度達(dá)到酶制劑的最適溫度范圍內(nèi)；加水后再混合10分鐘，整個(gè)酶解流程操作完成。總之，通過(guò)對(duì)物料粒度、水分、PH、溫度和加水后混合與酶解反應(yīng)時(shí)間的精準(zhǔn)控制，使得所使用的酶制劑能在最適的條件下發(fā)生催化反應(yīng)，從而在飼料的加工過(guò)程中實(shí)現(xiàn)去除飼料原料中抗?fàn)I養(yǎng)因子的目的。上述這種酶解工藝所產(chǎn)生的酶解反應(yīng)結(jié)果是可以檢測(cè)的，而且這種工藝既可應(yīng)用于新建的飼料加工流水線中，也可增配于已有的飼料生產(chǎn)線中。在水產(chǎn)飼料的加工中應(yīng)用此工藝更具使用價(jià)值，因?yàn)樗a(chǎn)飼料投入水中后，即使采用外噴涂酶制劑的技術(shù)方案也是不可行的，原因是酶制劑易溶于水而流失。采用本工藝的試驗(yàn)結(jié)果如下對(duì)于豆粕中植酸的降解率可達(dá)60%以上，纖維素的降解率可達(dá)65%以上，果膠的降解率達(dá)到45%以上，木聚糖的降解率達(dá)到80%以上，α -半乳糖的降解率達(dá)到62%以上；對(duì)于菜粕中的植酸的降解率可達(dá)55%以上，纖維素的降解率可達(dá)45%以上，果膠的降解率達(dá)到50%以上，木聚糖的降解率達(dá)到68%以上，α -半乳糖的降解率達(dá)到42%以上；對(duì)于棉粕中植酸的降解率可達(dá)65%以上，纖維素的降解率可達(dá)35% 以上，果膠的降解率達(dá)到40%以上，木聚糖的降解率達(dá)到60%以上，α -半乳糖的降解率達(dá)到55%以上；對(duì)于小麥中的植酸的降解率可達(dá)65%以上，纖維素的降解率可達(dá)55%以上， 木聚糖的降解率達(dá)到66%以上。
權(quán)利要求
1.一種水產(chǎn)飼料加工中的高效酶解工藝，其特征在于在將已粉碎入倉(cāng)后的單一原料經(jīng)計(jì)量后輸入雙軸雙螺旋混合機(jī)內(nèi)，同時(shí)加入酶制劑和調(diào)節(jié)反應(yīng)體系PH的食品添加劑相混合后，用噴淋裝置向雙軸雙螺旋混合機(jī)內(nèi)噴入溫度在55-65 °C的水分后，再次混合使物料作體外酶解反應(yīng)；最后由刮板機(jī)將物料輸出至下道的飼料加工工序。
2.如權(quán)利要求1所述的一種水產(chǎn)飼料加工中的高效酶解工藝，其特征在于下調(diào)PH值時(shí)用食品級(jí)的檸檬酸作為食品添加劑，上調(diào)時(shí)用食品級(jí)的小蘇打作為食品添加劑，PH值調(diào)節(jié)范圍在5. 0-7. 0 ；酶解反應(yīng)時(shí)間按加水后混合10-15分鐘操作即可完成。
3.如權(quán)利要求1所述的一種水產(chǎn)飼料加工中的高效酶解工藝，其特征在于物料經(jīng)粉碎后通過(guò)60目標(biāo)準(zhǔn)篩；加水前的物料的混合均勻度VC小于5%;加水后的物料的混合均勻度VC小于10% ；加水后物料的水分設(shè)定為25士2%較佳。
全文摘要
一種水產(chǎn)飼料加工中的高效酶解工藝，其流程特征在于在將已粉碎入倉(cāng)后的單一原料經(jīng)計(jì)量后輸入雙軸雙螺旋混合機(jī)內(nèi)，同時(shí)加入酶制劑和調(diào)節(jié)反應(yīng)體系pH的食品添加劑相混合后，用噴淋裝置向雙軸雙螺旋混合機(jī)內(nèi)噴入溫度在55-65℃的水分后，再次混合使物料作體外酶解反應(yīng)；最后由刮板機(jī)將物料輸出至下道的飼料加工工序。通過(guò)上述工藝實(shí)現(xiàn)在人工控制下創(chuàng)造一個(gè)適合于酶制劑發(fā)揮最佳活性的反應(yīng)條件，使酶制劑由原來(lái)在進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)后的體內(nèi)單一酶解過(guò)程，變成先進(jìn)行體外酶解，后進(jìn)入體內(nèi)酶解的兩個(gè)過(guò)程。此工藝能高效地對(duì)含有抗?fàn)I養(yǎng)因子(如非淀粉性多糖和植酸)的常用飼料原料(如豆粕、菜粕、棉粕和小麥等)酶解，從而顯著提高相關(guān)飼料原料中養(yǎng)分的消化吸收率，減少氮和磷的排放。
文檔編號(hào)A23K1/14GK102422998SQ20111035141
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月9日
發(fā)明者陳乃松 申請(qǐng)人:上海海洋大學(xué)