佘荊麗,張 杰
(荊門市磊鑫石膏制品有限公司,湖北 荊門 448000)
飼料酶制劑是一種飼料添加劑,屬于酶類物質(zhì),能夠提高動物對飼料營養(yǎng)的消化吸收,降低動物體內(nèi)的營養(yǎng)代謝消耗,有效降低飼料成本、提高飼料安全、緩解飼料資源短缺局面、減少環(huán)境污染[1-3]。在《飼料添加劑品種目錄(2013)》中,有13種酶制劑被列入。同時硫酸鈣作為粘結(jié)劑、抗結(jié)塊劑和穩(wěn)定劑也被列入,適用范圍為養(yǎng)殖動物[1]。兩種產(chǎn)品雖同為飼料添加劑,但硫酸鈣在飼料酶制劑中也可以使用,具有獨特的使用效果。
目前,中國飼用酶制劑主要在配合飼料中使用,在《飼料添加劑品種目錄(2013)》中規(guī)定了13種,包括淀粉酶、α-半乳糖苷酶、纖維素酶、β-葡聚糖酶、葡萄糖氧化酶、脂肪酶、麥芽糖酶、β-甘露聚糖酶、果膠酶、植酸酶、蛋白酶、角蛋白酶、木聚糖酶[4]。
以上飼料酶制劑按照用途分為消化酶和非消化酶。消化酶主要用于降解動物消化道中的淀粉和蛋白質(zhì)等物質(zhì),利于動物消化吸收。包括淀粉酶、蛋白酶、和脂肪酶等。非消化性酶的主要功能是幫助消化動物自身不能消化的物質(zhì)或降解一些抗營養(yǎng)因子,從而提高畜禽飼料的消化率,進而提高飼料的利用率。主要包括纖維素酶、植酸酶、β-葡聚糖酶、果膠酶、木聚糖酶和β-甘露聚糖酶[5]。
飼料酶制劑根據(jù)組成類型分為單一酶制劑、復合酶制劑和混合酶制劑。《飼料添加劑品種目錄(2013)》中規(guī)定的13種酶制劑都屬于單一酶制劑,對飼料中一種成分具有酶催化作用。復合酶制劑是由一種或幾種單酶為主體,加上其他單酶混合而成,或由一種或幾種微生物發(fā)酵獲得,需要結(jié)合動物的生理特點和飼料原料等來確定酶的種類,對飼料中多種成分具有酶催化作用?;旌厦钢苿┖小?種主要酶活,對飼料中一些成分具有一定酶催化作用[6-8]。
硫酸鈣,俗稱石膏,直接用于飼料中作為鈣源和硫源,生物利用率高。硫酸鈣按形成方式劃分為天然硫酸鈣和化學合成硫酸鈣兩種,按照規(guī)定用于飼料添加劑的硫酸鈣只能使用天然硫酸鈣;按照化學結(jié)構(gòu)劃分,硫酸鈣有二水硫酸鈣(CaSO4·2H2O)、無水硫酸鈣(CaSO4)以及半水硫酸鈣(CaSO4·1/2H2O)3種,均可以用于飼料酶制劑中[9]。
鈣離子可以激活飼料酶制劑在動物體內(nèi)的反應,增強酶活性,提高飼料酶制劑的作用效果。鈣離子對淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等多種酶的活性有十分重要的穩(wěn)定作用,例如在無鈣離子存在時灰色鏈霉菌中性蛋白酶只在pH 7~7.5時穩(wěn)定,當有鈣離子存在時穩(wěn)定pH范圍可以擴大到5~7[10]。
載體是指能夠承載微量活性成分,改善其分散性,并具有良好的化學穩(wěn)定性和吸附性的可飼物質(zhì)。硫酸鈣屬于無機載體,流動性、pH、吸水性能和抗結(jié)塊性能適中,是飼料酶制劑常用的載體之一[11]。
溶菌酶作為國家衛(wèi)生部批準的食品添加劑,可用于食品和飼料領(lǐng)域[12]。張俊研究表明,酵母蛋白酶的突變菌株最優(yōu)產(chǎn)酶條件為:甘油2%,蛋白胨1.5%,硫酸鈣0.025%。硫酸鈣作為金屬離子來促進菌株產(chǎn)酶,鈣離子對產(chǎn)酶有激活作用[13]。
硫酸鈣作為乳仔豬和蛋雞飼料復合酶制劑中的稀釋劑,可以適度改善酶制劑在飼料生產(chǎn)過程中的耐熱性能,同時在動物體內(nèi),游離的鈣離子可以激活或促進酶的反應,提高酶制劑的作用效果。在乳仔豬料中,使用重量配比為1:1:3的磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀和硫酸鈣混合物1~2份,與預混劑1份混合均勻后使用;在蛋雞料中,硫酸鈣的用量與預混劑的用量質(zhì)量相同,混合均勻后使用[14-15]。
在木聚糖酶濃縮液中加入硫酸鈣54%、高嶺土3%、纖維素7%和糖精9%,經(jīng)混合、擠壓、切割、圓整、低溫干燥和篩分,制成含酶顆粒。然后再涂抹由氫化牛油8%和碳酸鈣18%組成的混合物,經(jīng)低溫干燥后制成包被型含酶小顆粒。這樣的小顆粒熱穩(wěn)定性有了很大提高,可以有效改善國產(chǎn)飼料酶制劑采用固態(tài)發(fā)酵發(fā)酵法生產(chǎn)、處理簡單、酶活低、熱穩(wěn)定性差的現(xiàn)狀[16]。
硫酸鈣作為無機鹽與疏水物質(zhì)(氫化植物油)、聚合物(丙烯酸樹脂、纖維素、聚乙二醇、聚維酮等)、填充劑(淀粉、糊精、滑石粉、高嶺土等),按一定比例配成包衣液。將包衣液均勻噴射在酶制劑微丸外,經(jīng)過干燥后形成飼料酶微丸,可以提高酶制劑的耐溫能力[17]。
在固體酶制劑的生產(chǎn)過程中,干燥是最后一步。酶制劑經(jīng)過干燥以后,可以提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性,有利于產(chǎn)品的保存、運輸和使用。無水硫酸鈣不含水,可吸附水分還原成為二水硫酸鈣。因此作為常用的吸附劑可以在密閉容器中吸收固體酶制劑的水分,達到干燥的目的[18]。
2003年12月1日中華人民共和國農(nóng)業(yè)部發(fā)布行業(yè)標準NY/T 722-2003《飼料用酶制劑通則》,通則中5.1.6內(nèi)容如下:酶源后處理、復配等產(chǎn)生過程中,所有原、輔料,工藝過程中的添加物均為食品級或飼料級。
飼料酶制劑企業(yè)使用食品級硫酸鈣時應遵循國家標準GB1886.6-2016《食品安全國家標準食品添加劑硫酸鈣》。雖然農(nóng)業(yè)部將硫酸鈣列入《飼料添加劑品種目錄(2013)》,但沒有提供具體執(zhí)行標準,目前在國內(nèi)范圍飼料劑硫酸鈣還是處于企業(yè)標準的階段。市面上的飼料添加劑硫酸鈣企業(yè)標準眾多,產(chǎn)品類別、主含量、重金屬控制方面各不相同。飼料酶制劑企業(yè)在使用飼料級硫酸鈣時應遵循《飼料和飼料添加劑管理條例》,使用具有生產(chǎn)許可證、產(chǎn)品質(zhì)量標準、產(chǎn)品質(zhì)量檢驗合格證、產(chǎn)品批準文號的產(chǎn)品。建議飼料酶制劑企業(yè)在使用硫酸鈣的過程中要特別注意:只能使用經(jīng)過省級農(nóng)業(yè)部門頒發(fā)生產(chǎn)許可和批準文號的飼料添加劑硫酸鈣,不能使用無任何生產(chǎn)許可的工業(yè)級產(chǎn)品替代飼料級硫酸鈣用于飼料酶制劑中。
在飼料酶制劑高速發(fā)展的今天,硫酸鈣會被越來越多的企業(yè)使用。應加快推進飼料級硫酸鈣由企業(yè)標準向行業(yè)標準、國家標準方向的推動,讓飼料酶制劑朝著健康的道路發(fā)展。同時中國石膏(硫酸鈣)礦石的儲量居世界前列,但是大量的石膏(硫酸鈣)礦石都被用來生產(chǎn)低附加值的建筑石膏,加強對硫酸鈣在飼料酶制劑中的應用研究,提高硫酸鈣礦石的附加值,對于合理利用硫酸鈣資源也有著有重要的作用。