固态或液态酵素的选择

        饲料加工之高温及加压处理过程，对於饲料内的酵素稳定性具有极大的破坏力。目前，酵素混入饲料的方式有两种，一种是固态型式，酵素如同预拌剂的组成份一般的添入；另外一种是，当饲料制粒成形并冷却後再添加，此种方式的酵素是以溶液型态喷雾附着在粒料的表面上。

        这两种型态的酵素应如何选择？以下是我们针对固态及液态酵素的不同特质来讨论两种酵素在饲料制粒使用上的优缺点。

【酵素的稳定性】

        由於酵素的分子结构很容易被变动，所以，我们必须掌控饲料生产过程当中，会改变酵素活性及干扰酵素预期反应的每一个可能因素。例如加热处理(尤其是当温度高於70℃以上时)，或者甚是长时间的贮存等等，都会导致酵素的热变性，因而造成酵素的活性会部份或完全受损。

        此外，存於饲料预拌剂中的维生素、矿物质、微量矿物质，以及一些前氧化剂等，同样也会改变酵素的稳定性。

【酵素的耐热度及残馀活性】

        酵素生产业者在出产产品的同时，必须也能保证其酵素制剂的稳定性。酵素的「耐热度」表示酵素在某段时间内对所接触的热温处理之抵抗能力，这点对於运用在饲料制造时的加热生产过程作业非常重要。

        拿固态酵素与相同的液态包装酵素比较时，我们知道固态酵素的热稳定性较高，在90℃高温30分钟处理下，固态酵素的活性损失量并不明显。因此，任一种商业酵素产品，在温度50~80℃时，都应有良好的热稳定力。

        所谓的酵素残馀活性为：商业制品或混合饲料在经过加工之後所存留的酵素活性(与最初添加量的相对值)。酵素残馀活性在经制粒加工後或经简单的混料後的回复率一般约为最初添加量的40~50％。

【制粒加工的损失】

        我们暂且不去论及制粒加工所附带的显着优点的话，若基於改善饲料的可消化率及降低微生物的污染因而让制粒的过程愈好，则酵素的损失也愈大。

        从研究的结果显示，制粒对於酵素的所造成的影响应该从三个部份来看。第一个部份是预先调理室(perconditioning chamber)，所使用的蒸气会造成温度的上升及湿度含量的增加。第二个部份为粒料的铸造(pellet die)加工，当饲料被强制压挤穿过铸造孔时，会有热度的产生。第三个部分则是粒料冷却(cooling of the pellets)处理，此时的温度会从高温急速降到室温为止。

        在这几个部份当中，尤以调理时所使用的蒸气对酵素稳定性之影响最为明显。当酵素的周遭湿度含量增加时，酵素成为含水物，如此一来，酵素的热稳定性就会变差。这种现象主要是发生在预先调理室内，作业过程当中为了便於饲料的制粒，必须使用大量的蒸气以提高饲料的含水量，结果导致酵素对於继後之机械式压迫变得更趋敏感。

        酵素活性损失最大的地方也是在预先调理室内，其损失量与温度的高低呈正相关性也就是说，预先调理室内的温度愈高，则酵素活性的损失量也就愈大。(视下表)

表一、饲料在预先调理(AAC％)及制粒(APL％)处理後β-聚葡糖酵素的残馀活性

        一般的家禽及猪只饲料，内含高量的谷物及淀粉物，在制粒加工时之预先调理室内的温度会高达80℃，因此所添入的酵素必须具备抗高热的耐力才有用。

【粒料铸造时的损失】

        饲料要开始进入粒料铸造室时的温度变异极大，一般是介於50~90℃之间，其中的差异大部份是根据调理室内的蒸气压力及制粒时饲料的含水量而定。这一部份的加工处理会使最初的酵素活性损失量达20~60％。

【膨胀化及挤压作业】

        大多数的膨胀化处理条件为25~40巴(bars)及90~130℃的环境下作业5~20秒。而湿式挤压处理时，饲料被置於高湿的环境(高达20~35％)下，并因挤压螺旋推机及蒸气会产生高压及高温，且还持续数分钟的时间。虽然，这些加工作业会使饲料的营养价值提升，但这种正面作用同时也会造成饲料内的维生素、胺基酸及酵素等受到破坏之负面影响。

表二、膨化及制粒的温度对保护酵素及未保护酵素的影响

【湿料喂饲】

        猪只使用湿料喂饲的管理方式愈来愈为普遍，尤其是那些工业副产品具有竞争价值的地区。由於酵素的作用环境必须有水的存在，因此这类型的喂饲系统，使得酵素的运用占有极佳的优势。所以，湿料饲养较乾料饲料饲养有较理想的酵素作用力，因为当混合的湿料在打泵喂猪之前，会先在饲料槽中贮存一段时间，这时就可先进行酵素的预处理作业。有了理想的温度(35~40℃)并适当的搅动(可加速酵素的作用力)，就可以在喂饲猪只之前即进行酵素的作用。

        虽然，这类湿料喂饲系统所须的装备费用较高，但饲养者可藉由采用那些不好处理的副产品做为饲料的来源以降低猪只的饲养成本。从生长─肥育猪的实验也显示了，此种喂养方式确实具有持续改善猪只饲料换肉率的功效。

【制粒前的应用】

        酵素在与标的物接触之前，可藉着赋型剂之稳定化及／或吸附酵素的方式付予酵素固定及保护的效果，但也会因於酵素活性的损失，而造成由这些赋型剂所回复的酵素会不够完全。若使用特殊的赋型剂似乎就可以解决这类问题。所以，不只是从商业的角度而已，还要从功能上的观点来看，赋型剂的性质如何，也是相当的重要。

        酵素可以简单的「被携带」方式存在，例如被吸附或极细粉式，两种型态都能改善酵素的稳定度及可靠度。通常这种吸附式酵素的热稳定性不佳，於饲料加工过程当中会损失50％的活性。这可能是因为酵素一般是吸附在固体赋型制品的外表，所以酵素的作用力会很容易丧失。

【微粒化的酵素】

        属於第二代产品、具抗热力或被膜的酵素通常已经被微粒化处理或被膜加工。这类的酵素先以物理性处理，使微粒化成为固体型态的酵素，之後再与赋型剂组合，或是与淀粉或脂肪进行被膜的加工。此时的赋型剂即变为产品中的主要基本成份，因为它不单是分布在产品中的固体物质而已，且可帮助酵素活性的稳定以抵御环境的高温及酸硷值。这点也说明了为什麽固体型态的酵素之热稳定性较好的原因所在，其抗热温度近90℃，时间超过30分钟之久。    

        从赋型剂及酵素加工的影响来看，不同的商业产品其耐热性的差别也很大。一些使用於动物饲料之酵素，例如木聚糖酵素及β-聚葡糖酵素的抗热性通常较佳，而α-淀粉酵素及α-半乳糖甘酵素的抗热性则较差。

【制粒後的应用】

        由於制粒或挤压处理会造成酵素活性的损失，於是酵素的添加方式就修正为：热处理之後再以液态方式直接混入饲料内。但在采用新的方式之前，还有几个问题要先考虑到，第一个是：产品混合的使用系统：这种系统必须能够使用液态剂，则酵素的分布才能均质化，如此酵素才能与受质能紧密的接触。

        液态剂的需求量要很严格且喷雾系统的使用说明要很清楚。喷雾加工要详细说明剂量需求及喷气口的数量、大小及分布力。此类系统的作业过程可分为持续作业系统或批次作业系统等两种。

【持续式系统及批次系统】

        液态喷雾系统可以获取最大量的饲料颗粒。在持续式系统中，液体以剧烈移动式的液态帷幕的方式给予，有必要的话也可调整饲料暴露在酵素中的时间。

        而批次式系统则必须控制喷雾的装置及使用的时间。处理的饲料型态也必须要考虑到，因为颗粒制造的型态及细粉末的百分比会影响添加剂的分布性。当饲料颗粒愈大时，喷雾附着也就更容易，所以酵素分布的均质性愈好。

        若饲料颗粒较小的话，酵素就无法完全均质的分布在整个饲料颗粒上。因此，饲料的制造型态及要喂饲哪一种动物等问题，都应该要考虑到。当喂饲的饲料愈少，则饲料的均质性就更重要。

        饲料品质的好坏与粉末比例有极大的关系。如果细粉末没有回复的话，有高达20％的酵素会吸附在这些粉末表面，在喂饲动物的时候，就会形成浪费。

【液态及固态酵素的利用】

        市场上第一个上市的液态酵素制品，其贮存之稳定性极佳。但经修正改良制造过程之後，液态酵素的稳定性及活性已可维持在六个月以上。所以我们应该尽量缩短一般饲料制品的贮存期，且应注意产品及贮存的卫生条件。

表三、液状酵素应用制粒前及制粒後处理之制粒後的回复率(％)

【相对稳定性】

        虽然液态酵素的作用力较相等的固态酵素为佳，但液态酵素的稳定性通常较固态酵素为差。事实上，我们可以假定由於热及机械处理造成的液态酵活性的损失，可藉由混入饲料里，使其含水量减少而降低其损失性，因此饲料在这里可视为一种稳定剂。

        以现在的加工过程来说，酵素可以很容易地喷雾或添人在特殊赋型剂上，以提高酵素对热处理的抵抗力，只是这样做的话，会增加制造成本。选择液态酵素，无论是直接加入，或是以液态或喷雾或粘附在固体赋型剂上，完全取决於商业上的需求，但很显然的，同样的酵素采用赋型剂的处理，可以增加酵素的抗热性，这也就是说，当饲料的热处理温度超过90℃以上的话，则选用液态酵素可带来酵素活性损失减少的好处。

家禽世界现代畜殖合订本(p.63～68)─海豚、九八年九期

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