CN106889645A - 一种调质器及配方饲料调质过程中植酸酶耐温耐湿性的测定方法 - Google Patents

一种调质器及配方饲料调质过程中植酸酶耐温耐湿性的测定方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种调质器及配方饲料调质过程中植酸酶耐温耐湿性的测定方法，属于酶制剂领域。该调质器包括由筒壁、底壁和顶盖围成的内置腔，顶盖可拆卸连接于筒壁远离底壁的一端，内置腔内设置有试样托架，底壁开设有蒸汽入口，顶盖开设有通气孔。上述测定方法包括以下步骤：取植酸酶样品与配方饲料混合得混合物，将混合物置于上述调质器的试样托架，从蒸汽入口通入饱和蒸汽加热1.5‑3min，测定加热后的混合物中植酸酶的酶活。该测定方法简单，易操作，且测量结果准确率高。且测定过程中所用到的调质器结构简单，成本低。

Description

一种调质器及配方饲料调质过程中植酸酶耐温耐湿性的测定 方法
技术领域
本发明涉及酶制剂领域，且特别涉及一种调质器及配方饲料调质过程中植酸酶耐温耐湿性的测定方法。
背景技术
饲料加工中，为提高饲料喂养效率，须对粉状配方饲料进行熟化处理，即调质、制粒。部分饲料通常含有植酸酶，而植酸酶对热、湿很敏感。当温度、湿度达到一定程度时，植酸酶活性损失也随之增大，影响植酸酶的应用效果。
为适应饲料加工的需要，研发耐高温高湿的菌株以生产耐温植酸酶，因此需要对植酸酶的耐温耐湿性进行研究。现有的评价植酸酶耐温性的方法包括溶液法(水浴法)、加热除湿法(干热法和湿热法)、加温加湿法(恒温恒湿箱法)和消毒锅法。但上述几种测定方法与实际饲料调质制粒条件相关性较差，测定结果与实际值偏差较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种调质器，其结构简单、成本低，较适用于调质植酸酶与饲料。
本发明的另一目的在于提供一种配方饲料调质过程中植酸酶耐温耐湿性的测定方法，该测定方法基本模拟实际饲料的调质条件，用饱和蒸汽对含有植酸酶的粉状饲料加温加湿处理后测定植酸酶的酶活，简单便捷，且测定结果准确，与实际调质结果吻合度高。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：
本发明提出一种调质器，该调制器包括由筒壁、底壁和顶盖围成的内置腔，顶盖可拆卸连接于筒壁远离底壁的一端，内置腔内设置有试样托架，底壁开设有蒸汽入口，顶盖开设有通气孔。
本发明还提出一种配方饲料调质过程中植酸酶耐温耐湿性的测定方法，包括以下步骤：取植酸酶样品与配方饲料混合得混合物，将混合物置于上述的调质器的试样托架，从蒸汽入口通入饱和蒸汽加热1.5-3min，测定加热后的混合物中植酸酶的酶活。
本发明较佳实施例提供的配方饲料调质过程中植酸酶耐温耐湿性的测定方法的有益效果是：通过模拟饲料生产厂的调质条件，在调质器中利用饱和蒸汽对配方饲料和植酸酶样品的混合物进行加温加湿，并测定不同温度条件下加热后植酸酶的酶活和存活率，以反映调质过程中配方饲料中植酸酶耐温耐湿性能，简单易操作，测量结果准确，与实际调质操作中植酸酶的耐温耐湿性能趋势吻合度高。并且调质过程所用的调质器结构简单、成本低，安全性高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例7和实施例9提供的调质器的结构示意图；
图2为本发明实施例8提供的调质器的结构示意图；
图3为本发明实施例7-9提供的调质器的底壁的结构示意图；
图4为本发明实施例7-9提供的调质器的顶盖的结构示意图。
图标：100a-调质器；100b-调质器；110-筒壁；120-底壁；121-蒸汽入口；130-顶盖；131-通气孔；140-内置腔；141-温度测量装置；150-试样托架；160-支架。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的调质器及配方饲料调质过程中植酸酶耐温耐湿性的测定方法进行具体说明。
饲料作为动物的食物来源之一，在加工或制备过程中需要对其进行适当调质，以使饲料得以熟化，达到易成型、提高吸收率以及维持其在不同环境下稳定性的目的。本发明实施例提供的配方饲料调质过程中植酸酶耐温耐湿性的测定方法是采用的饱和蒸汽调质法。该方法中的饱和蒸汽能保证调质过程中温度和水分适宜，改善饲料调质的环境条件，避免饲料发霉。
调质时，取植酸酶样品与配方饲料混合，得到混合物。为了使混合物的调质效果达到较佳状态，本实施例中混合物的重量不宜太大，一般选取大于零且小于3g的质量即可，以使调质过程饲料与植酸酶样品调质均匀，避免不同混合位置所含的植酸酶酶活不一。
混合后，将混合物置于调质器中，并利用饱和蒸汽加热。因蒸汽在调质过程中既是传热体又是加湿体，一般物料(包括饲料)的温度每升高10-11℃，其水分含量会增加大约1％。综合考虑调质设备成本及调质程度，本实施例中优选在调质器中通入蒸汽压为0.2-0.4MPa的饱和蒸汽；其次，通入饱和蒸汽加热的温度例如可以为75-85℃，作为优选，可控制为78-81℃。此温度范围内，植酸酶与饲料中其它成分混合后的模拟调质条件与实际饲料调质制粒条件相关性较贴合。可选地，此加热过程的时间可以为1.5-3min，以避免长时间加热后使植酸酶失活，浪费测定资源。
作为优选地，本发明实施例中的调质器例如可采用不锈钢制成，以防止与蒸汽长时间接触后调质器出现生锈等现象。上述调质器例如可以为圆柱型，包括筒壁、底壁和顶盖。其中，筒壁和底壁既可以是可拆卸连接，也可以为一体成型结构。该调质器的直径例如可以设置为200-280mm，高度例如可以设置为550-650mm，以满足批量调质情况下的容纳需求。
具体地，调质器的底壁、筒壁和顶盖围成用于放置需调质的混合物的内置腔。内置腔在沿筒壁的周向设置有与筒壁内壁可拆卸连接的试样托架。调质时，可先向调质器内通入饱和蒸汽以对内置腔进行预热，然后再将混合物平铺于试样托架朝向顶盖的表面，为提高调质效果，可将混合按0.004-0.012g/mm2的量进行平铺。此外，也可将混合物先平摊于盛放用具后，再将盛放有混合物的用具置于试样托架上进行加热。值得说明的是，筒壁还可设置支架，用以在试样托架朝向底壁的一面支撑试样托架，以方便试样托架的取出和放置。
因饱和蒸汽从调质器底部进入调质器内部，故在调质器的底壁开设有供蒸汽进入的蒸汽入口。为使调质器内的混合物受热均匀，可在底壁沿其周向设置多个蒸汽入口。更优地，蒸汽入口还可在底壁中心再开设一个，以满足靠近调质器中心轴处混合物的调质温度需求。值得说明的是，本实施例中蒸汽入口的数量、尺寸和设置位置均可根据具体情况进行调整。此外，试样托架与蒸汽入口之间的距离例如可以为45-55mm，以缩短饱和蒸汽与混合物接触的路径和时间，提高调质效率。在进行预热和加热时，饱和蒸汽均是通过上述蒸汽入口进入调质器的内置腔中。
为了控制调质器内的温度，本实施例在内置腔内还设置有温度测量装置，可选地，该温度测量装置例如可以位于试样托架与蒸汽入口之间。考虑到温度测量装置安装或更换方便，可将其贴于筒壁内侧设置，其位置例如可控制在距离试样托架4-6mm的范围，这样更能反应此时样品托架区域的真实温度情况。具体的，上述温度测量装置可以为温度计，又因温度计仅对其周围一定距离的温度测定结果较准确，故为了提高测定准确性，温度计可设置为多个。
此外，为方便试样托架的取出，本实施例的顶盖可拆卸连接于筒壁远离底壁的一端。又因从底部进入的饱和蒸汽不断在调质器内部积聚，造成调质器内部气压的上升，为避免调质器的内部气压超过其最大承受范围，优选在顶盖开设部分通气孔。且通气孔的数量、尺寸和设置位置可根据实际情况进行设置。
加热结束后，打开顶盖，取出混合物，并按照《GB/T18634-2008》的测定方法测定混合物中植酸酶的酶活，通过酶活值反应出配方饲料调质过程中植酸酶的耐温耐湿性。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
取植酸酶样品和配方饲料共1.5g进行混合，得混合物。将混合物置于调质器中，通入蒸汽压为0.2MPa的饱和蒸汽并在75℃的条件下对混合物加热3min。取出加热后的混合物，并按照GB/T18634-2008的测定方法测定混合物中植酸酶的酶活。
实施例2
取植酸酶样品和配方饲料共2g进行混合，得混合物。将混合物置于调质器中，通入蒸汽压为0.4MPa的饱和蒸汽并在85℃的条件下对混合物加热1.5min。取出加热后的混合物，并按照GB/T18634-2008的测定方法测定混合物中植酸酶的酶活。
实施例3
取植酸酶样品和配方饲料共2.5g进行混合，得混合物。将混合物置于调质器中，通入蒸汽压为0.3MPa的饱和蒸汽并在80℃的条件下对混合物加热2min。取出加热后的混合物，并按照GB/T18634-2008的测定方法测定混合物中植酸酶的酶活。
实施例4
取植酸酶样品和配方饲料共2.8g进行混合，得混合物。将混合物置于调质器中，通入蒸汽压为0.25MPa的饱和蒸汽并在78℃的条件下对混合物加热2.5min。取出加热后的混合物，并按照GB/T18634-2008的测定方法测定混合物中植酸酶的酶活。
实施例5
取植酸酶样品和配方饲料共2.2g进行混合，得混合物。将混合物置于调质器中，通入蒸汽压为0.35MPa的饱和蒸汽并在81℃的条件下对混合物加热2.8min。取出加热后的混合物，并按照GB/T18634-2008的测定方法测定混合物中植酸酶的酶活。
实施例6
取植酸酶样品和配方饲料共2.2g进行混合，得混合物。将混合物置于调质器中，通入蒸汽压为0.23MPa的饱和蒸汽并在79℃的条件下对混合物加热2min。取出加热后的混合物，并按照GB/T18634-2008的测定方法测定混合物中植酸酶的酶活。
实施例7
请参照图1，本实施例提供一种圆柱型的调质器100a，可用于实施例1-6任意实施例中的混合物调质。该调质器100a的直径为200mm，高度为550mm。调质器100a包括筒壁110、底壁120和顶盖130。其中，底壁120和筒壁110连接并围成用于放置需调质的混合物的内置腔140。内置腔140在沿筒壁110的周向设置有与筒壁110内壁可拆卸连接的试样托架150。调质时，先对试样托架150进行预热，然后再将混合物按0.004g/mm2平铺于上述试样托架150上进行加热。请参照图3，底壁120沿其周向以及其中心共开设有7个蒸汽入口121，蒸汽入口121与试样托架150之间的距离为45mm。请继续参照图1，试样托架150与蒸汽入口121之间还设置有2个温度测量装置141，上述温度测量装置141贴于筒壁110内侧并与试样托架150的距离为4mm。请一并参照图1和4，本实施例中的顶盖130可拆卸连接于筒壁110远离底壁120的一端，且在顶盖130的表面开设有7个通气孔131。
实施例8
请参照图2，本实施例提供一种圆柱型的调质器100b，可用于实施例1-6任意实施例中的混合物调质。该调质器100b的直径为280mm，高度为650mm。调质器100b包括筒壁110、底壁120和顶盖130。其中，底壁120和筒壁110连接并围成用于放置需调质的混合物的内置腔140。内置腔140在沿筒壁110的周向设置有与筒壁110内壁连接的试样托架150和用于支撑试样托架150的支架160。调质时，先对试样托架150进行预热，然后再将混合物按0.012g/mm2平铺于上述试样托架150上进行加热。请参照图3，底壁120沿其周向以及其中心共开设有7个蒸汽入口121，蒸汽入口121与试样托架150之间的距离为55mm。请继续参照图2，试样托架150与蒸汽入口121之间还设置有2个温度测量装置141，上述温度测量装置141贴于筒壁110内侧并与试样托架150的距离为6mm。请一并参照图2和4，本实施例中的顶盖130可拆卸连接于筒壁110远离底壁120的一端，且在顶盖130表面开设有7个通气孔131。
实施例9
请参照图1，本实施例提供一种圆柱型的调质器100a，可用于实施例1-6任意实施例中的混合物调质。该调质器100a的直径为240mm，高度为600mm。调质器100a包括筒壁110、底壁120和顶盖130。其中，底壁120和筒壁110连接并围成用于放置需调质的混合物的内置腔140。内置腔140在沿筒壁110的周向设置有与筒壁110内壁可拆卸连接的试样托架150。调质时，先对试样托架150进行预热，然后再将混合物按0.008g/mm2平铺于上述试样托架150上进行加热。请参照图3，底壁120沿其周向以及其中心共开设有7个蒸汽入口121，蒸汽入口121与试样托架150之间的距离为50mm。请继续参照图1，试样托架150与蒸汽入口121之间还设置有2个温度测量装置141，上述温度测量装置141贴于筒壁110内侧并与试样托架150的距离为5mm。请一并参照图1和4，本实施例中的顶盖130可拆卸连接于筒壁110远离底壁120的一端，且在顶盖130表面开设有7个通气孔131。
试验例1
分别对上述实施例1-6中的样品进行重复测量，测定加热后每组实施例植酸酶的酶活(u/g)和存活率(％)，并与未加热前每组植酸酶试样的酶活(u/g)和存活率(％)进行对比。每隔一周采用同样条件对实施例1-6中的植酸酶的酶活(u/g)和存活率(％)进行重复测定，共测定3次，其结果如表1所示。
表1植酸酶酶活和存活率对照表
由表1可以看出，实施例1-6中植酸酶加热后的酶活和存活率均较加热前有所下降，其原因在于通过饱和蒸汽对混合进行加热加湿处理后，混合物随温度升高所含水分也随之增加，当温度达到一定范围时，植酸酶的酶活和存活率均开始逐渐降低。通过对比实施例1-6中植酸酶加热后的三次测定结果可看出，在同一调质条件下，不同时间测定的结果相对偏差在1.5-7％范围内，说明本发明实施例中的配方饲料调质过程中植酸酶耐温耐湿性的测定方法再现性较好，可广泛应用于植酸酶的耐温耐湿性测定。
试验例2
采用本实施例中的配方饲料调质过程中植酸酶耐温耐湿性的测定方法设置4组试验组，该4组试验组的调质温度逐渐升高，记录未加热前和加热后每组试验组中植酸酶的酶活(u/g)和存活率(％)。相应的，设置4组对照组，对照组均采用工厂实际调质工艺测定配方饲料中植酸酶的耐温性，且对照组1-4的调质温度分别与试验组1-4中的温度相同，记录对照组处理前和处理后植酸酶的酶活(u/g)和存活率(％)。对比通过试验组和对照组的测定方法测定出的植酸酶的耐温性能结果，如表2所示。
表2植酸酶酶活和存活率对照表
由表2可以看出，试验组中加热后的植酸酶的酶活和存活率较加热前的酶活和存活率有明显下降，且随试验组1-4中加热温度的不断升高，试验组1-4中的植酸酶的酶活和存活率均呈现先增加后降低的趋势。同样的，对照组中处理后的植酸酶的酶活和存活率较处理前的酶活和存活率有明显下降，且随对照组1-4中处理温度的不断升高，对照组1-4中的植酸酶的酶活和存活率也均呈现先增加后降低的趋势。因此，采用本实施例中的饱和蒸汽调质法与工厂实际调质工艺处理配方饲料中植酸酶的耐温性的结果一致，说明本发明实施例中所提供的配方饲料调质过程中植酸酶耐温耐湿性的测定方法有效可行。
综上所述，本发明实施例的配方饲料调质过程中植酸酶耐温耐湿性的测定方法通过模拟饲料生产厂的调质条件，在调质器中利用饱和蒸汽对配方饲料和植酸酶样品的混合物进行加温加湿，并测定不同温度条件下加热后植酸酶的酶活和存活率，以反映调质过程中配方饲料中植酸酶耐温耐湿性能。该测定方法简单，易操作，测量结果准确，与实际调质操作中植酸酶的耐温耐湿性能趋势吻合度高。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种调质器，其特征在于，所述调质器包括由筒壁、底壁和顶盖围成的内置腔，所述顶盖可拆卸连接于所述筒壁远离所述底壁的一端，所述内置腔内设置有试样托架，所述底壁开设有蒸汽入口，所述顶盖开设有通气孔。
2.根据权利要求1所述的调质器，其特征在于，所述试样托架与所述蒸汽入口之间的距离为45-55mm。
3.根据权利要求1所述的调质器，其特征在于，所述内置腔内还设置有温度测量装置，所述温度测量装置位于所述试样托架与所述蒸汽入口之间。
4.根据权利要求3所述的调质器，其特征在于，所述温度测量装置与所述试样托架之间的距离为4-6mm。
5.一种配方饲料调质过程中植酸酶耐温耐湿性的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：取植酸酶样品与配方饲料混合得混合物，将所述混合物置于权利要求1-4任一项所述的调质器的所述试样托架，从所述蒸汽入口通入饱和蒸汽加热1.5-3min，测定加热后的所述混合物中所述植酸酶的酶活。
6.根据权利要求5所述的配方饲料调质过程中植酸酶耐温耐湿性的测定方法，其特征在于，在放入所述混合物之前，从所述蒸汽入口通入饱和蒸汽对所述内置腔进行预热。
7.根据权利要求5所述的配方饲料调质过程中植酸酶耐温耐湿性的测定方法，其特征在于，所述混合物按0.004-0.012g/mm2平铺于所述试样托架朝向所述顶盖的表面。
8.根据权利要求5所述的配方饲料调质过程中植酸酶耐温耐湿性的测定方法，其特征在于，所述饱和蒸汽的蒸汽压为0.2-0.4MPa。
9.根据权利要求5所述的配方饲料调质过程中植酸酶耐温耐湿性的测定方法，其特征在于，通入饱和蒸汽加热的温度为75-85℃。
10.根据权利要求9所述的配方饲料调质过程中植酸酶耐温耐湿性的测定方法，其特征在于，通入饱和蒸汽加热的温度为78-81℃。
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