《加工温度和保温时间对热处理全脂大豆的脲酶活性》由会员分享，可在线阅读，更多相关《加工温度和保温时间对热处理全脂大豆的脲酶活性（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、加工温度和保温时间对热处理全脂大豆的脲酶活性、胰蛋白酶消化率和瘤胃可降解蛋白(体外测定)的影响1 EFFECTS OF PROCESSING TEMPERATURE AND HOLDING TIME ON UREASE ACTIVITY， PEPSIN DIGESTIBILITY AND RUMINAL DEGRADABLE PROTEIN(IN VITRO)OF JET-SPLODED FULL FAT SOYBEANS 熊易强 博士，美国大豆协会 摘 要 用温度为232(处理代号232T)、260(260T)、288(288T)、310(310T)的喷射气流分别处理全脂大豆(简写JSPSB
2、)，立即取样盛入不锈钢保温瓶内，保温时间分为Oh(处理代号Oh)、0.25h(0.25h)、0.50h(0.5h)、0.75h(0.75h)、14h(14h)等处理。232T、260T、288T、310T在取样时的初始大豆温度分别是103、110、116、122。用工业生产的蒸汽压片全脂大豆(简写SFSB)样品作为试验对照。对所有样品都进行以下测定，即：脲酶活性(UA，测pH升高值)、AOAC修改法胃蛋白酶(0.002%溶液)体外消化率(PD)、瘤胃可降解蛋白(体外法)(RDP)。对JSPSB而言，UA值，Oh处理全在0.2以上(0.63至1.61)，其他处理全低于0.2(0.02至0.20)
3、；PD值为81-88%，在处理温度范围内不受影响，但保温时间加长到14h则PD下降：RDP随热风温度提高和保温时间加长而下降，最低值为38%(310T14h)。对SFSB而言，UA、PD、RDP分别是0.03、81%、67%。以上结果表明，恰当地掌握热处理的温度和保温时间，可以增进反刍动物和非反刍动物对蛋白质的利用率，并可节省加工能量。 前 言 热风喷射是全脂大豆处理技术之一。有人发表过关于热风处理大豆1此文是作者在美国一家公司从事饲料科技开发工作中未发表的研究报告。1999年8月经美国大豆协会组织翻译发表。希望这些科研结果能给同行们提供有用的资料；更希望在如何使科研服务于生产（或者说如何在生
4、产中推进学科发展）这个老话题上与大家交流。 72 (jet-sploded soybean，简写JSPSB)的营养评价和推荐加工参数的文章(Morrill，1984;Ruegsegger等人，1985;Deacon等人，1988)。 目前在一家美国饲料厂实行的热风处理包括以下工序：进厂清理热风处理(热风温度对反刍动物饲料为310，对非反刍动物饲料为302)压片辊压片用外界空气鼓风冷却保温仓料仓锤式粉碎机(不带筛)粉碎，出厂。进厂清理是为了防止原料中混杂的枯杆在高温气流处理时燃烧。所设定的热风温度并无任何在蛋白质消化率和/或降解率方面的研究作为依据。高温气流喷射后立即用外界空气鼓风，原意是令物料
5、冷却，实际上造成可高达总量10%的水分丢失(根据与饲料厂经理谈话)；另一方面还使送至保温仓的大豆温度降到52-65(根据与饲料厂值班主任谈话)。现行作业的加工成本主要有：过度干燥造成的水分丢失、加热和冷却大豆的能量费用。涉及产品质量的主要问题是热处理不稳定(过度加热或加热不足)，有时产品中可见到发黑炭化的大豆(片状)。 已经确认，热处理效果不仅取决于温度，还取决于处理时间长短和产品水分(Liener，1958)。 取消空气冷却会使受热大豆(片状)保持高得多的温度，从而增强热处理效果。这样就可以把前面热处理的温度降低一些从而节约能耗。取消空气冷却还有一个好处是避免大量的水分丢失。有理由期望，恰当
6、地掌握热处理温度和保温时间将使产品(无论是反刍动物饲料或非反刍动物饲料)质量更加稳定。基于上述设想，本项研究的内容就是利用体外方法结合化学分析，论证取消空气冷却的可行性，并考察温度和保温时间对JSPSB的蛋白可利用率(包括对反刍动物和非反刍动物)的影响。 材料和方法 大豆热处理在一家饲料厂进行，用市售大豆作为试验材料，热处理之前加以清理。热风处理的进风温度分别调整到232(处理代号232T)、260(260T)、288(288T)、310(310T)。 避开冷却风扇在压片辊下面取样，将样品盛入不锈钢保温瓶中。每种热风温度又分为几种不同的保温时间，有Oh(处理代号Oh)、0.25h(0.25h)
7、h、0.50h(0.5h)、0.75h(0.75h)、14h(14h)。 在调定热风温度后至少10分钟才进行取样，以保证样品是在指定温度下经受热处理。用数字温度计(Fisher 16-077-2A)在保温开始和结束时记录大豆温度。将大 73 豆从保温瓶中倒出，冷却至室温，然后粉碎至通过1mm筛，进行实验室分析。同时，将一份工业生产的蒸汽压片的全脂大豆(steam flaked full fat soybean，简写SFSB)样品粉碎，作为试验对照。共计有21个试验处理：232TOh、232T0.25h、232T0.5h、232T0.75h、232T14h、260TOh、260T0.25h、26
8、0T0.5h、260T0.75h、260T14h、288TOh、288T0.25h、288T0.5h、288T0.75h、288T14h、310TOh、310T0.25h、310T0.5h、310T0.75h、310T14h、SFSB。 脲酶活性(UA)分析(AOAC，1984)是在美国该饲料公司实验室(USL)进行的。体外瘤胃液蛋白质分解率(RDP)(Xiong等人，1990)和胃蛋白酶蛋白质消化率(PD)是在北京农业大学(BAU)进行的。PD同时采用目前AOAC方法(1984)和修改法(用稀释胃蛋白酶溶液)(Johnston和Coon，1979a，b)分析。水分和粗蛋白分析在USL和BAU
9、两家实验室同时进行。粗脂肪分析在USL进行。 统计分析：所有JSPSB样品都用SAS线性模型进行数据处理。由于各个温度/保温时间处理均无重复取样，不能将互作效应从误差中分出。 结果和讨论 豆粕温度 232T、260T、288T和310T各外理的大豆初始温度分别是103、110、116和122。由于在压片辊下立即取样盛入保温瓶并立即测定大豆温度，所测温度应当是十分接近大豆实际温度的。当时的热风温度与受热大豆温度之间相差130(对232T)至188(对310T)，这可能是由于热风与大豆接触时间仅有30-40秒，热传导尚不充分的缘故。不过，该系统让热风在处理大豆之后再循环使用，这种设计在能量效率方面
10、还是比较高的。在热处理器的出口处(压片辊的前面或上方)安置了一个温度计，生产上一直将它记录的温度作为“大豆温度”，实际上这是热风接触大豆热交换之后的热风温度，而不是大豆真正达到的温度。本研究记录的温度(103122)都在加工浸出豆粕的烘烤温度范围之内(Gravans和Sipos，1958；Shields，1984)。不过，(热处理)加工程度还取决于温度持续时间和大豆水分。大豆温度随保温时间延长而下降。将取样和保温瓶隔热程度方面可能有的差别忽略不计，用310T的每个保温时间处理的大豆最初温度和最终温度作图得出了一条温度变化曲线(图1)。在无限延长的保温时间之后，大豆粕温度应与室温相等，假定室温为
11、21，温度变化数据与含有两个速率常数的一级反应动力学模型高度吻合（图1），这两个速率常数应是温差(大豆温度与外界温度之差)和保温瓶隔热程 74 度二者的函数。保温瓶隔热程度不同于饲料厂保温仓和储料仓的隔热程度(这应是隔热材料和加工大豆数量的函数)，但是温度变化的趋势应是相近的。因此，本研究用保温瓶保温的大豆可以用来作为研究保温时间影响的模型。 大豆温度，保温时间，h 图1 保温期间的大豆温度变化 化学分析 表1列出在USL和BAU进行的化学分析结果。两个实验室的分析结果基本相同。所有JSPSB样品的蛋白质和脂肪含量均无统计误差(P0.25)。JSPSB的粗蛋白平均值是42.1(0.16)%，脂
12、肪平均值是17.7(0.97)%。SFSB的蛋白质和脂肪分别是39.8%和20.7%。与SFSB比较，JSPSB的蛋白质高2.3个百分点，脂肪低3.0个百分点。如将SPSB的各顶分析指标的标准差用来作为估量JSPSB和SFSB的合并标准差，则JSPSB和SFSB之间的差别在蛋白质方面是14个标准差，脂肪是3个标准差。可见，这两个不同来源的大豆应当看作是来自不同群体。进厂清理工序从大豆中清除枯杆，这可能会加大两批大豆在蛋白质上的差别，缩小在脂肪上的差别。 提高热风温度会降低大豆水分(线性，P0.01)。保温时间对大豆水分没有影响(P0.25)。JSPSB样品的含水量在5.2%至8.2%范围，远高
13、于该饲料厂目前的FSPSB含水量范围(23%)。由于JSPSB样品量小，保温后又将样品倒在纸上冷却，这会导致水分丢失，所以，生产中取消风扇冷却后，JSPSB保留的水分可能比本 75 研究的水分数值还要高。SFSB的平均含水量是8.04%。 表1 JSPSB的化学分析结果 热风温度， 232 260 288 310 保 温 时 间 h USLbBAUcUSL BAU USL BAU USL BAU - - - - - - - - - 粗 蛋 白，%（db）- - - - - - - - - 0 42.5 42.0 42.6 41.5 42.3 42.3 42.0 41.9 0.25 42.5 4
14、1.8 42.8 41.5 41.9 42.6 42.1 42.4 0.50 42.7 41.8 41.8 42.3 41.3 41.9 42.2 41.8 0.75 42.0 41.9 43.1 42.0 41.7 42.1 42.3 41.6 14 42.6 42.2 41.9 42.2 42.3 42.0 42.5 41.3 SFSBa39.9 39.8 - - - - - - - - - 粗 脂 肪，%（db）- - - - - - - - - 0 15.6 18.6 17.2 16.9 0.25 19.1 17.1 19.2 17.8 0.50 17.8 16.0 16.6 17.9
15、 0.75 17.4 18.1 17.2 18.0 14 18.2 17.9 18.8 18.5 SFSB 20.7 - - - - - - - - - 水 分，%- - - - - - - - - 0 7.80 7.60 6.11 6.36 5.47 5.57 5.34 5.66 0.25 6.60 6.43 5.84 6.12 6.00 6.08 5.19 5.44 0.50 7.01 6.74 6.24 6.25 5.48 5.79 5.52 5.50 0.75 7.23 7.09 6.03 6.20 5.78 5.92 5.17 5.55 14 8.19 7.72 6.72 6.88
16、6.48 6.45 5.90 6.09 SFSB 8.65 7.43 aSFSB=蒸汽压片全脂大豆 bUSL=美国一饲料公司分析室 cBAU=北京农业大学 脲酶活性 以pH升高值表示的脲酶活性(UA)列于表2。公认0.2单位升高值是大豆适度熟化的上限，尽管个别畜种可以耐受更高的脲酶活性(Mian和Garlich，1986)。所有0保温时间处理的UA值都很高，说明熟化不够。所有保温时间长于15分钟(0.25h) 76 处理的pH升高值均低于0.2，说明已充分熟化。热风温度从232提到310，或大豆温度从103提到122，其0保温处理的UA分别从1.61降到0.63。在热风温度为232或大豆温度为103时，将保温时间从0延长至15分钟，脲酶活性从1.61降为0.2。这说明了保温时间的重要作用。 表2
