飼料風味化學的原理和應用
摘要：動物可口性添加料要用低溫製造(30∼75℃)；人類喜歡的香味要高溫合成(140∼350℃)。工業上，前者採用生物技術；後者利用化學合成。
一、前 言
十年前，飼料界多數廠商仍然沿用傳統方法，將穀類打碎，混合微量礦物質、維他命、胺基酸和藥物，製成粉狀完全配合飼料銷售。不久，蒸氣加熱打粒飼料亦漸流行。最近，新的加工方法(暫定名為押出法)代之而起，並且有急速取代舊有方法之趨勢。因為傳統粉碎打粒加工方法很難有高科技迴旋的餘地。這個無法自身突破的限制使新科技研究成果，不得不另起爐灶。譬如風味化學的研究結果就很難嵌入舊有的系統中。
在海外，多數美國廠商引用分子生物和風味化學的研究成果，使得新產品的可口性遠遠超越既有的市場飼料水準之上。銷售業績自亦遙遙領先保守的同業競爭者。同時，專利加工方法一件接一件公佈，逼得落伍者一步一步的退出界外。因此，可預期將來，新科技的引用勢必改變飼料加工方法，也極可能改變飼料工業的結構。
本篇將討論飼料風味化學的基本原理和應用。
二、製造飼料風味添加料的三種基本方法：
1.熱加工法：
法國化學家Maillard首先提出報告，將胺基酸和還原醣混合加熱，可合成多種香味化合物。因為此反應不需酵素催化，故又稱非酵素作用褐色反應。
另一種熱加工法是高溫(350℃)，高壓(5氣壓)、熱分解脂肪酸(C16：1)(甘欖油酸)，也能得到口味添加物。
2.化學合成法：
將兩種或多種原料混合，在特定條件下，加溫加壓，促成化學反應。這個方法大多根據經驗或儀器分析結果來選擇原料。
3.生化合成法：
運用微生物、黴或菌類、酵母直接醱酵可得風味添加料。利用微生物生產鋛類，再用此鋛分解動植物產品亦可得極好風味原料。最後，將黴類和酵母自家分解，則得到可口原料。
三、幾個未來值得努力的目標：
1.飼料工業要決定合理成本範圍內，動物口味促進劑和人類香味補充劑，應該各佔多少份量。
2.飼料加工必需考慮可口添加料的運用，以增加飼料效率。
3.開發風味添加物的介入系統：
基本原則是飼料包裝材料吸附人類喜歡的香味；動物可口添加物要等咀嚼或唾液酵素分解，突破微膠囊才釋出。
4.訂定飼料可口指數：
飼料品質，除目前使用的蛋白質、脂肪、水份、礦物質、維他命、熱能值和消化率外，可口指數亦應列入。此指數依據動物行為科學，腦舌神經反射，食品加工知識和風味化學理論研究成果制定。
5.成立飼料風味資料庫：
各種原料可口係數一一別入資料。測定其增進食慾和抑制食慾化合物。寫明加工時尚須補充之物，改進加工技術。
6.試驗動物的選擇和結果的分析應用。
7.研究原料間互相反應對可口性的影響。
8.生物技術的引用。
9.醱酵技術的開發。
10.酵素工程的應用：
蛋白鋛分解動植物副產品；磷脂鋛分解脂肪及核侫鋛分解單細胞都能轉變低價廢棄物而成天然風味物。
11.罐裝飼料可口性的改善。
12.開發新技術，降低成本。
四、理想風味添加料的條件：
1.可口性：
增進動物攝食動機。
2.採食性：
促進動物採食，飼料必需符合下列各點：
(1)味道吸引動物。
(2)引起動物飢餓反射。
(3)味道適中，類似天然風味。動物進食不起疑心。
(4)咀嚼時，刺激唾液及消化腺分泌。
3.一致性：
飼料可口性一致。不因原料價格、季節、營養、配方更動影響。
4.方便性
使用方便節省操作費用。粉狀添加料務必不結塊，低吸濕度，但高附著力。液態添加料必需不沈澱、不結團、不易腐敗。
5.穩定性：
可口添加料必需耐熱，抗氧化，耐酸，耐鹼。
6.安全性：
絕不含毒物或病原菌。
7.異味性：
使用後耐貯存，雜菌不易生長。
8.均質性
9.市場性
10.價格性：
可口添加料應有效益／成本比為25∼30比1。
五、飼料甚味化學的基本原理：
具體而言，飼料風味添加料可劃分成為二大類：(1)香味性添加料；(2)可口性添加料。前者供給人類認可；後者針對動物口味。
(一)第一類香味性添加料製造法：
理論上，合成香味添加料要引用非酵素褐色反應(Maillard Reaction)。當胺基酸(甘氨酸或含硫胺基酸)(3.6％)加上還原醣(葡菊醣)(10％)，再加動物鹼分解蛋白或酸分解植物蛋白(10％)與水(76.4％)加熱則呈褐色反應。此反應附帶合成許多芳香化合物，可用來滿足人類的嗅覺。含硫胺基酸有胱氨酸(Cystine)半胱氨酸(Cysteine)、蛋氨酸(Methionine)，而還原醣尚包括木醣(Xylose)、核醣(Ribose)。
除了以上基本原料外，最近增加了下列各項原料：磷脂、卵磷脂、Peptone和𡌅腩酮(Furanone)、維他命B1(Thiamine Hcl)和維他命C。此外，酵母分解抽出物、乳醣、乳清等都可合成烤肉香味化合物。
(二)第二類動物可口性添加料製造法：
動物的舌鼻神經中樞結構與人類不同。動物可覺察人類無法嗅到的氣味，也喜歡某些人類未知的口味。
人類有酸、甜、苦、辣鹼和鮮味共六種感覺區；但根據神經反射測驗結果顯示，動物只有可口和拒口兩種而已。飼料若能刺激舌神經點傳送訊息則為可口(Enhancer)；反之，抑制時則為拒口(Inhibifor)。藉著此種儀器的幫助，各別原料的可口係數不難科學化。
| 第一類：香味性添加料 | 第二類：可 口 性 | |
對 象 製 造 法 特 性 使 用 量 化 學 性 測定儀器 種 類 |
人類 高溫合成 高揮發性 低(ppm∼ppb) 不穩定 GC／MS 多 |
動物 低溫生物合成 低／不揮發性 高(0.1∼10％) 穩定 HPLC或LC／MS 極少數 |
| 原 料 | 初級產品 | 初級產品 | 三級產品 |
| 胺 基 酸→ |
Ammonia Aldehydes Amino Ketones |
α-dicocbonyl →
|
→Pyrajines Pyrroles
|
| 含硫胺基酸→ | H2S Methane thiol |
→ → → | Thiophenes Mecapto thicphenes |
＼ ／ |
Furans Furanones |
||
| 砼 胺(B1)→ | Mecapto Ketones | →
→ ↘ |
Thiajoles Thiajolines |
| 醣 類→ | Aldoses
→ Ketoses |
Furans → | Mecapto furans |
| 磷 脂 類→ | Fatty acids Phosphate PC |
→ → | Hyclro carbons Alcohol.s |
| 核 糖 體→ | ATP
→ ADP AMP |
Furans → PO4
|
PO4 complex
|
| 1.Thiophene：文獻報告中此類化合物都具肉香味。由含硫胺基酸＋砼胺＋核醣＋磷脂高溫合成。 2.Furans：主要由糖類焦化分解而得。大多數Furans含有核鍄香味。若分子內含硫則有肉香味。 3.Pyrajines：肉汁的主要成份。Furan和Pyrajine在同一環狀分子上，更具肉香味。 4.Thiojoles和Thiajolines：由砼胺(Thiamine Hcl)分解而來，都具肉香味。 5.Pyrroles：常造成糖漿味。 6.Oxajole, Oxajoline和Pyridine：濃者硫磺味，稀釋則含肉香味。 |
六、可口性添加料的製造方法：
1.生物技術醱酵法
使用黴類(Aspergillus niger或Rizopus oryzae)醱酵豆類加工剩餘物(30℃)，然後分解黴體(50℃，3小時，PH3.5)，接著(75℃，3小時)分解核仁消毒(100℃，20分)，可得良好原料。
2.酵母醱酵法
食用酵母培養在糖類、澱粉廢料中可得酵母(Saccharomyces SPP)。然級乾燥可得口味增進原料。
酵母培養液加熱到45℃，維持24小時，則細胞死亡。酵母內蛋白鋛則呈活性，分解酵母細胞而得胺基酸、核侫類、蛋白膘、蛋白𡛕。全部都是動物可口添加料。最後100℃殺死酵素則產品呈穩定。
酵母亦可用酸(HCl)(6％)高溫(105℃)分解。其營養價值高，且是天然產品，在顧客心目中有良好促銷作用。使用量在0.25∼1％範圍效果顯著。
3.動物副產品的利用：
此類產品包括乾酪粉、乳清粉、雞牛肉骨粉和魚雜粉等。一般用量較高，在0.5∼3％水準。它們常被用在第三層飼料或第四層以增加動物可口效果。由於工廠處理不當常常氧化酸敗變味(動物拒口)；同時蛋白質分解(動物可口)兩種效果。
4.鋛處理：
磷脂鋛A、B、C可分解動物脂肪而得可口性極佳脂肪酸。用量在0.01∼0.1％左右。蛋白鋛(Protease)，核侫鋛(Nuclease)作用已如前述。精解鋛(Alcolase)可分解動物廢物而得胺基酸。
5.液態動物副產品：
家禽內臟(40％)加水(60％)熱至60℃，30分，則其天然蛋白鋛及核侫鋛將分解此副產品而成液態動物可口添加料。熱至100℃，停止鋛活性即可供顆粒飼料表面處理之用。用量1∼5％即可大大增加嗜口性。
七、加工應用：
家畜家禽喜歡的口味多數不為人類所接受；人類偏愛的烤肉或花香味毫無增進動物攝食效果。因此，飼料加工只好採用分層、分段處理。動物喜愛的味道夾在裡層；人類可以接受並且動物可口的原料在外層。最後滾上一層或兩層動物最喜歡但人類無法嗅出的添加物。如果必要的話，人類偏愛的烤肉、烤麵包或油炸香味則吸附在包裝材料上。
八、結 論：
飼料可口性(Palatability)及可口因子(Palatability Factors)的研究是飼料工業嶄新的方向。飼料可口性提高可增加銷售量，改進產品效益，樹立產品特徵和分別品牌優勢。
從各廠各牌投下的人力物力財力之巨來論斷未來幾年而言，飼料可口技術開發的成敗將主導今後飼料市場動向。
飼料營養雜誌(3~8)－林輝煌．九一年七期
Copyright © 1998 
茂群峪畜牧網.
本網站圖文係屬茂群峪有限公司，內文之版權為該雜誌社所
有，非經本公司及該雜誌社正式書面同意，不得將全部或部分內容，
轉載於任何形式媒體
※ 最佳解析度 800x600
Copyright © 1998
MiobufferCo., Ltd. All rights reserved.
Unauthorized copying and reproduction is prohibited. All trademarks property of their
respective holders.