基于發酵液的粒狀材料形式的包含l-氨基酸的動物飼料添加劑及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及適于制備用于水產養殖中飼養的動物的飼料的基于發酵液的粒狀飼料添加劑，其包含選自L-賴氨酸、L-甲硫氨酸、L-蘇氨酸、L-色氨酸、L-纈氨酸的L-氨基酸或其混合物，其中所述L-氨基酸或其混合物的含量為所述粒狀飼料添加劑的總體組成的≥20重量％；其中至少70重量％的顆粒具有＞63μm到＜300μm的粒徑，其中生物質含量為≥5重量％，并且其中所述顆粒的表面被食用油完全或部分包覆，其中所述L-氨基酸為以硫酸鹽形式存在的L-賴氨酸，并且硫酸根與所述L-賴氨酸的摩爾比為至少0.5。
【專利說明】基于發酵液的粒狀材料形式的包含L-氨基酸的動物飼料 添加劑及其制備方法 發明領域
[0001] 本發明涉及基于發酵液的顆粒形式的包含L-氨基酸的飼料添加劑及其制備方 法，其中所述L-氨基酸選自L-賴氨酸、L-甲硫氨酸、L-蘇氨酸、L-色氨酸、L-纈氨酸，特 別是L-賴氨酸。

【背景技術】
[0002] 動物飼料補充有單個氨基酸以滿足動物的需要。當前主要用于用例如L-賴氨酸 補充動物飼料的物質是L-賴氨酸含量為約80%的L-賴氨酸單鹽酸鹽。由于L-賴氨酸是 發酵生產的，因此為了制備單鹽酸鹽，必須首先在復雜的方法步驟中將其從粗發酵液的全 部殘留組分中分離出來，然后轉化成單鹽酸鹽，并且必須對后者進行結晶。這生成大量的副 產物和廢物形式的處理所需試劑。由于并非總是需要高純度的動物飼料補充物，而且由于 發酵副產物還通常含有營養有效的有價值的物質，因此過去已作出一些嘗試來避免飼料氨 基酸特別是純L-賴氨酸單鹽酸鹽的復雜生產并以更加節約成本的方式將粗發酵液轉化成 固體動物飼料。
[0003] 已顯現的嚴重缺點是此類培養基的復雜組成，因為這些培養基通常僅可困難地干 燥，因此它們是吸濕的，實際上不可流動，具有團聚風險，并且不適于飼料磨機中技術復雜 的處理。這種情況尤其適用于包含L-賴氨酸的發酵產品。通過噴霧干燥將粗發酵液簡單 脫水產生高度吸濕的粉狀濃縮物，所述濃縮物在短暫的儲存期后團聚并且不能以這種形式 用作動物飼料。
[0004] EP 0 533 039涉及制備基于發酵液的氨基酸動物飼料補充物的方法，其中所述補 充物可借助于噴霧干燥直接從所述發酵液獲得。在一個變體中，為此，在噴霧干燥步驟前去 除一些生物質。實際上，如果以非常清潔的方式進行發酵，即，當獲得具有低殘余有機物質 含量的發酵液時，所述發酵液甚至可在沒有生物質的情況下和沒有另外的載體輔劑的情況 下干燥以得到可易于處理的顆粒。
[0005] GB 1 439 121公開了包含約20重量％的L-賴氨酸的固體濃縮物，并且其還描述 了 pH為4. 5且添加有亞硫酸氫鈉的包含L-賴氨酸的發酵液。
[0006] EP 0 615 693公開了制備基于發酵液的動物飼料添加劑的方法，其中將所述發酵 液在任選地去除一些組分后噴霧干燥，從而得到至少70重量％的具有100 μ m的最大粒徑 的微粒，并且將這些微粒在第二步中增大以得到包含不少于30重量％的所述微粒的顆粒。
[0007] 根據GB 1 439 728,從發酵液制備包含L-賴氨酸的濃縮物，將所述發酵液在濃縮 前用HCl酸化到約pH6. 4,并且出于穩定化的目的，向其中添加亞硫酸氫鹽。在蒸發后，將產 物進一步酸化到PH4. 0,并且通過噴霧干燥獲得期望產物。
[0008] EP-A 1 331 220涉及包含L-賴氨酸作為主要組分的粒化飼料添加劑。其中已發 現賴氨酸的抗衡離子的量（例如硫酸根離子的量）可通過使用發酵期間生成的碳酸氫根和 /或碳酸根作為抗衡離子來降低。總之，要求〇. 68到0. 95的陰離子/賴氨酸之比。
[0009] 據說降低包含L-賴氨酸的產品中的抗衡離子（例如硫酸根）可改進吸水性和結 塊傾向性。
[0010] WO 2007/141111公開了制備包含L-賴氨酸的飼料添加劑的方法，其包括以下步 驟：使產生L-賴氨酸的棒狀桿菌（coryneform)發酵，之后添加硫酸銨，通過添加硫酸將pH 降低到4. 9到5. 2,其中在所述發酵液中建立0. 85到1. 2的總硫酸根/L-賴氨酸之比，濃縮 并干燥，優選粒化，得到具有基于總量的10重量％到70重量％的L-賴氨酸含量（以賴氨 酸堿（lysine base)計）的產品。然而，這一產品的粒徑在彡300 μ m到彡1800 μ m的范圍 內，因此過大而不能用作水生動物的飼料添加劑。
[0011] 發明目的
[0012] 本發明的目的是提供基于發酵液的顆粒形式的包含L-氨基酸特別是L-賴氨酸硫 酸鹽的飼料添加劑，所述飼料添加劑適于制備用于在水產養殖中飼養的動物（例如魚類和 甲殼類動物）的飼料。
[0013] 發明概述
[0014] 所述目的是通過適于制備用于水產養殖中飼養的動物的飼料的基于發酵液的粒 狀飼料添加劑實現的，所述粒狀飼料添加劑包含選自L-賴氨酸、L-甲硫氨酸、L-蘇氨酸、 L-色氨酸、L-纈氨酸的L-氨基酸或其混合物，其中所述L-氨基酸或其混合物的含量為所 述粒狀飼料添加劑的總體組成的> 20重量％ ;其中至少70重量％的顆粒具有>63μπι到 〈300 μ m的粒徑，其中生物質含量為>5重量％，并且其中所述顆粒的表面被食用油完全或 部分包覆。
[0015] 令人驚訝地，已發現，存在于本發明的粒狀產品中的粒狀飼料添加劑中的L-氨基 酸即使在>63 μ m到〈300 μ m的較低粒徑下仍具有比常規顆粒更好的水熱穩定性、更好的于 復合飼料中的均質性和更好的浸出（leaching)性質，其中所述氨基酸選自L-賴氨酸、L-甲 硫氨酸、L-蘇氨酸、L-色氨酸、L-纈氨酸或其混合物，特別是L-賴氨酸硫酸鹽。
[0016] 在一個優選實施方案中，所述L-氨基酸是L-賴氨酸且以硫酸鹽的形式存在，其中 硫酸根與L-賴氨酸的摩爾比為至少0. 5,優選0. 6、0. 8、0. 9、0. 95、1. 0、1. 05、1. 1、1. 2(以摩 爾計）。
[0017] 使用下式來計算硫酸根/L-賴氨酸摩爾比V :
[0018] V = 2 X [SO42M / [L-賴氨酸]。
[0019] 在又一個優選實施方案中，所述生物質源自棒狀桿菌屬（Corynebacterium)或埃 希氏菌屬（Escherichia)。
[0020] 此外，優選上述L-氨基酸或上述其混合物的含量為基于所述飼料添加劑的總體 組成的> 30重量> 40重量> 50重量> 60重量％。
[0021] 特別優選L-賴氨酸硫酸鹽的含量為基于所述飼料添加劑的總體組成的> 30重 量％、> 40重量50重量60重量％。
[0022] 特別優選至少70重量％、75重量％、80重量％、85重量％、90重量％、95重量％、 97重量％的所述顆粒具有>63 μ m到〈300 μ m的粒徑。
[0023] 在又一個特別優選的實施方案中，至少70重量％、75重量％、80重量％、85重 量％、90重量％、95重量％、97重量％的所述顆粒具有>63 μ m到〈280 μ m的粒徑。
[0024] 在又一個特別優選的實施方案中，至少70重量％、75重量％、80重量％、85重 量％、90重量％、95重量％、97重量％的所述顆粒具有>63μπι到<200μπι的粒徑。
[0025] 在又一個特別優選的實施方案中，至少70重量％、75重量％、80重量％、85重 量％、90重量％、95重量％、97重量％的所述顆粒具有>63 μ m到〈300 μ m的粒徑，其中至少 3重量％的所述顆粒具有>63 μ m到〈100 μ m的粒徑。
[0026] 在又一個特別優選的實施方案中，至少70重量％、75重量％、80重量％、85重 量％、90重量％、95重量％、97重量％的所述顆粒具有>63 μ m到〈300 μ m的粒徑，其中至少 5重量％的所述顆粒具有>63 μ m到〈100 μ m的粒徑。
[0027] 在又一個特別優選的實施方案中，至少70重量％、75重量％、80重量％、85重 量％、90重量％、95重量％、97重量％的所述顆粒具有>63 μ m到〈300 μ m的粒徑，其中至少 10重量％的所述顆粒具有>63 μ m到〈100 μ m的粒徑。
[0028] 在又一個特別優選的實施方案中，至少70重量％、75重量％、80重量％、85重 量％、90重量％、95重量％、97重量％的所述顆粒具有>63 μ m到〈300 μ m的粒徑，其中至少 15重量％的所述顆粒具有>63 μ m到〈100 μ m的粒徑。
[0029] 在又一個優選實施方案中，粒徑〈63 μ m的所述顆粒占25重量％或更少、15重量％ 或更少、10重量％或更少、5重量％或更少、3重量％或更少、2重量％、0到1重量％、0. 5重 量％或更少。
[0030] 所述粒狀飼料添加劑的堆密度優選為500g/l到650g/l，尤其優選530g/l到 570g/l。
[0031] 在又一個優選實施方案中，所述生物質含量為> 10重量> 20重量> 30重 量％、> 40重量> 50重量> 60重量> 70重量> 80重量> 90重量％。
[0032] 所述食用油優選選自植物油（特別是大豆油、橄欖油、葵花籽油）、動物油或脂肪 或由微生物發酵產生的油。
[0033] 在本發明的上下文中，術語"食用油"意指可食用的油，即可在由人類和動物消化 時利用的油。食用油是基本上由甘油三酯構成或含有甘油三酯的組合物，其中甘油三酯含 量優選為至少80重量％、85重量％、90重量％、95重量％。此外，優選所述食用油占總體組 成的0. 01重量％到2重量％。
[0034] 通過在Hosokawa Alpine噴氣式篩選設備（200LS-N型）中進行篩選分析來測量 粒徑分布，篩選設置（screening set)為：篩目尺寸 20 μ m、32 μ m、45 μ m、63 μ m、100 μ m、 150 μ m、200 μ m、250 μ m、280 μ m、300 μ m、400 μ m、500 μ m、600 μ m、630 μ m、710 μ m、800 μ m、 10004111、118(^111、140(^111、160(^111和 200(^111(0預130 3310);篩選時間：31^11;其中利 用具有最大細度（20 μ m)的篩網（即利用最細的篩網）對25g受試顆粒進行篩選，并且其 中將由篩網保留的粒狀材料部分施加到具有第二大（next-bigger)篩目尺寸的篩網，并且 重復所述方法直到具有所述篩選設置的最粗細度（2000 μ m)的篩網。
[0035] 每個篩份（screen fraction)的百分比比例計算如下：
[0036] 篩份=篩下物（g) X 100/W(g) [% ]
[0037] W-初始樣品重量（g)
[0038] 因此，篩選分析描述了各篩份（0 - 20 μ m/20 - 32 μ m/32 - 45 μ m等）基于初始量 (25g = 100% )的百分比。
[0039] 在噴氣式篩網分析中，原則上，最細篩網是起點。施加限定量的粒狀樣品材料并且 進行篩選。將殘留于所述篩網上的量與所述篩網一起稱重，然后從這一數字減去沒有樣品 材料的"清潔"篩網的重量。這得到了所述篩網上的殘余物（g)。
[0040] 為了計算篩下物（小于所用篩的顆粒的部分），在最小篩份（例如20μπι)的情況 下,從20 μ m篩網上的殘余物的初始質量減去所述數字。
[0041] 在其它篩份（例如20-32 μ m)的情況下，通過從較小篩網（在這一情況下為32 μ m 篩網）上的殘余物減去較大篩網（在這一情況下為63 μ m篩網）上的殘余物來計算篩下物 (g)。
[0042] 本發明還提供制備上述飼料添加劑的方法，其包括以下步驟：
[0043] a)在有氧條件下在含水營養培養基中使產生L-氨基酸的微生物優選棒狀桿菌或 埃希氏菌屬細菌發酵，其中所述L-氨基酸選自L-賴氨酸、L-甲硫氨酸、L-蘇氨酸、L-色氨 酸、L-纈氨酸；
[0044] b)通過蒸發將發酵液濃縮；
[0045] c)如果L-氨基酸為L-賴氨酸，則添加硫酸銨和/或硫酸，其中在所述發酵液中建 立0. 85到1. 2的硫酸根/L-賴氨酸之比；
[0046] d)從混合物中去除水并且干燥，得到顆粒；
[0047] e)調節粒徑，得到含有至少70重量％的具有>63 μ m到〈300 μ m、優選>63 μ m到 〈280 μ m的粒徑的顆粒的產品；
[0048] f)用食用油包覆步驟d)和/或e)的顆粒，得到用所述食用油完全或部分包覆的 顆粒。
[0049] 在優選方法中，在步驟e)中通過研磨、篩選、分級或其它合適方法來調節粒徑。
[0050] 本發明的飼料添加劑用于制備用于在水產養殖中飼養的動物的飼料。
[0051] 根據本發明，本發明的添加劑用于用以飼喂在水產養殖中飼養的動物的飼料。
[0052] 因此，本發明還包括以基于總飼料組成的0. 01重量％到5. 0重量％、優選0. 05重 量％到0.95重量％的量包含本發明的粒狀飼料添加劑的飼料，更特別地為魚飼料。本發明 優選還包括以基于總飼料組成的0. 01重量％到5. 0重量％、優選0. 05重量％到0. 95重 量％的量包含本發明的包含L-賴氨酸的粒狀飼料添加劑的飼料，更特別地為魚飼料。
[0053] 在水產養殖中飼養的動物優選為魚類、甲殼類動物，特別是蝦/對蝦。在優選 應用中，在水產養殖中飼養的動物為選自以下的淡水和咸水魚類和甲殼類動物：鯉魚、 鱒魚、鮭魚、It魚、S盧魚、比目魚、鱘魚、金槍魚、鰻魚、鳊魚、鱈魚、奸和對奸，尤其為白鰱 (Hypophthalmichthys molitrix)、草魚(Ctenopharyngodon idella)、鯉魚(Cyprinus carpio)和纏魚（Aristichthys nobilis)、歐鯽（Carassius carassius)、卡特拉紙（Catla Catla)、露斯塔野駿（Labeo rohita)、太平洋鮭魚和大西洋鮭魚（Oncorhynchus kisutch和 Salmo salar)、虹轉魚（Oncorhynchus mykiss)、斑點叉尾鮰魚（Ictalurus punctatus)、 非洲銳齒 fit 魚（Clarias gariepinus)、巨 It 屬（pangasius)(博氏巨 It (Pangasius bocourti)和低眼巨 It (Pangasius hypothalamus))、尼羅羅非魚（Oreochromis niIoticus)、遮目魚（Chanos chanos)、軍曹魚（Rachycentron canadum)、南美白對蟲下 (Litopenaeus vannamei)、斑節對蟲下(Penaeus monodon)和羅氏沼蟲下（Macrobrachium rosenbergii)〇
[0054] 此外，優選所述飼料以基于總飼料組成的0. 01重量％到5. 0重量％、優選0. 05重 量％到0. 95重量％的L-氨基酸的量包含本發明的粒狀飼料添加劑，其中所述L-氨基酸選 自L-賴氨酸、L-甲硫氨酸、L-蘇氨酸、L-色氨酸、L-纈氨酸或其混合物。
[0055] 在本發明上下文中，尤其優選所述飼料以基于總飼料組成的0. 01重量％到5. 0重 量％、優選0. 05重量％到0. 95重量％的L-賴氨酸、優選L-賴氨酸硫酸鹽的量包含本發明 的粒狀飼料添加劑（以賴氨酸堿計）。
[0056] 應當指出，飼料顆粒的尺寸取決于待飼養動物的物種和生命周期階段。因此，對于 鮭魚或鱒魚來說，有多達8種不同的飼料尺寸，從用于非常小的魚（l-2cm)的稱為"粉碎飼 料（crumble feed) "的飼料開始直到直徑為0. 8-1. 2cm的飼料擠出物。在用于奸/對蟲下 (南美白對蝦、斑節對蝦和羅氏沼蝦）的飼料的情況下，飼料顆粒的直徑在中間和最后生長 期為0. Icm到0. 3cm(造粒的或擠出的），并且長度為約0. 2cm到不超過lcm。在用于鯉魚的 飼料的情況下，飼料顆粒的直徑為〇. 3cm到0. 6cm(僅造粒的），并且長度為約Icm到2cm。 在用于羅非魚的飼料的情況下，飼料顆粒（造粒的，"沉性飼料（sinking feed)"）的直徑 為0. 2cm到0. 5cm并且長度為約0. 5cm到lcm，或直徑為0. 3cm到0. 6cm并且長度為0. 3cm 到0.6cm(擠出的"漂浮飼料"）。
[0057] 本發明的粒狀飼料添加劑的粒徑分布適于這些應用中的每一個。本發明的粒狀飼 料添加劑可特別優選用于這樣的飼料，其中所述飼料添加劑在所述飼料中的均質性在例如 小的飼料尺寸或生長早期的魚類（魚苗培育）的情況下起到特別重要的作用。
[0058] 本發明的粒狀飼料添加劑優選具有下文所提到的性質1-200或la_200a中的一 種：
[0059]

【權利要求】
1. 適于制備用于在水產養殖中飼養的動物的飼料的基于發酵液的粒狀飼料添加劑， 其包含選自L-賴氨酸、L-甲硫氨酸、L-蘇氨酸、L-色氨酸、L-纈氨酸的L-氨基酸或其混 合物，其中所述L-氨基酸或其混合物的含量為所述粒狀飼料添加劑的總體組成的> 20重 量％;其中至少70重量％的顆粒具有>63 μ m到〈300 μ m的粒徑，其中生物質含量為彡5重 量％，并且其中所述顆粒的表面被食用油完全或部分包覆。
2. 根據權利要求1所述的飼料添加劑，其特征在于所述L-氨基酸為L-賴氨酸且以硫 酸鹽形式存在，并且在于硫酸根與L-賴氨酸的摩爾比為至少0. 5。
3. 根據權利要求1或2所述的飼料添加劑，其特征在于所述生物質源自棒狀桿菌屬 (Corynebacterium)或埃希氏菌屬（Escherichia) 〇
4. 根據權利要求1到3中任一項所述的飼料添加劑，其特征在于上述L-氨基酸或上述 其混合物的含量為基于所述飼料添加劑的總體組成的> 30重量> 40重量> 50重 量％> 60重量％。
5. 根據權利要求1到4中任一項所述的飼料添加劑，其特征在于至少75重量％的所述 顆粒具有>63 μ m到〈300 μ m、優選>63 μ m到〈280 μ m的粒徑。
6. 根據權利要求1到5中任一項所述的飼料添加劑，其特征在于粒徑〈63 μ m的所述顆 粒占20重量％或更少。
7. 根據權利要求1到6中任一項所述的飼料添加劑，其特征在于所述生物質含量為 > 10重量> 20重量> 30重量> 40重量> 50重量> 60重量> 70 重量％> 80重量％> 90重量％。
8. 根據權利要求1到7中任一項所述的飼料添加劑，其特征在于所述食用油選自植物 油（選自大豆油、橄欖油、葵花油）、動物油或脂肪或由微生物發酵產生的油。
9. 根據權利要求1到8中任一項所述的飼料添加劑，其特征在于所述食用油占所述總 體組成的〇. 01重量％到2重量％。
10. 根據權利要求1到9中任一項所述的飼料添加劑，其特征在于至少70重量％的所 述顆粒具有>63 μ m到〈300 μ m的粒徑，粒徑分布是通過在200 LS-N型Hosokawa Alpine 噴氣式篩選設備中進行篩選分析來測量的，篩選設置為：篩目尺寸20 μ m、32 μ m、45 μ m、 63μπι、100μπι、150μ m、200 μ m、250 μ m、280 μ m、300 μ m、400 μ m、500 μ m、600 μ m、630 μ m、 710 μ m、800 μ m、1000 μ m、1180 μ m、1400 μ m、1600 μ m 和 2000 μ m ;篩選時間：3min〇
11. 制備根據權利要求1到11所述的飼料添加劑的方法，所述方法包括以下步驟： a) 在有氧條件下在含水營養培養基中使產生L-氨基酸的微生物發酵，其中所述L-氨 基酸選自L-賴氨酸、L-甲硫氨酸、L-蘇氨酸、L-色氨酸、L-纈氨酸； b) 通過蒸發將發酵液濃縮； c) 如果所述L-氨基酸為L-賴氨酸，則添加硫酸銨和/或硫酸，其中在所述發酵液中建 立0. 85到1. 2的硫酸根/L-氨基酸之比； d) 從混合物中去除水并且干燥，得到顆粒； e) 調節粒徑，得到含有至少70重量％的具有>63 μ m到〈300 μ m的粒徑的顆粒的產品； f) 用食用油包覆步驟d)和/或e)的所述顆粒，得到用所述食用油完全或部分包覆的 顆粒。
12. 根據權利要求1到11中任一項所述的添加劑用于制備用于在水產養殖中飼養的動 物的飼料的用途。
13. 根據權利要求1到11中任一項所述的添加劑在用于飼喂在水產養殖中飼養的動物 的飼料中的用途。
14. 根據權利要求12或13所述的用途，其特征在于所述在水產養殖中飼養的動物選自 魚類、甲殼類動物、蝦/對蝦。
15. 用于在水產養殖中飼養的動物的飼料，其包含根據權利要求1到11中任一項所述 的添加劑。
【文檔編號】A23K1/00GK104270957SQ201380024234
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2013年5月8日 優先權日:2012年5月9日
【發明者】F·U·貝克爾, K·噢哈洛倫, C·科布勒, A·厄爾曼, T·豪斯納爾 申請人:贏創工業集團股份有限公司