BR112021013857A2 - Aglutinantes de ração animal derivados de matéria-prima que contém pectina e proteína - Google Patents

Aglutinantes de ração animal derivados de matéria-prima que contém pectina e proteína Download PDF

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Abstract

trata-se de um método para produzir um aglutinante para ração animal extrudada, peletizada ou aglomerada. o aglutinante é produzido tratando-se biomassa, tais como envoltório de soja ou cascas de limão, com uma solução ácida aquosa por um tempo, a uma temperatura e a um ph suficientes para produzir uma primeira mistura que contém sólidos de biomassa e biomassa parcialmente dissolvida; e tratar mecanicamente a primeira mistura da etapa para produzir uma primeira mistura tratada mecanicamente; e, então, incorporar a primeira mistura tratada mecanicamente como um aglutinante em uma ração animal. também são descritas rações para animais produzidas com o aglutinante.

Description

“AGLUTINANTES DE RAÇÃO ANIMAL DERIVADOS DE MATÉRIA-PRIMA QUE CONTÉM PECTINA E PROTEÍNA” REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS
[0001] Reivindica-se aqui a prioridade do pedido provisório no. de série 62/793.649, depositado em 17 de janeiro de 2019, que é incorporado ao presente documento a título de referência.
ANTECEDENTES
[0002] As rações para animais industrializadas são um produto comercial básico. Uma série de produtos naturais, tais como glúten de trigo, farinha de trigo com alto teor de glúten e outros ingredientes ricos em amido (arroz, sorgo, milho, etc.) são usados como aglutinantes em rações para animais (por exemplo, rações para ungulados e suínos, rações para aves, rações para peixes, rações para camarões, rações para animais domésticos, tais como cães e gatos, etc.). Substâncias modificadas, tais como carboximetilcelulose, alginato, alginato de propilenoglicol e sulfonato de lignina, bem como aglutinantes sintéticos, tal como bentonita de sódio ou cálcio, álcool polivinílico e formaldeído de ureia, também têm sido usados como aglutinantes. As mesmas variam amplamente quanto ao custo, desempenho e impactos benéficos versus impactos adversos na saúde animal.
[0003] Por exemplo, os dispositivos de cozimento por extrusão têm sido usados há muito tempo para produzir uma grande variedade de rações secas para animais, tais como rações secas para cães, gatos e aves. O processo básico é conceitualmente bastante simples, mas muito mais complexo na prática. O material alimentício a ser processado é passado por um cilindro de extrusão com temperatura controlada, onde está sujeito a níveis crescentes de temperatura, pressão e cisalhamento. Conforme o material emerge a partir da matriz da extrusora, o mesmo é totalmente cozido e conformado. A prática convencional é subdividir o produto em grânulos à medida que sai da extrusora com o uso de um conjunto de facas rotativas. Consultar, por exemplo, a Patente no. U.S. 10.383.347, expedida em 20 de agosto de 2019, que descreve uma ração animal extrudada que compreende um aglutinante de gelatina e um baixo teor de amido.
[0004] As rações para animais produzidas por meio de extrusão (bem como por meio de outros métodos) incluem tipicamente um aglutinante para melhorar a resistência coesiva interna do produto extrudado e peletizado. O aglutinante oferece uma série de vantagens funcionais para o produto final. De forma mais notável, o aglutinante junta as porções de alimento da ração alimentar de modo que o produto final possa ser prontamente ingerido pelo animal-alvo. Ao mesmo tempo, torna o produto final peletizado ou aglomerado menos propenso a fraturar durante o transporte, armazenamento e dispensação. Isso reduz significativamente a criação de poeira e partículas finas, o que leva ao desperdício. No contexto de alimentos extrudados, amidos e amidos modificados são amplamente usados como aglutinantes porque gelatinizam sob as condições normalmente encontradas durante a extrusão, o que ajuda a aderir os componentes de alimentos uns aos outros.
[0005] Como uma proposição geral, as rações para animais são produzidas com ingredientes alimentícios de subprodutos de baixo custo que não podem ser vendidos no mercado de alimentação humana. Os aglutinantes convencionais de baixo custo, entretanto, não produzem péletes de ração que sejam suficientemente duráveis. Além do amido, acima mencionado, vários coloides de proteína, carboxilmetilcelulose, mesclas de lignossulfonato- amido e resinas de ureia formaldeído têm sido usados como aglutinantes de rações para animais. A Patente no. U.S. 5.714.184, expedida em 3 de fevereiro de 1998, descreve até mesmo um método e uma composição de matéria que usa licor de formação de polpa de carbonato de sódio (da fabricação de papel) como aglutinante de pélete para ração animal.
[0006] Consultar também a Patente U.S. no. U.S.
4.996.065, expedida em 26 de fevereiro de 1991, que descreve um aglutinante quimicamente reativo sem melaço para ração animal.
[0007] A Patente no. U.S. 4.988.520, expedida em 29 de janeiro de 1991, descreve um aglutinante que compreende compostos de cálcio solúveis em água, tais como hidróxido de cálcio, óxido de cálcio, cloreto de cálcio e acetato de cálcio.
[0008] A Patente no. U.S. 4.952.415, expedida em 28 de agosto de 1990, descreve uma composição de ração animal que usa um polímero produzido a partir de monômeros que contêm ácido carboxílico como um aglutinante, por exemplo, polímeros produzidos a partir de ácido poliacrílico, ácido polimaleico e ácido polimetacrílico.
[0009] A Patente no. 4.153.735, expedida em 8 de maio de 1979, descreve um aglutinante que contém um sal de um ácido graxo, um lipídio hidrogenado e um polímero aniônico solúvel em água.
[0010] Embora alguns desses produtos forneçam alguma melhoria na qualidade do pélete, há muito espaço para melhorias.
SUMÁRIO
[0011] O objetivo deste projeto é apresentar uma nova classe inovadora de aglutinantes para rações a partir de matérias-primas ricas em pectina, proteína e holocelulose. Essa nova classe de aglutinante para ração é produzida de forma econômica com poucas etapas de processo nos laboratórios AC-PABE da Auburn University. Também constatou-se em estudos realizados nos laboratórios USDA-ARS-Aquatic Animal Health Research que novos aglutinantes de envoltório de soja melhoram as formulações de rações e diminuem o desperdício de rações e melhoram o desempenho de crescimento, eficiência de utilização de ração, retenção de nutrientes, qualidade da água e saúde animal.
[0012] Uma primeira versão da divulgação é um método para produzir um aglutinante para ração animal extrudada, peletizada ou aglomerada. O método compreende o tratamento de biomassa com uma solução ácida aquosa por um tempo, a uma temperatura e a um pH suficiente para produzir uma primeira mistura que contém sólidos de biomassa e biomassa parcialmente dissolvida. A mistura é, então, tratada mecanicamente (isto é, vigorosamente misturada/triturada) para gerar uma primeira mistura tratada mecanicamente. A primeira mistura tratada mecanicamente é, então, incorporada como aglutinante na ração animal.
[0013] Em todas as versões do método divulgado no presente documento, a biomassa pode ser tratada com um ácido mineral aquoso, tal como ácido sulfúrico ou ácido clorídrico.
[0014] Em todas as versões do método divulgado no presente documento, o aglutinante produzido de acordo com o método pode ser incorporado em uma ração de animais aquáticos, incluindo ração para crustáceos e peixes de barbatana em geral e camarão em particular. Na mesma linha, em todas as versões do método divulgado no presente documento, o aglutinante produzido de acordo com o método pode ser incorporado em rações para animais terrestres, sem limitação, incluindo aves, suínos, gado, ungulados, cães, felinos e similares.
[0015] A biomassa usada no método é, de preferência, (mas não limitada a), envoltórios de soja, cascas de frutas cítricas, polpa de beterraba sacarina, bagaço de frutas e vegetais (por exemplo, de maçãs, maracujá, azeitonas, uvas, etc.), torta de colza e similares.
[0016] Em uma segunda versão do método, após o tratamento mecânico, pelo menos uma porção de sólidos presentes na primeira mistura tratada mecanicamente é separada dos líquidos para gerar uma fração de sólidos (que é usada na terceira versão) e a primeira mistura tratada mecanicamente restante (um líquido que também inclui pequenas partículas finas de sólidos).
[0017] Uma terceira versão do método compreende ainda o tratamento da fração de sólidos com uma solução aquosa alcalina por um tempo, a uma temperatura e a um pH suficientes para produzir uma segunda mistura que contém sólidos de biomassa e biomassa parcialmente dissolvida. Pelo menos uma porção de sólidos presentes na segunda mistura tratada mecanicamente é separada do líquido para gerar uma fração de sólidos e a segunda mistura tratada mecanicamente restante. A segunda mistura tratada mecanicamente é, então, combinada com a primeira mistura tratada mecanicamente. A primeira e a segunda misturas combinadas tratadas mecanicamente são, então, usadas como um aglutinante na ração animal.
[0018] Divulga-se e reivindica-se no presente documento o seguinte:
1. Um método para produzir um aglutinante para ração animal extrudada, peletizada ou aglomerada, em que o método compreende: (a) tratar uma matéria-prima que compreende biomassa que contém pectina e que contém proteína com uma solução ácida aquosa por um tempo, a uma temperatura, a um pH e a uma pressão suficientes para produzir uma mistura que contém sólidos de biomassa e biomassa parcialmente dissolvida, em que ácido dentro da solução ácida aquosa é adicionado de forma exógena ou é formado in situ; e (b) tratar mecanicamente a matéria-prima ou a mistura da etapa (a) para gerar uma primeira mistura tratada mecanicamente; e, então, (c) incorporar a primeira mistura tratada mecanicamente da etapa (b) como um aglutinante em uma ração animal.
2. O método, de acordo com a reivindicação 1, em que a etapa (c) compreende incorporar a primeira mistura tratada mecanicamente como um aglutinante em uma ração de animais aquáticos.
3. O método, de acordo com a reivindicação 2, em que a etapa (c) compreende incorporar a primeira mistura tratada mecanicamente como um aglutinante em uma ração de animais aquáticos para crustáceos.
4. O método, de acordo com a reivindicação 3, em que a etapa (c) compreende incorporar a primeira mistura tratada mecanicamente como um aglutinante em uma ração de animais aquáticos para camarão.
5. O método, de acordo com a reivindicação 1, em que a biomassa é selecionada a partir de envoltório de soja, cascas de frutas cítricas,
cascas de maracujá, polpa de beterraba sacarina, bagaço de fruta, bagaço de vegetal e torta de colza.
6. O método, de acordo com a reivindicação 5, em que a etapa (c) compreende incorporar a primeira mistura tratada mecanicamente como um aglutinante a uma ração de animais aquáticos.
7. O método, de acordo com a reivindicação 6, em que a etapa (c) compreende incorporar a primeira mistura tratada mecanicamente como um aglutinante em uma ração de animais aquáticos para crustáceos.
8. O método, de acordo com a reivindicação 7, em que a etapa (c) compreende incorporar a primeira mistura tratada mecanicamente como um aglutinante em uma ração de animais aquáticos para camarão.
9. O método, de acordo com a reivindicação 1, em que a etapa (b) compreende ainda separar pelo menos uma porção de sólidos presentes na primeira mistura tratada mecanicamente para produzir uma fração de sólidos e a primeira mistura tratada mecanicamente restante.
10. O método, de acordo com a reivindicação 9, em que a biomassa é selecionada a partir de envoltórios de soja, cascas de frutas cítricas, cascas de maracujá, polpa de beterraba sacarina, bagaço de fruta, bagaço de vegetal e torta de colza.
11. O método, de acordo com a reivindicação 9, em que a etapa (c) compreende incorporar a primeira mistura tratada mecanicamente como um aglutinante a uma ração de animais aquáticos.
12. O método, de acordo com a reivindicação 11, em que a etapa (c) compreende incorporar a primeira mistura tratada mecanicamente como um aglutinante a uma ração de animais aquáticos para crustáceos.
13. O método, de acordo com a reivindicação 12, em que a etapa (c) compreende incorporar a primeira mistura tratada mecanicamente como um aglutinante em uma ração de animais aquáticos para camarão.
14. O método, de acordo com a reivindicação 9, compreendendo ainda:
(b)(i) tratar a fração de sólidos com uma solução aquosa alcalina por um tempo, a uma temperatura, pressão e um pH sob agitação/tratamento mecânico suficientes para gerar uma segunda mistura que contém sólidos de biomassa e biomassa parcialmente dissolvida; e, então, (b)(ii) separar pelo menos uma porção de sólidos presentes na segunda mistura para gerar uma fração de sólidos e a segunda mistura restante; e, então, (b)(iii) combinar a segunda mistura com a primeira mistura tratada mecanicamente; e em que a etapa (c) compreende incorporar a primeira mistura tratada mecanicamente combinada e a segunda mistura da etapa (b) (iii) como um aglutinante em uma ração animal.
15. O método, de acordo com a reivindicação 14, em que a biomassa é selecionada a partir de envoltório de soja, cascas de frutas cítricas, casca de maracujá, polpa de beterraba sacarina, bagaço de fruta, bagaço de vegetal e torta de colza.
16. O método, de acordo com a reivindicação 14, em que a etapa (c) compreende incorporar a primeira mistura tratada mecanicamente combinada com a segunda mistura como um aglutinante em uma ração de animais aquáticos.
17. O método, de acordo com a reivindicação 16, em que a etapa (c) compreende incorporar a primeira mistura tratada mecanicamente combinada com a segunda mistura como um aglutinante em uma ração de animais aquáticos para crustáceos.
18. O método, de acordo com a reivindicação 17, em que a etapa (c) compreende incorporar a primeira mistura tratada mecanicamente combinada com a segunda mistura como um aglutinante em uma ração de animais aquáticos para camarão.
19. Uma ração animal que compreende um aglutinante produzido de acordo com o processo recitado na reivindicação 1.
20. Uma ração animal que compreende um aglutinante produzido de acordo com o processo recitado na reivindicação 9.
21. Uma ração animal que compreende um aglutinante produzido de acordo com o processo recitado na reivindicação 14.
[0019] Faixas numéricas, conforme usado no presente documento, pretendem incluir todos os números e subconjuntos de números contidos nessa faixa, sejam especificamente divulgados ou não. Além disso, essas faixas numéricas devem ser interpretadas como fornecendo suporte para uma reivindicação direcionada a qualquer número ou subconjunto de números dessa faixa. Por exemplo, uma divulgação de 1 a 10 deve ser interpretada como suportando uma faixa de 2 a 8, de 3 a 7, de 1 a 9, de 3,6 a 4,6, de 3,5 a 9,9 e assim por diante.
[0020] Todas as referências a características ou limitações singulares da presente divulgação devem incluir a característica ou limitação plural correspondente e vice-versa, a menos que especificado de outra forma ou claramente implícito em contrário pelo contexto em que a referência é feita. Ou seja, a menos que seja especificamente declarado o contrário, “um” e “uma” significam “um ou mais”. A frase “um ou mais” é facilmente compreendida por uma pessoa versada na técnica, particularmente quando lida no contexto de seu uso. Por exemplo, “um ou mais” substituintes em um anel fenila designa um a cinco substituintes.
[0021] Todas as combinações de método ou etapas de processo, conforme usado neste documento, podem ser realizadas em qualquer ordem ou simultaneamente, a menos que especificado de outra forma ou claramente implícito em contrário pelo contexto em que a combinação referenciada é feita.
[0022] Os métodos e composições divulgados e reivindicados no presente documento podem compreender, consistir em, ou consistir essencialmente nos elementos essenciais e limitações do método descrito neste documento, bem como quaisquer ingredientes, componentes,
etapas ou limitações adicionais ou opcionais descritas neste documento ou de outra forma úteis em formulação de rações para animais em geral e alimentos para organismos aquáticos em particular.
[0023] Os termos “colocar em contato” e “tratar” são sinônimos e se referem ao ato de tocar, fazer contato ou aproximar de forma imediata ou próxima, incluindo no nível molecular, por exemplo, para provocar a dissolução, uma reação química ou uma mudança física, por exemplo, em uma solução ou em uma mistura de reação.
[0024] Uma “quantidade eficaz” se refere a uma quantidade de um produto químico ou reagente eficaz para facilitar uma reação química entre dois ou mais componentes de reação e/ou para provocar um efeito recitado. Assim, uma “quantidade eficaz” significa, de modo geral, uma quantidade que fornece o efeito desejado.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0025] A Figura 1 é um fluxograma que mostra as etapas usadas para produzir o aglutinante de alimentação à base de biomassa (neste exemplo, à base de envoltório de soja) com equilíbrios de massa.
[0026] A Figura 2 é um histograma que compara a resistência a seco de dietas de controle (dieta 1, dieta 2 e dieta 3) versus a resistência a seco das dietas inventivas descritas no presente documento (dieta 4, dieta 5, dieta 6 e dieta 7).
[0027] A Figura 3 é a comparação de recuperação de péletes (% em peso) do controle (dieta 1, dieta 2 e dieta 3) e tratamentos de aglutinante de envoltório de soja (dieta 4, dieta 5, dieta 6 e dieta 7) testados em cinco períodos de lixiviação (3 h, 6 h 12 h, 24 h e 48 h) na temperatura da água de 28 °C. Os valores são a média de quatro execuções replicadas.
[0028] A Figura 4 é um histograma que mostra o efeito da temperatura da água (22 °C e 28 °C) na estabilidade de pélete de dietas de controle (dieta 1, dieta 2 e dieta 3) e dietas feitas com o uso dos aglutinantes derivados de envoltório de soja descritos no presente documento (dieta 4, dieta 5, dieta 6 e dieta 7).
[0029] A Figura 5 é um histograma que mostra o ganho de peso de camarão branco do Pacífico alimentado com dietas suplementadas com 2% de aglutinante de várias fontes por 2 (duas) semanas. Não foram observadas diferenças significativas entre as médias de tratamento em P < 0,05.
[0030] A Figura 6 é um gráfico que mostra a comparação da porcentagem de recuperação de pélete das dietas inventivas descritas no presente documento com dietas que usam aglutinantes de controle (amido de milho e glúten de trigo) e dieta com aglutinante de casca de limão, testado em quatro períodos de lixiviação (3 h, 6 h, 12 h e 24 h) em uma temperatura de água de 28 °C. Os valores são a média de quatro execuções replicadas.
[0031] A Figura 7 é um histograma que descreve o efeito da temperatura da água (22 °C e 28 °C) na estabilidade de pélete de dietas com aglutinantes de controle (amido de milho e glúten de trigo) e dieta com aglutinante derivado de casca de limão em água após período de lixiviação de 24 h.
[0032] A Figura 8 é um histograma que compara a perda percentual de peso de proteína bruta em péletes de ração lixiviados restantes produzidos com aglutinantes de controle (amido de milho e glúten de trigo) e a dieta feita com aglutinante derivado de casca de limão a uma temperatura de água de 28 °C. Os valores são a média de quatro execuções replicadas.
[0033] As Figuras 9A e 9B apresentam os resultados de ganho de peso (Figura 9A) e porcentagem de sobrevivência (Figura 9B) durante o percurso de alimentação do camarão branco do Pacífico. Não foram observadas diferenças significativas entre as médias de tratamento em P < 0,05.
[0034] As Figuras 10A, 10B e 10C mostram a contagem total de hemócitos (Figura 10A), o nível de oxi-hemocianina (Figura 10B) e atividade de fenoloxidase de hemócitos (Figura IOC) de camarão branco do Pacífico alimentado com dietas suplementadas com 2% de aglutinante a partir de aglutinantes de controle (CB-1: Carboximetilcelulose (CMC); CB-2: amido de milho; CB-3: glúten de trigo) ou com aglutinante de casca de limão (LPB) ou aglutinantes de envoltório de soja (SHB-1: envoltório de soja tratado mecanicamente com ácido; SHB-2: combinação de envoltório de soja de filtrado de frasco Britt tratado com ácido e álcali; SHB-3: filtrado de frasco de Britt tratado com ácido de envoltório de soja e álcali com fração de fibra adicionada) por 10 semanas.
[0035] A Figura 11 é um histograma que mostra a recuperação de pélete percentual em peso das dietas com aglutinantes de envoltório de soja preparados em escala-piloto.
[0036] A Figura 12 é um histograma que descreve a comparação da recuperação de pélete percentual em peso das dietas com aglutinantes de envoltório de soja preparados em estudo em escala-piloto (Temp: 140 °C, Temp: 120 °C, Temp: 100 °C, RPMI: 650-Temp: 100 °C, Temp: 90 °C, Temp: 80 °C, Temp: 66 °C e pH: 6-Temp: 100 °C) com aglutinante de controle (amido de milho) e aglutinantes de envoltório de soja produzidos em laboratório (HCl-15%, HCl-seco e H2SO4-10%), após 48 h de imersão em água a 28 °C.
DESCRIÇÃO DETALHADA ABREVIAÇÕES E DEFINIÇÕES:
[0037] Ácidos e bases/álcalis = esses termos são usados em seu senso comum, conforme entendido pelos químicos de alimentos. Os ácidos incluem, sem limitação, ácidos minerais e orgânicos. Os ácidos minerais comuns incluem, sem limitação, ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido nítrico e similares. Os ácidos orgânicos comuns incluem, sem limitação, ácido lático, ácido acético, ácido fórmico, ácido cítrico, ácido oxálico, ácido úrico, ácido málico, etc. Assim como com os ácidos, podem ser usadas bases tanto minerais quanto orgânicas. Bases minerais fortes comuns incluem hidróxido de lítio (LiOH), hidróxido de sódio (NaOH), hidróxido de potássio (KOH) e similares. As bases orgânicas comuns incluem amônia, alcanaminas, tais como metilamina, piridina, imidazol, benzimidazol e similares.
[0038] Biomassa = os materiais orgânicos produzidos por plantas e animais, tais como espigas, cascas, folhas, raízes, sementes, cascas e caules, bem como resíduos metabólicos microbianos e animais (por exemplo, estrume), sem limitação. Fontes comuns de biomassa incluem (sem limitação): (1) resíduos agrícolas, tais como espigas e caules de milho, palha, envoltórios de sementes, sobras de cana-de-açúcar, bagaço, cascas de nozes, cascas de frutas cítricas, cascas de frutas e vegetais, cascas de ovos e esterco de gado, aves e suínos; (2) materiais lenhosos, tal como madeira ou casca de árvore, serragem, madeira cortada e sucata de moinho; (3) lixo urbano, tais como resíduos de papel e aparas de quintal; (4) culturas energéticas, tais como choupos, salgueiros, grama, alfafa, bluestem da pradaria, milho, soja; e (5) carvão, turfa e similares. O termo “derivado de biomassa” se refere a qualquer reagente ou material que pode ser fabricado a partir de biomassa por qualquer meio agora conhecido ou desenvolvido no futuro, incluindo (sem limitação) polissacarídeos, monossacarídeos, polióis, hidrocarbonetos oxigenados, açúcares, amidos e similares.
[0039] CMC = carboximetilcelulose.
[0040] Holocelulose = a fração polissacarídica total de madeira, palha e outro material vegetal, que consiste essencialmente em celulose e todas as hemiceluloses.
[0041] Tratado mecanicamente/tratamento mecânico = um processo físico que compreende a deformação plástica repetida de uma mistura. Os tratamentos mecânicos podem incluir ou envolver moagem de alta energia, moagem de baixa energia ou qualquer outro processo de deformação mecânico convencional, usando qualquer equipamento adequado agora conhecido ou desenvolvido no futuro que é dimensionado, é configurado e funciona para fazer com que as partículas em uma mistura (monofásica ou multifásica) se misturem completamente. Os métodos de tratamento mecânico da matéria-prima de biomassa incluem, por exemplo, moagem ou trituração. A moagem pode ser realizada com o uso de, por exemplo, um moinho de martelo, moinho de esfera, moinho coloidal, moinho cônico ou de cone, moinho de disco, moinho de rolos, moinho Wiley, moinho de grão ou outro moinho. A trituração pode ser realizada com o uso, por exemplo, de um triturador de corte/impacto. Alguns trituradores exemplificativos incluem trituradores de pedra, trituradores de pino, trituradores de café e trituradores de rebarbas. A trituração ou moagem pode ser fornecida, por exemplo, por um pino alternativo ou outro elemento, como é o caso em um moinho de pinos. Outros métodos de tratamento mecânico incluem rasgo ou rompimento mecânico, outros métodos que aplicam pressão às fibras e moagem por atrito de ar. O tratamento mecânico também pode ser auxiliado por tratamentos adicionais (e opcionais) aplicados simultaneamente ou sequencialmente, tais como digestão enzimática, calor elevado (radiante, convecção, micro-ondas, etc.) e processamento ultrassônico. Esses tratamentos opcionais podem ser ferramentas úteis para auxiliar no tratamento ácido e mecânico da matéria-prima que contém pectina e proteína. INTRODUÇÃO:
[0042] Plantas ricas em pectina, proteína e holocelulose, tais como envoltório de soja, torta de colza e polpa de beterraba sacarina, estão disponíveis em abundância e com baixo custo. Os processos para produzir esses materiais biodegradáveis e renováveis também são simples e econômicos. São divulgados e reivindicados no presente documento aglutinantes de ração animal (incluindo aglutinantes usados em rações para organismos aquáticos) produzidos a partir de pectina, proteína e holocelulose derivada de biomassa, tais como envoltório de soja, torta de colza, polpa de beterraba sacarina e cascas de frutas cítricas (por exemplo, cascas de limões, limas, laranjas, toranjas e similares), assim como as rações para animais formuladas resultantes. Também é divulgado no presente documento um método para produzir rações para animais com o uso desses tipos de aglutinantes.
[0043] Cada um desses componentes de planta e biomassa auxilia na formação do sistema de aglutinante por meio de um efeito sinérgico com os outros componentes da ração animal. As etapas do processo incluem o tratamento da biomassa em uma solução ácida aquosa, à temperatura ambiente ou temperaturas elevadas até cerca de 200 °C, a pressões atmosféricas ou elevadas de até 150 bar, por um período de até cerca de 72 horas. A mistura resultante, que contém substâncias dissolvidas e sólidos, pode ser usada como um aglutinante de alimentação, como está. Ou, o material insolúvel pode ser removido por filtração e o filtrado isolado usado como o aglutinante.
[0044] No entanto, uma terceira versão do aglutinante pode ser produzida tomando a fração de fibra restante após o tratamento com ácido e ajustando seu pH para básico (de preferência, a pelo menos pH 7,5 ou acima), adicionando uma solução aquosa alcalina à temperatura ambiente ou elevada sob agitação/tratamento mecânico e por um tempo suficiente para dissolver completamente ou parcialmente qualquer pectina, proteína e holocelulose presente na torta de filtro. A torta de filtro/solução alcalina aquosa pode ser tratada mecanicamente e os sólidos separados da solução. A solução alcalina (junto com quaisquer partículas finas) pode ser combinada com o filtrado de biomassa tratada apenas com ácido para gerar uma terceira versão alternativa do aglutinante.
[0045] Se a biomassa a ser tratada estiver aglomerada ou se o tamanho de partícula de biomassa for grande, ela pode, então, ser tratada mecanicamente na solução aquosa para reduzir o tamanho de partícula da massa. Os meios mecânicos para reduzir o tamanho de partícula são convencionais e bem conhecidos (por exemplo, misturadores, vibradores,
pulverizadores, moinhos de esferas, moinhos de pás, etc). O tratamento mecânico também serve para homogeneizar os componentes dissolvidos.
[0046] A mistura resultante é, então, submetida à triagem, peneirada ou filtrada para separar a pectina e as proteínas dissolvidas a partir da celulose. O pH da solução de pectina e proteínas dissolvidas pode, então, ser ajustado (se necessário ou se desejado) adicionando-se uma quantidade adequada de álcali ou ácido. A solução resultante é, então, usada “como está” (isto é, na forma de solução) como um aglutinante para rações para animais em geral e rações para animais aquáticos em particular.
[0047] O processo fundamental, com o uso de envoltórios de soja, é mostrado como um fluxograma na Figura 1. O mesmo processo pode ser realizado com o uso de qualquer outro tipo de biomassa, tais como os aglutinantes derivados de casca de limão descritos nos Exemplos.
[0048] Conforme mostrado na Figura 1, o aglutinante de envoltório de soja foi tratado em água com ácido a pH 1,8, 95 °C e pressão atmosférica por 60 minutos, a uma razão de líquido para sólido de 9 para 1 (peso/peso). A amostra tratada com ácido foi, então, fragmentada mecanicamente por 30 minutos com um misturador de alta resistência. O produto resultante como um todo (líquido e sólidos restantes) foi usado como um aglutinante de ração (SBH-1). SBH-1 continha 19,1% de sólido dissolvido, indicando que após o tratamento com ácido, 19,1% de porcentagem de componentes de envoltório de soja foram dissolvidos e ativados para propriedades de aglutinação aprimoradas como um aglutinante de ração.
[0049] O aglutinante de ração SBH-2 foi preparado aplicando-se as mesmas condições de tratamento com ácido usadas na preparação de SBH-1. Após o tratamento com ácido, o líquido foi separado dos sólidos com o uso de um frasco de drenagem de Britt com uma tela com um tamanho de poro nominal de 176 pm. O teor dissolvido (19,1% em peso) junto com pequenas partículas finas o suficiente para passar pelo frasco de Britt (19,7% em peso) foi usado como um aglutinante de ração (SBH-2).
[0050] A fibra retida no topo do frasco de Britt foi, então, tratada com álcali à temperatura ambiente a pH 9 sob agitação de alto cisalhamento com o uso de um misturador de alta resistência durante 30 minutos. Após o tratamento alcalino, uma filtração em uma tela de frasco de Britt com uma abertura de 176 pm foi novamente aplicada aos envoltórios de soja tratados com álcali para separá-los em duas frações. O teor dissolvido (8,4%) junto com as partículas finas (12,3%) que passam pela filtração foram combinados com o SBH-2 para produzir outro aglutinante de ração (SBH-3).
[0051] Os primeiros estudos do aglutinante de ração à base de envoltório de soja focaram em rações de bagre e compararam a um aglutinante de CMC comumente usado para resistência a seco e estabilidade na água. O aglutinante derivado de envoltório de soja superou o aglutinante de CMC em ambas as propriedades de ração de organismos aquáticos muito importantes. Os resultados preliminares encorajaram uma avaliação mais aprofundada do aglutinante de ração derivado de biomassa em um tipo de ração animal que regularmente encontra condições extremas: ração de camarão. PREPARAÇÃO E PELETIZAÇÃO DA DIETA:
[0052] Uma dieta básica prática foi formulada para conter aproximadamente 41,6% de proteína bruta e 7,6% de lipídios (consultar Tabela 1). Os ingredientes secos foram cuidadosamente misturados por 10 min em um misturador Hobart antes do óleo ser adicionado. Depois que o óleo foi difundido, a quantidade necessária de aglutinantes de envoltório de soja líquido e água desionizada foi adicionada para produzir aproximadamente 300 ml por kg de dieta. A mistura úmida foi extrudada através de uma matriz de acúmulo de corte transversal circular de 2,5 mm com o uso de uma extrusora de parafuso único Hobart/moedor de carne. Isso produziu rações formuladas e úmidas em uma forma encalhada, que lembra muito o espaguete convencional. Os fios úmidos resultantes foram secos ao ar à temperatura ambiente até um teor de umidade de cerca de 10%.
TABELA 1. COMPOSIÇÃO PERCENTUAL DA DIETA
BASAL EXPERIMENTAL aglutinantes usados foram os seguintes: Dieta 1 = carboximetilcelulose (CMC) Dieta 2 = amido de milho (CS) Dieta 3 = glúten de trigo (WG) Dieta 4 = fibras de envoltório de soja e extrato ácido combinados Dieta 5 = extrato ácido apenas Dieta 6 = extratos ácidos e alcalinos combinados
[0053] Todos os extratos mencionados continham uma pequena quantidade de partículas finas de envoltório de soja que foram filtradas no processo de triagem.
[0054] 2Pré-mistura de vitaminas, diluída em celulose, fornecida pelas seguintes vitaminas, por mg/kg de dieta): vitamina A (520.400 IU/g), 5,8; vitamina D3 (108.300 IU/g), 18,5; vitamina E (250 IU/g),
1.200; vitamina K, 10; tiamina, 80; riboflavina, 60; piridoxina, 70; pantotenato de cálcio, 150; ácido nicotínico, 100; ácido fólico, 20; vitamina B12, 0,4; biotina, 2; cloreto de colina, 1.500; e L-ascorbil-2-polifosfato (35% de atividade de vitamina C), 500.
[0055] 3Pré-mistura de minerais vestigiais fornecida pelos seguintes minerais (mg/kg de dieta): zinco (tal como ZnSO 4-7H2O), 100; ferro (tal como FeSO4-7H2O), 40; manganês (tal como MnSO4-7H2O), 5; cobre (tal como CuCl2), 10; iodo (tal como KI), 4; cobalto (tal como CoCI2-6H2O), 0,04; selênio (tal como Na+SeO3), 0,1; magnésio (tal como MgSO4.7H2O), 130; sódio (tal como NaH2PO4), 15; e cálcio (tal como CaCO3), 100. TESTE DE ESTABILIDADE A SECO:
[0056] A resistência a seco foi avaliada pesando 500 g de cada amostra de ração na forma de hastes extrudadas que se assemelham a espaguete comercial. Essas hastes secas foram, então, moídas em pequenos pedaços com o uso de uma ração moída e peneiradas para separar os péletes quebrados do pó.
[0057] Os péletes e poeira recuperados foram pesados e a proporção de perda de ração foi calculada. As dietas experimentais foram armazenadas congeladas em sacos plásticos a -20 °C até o uso. Consultar a Figura 2.
[0058] Efetivamente, este teste mede a quantidade de partículas finas, pó ou poeira formada em cada dieta no processo de redução do tamanho das formulações de ração seca para um tamanho apropriado. (Neste caso, um tamanho apropriado para alimentar camarões.) ESTABILIDADE DA ÁGUA DE RAÇÕES PELETIZADAS:
[0059] A estabilidade da água dos péletes de ração foi determinada em 3, 6, 12, 24 e 48 horas após a imersão, em duas temperaturas de água diferentes (22 °C e 28 °C) usando o seguinte protocolo:
[0060] a temperatura da água foi ajustada utilizando- se aquecedores de aquário. Antes do uso, peneiras para reter as amostras de ração (15 cm de diâmetro x 5 cm de altura com tela de 1,5 mm) foram minuciosamente lavadas, secas em estufa a 100 °C e pesadas. Amostras de cinco (5) g de péletes de ração (pré-secas a 80 °C) foram colocadas em cada peneira e abaixadas em um aquário. O aquário foi preenchido com água de poço até um nível logo abaixo da borda da peneira. A salinidade da água foi ajustada para 23 ppt. Os péletes foram agitados suave e continuamente por uma pedra de ar colocada diretamente sob a peneira. Após cada período de tempo (3, 6, 12, 24 e 48 horas), as peneiras foram removidas suavemente da água, inclinadas levemente para deixar o excesso de água escorrer, secas em um forno a 80 °C por 24 horas, resfriadas até temperatura ambiente em um dessecador e pesadas. Cada amostra para cada período de tempo foi repetida 4 vezes. A proporção de perda de ração foi, então, calculada. Consultar as Figuras 3 e 4. Consultar também os exemplos para mais detalhes. CAMARÃO EXPERIMENTAL, ENSAIO DE ALIMENTAÇÃO E AMOSTRAGEM:
[0061] Três aglutinantes de envoltório de soja experimentais foram selecionados a partir do teste de estabilidade em água descrito anteriormente. Três dietas de controle foram fabricadas com aglutinantes convencionais (CMC, amido de milho e trigo). Essas 6 (seis) rações (três rações experimentais produzidas de acordo com a presente divulgação e as três rações de controle) foram usadas para alimentação de camarões.
[0062] O teste de crescimento foi conduzido na USDA-ARS, Aquatic Animal Health Research Unit, Auburn, Alabama, EUA. O camarão branco do Pacífico, Litopenaeus vannamei, foi aclimatado a uma dieta basal por 2 semanas antes da estocagem. No final do período de aclimatação, os camarões (peso médio de 6,08 ± 0,04 g) foram estocados aleatoriamente em 21 aquários (de 75 l) com uma densidade de 18 camarões por aquário. Um pedaço de tubo de PVC foi adicionado em cada tanque para servir de abrigo. Os tanques foram cobertos com rede para evitar perdas causadas por saltos. Cada dieta experimental foi, então, designada a três tanques repetidos. Os camarões foram alimentados com uma das seis dietas com 4% do peso corporal total diariamente. As rações foram oferecidas cinco vezes ao dia às 06:00, 10:00, 13:00, 16:00 e 20:00 com o uso de alimentadores automatizados. O camarão em cada aquário foi pesado em grupo e contado no final do teste de seis semanas. Consultar a Figura 5. MONITORAMENTO DA QUALIDADE DA ÁGUA:
[0063] Os aquários foram abastecidos com água de poço recirculante, desclorada e salgada (23 ppt) mantida a aproximadamente 27 a 28 °C. A água foi aerada continuamente com o uso de pedras de ar. A temperatura da água, o oxigênio dissolvido e a salinidade em quatro aquários escolhidos aleatoriamente foram medidos diariamente pela manhã, antes da primeira alimentação, com o uso de um Medidor de Oxigênio YSI modelo 58 (YSI, Inc., Yellow Spring, OH, EUA). Durante o teste, a temperatura média da água foi de 27,4 °C, o oxigênio dissolvido médio foi de 5,38 mg/l e a salinidade média foi de 23 ppt. As amostras de água foram coletadas do reservatório uma vez por semana e as concentrações de nitrogênio amoniacal (TAN), nitrito e nitrato foram medidas. O fotoperíodo foi mantido em 12 horas: Programação de luz de 12 horas. ANÁLISE ESTATÍSTICA:
[0064] Os dados de ganho de peso foram analisados por ANOVA de única via com o uso do modelo linear geral. Se houvesse um teste F significativo, as comparações subsequentes de médias de tratamento foram determinadas com o uso do teste de faixa múltipla de Dunnetf. As diferenças foram consideradas significativas ao nível de probabilidade de 0,05. Todas as análises estatísticas foram realizadas com o software Graphpad Prism
6.0 (San Jose, CA, EUA).
EXEMPLOS
[0065] Os exemplos a seguir são fornecidos apenas para fornecer uma descrição mais completa da composição de matéria divulgada e reivindicada no presente documento. Os exemplos não limitam o escopo das reivindicações de forma alguma. EXEMPLO 1. RESISTÊNCIA A SECO:
[0066] A estabilidade de ração é considerada um requisito crucial para os organismos aquáticos. A resistência a seco ou a qualidade física da ração é importante para a criação intensiva e moderna de peixes e crustáceos para reduzir o desperdício durante o manuseio, transporte e dispensação da ração no meio aquático. Em fazendas de peixes comerciais de grande escala e fazendas de camarão, toneladas de ração são transportadas diariamente entre silos de armazenamento e/ou gaiolas marinhas. Os grãos de ração que são facilmente esmagados criam poeira e partículas finas que os animais não comem. Isso leva ao aumento dos custos de alimentação para os agricultores (uma perda financeira direta), bem como a várias externalidades, tal como o aumento da poluição da água.
[0067] Independentemente do tipo de processamento, o aglutinante de envoltório de soja apresentou maior resistência a seco, produzindo menos poeira do que todos os três aglutinantes de controle usados. Consultar a Figura 2. Os aglutinantes de controle usados nas rações descritas na Figura 2 estão entre os aglutinantes mais comuns usados em rações para animais aquáticos. A Figura 2 compara a resistência a seco das dietas de controle (dieta 1, dieta 2 e dieta 3) e dietas com aglutinantes de casca de soja feitas de acordo com a presente divulgação (dieta 4, dieta 5 e dieta 6). Isso foi medido moendo-se 500 g de amostras de ração seca na forma de filamentos em um tamanho apropriado para alimentar camarões. A ração moída foi, então, peneirada para separar partículas de tamanho adequado de péletes quebrados e poeira. O peso inicial foi, então, comparado ao peso final das partículas de tamanho apropriado para determinar a perda de peso devido à formação de poeira e finos. Conforme mostrado na Figura 2, as dietas feitas de acordo com a presente divulgação tiveram perdas de peso muito menores do que as dietas de controle.
EXEMPLO 2. ESTABILIDADE DA ÁGUA E PERDA DE PROTEÍNA:
[0068] Os 6 (seis) alimentos descritos anteriormente foram testados quanto à sua estabilidade em água, conforme também descrito acima. Consultar a Figura 3. Por aproximadamente as primeiras 6 (seis) horas após a imersão em água, todas as dietas (com exceção das dietas que usam CMC como aglutinante) exibiram taxas de recuperação similares de cerca de 80% em peso. No entanto, as dietas com aglutinantes de envoltório de soja mostraram estabilidade em água melhorada em comparação com as dietas de controle por períodos de tempo mais longos. Após 48 h de imersão em água, a recuperação das dietas com aglutinantes de controle variou de 0 a 18% em peso, enquanto que a da dieta com aglutinantes de casca de soja variou de cerca de 50 a cerca de 56% em peso. De modo similar, após 48 h de imersão em água, apenas dietas com aglutinantes de envoltório de soja foram recuperadas, a taxas que variam de cerca de 30% em peso a cerca de 40% em peso.
[0069] A ração para aquicultura requer um nível adequado de aglutinante para garantir uma boa estabilidade na água, ou seja, longa o suficiente para que os animais a consumam. A estabilidade de ração é muito mais crucial com crustáceos (que se alimentam muito lentamente) do que com peixes (que se alimentam muito rapidamente). Crustáceos, tais como lagostas, camarões árticos e camarões exibem uma tendência característica de manipular seus alimentos usando apêndices da boca antes de ingeri-los. Por esta razão, o papel do aglutinante é crucial em rações aquáticas para dar firmeza e estabilidade à água suficientes para acomodar comportamentos alimentares específicos.
[0070] A Figura 3 mostra a comparação de recuperação de pélete (%) para as dietas de controle (dieta 1, dieta 2 e dieta 3) e tratamentos de aglutinante de envoltório de soja (dieta 4, dieta 5 e dieta 6) testados em cinco períodos de lixiviação (3 h, 6 h, 12 h, 24 h e 48 h) à temperatura da água de 28 °C. Os valores são a média de quatro execuções replicadas. A Figura 4 mostra o efeito da temperatura da água (22 °C e 28 °C) na estabilidade de pélete de dietas de controle (dieta 1, dieta 2 e dieta 3) e aglutinantes de envoltório de soja (dieta 4, dieta 5 e dieta 6) na água após 24 h do período de lixiviação.
[0071] Independentemente do tipo de aglutinante, o aumento da temperatura da água de 22 °C para 28 °C reduziu a estabilidade da água em todas as dietas. Em água fria, as dietas com um aglutinante derivado de envoltório de soja tiveram uma recuperação cerca de 10% maior do que as dietas que continham aglutinante de amido de milho ou aglutinante de glúten de trigo após imersão em água por 24 horas. No entanto, a uma temperatura de água de 28 °C, as diferenças na recuperação entre as dietas com aglutinantes de controle (15%) e as dietas com aglutinantes de envoltório de soja (55%) aumentaram para cerca de 40% no mesmo período de imersão.
[0072] A grande maioria dos animais aquáticos em cultura é alimentada e terminada nos meses de verão, quando as temperaturas da água são mais altas. Para o camarão branco do Pacífico, a temperatura ideal para taxas máximas de crescimento é de cerca de 27 °C a cerca de 30 °C. Taxas de crescimento e consumo de ração reduzidos do camarão branco do Pacífico são observados quando a temperatura da água cai para menos de 23 °C.
[0073] A Figura 5 mostra o ganho de peso de camarão branco do Pacífico alimentado com dietas suplementadas com 2% de aglutinante de várias fontes por 6 (seis) semanas, incluindo dietas feitas com o uso de aglutinantes derivados de biomassa descritos no presente documento. Não foram observadas diferenças significativas entre as médias de tratamento em P < 0,05. Conforme mostrado na Figura 5, a taxa de crescimento do camarão não foi significativamente afetada pelo tipo de aglutinante usado na ração. O consumo de ração também não foi influenciado pelo tipo de aglutinante (dados não mostrados). Isso indica que a palatabilidade das dietas não foi alterada pelo uso dos aglutinantes derivados de biomassa divulgados no presente documento.
[0074] Em sistemas de produção intensiva, os animais aquáticos são expostos a vários fatores estressantes, incluindo a baixa qualidade da água, o que pode afetar negativamente sua saúde. As rações para animais aquáticos produzidas com o uso dos aglutinantes descritos no presente documento têm excelente estabilidade em água e também retenção de proteína quando submersas. Os aglutinantes, portanto, melhoram o rendimento geral, mantendo a água mais limpa sem afetar as taxas de crescimento dos animais. Um benefício adicional é que a biomassa usada no processo em questão, bem como as etapas de processamento necessárias, são muito acessíveis. EXEMPLO 3. CASCA DE LIMÃO COMO AGLUTINANTE:
[0075] As rações alimentares foram produzidas, conforme descrito acima, usando como aglutinante CMC, amido de milho, glúten de trigo ou casca de limão. As rações foram submersas em água a 20 °C por períodos de 3 horas, 6 horas, 12 horas e 24 horas e determinada a recuperação alimentar.
[0076] Os resultados são mostrados na Figura 6. Nos pontos de tempo de 3 e 6 horas, as dietas de amido de milho, glúten de trigo e casca de limão estavam se mantendo muito bem, com recuperações de ração quase idênticas em aproximadamente 80% após submersão por 6 horas. As dietas com o uso de CMC como aglutinante, em contrapartida, foram completamente dissolvidas após submersão por 6 horas, com recuperações em torno de 10%.
[0077] Em pontos de tempo superiores a 6 horas, a dieta que usou casca de limão como aglutinante apresentou estabilidade em água ligeiramente melhorada em comparação com as dietas que contêm amido de milho ou glúten de trigo como aglutinante. Novamente, consultar a Figura 6. No ponto de 24 horas após a imersão, a recuperação da ração com o uso de CMC como aglutinante foi zero; as rações com amido de milho e glúten de trigo tiveram recuperação de 24 horas em torno de 20 a 25%. Em contrapartida, a dieta com casca de limão como aglutinante teve uma recuperação ligeiramente superior a 40%.
[0078] Em água a 20 °C durante 24 horas, as dietas que usaram casca de limão como aglutinante exibiram percentuais de recuperação similares aos das dietas que utilizaram amido de milho e glúten de trigo como aglutinante. Consultar a Figura 7. No entanto, a uma temperatura de água de 28 °C, as porcentagens de recuperação em dietas que usam aglutinante de amido de milho ou aglutinante de glúten de trigo foram significativamente reduzidas (de 20 a 25%) em comparação com a porcentagem de recuperação para dietas que usam um aglutinante de casca de limão (-40%). Consultar a Figura 7.
[0079] A Figura 8 é um histograma que mostra a perda percentual de proteína de rações devido à imersão em água. Em 24 h de imersão em água, as dietas com aglutinante de casca de limão perderam cerca de 60% do teor proteico da dieta. Em contrapartida, as dietas que usam glúten de trigo como aglutinante perderam 75% de seu teor de proteína. As dietas com aglutinante de amido de milho foram ainda piores, perdendo 83% do teor de proteína da dieta após serem imersas em água por 24 horas. EXEMPLO 4. TESTE DE ALIMENTAÇÃO DE CAMARÃO:
[0080] 7 (sete) dietas para camarões foram preparadas, cada uma usando 2% em peso de aglutinante. Os aglutinantes de controle foram: CB-1 = carboximetilcelulose (CMC); CB-2 = amido de milho; CB- 3 = glúten de trigo. Os aglutinantes de teste foram aglutinante de casca de limão (LPB) ou aglutinantes de envoltório de soja (SHB-1 = envoltório de soja tratado mecanicamente com ácido; SHB-2 = combinação de casca de envoltório de filtrado de Britt tratado com ácido e álcali; SHB-3 = filtrado de frasco de Britt tratado com ácido e álcali de envoltório de soja com fração de fibra readicionada). Três grupos de réplicas de 18 camarões por tanque (peso inicial 4,35 g) receberam dietas experimentais duas vezes ao dia a 7% do peso corporal total diariamente por 10 semanas. Os camarões em cada aquário foram pesados em grupo e contados em intervalos de 2 semanas. As administrações de ração foram ajustadas com base no ganho de peso e na sobrevivência observada. Ao final de cada ensaio de crescimento, a hemolinfa de três camarões em cada tanque foi retirada individualmente e a contagem total de hemócitos (THC), oxi- hemocianina, atividade de fenoloxidase e as químicas de hemolinfa foram determinadas. (Hemolinfa é o fluido circulante ou “sangue” de invertebrados, incluindo camarão. Os hemócitos são um tipo de célula imunológica em invertebrados. O sistema enzimático de fenoloxidase é o principal sistema de defesa em muitos invertebrados, incluindo camarão).
[0081] Resultados: O ganho de peso e a sobrevivência de camarões brancos do Pacífico alimentados com dietas com diferentes aglutinantes são apresentados nas Figuras 9A (ganho de peso por dieta) e 9B (porcentagem de sobrevivência por dieta). O ganho de peso de camarões alimentados com dietas com aglutinante CB-1 (carboximetilcelulose) foi o mais baixo (11,3 g). O ganho de peso de camarões alimentados com dietas com aglutinante SHB-2 (combinação de envoltório de soja de filtrado de frasco de Britt tratado com ácido e álcali) foi maior (12,7 g). Não foram observadas diferenças significativas no ganho de peso final (Figura 9A). De modo similar, as taxas de sobrevivência (na faixa de 73,9% a 86,8%) durante o percurso de alimentação não foram significativamente afetadas pelos diferentes tipos de aglutinantes (Figura 9B).
[0082] Os grupos alimentados com dietas com envoltório de soja ou aglutinante de casca de limão apresentaram parâmetros de hemolinfa similares ou ligeiramente melhores em comparação com aglutinantes comerciais usados. Consultar as Figuras 10A (contagem total de hemócitos), 10B (hemocianina) e IOC (fenoloxidase).
[0083] A comparação da recuperação de pélete percentual dos lotes de ração de pequeno volume com aglutinantes de envoltório de soja preparados em estudo em escala-piloto com aglutinante feito em laboratório e de controle é mostrado na Figura 11. Os aglutinantes produzidos em quantidade em escala-piloto foram produzidos sob uma variedade de temperaturas e pH: Temp = 140 °C; Temp = 120 °C; Temp = 100 °C; RPMI: 650- Temp = 100 °C; Temp = 90 °C; Temp = 80 °C; Temp = 66 °C; e pH = 6, Temp = 100 °C. Os aglutinantes produzidos no laboratório usavam HCl (15% de teor de sólido), HCl seco e H2SO4 (10% de teor de sólido) para produzir envoltório de soja como aglutinante. O amido de milho é usado como um aglutinante comercial de controle. A porcentagem de recuperação foi determinada após 24 horas de imersão em água a 28 °C.
[0084] Figura 12: Comparação de recuperação de pélete percentual das dietas com aglutinantes de envoltório de soja preparados no estudo-piloto (Temp: 140 °C, Temp: 120 °C, Temp 100 °C, RPMI: 650-Temp: 100 °C, Temp: 90 °C, Temp: 80 °C, Temp: 66 °C e pH: 6-Temp: 100 °C) com aglutinante de controle (amido de milho) e aglutinantes de envoltório de soja produzidos em laboratório (HCl-15%, HCl-seco e H2SO4-10%), após 48 h de imersão em água a 28 °C.
[0085] Conforme mostrado por esses dados, as rações de alimentação com o uso de 2% em peso de casca de limão ou casca de soja como o aglutinante não tiveram efeitos adversos à saúde dos camarões, conforme evidenciado pelo ganho de peso, sobrevivência ou parâmetros hematológicos.

Claims (21)

REIVINDICAÇÕES
1. Método para produzir um aglutinante para ração animal extrudada, peletizada ou aglomerada, em que o método é caracterizado pelo fato de que compreende: (a) tratar uma matéria-prima que compreende biomassa que contém pectina e que contém proteína com uma solução ácida aquosa por um tempo, a uma temperatura, a um pH e a uma pressão suficientes para produzir uma mistura que contém sólidos de biomassa e biomassa parcialmente dissolvida, em que ácido dentro da solução ácida aquosa é adicionado de forma exógena ou é formado in situ; e (b) tratar mecanicamente a matéria-prima ou a mistura da etapa (a) para gerar uma primeira mistura tratada mecanicamente; e, então, (c) incorporar a primeira mistura tratada mecanicamente da etapa (b) como um aglutinante em uma ração animal.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa (c) compreende incorporar a primeira mistura tratada mecanicamente como um aglutinante em uma ração de animais aquáticos.
3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a etapa (c) compreende incorporar a primeira mistura tratada mecanicamente como um aglutinante em uma ração de animais aquáticos para crustáceos.
4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a etapa (c) compreende incorporar a primeira mistura tratada mecanicamente como um aglutinante em uma ração de animais aquáticos para camarão.
5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a biomassa é selecionada a partir de envoltórios de soja, cascas de frutas cítricas, polpa de beterraba sacarina, cascas de maracujá, bagaço de fruta, bagaço de vegetal e torta de colza.
6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a etapa (c) compreende incorporar a primeira mistura tratada mecanicamente como um aglutinante a uma ração de animais aquáticos.
7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a etapa (c) compreende incorporar a primeira mistura tratada mecanicamente como um aglutinante em uma ração de animais aquáticos para crustáceos.
8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a etapa (c) compreende incorporar a primeira mistura tratada mecanicamente como um aglutinante em uma ração de animais aquáticos para camarão.
9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa (b) compreende ainda separar pelo menos uma porção de sólidos presentes na primeira mistura tratada mecanicamente para produzir uma fração de sólidos e a primeira mistura tratada mecanicamente restante.
10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a biomassa é selecionada a partir de envoltórios de soja, cascas de frutas cítricas, cascas de maracujá, polpa de beterraba sacarina, bagaço de fruta, bagaço de vegetal e torta de colza.
11. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a etapa (c) compreende incorporar a primeira mistura tratada mecanicamente como um aglutinante a uma ração de animais aquáticos.
12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a etapa (c) compreende incorporar a primeira mistura tratada mecanicamente como um aglutinante a uma ração de animais aquáticos para crustáceos.
13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a etapa (c) compreende incorporar a primeira mistura tratada mecanicamente como um aglutinante em uma ração de animais aquáticos para camarão.
14. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: (b)(i) tratar a fração de sólidos com uma solução aquosa alcalina por um tempo sob agitação/tratamento mecânico, a uma temperatura e a um pH suficientes para produzir uma segunda mistura que contém sólidos de biomassa e biomassa parcialmente dissolvida; e, então, (b)(ii) separar pelo menos uma porção de sólidos presentes na segunda mistura para gerar uma fração de sólidos e a segunda mistura restante; e, então, (b)(iii) combinar a segunda mistura com a primeira mistura tratada mecanicamente; e em que a etapa (c) compreende incorporar a primeira mistura tratada mecanicamente combinada e a segunda mistura da etapa (b) (iii) como um aglutinante a uma ração animal.
15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a biomassa é selecionada a partir de envoltórios de soja, cascas de frutas cítricas, cascas de maracujá, polpa de beterraba sacarina, bagaço de fruta, bagaço de vegetal e torta de colza.
16. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que a etapa (c) compreende incorporar a primeira mistura tratada mecanicamente combinada com a segunda mistura como um aglutinante em uma ração de animais aquáticos.
17. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a etapa (c) compreende incorporar a primeira mistura tratada mecanicamente combinada com a segunda mistura como um aglutinante em uma ração de animais aquáticos para crustáceos.
18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a etapa (c) compreende incorporar a primeira mistura tratada mecanicamente combinada com a segunda mistura como um aglutinante em uma ração de animais aquáticos para camarão.
19. Ração animal caracterizada pelo fato de que compreende um aglutinante produzido de acordo com o processo recitado na reivindicação 1.
20. Ração animal caracterizada pelo fato de que compreende um aglutinante produzido de acordo com o processo recitado na reivindicação 9.
21. Ração animal caracterizada pelo fato de que compreende um aglutinante produzido de acordo com o processo recitado na reivindicação 14.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024020203A1 (en) * 2022-07-22 2024-01-25 Auburn University Using liberated and modified fibers, micro-fibers, nano-fibers, and cellulose from lignocellulosic plant fibers, combined with algae, as feed binders in compound feeds
WO2024039786A1 (en) * 2022-08-18 2024-02-22 Auburn University Methods of making films from pectin- and protein-containing feedstock and films made thereby

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4006253A (en) * 1975-12-08 1977-02-01 Syntex (U.S.A.) Inc. Process for NPN ruminant feed supplement
US4089980A (en) * 1977-02-25 1978-05-16 Syntex (U.S.A.) Inc. Process for NPN ruminant feed supplement
US4153735A (en) 1977-11-01 1979-05-08 Uniscope, Inc. Lubricant-binder additive for densifying animal feed material
US4996065A (en) 1986-01-16 1991-02-26 Martin Marietta Magnesia Specialties Inc. Molasses-free chemically reactive binder for animal feed
US4952415A (en) 1987-10-28 1990-08-28 Daishowa Chemicals Inc. Carboxylic polymer animal feed binder
US4988520A (en) 1988-11-07 1991-01-29 W. R. Grace & Co.-Conn. Binder for pelleted animal feeds
CA2167363C (en) 1996-01-16 1999-09-07 Billy Joseph Major Binder for animal feed
US10383347B2 (en) 2006-12-28 2019-08-20 Purina Animal Nutrition Llc Extruded animal feed with gelatin binder and low starch content and method of making
US20080293927A1 (en) * 2007-05-21 2008-11-27 The Xim Group, Llc Method for preparing pelleted lignocellulosic ion exchange materials
GB201110531D0 (en) * 2011-06-22 2011-08-03 Parmar Alkesh R A process of producing a composite material using fruit rind with natural and synthetic binders

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