CN1676018B - 制备粒状动物饲料添加剂的方法及所制备的饲料添加剂 - Google Patents

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Abstract

提供一种制备粒状动物饲料添加剂的方法及由该方法制备的粒状动物饲料添加剂。方法包括：用膜过滤器过滤获自在生产赖氨酸的条件下培养的生产赖氨酸的微生物的发酵肉汤，得到含有赖氨酸的滤过物和含有微生物的污泥；干燥滤过物得到总固含量为48-52重量％浓缩物；在50-60℃下颗粒干燥浓缩物，得到颗粒；用含选自污泥、作为赖氨酸含量调节剂的稀释剂或游离赖氨酸和防潮剂的一种或多种涂布剂涂布颗粒，得到具有下面性质的赖氨酸颗粒：赖氨酸含量(硫酸赖氨酸)为65％或以上，300-1200μm的粒度为90％或以上，视密度为620-720kg/m3，蛋白质含量为10-15％，总含糖量为＞0-1％，无机物质含量为＞0-3％，含水量为＞0-3％，C8或更低的羧酸含量为＞0-8％和SO4 -离子含量为20-25％。

Description

制备粒状动物饲料添加剂的方法及所制备的饲料添加剂
本申请要求于2004年4月2日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请号2004-22888的优先权，在此引入其全部内容作为参考。
技术领域
本发明涉及一种制备用作动物饲料添加剂的赖氨酸颗粒的方法及由该方法制备的赖氨酸颗粒。
背景技术
美国专利号5,431,933公开了一种含有大部分发酵肉汤组分的动物饲料添加剂及其制备方法。根据在此专利公开的方法，可以低成本地制备微吸湿的和粘性的动物饲料添加剂，其氨基酸含量为40至90％。但是，该动物饲料添加剂具有诸如低密度和组分含量变化大的缺点。即在发酵肉汤中的赖氨酸含量根据发酵条件而变化，其反过来又导致在基于该发酵肉汤的动物饲料添加剂中含有的赖氨酸含量的变化。
美国专利号5,622,710公开了一种制备动物饲料添加剂颗粒的方法，该方法包括：直接喷雾干燥含有0.3％或更少的可同化糖的发酵肉汤，得到细小颗粒，并且将细小颗粒与粘合剂如水和发酵肉汤混合。根据在此专利中公开的方法制备的动物饲料添加剂颗粒的密度为550kg/m3或更大，氨基酸含量为40至90％，并且具有低的吸湿性和粘性。但是，由发酵肉汤形成细小颗粒并且通过强力混合器与发酵肉汤的混合增加了工艺的复杂性。
美国专利号5,133,976公开了一种制备含有35至48％赖氨酸含量的动物饲料添加剂的方法，该方法包括：培养生产赖氨酸的微生物，同时保持5至15g/l的可同化糖；浓缩得到的培养物，以得到固含量为50至75％的浓缩物；并且通过共沸蒸馏使浓缩物脱水。但是，有下面的缺点，即赖氨酸含量低，共沸蒸馏提高了工艺成本和工艺的复杂性，并且动物饲料添加剂容易成为细粉末。
如上所述，含有赖氨酸的常规动物饲料添加剂存在问题，因为动物饲料添加剂的组分含量根据发酵方法的各种参数而大大地改变。因此，本发明人发现一种基于发酵肉汤制备含有赖氨酸的动物饲料添加剂的方法，即使组分的含量根据发酵条件而改变，该添加剂也具有标准化含量的赖氨酸和优异的营养性质，并且完成了本发明。
发明内容
发明概述
本发明提供一种有效地制备粒状动物饲料添加剂同时保持赖氨酸含量不变的方法。
本发明还提供一种由该方法制备的具有标准化赖氨酸含量的粒状动物饲料添加剂。
根据本发明的一个方面，提供一种制备粒状动物饲料添加剂的方法，该方法包括：用膜过滤器过滤获自在生产赖氨酸的条件下培养的生产赖氨酸的微生物的发酵肉汤，得到含有赖氨酸的滤过物和含有微生物的污泥；干燥滤过物得到总固含量为48至52重量％的浓缩物；在50℃至60℃的温度下颗粒干燥浓缩物，得到颗粒；和用含有选自所述的污泥，作为赖氨酸含量调节剂的稀释剂或游离赖氨酸和防潮剂中的一种或多种的涂布剂涂布所述的颗粒，得到具有下面性质的赖氨酸颗粒：
    赖氨酸含量(硫酸赖氨酸)     65％或以上
    粒度     300-1,200μm，90％或以上
    视密度     620-720kg/m<sup>3</sup>
    蛋白质含量     10-15％
    总含糖量     ＞0-1％
    无机物质含量     ＞0-3％
    含水量     ＞0-3％
    羧酸含量     ＞0-8％
    SO<sub>4</sub><sup>-</sup>离子含量     20-25％
根据本发明的另一方面，提供一种由该方法制备的粒状动物饲料添加剂。
发明详述
本发明提供一种制备粒状动物饲料添加剂的方法，该方法包括：用膜过滤器过滤获自在生产赖氨酸的条件下培养的生产赖氨酸的微生物的发酵肉汤，得到含有赖氨酸的滤过物和含有微生物的污泥；干燥滤过物得到总固含量为48至52重量％的浓缩物；在50℃至60℃的温度下颗粒干燥浓缩物，得到颗粒；和用含有选自所述的污泥，作为赖氨酸含量调节剂的稀释剂或游离赖氨酸和防潮剂中的一种或多种的涂布剂涂布所述的颗粒，得到具有下面性质的赖氨酸颗粒：
    赖氨酸含量(硫酸赖氨酸)     65％或以上
    粒度     300-1,200μm，90％或以上
    视密度     620-720kg/m<sup>3</sup>
    蛋白质含量     10-15％
    赖氨酸含量(硫酸赖氨酸)     65％或以上
    总含糖量     ＞0-1％
    无机物质含量     ＞0-3％
    含水量     ＞0-3％
    羧酸含量     ＞0-8％
    SO<sub>4</sub><sup>-</sup>离子含量     20-25％
在本发明的粒化过程中，优选通过下面的方法得到颗粒：将浓缩物通过成粒机的底部喷入成粒机中，并且向在成粒机中的浓缩物供给热空气以形成流化床。对于粒化，可以使用普通的流化床成粒机。考虑到原料的物理性质和颗粒的粒度，可以在适宜的操作条件下进行粒化。优选在粒化期间可以调节浓缩物的流速，喷嘴的压力和空气体积，以便90％或更多的颗粒具有的粒度为300至1,200μm。
优选稀释剂选自淀粉，鹿角菜胶和琼脂中的一种或多种。防潮剂包括聚合物，优选为液体石蜡。
对于此处所用的微生物没有限制，前提条件是它可以生产赖氨酸。优选通常用于赖氨酸发酵中使用的棒杆菌属物种(Corynebacterium sp.)的菌株。尽管对于生产赖氨酸的微生物的发酵条件没有特别限制，但是优选在这样的条件下培养生产赖氨酸的微生物，以便积累大量的赖氨酸和少量的生物量。由于在发酵肉汤中含有的糖阻止了发酵肉汤的干燥，并且增大了赖氨酸颗粒的吸湿性，优选设置有利于糖含量降低的发酵条件。但是在本发明中，由于可以通过涂布方法控制赖氨酸含量和吸湿性，所以不需要将发酵条件限制为上述的条件。
通过膜过滤来过滤发酵肉汤。通过过滤将发酵肉汤分离为滤过物和污泥。污泥含有动物营养用的组分，并且在随后的涂布工艺中重新使用。对于可在此处使用的膜过滤器没有限制，前提条件是它可以从发酵肉汤中分离微生物。一个本领域的普通技术人员可以容易地设置膜过滤器的操作条件以从发酵肉汤中分离微生物。例如，将先前在约60℃加热过的发酵肉汤向膜过滤器挤压约1小时，形成凝胶层。然后，在发酵肉汤的温度为约60℃和可透性膜压(TMP)为1.2至1.5大气压的条件下进行过滤。理解的是，一个本领域的普通技术人员可以容易地选择膜过滤器的孔径大小。
干燥由膜过滤得到的滤过物，以具有48至52％的固含量。干燥方法通过降低滤过物的含水量而降低具有相对增加的赖氨酸含量的滤过物的总体积。干燥方法是本领域众所周知的。可以使用减压干燥。
将通过干燥得到的浓缩物粒化以形成颗粒.优选将浓缩物在50℃至60℃的温度加热粒化.在粒化温度的范围内，浓缩物的粘度降低，其有助于浓缩物没有结块的均匀混合和均匀颗粒的形成.如果粒化温度超过60℃，粒化的成本在经济上太高.另一方面，如果其低于50℃，粘度的下降可能是不明显的，由此难以形成颗粒，并且降低了得到颗粒的堆积密度，并且增加得到颗粒的吸湿性.
粒化中，优选地，在将浓缩物连续地喷入成粒机时，连续地供给热空气，以便由喷雾形成的预定大小的颗粒形成流化床。对此，可以使用通常的流化床成粒机。可以在下面非限制性条件下进行粒化：加热器温度为170℃，进口温度为140至160℃，出口温度为60至70℃，并且喷雾压力为1.8至2.0巴。
由粒化得到的颗粒可以进一步进行筛分过程。将所需要大小的颗粒转移至后面的工艺。过小的颗粒可以返回粒化，且可以将过大的颗粒粉碎，然后返回粒化。
将通过粒化或筛分得到的颗粒进行涂布过程。涂布过程对于一个在动物饲料或药物相关行业的普通技术人员而言，是众所周知的。在涂布过程中可以使用任何涂布机。例如，可以使用可商购的涂布机。优选地，可以用于涂布过程的材料是含有一种或多种选自由过滤得到的污泥，作为赖氨酸含量调节剂的稀释剂或游离赖氨酸和防潮剂的涂布剂。为了利用在微生物中含有的有用物质，使用污泥。将赖氨酸含量调节剂用来调节在颗粒中的赖氨酸含量。因此，根据赖氨酸的含量，任选使用赖氨酸含量调节剂。即，当赖氨酸含量超过预定值时，在颗粒上涂布含有稀释剂的涂布剂以降低赖氨酸的含量。另一方面，当赖氨酸含量低于预定值时，在颗粒上涂布含有游离赖氨酸的涂布剂以提高赖氨酸的含量。因此，由本发明得到的颗粒的赖氨酸含量可以在约1％的误差范围内调节。防潮剂起降低赖氨酸颗粒吸湿性的作用，其使得可长期贮藏。
根据本发明方法得到的赖氨酸颗粒具有下面的特性：赖氨酸含量(基于硫酸赖氨酸)按干物质计为65％或以上，300-1,200μm的粒度为90％或以上，视密度为620-720kg/m3，蛋白质含量为10-15％，总含糖量为＞0-1％，无机物质含量为＞0-3％，含水量为＞0-3％，C8或更低的羧酸含量为＞0-8％，且SO4 -离子含量为20-25％。
以下，将由实施例更具体地描述本发明。但是，提供下面的实施例只是为了解释说明，由此本发明不限于它们或由它们限制。
具体实施方式
实施例
实施例1：发酵，过滤，浓缩和粒化
在此实施例中，在18升的培养基中，于35℃，pH6-8培养谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)CJM107(KCCM-10227)96小时，得到发酵肉汤，所述的培养基含有50g的粗糖，10g的蛋白胨，10g的酵母提取物，5g的尿素，4g的KH2PO4，8g的K2HPO4，0.5g的MgSO4□7H2O，100μg的生物素，1,000μg的维生素B1。发酵肉汤含有15.1％的赖氨酸。
于60℃加热回收的发酵肉汤，并且使用膜过滤器(Ceramic FilterPilot：孔径大小0.05μm，面积4.7m2)在可透性膜压为1.2-1.5atm下过滤，以分离微生物污泥和滤过物。由此得到的滤过物的赖氨酸含量为18.7％，并且总固含量为25.8％。在680mmHg减压的真空下和65℃的温度下，干燥滤过物，得到赖氨酸含量为37.1％且总固含量为51.2％的浓缩物，然后将反应温度降低至60℃。用成粒机(GR Engineering，流化床喷雾干燥器(Fluid Bed Spray Dryer))粒化浓缩物.为此，用底部喷雾方法，通过成粒机的下喷嘴将浓缩物供给入成粒机中.此时，成粒机在下面的条件下操作：加热器温度为170℃，进口温度为140至160℃，出口温度为60至70℃，并且喷雾压力为1.8至2.0巴.通过热空气干燥，将供给进入成粒机中的浓缩物固化.将固化的浓缩物进行粉碎并且与新鲜供给的浓缩物结块，形成更大的颗粒，同时在流化床中流动.当颗粒生长成理想的大小时，停止成粒机的操作，然后回收最终的颗粒用于成分分析.在此实施例中得到的颗粒的赖氨酸含量为69.4％，含水量为0.04％，无机物质含量为2.53％，且视密度为635.2kg/m3。
实施例2：涂布有含稀释剂的涂布剂的赖氨酸颗粒的制备
以与实施例1相同的方式进行发酵，过滤，通过蒸发滤过物浓缩和粒化浓缩物。滤过物的赖氨酸含量为13.97％，并且总固含量为22.8％。在减压下通过蒸发滤过物得到的浓缩物的赖氨酸含量为41.5％，总固含量为50.5％，体积和比重分别为20L和1.150。通过流化床干燥浓缩物得到的颗粒的赖氨酸含量为69.2％，含水量为0.12％，无机物质含量为2.53％，且总重量为4.1kg。
用通过溶解0.25kg的稀释剂(玉米淀粉)于水(0.5L)中得到的稀释剂水溶液(含水量为9.3％)作为涂布剂，涂布由此得到的颗粒。
最终得到的颗粒的赖氨酸含量为65.7％，含水量为0.14％，蛋白质含量为0.36％，总含糖量为0.8％，无机物质为2.6％，碳数小于8的羧酸为7.6％，且硫酸根离子为22.8％。得到的颗粒的堆积密度和重量分别为634.5kg/m3和4.3kg。
实施例3：涂布有含微生物污泥和赖氨含量调节剂的涂布剂的颗粒的制备
除了用含有通过过滤得到的微生物污泥和游离赖氨酸的涂布剂涂布颗粒外，以与实施例1相同的方法进行发酵，过滤，蒸发浓缩和粒化。
在此实施例中，得到的发酵肉汤的量为30.0L，并且赖氨酸含量为15.5％。滤过物的赖氨酸含量为18.7％，并且总固含量为25.8％。在减压下通过蒸发滤过物得到的浓缩物的赖氨酸含量为30.2％，总固含量为50.3％，含水量为49.7％，体积和比重分别为15.4L和1.210。通过流化床干燥浓缩物得到的颗粒的赖氨酸含量为68.9％，含水量为0.26％，无机物质含量为2.29％，并且密度为650.3kg/m3，且总重量为1.06kg。
用通过下面的方法得到的混合物涂布由此得到的颗粒：在水中溶解0.2kg的通过过滤得到的固体微生物污泥和123g的99％游离赖氨酸(以调节最终得到的颗粒的总赖氨酸含量为65％，包括微生物污泥等中的赖氨酸含量的考虑)。
最终得到的颗粒的赖氨酸含量为65.4％，蛋白质含量为2.25％，总含糖量为1.05％，碳数小于8的羧酸为7.6％，含水量为0.23％，无机物质为2.67％，且硫酸根离子为20.8％。得到的颗粒的堆积密度和重量为642.6kg/m3和1.65kg。91.3％的颗粒的粒度为300-1,200μm。
如从上面所述的说明中清楚地看出，根据本发明的方法，可以得到非常均匀的赖氨酸颗粒，其赖氨酸含量在误差范围为约1％以内且具有显著低的糖含量。因此，当将赖氨酸颗粒用作动物饲料添加剂时，由于它们低的吸湿性，所以可以长期贮藏，并且可以精确调节赖氨酸颗粒的使用量。
虽然通过参考本发明示例性的实施方案具体显示和描述了本发明，但本领域普通技术人员应当理解的是，可以在没有离开由后附权利要求所定义的本发明的精神和范围的条件下，可在其中做出各种形式和细节上的改变。

Claims (7)

1.一种制备粒状动物饲料添加剂的方法，该方法包含：
用膜过滤器过滤获自在生产赖氨酸的条件下培养的生产赖氨酸的微生物的发酵肉汤，得到含有赖氨酸的滤过物和含有微生物的污泥；
干燥所述滤过物得到总固含量为48至52重量％的浓缩物；
将在50℃至60℃的温度下加热的所述浓缩物粒化，得到颗粒；和
用涂布剂涂布所述的颗粒，得到具有下面性质的赖氨酸颗粒，所述的涂布剂含有选自由所述的污泥、作为赖氨酸含量调节剂的稀释剂或游离赖氨酸、和防潮剂组成的组中的一种或多种：
赖氨酸含量，基于硫酸赖氨酸    65％或以上
粒度                          300-1,200μm，90％或以上
视密度                        620-720kg/m3
蛋白质含量                    10-15％
总含糖量                      0-1％，不包括0
无机物质含量                  0-3％，不包括0
含水量                        0-3％，不包括0
羧酸含量                      0-8％，不包括0
SO4 -离子含量                  20-25％。
2.权利要求1的方法，其中在所述粒化中，通过将所述浓缩物通过所述成粒机的底部喷入成粒机中，并且向在所述成粒机中的浓缩物供给热空气来形成所述颗粒。
3.权利要求1的方法，其中在所述粒化中，调节所述浓缩物的流速，喷嘴的压力和空气体积，以便90％或更多的所述颗粒具有的粒度为300至1,200μm。
4.权利要求1的方法，其中所述的稀释剂是选自淀粉，鹿角菜胶和琼脂中的一种或多种。
5.权利要求1的方法，其中所述的防潮剂是液体石蜡。
6.权利要求1的方法，其中所述的生产赖氨酸的微生物是棒杆菌属物种的菌株。
7.一种由权利要求1至6任何一项中的方法所制备的粒状动物饲料添加剂。
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