CN1843209A - 生产具有改进氨基酸可用性的动物粉的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种处理动物粉以改进其氨基酸可用性的方法，包括步骤：将一种动物粉连续流喂入到一种涡轮式反应器(A)中，所述反应器(A)包括一个装配有至少一个入口(5、6)、和至少一个用于处理后产品的排出开口(7)的水平轴圆柱形管体(1)，一个加热套(4)，一个带叶片的转子(8)，以在15～40m/s之间的圆周速度使所述转子旋转，与所述动物粉流并流地，将一种连续且细微地分离的反应物流体喂入到所述涡轮式反应器(A)中，所述反应物由一种浓缩的过氧化氢水溶液组成，使所述动物粉颗粒和所述反应物相对于所述涡轮式反应器内壁产生离心作用，在至少100℃的温度下加热，形成一种薄的、动态的、高湍流的管状流体层，使所述动物粉与所述反应物反应为所述薄层，同时其与所述涡轮式反应器(A)的所述内壁基本上接触，向着排出口(7)口前行，连续排出处理后的动物粉流，其具有30～50％的含水量，将所述处理后的动物粉流转送到一个熟化步骤，熟化时间在30分钟到20小时之间不等，温度在60～90℃，并且随后进行干燥步骤，使得最终粉的含水量达到5～10％。

Description

生产具有改进氨基酸可用性的动物粉的方法和设备

技术领域

本发明涉及食品和家畜工业领域，特别地，本发明涉及一种用于处理动物粉(animal meal)以获得特征在于改进的氨基酸可用性的产品的方法。

背景技术

生产用于动物饲养的高蛋白质含量饲料的动物粉的生产是公知的。这样的粉通常依据传统的烹制和粉碎技术来制备，然后是一个干燥步骤，以赋予它们具有粉的典型特征。

这样的动物粉主要从一些起始材料获得，例如鱼类、羽毛(plume)、翎毛(feather)、或其它富含蛋白质或其它期望的营养素的原料。

它们不适合人类食用，因为传统方法使得粉保留了最初受酶作用的味道-在一些情形下是令人厌恶的味道，就人类食用的食物而言，它们难于使用和销售。

此外，从营养的观点来看，这样的粉可能很差或者具有一些不能被想要喂的动物完全或容易吸收的形式的营养，例如蛋白质。

专利文献WO90/01023公开了一种在非常高稀释的过氧化氢碱性溶液中溶解富含角蛋白(keratin)的材料的方法，这样的材料例如翎毛、毛发和羊毛。所述方法使得产品含有水解缩氨酸，尤其是富含半胱氨酸衍生物，并且它们适于结合到动物饲料中。

对于获得适合人类食用的动物粉来说，几种方法是公知的，例如专利文献CN1411751描述了一种基于渔产品生产废弃物的粉末的生产方法。这样的方法包括粉碎、洗涤、干燥、烹制和添加调味料、香料、凝结剂和稳定剂的步骤。这样的结果是，渔产品富合适合人类食用的氨基酸、蛋白质和矿物质。

专利文献JP62087075描述了一种生产粉末形式食品的方法，其从一种鱼类主产品和一种淀粉类次产品开始，加入调味料而制成。包括在150～200℃下的挤出步骤、所获材料的粉碎步骤和干燥步骤。

但是，这些产品使用了一种获得适于有限与特定用途的产品的公知方法的结合，这种有限与特定用途取决于起始材料。此外，这样的粉具有的营养结构是，它们在质量上较起始材料的质量不是更好，或者它们显示这样的感官特征，使得它们就人类食用的产品而言用途非常有限，或者甚至是令人失望的。

本申请人并不了解可利用的、具有改进的氨基酸可用性的动物粉，同时这些食品，不管是就这样食用，还是填加到其它食品中，这样的感官特征适合于人类和动物食用的宽范围应用。

发明内容

本发明的一个目的是，提供一种具有改进的氨基酸可用性的动物粉，其同时适合于人类和动物食用。

依据本发明，通过一种用于处理动物来源的动物粉的方法，实现这样的一个目的，包括步骤：

将一种含动物粉连续流喂入到一种涡轮式反应器中，该反应器包括一个装配有至少一个引入反应物的开口和至少一个排出经处理的产品的开口的水平轴圆柱形管体，一个用于将所述管体内壁加热到预定温度的加热套，一个带叶片的转子，其旋转地支撑于所述圆柱形管体内，以在15～40m/s之间的圆周速度使所述转子旋转，如此使得所述连续动物粉流分散为一种动物粉颗粒流，

与所述动物粉流并流地，将一种连续且细微地分离的反应物流体喂入到所述涡轮式反应器中，所述反应物由一种浓缩的过氧化氢水溶液组成，

对所述动物粉颗粒和所述反应物相对于涡轮式反应器内壁产生离心作用，所述内壁被加热而处在至少100℃的温度条件下，形成一种薄的、动态的、高湍流的管状流体层，其中所述动物粉颗粒和所述反应物通过带叶片的转子的叶片通过机械方式保持紧密接触，

使所述动物粉与所述反应物反应为所述薄层，同时与涡轮式反应器所述内壁基本上接触，向着排出口前行，

连续排出处理后的动物粉流，其具有30～50％的含水量。

将所述处理后的动物粉流体转送到一个熟化步骤，熟化时间在30分钟到20小时之间不等，温度在60～90℃，并且随后进行干燥步骤，使得含水量达到起始动物粉的典型值，也就是5～10％。

从该涡轮式反应器排出的处理后动物粉通常温度在约60～90℃。

上述浓缩的过氧化氢溶液优选地由一种至少40体积(volumes)的过氧化氢水溶液组成，并且最好为，约120～140体积。

当使用120～140体积的过氧化氢时，过氧化物与动物粉的重量比通常在1∶4～1∶20之间变化。

该浓缩的过氧化氢水溶液可以直接在入口处被引入到该涡轮式反应器，因为这样，该装有叶片的转子可以实现其有效的雾化和离心作用，这样确保了在高分散状态下将它引入到所述将被处理的动物粉颗粒的湍流动态稀薄层中。

以这种方式，促进了所述颗粒与所述过氧化氢之间的最接近的可能接触，并且这样大大地增加了处理效果。

作为一种选择，或者除了上述通过入口引入之外，所述过氧化氢的引入，也可以通过沿所述圆柱形管体长度的在不同高度上的过氧化氢的喷雾开口来实现。

有时有益的是，将蒸汽流体与上述动物粉流体并流地引入到所述涡轮式反应器中。

所述动物粉流体在所述涡轮式反应器内的平均驻留时间为约0.5～5分钟。

如果将被处理的动物粉是基于高角蛋白含量的材料，例如翎毛或羽毛，涡轮式反应器内壁的优选温度范围为140～160℃，并且，如果将被处理的动物粉是基于鱼类或其它可以外消旋作用(racemization)的材料时，优选温度范围为110～130℃。

上述在60～90℃下的熟化步骤可以在静态情形下进行，例如在设有板式热交换器的加热仓内来进行，这样的热交换器例如由BulkflowTechnologies Inc.公司(加拿大)制造。

可选地，并且优选地，为了阻止不期望的结块，并且增加最终产品的同质性，在60～90℃下的熟化步骤在动态情形下进行，例如通过一种缓慢的连续搅拌器或一种螺旋装置来进行。后面这种装置最好由一个装配有入口和排出口的水平轴圆柱形管体、一个将所述管体内壁加热到预定温度的加热套、和一个支撑于所述圆柱形管体内以低速使其旋转的螺杆组成。

上述干燥步骤可以使用通常用于干燥粉状物质的任意装置来进行，但是优选地借助于一种涡轮式干燥器来进行，所述涡轮式干燥器是一种结构类似于上述涡轮式反应器的装置，也包括一个装配有入口和出口的水平轴圆柱形管体、一个加热套和一个在所述圆柱形管体内旋转地且同轴地设置的装有叶片的转子。

当使用这样的装置时，所述加热壁的温度为约140～180℃，并且与进入所述涡轮式干燥器的处理后动物粉流并流地，可选地将一种热的干燥气流在140～180℃温度下喂入。所述处理后的动物粉流在该涡轮式干燥器内的平均驻留时间为约1～5分钟。

所述“动物粉”的表达方式包括任意适合于人类和/或动物食用的动物来源的粉。特别是鱼类、羽毛和翎毛粉。

紧随依据本发明发明进行的使用过氧化氢的处理之后，所获得的动物粉显示一个较好的氨态氮(ammoniacal nitrogen)相对于总氮的比率，表明其中含有较高可用性的氨基酸。依据一种非结合(non-binding)的假设，这是因为过氧化氢与所述蛋白质分子中肽键相互作用的结果。

依据本发明处理的动物粉，进一步显示一种改进的溶解性，甚至较起始动物粉高十倍，一种高消化性和一种低组织化(texturization)水平。此外，其实质上没有恶心的气味，并且没有致病微生物。

因此，相对于起始材料，所获得的食品显示一种改进的营养结构，并且它可以用于生产旨在人类食用的产品，可以就这样食用，也可以作为其它食品的添加剂。

依据本发明方法获得的所述动物粉的主要用途是在食品补充领域，例如在能量棒、能量饮料或其它应用方面，在这些应用中，在食用时需要氨基酸的立即释放，用于某些类型的食用者，例如运动员或小孩。

依据本发明方法获得的所述动物粉的另一种用途是作为添加剂，被添加到标准面粉中，用来改进它们的营养结构。

最后，依据本发明方法获得的所述动物粉的另一种用途是作为动物食用的饲料。

在其另一方面，本发明涉及一种用于实现上述方法的设备，其包括一个上述类型的涡轮式反应器，一个用于如上所述的将处理后的动物粉熟化的螺旋装置，和一个干燥器，优选地为一种涡轮式干燥器。

从在下文中参照附图提供的、出于例证性且非限定性目的而给出的、一种为了生产具有改进的氨基酸可用性的动物粉而处理动物粉的方法的实施方式描述来看，本方面的优点和特征将显得更明显。

附图说明

图1示意性地表示一种依据本发明的方法处理具有改进氨基酸可用性的动物粉的设备。

具体实施方式

关于图1，涡轮式反应器A基本上由一个圆柱形管体1组成，其在相对端通过端壁2、3被封闭，并且同轴地装配了一个加热套4，其用来通过一个流体，例如透热油，用来保持体1内壁在预定温度。

所述管体1装配有入口5、6，分别用于将要被处理的动物粉和用于浓缩的过氧化氢水溶液，也装配有一个处理后的动物粉的排出口7。

在所述管体1中，旋转地支撑有一个装有叶片的转子8，其叶片9成螺旋形地排列并定位成使被处理的动物粉产生离心作用并朝出口运送。

提供一个发动机M，用来以每秒在15～40米之间变化的圆周速度来驱动所述装有叶片的转子。

在所述圆柱形管体1内壁上提供开口10，用来引入雾状形态的浓缩过氧化氢水溶液。

一种依据本发明方法生产具有改进氨基酸可用性的动物粉的设备，除了所述涡轮式反应器A之外，还包括一个熟化装置B和一个涡轮式干燥器C。

所述熟化装置B，以一种完全示意性的方式被描述，包括一个圆柱形管体21，其相对端通过端壁22、23被封闭，并且同轴地装配了一个加热套24，其用来通过一个流体，例如透热油，用来保持体21内壁在预定温度。

所述管体21提供了从所述涡轮式反应器A来的动物粉的一个入口25，以及在熟化步骤结束时所述动物粉的排出口。

螺杆28被旋转地支撑于所述管体21内，通过一个发动机N以低速旋转地驱动，并且用于将所述被熟化的动物粉朝出口运送。

最后，不再被详细描述所述涡轮式干燥器C，因为除了缺少用于引入液体反应物的开口之外，它具有完全类似于涡轮式反应器A的结构。与所述涡轮式反应器A部件相同的涡轮式干燥器C的部件，用加上100的相同参考数字来表示。

实施例1

在一台涡轮式反应器A中，其中所述装有叶片的转子以约30m/s的圆周速度旋转，并且其中所述内壁被保持在150℃下，以100kg/h的流速连续喂入一种基于翎毛的动物粉流体(含水量约7％)。与此同时，以50升/小时的流速，将一种130-V(体积)的过氧化氢溶液通过开口6和开口10连续喂入。

直接在所述涡轮式反应器A的入口，将所述动物粉流体机械地分散为非常细小的颗粒，其相对于所述涡轮式反应器自身的内壁立即被离心作用，在这里它们形成一种动态的管状薄层。

与此同时，通过开口6进入的所述过氧化氢水溶液，通过所述转子8的叶片9被机械地细微地雾化，叶片9也容易地对获得的所述非常小的液滴产生离心作用。这样，它们被引入到与之相互作用的所述动物粉颗粒的动态管状薄层中。

通过开口10以雾化形式引入的所述过氧化氢溶液，进一步增加过氧化氢与动物粉颗粒之间的相互作用。

在所述涡轮式反应器A内驻留时间约2分钟之后，从开口7连续排出一种处理后的动物粉，其具有含水量约40％，并且温度为约70℃。

将从所述涡轮式反应器A排出的处理后动物粉流体，通过入口25连续喂入到熟化装置B中。平均驻留时间为约2小时之后，在约70℃的温度(其也是通过加热套24所述内壁被稳定的温度)下通过缓慢旋转的螺杆28，使所述动物粉缓慢向前移动，直到排出开口27。

此时，将从所述熟化装置B出来的动物粉流体，通过入口105，与一种在约160℃下的并流空气流一起，连续地喂入到所述涡轮式干燥器C。在所述涡轮式干燥器内平均驻留时间约1分钟之后，其中所述装有叶片的转子108，以30m/s的圆周速度旋转，并且所述加热套104将所述内壁温度稳定在约160℃下，通过排出口107将所述动物粉排出。

所获得的动物粉具有约7％的含水量，并且当被分析时，其显示的总氮与氨态氮比率相对于起始值133为60，与起始食品相比，总氮数量保持基本不变。

所述粉基本上没有气味，并且从微生物的观点来看是已灭菌的。

因此，总氮与氨态氮的比率表明被相当大的降低，并且随后依据范斯莱克(Van Slyke)方法的伯胺(primary amine)分析显示，所述处理释放了构成蛋白质链的基本氨基酸。

实施例2

在一台涡轮式反应器A中，其中所述装有叶片的转子以约30m/s的圆周速度旋转，并且其中所述内壁被保持在130℃，以100kg/小时的流速连续喂入一种基于鱼类的动物粉(含水量约7％)。与此同时，以50升/小时的流速，将一种130-V的过氧化氢溶液通过开口6和开口10连续喂入。

所述方法的随后步骤如上述实施例1中所述来进行。

所获得的动物粉具有约7％的含水量，并且当被分析时，其显示的总氮与氨态氮比率相对于起始值60为35，与起始食品相比，总氮数量保持基本不变。

所述粉基本上没有气味，并且从微生物的观点来看是已灭菌的。

因此，总氮与氨态氮的比率表明被相当大的降低，并且随后依据范斯莱克(Van Slyke)方法的伯胺分析显示，所述处理释放了构成蛋白质链的基本氨基酸。

Claims (18)

1.一种处理动物粉以改进其氨基酸可用性的方法，包括步骤：

将一种动物粉构成的连续流喂入到一涡轮式反应器(A)中，所述反应器(A)包括：一个装配有至少一个用于引入所述动物粉与反应物的开口(5、6)和至少一个用于处理后产品的排出开口(7)的水平轴圆柱形管体(1)；一个用于使所述管体(1)内壁达到预定温度的加热套(4)；一个带叶片的转子(8)，所述转子(8)可旋转地支撑于所述圆柱形管体内，在所述管体内所述转子以在15～40m/s之间的圆周速度旋转，使得所述连续动物粉流分散为一种动物粉颗粒流，

与所述动物粉流并流地将一种连续且细微地分离的反应物流喂入到所述涡轮式反应器(A)中，所述反应物由一种浓缩的过氧化氢水溶液组成，

对所述动物粉颗粒和所述反应物相对于所述涡轮式反应器内壁产生离心作用，所述内壁被加热而处在至少100℃的温度下，形成一种薄的、动态的、高湍流的管状流体层，其中所述动物粉颗粒和所述反应物通过带叶片的转子(8)的叶片(9)通过机械方式保持紧密接触，

使所述动物粉与所述反应物在所述薄层内反应，同时与所述涡轮式反应器(A)的所述内壁基本上接触着向着排出口(7)前行，

连续排出处理后的动物粉流，其具有30～50％的含水量，

将所述处理后的动物粉流转送到一个熟化步骤，熟化时间在30分钟到20小时之间变化，温度在60～90℃，并且随后进行干燥步骤，使得最终动物粉的含水量达到5～10％。

2.依据权利要求1所述的方法，其中所述浓缩的过氧化氢溶液由至少40体积的水溶性过氧化氢组成。

3.依据权利要求2所述的方法，其中所述浓缩的过氧化氢溶液由120～140体积的水溶性过氧化氢组成。

4.依据权利要求3所述的方法，其中过氧化氢与动物粉的重量比在1∶4～1∶20之间变化。

5.依据任一前述权利要求所述的方法，其中在60～90℃下的所述熟化步骤在一个装置(B)中进行，所述装置(B)包括一个装配有至少一个入口(25)和至少一个排出口(27)的水平轴圆柱形管体(21)、一个用于使所述管体(21)内壁达到60～90℃之间的预定温度的加热套(24)、和一个旋转地支撑于所述圆柱形管体内(21)的螺杆(28)。

6.依据任一前述权利要求所述的方法，其中所述干燥步骤在一个涡轮式干燥器(C)中进行，所述涡轮式干燥器(C)包括：一个装配有用于引入所述处理后与熟化后动物粉的开口(105，106)和用于最终产品的排出口(107)的水平轴圆柱形管体(101)；一个用于使所述圆柱形管体(101)内壁达到140～180℃的温度的加热套(104)；一个带叶片的转子(108)，所述转子(8)可旋转地支撑于所述圆柱形管体内，在所述管体内所述转子以在15～40m/s之间的圆周速度旋转。

7.依据权利要求6所述的方法，其中与所述处理后与熟化后的动物粉流体并流地将一种温度在140～180℃的空气流喂入到所述涡轮式干燥器(C)中。

8.依据任一前述权利要求所述的方法，其中所述动物粉由适合于人类或动物食用的任意动物来源的粉组成。

9.依据权利要求1-7中任一所述的方法，其中所述动物粉是基于鱼类产品，优选地具有高蛋白质含量的鱼类产品。

10.依据权利要求1-7中任一所述的方法，其中所述动物粉是基于羽毛或翎毛。

11.一种实现依据任一前述权利要求所述方法的设备，包括：

一个涡轮式反应器(A)，包括：一个装配有至少一个用于引入所述动物粉与反应物的开口(5、6)和至少一个用于处理后产品的排出开口(7)的水平轴圆柱形管体(1)；一个用于使所述管体(1)内壁达到预定温度的加热套(4)；一个带叶片的转子(8)，所述转子(8)可旋转地支撑于所述圆柱形管体内；

一个熟化装置(B)，包括：一个装配有至少一个入口(25)和至少一个排出口(27)的水平轴圆柱形管体(21)；一个用于使所述管体(21)内壁达到预定温度的加热套(24)；和一个旋转地支撑于所述圆柱形管体内(21)的螺杆(28)；

一个干燥器。

12.依据权利要求11所述的设备，其实所述干燥器由一个涡轮式干燥器(C)组成，所述涡轮式干燥器(C)包括：一个装配有至少一个用于引入所述处理与熟化后动物粉的开口(105、106)和至少一个用于最终产品的排出口(107)的水平轴圆柱形管体(101)；一个用于使所述管体(101)内壁达到预定温度的加热套(104)；一个带叶片的转子(108)，所述转子(108)可旋转地支撑于所述圆柱形管体内。

13.依据权利要求8所述方法获得的、具有改进的氨基酸可用性的动物粉。

14.依据权利要求9所述方法获得的、具有改进的氨基酸可用性的动物粉。

15.依据权利要求10所述方法获得的、具有改进的氨基酸可用性的动物粉。

16.依据权利要求14所述动物粉用于结合到用于人类食用的产品中的用途。

17.依据权利要求14所述动物粉作为能量棒或饮料中蛋白质补充的用途。

18.依据权利要求14和15所述动物粉作为用于动物食用的产品或饲料的基料或补充的用途。