JP6532937B2 - 栄養豊富な組成物 - Google Patents

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Description

本出願は、２０１４年５月５日に出願された米国仮特許出願第６１／９８８，７９４号の利益を請求し、これはその全体が本明細書に組み込まれる。
本発明は、栄養豊富な組成物を得るために生鮮食品廃棄物を収集および加工する方法、およびそのためのシステム、ならびにそれによって生成される組成物に関する。
現在進行している化学肥料の過剰使用は、土壌品質を低下させており、環境劣化に至る（Owamth、２０１３年；Zhuら、２０１２年）。例えば、土壌有機物は、耕作、および／または植生地被を伴わない期間の延長によって悪影響を受け、それは、有機物の含有量を所与の地域の天然または未開拓レベル未満に減少させ得る。土壌中の有機物の消耗は、限られた農業資源にとって深刻な脅威である。世界的な食糧生産は、有限の資源であり、農業従事者による保護および効率的な使用を必要としている肥沃土に依拠する（Lal、２０１４年；Blanco-CanquiおよびLal、２００８年）。
米国では、食糧生産により、陸地のおよそ５０％が使用され、消費される全淡水の８０％が利用される。しかし、全食糧生産の約４０％は、廃棄物として無くなり（Gunders、２０１２年）、それは、毎年１６５０億ドルに相当する。農場からテーブルまでの米国の食品系における効率の最大化が多くの一般の注目を引いているが、食品廃棄物の生産的な使用の開発は不十分である。
本明細書に記載および主張される発明は、それだけに限らないが、本概要に示され、または記載され、または言及されるものを含めて多くの属性および態様を有する。それは、すべてを含むように意図されておらず、本明細書に記載および主張した発明は、例示するだけであり、限定しない目的で含まれている本概要に特定された特徴または実施形態に限定されず、またはそれによって限定されない。
一態様では、本発明は、栄養豊富な組成物、例えば、加水分解物、または例えば、肥料および土壌改良剤およびフィードストックとして有用であるインキュベートされた生鮮食品廃棄物粒子を得るために生鮮食品廃棄物を加工する方法、およびそのためのシステムに関する。本発明はまた、これらのプロセスおよびシステムから得られる組成物および加水分解物に関する。本発明の方法は、埋め立て地、または腐敗食品を処理および処分するための他の同様の施設においてさもなければ処分される生鮮食品廃棄物のリサイクルを可能にする。
食品廃棄物は、資源の廃棄物であるだけでなく、これは、温室ガス排出の大きい源でもある。食品廃棄物は、急速に腐敗し始め、食品安全性および公害の問題を創り出し、リサイクルされる食品廃棄物を有益に使用することを、不可能でなくとも困難にしている。本開示は、農業において食品廃棄物を使用する有効なやり方を特徴として備え、それは、腐敗食品に付随する温室ガス排出を低減するだけでなく、それはまた、土壌中にその炭素を隔離し、温室ガス排出をカットし、農場活動の持続可能性を改善する。一部の態様では、本発明は、食品廃棄物を、それが腐敗性の生鮮食品廃棄物となる前に収集および加工し、それを有益な栄養豊富な組成物に変換するための技術に関する。
さもなければ腐り、発酵し、莫大な量の温室ガス（ＣＯ２または二酸化炭素、およびＥＰＡによれば、二酸化炭素の２３倍強力な温室ガス（ＧＨＧ）であるＣＨ４またはメタン）、ならびに毒性の液体およびガス（Ｃ２Ｈ５ＯＨまたはエタノール、植物病原体、および「沼地ガス」、低地に集まる有毒ガスとしても公知のＨ２Ｓまたは硫化水素）、ならびに腐ることおよび発酵することに由来する他の関連した流出副産物を放出する食品をリサイクルすることによって、本発明の方法は、生鮮食品廃棄物の能力および利点を完全に利用し、有機性廃棄物、および病原体を保有する潜在的なリスクを大幅に低減し、一方、土壌に著しい利点をもたらす。
一態様では、本発明の収集システムは、食品廃棄物を腐敗性にさせない高度に効率的で有効なシステムを使用して生鮮食品廃棄物を捕捉する。スーパーマーケットスタッフは、他の廃棄物の流れから生鮮食品廃棄物（農産物、肉、魚、惣菜、パン、および乳製品）を分離する。次いで生鮮食品廃棄物は、スーパーマーケットがもはや販売のために提供しない食品を冷たく保つ断熱されたトートおよび／またはバギーに入れられる。一部の態様では、食品を収集するのに使用される断熱されたトートおよび／またはバギーは、二重壁にされ得る。これらの断熱されたコンテナは、店の衛生を改善し、店のスタッフが使用するのに容易であり、それは、店のスタッフの中の高いコンプライアンス率、および生鮮食品廃棄物の流れにおける混入物の低い率を促進する。本開示の一部の態様では、本開示の収集システムは、以下の追加のステップの１つまたは複数を含み得る：生鮮食品廃棄物を頻繁に収集するステップ；冷蔵トラックに生鮮食品廃棄物を収集するステップ；生鮮食品廃棄物が本特許に記載の加工施設に到着するのに移動しなければならない距離を最小限にするステップ；加工施設で生鮮食品廃棄物を直ちに加工または冷蔵するステップ。本発明の加工技術は、モジュール式であり、市街地、およびスーパーマーケットに加えて生鮮食品廃棄物の近くの源、例えば、食品加工施設、生鮮食品販売者、農場からの新鮮なグリーンゴミ、または生鮮食品廃棄物の他の実行可能な源（「収集システム」）などにおける施設の効率的な建設を可能にする。
別の態様では、このプロセスは、著しい空気排出、著しい流出物を有さず、加工される生鮮食品廃棄物の本質的に１００％をリサイクルし、病原体フリープロセスを展開し、著しい厄介な臭いを生じさせないやり方で実施することができる。プロセスは、商業および工業活動のために区画された市街地において、ならびに公衆の視界の外で、市販の倉庫空間内で行われる。これらの環境的に好都合な属性のすべての結果として、市街地、生鮮食品廃棄物が位置する近くにおける商業的に合理的な基盤上の施設のためにすべての必要な政府および規制上の許可および認可を得ることが実現可能である。仮にあったとしても、商業的に合理的な基盤上の市街地において腐敗食品廃棄物を加工するために政府および規制上の許可および認可を得ることは、不可能でなくとも困難であることが公知である。結果として、腐敗食品廃棄物を扱うほとんどの施設は、農村地域において遠く離れて位置される。
別の態様では、都市部の許可は、スーパーマーケット流通センターとともに本発明の加工施設を共同設置する能力を促進する。多くのスーパーマーケット会社は、それらの流通センターからそれらのスーパーマーケット店に販売のために供給される食品でいっぱいのトラックを送ることによってそれらの店に仕入れる。次いでトラックは、流通センターに空で戻り、一般に「バックホール」と呼ばれる。ほとんど追加のコストなしで、スーパーマーケットのスタッフは、流通センターへのバックホールのための空のトラックに生鮮食品廃棄物を含有するトートおよびバギーを置き、流通センターは、商業および工業活動のために区画された倉庫地区内の市街地においてスーパーマーケット会社の店の中で典型的には中央に位置している。次いでトートおよびバギーを、本発明に記載の加工施設に折り返し輸送することができる。役割が果たされている流通センターとともに本発明の加工施設を共同設置すると、生鮮食品廃棄物を収集するための輸送距離、コスト、要求される時間、および関連した温室ガス排出が最小限になる。流通センターとの共同設置は、さらに、栄養豊富な組成物に変換するための生鮮食品廃棄物の価値を維持するのに役立つ。
肥料および土壌改良剤として使用される場合、本発明の栄養豊富な加水分解物は、例えば、植物に栄養分を供給し、有益な土壌生物の増殖をサポートすることにより土壌中の有機物を増大させることによってより高い作物収量をもたらす。一部の態様では、本発明の栄養豊富な有機肥料は、作物収量を増大させ、一方、硝酸塩肥料の使用の低減も可能にし、それは、湖および小川への硝酸塩の流出を低下させ、強力な温室効果ガス排出（硝酸塩肥料から出るＮ２Ｏすなわち亜酸化窒素、ＥＰＡによれば、二酸化炭素の３００倍強力なＧＨＧである）を低下させる。したがって、一部またはすべての硝酸塩肥料を置き換えるために本発明の加水分解物肥料を使用すると、化学肥料の使用に関連した問題、例えば、硝酸塩の流出、ＧＨＧ排出、および／または土壌中の有機物の低減などを軽減することができる。さらに、本発明の肥料は、植物の活力および根系成長も増大させ、植物による硝酸塩の取り込みを増大させ、それによって給水への硝酸塩肥料の流出をさらに低減し、農業従事者の水および肥料利用効率を増大させる。水利用効率は、干ばつおよび気候変動の影響に起因して懸念が高まっている。本発明の肥料は、土壌中の有機物の蓄積によって保水を増大させ、土壌耕作状態（凝集した土壌粒子の形成および安定性、水分含量、通気の程度、水浸潤の速度、ならびに排水を含む）を改善することもできる。さらに、本発明の栄養豊富な加水分解物は、より低いコストでより良好な収量を生じさせ、作物の品質を改善し、害虫および病気に対する耐性を促進する。
一態様では、栄養豊富な組成物を生成する方法は、生鮮食品廃棄物を粉砕すること、一定にかき混ぜて酵素の組合せとともに粉砕された生鮮食品廃棄物スラリーを加熱およびインキュベートすること、ならびにインキュベートされた混合物を低温殺菌することを含み、生鮮食品廃棄物を栄養豊富な組成物に変換する。インキュベーション中に、酵素の組合せは、生鮮食品廃棄物中のタンパク質、炭水化物（糖、デンプン、および／またはセルロース物質など）、ならびに油脂を消化して、一態様では、例えば、アミノ酸、単糖、脂肪酸、およびミネラルを含む栄養分に富んだ液体加水分解物を生成することによって、新鮮な有機性廃棄物から栄養成分を放出する。超高せん断グラインダーを使用する乳化／均質化ステップも、肥料および土壌改良剤として有用な安定に乳化された加水分解物を生成するのに使用することができる。
一部の態様では、生鮮食品廃棄物から栄養豊富な組成物を生成するための方法であって、
（ａ）高度に効率的で有効な収集システムを使用して生鮮食品廃棄物を用意するステップと；
（ｂ）生鮮食品廃棄物を粉砕して生鮮食品廃棄物粒子スラリーを生成するステップと；
（ｃ）タンパク質を消化するための少なくとも１種の酵素、脂肪および脂質を消化するための少なくとも１種の酵素、セルロース物質を消化するための少なくとも１種の酵素、ならびに他の炭水化物を消化するための少なくとも１種の酵素を含む酵素の組合せを生鮮食品廃棄物粒子スラリーに添加し、酵素の温度性能曲線（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｃｕｒｖｅ）に一致させるために約１００°Ｆから１３０°Ｆの間の範囲の２つまたはそれ超の温度で混合物をインキュベートすることによって、一定のかき混ぜ下で生鮮食品廃棄物粒子スラリーをインキュベートするステップであって、インライングラインダーが、インキュベートするステップの少なくとも一部の間にせん断を創り出すために使用され、それによってインキュベートされた生鮮食品廃棄物粒子を含む加水分解物が生成される、ステップと；
（ｄ）加水分解物を低温殺菌して病原体を排除するステップと；
（ｅ）加水分解物を液体加水分解物およびインキュベートされた生鮮食品粒子に分離するステップと；
（ｆ）加水分解物を安定化および維持するステップと；
（ｇ）超高せん断ミキサーを使用して安定化された加水分解物を乳化して、乳化された加水分解物を生成するステップと；
（ｈ）循環ポンプを用いて大きい貯蔵タンク内で乳化された加水分解物をブレンドして、最終生成物の一貫性を保証するステップと
を含む、方法。
一態様では、生鮮食品廃棄物は、例えば、生鮮食品廃棄物プロバイダー、例えば、スーパーマーケット、食品加工施設、生鮮食品販売者、農場からの新鮮な緑の廃棄物、または生鮮食品廃棄物の他の実行可能な源の１つまたは複数から収集される生鮮食品廃棄物を得ることによって提供される。一部の態様では、生鮮食品廃棄物を用意することは、例えば、スーパーマーケット、食品加工施設、生鮮食品販売者、農場からの新鮮な緑の廃棄物、または生鮮食品廃棄物の他の実行可能な源から生鮮食品廃棄物を収集することを含む。一部の態様では、生鮮食品廃棄物は、スーパーマーケットによって販売のために供給された食品からスーパーマーケットスタッフメンバーによって間引かれる農産物、肉、魚、惣菜、およびパンの有機物を収集することによって提供される。生鮮食品廃棄物は、本明細書に記載の技術を利用して加工施設に頻繁に輸送するために、店の衛生を改善し、このような食品廃棄物の鮮度を維持するように設計された特別なトートおよびバギーに収集され得る。一部の場合では、生鮮食品廃棄物を収集するのに使用されるトートおよびバギーは、二重壁にされ得る。一態様では、生鮮食品廃棄物は、都市部の許可およびスーパーマーケット流通センターとの共同設置を実現可能にし、遠く離れて位置した埋め立て地への有機性廃棄物の長距離運搬を排除し、一方、肥料および土壌改良剤を生成し、フィードストックを生成するための食品廃棄物の新鮮な品質を維持する高度に効率的で有効な収集システムを使用して生鮮食品廃棄物フィードストックとして提供される。
一態様では、本発明は、食品廃棄物を腐敗性にさせない取り扱いおよびタイミングの様式で食品廃棄物を収集する方法に関する。腐敗食品廃棄物は、典型的には遠位の埋め立て地に運搬され、そこでこれは、温室ガス、有害な臭気、および毒性の流出物を排出する。本発明に記載のビジネス方法では、食品廃棄物は、新鮮に保たれ、その結果、排出物、流出物、厄介な臭いがなく、廃棄物が本質的にない。本方法に記載の加工は、市街地中の倉庫内で行われる。本方法において役割が果たされるスーパーマーケット会社は、典型的には、市街地中の倉庫内で、中央に位置した流通センターからそれらのスーパーマーケットへの食糧供給を分配する。それらのトラックは、典型的には、流通センターに空で戻る。本方法では、スーパーマーケットは、食品廃棄物を収集するのに、特別に作製された、二重壁の、断熱および密閉されたトートおよびバギーを使用し、次いでこれは、頻繁に流通センターに戻される。その環境的な利点に起因して、本方法に記載の加工施設は、スーパーマーケット流通センターに、またはその付近にある倉庫内に位置するためのすべての必要な許可および認可を受け取る資格を取ることができる。そのようにして、スーパーマーケット流通センターから遠く離れて位置した埋め立て地に食品廃棄物を運搬するのではなく、これは、流通センターから本発明に記載の加工施設に単に折り返し輸送され、それによって埋め立て地への運搬を排除する。運搬の排除は、本明細書に記載するように、お金を節約し、温室ガス排出を低減し、肥料および土壌改良剤およびフィードストックに加工するための生鮮食品廃棄物の品質を維持するのに役立つ。
一態様では、生鮮食品廃棄物の粉砕は、回転ナイフグラインダーを使用して実施され得る。任意選択で、細断作用を有する低ＲＰＭ／高トルクグラインダーも、生鮮食品廃棄物スラリーをさらに粉砕するのに、一態様では使用され得る。
一部の態様では、例えば、崩壊ヘッド（disintegrating head）を有する高せん断ミキサーを含み得るせん断作用を有する高せん断グラインダーが、インキュベートおよび低温殺菌ステップのすべてまたは一部の間にインキュベート生鮮食品廃棄物粒子スラリーを粉砕するのに使用され得る。
別の態様では、酵素の少なくとも１つの組合せは、少なくとも１種のプロテアーゼ、少なくとも１種のセルラーゼ、少なくとも１種のペクチナーゼ、少なくとも１種のリパーゼ、およびα−アミラーゼを含む。一部の態様では、酵素の組合せは、少なくとも１種のプロテアーゼ、少なくとも１種のセルラーゼ、少なくとも１種のペクチナーゼ、少なくとも１種のリパーゼ、およびα−アミラーゼを含む。酵素の少なくとも１つの組合せは、個々の酵素または酵素組合せとして様々な回数でスラリーに添加され、選択された温度でインキュベートされ得る。一態様では、酵素の組合せは、酵素の組合せ中の酵素のうちの少なくとも２種を含む第１の酵素組合せで生鮮食品廃棄物スラリーに添加され、第１の温度でインキュベートされ、その後、残りの酵素のすべてまたは一部を含む第２の酵素組合せが添加され、第２の温度でインキュベートされる。酵素の組合せからの任意の残りの酵素を、第３またはそれ超の酵素組合せで添加し、酵素組合せ中の酵素の活性に適した、またはそのために最適化された温度でインキュベートしてもよい。
例えば、一態様では、酵素の少なくとも１つの組合せの第１の酵素組合せは、約１００°Ｆから１３０°Ｆの間の第１の温度での第１のインキュベーションステップ中に添加されて、インキュベート混合物を形成する。この態様では、第１の温度での第１の酵素組合せを用いたインキュベーションは、約３０分〜約１．５時間、好ましくは３０分〜１時間にわたって実施され得る。第１の酵素組合せは、本発明の一部の態様では、少なくとも１種のセルラーゼおよび少なくとも１種のリパーゼを含み得る。好ましくは、第１の酵素組合せは、エンドセルラーゼ、エキソセルラーゼ（または別のセルラーゼ配合物）、およびリパーゼを含む。第１の温度は、一部の実施形態では、好ましくは、約１００°Ｆ〜約１３０°Ｆであり得る。一部の実施形態では、インキュベート混合物は、第１の温度で約３０分間インキュベートされる。一部の実施形態では、７．０を超えるｐＨを有する有機または無機化学物質が、混合物のｐＨを増大させ、第１の酵素組合せの有効性を増大させるためにインキュベート混合物に添加される場合がある。
一態様では、酵素の少なくとも第２の組合せがインキュベート混合物に添加される場合があり、第２のインキュベーションステップが約１００°Ｆ〜１３０°Ｆの間の第２の温度で実施され得る。第２のインキュベーションの時間は、一部の態様では、約１．５〜約３時間、またはそれ超の間、好ましくは約１．５時間〜２時間の間であり得る。一部の態様では、第２の酵素組合せは、少なくとも１種のペクチナーゼ、少なくとも１種のプロテアーゼ、およびα−アミラーゼを含み得る。一部の態様では、１種のプロテアーゼを、第３の酵素組合せで１種のペクチナーゼおよびα−アミラーゼの後に添加してもよい。
酵素組合せを用いたインキュベーションの温度およびｐＨは、酵素組合せ中の酵素の活性を最適化し、またはそれに適しているように選択することができる。例えば、一部の態様では、第１の温度およびｐＨは、第１の酵素組合せ中の酵素の活性を最適化し、またはそれに適しているように選択され得、一方、第２の温度およびｐＨは、第２の酵素組合せ中の酵素の活性を最適化し、またはそれに適しているように選択され得る。他の態様では、酵素組合せのタイミングは、互いに対する酵素の影響を最小限にするように選択され得る。
インキュベートした後、インキュベートされた加水分解物は、加水分解物をさらに低温殺菌するために、約３０分〜約２時間にわたって約１６０〜１７０°Ｆの間に加熱される。インキュベーションおよび一定かき混ぜステップは、非検出可能レベルまで病原体濃度を低減する可能性が高いが、低温殺菌プロセスにおいて一般に使用される温度範囲および継続時間での低温殺菌ステップは、現在の病原体検出技術の下で検出不可能であるレベルまで病原体混入のリスクをさらに低減する。一部の実施形態では、低温殺菌は、約３０分〜約１時間にわたって実施される。一部の実施形態では、低温殺菌ステップは、低温殺菌プロセスにおいて一般に使用される温度および継続時間の様々な組合せで実施され得る。これらの態様では、低温殺菌は、例えば、１５分〜１２時間の間の１５分間隔（例えば、１５分、３０分、４５分など）で任意の長さの時間にわたって約１５分〜約１２時間実施してもよい。一部の態様では、温度は、約１２０、１２５、１３０、１３５、１４０、１４５、１５０、１５５、１６０、１６５、１７０、１７５、もしくは１８０°Ｆ、またはそれ超、あるいはこれらの温度の任意の２つの間に入る任意の温度であり得る。
一部の態様では、本発明のプロセスは、生鮮食品廃棄物または環境中の病原体を不活化する。したがって、本発明の方法は、農産物、他の作物、果実、木の実、花、および芝生を生産するための肥料として、またはフィードストックとして安全に使用することができる組成物を生成する間に生鮮食品廃棄物中に存在する病原体を排除することにおいて有用である。
一部の態様では、生鮮食品廃棄物を粉砕するのに使用されるグラインダーは、回転ナイフグラインダーであり、これは、１インチの約１／２の平均サイズを有する粒状生鮮食品廃棄物での粒子を生成する。任意選択で、次いで生鮮食品廃棄物粒子スラリーは、生鮮食品廃棄物スラリーが１インチの約１／２またはそれ未満の平均粒径を有することをさらに保証するために、細断作用を有するインライン低ＲＰＭ／高トルクグラインダーにポンプ搬送される。任意選択の低ＲＰＭ／高トルクグラインダーは、スループットが低レベルであっても任意のシステムの任意のプロセスで使用され得るが、ハイスループット加工システム、例えば、１日当たり５０トン超、例えば、９０トン／日超、あるいは最大で１日当たり９５もしくは１００トン、またはそれ超を加工することができるシステムで使用するのに特に適している。次いで、第１のグラインダー、または第１のグラインダーおよび任意選択の第２のグラインダーによって生成された生鮮食品廃棄物スラリーは、温度制御されたインキュベーション容器内にポンプ搬送され、そこでこれは、所望の温度での酵素組合せ（複数可）との一定の混合およびインキュベーションを受ける。
さらに、インキュベーション容器は、インキュベーションおよび低温殺菌のすべてまたは一部の間に使用される、せん断作用を有するインライングラインダーに接続された再循環ラインを含有し得る。これは、細断作用を有する任意選択のインライングラインダーが生鮮食品粒子スラリーをさらに粉砕するのに使用される場合、本発明の態様において第３のグラインダーであり得るが、これは、任意選択のグラインダーが使用されない場合、本発明の態様において第２のグラインダーである。一部の態様では、酵素組合せとのインキュベーションのすべてまたは一部の間に使用されるインライングラインダーは、高せん断ミキサーを含む。一部の態様では、インライングラインダーは、崩壊ヘッドを有する高せん断ミキサーを含む。一部の態様では、高せん断インライングラインダーは、インキュベーションが始まり、低温殺菌ステップを継続した後の約３０分〜約１時間から始まって使用される。一部の態様では、開始および実行時間を変更し、依然として同じ粒径低減目的を実現し得る。得られる加水分解物の粒子は、１インチの１／１６および約１／３２未満であり得る。
一部の態様では、１つまたは複数のメッシュスクリーンに通した低温殺菌された加水分解物のスクリーニングまたは濾過が、メッシュを通過しない粒子から加水分解物を分離するのに使用される場合がある。一部の実施形態では、次いでインキュベートによって生成された加水分解物は、５９０μｍの開口部を有する３０メッシュスクリーンを使用して分離される。一部の実施形態では、３０メッシュスクリーンは、振動スクリーンである。これは、大きすぎてメッシュを通過することができない粒子、例えば、５９０μｍより大きい平均直径を有する粒子から加水分解物を分離する。次いで第１のスクリーンを通過する加水分解物は、７４μｍの開口部サイズを有する２００メッシュスクリーンに通す濾過によってさらに分離される場合がある。一部の態様では、２００メッシュスクリーンに通すスクリーニングによって加水分解物から取り出されるインキュベートされた生鮮食品粒子は、７４μｍ超の直径を有する。一部の態様では、スクリーンは、振動スクリーンであり得る。一部の実施形態では、１８〜６０メッシュを有するメッシュスクリーン、例えば、１０００ミクロン開口部を有する１８メッシュスクリーン、８４１ミクロン開口部を有する２０メッシュスクリーン、７０７ミクロン開口部を有する２５メッシュスクリーン、５９０〜５９５ミクロン開口部を有する３０メッシュスクリーン、５００ミクロン開口部を有する３５メッシュスクリーン、４００ミクロン開口部を有する４０メッシュスクリーン、３５４ミクロン開口部を有する４５メッシュスクリーン、２９７ミクロン開口部を有する５０メッシュスクリーン、もしくは２５０ミクロン開口部を有する６０メッシュスクリーン、または他の市販の粗いスクリーニング技術が、第１のスクリーニングステップにおいて使用され得る。このスクリーンの目的は、液体の低温殺菌された加水分解物から、フィードストックを生成するのに使用することができる低温殺菌された固体を分離することであり、様々な公知のスクリーニング技法（「粗いスクリーン」）によって達成することができる。一部の実施形態では、３５〜４００メッシュを有するメッシュスクリーン、例えば、５００ミクロン開口部を有する３５メッシュスクリーン、４００ミクロン開口部を有する４０メッシュスクリーン、３５４ミクロン開口部を有する４５メッシュスクリーン、２９７ミクロン開口部を有する５０メッシュスクリーン、もしくは２５０ミクロン開口部を有する６０メッシュスクリーン、２１０ミクロン開口部を有する７０メッシュスクリーン、１７７ミクロン開口部を有する８０メッシュスクリーン、１４９ミクロン開口部を有する１００メッシュスクリーン、１２５ミクロン開口部を有する１２０メッシュスクリーン、１０５ミクロン開口部を有する１４０メッシュスクリーン、８８ミクロン開口部を有する１７０メッシュスクリーン、７４ミクロン開口部を有する２００メッシュスクリーン、６３ミクロン開口部を有する２３０メッシュスクリーン、５３ミクロン開口部を有する２７０メッシュスクリーン、４４ミクロン開口部を有する３２５メッシュスクリーン、もしくは３７ミクロン開口部を有する４００メッシュスクリーン、または他の市販の微細スクリーニング技術が、第２のスクリーニングステップにおいて使用され得る。このスクリーンの目的は、ｉ）粒子表面積を増大させ、それによって加水分解物を生成するのに使用される酵素の有効性を増大させること、ｉｉ）低温殺菌された加水分解物の農業従事者のドリップライン、または他の同様の装置を容易に通過する能力を保証すること、およびｉｉｉ）その結果、低温殺菌された加水分解物が、それが根のゾーンに送達された後、土壌生物による代謝にとって容易に利用可能であることである。この目的は、様々な公知のスクリーニング技法（「微細スクリーン」）によって達成することができる。約７４μｍから約５９０μｍの間の直径を有する微細スクリーンによって分離された固形粒子は、次のバッチで消化されるフィードストックとしてリサイクルされ得る。この材料は、蓄積することなく次のバッチで消化する。
約５９０μｍ超の平均直径を有する粗いスクリーンによって濾別されるインキュベートされた生鮮食品廃棄物粒子は、肉食性もしくは雑食性哺乳動物、例えば、ブタ、ニワトリ、またはペットなどのためのフィードストックとして、かつ／または食品サプリメントもしくは栄養分の他の源として使用するのに適している場合がある。インキュベートされた生鮮食品廃棄物組成物は、容易に消化可能であり、食品の家畜体重への高い変換率および／または高いペット栄養価を有する。微細スクリーンによって濾別される粒子は、追加の加工のための次のバッチに添加することができる。
例えば、通常トウモロコシ＆ダイズミールの食餌を給餌されたブタおよび／またはニワトリにインキュベートされた生鮮食品廃棄物粒子組成物を給餌すると、食品利用効率の増大（すなわち、食品の動物体重への変換率の増大）とともに体重を増やす動物がもたらされたと判定された。このような動物はまた、その体重増加を実現するのに、ステロイドサプリメントなどの体重増加サプリメントの必要がより少なかった。さらに、動物は、容易に消化可能な組成物を給餌した場合、より少ない厩肥をもたらした。したがって、本発明の方法によって加工される生鮮食品廃棄物のおよそ１００％を、効率的に利用することができる。
第１のグラインダー、およびせん断作用を有するインライングラインダーが使用される場合、インキュベートおよび低温殺菌ステップは、投入されるインキュベート生鮮食品廃棄物の重量に対して約８５重量％〜約９５重量％または約９０重量％〜約９５重量％である分離後の液体加水分解物を生じさせる。一部の態様では、分離される加水分解物は、投入されるインキュベート生鮮食品廃棄物の重量に対して約８５重量％、約８６重量％、約８７重量％、約８８重量％、約８９重量％、約９０重量％、約９１重量％、もしくは約９２重量％超、または任意の２つの列挙された百分率の間の任意の範囲となる。一部の態様では、分離される加水分解物は、好ましくは、投入されるインキュベート生鮮食品廃棄物の重量に対して約９０重量％超となる。
分離される液体加水分解物は、本明細書に示される理由のために、約７４μｍ未満の平均直径を有する小さいインキュベートされた生鮮食品廃棄物粒子を含有し得る。一部の実施形態では、ステップ（ｄ）の微細スクリーン分離により、投入されるインキュベート生鮮食品廃棄物の重量に対して約９０重量％〜約９５重量％である液体加水分解物が生じる。
次いで、分離された液体の低温殺菌された加水分解物は、超高せん断グラインダーを使用して乳化／均質化される。超高せん断グラインダーは、最大せん断および低流量について設計され得る。一部の実施形態では、超高せん断グラインダーは、例えば、ケチャップを艶出しする（polishing catchup）のに適したグラインダーであり得る。一部の態様では、超高せん断グラインダーは、例えば、最大せん断および低流量を用いる超高せん断多段ミキサーであり得る。一態様では、超高せん断ミキサーを使用して生成される乳化された加水分解物は、約７０、６５、６０、５５、５０、４５、４０、３５、３０、２９、２８、２７、２６、もしくは約２５μｍ未満、またはそれ未満、あるいは２４、２３、２２、２１、２０、１９、１８、１７、１６、１５、１４、１３、１２、１１、もしくは１０μｍ、またはそれ未満、あるいは任意の２つの列挙したサイズの間の任意の範囲、好ましくは約２６μｍまたはそれ未満の平均粒径、あるいは機械的に創出される、または乳化剤を使用して創出される任意のエマルジョンを有する。粒子のサイズは、例えば、レーザー回折を用いて測定され得る。
一態様では、プロセスは、生鮮食品廃棄物を酵素混合物とともにインキュベートした後に安定化ステップを含む。一部の態様では、安定化ステップは、例えば、一部の態様では、認可された有機加水分解物の生成で使用することを許容された有機酸および／または有機保存剤であり得る酸および／または保存剤を使用することによる維持ステップも含むことができる。一部の態様では、本発明のプロセスの安定化ステップは、液体加水分解物に、塩酸、硫酸、リン酸、酢酸、ステアリン酸、プロピオン酸、酒石酸、マレイン酸、安息香酸、コハク酸、乳酸、またはクエン酸からなる酸源、好ましくはリン酸を添加し、混合することを含む。乳酸、酢酸、クエン酸、または他の認可された有機酸も、認可された有機肥料を作製するのに好ましくは使用され得る。例えば、リン酸または乳酸を、組成物のｐＨを下げて組成物を貯蔵および輸送している間の微生物および／または病原体活性を阻害するために添加してもよく、それは、微生物または病原体によるさらなる消化および／または分解から栄養分を保護する。リン酸は、リン酸三カルシウムであり得る。一部の態様では、安定化された液体加水分解物のｐＨは、約３．５未満である。一部の態様では、安定化された液体加水分解物のｐＨは、約２．５〜約３．５、好ましくは約３．０である。安定化された生成物は、一晩隔離される場合があり、それと同時に、内容物が病原体の排除を保証するために検査される。安定化ステップの目的は、少なくとも２年間常温保存可能である最終生成物を生成することであり、それは、様々な安定化ステップのいずれかによって達成することができる。
一態様では、低温殺菌ステップは、生鮮食品廃棄物または加工工場中に存在する任意の細菌または他の病原体を不活化するが、安定化は、低温殺菌ステップ後の環境源に由来する病原体の増殖を防止する。安定化がない場合、微生物および病原体が、加水分解物を滅菌した後でさえ、液体加水分解物を汚染し、劣化させ得る。安定化された生成物は、土壌ｐＨと同様のｐＨに土壌中で容易に緩衝され、それは、通常の状況下で、液体の低温殺菌された加水分解物を生物学的に活性な状態にさせ、それは、生成物の所望の作用機序である。
保存剤、例えば、ソルビン酸カリウム、トコフェロール、Ｄ−αトコフェロール酢酸エステル、または任意の他の適当な食品添加物保存剤なども、安定化ステップ中に保存剤として任意選択で添加され得る。有機肥料については、トコフェロール、Ｄ−αトコフェロール酢酸エステル、ナタマイシン、または有機的使用に認可された任意の他の食品保存剤が保存剤として添加され得る。ソルビン酸カリウムは、例えば、約０．１〜約１．０％、好ましくは０．２５％で添加される場合がある。トコフェロールまたはＤ−αトコフェロール酢酸エステルは、一部の実施形態では、１０〜１５０ｍｇ／ｋｇのレベルで添加される場合がある。ナタマイシンは、一部の実施形態では、例えば、０．１〜１００ｍｇ／ｍＬのレベルで添加される場合がある。別の態様では、他の保存剤（上記に列挙した保存剤と一緒に、「保存剤」）および／または認可された有機生成物中に使用するために承認された保存剤（「有機保存剤」）を添加してもよい。別の態様では、本発明は、粉砕、せん断、均質化、および酵素消化によって放出される栄養分、ならびに酸安定剤を含む生鮮食品廃棄物から作製される栄養豊富な乳化された加水分解物であって、約２６μｍ未満の平均粒径、および約２．５から約３．５の間、好ましくは約３．０のｐＨを有する、乳化された加水分解物に関する。
本明細書に記載するように、一部の態様では、本発明は、生鮮食品廃棄物から栄養豊富なフィードストックまたは栄養サプリメントを生成するための方法であって、
（ａ）都市部の許可およびスーパーマーケット流通センター（または生鮮食品廃棄物の他の主要な源）との共同設置を実現可能にし、遠く離れて位置した埋め立て地への有機性廃棄物の長距離運搬を排除し、一方、肥料および土壌改良剤を生成し、フィードストックを生成するための食品廃棄物の新鮮な品質を維持する高度に効率的で有効な収集システムを使用して生鮮食品廃棄物フィードストックを提供するステップと；
（ｂ）任意選択で低ＲＰＭ／高トルクグラインダーを使用して生鮮食品を粉砕して生鮮食品廃棄物粒子スラリーを生成するステップと；
（ｃ）タンパク質を消化するための少なくとも１種の酵素、脂肪および脂質を消化するための少なくとも１種の酵素、セルロース物質を消化するための少なくとも１種の酵素、ならびに他の炭水化物を消化するための少なくとも１種の酵素を含む酵素の組合せを生鮮食品廃棄物粒子スラリーに添加し、酵素の温度性能曲線に一致させるために約１００°Ｆから１３０°Ｆの間の範囲の２つまたはそれ超の温度で混合物をインキュベートすることによって、一定のかき混ぜ下で生鮮食品廃棄物粒子スラリーをインキュベートするステップであって、高せん断ミキサーを含むインライングラインダーが、インキュベートするステップの少なくとも一部の間にせん断を創り出すために使用され、それによってインキュベートされた生鮮食品廃棄物粒子を含む加水分解物が生成される、ステップと；
（ｄ）加水分解物を低温殺菌して病原体を死滅させるステップと；
（ｅ）粗いスクリーンおよび微細スクリーンを使用して加水分解物を液体加水分解物およびインキュベートされた生鮮食品粒子に分離するステップと；
（ｆ）加水分解物を安定化し、任意選択で維持するステップと；
（ｇ）安定化された加水分解物を乳化するステップと；
（ｈ）循環ポンプを用いて大きい貯蔵タンク内で乳化された加水分解物をブレンドして、最終生成物の一貫性を保証するステップと
を含む、方法に関する。
一部の態様では、ブレンドされた生成物は、品質保証をもたらすために時々病原体について検査され得る。
一態様では、生鮮食品廃棄物は、例えば、生鮮食品廃棄物プロバイダー、例えば、スーパーマーケット、食品加工施設、生鮮食品販売者、農場からの新鮮な緑の廃棄物、または生鮮食品廃棄物の他の実行可能な源の１つまたは複数から収集される生鮮食品廃棄物を得ることによって提供される。一部の態様では、生鮮食品廃棄物を用意することは、例えば、スーパーマーケット、食品加工施設、生鮮食品販売者、農場からの新鮮な緑の廃棄物、または生鮮食品廃棄物の他の実行可能な源から生鮮食品廃棄物を収集することを含む。一部の態様では、生鮮食品廃棄物は、スーパーマーケットによって販売のために供給された食品からスーパーマーケットスタッフメンバーによって間引かれる農産物、肉、魚、惣菜、およびパンの有機物を収集することによって提供される。生鮮食品廃棄物は、本明細書に記載の技術を利用して加工施設に頻繁に輸送するために、店の衛生を改善し、このような食品廃棄物の鮮度を維持するように設計された特別なトートおよびバギーに収集され得る。一部の態様では、トートおよびバギーは、断熱されている場合がある。一部の態様では、頻繁な輸送は、１日毎、２日毎、もしくは３日毎、または１日当たり複数回であり得る。
一態様では、本発明は、食品廃棄物を腐敗性にさせない取り扱いおよびタイミングの様式で食品廃棄物を収集する方法に関する。腐敗食品廃棄物は、典型的には遠位の埋め立て地に運搬され、そこでこれは、温室ガス、有害な臭気、および毒性の流出物を排出する。本発明に記載のビジネス方法では、食品廃棄物は、新鮮に保持され、その結果、排出物、流出物、厄介な臭いがなく、廃棄物が本質的にない。本方法で記載される加工は、市街地中の倉庫内で行われる。本方法において役割が果たされるスーパーマーケット会社は、典型的には、市街地中の倉庫内で、中央に位置した流通センターからそれらのスーパーマーケットへの食糧供給を分配する。彼らのトラックは、典型的には、流通センターに空で戻る。本方法では、スーパーマーケットは、食品廃棄物を収集するのに、特別に作製された、断熱および密閉されたトートおよびバギーを使用し、次いでこれは、頻繁に流通センターに戻される。別の態様では、トートおよびバギーは、二重壁にされている。その環境的な利点に起因して、本方法に記載の加工施設は、スーパーマーケット流通センターに、またはその付近にある倉庫内に位置するためのすべての必要な政府および規制上の許可および認可を受け取る資格を取ることができる。そのようにして、スーパーマーケット流通センターから遠く離れて位置した埋め立て地に食品廃棄物を運搬するのではなく、これは、流通センターから本発明に記載の加工施設に単に折り返し輸送され、それによって埋め立て地への運搬を排除する。運搬の排除は、本明細書に記載するように、お金を節約し、温室ガス排出を低減し、肥料および土壌改良剤およびフィードストックに加工するための生鮮食品廃棄物の品質を維持するのに役立つ。
一部の態様では、ステップ（ｅ）で生成される生鮮食品粒子は、動物のフィードストックとして、または栄養サプリメントとして使用され得る。
一部の態様では、安定化された加水分解物は、乳化された加水分解物を生成するための超高せん断ミキサーを使用して、かつ／または乳化剤の添加によって乳化される。
一態様では、本発明の栄養豊富な組成物は、肥料および土壌改良剤として使用するのに適している。肥料および土壌改良剤として使用される場合、高栄養組成物は、植物に直接栄養分を供給するだけでなく（アミノ酸を含む）、土壌生物に栄養分を供給することによって土壌中の有機物も増大させる。本発明の栄養豊富な組成物から栄養分を得るこれらの土壌生物は、増殖し、窒素固定によって、または植物のための追加の有機栄養分を供給し、さもなければ土壌品質を改善することによって植物の成長を促進する。例えば、アミノ酸、脂肪酸、糖、およびミネラルを含む液体加水分解物は、植物に直接利用可能な栄養分を作るだけでなく、例えば、窒素固定生物（例えば、細菌および古細菌）ならびに好気性細菌および真菌ならびに一連の無脊椎動物を含めたミミズおよび微生物を含む土壌生物を支えることによって土壌も改善する。
本発明の加水分解物から栄養分を得ている土壌生物が死ぬ場合、これらは、腐食し、ひいては土壌生物および植物のためにさらなる有機栄養分を供給し、持続的な時間にわたって植物のための追加の有機物および栄養分を供給し、土壌有機物を増大させる。土壌中の有機物の増大は、植物の根の成長、開花、および着果を刺激し、作物の収量を増大させる。一態様では、本発明の組成物は、土壌有機物を２倍超、またはそれ超にし得る。別の態様では、本発明の組成物は、最大で１４０％もしくは１５０％またはそれ超土壌有機物を増大させることができ、好ましくは、土壌有機物の初期レベルに応じて約４０％から約１５０％の間で土壌有機物を増大させる。
生鮮食品廃棄物から生成される栄養豊富な加水分解物は、最大で３カ月を要し、有機栄養分の分解をもたらし、ＣＯ２、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ５ＯＨ、ならびに腐ることおよび発酵することの他の関連した流出副産物への変換によって炭素含有量を低減する標準的な堆肥化プロセスを使用して得られる堆肥混合物より多くの栄養分を含有する。本明細書に記載の方法は、好気性条件下で実施され、腐敗はわずかである。一部の態様では、本明細書に記載の方法は、例えば、約３時間未満〜約１２時間、またはそれ超、例えば、約３〜約４時間、好ましくは約３時間で実施される。
別の態様では、肥料として本発明の栄養豊富な組成物を適用すると、慣例的な硝酸塩肥料、例えば、硝酸尿素、硝酸アンモニウム、硝酸アンモニウムカルシウム、または他の硝酸塩肥料などの使用の排除または低減が可能になり、一方、作物の収量も改善される。本発明の栄養豊富な組成物は、発芽後のより速い初期成長を促進し、根の成長を増大させ、群落成長を増大させ、畑および／もしくは温室の作物の収量を増大させ、かつ／または例えば、糖および／もしくは他の香味成分のレベルを増大させることによって農産物の品質もしくは香味を増大させ得る。さらに、本発明の肥料が硝酸塩肥料と組み合わせて使用される場合、例えば、より広範な根系を形成するためのより活発な根の成長を含めて、植物の成長が改善される。これは、処理された植物のより広範な根系によって硝酸塩肥料のより高い百分率の取込みをもたらし、それによって適用される硝酸塩肥料の量の低減以外に硝酸塩の流出の量をさらに減少させ、水および硝酸塩の利用効率を増大させる。
一態様では、本発明の肥料は、灌漑ドリップラインを使用して適用され得る。一部の態様では、本発明の原料の乳化された加水分解物肥料は、使用する前に希釈される。例えば、乳化された加水分解物は、使用する前に、１／５、１／６、１／７、１／８、１／９、１／１０に、あるいは一部の用途では、わずか５％、４％、３％、２％、もしくは１％、またはそれ未満に水で希釈される場合がある。好ましくは、乳化された加水分解物は、使用する前に、１／１０、または１％という低さもしくはそれ未満に希釈される。一部の態様では、ドリップラインを詰まらせることなくドリップ灌漑を用いて使用するための本発明の加水分解物の適性は、加水分解物中の水および油溶性粒子の粉砕および乳化から生じる。後に水をドリップラインに流すことも、本発明の加水分解物を適用した後のドリップライン中の微生物増殖を回避するために望ましい場合がある。
別の態様では、本発明は、農産物の収量を増大させる方法であって、ドリップライン灌漑によって、生鮮食品廃棄物から作製された栄養豊富な乳化された加水分解物を含む組成物を適用することを含み、栄養豊富な乳化された加水分解物は、粉砕、せん断、均質化、および酵素消化によって放出される栄養分、ならびに酸安定剤を含み、乳化された加水分解物は、約３０μｍ未満の平均粒径、および約２．５から３．５の間のｐＨを有し、農産物の収量は、硝酸塩肥料単独での処理と比較して一部の作物において少なくとも１０％、他の作物において４０％超増大する、方法に関する。一部の態様では、（希釈された）乳化された加水分解物は、同じもしくは異なるスケジュールで別個に適用して、または混合物中に加水分解物および硝酸塩肥料を組み合わせることによって、硝酸塩肥料と組み合わせて適用される。例えば、乳化された加水分解物は、硝酸塩肥料と組み合わせた９０：１０、８５：１５、８０：２０、７５：２５、７０：３０、６５：３５、６０：４０、５５：４５、もしくは５０：５０の混合物（ｖ／ｖ）で、またはその比で適用され得る。
一部の態様では、本発明の肥料を適用すると、硝酸塩肥料の量が減少される場合でも、本明細書に記載するように作物の収量が増大する。好ましくは、本発明の肥料を使用すると、成長期にわたって少なくとも１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、または少なくとも１０％、作物の収量が増大する。
本発明の特定の態様では、例えば以下の項目が提供される。
（項目１）
生鮮食品廃棄物から栄養豊富な組成物を生成するための方法であって、
（ａ）高度に効率的で有効な収集システムを使用して生鮮食品廃棄物を用意するステップと；
（ｂ）第１のグラインダーおよび任意選択で第２のグラインダーを使用して前記生鮮食品廃棄物を粉砕して生鮮食品廃棄物粒子スラリーを生成するステップと；
（ｃ）タンパク質を消化するための少なくとも１種の酵素、脂肪および脂質を消化するための少なくとも１種の酵素、セルロース物質を消化するための少なくとも１種の酵素、ならびに他の炭水化物を消化するための少なくとも１種の酵素を含む酵素の組合せを前記生鮮食品廃棄物粒子スラリーに添加し、前記酵素の温度性能曲線に一致させるために約１００°Ｆから１３０°Ｆの間の範囲の２つまたはそれ超の温度でその混合物をインキュベートすることによって、一定のかき混ぜ下で前記生鮮食品廃棄物粒子スラリーをインキュベートするステップであって、第３のグラインダーが、前記インキュベートするステップの少なくとも一部の間にせん断を創り出すために使用され、それによってインキュベートされた生鮮食品廃棄物粒子を含む加水分解物が生成される、ステップと；
（ｄ）前記加水分解物を低温殺菌して病原体を死滅させるステップと；
（ｅ）粗いスクリーンおよび微細スクリーンを使用して前記加水分解物を液体加水分解物およびインキュベートされた生鮮食品粒子に分離するステップと
を含む、方法。
（項目２）
前記酵素の組合せが、少なくとも１種のプロテアーゼ、少なくとも１種のセルラーゼ、少なくとも１種のペクチナーゼ、少なくとも１種のリパーゼ、およびα−アミラーゼを含む、項目１に記載の方法。
（項目３）
ステップ（ｄ）が、少なくとも１種のセルラーゼおよび少なくとも１種のリパーゼを含む第１の酵素組合せを粒状生鮮食品廃棄物に添加して、インキュベート混合物を形成し、約１００°Ｆから１３０°Ｆの間の第１の温度に温度を上昇させることをさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目４）
ステップ（ｄ）が、少なくとも１種のペクチナーゼ、少なくとも１種のプロテアーゼ、およびα−アミラーゼを含む第２の酵素組合せを前記インキュベート混合物に、インキュベート粒状生鮮食品廃棄物に添加し、約１１０°Ｆ〜１３０°Ｆの第２の温度に前記温度を上昇させて加水分解物を形成することをさらに含む、項目３に記載の方法。
（項目５）
前記第１の酵素組合せが、エンドセルラーゼ、エキソセルラーゼ、およびリパーゼを含み、前記第１の温度が、約１００°Ｆから１３０°Ｆの間であり、前記インキュベート混合物が、前記第１の温度で少なくとも約３０分〜約１．５時間保持される、項目４に記載の方法。
（項目６）
前記第１の温度でインキュベートすることが、約３０分である、項目５に記載の方法。
（項目７）
前記第２の温度が、約１００°Ｆから１３０°Ｆの間であり、少なくとも約１．５〜３時間保持される、項目５に記載の方法。
（項目８）
前記第２の温度でインキュベートすることが、約１．５時間である、項目５に記載の方法。
（項目９）
前記第３のグラインダーが、高せん断ミキサーを含むインライングラインダーである、項目１に記載の方法。
（項目１０）
ステップ（ｅ）が、投入されるインキュベート生鮮食品廃棄物の重量に対して約８５重量％超である液体加水分解物を生成する、項目１に記載の方法。
（項目１１）
ステップ（ｅ）の前記分離が、前記投入されるインキュベート生鮮食品廃棄物の重量に対して約８５重量％〜約９５重量％である液体加水分解物を生成する、項目１０に記載の方法。
（項目１２）
ステップ（ｃ）の前記粉砕が、１インチの約１／１６未満の平均サイズを有する粒状生鮮食品廃棄物中の粒子を生成する、項目１に記載の方法。
（項目１３）
前記第１のグラインダーが、回転ナイフグラインダーである、項目１に記載の方法。
（項目１４）
前記第２のグラインダーが、低ＲＰＭ／高トルクグラインダーである、項目１に記載の方法。
（項目１５）
ステップ（ｅ）の前記分離が、前記粗いスクリーンを通過することができないほどサイズが大きいインキュベートされた生鮮食品粒子を生成する、項目１に記載の方法。
（項目１６）
ステップ（ｅ）において生成される前記生鮮食品粒子が、動物フィードストックとして使用される、項目１に記載の方法。
（項目１７）
（ｆ）酸および／もしくは保存剤を使用して、または認可された有機加水分解物の生成に使用することを許容された有機酸および／もしくは有機保存剤を使用して、前記加水分解物を安定化および維持するステップと；
（ｇ）超高せん断ミキサーを使用して前記安定化された加水分解物を乳化して、安定化された、乳化された加水分解物を生成するステップと；
（ｈ）循環ポンプを用いて大きい貯蔵タンク内で前記乳化された加水分解物をブレンドして、最終生成物の一貫性を保証するステップと
をさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目１８）
ステップ（ｇ）で生成される前記乳化された加水分解物が、約３０μｍ未満の平均粒径を有する、項目１７に記載の方法。
（項目１９）
ステップ（ｇ）で生成される前記乳化された加水分解物が、約３０μｍの平均粒径を有する、項目１８に記載の方法。
（項目２０）
ステップ（ｆ）の前記安定化が、前記液体加水分解物に、塩酸、硫酸、リン酸、炭酸、酢酸、ステアリン酸、プロピオン酸、酒石酸、マレイン酸、安息香酸、コハク酸、乳酸、またはクエン酸の１種または複数種からなる酸源、および１種または複数種の保存剤または有機保存剤を添加し、混合することを含む、項目１７に記載の方法。
（項目２１）
前記液体加水分解物のｐＨが、４．０未満である、項目１７に記載の方法。
（項目２２）
前記安定化された液体加水分解物のｐＨが、約２．５〜約３．５である、項目１７に記載の方法。
（項目２３）
前記安定化された液体加水分解物のｐＨが、約３．０である、項目１７に記載の方法。
（項目２４）
病原体が不活化される、項目１に記載の方法。
（項目２５）
項目１７に記載の方法によって作製される乳化された加水分解物。
（項目２６）
粉砕、せん断、均質化、および酵素消化によって放出される栄養分、ならびに酸安定剤を含む、生鮮食品廃棄物から作製される栄養豊富な乳化された加水分解物であって、約３０μｍ未満の平均粒径、および約２．５から３．５の間のｐＨを有する、栄養豊富な乳化された加水分解物。
（項目２７）
複数のバッチの前記加水分解物が、最終生成物の一貫性を保証するために、循環ポンプを用いて大きい貯蔵タンク内でブレンドされている、項目２６に記載の栄養豊富な乳化された加水分解物。
（項目２８）
農産物の収量を増大させる方法であって、ドリップライン灌漑によって、生鮮食品廃棄物から作製された栄養豊富な乳化された加水分解物を含む組成物を適用することを含み、前記栄養豊富な乳化された加水分解物は、粉砕、せん断、均質化、および酵素消化によって放出される栄養分、ならびに酸安定剤を含み、前記乳化され、ブレンドされた加水分解物は、約３０μｍ未満の平均粒径、および約２．５から３．５の間のｐＨを有し、青果物の前記収量は、最大で３０％増大する、方法。
（項目２９）
生鮮食品廃棄物を加工するためのシステムであって、
生鮮食品廃棄物入口ポート、およびインキュベーション容器の第１の入口ポートに結合され、生鮮食品廃棄物粒子を前記インキュベーション容器に送達するための出口ポートを有する回転ブレードグラインダー；
インキュベーションユニット、アジテーター、第２の入口ポート、前記第１および第２の入口ポートにおいて受領される成分を混合するための混合デバイス、ならびに前記インキュベーションユニットに結合され、インライングラインダーを含む再循環ラインを含む、前記インキュベーション容器；
前記インキュベーション容器の出口ポートに結合された入口ポート、粒状物から流体を分離する分離デバイスを含み、流体出口ポートおよび粒状物出口ポートを有する分離ユニット；
前記流体出口ポートに結合された入口ポートを有する安定化／混合容器；
前記安定化／混合容器に結合され、中に均質化グラインダーを含む、乳化ユニット；ならびに
ブレンディング／貯蔵タンクおよびポンプ
を含む、システム。
（項目３０）
前記分離デバイスが、粗いスクリーンおよび微細スクリーンを含む、項目２９に記載のシステム。
（項目３１）
前記粗いスクリーンおよび微細スクリーンが、振動している、項目３０に記載のシステム。
（項目３２）
前記回転ブレードグラインダーと前記インキュベーション容器との間に介在したさらなるグラインダーをさらに含み、前記さらなるグラインダーが、前記回転ナイフグラインダーに結合されたさらなるグラインダー入口ポート、および前記インキュベーター容器入口ポートに結合されたさらなるグラインダー出口ポートを有する、項目２９に記載のシステム。
（項目３３）
前記さらなるグラインダーが、低ＲＰＭ、高トルクグラインダーを含む、項目３２に記載のシステム。
（項目３４）
前記低ＲＰＭ、高トルクグラインダーが、約１２００〜１７００ＲＰＭの速度、および約５０００〜７０００フィートポンドのトルクを含む、項目３３に記載のシステム。
（項目３５）
前記安定化／混合容器が、酸を受領するための少なくとも第２の安定剤ユニット入口ポートを含む、項目２９に記載のシステム。
（項目３６）
前記インライングラインダーが、崩壊ヘッドを有する高せん断ミキサーである、項目２９に記載のシステム。
（項目３７）
前記回転ブレードグラインダーが、スクリーンプレートまたは穴を含むプレートに対して回転するブレードを含む、項目２９に記載のシステム。
（項目３８）
前記混合デバイスが、リボンブレンダーまたはパドルミキサーである、項目２９に記載のシステム。
（項目３９）
土壌有機物を増大させる方法であって、ドリップライン灌漑によって、生鮮食品廃棄物から作製された栄養豊富な乳化された加水分解物を含む組成物を適用することを含み、前記栄養豊富な乳化された加水分解物は、粉砕、せん断、均質化、および酵素消化によって放出される栄養分、および酸安定剤を含み、前記乳化され、ブレンドされた加水分解物は、約２６μｍ未満の平均粒径、および約２．５から３．５の間のｐＨを有し、前記土壌有機物が、成長期にわたって１４０％増大され得る、方法。
（項目４０）
排出物、流出物、固体廃棄物、および厄介な臭いの無視できる量を生じさせ、商業および／または工業ゾーン区域中の倉庫内で行われ、その結果、このような施設は、市街地内で運転することができるためのすべての必要な政府および規制上の許可および認可を得ることができる、項目１および１４に記載の生鮮食品廃棄物を加工する方法。
（項目４１）
項目４０に記載の生鮮食品廃棄物を加工することを可能にするために、生鮮食品廃棄物を、このような材料が腐敗性になる前に収集し、食品廃棄物を埋め立て地に運搬するのに典型的な長距離運搬を排除する効率的で有効な方法。
（項目４２）
食品廃棄物からの温室ガス排出を低減し、農業土壌中にこのような炭素を隔離し、それによって土壌有機物を増大させ、農業の持続可能性を改善する方法。
図１は、本開示の実施形態によるシステムの全体像を示す模式図である。
図２は、栽培者標準（硝酸塩）肥料（ＧＳ）、本発明の乳化された加水分解物（Ｈ２Ｈ）、およびＨ２ＨとＧＳとの５０：５０のミックス（Ｈ２Ｈ：ＧＳ）を用いてイチゴ植物を処理した後に得られる市場性のある果実および間引かれた果実の収量を比較する、イチゴフィールドトライアルにおいて使用した試験プロットの配置を示す。３つのイチゴ畑内で合計１．２エーカーとなる１８のプロットを、図２に示したように、３つの処理のうちの１つ（１処理当たり６反復）に指定した。このトライアルは、農学専門家、Ｓｕｒｅｎｄｒａ Ｄａｒａ博士、Ｓａｎｔａ ＢａｒｂａｒａおよびＳａｎ Ｌｕｉｓ Ｏｂｉｓｐｏ郡のカリフォルニア大学Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎオフィスのイチゴ専門家によって行われた。
図３は、イチゴトライアルで得られた市場向きでない（間引かれた）イチゴについての収量応答（間引き重量対時間）のグラフを示す。
図４は、イチゴトライアルで得られた市場性のあるイチゴの収量応答（生鮮重量対時間）のグラフを示す。
図５は、３つの処理のそれぞれについての一成長期にわたって得られたイチゴの間引き重量（２つの棒の各セットの左のより小さい棒）および生鮮重量（右の棒）の棒グラフを示す。
図６は、ＧＳ、Ｈ２Ｈ、およびＨ２ＨとＧＳとの５０：５０ミックス（Ｈ２Ｈ：ＧＳ）で処理した、定植しておよそ７週間後にサンプリングした苗床イチゴ植物の写真を示す。このトライアルは、農学専門家、Ｄａｖｉｄ Ｈｏｌｄｅｎ、Ｏｘｎａｒｄ、ＣＡのプライベート農学研究者によって行われた。Ｈｏｌｄｅｎ氏のトライアルは、Ｄａｒａ博士の試験について反復し、拡張し、Ｄａｒａ博士の高度に好都合な結果を確認した。
図７は、左から右にＧＳ、Ｈ２Ｈ、およびＨ２Ｈ：ＧＳで処理した、定植しておよそ７週間後にサンプリングしたイチゴ植物の根の写真を示す。
図８は、左から右に、ＧＳおよびＨ２Ｈで処理した植物の根を比較している、定植しておよそ７週間後にサンプリングしたイチゴ植物の根の写真を示す。
図９は、左から右に、ＧＳおよびＨ２Ｈ：ＧＳで処理した植物の根を比較している、定植しておよそ７週間後にサンプリングしたイチゴ植物の根の写真を示す。
図１０は、Ｈ２ＨおよびＨ２Ｈ：ＧＳの５０：５０ミックスでの処理と比較した、栽培者標準（ＧＳ）での処理の効果の苗床トライアルにおける、１エーカー当たりに得られた苗床イチゴのトレイの数対時間のグラフを示す。
図１１は、Ｈ２ＨおよびＨ２Ｈ：ＧＳの５０：５０ミックスでの処理と比較した、栽培者標準（ＧＳ）での処理の効果の苗床トライアルにおける、１エーカー当たりに得られた苗床イチゴのトレイの累積生産量対時間のグラフを示す。
図１２は、Ｈ２ＨおよびＨ２Ｈ：ＧＳの５０：５０ミックスでの処理と比較した、栽培者標準（ＧＳ）での処理の効果の苗床トライアルについての、計算された累積的な正味の収益のグラフ（１エーカー当たりのドル対時間）を示す。
図１３は、栽培者標準（ＧＳ）と比較したＨ２ＨまたはＨ２Ｈ：ＧＳを使用することによって経時的に栽培者が実現するはずである収益の計算された累積的な正味の増大のグラフ（１エーカー当たりのドル）を示す。
図１４は、秋に成長させる独自のイチゴについてのＨ２Ｈでの処理と比較した栽培者標準（ＧＳ）での処理の効果のフィールドライアルにおける、累積的な生産量のグラフ（１エーカー当たりに得られたイチゴのトレイの数対時間）を示す。
図１５は、Ｈ２Ｈでの処理と比較した栽培者標準（ＧＳ）での処理の効果の苗床トライアルについての栽培者に対する計算された累積的な正味の収益のグラフ（１エーカー当たりのドル対時間）を示す。
図１６は、図１５に示した収益に基づいて栽培者標準（ＧＳ）の使用と比較したＨ２Ｈを使用する栽培者の収益の計算された累積的な正味の増大のグラフを示す。
図１７は、ＧＳで処理された植物（上の行）と比較したＨ２Ｈ：ＧＳで処理されたコラードグリーン植物（下の行）の写真を示す。これは、Ｈ２Ｈ：ＧＳで処理された植物は、ＧＳ単独で処理された植物より大きいことを例示する。この研究は、農学専門家、Ｍｉｇｕｅｌ Ｄｕａｒｔｅ博士、Ｆｒｅｓｎｏ、ＣＡのＤｕａｒｔｅ＆Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ，Ｉｎｃ．の所有者によって行われた。
図１８は、栽培者標準（ＧＳ）で処理された植物からのキャベツの頭（左側）と比較した、本発明の乳化された加水分解物＋栽培者標準（Ｈ２Ｈ：ＧＳ）で処理された植物からのキャベツの頭（右側）の写真を示す。Ｈ２Ｈ：ＧＳで処理された植物からのキャベツの頭は、ＧＳで処理された植物からのキャベツの頭のサイズの２倍であり、少なくとも同等の品質のものである。この研究は、農学専門家、Ｍｉｇｕｅｌ Ｄｕａｒｔｅ博士、Ｆｒｅｓｎｏ、ＣＡのＤｕａｒｔｅ＆Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ，Ｉｎｃ．の所有者によって行われた。
図１９は、ＧＳ、Ｈ２Ｈ：ＧＳ、またはＨ２Ｈ単独で処理された植物が実らせた植物１つ当たりの平均トマト重量（植物１つ当たりのトマトのグラム）の棒グラフを示す。これは、トマトの収量は、ＧＳでの処理を本発明の乳化された加水分解物での処理に置き換えたとき、増大した可能性があり、一方、ＧＳと本発明の乳化された加水分解物との５０：５０ミックスで処理すると、植物１つ当たり約６６００グラムから約７５００グラムのトマトに収量が増大したことを示した。この研究は、農学専門家、Ｅｄｗｉｎ Ｌｅｗｉｓ博士、カリフォルニア大学デイビス校の昆虫学および線虫学の協同ヘッドによって行われた。
図２０は、ＧＳ、Ｈ２Ｈ：ＧＳ、またはＨ２Ｈ単独で処理された植物が実らせた植物１つ当たりの平均トマト数（植物１つ当たりの平均数のトマト）の棒グラフを示す。これは、本発明の乳化された加水分解物または５０：５０ミックスで処理すると、植物１つ当たりのトマト数が増加したことを示した。
図２１は、ＧＳ、Ｈ２Ｈ：ＧＳ、またはＨ２Ｈ単独で処理された植物が実らせたトマトの平均ＢＲＩＸ（ＢＲＩＸ度）の棒グラフを示す。データは、本発明の乳化された加水分解物で処理すると、有意な程度にトマトの糖含有量が増大したことを示した。
図２２は、正規化差植生指数（ＮＤＶＩ）技術を使用して、ＧＳまたはＧＳとＨ２Ｈとの５０：５０混合物で処理されたトマトを植えた畑の空中像を示す。空中像は、クロロフィル含有量に基づき、緑色は、より多い群落およびより多いクロロフィルを示し、褐色は、より少ない群落およびより少ないクロロフィルを示す。正方形は、ＧＳ：Ｈ２Ｈで処理されたプロットを示し、それは、ＧＳのみで成長させたプロットである正方形の直ぐ左のプロットよりはるかに多い緑色を有する。この研究は、農学専門家、Ｍｉｇｕｅｌ Ｄｕａｒｔｅ博士、Ｆｒｅｓｎｏ、ＣＡのＤｕａｒｔｅ＆Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ，Ｉｎｃ．の所有者によって行われた。
図２３は、病原体チャレンジ試験のための装置セットアップを示す。この研究は、病原体研究専門家、Ｐｒａｍｏｄ Ｐａｎｄｙ博士、カリフォルニア大学デイビス校、Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ Ｈｅａｌｔｈ ａｎｄ Ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎによって行われた。
図２４は、好熱性、低温殺菌、および酸性化プロセスにおけるＥ．ｃｏｌｉ（Ｏ１５７：Ｈ７）不活化についての概略図を示す。この図では、ｘ軸は、時間（分）（すなわち、プロセス継続時間）を示し、ｙ軸は、Ｅ．ｃｏｌｉ（Ｏ１５７：Ｈ７）レベル（ＣＦＵ／ｍＬ、または１ミリリットル当たりのコロニー形成単位）を示す。各プロセス（好熱性、低温殺菌、および酸性化）の継続時間は、両端矢印を伴った水平線によって示されている。垂直の点線は、フェーズを変更するのに、すなわち、周囲から好熱性に、および好熱性から低温殺菌に温度を変更するのに要求された時間（およそ１０分）、ならびに低温殺菌から酸性化プロセスに変更するのに要求された時間を示す。３つの実験（ラン１、ラン２、およびラン３）を実施して、病原体不活化を評価した。増殖培地中のＥ．ｃｏｌｉ（Ｏ１５７：Ｈ７）のレベルは、ラン１、ラン２、およびラン３においてそれぞれ、２．８×１０９、１．７×１０９、および１×１０９ＣＦＵ／ｍＬであった（図３で赤色円として示されている）。ＮＤは、病原体が所与の段階で検出されなかったことを意味する。
図２５は、好熱性、低温殺菌、および酸性化プロセスによるＳａｌｍｏｎｅｌｌａ ｔｙｐｈｉｍｕｒｉｕｍ ＬＴ２不活化についての概略図を示す。図２４と同様に、ｘ軸は、時間（分）を示し、ｙ軸は、Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ ｔｙｐｈｉｍｕｒｉｕｍ ＬＴ２レベル（ＣＦＵ／ｍＬ）を示す。各プロセス（好熱性、低温殺菌、および酸安定化）の継続時間は、両端矢印を伴った水平線によって示されている。増殖培地中のＳａｌｍｏｎｅｌｌａ ｔｙｐｈｉｍｕｒｉｕｍ ＬＴ２のレベルは、ラン１、ラン２、およびラン３においてそれぞれ、４．３×１０９、３．１×１０９、および５．２×１０９ＣＦＵ／ｍＬであった（図２５で赤色円として示されている）。ＮＤは、病原体が所与の段階で検出されなかったことを意味する。
図２６は、好熱性、低温殺菌、および酸安定化ステップ後の加水分解物中のＬｉｓｔｅｒｉａ ｍｏｎｏｃｙｔｏｇｅｎの不活化についての概略図を示す。図２６では、ｙ軸は、Ｌｉｓｔｅｒｉａ ｍｏｎｏｃｙｔｏｇｅｎレベル（ＣＦＵ／ｍＬ）を示し、ｘ軸は、各プロセスの継続時間（分での）を示す。増殖培地中のＬｉｓｔｅｒｉａ ｍｏｎｏｃｙｔｏｇｅｎのレベルは、ラン１、ラン２、およびラン３においてそれぞれ、６．０×１０８、２．１×１０９、および１．２×１０９ＣＦＵ／ｍＬであった（図５で赤色円として示されている）。Ｌｉｓｔｅｒｉａ ｍｏｎｏｃｙｔｏｇｅｎペレットを加水分解物中に混合すると、それぞれラン１、ラン２、およびラン３においてフィードストック中で５．０×１０６、４．３×１０８、および３．０×１０６ＣＦＵ／ｍＬのＬｉｓｔｅｒｉａ ｍｏｎｏｃｙｔｏｇｅｎレベルが生じた（図２６で緑色三角形として示されている）。ＮＤは、病原体が所与の段階で検出されなかったことを意味する。
図２７Ａ〜２７Ｆは、ＯＭＩＣ ＵＳＡ，Ｉｎｃ．、Ｈ２Ｈの試料に対する農薬についての分析試験を実施した高く評価された農業試験所によって行われた、農薬の存在についての検査からの結果を示す。これは、２５９の別個の農薬を列挙する。検査されたＨ２Ｈの大きい組み合わされた試料中で何も検出可能でない。結果が長いために、表は、５枚のシート全体にわたって連続的である。図２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄ、２７Ｅ、および２７Ｆの記載はそれぞれ、言及した検査からの連続的な結果である。 図２７Ａ〜２７Ｆは、ＯＭＩＣ ＵＳＡ，Ｉｎｃ．、Ｈ２Ｈの試料に対する農薬についての分析試験を実施した高く評価された農業試験所によって行われた、農薬の存在についての検査からの結果を示す。これは、２５９の別個の農薬を列挙する。検査されたＨ２Ｈの大きい組み合わされた試料中で何も検出可能でない。結果が長いために、表は、５枚のシート全体にわたって連続的である。図２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄ、２７Ｅ、および２７Ｆの記載はそれぞれ、言及した検査からの連続的な結果である。 図２７Ａ〜２７Ｆは、ＯＭＩＣ ＵＳＡ，Ｉｎｃ．、Ｈ２Ｈの試料に対する農薬についての分析試験を実施した高く評価された農業試験所によって行われた、農薬の存在についての検査からの結果を示す。これは、２５９の別個の農薬を列挙する。検査されたＨ２Ｈの大きい組み合わされた試料中で何も検出可能でない。結果が長いために、表は、５枚のシート全体にわたって連続的である。図２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄ、２７Ｅ、および２７Ｆの記載はそれぞれ、言及した検査からの連続的な結果である。 図２７Ａ〜２７Ｆは、ＯＭＩＣ ＵＳＡ，Ｉｎｃ．、Ｈ２Ｈの試料に対する農薬についての分析試験を実施した高く評価された農業試験所によって行われた、農薬の存在についての検査からの結果を示す。これは、２５９の別個の農薬を列挙する。検査されたＨ２Ｈの大きい組み合わされた試料中で何も検出可能でない。結果が長いために、表は、５枚のシート全体にわたって連続的である。図２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄ、２７Ｅ、および２７Ｆの記載はそれぞれ、言及した検査からの連続的な結果である。 図２７Ａ〜２７Ｆは、ＯＭＩＣ ＵＳＡ，Ｉｎｃ．、Ｈ２Ｈの試料に対する農薬についての分析試験を実施した高く評価された農業試験所によって行われた、農薬の存在についての検査からの結果を示す。これは、２５９の別個の農薬を列挙する。検査されたＨ２Ｈの大きい組み合わされた試料中で何も検出可能でない。結果が長いために、表は、５枚のシート全体にわたって連続的である。図２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄ、２７Ｅ、および２７Ｆの記載はそれぞれ、言及した検査からの連続的な結果である。 図２７Ａ〜２７Ｆは、ＯＭＩＣ ＵＳＡ，Ｉｎｃ．、Ｈ２Ｈの試料に対する農薬についての分析試験を実施した高く評価された農業試験所によって行われた、農薬の存在についての検査からの結果を示す。これは、２５９の別個の農薬を列挙する。検査されたＨ２Ｈの大きい組み合わされた試料中で何も検出可能でない。結果が長いために、表は、５枚のシート全体にわたって連続的である。図２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄ、２７Ｅ、および２７Ｆの記載はそれぞれ、言及した検査からの連続的な結果である。
図２８は、（１）陰性対照（肥料処理なし）；（２）栽培者標準肥料（硝酸塩肥料）（３）１エーカー当たり５００ガロン、１エーカー当たり１０００ガロン、または１エーカー当たり１５００ガロンでの本発明の乳化された加水分解物（Ｈ２Ｈ−１００％）；および（４）１エーカー当たり２５０ガロン（Ｈ２Ｈ）＋１／２の栽培者標準（列１に示した処理を参照）で処理されたアボカド樹木対平均収量について得られたデータのグラフを示す。
図２９は、合計４０ガロン／エーカーについてＨ２Ｈ １０ガロン／エーカーの４回の適用を施したトマト畑の写真を示す。
図３０Ａは、収穫前の対照（ＧＳ）植物およびＨ２Ｈ処理植物から得たブロッコリーを示す。図３０Ｂは、Ｈ２Ｈ処理で成長させたブロッコリー畑を示す。
図３１は、ＧＳに加えてＨ２Ｈで成長させた植物（右の植物）と比較したＧＳで成長させたハラペーニョ植物（左の植物）を示す。
図３２は、は、ＧＳに加えてＨ２Ｈで成長させた植物（右）と比較したＧＳで成長させたハラペーニョ植物（左）からの唐辛子の収量を示す
図３３Ａは、Ｈ２Ｈ処理ニンニク植物およびＧＳで処理されたニンニク植物のより濃い緑色を示す。図３３Ｂは、収穫されているニンニク球を示す。図３３Ｃは、ＧＳで処理された植物からのニンニク球（Ｃ１）と比較したＨ２Ｈで処理された植物からのＨ２Ｈニンニク球（Ｈ２およびＨ３）を示す。 図３３Ａは、Ｈ２Ｈ処理ニンニク植物およびＧＳで処理されたニンニク植物のより濃い緑色を示す。図３３Ｂは、収穫されているニンニク球を示す。図３３Ｃは、ＧＳで処理された植物からのニンニク球（Ｃ１）と比較したＨ２Ｈで処理された植物からのＨ２Ｈニンニク球（Ｈ２およびＨ３）を示す。 図３３Ａは、Ｈ２Ｈ処理ニンニク植物およびＧＳで処理されたニンニク植物のより濃い緑色を示す。図３３Ｂは、収穫されているニンニク球を示す。図３３Ｃは、ＧＳで処理された植物からのニンニク球（Ｃ１）と比較したＨ２Ｈで処理された植物からのＨ２Ｈニンニク球（Ｈ２およびＨ３）を示す。
図３４Ａは、Ｈ２Ｈ＋水対対照で処理された気耕法で（aeroponically）成長させたニンジンからの根を示す。図３４Ｂは、対照ニンジンの根と比較したＨ２Ｈ＋ＵＮ３２で処理された気耕法で成長させたニンジンからの根を示す。
図３５は、収集システムならびにその固有の輸送コストおよび／または二酸化炭素排出節約の概略図を示す。本発明の環境的利点は、スーパーマーケット流通センターに、またはその付近に本発明を利用する施設を建設するためのすべての必要な許可および認可を得るのに、都市部の許可を実現可能にし、現在の慣習であるような流通センターから遠く離れて位置した埋め立て地までの廃棄物運搬を排除する。
図３６は、収集システム方法の一実施形態の概略図を示す。
一実施形態では、本発明は、生鮮食品廃棄物から栄養豊富な組成物を生成する方法、機械粉砕、酵素消化、加熱、低温殺菌、スクリーニング、安定化、一部の場合では、乳化、およびブレンディングの一部またはすべてを含むステップに関する。一部の実施形態では、本発明の方法は、粉砕、加熱、および粉砕された混合物の酵素の組合せとのインキュベーション、および低温殺菌を含み、生鮮食品廃棄物の栄養豊富な組成物への変換をもたらす。低温殺菌された組成物は、例えば、１つまたは複数のメッシュスクリーンを使用して、例えば、生鮮食品廃棄物粒子から液体加水分解物を分離することによって液体加水分解物およびインキュベートされた生鮮食品廃棄物粒子に分離され得る。一部の実施形態では、本方法は、複数の粉砕ステップ、例えば、少なくとも３または４つの粉砕ステップを含む。グラインダーは、粉砕、細断、せん断、および超高せん断（均質化／乳化）作用を有するグラインダーを含み得る。酵素の１種または複数種の組合せは、生鮮食品廃棄物中のタンパク質、炭水化物、ならびに油脂を消化することによって新鮮な有機性廃棄物から栄養成分を放出して、例えば、アミノ酸、単糖、脂肪酸、およびミネラルを含有する液体加水分解物肥料を生成する。
一部の態様では、生鮮食品廃棄物から栄養豊富な組成物を生成するための方法であって、
（ａ）高度に効率的で有効な収集システムを使用して生鮮食品廃棄物を用意するステップと；
（ｂ）生鮮食品廃棄物を粉砕して生鮮食品廃棄物粒子スラリーを生成するステップと；
（ｃ）タンパク質を消化するための少なくとも１種の酵素、脂肪および脂質を消化するための少なくとも１種の酵素、セルロース物質を消化するための少なくとも１種の酵素、ならびに他の炭水化物を消化するための少なくとも１種の酵素を含む酵素の組合せを前記粒状生鮮食品廃棄物粒子スラリーに添加し、酵素の温度性能曲線に一致させるために約１００°Ｆから１３０°Ｆの間の範囲の２つまたはそれ超の温度で混合物をインキュベートすることによって、一定のかき混ぜ下で生鮮食品廃棄物粒子スラリーをインキュベートするステップであって、インライングラインダーが、インキュベートするステップの少なくとも一部の間にせん断を創り出すために使用され、それによってインキュベートされた生鮮食品廃棄物粒子を含む加水分解物が生成される、ステップと；
（ｄ）加水分解物を低温殺菌して病原体を死滅させるステップと；
（ｅ）粗いスクリーンおよび微細スクリーンを任意選択で使用して加水分解物を液体加水分解物およびインキュベートされた生鮮食品粒子に分離するステップと；
（ｆ）加水分解物を安定化し、任意選択で維持するステップと；
（ｇ）乳化された加水分解物を生成するための超高せん断ミキサー、または乳化剤を任意選択で使用して安定化された加水分解物を乳化するステップと；
（ｈ）循環ポンプを用いて大きい貯蔵タンク内で乳化された加水分解物をブレンドして、最終生成物の一貫性を保証するステップと
を含む、方法。
高度に効率的で有効な収集システムは、都市部の許可およびスーパーマーケット流通センター（または生鮮食品廃棄物の他の主要な源）との共同設置を実現可能にし、遠く離れて位置した埋め立て地への有機性廃棄物の長距離運搬を排除し、一方、肥料および土壌改良剤および飼料生産のための食品廃棄物の新鮮な品質を維持するシステムである。一部の実施形態では、生鮮食品廃棄物は、例えば、生鮮食品廃棄物プロバイダー、例えば、スーパーマーケット、食品加工施設、生鮮食品販売者、農場からの新鮮な緑の廃棄物、または生鮮食品廃棄物の他の実行可能な源の１つまたは複数から収集される生鮮食品廃棄物を得ることによって提供される。一部の実施形態では、生鮮食品廃棄物を用意することは、例えば、スーパーマーケット、食品加工施設、生鮮食品販売者、農場からの新鮮な緑の廃棄物、または生鮮食品廃棄物の他の実行可能な源から生鮮食品廃棄物に由来する新鮮な廃棄物を収集することを含む。生鮮食品廃棄物は、一部の実施形態では、スーパーマーケットによって販売のために供給された食品からスーパーマーケットスタッフメンバーによって間引きされる農産物、肉、魚、惣菜、乳製品、およびパンの有機物を収集することによって提供される場合もある。生鮮食品廃棄物は、本明細書に記載の技術を利用して加工施設に頻繁に輸送するために、店の衛生を改善し、このような食品廃棄物の鮮度を維持するように設計された特別なトートおよびバギーに収集され得る。一部の実施形態では、トートおよびバギーは、二重壁にされている場合がある。一部の実施形態では、トートおよびバギーは、低熱伝達率を有するプラスチックまたは低熱伝達率を有する他の材料製であり得る。
一態様では、本発明は、食品廃棄物を腐敗性にさせない取り扱いおよびタイミングの様式で食品廃棄物を収集する方法に関する。腐敗食品廃棄物は、典型的には遠位の埋め立て地に運搬され、そこでこれは、温室ガス、有害な臭気、および毒性の流出物を排出する。本発明に記載のビジネス方法では、食品廃棄物は、新鮮に保たれ、その結果、排出物、流出物、厄介な臭いがなく、廃棄物が本質的にない。本方法に記載の加工は、市街地中の倉庫内で行われる。本方法において役割が果たされるスーパーマーケット会社は、典型的には、市街地中の倉庫内で、中央に位置した流通センターからそれらのスーパーマーケットへの食糧供給を分配する。これらのトラックは、典型的には、流通センターに空で戻る。本方法では、スーパーマーケットは、食品廃棄物を収集するのに、特別に作製された、二重壁の、断熱および密閉されたトートおよびバギーを使用し、次いでこれは、頻繁に流通センターに戻される。その環境的な利点に起因して、本方法に記載の加工施設は、スーパーマーケット流通センターに、またはその付近にある倉庫内に位置するためのすべての必要な許可および認可を受け取る資格を取ることができる。そのようにして、スーパーマーケット流通センターから遠く離れて位置した埋め立て地に食品廃棄物を運搬するのではなく、これは、流通センターから本発明に記載の加工施設に単に折り返し輸送され、それによって埋め立て地への運搬を排除する。運搬の排除は、本明細書に記載するように、お金を節約し、温室ガス排出を低減し、肥料および土壌改良剤および飼料に加工するための生鮮食品廃棄物の品質を維持するのに役立つ。
食品廃棄物を腐敗性にさせない取り扱いおよびタイミングに関する様式で食品廃棄物を収集する方法の一実施形態は、図３６に表されている。密封可能なトートは、加工施設１００から流通センター１０２に送られる。空の密封可能なトートは、流通センター１０２からスーパーマーケット１０４（「都市部の消費者市場」）に送られる。食品廃棄物は、スーパーマーケット１０４で密封可能なトート中に収集される。次いで、満たされた密封可能なトートは、密封される。満たされた密封可能なトートは、スーパーマーケット１０４から流通センター１０２に送られる。密封可能なトートは、流通センター１０２において任意選択で密閉されたままにすることができる。密封可能なトートは、流通センター１０２から加工施設１００に送られる。加工施設１００は、生鮮食品廃棄物を栄養豊富な加水分解物および飼料用栄養粒子に加工するために本開示に記載の方法を実施することができる。加工施設１００での食品廃棄物加工は、食品廃棄物を流通センター１０２から遠い地方の埋め立て地１０６に移動させる要件を低減する。流通センター１０２から遠い地方の埋め立て地１０６への食品廃棄物の移動を低減するニーズは、輸送コストの低減および／または輸送プロセスの低減からの排出（例えば、Ｎ２Ｏ、二酸化炭素）の低減をもたらす。加工施設１００は、食品廃棄物に低温殺菌ステップを施すこともできる。さらに、排出の低減の結果として、加工施設１００は、商業および／または工業ゾーン区域中の倉庫内のロケーションについてすべての必要な政府および規制上の許可および認可を得ることができる。
一部の実施形態では、生鮮食品廃棄物の生鮮食品廃棄物粒子スラリーへの粉砕は、本明細書でさらに記載されるように回転ナイフグラインダーを使用して実施される。一部の実施形態では、低ＲＰＭ／高トルクグラインダーを、初期の生鮮食品廃棄物スラリーをさらに粉砕して生鮮食品廃棄物粒子スラリーを形成するのに任意選択で使用してもよい。一部の実施形態では、インキュベーション中にせん断を創り出すのに使用されるインライングラインダーは、本明細書でさらに記載されるように崩壊ヘッドを有する高せん断ミキサーを含む。
一部の実施形態では、ステップ（ｅ）で分離されるインキュベートされた生鮮食品粒子を、動物用フィードストックおよび／または食品サプリメントとして使用することができる。
したがって、一部の実施形態では、本発明の組成物は、粉砕、せん断、均質化、および酵素消化によって放出される栄養分、ならびに酸および保存安定剤を含む、生鮮食品廃棄物から作製される栄養豊富な乳化された加水分解物であって、約２６μｍ未満の平均粒径および約２．５から約３．５の間、好ましくは約３．０のｐＨを有する、栄養豊富な乳化された加水分解物である。
腐敗を最小限にして生鮮食品廃棄物を使用すると、炭素含有栄養分をＣＯ２および／またはメタンに変換する細菌または真菌などの微生物による分解または消費を通じた有機炭素栄養分の喪失が防止される。対照的に、腐敗食品廃棄物から、かつ／または堆肥化もしくは嫌気性消化によって作製される組成物は、ＣＯ２および／またはメタンへのブレイクダウンの結果としてより低い炭素栄養分含有量を有する。好気性条件下で実施される迅速な加工は、この喪失を最小限にする。さらに、本発明の組成物中のアミン含有化合物は、アンモニウムまたは硝酸塩肥料などの伝統的または標準的な肥料中の無機アミンより、植物によって容易に吸収される。伝統的な肥料は、窒素、リン、およびカリウム（Ｎ−Ｐ−Ｋ）含有量の観点から測定されることが多い。
一部の実施形態では、本発明の方法は、生鮮食品廃棄物を約８時間またはそれ未満内で栄養豊富な加水分解物に加工する。一部の実施形態では、生鮮食品廃棄物は、約１２、７．５、７、６．５、６、５．５、５、４．５、４、３．５、３、２．５、または約２時間未満、好ましくは４時間未満内に加工され得る。一部の実施形態では、生鮮食品廃棄物は、約３時間未満内に加工され得る。安定化ステップも、加水分解物中の栄養分が腐敗しないことを保証するのに役立つ。
一態様では、本発明の栄養豊富な組成物は、肥料および土壌改良剤として使用するのに適している。本発明の乳化された加水分解物は、栄養豊富であり、糖、脂肪酸、およびアミノ酸またはペプチドを含んでいる。肥料として使用される場合、高栄養組成物は、植物に直接栄養分を供給するだけでなく（アミノ酸を含む）、土壌生物のための栄養分を供給することによって土壌中の有機物も増大させる。
例えば、アミノ酸、脂肪酸、ミネラル、および糖を含む栄養分は、植物に直接利用可能な栄養分を作製するだけでなく、例えば、窒素固定生物（例えば、細菌および古細菌）ならびに好気性細菌および真菌ならびに無脊椎動物を含めたミミズおよび微生物を含む土壌生物を支えることによって土壌も改善し、それはひいては、持続的な時間にわたって植物に追加の有機物および栄養分を供給する。本発明の栄養豊富な組成物から栄養分を得る土壌生物は、増殖し、窒素固定によって、または植物のための追加の有機栄養分を供給することによって植物の成長を促進する。本発明の加水分解物中の栄養分を利用する土壌生物が死ぬ場合、これらは、腐食し、ひいては土壌生物および植物のためにさらなる有機栄養分を供給する。したがって、本発明の乳化された加水分解物は、土壌生物の増殖を促進することによって土壌中の有機物も増大させて、植物に追加の栄養源をもたらす。
土壌中の有機物の増大は、根の成長、開花、および着果を刺激し、作物の収量を増大させる。一態様では、本発明の組成物は、最大で約１４０％もしくは１５０％またはそれ超、土壌有機物を２倍超にし得る。一態様では、本発明の組成物は、土壌有機物の初期レベルに応じて、最大で４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、１００％、１１０％、１２０％、１３０％、１４０％、１５０％、またはそれ超、土壌有機物を増大させ得る。
土壌生物の増殖を刺激およびサポートすることによって、本発明の乳化された加水分解物は、加水分解物の有機物含有量を超えて土壌有機物を増大させることができる。加水分解物は、およそ７５％の水および２５％の有機物であり、したがって、加水分解物中の有機物のすべてを、ドリップライン灌漑によって根のゾーン中の土壌に有利なことに施すことができる。これは、機械的に散布され、耕されて土壌にされなければならない堆肥を添加することよりはるかに容易な適用である。さらに、堆肥の栄養分および病原体含有量は、一貫性がなく、土壌有機物をほとんど増大させることはなく、理由は、多くの栄養分は、非常に長い堆肥化プロセス中に分解し、かつ／または微生物による堆肥への有機物のブレイクダウン中に利用されるためである。さらに、堆肥は、厩肥を含有することが多く、厩肥または他の源からの病原体、例えば、Ｅ．ｃｏｌｉ、ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ、およびｌｉｓｔｅｒｉａなどが安全性リスクを生じさせる。
一態様では、本発明の肥料は、灌漑ドリップラインを使用して適用され得る。一部の態様では、ドリップ灌漑で使用するための本発明の加水分解物の適性は、加水分解物中の粒子および油滴の微細な粉砕および乳化から生じる。本発明の乳化された加水分解物中の小さいサイズの粒子および油滴は、ドリップラインを詰まらせることなくドリップラインを通じて肥料としてこれらを適用することを可能にし、それは水の保全ももたらす。さらに、加水分解物がドリップ灌漑によって投与される場合、有機含有量が増強された土壌の柱を各ドリップエミッターの下に見つけることができる。この態様では、本発明の肥料は、作物の収量を増強するだけでなく、限られた農業資源の持続可能な使用も促進する。したがって、本発明の加水分解物は、土壌有機物を増大させるためにドリップ灌漑によって投与することができる。これは、カリフォルニアでおよそ８００，０００エーカーに植えられているアーモンドなどの、局部的に適用される有機物が土壌に働くことができない水平方向に成長する根を有する作物に特に有用であり得る。対照的に、魚の加水分解物などの他の加水分解物肥料、またはより大きい粒径を有する他の加水分解物は、灌漑ドリップラインを詰まらせる傾向がある。
本発明の方法は、加工中の生鮮食品廃棄物中に存在する病原体を低減または排除することにおいてさらに有用であり、したがって加水分解物を、農産物を生産するための肥料として安全に使用することができる。Ｈ２Ｈはまた、農薬の存在について検査陰性であった。
地下水中の硝酸塩汚染の９５％超の源は、農業における硝酸塩肥料の使用であり、および酪農場からである。「Addressing Nitrate in California's Drinking Water」、（UC Davis Report for the SWRCB SBX2 1 Report to the Legislature）を参照。大きい地下水盆から硝酸塩を除去するための直接法は、高価であり、技術的に実現可能でない。
伝統的な硝酸塩肥料のすべてまたは一部を本発明の栄養豊富な肥料と置換すると、地下水盆、湖、および小川への硝酸塩の流出が低下し、それは、地下水中の硝酸塩汚染の深刻さを増す問題に対処するのに役立つことができることが判明した。したがって、別の実施形態では、肥料として本発明の栄養豊富な組成物を適用すると、作物の収量を持続または改善しながら硝酸尿素などの慣例的な硝酸塩肥料、または他の硝酸塩もしくはアンモニウム肥料の使用の排除または低減が可能になる。Ｈ２Ｈは、土壌有機物中の活性を刺激し、それはひいては、植物の根の成長、開花、および着果を刺激する。根の成長が増大すると、水および植物栄養分のより効率的な植物取り込みがもたらされる。一部の態様では、本発明の肥料を適用すると、硝酸塩肥料の量が減少しても、本明細書に記載するように作物の収量が増大する。好ましくは、本発明の肥料を使用すると、成長期にわたって少なくとも１０％、場合により４０％超作物の収量が増大する。さらに、本発明の肥料は、より低いコストで同等の、またはより良好な収量をもたらす。
栄養豊富な肥料単独、または例えば、５０：５０混合物での栄養豊富な肥料と硝酸塩肥料との混合物を適用すると、硝酸塩肥料単独の適用と比較して、作物の収量を持続または増大させることができることが意外にも判明した。一部の実施形態では、栄養豊富な肥料と硝酸塩肥料の比は、例えば、９０：１０、８５：１５、８０：２０、７０：３０、６０：５０、５０：５０、４０：６０、または２５：７５であり得る。５０：５０混合物では、適用される硝酸塩肥料の半分が栄養豊富な肥料によって置き換えられる。一部の実施形態では、栄養豊富な肥料は、収量を最適化するために化学窒素肥料を２５％〜５０％減少させて適用することができる。
一実施形態では、本発明は、農産物の収量を増大させる方法であって、ドリップライン灌漑によって、生鮮食品廃棄物から作製された栄養豊富な乳化された加水分解物を含む組成物を適用することを含み、栄養豊富な乳化された加水分解物は、粉砕（ナイフミル、もしくは低速高トルクインライングラインダー、または両方による）、せん断、均質化、および酵素消化によって放出される栄養分、ならびに酸安定剤および保存剤を含み、乳化された加水分解物は、約３０μｍ未満の平均粒径、および約２．８から３．２の間のｐＨを有し、農産物の収量は、硝酸塩肥料単独での処理と比較して少なくとも１０％増大する、方法に関する。一部の態様では、（希釈された）乳化された加水分解物は、同じもしくは異なるスケジュールで別個に適用して、または混合物中に加水分解物および硝酸塩肥料を組み合わせることによって、硝酸塩肥料と組み合わせて適用される。例えば、乳化された加水分解物は、硝酸塩肥料と組み合わせた９０：１０、８５：１５、８０：２０、７０：３０、７５：２５、７０：３０、６５：３５、６０：４０、５５：４５、５０：５０、４５：５５、４０：６０、３５：６５、３０：７０、２５：７５、２０：８０、１５：８５、１０：９０、７．５：９２．５、５：９５、４：９６、３：９７、２：９８、もしくは１：９９の混合物（ｖ／ｖ）で、またはその比で適用され得る。乳化された加水分解物は、灌漑用水中にわずか２５％、２０％、１５％、１０％、５％、４％、３％、２％、もしくは１％、またはそれ未満存在し得る。
本発明の栄養豊富な組成物は、発芽後のより速い初期成長を促進し、根の成長を増大させ、群落成長、開花、および／もしくは着果を増大させ、畑および／もしくは温室の作物の収量を増大させ、かつ／または例えば、糖および／もしくは他の香味成分のレベルを増大させることによって農産物の香味を増大させる。本発明の栄養豊富な肥料は、果実、野菜、ブドウつる植物などのつる植物、および果実または木の実の樹木を含めた樹木を含めた作物植物の活力を増大させるのにも有用であり得る。活力の増大は、害虫および病気に対する耐性ももたらす。一態様では、本発明の肥料が植物群落を増大させるのに有用である場合、より大きい群落はまた、例えば、土壌温度をより低く保ち、土壌から水の蒸発を低減し、太陽光の捕捉を増大させ、雑草を低減するのに役立つ。
さらに、本発明の肥料および土壌改良剤が硝酸塩肥料と組み合わせて使用される場合、例えば、より広範な根系を形成するためのより活発な根の成長を含めて、植物の成長が改善される。これは、処理された植物のより広範な根系によって水および硝酸塩肥料のより高い百分率の取込みをもたらし、それによって適用される硝酸塩肥料の量の低減以外に硝酸塩の流出の量をさらに減少させ、より大きい水利用効率。
さらに、本発明の方法は、埋め立て地においてさもなければ処分される生鮮食品廃棄物のリサイクルも可能にし、それによって環境に対する追加のプラスの影響を有する。さもなければ腐り、または発酵する食品をリサイクルすることによって、本発明の方法は、生鮮食品廃棄物の能力および利点を完全に利用し、病原体を保有する潜在的なリスクを大幅に低減し、一方、土壌に著しい利点をもたらす。
一部の実施形態では、本発明の乳化された加水分解物は、窒素、リン、およびカリウム（１−１−０）、１８種のアミノ酸（５〜７％）、脂質（６〜８％）、炭水化物（８〜１０％）、ならびに有機物（２０〜２５％）を含有し得る。一部の実施形態では、本発明の乳化された加水分解物は、少量のアルミニウム、カルシウム、銅、鉄、マグネシウム、マンガン、ナトリウム、硫黄、および亜鉛も含有し得る。
インキュベーションおよび低温殺菌
酵素の組合せが、本発明の栄養豊富な組成物を生成するための本発明の方法において使用される。一部の実施形態では、本発明とともに使用するための酵素の組合せは、生鮮食品廃棄物中のタンパク質を消化するための１種または複数種の酵素、脂肪および脂質を消化するための１種または複数種の酵素、ならびに生鮮食品廃棄物中の炭水化物を消化するための１種または複数種の酵素を含み得る。炭水化物を消化するための酵素は、例えば、セルロース、ペクチン、および大きいアルファ連結した多糖（例えば、デンプンおよび／またはグリコーゲン）のアルファ結合を消化して、グルコースおよびマルトースなどの糖を生じさせる１種または複数種の酵素を含み得る。一部の実施形態では、本発明において有用な酵素の組合せは、例えば、１種もしくは複数のプロテアーゼ、１種もしくは複数のリパーゼ、１種もしくは複数のセルラーゼ、１種もしくは複数のペクチナーゼ、および／または１種もしくは複数のα−アミラーゼを含み得る。一実施形態では、本発明において使用するための酵素の組合せは、少なくとも１種のプロテアーゼ、セルラーゼ、ペクチナーゼ、リパーゼ、およびα−アミラーゼを含み得る。酵素の組合せを構成する１種または複数種の酵素または酵素組合せは、各酵素または酵素組合せの活性に適している、または最適である温度に応じてインキュベーションの様々な段階で添加されてもよい。酵素消化は、一定の運動、例えば、混合、再循環、および／またはせん断作用を伴った粉砕などとともに実施される。プロセスがインキュベーションのすべてまたは一部の間に一定のかき混ぜおよびせん断の条件下で実施される場合、加水分解物の収率は、約７０から９０％超に増大する。
本発明の方法において有用な他の酵素として、例えば、エキソ−ペプチダーゼ、エンド−ペプチダーゼ、キシラナーゼ、アスパラギナーゼ、セルラーゼ、ヘミセルラーゼ、グルカナーゼ、ベータ−グルカナーゼ（エンド−１，３（４）−）、ウレアーゼ、フィターゼ、ホスファターゼ、アミノペプチダーゼ、カルボキシペプチダーゼ、カタラーゼ、キチナーゼ、クチナーゼ、シクロデキストリングリコシルトランスフェラーゼ、デオキシリボヌクレアーゼ、エステラーゼ、アルファ−ガラクトシダーゼ、ベータ−ガラクトシダーゼ、グルコアミラーゼ、アルファ−アミラーゼ、アルファ−グルコシダーゼ、ベータ−グルコシダーゼ、ハロペルオキシダーゼ、インベルターゼ、ラクターゼ、マンノシダーゼ、オキシダーゼ、グルコースオキシダーゼ、ペクチンエステラーゼ、ペプチドグルタミナーゼ、ペルオキシダーゼ、ポリフェノールオキシダーゼ、リボヌクレアーゼ、トランスグルタミナーゼ、パパイン、ペプシン、トリプシン、および／またはキモトリプシンを挙げることができる。
酵素の組合せは、１種ずつ、または２種もしくはそれ超の酵素組合せとして、例えば、第１の、第２の、もしくはそれ超の酵素組合せで添加され、添加される酵素組合せに適した温度でインキュベートされてもよい。酵素の組合せを構成する酵素は、１種ずつ、かつ／または生鮮食品廃棄物混合物に添加する前に予め混合されていても、混合されていなくてもよい組合せで添加されてもよい。本発明の方法において有用な酵素組合せ中の酵素の１種または複数種は、適合性の活性温度範囲を有するように選択される場合があり、酵素消化は、１つまたは複数の温度で実施され得る。例えば、一部の実施形態では、第１の酵素組合せを添加し、混合物の温度を、約１００°Ｆ〜１３０°Ｆの温度に少なくとも３０分間（例えば、約３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、または１２０分間）上昇させることができる。代わりに、混合物を、第１の酵素組合せを添加する間に第１の温度に加熱してもよい。混合物は、ブレンドまたは混合によってかき混ぜ得る。一部の実施形態では、例えば、リボンブレンダーまたはパドルミキサーが、酵素とのインキュベーション中に混合物をブレンドするのに使用される場合がある。この第１の段階で添加される酵素は、例えば、セルロースおよび／または脂質を消化するための酵素であり得る。一部の実施形態では、この段階で添加される酵素は、エンドおよびエキソセルラーゼならびにリパーゼであり得る。
第２の酵素組合せを添加し、混合物を、第２または中間の温度、例えば、約１００°Ｆ〜約１３０°Ｆに加熱することができる。代わりに、混合物を、第２の酵素組合せを添加する前に中間の温度に加熱してもよい。例えば、ペクチン、大きいアルファ連結多糖のアルファ結合を消化するため、およびタンパク質を消化するための酵素を添加し、インキュベート混合物を約１３０°Ｆまたはそれ超に加熱してもよい。混合物を、その温度で約１時間〜約３時間、またはそれ超にわたってインキュベートすることができる。一部の実施形態では、インキュベートされた混合物は、第２の温度に約１．５〜約２時間、好ましくは１．５時間にわたって加熱される場合がある。このステップで添加される酵素は、一部の実施形態では、例えば、ペクチナーゼ、α−アミラーゼ、およびプロテアーゼであり得る。酵素の組合せからの任意の残りの酵素を、第３の、またはそれ超の酵素組合せで添加し、酵素組合せ中の酵素の活性に適した、またはそれに最適化された温度でインキュベートすることができる。一部の態様では、１種のプロテアーゼが、１種のペクチナーゼおよびα−アミラーゼの後に添加される場合がある。
一部の実施形態では、スラリーが第１の酵素組合せとともに約３０分〜約１時間インキュベートされた後、せん断作用を有するインライングラインダーをオンにすることができるが、開始および実行時間を変更し、同じ粒径低減目的を依然として実現し得る。インライングラインダーは、インキュベートされた混合物中に存在する粒子のサイズを１インチの１／１６〜１／３２までさらに低減する。
第２の温度でのインキュベーションステップの後に、混合物は、加水分解物を低温殺菌し、任意の病原体をさらに不活化するために約１６０〜１７０°Ｆの間に約３０分〜約２時間にわたって加熱される。一部の実施形態では、低温殺菌は、約３０分、４０分、４５分、５０分、もしくは約１時間、またはそれ超、好ましくは約３０分間実施される。一部の実施形態では、低温殺菌ステップは、低温殺菌プロセスで一般に使用される温度および継続時間の様々な組合せで実施され得る。
粉砕
一実施形態では、高栄養有機組成物を作製する方法は、粒子低減のために２、３、４つ、またはそれ超の粉砕ステップを含む。少なくとも２、３、もしくは４つ、またはそれ超の異なるグラインダーは、異なる粉砕機構を有し、これらは、酵素消化と組み合わされるとき、生鮮食品廃棄物を安定なエマルジョンを形成するのに十分小さい粒子に縮小する役割を果たす。小さい粒径が、土壌中のＨ２Ｈの有効性にとって極めて重要である。より小さい粒子は、より大きい粒子より大きい表面積と体積の比を有し、消化（すなわち、長鎖栄養分子を切断して短鎖、「ビルディングブロック」分子にする酵素のプロセス）の有効性を最大にする。表面積と体積の比が増大すると、Ｈ２Ｈが、多様な土壌生物によって代謝されて土壌中のその影響を最大にするのに容易に利用可能にもなる。それは、ひいては、植物の根および群落の成長、開花、ならびに着果の所望の刺激、ならびに水および栄養分の植物の取り込みの結果として生じる増大を創り出す。粒径の低減は、乳化（油および水ベース粒子の安定な混合）の改善、詰まることのない農場ドリップ灌漑システムによるＨ２Ｈの流れの改善、およびさらには灌漑／希釈水全体にわたるＨ２Ｈの分散という関連した利点を有する。一部の実施形態では、この方法は、４つの粉砕ステップ、例えば、回転ブレードグラインダー、高トルク低速グラインダー、せん断作用を有するインライングラインダー、および加水分解物を乳化するための均質化作用を有する超高せん断グラインダーを含む。
本明細書に開示したグラインダーを使用すると、生鮮食品廃棄物中に一般に見つかる様々なおよび混合物の材料を粉砕することができることがさらに判定された。例えば、セロリの柄またはトウモロコシ殻などの繊維性材料は、高トルク細断グラインダーを長い繊維性部分として通過し、一方、高速高せん断グラインダーは、繊維性材料を切り刻む。別の例として、細断作用を有する任意選択の高トルクグラインダーは、骨片などの生鮮食品廃棄物粒子スラリー中に存在する高密度材料、または生鮮食品廃棄物粒子スラリー中に存在する他の高密度材料を細断し、そのサイズをさらに低減する。さらに、せん断作用を有する高せん断グラインダーも、生鮮食品廃棄物粒子スラリーまたはせん断された生鮮食品廃棄物スラリー中の骨片または他の高密度材料のサイズをさらに低減するのに役立つ。任意選択の細断ステップの有無にかかわらず、高せん断粉砕は、より大きい骨片が超高せん断ミキサーに到達し、高速スピニングブレードを損傷しないことを保証する。
一部の実施形態では、第１の粉砕ステップは、好ましくは、直径が約１／２インチの平均サイズに粒径を低減する。第１の粉砕ステップは、回転ナイフグラインダーを使用して生鮮食品廃棄物を粉砕して、生鮮食品廃棄物を小粒子に変換することを含み得る。一部の実施形態では、回転ナイフグラインダーは、ポンプヘッドを有する。一実施形態では、ブレードグラインダーのブレードは、スクリーンプレートに対して回転し、生鮮食品廃棄物をカットして粒子にする。他の実施形態では、ブレードグラインダーのブレードは、穴を含むプレートに対して回転し、生鮮食品廃棄物をカットして粒子にする。ブレードグラインダーによって生じる粒子のサイズは、スクリーンまたは他のプレートの穴のサイズに固定される。第１の粉砕ステップの回転ナイフグラインダーは、様々な実施形態では低ＲＰＭ高トルクグラインダーである。好ましくは、ブレードグラインダーは、約１／２インチの粒子を生じるようにブレードとスクリーンとの間にレーザー加工公差（laser machined tolerance）を有することになるが、他の粒径が他の実施形態では生じる。一実施形態では、第１のグラインダーは、ポンプを有するインライングラインダーであり、５”〜１２”プレート、例えば、８−５／８”プレート、４０〜６０ＨＰモーター、例えば、５０ＨＰモーター、および１０，０００〜２０，０００ｌｂｓ／時間、例えば、一部の実施形態では、１５，０００ｌｂｓ／時間の能力を有し得る。他の実施形態では、プレートは、他の寸法を含み得、モーターは、２０〜２００ＨＰの範囲内のＨＰを含み得、それでも他の出力が他の実施形態では使用される。プレートのサイズ、回転ブレードグラインダーの馬力および能力は、生鮮食品廃棄物の所望のスループットおよび粒径によって選択することができる。
一実施形態では、第２の粉砕ステップが回転ブレード粉砕ステップに続く場合がある。このステップでは、例えば、より高い能力のシステムおよびプロセスでは、第２のグラインダーは、細断作用を有する低速〜中速／高トルクグライダーとなり、それは、骨などの高密度粒子を含む生鮮食品廃棄物粒子スラリー中の粒子をさらに細断し、そのサイズを低減する。一部の実施形態では、細断は、カウンターナイフによって行われる。この任意選択のステップで使用されるグラインダーは、例えば、低〜中ＲＰＭ／高トルクグラインダーであり得る。一部の実施形態では、低ＲＰＭ、高トルクグラインダーは、約１２００〜１７００ＲＰＭの速度を有し、他の実施形態では、グラインダーは、１０００〜２０００ＲＰＭの範囲内の速度を有し得、さらに他の実施形態では、他の速度が使用され得る。低〜中ＲＰＭ、高トルクグラインダーは、一部の実施形態では、約５０００〜７０００フィートポンド（ｆｏｏｔ ｌｂ）のトルクを有し得、それは、他の実施形態では、２５００〜１００００フィートポンドのトルクを有し得る。一部の実施形態では、低〜中ＲＰＭ、高トルクグラインダーは、約６，０００〜約６，５００フィートポンドのトルクとともに約１４５０〜１５００ＲＰＭで動作する。この低速／高トルクグラインダーは、例えば、高密度な材料を粉砕し、それによって第２のインライングラインダーを摩耗から保護する。一部の実施形態では、このインライングラインダーの細断作用は、ゆっくりとかつ高トルクで回転して、骨片などの大きい高密度片をポンプおよびパイプラインを通じて滑らかに流れるより小さい粒子にする２列の鋭いスチールカッターを使用することによって実現される。この高トルク回転は、固体をブレードに通させ、混合物中の固形粒子をさらに細断し、その粒径を低減するのに役立つ。様々な製造者によって作製された様々なグラインダーが、様々な実施形態において使用される。一部の実施形態では、グラインダーは、極めてエネルギー効率的な２〜１０ｈｐモーターを使用する場合があり、したがって、これらは、運転するのにより効率的である。一実施形態では、この任意選択のインライングラインダーは、例えば、エネルギー効率的な２〜１０ｈｐモーター高トルク回転グラインダーとなる。
さらに、一実施形態では、インキュベーション容器は、インキュベーションおよび低温殺菌のすべてまたは一部の間に使用されるせん断作用を有するインライングラインダーに接続された再循環ラインを含有する。任意選択の第２のグラインダーが使用される場合、インキュベーション容器内のこのインライングラインダーは、本発明の様々な実施形態では、第３のグラインダーとなる。一部の態様では、せん断作用を有するインライングラインダーは、酵素の組合せとのインキュベーションおよび低温殺菌のすべてまたは一部の間に使用される。一実施形態では、せん断作用を有するインライングラインダーは、中程度のトルクを有する高せん断ミキサーを含み、回転するブレードを有する機械的せん断機であるが、他のミキサーが、他の実施形態では使用される。一部の実施形態では、混合物中の粒子をさらに崩壊させるために、高せん断混合ポンプが、一般的な崩壊ヘッドおよび／または微細スクリーンヘッドとともに使用される。一部の態様では、インライングラインダーは、崩壊ヘッドを有する高せん断ミキサーを含む。一部の態様では、高せん断インライングラインダーは、インキュベーションが始まって約１５、３０、４０、４５、５０、または約５５分〜約１時間後に始めて使用され、好ましくはインキュベーションが始まって約３０分後に低温殺菌ステップに継続する。一部の態様では、開始および実行時間を変更し、依然として同様の粒径低減目的を実現し得る。得られる加水分解物中の粒子は、１インチの約１／１６および約１／３２未満であり得るが、他のサイズが他の実施形態では実現される。
高速ローターブレードとステーターとの間の高せん断作用は、混合物中の粒子および液滴をせん断し、せん断された材料を高速力で周囲のミックス中に追い出し、強力な油圧せん断を創り出す。高せん断混合ポンプのｒｐｍは、一部の実施形態では、約３５００〜約４５００ｒｐｍ超、好ましくは約４０００ｒｐｍ超であるが、他の速度が他の実施形態では使用される。せん断作用を有するこのインライングラインダーは、骨片をせん断することを含めて、混合物中の粒子のサイズをさらに低減し、それは、ブレードとステーターとの間の大粒子の通過による公差の拡大を通じた超高せん断混合ポンプに対する摩耗を防止するのに役立つ。
このインライングラインダーは、パイプラインにボルト止めすることができ、それは、一部の実施形態では、インキュベート混合物を再循環し、溶液中の粒子または任意の残っている固体のサイズを低減するのに役立ち得る。流量は、最大で１分当たり約３５０ガロンであり得る。インライン粉砕ステップはまた、下流の装置、例えば、ポンプ、弁、遠心分離機、および熱交換器などを保護するのに役立ち得る。一実施形態では、インライン粉砕ステップは、超高せん断ミキサーの摩耗を低減し得る。このインライングラインダーは、酵素組合せ（複数可）とともに生鮮食品廃棄物粒子をインキュベートすることのすべてまたは一部の間に使用することができる。この粉砕ステップでは、混合物中の粒子のサイズは、１インチの約１／１６〜約１／３２未満のサイズに低減され得るが、他のサイズが他の実施形態では実現される。一実施形態では、このインライングラインダーは、２０〜４０ＨＰまたは２０〜３０ＨＰモーター、例えば、２５ＨＰモーターによって駆動される、インラインミキサーを含む高せん断ミキサーである。他の実施形態では、より大きいまたはより小さい馬力評価を有するモーターが使用される。システムは、インキュベーション容器として使用されるステンレス鋼タンクを含み、それは、インライン高せん断ミキサーに取り付けられている。このインライングラインダーは、水に基づいて１分当たり約３００〜５００ＵＳガロン、例えば、３５０ＵＳＧＰＭのフロースルーレートを有するが、モーター馬力および流量の様々な組合せが、所望の粒径低減を実現するのに使用され得る。インキュベート混合物を、ループ内でインキュベーション容器および高せん断ミキサーを通じて循環させてもよく、次いで得られた加水分解物を、ループから離して超高せん断グラインダー内に向けることができる。
第４の粉砕ステップ（任意選択の第２の粉砕ステップが使用される場合）は、超高せん断混合ポンプである。超高せん断ミキサーは、一部の実施形態では、分離された栄養豊富な加水分解物を均質化および／もしくは乳化し、かつ／または栄養豊富な組成物中に小粒子を分散させるのに有用である。超高せん断ミキサーは、固定されたスクリーンに対して高ｒｐｍで回転され、第３の粉砕ステップおよび分離後に残っている任意の固体粒子状物質をさらに崩壊させ、均質化することができる。均質化グラインダー（homogenizing grinder）は、一部の実施形態では、最大せん断および低流量を有するように選択される。超高せん断混合ポンプは、好ましくは、強力なせん断を付与し、粒子／液滴サイズを有する材料を生成する多段ローター／ステーター発電機を使用する。一部の実施形態では、超高せん断混合ポンプは、噛み合う歯を含む。一部の実施形態では、超高せん断ミキサーのスピンレートは、水溶液中の油溶性粒子を乳化するために、１分当たり約１０，０００〜約１８，０００フィート（ｆｐｍ）の間であり得る。一部の実施形態では、超高せん断グラインダーは、２．５”〜６”ローター、例えば、３”ローター、および１分当たり約１０，０００〜約２０，０００フィート（ｆｐｍ）、例えば、約１８，０００ｆｐｍを超える先端速度、および各旋回に対して数千の強力なせん断事象を伴った高せん断多段ミキサーであり得る。他の実施形態では、他の速度およびローターサイズが、所望の粒径低減および乳化を実現するのに使用される。一部の実施形態では、任意選択の第２の粉砕ステップが省略される場合、これは、第３の粉砕ステップとなる。
この均質化／乳化ステップは、乳化された加水分解物中の粒子の平均サイズを、約７０、６５、６０、５５、５０、４５、４０、３５、３０、２９、２８、２７、２６、２５、２４、２３、２２、２１、もしくは２０μｍ未満またはそれ未満、あるいは１９、１８、１７、１６、１５、１４、１３、１２、１１、もしくは１０μｍ未満またはそれ未満、好ましくは約２６μｍ未満、あるいは列挙したサイズの任意の２つの間の粒子の平均サイズの任意の範囲に低減する。一部の実施形態では、粒子の約６０、６５、７０、７５、８０、もしくは８５％超、または列挙した百分率の任意の２つの間の粒子に百分率の任意の範囲が、約３０、２９、２８、２７、２６、２５、２４、２３、２２、２１、２０、１９、１８、１７、１６、１５、１４、１３、１２、１１、または１０μｍ未満の直径を有することになる。一実施形態では、均質化後の粒子の７０〜８０％が２６μｍまたはそれ未満の直径を有する。レーザー回折を含めた様々な方法が、粒子のサイズ分布を判定するのに使用され得る。光散乱またはイメージングなどの他の適当な方法も使用され得る。
本発明の乳化された加水分解物と対照的に、他の方法、例えば、米国特許出願第１２／３３８，４４６号に開示された方法によって生成される組成物中の粒子のサイズ範囲は、その組成物が１２０メッシュスクリーン（約１２５ミクロン）を通過するので著しくより大きい。高せん断ミキサーによって生成される加水分解物中の粒子の非常に小さいサイズは、水性液体中に乳化および／または懸濁されている油溶性粒子を含む均質な栄養豊富な加水分解物をもたらす。棚上で安定となる均一な生成物を実現するために、平衡混合が使用されて平衡粒径および／または平衡液滴サイズが得られる。油粒子が十分小さいサイズまで低減されると、表面張力は、各粒子中で十分高く、接触する２つの粒子は、合体して１つのより大きい油粒子を形成しない。これは、不混和性の水性層および油層への生成物の分離、ならびに糖を含有する水性層の沈澱を回避する。一部の場合では、例えば、ケチャップを艶出しし、ミルクを均質化するのに使用される超高せん断混合ポンプがこのステップのために使用され得る。乳化された生成物は、水中で容易に分散し、例えば、より大きい油滴および粒子によって詰りに感受性であるドリップラインを詰まらせることなく、トリップライン灌漑による農場の土地への適用に適合性である。乳化された加水分解物中の小さい粒子および油滴のサイズの結果として、これは、ドリップライン、灌漑（肥沃化）、スプレータンク、葉面散布を含めた様々な方法によって、またはじょうろによって農場の土地に適用することができる。
平衡乳化混合を実現するのに要求される混合の量は、タンク回転率、すなわち、その量の材料が高せん断ゾーンを通過しなければならない回数で測定される。超高せん断ミキサーは、１分当たり３回超乳化タンクの内容物を回転させることができる。乳化ステップは、約１時間、６０、７０、７５、８０、８５、９０、１００、１０５、１１０、１２０、１３０、１３５、１４０、１５０、１６０、１６５、１７０、または約１８０分にわたって実施される。好ましくは、乳化／均質化ステップは、約２時間にわたって実施されるが、開始および実行時間を変更し、依然として同様の乳化目的を実現し得る。一部の実施形態では、このステップは、１２時間もの長さを要する場合があり、理由はそれが、バッチ病原体検査がラボで進行中に、本発明の乳化された加水分解物が安定化タンク内に隔離されている間行われ得るためである。
分離
一部の実施形態では、インキュベーション後、加水分解物は、濾過によって粒子から分離される。一実施形態では、濾過は、任意選択で振動スクリーンであり得る１種または複数種のメッシュスクリーンを使用して実施され得る。例えば、一実施形態では、インキュベートされた加水分解物は、粗いスクリーンを使用して濾過される。次いでそのスクリーンを通過する加水分解物は、微細スクリーンに通して濾過され得る。粗いスクリーンによって濾別される粒状物質は、動物フィードストックとして、かつ／または栄養分の他の源として使用するのに適している場合がある。微細スクリーンによって濾別される材料は、次のバッチに加えることができる。
崩壊ヘッドを有する高せん断ミキサーを含むインライングラインダーが使用される場合、インキュベートおよび低温殺菌ステップは、投入されるインキュベート生鮮食品廃棄物の重量に対して約８５重量％〜約９５重量％、または約９０重量％〜約９５重量％である、分離後の液体加水分解物を生成する。一部の態様では、分離される加水分解物は、投入されるインキュベート生鮮食品廃棄物の重量に対して約８５重量％、８６重量％、８７重量％、８８重量％、８９重量％、９０重量％、９１重量％、または９２重量％超、好ましくは投入されるインキュベート生鮮食品廃棄物の重量に対して約９０重量％超となる。
検査
本発明の一実施形態では、生鮮食品廃棄物変換の検査がプロセス全体にわたって、かつプロセス後に様々な回数で行われ得る。一部の実施形態では、検査は、自動化されている場合がある。
一部の実施形態では、ｐＨ測定が、変換を監視するためにプロセス中またはプロセス後に行われ得る。さらに、乳化された加水分解物の粒子のサイズを、例えば、レーザー回折、または光散乱もしくはイメージングなどの粒径を測定するのに有用な任意の他の検出システムを用いて判定することができる。
炭素含有量および窒素含量も分析され得る。一実施形態では、乳化された加水分解物も、内容物が病原体（例えば、Ｅ．ｃｏｌｉ、ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ、ｌｉｓｔｅｒｉａ、または他の病原体）、重金属、および他の望ましくない材料を含まないことを保証するために検査される。一部の実施形態では、本発明のプロセスは、生鮮食品廃棄物中に存在する病原体を低減または排除する。例えば、一部の実施形態では、本発明の方法は、生鮮食品廃棄物中に存在するｓａｌｍｏｎｅｌｌａ、Ｅ．ｃｏｌｉ、ｌｉｓｔｅｒｉａ、ｃｏｌｉｂａｃｉｌｌｏｓｉｓ、ｃａｍｐｙｌｏｂａｃｔｅｒ、糞便の大腸菌型細菌、および／または他の病原体の量を、対数低減超低減することができる。例えば、本プロセスは、検出不可能なレベルまで少なくとも１０８、１０７、１０６、１０５、１０４、１０３、１０２、または対数低減によって、存在する任意の病原体を不活化および／または低減し得る。病原体の検査を行って、本発明の加水分解物、および変換中の病原体低減の有効性を監視することができる。
さらに、硝酸塩、リン酸塩、カリウム、および他の微量元素の検査も実施されてもよい。例えば、ＮＯ３、ＰＯ４、％Ｋ、％Ｃ、％Ｎ、％Ｋ、％Ｃａ、％Ｍｇ、％Ｓ、％Ｎａ、％Ｃｌ、Ｂ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｆｅ、および／またはＣｕが判定され得る。
一部の実施形態では、本発明は、生鮮食品廃棄物の栄養豊富な組成物への変換を実施するためのシステムに関する。１日当たり５０トン超、例えば、９０トン／日超、あるいは最大で１日当たり９５もしくは１００トン、またはそれ超加工することができる様々なシステムが、様々な実施形態において使用される。システムは、様々な実施形態では、複数のグラインダーを含み得る。一部の実施形態では、４つの粉砕ステップが上述したように使用され、一部の実施形態では、上述した任意選択の第２の粉砕ステップは、使用されない。
図１は、本開示の一部の実施形態によるシステムの概略図を示し、様々なコンポーネント、および様々なコンポーネントで実施される様々なプロセスが、上記および以下にさらに詳細に記載されている。
一部の実施形態では、生鮮食品廃棄物２が、生鮮食品廃棄物源、例えば、スーパーマーケット、食品加工工場、生鮮食品販売者、農場からの新鮮な緑の廃棄物、または生鮮食品廃棄物の他の実行可能な源などから受領される特別なビン、トート、またはバギー中に収容される。特別なビンは、システムの廃棄物受領機構と併せて設計される。一部の実施形態では、廃棄物受領機構は、リフトシステム４を含み、生鮮食品廃棄物２がホッパー中に送達されるようにビンを持ち上げ、ホッパーから生鮮食品廃棄物が第１のグラインダー８に送達される。一部の実施形態では、システムは、回転ブレードグラインダー、任意選択の低ＲＰＭ、高トルクグラインダー、せん断作用を有するインライングラインダー、および均質化グラインダーを含む４つまたはそれ超のグラインダーを含む。一部の実施形態では、システムは、低温殺菌ユニット、分離ユニット、安定化ユニット、およびホモジナイザーとして役割を果たす乳化ユニットを含むインキュベーション容器を含む。他のコンポーネントが他のシステム実施形態で使用される。
一実施形態では、第１のグラインダー８は、例えば、上記でさらに詳細に記載したように第１の粉砕ステップの回転ブレード／ナイフグラインダーであり得る。他のグラインダーが、他の実施形態における第１のグラインダー８として使用される。第１のグラインダー８は、生鮮食品廃棄物２を受領し、インキュベーション容器１６に直接結合されており、すなわち、第１の回転ブレードグラインダー８は、インキュベーション容器１６の入口ポートに結合され、かつインキュベーション容器１６に生鮮食品廃棄物粒状物を送達するためのライン１４に直接結合された出口ポート１０を含む。
別の実施形態では、例えば、細断作用を有する低〜中ＲＰＭ、高トルクグラインダーであってもよい第２のグラインダー２０が、上記でさらに詳細に記載したように第１のグラインダー８とインキュベーション容器１６との間に介在している。一部の実施形態では、第２のグラインダー２０は、例えば、回転ブレードグラインダー８が低ＲＰＭ、高トルクグラインダーにライン２２を介して結合された出口ポートを含む、すなわち、温度制御されたインキュベーション容器１６に結合された出口ポートを含む第２のグラインダー２０であり得る。一部の実施形態では、第２のグラインダー２０は、約１２００〜１７００ＲＰＭの範囲内のＲＰＭで稼働し、約５０００〜７０００フィートポンドのトルクというトルクを有する低ＲＰＭ、高トルクグラインダーであるが、他のＲＰＭ値および他のトルクが、上記に任意選択の第２の粉砕ステップと併せて記載されているように他の実施形態において使用される。一部の実施形態では、第１のグラインダー８からの生鮮食品廃棄物粒子スラリーが、温度制御されたインキュベーション容器１６に直接送達され、一方、別の実施形態では、生鮮食品廃棄物粒子および液体を含む第１の回転ブレードグラインダー８からの流出物が、第２のグラインダー２０（任意選択で含まれ得る）に送達され、得られた生鮮食品廃棄物粒子スラリーが、温度制御されたインキュベーション容器１６に送達される。
一部の実施形態では、回転ブレードグラインダーは、ポンプヘッドを有する回転ナイフグラインダーであるが、他の適当な回転ブレードグラインダーが他の実施形態では使用される。
温度制御されたインキュベーション容器１６は、一部の実施形態では、所望かつ一定の温度を維持するインキュベーターユニットを含む。他の実施形態では、インキュベーター容器は、複数の温度ゾーンを含み、かつ／または入ってくる生鮮食品廃棄物粒状物をインキュベーション容器１６中にありながら複数の段階で複数の温度に加熱することができる。インキュベーション容器１６は、以前に論じたグラインダーの１つまたは複数から生鮮食品廃棄物粒子スラリー２６を受領する１つまたは複数の入口ポート、およびインキュベーションプロセスの前に、かつ／またはその間に生鮮食品廃棄物粒状物と混合される様々な酵素２８を受領するための１つまたは複数の追加の入口ポートを含む。一部の実施形態では、様々な機械的混合ブレード、または様々な実施形態では他の混合デバイスを含むブレンダー／ミキサー３０がインキュベーター容器１６内に含まれている。一部の実施形態では、ブレンダー／ミキサー３０は、リボンブレンダーまたはパドルミキサーであるが、他の適当なブレンダーおよびミキサーが、他の実施形態において酵素でブレンドまたは混合するのに使用される。代わりに、酵素は、手作業でインキュベーション容器に添加されてもよい。様々な機械的なおよび他の混合デバイスが使用される。インキュベーション容器１６は、様々な実施形態では、連続的、定期的、または断続的に、酵素と混合する前、またはその後に生鮮食品廃棄物粒子スラリー２６をかき混ぜるアジテーター（図示せず）を含む。一部の実施形態では、アジテーターは、リボンブレンダーまたはパドルミキサーなどのブレンダーまたはミキサーであり得る。
一部の実施形態では、インキュベーション容器１６は、せん断作用を有するインライングラインダーと結合したインキュベーターユニットを含む。このインライングラインダーは、任意選択の第２のグラインダーが上述したように使用される実施形態では第３のグラインダーとなる。一部の実施形態では、第３のグラインダー３４は、上述したように、せん断作用を有するインライングラインダーとして存在する。第３のグラインダー３４は、インキュベート混合物が再循環される再循環パイプライン３８中に固定されており、せん断作用を有する第３のグラインダー３４は、溶液中の粒子または任意の残っている固体のサイズをさらに低減する。一部の実施形態では、第３のグラインダー３４は、高速回転するブレードを有する機械的せん断グラインダーであり、崩壊ヘッドを含むせん断作用を有するインライングラインダーである。生鮮食品廃棄物の流量は、様々な実施形態では最大で１分当たり約３５０ガロンであり得るが、他の流量が、他の実施形態では使用され、生じさせられる。
様々なシーケンスの加熱ステップが、加水分解物を低温殺菌し、任意の病原体をさらに不活化するためにインキュベーション容器１６内で行われ得る。一部の実施形態では、インキュベーション容器１６内のインキュベーターユニットは、様々な実施形態では１５０°Ｆ〜約１７０°Ｆの範囲であり得るが、様々な他の適当な温度が他の実施形態において使用される温度にコンポーネントを加熱することができる低温殺菌ユニットに結合されており、またはこのユニットを含む。低温殺菌ユニットは、インキュベーションユニットの加熱ユニットと同じまたは異なるユニットであり得る。
インキュベーション容器１６はまた、分離ユニット４２に直接または間接的に結合されている。分離ユニット４２は、インキュベーション容器１６および／または別個の低温殺菌ユニット（図示せず）から流出生成物４４を受領し、分離ユニット４２は、分離部材を含む。一部の実施形態では、分離部材は、１種または複数種のメッシュスクリーンを含み得る。一部の実施形態では、少なくとも１種のスクリーンは、振動スクリーンである。一部の実施形態では、少なくとも１種のスクリーンは、微細スクリーン、例えば、２００メッシュスクリーンであるが、他のスクリーンおよび他の分離部材が、大きすぎてメッシュまたは他の分離部材を通過することができない粒子から流体加水分解物を分離するのに他の実施形態において使用される。大きすぎて粗いスクリーンまたは他の分離部材を通過することができない分離された粒子４８は、動物フィードストックとして使用される場合があり、または粗いスクリーンにとって十分小さいが、微細スクリーンにとって大きすぎる粒子は、次のバッチにリサイクルされ得る。
次いで、大きすぎて粗いスクリーンおよび微細スクリーンまたは他の分離部材を通過することができない粒子から分離された流体加水分解物５０は、安定化容器内で安定化された後に超高せん断乳化ユニット／ホモジナイザーにポンプ搬送され得る。
分離された流体加水分解物５０は、安定化／混合容器５２内で安定化され、この容器では、安定化が、乳化された加水分解物の、安定化／混合容器内で受領される酸源および１種または複数種の保存剤との添加および混合を介して行われる。様々なｐＨレベルが、本明細書に記載するように、様々な実施形態において安定化のために使用される。乳化された加水分解物に酸および／または保存剤を添加するための様々な入口ポートまたは他の方法が、様々な安定化ユニット実施形態において使用される。一部の実施形態では、安定化／混合容器５２は、その中に混合デバイスを含む。一部の実施形態では、ミキサーが、安定化化学物質を分散させ、混合するために容器内で利用される。一部の実施形態では、混合は、約２５０〜５００ＲＰＭ、一実施形態では、３５０ＲＰＭで稼働するミキサーを使用して行われる。ミキサーは、一部の実施形態ではプロペラ型ミキサーである。様々な混合時間が使用される。様々な安定化添加剤および安定化時間が上述したように使用され得る。安定化後、安定に乳化された加水分解物を、品質について検査し、コンテナに割り当てることができる。試料ポート５６は、試料を引き抜くことを可能にする。
安定化された生成物６０は、上記の通り、第４の粉砕ステップ（任意選択の第２の粉砕ステップが使用される場合）と併せて記載されている乳化ユニット／ホモジナイザー６２に送達される。一部の実施形態では、乳化ユニット／ホモジナイザー６２は、上記でさらに詳細に記載したように加水分解物を乳化する均質化グラインダーである超高せん断乳化ユニット／ホモジナイザーである。一部の実施形態では、超高せん断ミキサーは、固定されたスクリーンに対して高ｒｐｍで回転され、残っている任意の固体粒子状物質をさらに崩壊させ、均質化する。一部の実施形態では、超高せん断ミキサーは、低公差の噛み合う歯を有する多段機械せん断装置である。様々な高せん断グラインダー、例えば、それだけに限らないが、２〜４”ローター、および１分当たり約１０，０００〜約２０，０００フィート（ｆｐｍ）を超える、例えば、１８００ｆｐｍまたはそれ超の先端速度を有するグラインダーなどが、一部の実施形態では使用されるが、他の適当なミキサー、乳化装置、またはグラインダーが、他の実施形態では使用される。
次いで、乳化された生成物６４は、加水分解物貯蔵タンク６６に送達される。
一部の態様では、システムは、オンサイトで、または遠く離れてロジック制御および／または自動化することができる。様々なコンピューターおよび他のコンピュータープロセッサーを使用することができる。一部の実施形態では、システムは、有形の非一時的コンピューター可読記憶媒体に記憶された命令を実施するコンピューターまたは他のプロセッサーによってプログラムされている。様々なローカルおよびリモートプログラミング法が使用され得る。加工の過程を監視するため、かつ／もしくは品質管理目的で検査を実施するため、または加水分解物および分離された粒子を特徴付けるための検査方法も、制御および／または自動化することができる。
一部の実施形態では、個々のバッチの加水分解物を、製品がある購入から次の購入まで一貫しているのを保証するためにブレンドしてもよい。
一部の実施形態では、２つまたはそれ超のバッチで生成された栄養豊富なエマルジョンが、投入される生鮮食品の組成のバッチ間ばらつきを低減するために混合される。これは、不均質な供給物から均質な製品を生産することを可能にする。
一部の実施形態では、エマルジョン収率は、生鮮食品投入量の少なくとも９０％である。乳化された生成物は、高い栄養含有量を有する。栄養豊富な加水分解物は、糖、脂肪酸、アミノ酸、またはペプチド、およびミネラルを含有し、それは、土壌生物の増殖を促進して植物に栄養分を供給するのに適した栄養分のバランスのとれたミックスをもたらす。さらに、肥料および土壌改良剤として使用される場合、液体加水分解物は、土壌生物および微生物に栄養分を供給し、それはひいては、植物に栄養分を供給する。
プロセスの分離ステップ中に得られる残りの固形粒子は、雑食性哺乳動物、例えば、ブタ、ニワトリ、またはペットなどのフィードストックとして、または栄養分のサプリメント源として使用することができる。例えば、粗いスクリーンを使用する分離ステップ中に得られる固形粒子は、ブタの飼料として使用され得る。
安定化
一実施形態では、プロセスは、生鮮食品廃棄物を酵素混合物とともにインキュベートした後に安定化ステップを含む。安定化されていない加水分解物のｐＨは、そのバッチを生成するのに使用される生鮮食品廃棄物に応じて４．０〜７．０の範囲である。一部の場合では、安定化ステップの前の加水分解物のｐＨは、品質管理の尺度として役割を果たし得る。本発明の加水分解物は、例えば、ｐＨを約２．５〜約３．５に調整して、酵素消化によって得られる栄養分のさらなる腐敗を最小限にし、その結果、加水分解物中の栄養分が、加水分解物が土壌に適用されるとき依然としてインタクトであるように酸を添加することによって安定化され得る。安定化しないと、微生物および病原体が混入し、低温殺菌後でさえ液体加水分解物を劣化させ得る。
一部の実施形態では、リン酸、炭酸、または乳酸が、加水分解物のｐＨを滴定して加水分解物を貯蔵および輸送している間の微生物および／または病原体の活性を阻害するために添加される場合があり、それは、微生物または病原体によるさらなる消化および／または分解から栄養分を保護する。一部の態様では、本発明のプロセスの安定化ステップは、液体加水分解物の、塩酸、硫酸、炭酸、リン酸、酢酸、ステアリン酸、プロピオン酸、酒石酸、マレイン酸、安息香酸、コハク酸、乳酸、またはクエン酸からなる酸源との添加および混合を含む。一実施形態では、酸は、リン酸であり得る。リン酸は、例えば、リン酸三カルシウムの形態、または任意の他の適当な塩形態であり得る。認可された有機加水分解物が望まれる実施形態では、安定化ステップ中に添加される酸は、乳酸、もしくはクエン酸、または有機生成物とともに使用するのに認可された任意の他の酸から選択されることになる。
一部の態様では、安定化された液体加水分解物のｐＨは、約４．０未満である。一部の態様では、安定化された液体加水分解物のｐＨは、約ｐＨ２．６、２．７、２．８、２．９、３．０、３．１、もしくは約３．５、または列挙したｐＨ値の任意の２つの間の任意の範囲である。好ましくは、安定化された液体加水分解物のｐＨは、約ｐＨ２．５または約ｐＨ３．０である。一態様では、低温殺菌ステップは、生鮮食品廃棄物または加工工場に存在する任意の細菌または他の病原体を不活化するが、安定化は、低温殺菌ステップ後の環境源からの病原体の増殖を防止する。
保存剤を任意選択で添加してもよい。一部の実施形態では、保存剤は、ソルビン酸カリウム、トコフェロール、ナタマイシン、またはＤ−アルファトコフェロール酢酸エステルであり得る。一部の実施形態では、ソルビン酸カリウムが使用される場合がある。認可された有機加水分解物が望まれる一部の実施形態では、保存剤は、例えば、トコフェロール、ナタマイシン、Ｄ−アルファトコフェロール酢酸エステル、または有機生成物とともに使用するのに認可された任意の他の保存剤であり得る。
土壌有機物の増大
一実施形態では、本発明の栄養豊富な有機組成物が肥料および土壌改良剤として使用される場合、これらは、土壌有機物の初期レベルに応じて最大で少なくとも１５０％土壌有機物を増大させる。一実施形態では、本発明の組成物は、最大で約１４０％もしくは１５０％、またはそれ超によって土壌有機物を２倍超にする。一態様では、本発明の組成物は、土壌有機物の初期レベルに応じて、最大で４０％、５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、１００％、１１０％、１２０％、１３０％、１４０％、１５０％、またはそれ超土壌有機物を増大させ得る。
したがって、本発明の栄養豊富な肥料および土壌改良剤は、適用される肥料中に含有される有機物の量をはるかに超えて土壌有機物を増大させることができる。一部の実施形態では、本発明の栄養豊富な乳化された加水分解物は、約４０％〜約１５０％、またはそれ超土壌有機物を増大させる。
一実施形態では、生鮮食品廃棄物から得られる本発明の肥料および土壌改良材はまた、伝統的な肥料または非生鮮食品廃棄物を用いて得られる肥料と比較して有利に低減されたレベルのナトリウムを有し、土壌中のナトリウムのレベルを低減するのに役立つ場合もある。したがって、他の肥料と比較してナトリウムのレベルが低減されていることは、より活発な植物成長を促進するのに役立つ。
定義
出発材料として生鮮食品廃棄物を使用すると、腐敗を最小限にすることによって廃棄物から可能な限り高い含有量の栄養分がもたらされる。一実施形態では、本発明のプロセスは、分解、腐敗、および／もしくは炭素化合物のブレイクダウン、または栄養分の放出を最小限にするやり方で収集、貯蔵、輸送、および加工される生鮮食品廃棄物を使用する。
一実施形態では、生鮮食品廃棄物は、生鮮食品廃棄物保持施設、例えば、期限切れの食品を貯蔵するためのスーパーマーケット施設を含めた生鮮食品廃棄物を保持、貯蔵、もしくは処理するための施設から、または生鮮食品廃棄物が複数のスーパーマーケットから収集される中央施設で提供され得る。例えば、予め秤量されたコンテナに生鮮食品廃棄物を満たすことができ、その結果、生鮮食品廃棄物内容物の重量が分かり、追跡される（例えば、バーコード、ＲＦＩＤ、および／またはコンピューター追跡システムによって）。生鮮食品廃棄物は、食品加工施設、生鮮食品販売者、農場からの緑の廃棄物、または生鮮食品廃棄物の他の実行可能な源から収集される場合もある。
コンテナは、細菌の混入を回避し、腐敗を防止するために、生鮮食品廃棄物を収集するのに使用する前に浄化および滅菌されてもよい。別の実施形態では、コンテナは、鮮度のために適切な温度に維持するのに役立つように断熱され得る。さらに、コンテナは、相対的に小さい量の生鮮食品廃棄物（例えば、１，０００ポンドもしくはそれ未満）を保持し、かつ／または鮮度を保証するのに役立つように密封可能な蓋を有する場合がある。
さらに他の実施形態では、コンテナは、頻繁に収集され（例えば、１週間当たり３またはそれ超の日）、任意選択で輸送中に冷蔵条件（例えば、冷蔵トラック）を使用して加工施設に輸送される場合がある。ごみ成分（例えば、紙、プラスチック、ボール紙、ガラス、新聞紙、「がらくた」、ならびにアルミニウムおよびスチールのメイズ（mays））は、スーパーマーケット、または他の供給源施設（source facility）もしくはセントラルロケーションで食品廃棄物から分離され得る。生鮮食品廃棄物は、任意選択で、別個のカテゴリーの廃棄物、例えば、野菜廃棄物対動物肉廃棄物に、またはパン、惣菜、シーフード、農産物、およびパッケージ化された商品に分離されてもよい。
農産物は、農業産物、特に、穀物および他の主食作物と区別されるような新鮮な果実および野菜と定義することができる。しかし、生鮮食品廃棄物のバッチ間変動は、均一かつ再現可能な製品を得るために２つまたはそれ超のバッチで生成される栄養豊富な組成物を組み合わせることによって、責任を取ることができることが判定された。
本明細書において、用語「粗いスクリーン」は、液体の低温殺菌された加水分解物から、フィードストックを生成するのに使用され得る低温殺菌された固体を分離するためのスクリーンを指し、様々なスクリーニング技法を含むことができる。一部の実施形態では、粗いスクリーンは、例えば、約１８〜６０メッシュを有するメッシュスクリーン、例えば、１０００ミクロン開口部を有する１８メッシュスクリーン、８４１ミクロン開口部を有する２０メッシュスクリーン、７０７ミクロン開口部を有する２５メッシュスクリーン、５９０〜５９５ミクロン開口部を有する３０メッシュスクリーン、５００ミクロン開口部を有する３５メッシュスクリーン、４００ミクロン開口部を有する４０メッシュスクリーン、３５４ミクロン開口部を有する４５メッシュスクリーン、２９７ミクロン開口部を有する５０メッシュスクリーン、もしくは２５０ミクロン開口部を有する６０メッシュスクリーン、または他の市販の粗いスクリーニング技術であり得る。
本明細書において、用語「微細スクリーン」は、ｉ）粒子表面積を増大させ、それによって加水分解物を生成するのに使用される酵素の有効性を増大させるための、ｉｉ）農業従事者のドリップラインまたは他の同様の装置を容易に通過する低温殺菌された加水分解物の能力を保証するための、かつｉｉｉ）その結果、低温殺菌された加水分解物が、それが根のゾーンに送達されると土壌生物による代謝に容易に利用可能であるスクリーンを指す。一部の実施形態では、３０メッシュスクリーンは、振動スクリーンである。これは、大きすぎてメッシュを通過することができない粒子、例えば、５９０μｍ超の平均直径を有する粒子から加水分解物を分離する。次いで、第１のスクリーンを通過する加水分解物は、７４μｍの開口部サイズを有する２００メッシュスクリーンに通す濾過によってさらに分離され得る。一部の態様では、２００メッシュスクリーンに通すスクリーニングによって加水分解物から取り出されるインキュベートされた生鮮食品粒子は、７４μｍ超の直径を有する。一部の態様では、スクリーンは、振動スクリーンであり得る。一部の実施形態では、微細スクリーンは、第２のスクリーニングステップで使用され得る３５〜４００メッシュを有するメッシュスクリーン、例えば、５００ミクロン開口部を有する３５メッシュスクリーン、４００ミクロン開口部を有する４０メッシュスクリーン、３５４ミクロン開口部を有する４５メッシュスクリーン、２９７ミクロン開口部を有する５０メッシュスクリーン、もしくは２５０ミクロン開口部を有する６０メッシュスクリーン、２１０ミクロン開口部を有する７０メッシュスクリーン、１７７ミクロン開口部を有する８０メッシュスクリーン、１４９ミクロン開口部を有する１００メッシュスクリーン、１２５ミクロン開口部を有する１２０メッシュスクリーン、１０５ミクロン開口部を有する１４０メッシュスクリーン、８８ミクロン開口部を有する１７０メッシュスクリーン、７４ミクロン開口部を有する２００メッシュスクリーン、６３ミクロン開口部を有する２３０メッシュスクリーン、５３ミクロン開口部を有する２７０メッシュスクリーン、４４ミクロン開口部を有する３２５メッシュスクリーン、もしくは３７ミクロン開口部を有する４００メッシュスクリーン、または他の市販の微細スクリーニング技術であり得る。約７４μｍから約５９０μｍの間の直径を有する微細スクリーンによって分離される固形粒子は、次のバッチで消化されるフィードストックとしてリサイクルされる場合がある。
本明細書において、用語「栽培者の標準」は、栽培者によって現在使用されている、硝酸塩肥料および所与の作物のために標準化された栄養分必要条件を含む他の肥沃化レジームを指す。
本明細書において、用語「加水分解物」は、酵素を用いた生鮮食品廃棄物の消化の生成物を指す。液体は、本明細書に記載するように、使用されるグラインダー、および加水分解物からより大きい粒子を分離するのに使用されるメッシュスクリーンに応じて小さい粒子および／または油滴を含有し得る。
本明細書において、用語「栄養豊富な組成物」は、例えば、アミノ酸、単糖、脂肪酸、およびミネラルを含有する組成物を生成するために、生鮮食品廃棄物中のタンパク質、炭水化物（糖、デンプン、および／またはセルロース物質など）、ならびに油脂を消化することによって新鮮な有機性廃棄物から放出される栄養成分を含む組成物を指し、この場合、このプロセスによって生成される組成物は、出発材料生鮮食品廃棄物の重量に対して少なくとも約９０重量％を構成する。一部の実施形態では、組成物は、少なくとも約９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、もしくは約９５％、またはそれ超の生鮮食品廃棄物を含み得る。
「粒状生鮮食品廃棄物」とは、粒子および液体の混合物であり得る、第１の粉砕ステップ後に形成される混合物を意味する。
「酵素組合せ」は、粒状生鮮食品廃棄物および／またはインキュベート混合物に添加される２種またはそれ超の酵素である。酵素組合せ中の酵素は、粒状生鮮食品廃棄物および／もしくはインキュベート混合物に添加する前に一緒に混合されてもよく、または粒状生鮮食品廃棄物および／もしくはインキュベート混合物に別個に添加されてもよい。
（実施例１）
農産物の収量の増大
本発明の組成物の適用によって得られる農産物収量増大の例示的な実施例として、（１）栽培者の標準肥料（硝酸塩肥料および他の一般に使用される肥料）でイチゴ植物を処理する効果を、カルシウムの葉面散布と一緒に、（２）１エーカー当たり７３ガロン（ｇｐａ）の本発明の乳化された加水分解物（Ｈ２Ｈ）、および（３）Ｈ２Ｈと栽培者標準肥料との５０：５０ブレンドでの処理と比較した。３つのイチゴ畑内で合計１．２エーカーとなる１８のプロットを、図２に示したように、３つの処理のうちの１つ（１処理当たり６反復）に指定した。乳化された加水分解物の原液を１０：１に希釈した後、作物に適用する。
処理を、３月２８日、４月９日、および４月１８日に、ドリップライン灌漑によって施した。イチゴを、４月４、８、１１、１５、１８、２２、２５、および２９日に収穫した。間引いた果実についての収量応答を図３に示す。
図３は、イチゴトライアルで得られた市場向きでない（間引かれた）イチゴについての収量応答（間引き重量対時間）のグラフを示す。
図４は、イチゴトライアルで得られた市場性のあるイチゴの収量応答（生鮮重量対時間）のグラフを示す。
図５は、３つの処理のそれぞれについての一成長期にわたって得られたイチゴの間引き重量および生鮮重量の棒グラフを示す。
図３〜４、および以下の表１で分かるように、本発明の乳化された加水分解物、または本発明の乳化された加水分解物のＧＳとの５０：５０ミックスで処理すると、イチゴの収量が有意に増大し、一方、間引きされる果実の量は増大しない。図４はさらに、収量の増大が、イチゴの価格がより高い成長期の最後で特に顕著であることを示す。
これは、Ｈ２ＨまたはＨ２Ｈ：ＧＳを適用すると、収量が有意に増大し、一方、適用される硝酸塩肥料の量が低減することを実証する。収量の増大は、農業従事者に著しい経済的便益をもたらす。
（実施例２）
農産物の収量の増大、ならびに植物および根の成長に対する効果
秋に成長させるイチゴの苗床トライアルを行って、収量、ならびに植物および根の成長に対するＨ２ＨおよびＨ２Ｈ：ＧＳの５０：５０ミックスでの処理と比較した栽培者標準（ＧＳ）での処理の効果を研究した。ポルトライチゴ植物を、７／１５／１３に８”ポットに冬の貯蔵庫から移植した。植物を、定植（８／１３／１３）時、および８／１２／１３に開始して２〜３週間毎に処理した。植物を、８／１２、８／２６、９／１２、９／３０、および１０／１４／１３にも処理した。
各処理について３〜４つの植物の破壊的サンプリングを９／７／１３に完了して、根の発達を調べ、質量増加を測定した。得られた重量を表２に示す。
これは、Ｈ２ＨまたはＨ２Ｈ：ＧＳで処理すると、根および植物全体の成長が増大するように思われ、Ｈ２Ｈ：ＧＳが植物全体および根の成長について最良の結果を与えたことを示す。これを、サンプリングした植物および根の写真によってさらに例示する。図６は、左から右に、ＧＳ、Ｈ２Ｈ、およびＨ２Ｈ：ＧＳで処理した、定植しておよそ７週間後にサンプリングしたイチゴ植物全体の写真を示す。Ｈ２Ｈ：ＧＳ（およびＨ２Ｈ）で処理した植物は、重量の差異によって反映されるように、ＧＳで処理した植物より大きく見える。図７は、左から右にＧＳ、Ｈ２Ｈ、およびＨ２Ｈ：ＧＳで処理した、定植しておよそ７週間後にサンプリングしたイチゴ植物の根の写真を示す。本発明の乳化された加水分解物、または本発明の乳化された加水分解物のＧＳとの５０：５０（ｖ／ｖ）ミックスで処理した植物の根は、ＧＳで処理した植物の根より、濃く（より高密度で活発）見える
図８は、左から右に、ＧＳおよびＨ２Ｈで処理した植物の根を比較している、定植しておよそ７週間後にサンプリングしたイチゴ植物の根の拡大写真を示す。図９は、左から右に、ＧＳおよびＨ２Ｈ：ＧＳで処理した植物の根を比較している、定植しておよそ７週間後にサンプリングしたイチゴ植物の根の拡大写真を示す。
それぞれ４つの植物の６つの反復区を、１１週間にわたって週２回（２１摘み取り日）収穫した。結果を図１０〜１５に示す。
図１０は、Ｈ２ＨおよびＨ２Ｈ：ＧＳの５０：５０ミックスでの処理と比較した、栽培者標準（ＧＳ）での処理の効果の苗床トライアルにおける、１エーカー当たりに得られた苗床イチゴのトレイの数対時間のグラフを示す。図１１は、Ｈ２ＨおよびＨ２Ｈ：ＧＳの５０：５０ミックスでの処理と比較した、栽培者標準（ＧＳ）での処理の効果の苗床トライアルにおける、１エーカー当たりに得られた苗床イチゴのトレイの累積生産量対時間のグラフを示す。これは、さらに、本発明の乳化された加水分解物、または本発明の乳化された加水分解物のＧＳとの５０：５０ミックスで処理すると、イチゴの累積生産量がより高くなったことを例示する。
図１２は、Ｈ２ＨおよびＨ２Ｈ：ＧＳの５０：５０ミックスでの処理と比較した、栽培者標準（ＧＳ）での処理の効果の苗床トライアルについての、計算された累積的な正味の収益のグラフ（１エーカー当たりのドル対時間）を示す。これは、農業従事者が、環境的に危険な硝酸塩肥料（ＧＳ）の一部またはすべてを本発明の乳化された加水分解物と置き換えることによって経済的便益を実現するはずであることを示す。図１３は、ＧＳと比較したＨ２ＨまたはＨ２Ｈ：ＧＳを使用することによって経時的に栽培者が実現するはずである収益の計算された累積的な正味の増大のグラフを示す。
（実施例３）
農産物の収量の増大
秋に成長させる独自のイチゴのフィールドトライアルを行って、７／１７／１３に冬の貯蔵庫から移植した独自のイチゴ植物での処理と比較した栽培者標準（ＧＳ）での処理の収量に対する効果を研究した。植物を、畑の一部に１適用当たり、１エーカー当たり１０ガロンのＨ２Ｈを５回適用したことを例外として、栽培者標準実践で処理した。植物を、８／２８、９／１８、１０／２、１０／１６、および１０／３０／１３にも処理した。
それぞれ４つの植物の６つの反復区を、９週間にわたって週２回（１８摘み取り日）収穫した。図１４は、秋に成長させる独自のイチゴについてのＨ２Ｈでの処理と比較した栽培者標準（ＧＳ）での処理の効果のフィールドライアルにおける、累積的な生産量のグラフ（１エーカー当たりに得られたイチゴのトレイの数対時間）を示す。これは、硝酸塩肥料を適用しないで本発明の乳化された加水分解物で処理して得られる累積的な正味の生産量は、農産物の累積的な生産量（収量）を増大させることを例示する。
図１５は、Ｈ２Ｈでの処理と比較した栽培者標準（ＧＳ）での処理の効果の苗床トライアルについての栽培者に対する計算された累積的な正味の収益のグラフ（１エーカー当たりのドル対時間）を示す。これはさらに、農業従事者が、環境的に危険な硝酸塩肥料（ＧＳ）を本発明の乳化された加水分解物と置き換えることによって経済的便益を実現するはずであることを実証する。図１６は、図１５に示した収益に基づいて栽培者標準の使用と比較したＨ２Ｈを使用する栽培者の収益の計算された累積的な正味の増大のグラフを示す。
図１６は、図１５に示した収益に基づいて栽培者標準の使用と比較したＨ２Ｈを使用する栽培者の収益の計算された累積的な正味の増大のグラフを示す。
（実施例４）
農産物のサイズおよび収量の増大
フィールドトライアルを行って、野菜の成長および収量に対する本発明の組成物の適用の効果を研究した。コラードグリーン植物を、（１）対照、（２）栽培者標準肥料（硝酸塩肥料）、（３）本発明の乳化された加水分解物（Ｈ２Ｈ−１００％）、および（４）Ｈ２Ｈと栽培者標準肥料との５０：５０ブレンド（Ｈ２Ｈ：ＧＳ）で処理した。収量データを表３に示す。
これは、より高い収量が、Ｈ２ＨとＧＳとの５０：５０混合物で野菜を処理することによって得られることを実証する。さらに、図１７では、ＧＳ単独で処理された植物（上の行）と比較したＨ２Ｈ：ＧＳで処理された植物（下の行）の写真が、本発明の乳化された加水分解物＋栽培者標準の５０：５０混合物（Ｈ２Ｈ：ＧＳ）で処理された植物は、ＧＳ単独で処理された植物より大きく成長することを例示する。
ＧＳでの処理に対する１３〜１５パーセントの収量の同様の増大が、他の野菜およびアボカドについて観察されている。
（実施例５）
農産物のサイズおよび収量の増大
別のフィールドトライアルを行って、野菜の成長および収量に対する本発明の組成物の適用の効果を研究した。キャベツ植物を、（１）対照、（２）栽培者標準肥料（硝酸塩肥料）、（３）本発明の乳化された加水分解物（Ｈ２Ｈ−１００％）、および（４）Ｈ２Ｈと栽培者標準肥料との５０：５０ブレンド（Ｈ２Ｈ：ＧＳ）で処理した。結果を表４に示す。
これらの結果は、本発明の乳化された加水分解物＋栽培者標準との５０：５０混合物（Ｈ２Ｈ：ＧＳ）でキャベツ植物を処理すると、収量が増大することを実証する。図１８、ＧＳのみで処理された植物からのキャベツの頭（左側）と比較した、本発明の乳化された加水分解物＋栽培者標準（Ｈ２Ｈ：ＧＳ）で処理された植物からのキャベツの頭（右側）の写真は、ＨＳＨ：ＧＳで処理された植物からのキャベツの頭は、ＧＳ処理植物からのキャベツの頭のサイズの２倍であり、一方、同じ品質を維持していることを示す。
（実施例６）
％土壌有機物の増大
本発明の乳化された加水分解物での処理の効果を、樹木作物果樹園における処理の後に判定した。合計１，２３０エーカーになるアーモンド果樹園中の１６ブロックを、季節に対して１エーカー当たり５０ガロンで、本発明の乳化された加水分解物（Ｈ２Ｈ）で処理した。この研究は、農学専門家、Ｍｉｇｕｅｌ Ｄｕａｒｔｅ博士、Ｆｒｅｓｎｏ、ＣＡのＤｕａｒｔｅ＆Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ，Ｉｎｃ．の所有者によって行われた。％土壌有機物を処理の前後で測定した。結果を表５に示す。
平均％土壌有機物は、０．８１４％から１．９５６％に増大し、統計的に有意な増大であった。ｔ−検定値は、１．２３７×１０−１４であり、信頼区間は、９９．９９９９９９９９９９９９％であった。これは、肥料として本発明の組成物を使用すると、土壌を処理した後に％土壌有機物の驚くほど高い１４０％の増大がもたらさせることを実証した。これは、本発明の組成物が、土壌に適用された組成物の有機含有量に起因する量を超えて土壌有機物を増大させることを実証した。
芝生における土壌有機物を増大させる能力も判定した。その試験では、Ｈ２Ｈで処理すると、土壌有機物が４０％増大した。
さらに、対照アーモンド樹木は、３．３平方インチの幹断面積および８３．１”の高さを有し、一方、Ｈ２Ｈで処理されたアーモンド樹木は、１１．３平方インチの幹断面積および１１８．１”の高さを有していた。
（実施例７）
Ｈ２Ｈでの処理は、水の使用の低減を可能にする
唯一の栄養分としてＨ２Ｈを使用して成長させた作物樹木に対する散水の低減の効果を判定した。アーモンド果樹園を、水制限の後に栽培者標準で利用可能な水の３／４を使用して唯一の栄養分投入としてＨ２Ｈで処理した。
Ｈ２Ｈを、１年前に移植した樹木に８ガロン／エーカーの割合で添加した。樹木に、１８インチ／エーカーという標準量の水と比較して、およそ１３．５インチ／エーカーで散水した。栽培者は、唯一の栄養源としてＨ２Ｈを選択する。理由は、Ｈ２Ｈが、不十分な希釈水が利用可能であるとき化学肥料の使用によって引き起こされる樹木の損傷を防止するのに追加の水の投入を必要としないためである。樹木直径の変化を、Ｈ２Ｈ処理樹木、および対照樹木について６月から８月に測定した。ＧＳおよび低減された水で成長させた成熟エーカーに対する栽培者の収量は、水利用可能性の減少に起因して前の年と比較して４０％減少していた。
これは、Ｈ２Ｈの適用が作物樹木の成長を刺激したことを実証した。
（実施例８）
農産物の収量および糖含有量の増大
本発明の組成物の適用によって得られる農産物収量増大の増大の別の例として、（１）栽培者標準肥料（硝酸塩肥料）でトマト植物を処理する効果を、（２）１エーカー当たり７３ガロン（ｇｐａ）の本発明の乳化された加水分解物（Ｈ２Ｈ）、および（３）Ｈ２Ｈと栽培者標準肥料との５０：５０ブレンドでの処理と比較した。トマトの糖含有量に対する処理の効果も判定した。
トマト植物に、季節の過程にわたって肥料を５回適用した。処理は、定植中に、かつ１０ＰＳＩの５／８”ドリップラインへの直接注入によって施した。３５エーカーの畑中の植物の２列をＨ２Ｈで処理し、２列をＨ２Ｈ：ＧＳで処理し、１列をＧＳで処理した。栽培者標準は、ＵＡＮ３２．０．０（３２％Ｎ）としても公知のＵＮ３２であった。これは、４５％硝酸アンモニウム、３５％尿素、および２０％水からなる。適用の割合およびタイミングを表６に示す。
５／１４の適用は、ＨＧＨおよびＧＳをドリップライン中に一緒に注入することによって施した。５／３０、６／１２、および７／３にＨ２Ｈ：ＧＳ処理の一部として適用したＧＳは、畑についての通常の注入事象の設定時間の１／２にわたってＧＳ処理の弁をオンにすることによって計量した。
トマトを、３つの処理のそれぞれからの２０のランダムに選択した植物から収穫した。トマトを、各植物について計数および秤量した。１０個のトマトを、糖のｂｒｉｘを測定するために各植物からランダムに選択した。（１度のＢｒｉｘは、溶液１００グラム中のスクロース１グラムであり、重量による百分率（％ｗ／ｗ）としての溶液の強度を表す）。
図１９は、ＧＳ、Ｈ２Ｈ：ＧＳ、またはＨ２Ｈ単独で処理された植物が実らせた植物１つ当たりの平均トマト重量（植物１つ当たりのトマトのグラム）の棒グラフを示す。これは、トマトの収量は、ＧＳでの処理を本発明の乳化された加水分解物での処理に置き換えたとき、増大した可能性があり、一方、ＧＳと本発明の乳化された加水分解物との５０：５０ミックスで処理すると、植物１つ当たり約６６００グラムから約７５００グラムのトマトに収量が増大したことを示した。
図２０は、ＧＳ、Ｈ２Ｈ：ＧＳ、またはＨ２Ｈ単独で処理された植物が実らせた植物１つ当たりの平均トマト数（植物１つ当たりの平均数のトマト）の棒グラフを示す。これは、本発明の乳化された加水分解物または５０：５０ミックスで処理すると、植物１つ当たりのトマト数が増加したことを示した。
図２１は、ＧＳ、Ｈ２Ｈ：ＧＳ、またはＨ２Ｈ単独で処理された植物が実らせたトマトの平均ＢＲＩＸ（ＢＲＩＸ度）の棒グラフを示す。データは、本発明の乳化された加水分解物で処理すると、有意な程度にトマトの糖含有量が増大したことを示した。
（実施例９）
植物群落の増大
別の態様では、本発明の組成物は、肥料として適用される場合、植物群落を増大させるのに有用である。これは、より少ない熱を反射し、土壌温度をより低く保ち、土壌からの水の蒸発を低減し、植物による太陽光の捕捉を増大させ、雑草を低減するのに役立つ。Ｈ２Ｈで処理されたトマト植物の群落を、ＧＳで処理されたトマト植物の群落と比較した。Ｈ２Ｈで処理される植物は、表７に示した適用スケジュールに従って処理した。
ＧＳまたはＨ２Ｈで処理された植物からの葉についての分析ラボ結果を以下の表８に示す。
これは、Ｈ２Ｈで処理された植物の栄養状態がＧＳで処理された植物より良好であったことを示した。
ＧＳ単独で処理された植物と比較したＨ２ＨとＧＳとの５０：５０混合物で処理された植物が実らせたトマトの１エーカー当たりの収量を表９に示す。
収量の結果はさらに、トマトの収量は、ＧＳと本発明の乳化された加水分解物との５０：５０混合物で処理することによって増大することを実証した。
図２２は、ＧＳまたはＧＳとＨ２Ｈとの５０：５０混合物で処理されたトマトを植えた畑プロットの撮影された空中像を示す。空中像は、クロロフィル含有量に基づき、緑色は、Ｈ２Ｈ処理植物中のより多い群落およびクロロフィルを示し（反射した熱がより少ない）、褐色は、より少ない群落およびより少ないクロロフィルを示す。図は、ＧＳと本発明の例示的な乳化された加水分解物との５０：５０混合物で処理されたプロット中の植物は、より速い成長、ならびにより大きい群落およびより多いクロロフィルの結果として熱の反射がより少なかったことを示す。
（実施例１０）
乳化された加水分解物の作製
本発明の例示的な安定化された加水分解物を作製するためのパイロットスケールプロセスを実施した。安定化された食品加水分解物は、スーパーマーケットから収集されたリサイクルされた生鮮食品廃棄物から作製した。このプロセス中、リサイクルされた食品を加熱し、機械的に粉砕し、酵素によってブレイクダウンして溶液にした。加水分解物は、炭水化物、タンパク質、および脂肪を含む栄養分の複合形態を含有する。
農産物、肉、魚、パン、および惣菜部門からの生鮮食品廃棄物を、スーパーマーケットで棚から引っ張り出して２日以内に冷蔵トラックによって収集した。収集された生鮮食品廃棄物有機物を、ピックアップを待ちながら収集された食品を新鮮に保つように設計された特殊な断熱されたコンテナ内で貯蔵することによって新鮮に保った。収集されたスーパーマーケット生鮮食品は、生産施設に到着して２４時間以内に加工した。
収集された生鮮食品廃棄物を秤量し、肉および農産物のｌｂｓ．として別個に記録した。材料を秤量した後、これを中央ホッパー内に注ぎ込み、ポンプヘッドを有する回転ナイフグラインダーを使用して粉砕してスラリーにした。
グラインダーは、生鮮食品廃棄物粒子スラリーをジャケット付き消化容器内にポンプ搬送し、そこでこれを連続的に混合した。酵素消化インキュベーションプロセスを、この容器内で合計３時間にわたって実施した。酵素をスラリー中に導入し、材料を連続的に加熱し、混合し、さらに粉砕して、材料に作用する酵素の効率を最大にした。
より具体的には、エンドセルラーゼ、エキソセルラーゼ、およびリパーゼを含む第１の酵素組合せを、一定に混合しながら生鮮食品廃棄物スラリーに添加し、温度を１００°Ｆに３０分間上昇させた。次いで再循環ライン中のインライン高せん断グラインダーをオンにした。高せん断グラインダーは、崩壊ヘッド（高ＲＰＭせん断作用）を有する高せん断ミキサーであった。ペクチナーゼ、プロテアーゼ、およびα−アミラーゼを含む第２の酵素組合せを添加し、温度を１３０°Ｆに１．５時間上昇させた。インキュベート後、インキュベートされた加水分解物を１６０〜１７０°Ｆの間に約３０分間加熱して加水分解物をさらに低温殺菌した。
次いでこの低温殺菌された材料を、メッシュスクリーンを使用して分離した。インキュベートすることによって生成される加水分解物を、５９０μｍの開口部を有する振動３０メッシュスクリーンを使用して最初に分離した。第１のスクリーンを通過する加水分解物を、７４μｍの開口部サイズを有する２００メッシュスクリーンに通す濾過によってさらに分離した。
次いで分離された液体加水分解物を、高せん断多段ミキサーであり得る超高せん断グラインダーを使用して乳化／均質化して、乳化された加水分解物を形成した。乳化された加水分解物中の粒子の８０パーセントが、レーザー回折によって判定した場合、２６μｍ、またはそれ未満の直径を有していた。乳化された加水分解物を、最終加工のために安定化タンクにポンプ搬送した。
低温殺菌された加水分解物または乳化された加水分解物を、リン酸を添加して２．８のｐＨにすることによって安定化させ、０．２５％ソルビン酸カリウムを、貯蔵しながら液体をその低温殺菌された状態に維持し、微生物活性を防止するために添加した。次いで材料をサンプリングし、ｐＨおよび食品病原体の存在について点検した。食品病原体スクリーニングは、２４時間のインキュベーション期間を必要としたので、材料を、それがこの点検をクリアするまで２４時間安定化タンク内で保持した。次いで加水分解物を貯蔵タンクに移した。
安定化後、加水分解物を、内容物が病原体（Ｅ．ｃｏｌｉおよびｓａｌｍｏｎｅｌｌａのような）、重金属、ならびに他の望ましくない材料を含まないことを保証するために実験室検査も行った。個々のバッチをブレンドし、加水分解物組成が一貫していることを保証した。
（実施例１１）
病原体の低減
生鮮食品廃棄物をバイオ肥料として有用な加水分解物に変換するための本発明のプロセス中の病原体低減を評価するために、研究を行った。以下に記載するように、好熱性、低温殺菌、および酸安定化プロセスにより、Ｅ．ｃｏｌｉ（Ｏ１５７：Ｈ７）、Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ ｔｙｐｈｉｍｕｒｉｕｍ ＬＴ２、およびＬｉｓｔｅｒｉａ ｍｏｎｏｃｙｔｏｇｅｎの低減を含めて、検査した病原体のすべてが不活化された。この研究では、生鮮食品廃棄物にＥ．ｃｏｌｉ、Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ ｔｙｐｈｉｍｕｒｉｕｍ ＬＴ２、およびＬｉｓｔｅｒｉａ ｍｏｎｏｃｙｔｏｇｅｎを接種し、乳化された加水分解物中に存在する病原体のレベルを測定した。
図２３は、実験セットアップの概略図を示す。病原体チャレンジを行うために、ベンチスケール生成装置を設計し、実験は、周囲の汚染を回避し、かつ安全性規制を順守するためにバイオセーフティキャビネット（レベルＩＩ）内で行った。実験は、３つの段階：１）好熱性段階（５５〜５７℃）；２）低温殺菌段階（７５〜７７℃）；および３）酸性化段階（室温（２２〜２５℃））で実施した。プロセス中の生鮮食品廃棄物の温度を制御するために、ウォータージャケット（外側ビーカーとして図２に示した）の温度を、加熱プレートを使用して調節した。好熱性処理は、１５０分間実施し、一方、低温殺菌は、３０分間実施した。低温殺菌を完了した後、酸処理（すなわち、食品廃棄物のｐＨを２．８〜３．０に下げること）を実施した。酸性化プロセスは、１２０分延ばした。病原体がスパイクされた生鮮食品廃棄物混合物の混合は、オーバーヘッド混合を使用して実施した。好熱性酵素インキュベーション段階および低温殺菌プロセスの間、撹拌速度は５０ＲＰＭであり、酸安定化プロセスの間、撹拌速度は、２００ＲＰＭであり、それは、加水分解物の均一性を保証し、混合物を通気するのに役立った。
生鮮食品廃棄物を調製する初期段階、好熱性段階（１５０分後）、低温殺菌段階（好熱性段階後３０分）、および安定化段階（低温殺菌段階後１２０分）を含む各段階で、試料を収集し、試料収集の３０分以内に分析した。ｐＨおよび温度プローブを備えたｐＨメーターを使用してｐＨおよび温度を測定した。
検査を行うために、Ｅ．ｃｏｌｉ（Ｏ１５７：Ｈ７）、Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ、およびＬｉｓｔｅｒｉａ ｍｏｎｏｃｙｔｏｇｅｎｅｓの新たに調製した種菌を、５００ｍｌビーカー中で、７４ミクロンに濾過された安定化されていない加水分解物２００ｍｌと組み合わせた。種菌病原体レベルは、９桁（すなわち、１×１０９ＣＦＵ／ｍｌ）であった（結果および考察セクションに記載した）。病原体を乳化された加水分解物中に混合した後、病原体をスパイクされた加水分解物の混合物を熱水ジャケット（外側ビーカー）（図２）内部のビーカー中に入れた。フィードストックの温度は、好熱性インキュベーション段階において１０分以内に５５〜５７℃に到達した。この温度を１５０分間維持した。１５０分後、混合物の温度を７５〜７７℃（低温殺菌）に３０分間上昇させた。低温殺菌後、加熱プレートを取り出し、１０分以内に、リン酸およびソルビン酸カリウムを添加してｐＨを２．８から３．０の間に下げた。ｐＨが所望レベルに下がった後（すなわち、酸性化プロセス）、加水分解物を１２０分間撹拌した（２００ｒｐｍで）。各段階（初期段階；好熱性；低温殺菌；酸性化）で、フィードストック試料を収集し、予め調製された培地プレート上でＢＡＭプレーティング方法論を使用して分析した。
病原体系統、増殖培地、および寒天培地の記載を表１０に示す。
実験を開始する前に、新鮮な病原体培養液を２５０ｍｌフラスコ中で増殖させた。新鮮な培養液４ｍｌを８０００ＲＰＭで１０分間マイクロ遠心機でペレット化した。各病原体のペレットを加水分解物と混合し、室温で１０分間撹拌した（バイオセーフティキャビネットフード内部で）。病原体と加水分解物との混合物の準備ができた後、各病原体の初期濃度を、細菌学的分析マニュアル（ＢＡＭ）の方法（ｗｗｗ．ｆｄａ．ｇｏｖのＦＤＡウェブサイトで入手可能）を使用して測定した。
バイオ肥料中の病原体のレベルの上昇は、公衆衛生リスクを引き起こし得る。病原体を含有しない安全なバイオ肥料の生産は、本発明の組成物の利点である。本明細書に記載するように、本発明の方法は、病原体低減にも有用である。
病原体、例えば、Ｅ．ｃｏｌｉ（Ｏ１５７：Ｈ７）、Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ ｔｙｐｈｉｍｕｒｉｕｍ ＬＴ２、およびＬｉｓｔｅｒｉａ ｍｏｎｏｃｙｔｏｇｅｎなどの低減に対する好熱性（５５〜５７℃）、低温殺菌（５５〜５７℃）、および酸性化プロセス（２．８〜３．０のｐＨ）の効果を評価し、これらの病原体を不活化するのに有効であることが示された。ベンチスケール実験を本明細書に記載の方法に従って実施し、本発明のプロセスをシミュレートした。次いで、病原体不活化を判定した。以下に記載するように、好熱性、低温殺菌、酸性化プロセスを、それぞれ１５０、３０、および１２０分間実施した。５０ｒｐｍの撹拌を好熱性および低温殺菌ステップ中に実施し、一方、２００ｒｐｍの撹拌を安定化プロセスにおいて実施した。
病原体（≒１０９ＣＦＵ／ｍＬ）を、実験を開始するために安定化されていない加水分解物中にスパイクした。結果は、食品廃棄物中の初期病原体レベル（≒１０７ＣＦＵ／ｍＬ）が、好熱性、低温殺菌、および酸安定化ステップ後に検出不可能レベルに低下したことを示した。これは、本発明の方法が、バイオ肥料中の病原体レベルを制御し、バイオ肥料の安全性を高めるのに有用であることを実証した。
３．１ Ｅ．ｃｏｌｉ（Ｏ１５７：Ｈ７）の不活化
図２４は、好熱性、低温殺菌、および酸性化プロセスにおけるＥ．ｃｏｌｉ（Ｏ１５７：Ｈ７）不活化を示す。この図では、ｘ軸は、時間（分）（すなわち、プロセス継続時間）を示し、ｙ軸は、Ｅ．ｃｏｌｉ（Ｏ１５７：Ｈ７）レベル（ＣＦＵ／ｍＬ）を示す。各プロセス（好熱性、低温殺菌、および酸性化）の継続時間は、両端矢印を伴った水平線によって示されている。垂直の点線は、フェーズを変更するのに、すなわち、周囲から好熱性に、および好熱性から低温殺菌に温度を変更するのに要求される時間（およそ１０分）、ならびに低温殺菌から酸性化プロセスに変更するのに要求される時間を示す。３つの実験（ラン１、ラン２、およびラン３）を実施して、病原体不活化を評価した。増殖培地中のＥ．ｃｏｌｉ（Ｏ１５７：Ｈ７）のレベルは、ラン１、ラン２、およびラン３においてそれぞれ、２．８×１０９、１．７×１０９、および１×１０９ＣＦＵ／ｍＬであった（図２４で赤色円として示されている）。Ｅ．ｃｏｌｉ（Ｏ１５７：Ｈ７）をペレット化した後、ＣＳＳ食品廃棄物をＥ．ｃｏｌｉ（Ｏ１５７：Ｈ７）のペレットと混合し、それにより、食品廃棄物中の病原体レベルが上昇した。フィードストック中の初期Ｅ．ｃｏｌｉ（Ｏ１５７：Ｈ７）レベル（すなわち、病原体ペレットをＣＳＳ食品廃棄物と混合した後の）は、ラン１、ラン２、およびラン３においてそれぞれ、６．１×１０７、１．７×１０７、および８．０×１０６ＣＦＵ／ｍＬであった（図３において緑色三角形として示されている）。好熱性プロセス（１５０分間５５〜５７℃）の最後に、Ｅ．ｃｏｌｉ（Ｏ１５７：Ｈ７）レベルをフィードストック中で数え上げた。同様に、低温殺菌（７５〜７７℃）および酸性化プロセス（２．８〜３．０のｐＨ）の最後に、フィードストック試料を、Ｅ．ｃｏｌｉ（Ｏ１５７：Ｈ７）レベルを評価するために分析した。結果は、本発明者らが、各プロセスの最後に収集したフィードストック試料を蒔いたとき、Ｅ．ｃｏｌｉ（Ｏ１５７：Ｈ７）の増殖は、寒天テンプレート中で起こらなかったことを示した。図２４に示した結果は、好熱性、低温殺菌、および安定化プロセス後のＥ．ｃｏｌｉのレベルが検出可能でなかった（ＮＤ）ことを示す。
Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ ｔｙｐｈｉｍｕｒｉｕｍ ＬＴ２の不活化
図２５は、好熱性、低温殺菌、および酸性化プロセスによるＳａｌｍｏｎｅｌｌａ ｔｙｐｈｉｍｕｒｉｕｍ ＬＴ２不活化を示す。図２４と同様に、ｘ軸は、時間（分）を示し、ｙ軸は、Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ ｔｙｐｈｉｍｕｒｉｕｍ ＬＴ２レベル（ＣＦＵ／ｍＬ）を示す。各プロセス（好熱性、低温殺菌、および酸安定化）の継続時間は、両端矢印を伴った水平線によって示されている。増殖培地中のＳａｌｍｏｎｅｌｌａ ｔｙｐｈｉｍｕｒｉｕｍ ＬＴ２のレベルは、ラン１、ラン２、およびラン３においてそれぞれ、４．３×１０９、３．１×１０９、および５．２×１０９ＣＦＵ／ｍＬであった（図２５で赤色円として示されている）。Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ ｔｙｐｈｉｍｕｒｉｕｍ ＬＴ２をペレット化した後、加水分解物をＳａｌｍｏｎｅｌｌａ ｔｙｐｈｉｍｕｒｉｕｍ ＬＴ２のペレットと混合した。ラン１、ラン２、およびラン３の初期試料（すなわち、フィードストック）中で、Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ ｔｙｐｈｉｍｕｒｉｕｍ ＬＴ２レベルはそれぞれ、７．１×１０７、１．１×１０７、および２．８×１０７ＣＦＵ／ｍＬであった（図４で緑色三角形として示されている）。好熱性、低温殺菌、および安定化ステップにおけるＥ．ｃｏｌｉ（Ｏ１５７：Ｈ７）不活化と同様に、Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ ｔｙｐｈｉｍｕｒｉｕｍ ＬＴ２レベルを、各プロセスの最後に収集した試料中で測定した。Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ ｔｙｐｈｉｍｕｒｉｕｍ ＬＴ２の結果は、陰性であり、図４でＮＤとして示した。Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ ｔｙｐｈｉｍｕｒｉｕｍ ＬＴ２増殖は、各プロセスの最後に収集した試料中で起こらなかった。
Ｌｉｓｔｅｒｉａ ｍｏｎｏｃｙｔｏｇｅｎの不活化
図２６は、好熱性、低温殺菌、および酸安定化ステップ後の加水分解物中の Ｌｉｓｔｅｒｉａ ｍｏｎｏｃｙｔｏｇｅｎの不活化を示す。図２６では、ｙ軸は、Ｌｉｓｔｅｒｉａ ｍｏｎｏｃｙｔｏｇｅｎレベル（ＣＦＵ／ｍＬ）を示し、ｘ軸は、各プロセスの継続時間（分での）を示す。増殖培地中のＬｉｓｔｅｒｉａ ｍｏｎｏｃｙｔｏｇｅｎのレベルは、ラン１、ラン２、およびラン３においてそれぞれ、６．０×１０８、２．１×１０９、および１．２×１０９ＣＦＵ／ｍＬであった（図５で赤色円として示されている）。Ｌｉｓｔｅｒｉａ ｍｏｎｏｃｙｔｏｇｅｎペレットを加水分解物中に混合すると、それぞれラン１、ラン２、およびラン３において、フィードストック中で５．０×１０６、４．３×１０８、および３．０×１０６ＣＦＵ／ｍＬのＬｉｓｔｅｒｉａ ｍｏｎｏｃｙｔｏｇｅｎレベルがもたらされた（図２６で緑色三角形として示されている）。好熱性、低温殺菌、および酸安定化ステップによるＥ．ｃｏｌｉ（Ｏ１５７：Ｈ７）、およびＳａｌｍｏｎｅｌｌａ ｔｙｐｈｉｍｕｒｉｕｍ ＬＴ２不活化と同様に、Ｌｉｓｔｅｒｉａ ｍｏｎｏｃｙｔｏｇｅｎレベルを、各プロセスの最後に収集した試料中で測定した。Ｌｉｓｔｅｒｉａ ｍｏｎｏｃｙｔｏｇｅｎの結果も陰性であり、ＮＤとして図５に示した。Ｌｉｓｔｅｒｉａ ｍｏｎｏｃｙｔｏｇｅｎ増殖は、各プロセスの最後に収集した試料中で起こらなかった。
これらの結果は、生鮮食品廃棄物を加水分解物に変換するための本発明のプロセスは、バイオ肥料中の病原体レベルを制御することを実証した。要約すると、本発明の方法で使用されるものをシミュレートした、好熱性（５５〜５７℃）、低温殺菌（５５〜５７℃）、および酸安定化ステップ（２．８〜３．０のｐＨ）が実施される場合の病原体、例えば、Ｅ．ｃｏｌｉ（Ｏ１５７：Ｈ７）、Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ ｔｙｐｈｉｍｕｒｉｕｍ ＬＴ２、およびＬｉｓｔｅｒｉａ ｍｏｎｏｃｙｔｏｇｅｎなどの低減に対する効果を評価するために、バッチ実験を実施した。各病原体（≒１０９ＣＦＵ／ｍＬ）を加水分解物試料中にスパイクし、それにより、≒１０７ＣＦＵ／ｍＬの病原体レベルがもたらされた。結果は、Ｅ．ｃｏｌｉ（Ｏ１５７：Ｈ７）、Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ ｔｙｐｈｉｍｕｒｉｕｍ ＬＴ２、およびＬｉｓｔｅｒｉａ ｍｏｎｏｃｙｔｏｇｅｎのレベルが、好熱性、低温殺菌、および安定化ステップを使用するプロセスの最後に検出不可能レベルまで低下したこと示した。したがって、本発明の方法は、健康および環境にとって安全である栄養豊富な加水分解物肥料を生産するのに有用である。
（実施例１２）
農産物の収量の増大
別のフィールドトライアルを行って、アボカドの収量に対する本発明の組成物の適用の効果を研究した。アボカド樹木を、（１）陰性対照（肥料処理なし）、（２）栽培者標準肥料（硝酸塩肥料）（３）１エーカー当たり５００ガロン、１エーカー当たり１０００ガロン、または１エーカー当たり１５００ガロンの本発明の乳化された加水分解物（Ｈ２Ｈ−１００％）、および（４）１エーカー当たり２５０ガロン（Ｈ２Ｈ）と１／２の栽培者標準で処理した。結果を表１１および図２８に示す。
同じ文字によって接続されていないレベルは、Ｔｕｋｅｙ−Ｋｒａｍｅｒ ＨＳＤ（正直な有意差（honest significant different））統計分析に基づいて有意に異なる。
これらの結果は、アボカド樹木を１エーカー当たり５００ガロンおよび１エーカー当たり１０００ガロンのＨ２Ｈで処理すると、図２８に例示したように、アボカドの収量が有意に増大することを実証する。
（実施例１３）
Ｈ２Ｈは、保水を増大させ、水ストレスを受けた植物からの収量を支える
低減された水でのトライアル
本実施例は、Ｈ２Ｈが、植物が水分ストレスを受けているときでも保水を増大させ、作物の元気、品質、および生産性を改善することができることを例示する。
制御された畑環境で成長させたトマト植物を、（１）栽培者標準肥料（ＧＳ）および１００％の水；（２）Ｈ２ＨとＧＳとの５０：５０ブレンド、および１００％の水；または（３）Ｈ２ＨとＧＳとの５０：５０ブレンド、および７０％の水で処理した。プロトコールは、６つのレプリケーションを含む作物のサブサンプリングを含んでいた。１００％の水を受けている植物について、結果は、ＧＳにＨ２Ｈを加えると（５０：５０のＧＳとＨ２Ｈ）、ＧＳ単独で成長させた植物と比較して作物の元気、品質、および生産性が改善され、４０．５から５７．５に増大する市場性のある収率、またはより高い市場性のある品質を伴った１９％より大きい果実を実証した。さらに、通常の灌漑用水のわずか７０％を受けることによってストレスを受けたトマト植物について、ＧＳとＨ２Ｈは、ＧＳで処理されたストレスを受けていないトマト植物（１００％の水）から得られる果実の９５％を生じ、ＧＳとＨ２Ｈはさらに、以下の表１２に要約したように、より高い市場性比を生じた。
これらの結果は、Ｈ２Ｈを使用すると、水分ストレスの条件下でも市場性のある作物収量が維持されたことを実証する。
（実施例１４）
Ｈ２Ｈは、作物品質を維持しながら収率を増大させる
フィールドトライアルを行って、加工用トマトの収率および品質に対するＨ２Ｈ処理の効果を判定した。４２．４２エーカー（１４０ベッド）を、適用される合計４０ガロンについてＨ２Ｈ １０ガロン／エーカーを４回適用して処理し、対照加工用トマトの４０．３エーカー（１３３ベッド）と比較した。表１３および１４に要約した結果は、Ｈ２Ｈで処理すると、収穫の１０日目のランダムサンプリングに基づいて、畑の異なるエリアにおける６％、１４％、３５％、および４３％（２４％の平均）の増大を伴って、１３％商品性のある加工用トマトの収率が増大したことを実証する。図２９は、Ｈ２Ｈで処理された植物を含む畑を示す。
（実施例１５）
Ｈ２Ｈ処理は、非常に優れた品質の作物をもたらした
ＧＳを使用して成長させたブロッコリーを、総窒素化学肥料適用の適用を有意に低減したＧＳ＋Ｈ２Ｈ（５０：５０）を使用して成長させたブロッコリーと比較した。作物は、品質の観点から非常に優れていると査定され、推定収量は、約８９０カートン／エーカーであった。図３０Ａは、収穫前の対照（ＧＳ）処理から得たブロッコリーと比較したＨ２Ｈ処理植物から得たブロッコリー（右）を示す。さらに、利用可能な窒素を測定するための土壌簡易検査窒素は、窒素は、対照と比較してＧＳ＋Ｈ２Ｈで処理されたエリアにおいてより高かったことを示した。
同様のプロトコールをアイスバーグレタスについて実施した。表１５に要約した結果は、ＧＳで処理された対照植物に対して、Ｈ２Ｈ（２６％の窒素）で処理された植物について同様の収量が、１エーカー当たりで得られたことを実証する。さらに、Ｈ２Ｈで処理された畑は、ＧＳで処理された畑と同じぐらい良好またはそれより良好な品質を有するレタスを生じた。（さらに、Ｈ２Ｈ処理植物からの収量からの結果は、芳しくない発芽をもたらす芳しくない種子と土壌の接触および不適切な灌漑によって不均衡に影響された可能性があり、したがって結果は、他の実験においてＨ２Ｈ処理によって得られた収量の増大と矛盾しない）。
（実施例１６）
ハラペーニョについてのＨ２Ｈ処理
ＧＳ単独での処理と比較したＧＳに加えてＨ２Ｈで処理した効果を、ハラペーニョの制御された畑環境において比較した。使用したプロトコールは、８反復区のブロック研究であった。植物を、季節にわたって６５ｇａｌ／エーカーのＧＳまたはＧＳとＨ２Ｈオーバーレイで処理し、Ｈ２Ｈは、成長期にわたって３週間毎に適用した。図３１は、ＧＳ単独（左）およびＧＳ＋Ｈ２Ｈオーバーレイ（右）で成長させた植物を示し、図３２は、ＧＳ単独（左）またはＨ２Ｈオーバーレイ（右）で成長させた植物から得た唐辛子の収量を示す。
他の研究と一致して、フルレートのＧＳにフルレートでＨ２Ｈを添加すると、収量にとって最適でなかった。しかし、ＧＳを低減または省略し、植物をＨ２Ｈで処理したとき、作物収量は、ＧＳを使用して得られた結果に対して一般に増大した。
Ｈ２Ｈで処理すると、ＧＳで処理された畑について１．３％からＨ２Ｈで処理された畑について１．５％に土壌有機物が増大する。
図３１および３２は、ＧＳ処理植物（左）およびＨ２Ｈ処理植物（右）について得られた植物および唐辛子を例示する。
（実施例１７）
Ｈ２Ｈ処理によりブルーベリーの収量が増大した
トライアルを行って、１エーカーのブルーベリー植物に対するＨ２Ｈ処理の効果を研究した。１０週間のトライアルにおいて、Ｈ２Ｈを、合計５回の適用について１週間おきに適用した。Ｈ２Ｈの第１の適用は、１５ガロン／エーカーで適用し、後続の適用は、１０ガロン／エーカーであった。Ｈ２Ｈは、１／２のＧＳ処理の上に適用した。ブルーベリーを８および１０週目に収穫した。両方の収穫について、Ｈ２Ｈで処理されたブルーベリー植物は、ＧＳで成長させた対照灌木より３３％多いベリーを生じた。
（実施例１８）
Ｈ２Ｈ処理によりモモの収量が増大した
Ｈ２Ｈをモモ果樹園に適用した。５５ガロン／エーカーの合計適用について、Ｈ２Ｈの第１の適用は、１５ガロン／エーカーで適用し、後続の適用は、１０ガロン／エーカーであった。対照と比較して、Ｈ２Ｈ処理により、以下の表１６に要約したように、モモの商品性のある箱の数が１０％増加した。
（実施例１９）
Ｈ２Ｈ処理により気耕法の根の発達の成長が刺激される
根の成長に対するＨ２Ｈの効果を、気耕法成長治具内に吊るした植物のトマト植物の根に直接Ｈ２Ｈを吹き付けることによって評価した。植物の根に、Ｈ２Ｈ処理植物について等量のＨ２Ｈ、または対照処理植物について水を吹き付けた。図３４Ａおよび３４Ｂに例示したように、有意なバイオスティミュラント効果が根のＨ２Ｈへの直接曝露について観察された。
（実施例２０）
有益な微生物刺激
有益な微生物増殖に対するＨ２Ｈの効果を、対照のために水（４４ｍｌ）、またはＨ２Ｈ試料のために水３６ｍｌおよびＨ２Ｈ ９ｍｌ（９％）を用いて２％の有益な微生物（３種のＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ（１ｍｌ）を含有する種菌）を醸造することによって評価した。混合物を、３５℃で２４時間醸造し、３７℃で２４時間インキュベートした。結果は、９％ Ｈ２Ｈを含有する混合物についてのコロニー数は、２．６×１０３ｃｆｕ／ｍｌと比較して１．４×１０７ｃｆｕ／ｍｌであったことを示した。これは、Ｈ２Ｈが有益な土壌微生物の増殖を促進することを実証した。
（実施例２１）
ニンニク植物のＨ２Ｈ処理
ニンニクの収量および品質に対するＨ２Ｈ適用の効果を評価した。Ｈ２Ｈ処理植物に、４０ガロン／エーカーの合計季節適用のために、Ｈ２Ｈ １０ガロン／エーカーを４回適用した。対照植物は、ＧＳで成長させた。
初期の印象は、非常に良好であり、図３３Ａに示したように、ニンニク植物は、収穫前にかなり強く見え、Ｈ２Ｈ植物（右）は、ＧＳで処理されたエーカー（左）より濃い緑色を有していた。対照（Ｃ１）と比較したＨ２Ｈ処理植物から得たニンニクのクローブ（Ｈ２およびＨ３）を、図３３Ｃに示す。最終的な収穫の図により、Ｈ２Ｈ処理ニンニク植物は、表１７に要約したように栽培者標準に沿った収量となったことが確認された。これは、Ｈ２Ｈでの処理は、ＧＳ肥料と比較してニンニクの収量を持続することができることを実証する。
（実施例２２）
有機ラズベリー植物のＨ２Ｈ処理
有機ラズベリー植物を、（１）処理なし、（２）ＧＳでの処理、または（３）認可された有機酸を含むＨ２Ｈで、列で成長させた。Ｈ２Ｈで処理された列は、ＧＳで処理された列と一致したベリーの品質およびサイズを生じさせた。４週間の期間にわたる収穫により、ＧＳの列と、Ｈ２Ｈで処理された列について同じ箱数が得られた。これは、有機Ｈ２Ｈでの処理は、ＧＳ肥料と比較して有機ラズベリー植物の収量を持続することができること実証する。
本発明は、上述の実施形態によって限定されない。様々な改変を、本発明の概念から逸脱することなく開示した実施形態に対して行うことができることが当業者に想定されるであろう。すべてのこのような改変は、本発明の射程内であるように意図されている。
本明細書に参照され、または述べられたすべての特許、刊行物、科学論文、ウェブサイト、ならびに他の文書および資料は、本発明が属する当業者の技能のレベルを示し、それぞれのこのような参照された文書および資料は、それが個々にその全体が参照により組み込まれていた、またはその全体が本明細書に示されていたのと同じ程度に参照により本明細書に組み込まれている。出願人は、任意のこのような特許、刊行物、科学論文、ウェブサイト、電子的に利用可能な情報、および他の参照された資料または文書から任意およびすべての資料および情報を本明細書に物理的に組み込む権利を保有する。
本特許の書面による記載部分は、すべての請求項を含む。さらに、すべての元の請求項ならびに任意およびすべての優先権書類からのすべての請求項を含めたすべての請求項は、明細書の書面による記載部分にその全体が参照により本明細書に組み込まれており、出願人は、任意およびすべてのこのような請求項を出願書類の書面による記載または任意の他の部分に物理的に組み込む権利を保有する。したがって、例えば、いかなる場合でも本特許は、請求項が本特許の書面による記載部分にこの通りの言葉で示されていないという断言で、請求項について書面による記載を提供してないとされると解釈され得ない。
本明細書に開示した特徴のすべては、任意の組合せで組み合わされてもよい。したがって、別段に明白に述べられていない限り、開示した各特徴は、一般的な一連の均等物または同様の特徴の一例であるだけである。
本発明をその詳細な説明と併せて記載してきたが、上記の記載は、添付の特許請求の範囲の射程によって定義される本発明の射程を例示するように、かつ限定しないように意図されていることが理解されるべきである。したがって、上記から、本発明の具体的な実施形態を、例示の目的で本明細書に記載してきたが、様々な改変を、本発明の趣旨および射程から逸脱することなく行うことができることが察知されるであろう。他の態様、利点、および改変も、以下の特許請求の範囲の射程内であり、本発明は、添付の特許請求の範囲よる場合を除いて限定されない。
本明細書に記載の具体的な方法および組成物は、好適な実施形態の代表であり、例示的であり、本発明の射程に対する限定事項として意図されていない。他の目的、態様、および実施形態も、本明細書を考察すると当業者に想定されることになり、特許請求の範囲の射程によって定義される本発明の趣旨の範囲内に包含される。様々な置換および改変を、本発明の射程および趣旨から逸脱することなく、本明細書に開示の発明に行うことができることが当業者に容易に明らかとなるであろう。適切に本明細書に例示的に記載した発明は、本質的として本明細書に具体的に開示されていない任意の１つもしくは複数の要素、または１つもしくは複数の限定事項の非存在下で実践することができる。したがって、例えば、本明細書の各事例において、本発明の実施形態または実施例では、用語「含む（comprising）」、「含む（including）」、「含有する」などは、広範にかつ限定することなく読まれるべきである。適切に本明細書に例示的に記載した方法およびプロセスは、異なる順序のステップで実践されてもよく、これらは、本明細書または特許請求の範囲に示されたステップの順序に必ずしも制限されない。
使用されてきた用語および表現は、記載の用語として使用されており、限定の用語として使用されておらず、このような用語および表現の使用において、示し、記載した特徴、またはこれらの部分の任意の均等物を除外する意図はなく、様々な改変が、主張した本発明の射程内で可能であることが認識される。したがって、本発明を様々な実施形態および／または好適な実施形態、ならびに任意選択の特徴によって具体的に開示してきたが、当業者が行使し得る本明細書に開示した概念の任意およびすべての改変およびバリエーションは、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の射程内であると見なされることが理解されるであろう。
本発明を、本明細書に広くかつ一般的に記載してきた。一般的な開示内に入るより狭い種および準一般の分類のそれぞれも、本発明の一部を形成する。これは、削除されたマテリアルが本明細書に具体的に列挙されているか否かにかかわらず、属から任意の主題を除去する但し書きまたは否定による限定を含む本発明の一般的な記載を含む。
本明細書において、かつ添付の特許請求の範囲において、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は、脈絡による別段の明らかな要求のない限り、複数形の言及を含み、用語「Ｘおよび／またはＹ」は、「Ｘ」もしくは「Ｙ」または「Ｘ」および「Ｙ」の両方を意味し、名詞の後に続く文字「ｓ」は、その名詞の複数形および単数形の両方を指定することも理解されるべきである。さらに、本発明の特徴または態様が、マーカッシュ群の観点から記載されている場合、本発明は、マーカッシュ群の任意の個々のメンバーおよびメンバーの任意の亜群を包含し、それによってこれらの観点からも記載されることが意図されており、当業者が認識することになり、出願人は、マーカッシュ群の任意の個々のメンバーまたはメンバーの任意の亜群を具体的に指すように、出願書類または特許請求の範囲を改訂する権利を保有する。
他の実施形態も特許請求の範囲の範囲内である。本特許は、本明細書に具体的にかつ／または明白に開示した具体的な実施例または実施形態または方法に限定されるように解釈されない場合がある。いかなる場合でも、本特許が、特許庁の任意の審査官または任意の他の職員もしくは従業員により行われた任意の陳述によって、このような陳述が出願人による応答による文書中に具体的にかつ留保または例外なく明白に採用されていない限り、限定されるように解釈される場合はない。

Claims (24)

  1. 生鮮食品廃棄物から栄養豊富な組成物を生成するための方法であって、
    （ａ）高度に効率的で有効な収集システムを使用して生鮮食品廃棄物を用意するステップと；
    （ｂ）第１のグラインダーおよび任意選択で第２のグラインダーを使用して前記生鮮食品廃棄物を粉砕して生鮮食品廃棄物粒子スラリーを生成するステップと；
    （ｃ）タンパク質を消化するための少なくとも１種の酵素、脂肪および脂質を消化するための少なくとも１種の酵素、セルロース物質を消化するための少なくとも１種の酵素、ならびに他の炭水化物を消化するための少なくとも１種の酵素を含む酵素の組合せを前記生鮮食品廃棄物粒子スラリーに添加し、前記酵素の温度性能曲線に一致させるために１００°Ｆ（３７．７８℃）から１３０°Ｆ（５４．４４℃）の間の範囲の２つまたはそれ超の温度でその混合物をインキュベートすることによって、一定のかき混ぜ下、好気性条件下で前記生鮮食品廃棄物粒子スラリーをインキュベートするステップであって、第３のグラインダーが、前記インキュベートするステップの少なくとも一部の間にせん断を創り出すために使用され、それによってインキュベートされた生鮮食品廃棄物粒子を含む加水分解物が生成される、ステップと；
    （ｄ）前記加水分解物を低温殺菌して病原体を死滅させるステップと；
    （ｅ）粗いスクリーンおよび微細スクリーンを使用して前記加水分解物を液体加水分解物およびインキュベートされた生鮮食品粒子に分離するステップと
    を含む、方法。
  2. 前記酵素の組合せが、少なくとも１種のプロテアーゼ、少なくとも１種のセルラーゼ、少なくとも１種のペクチナーゼ、少なくとも１種のリパーゼ、およびα−アミラーゼを含む、請求項１に記載の方法。
  3. ステップ（ｄ）が、少なくとも１種のセルラーゼおよび少なくとも１種のリパーゼを含む第１の酵素組合せを粒状生鮮食品廃棄物に添加して、インキュベート混合物を形成し、１００°Ｆ（３７．７８℃）から１３０°Ｆ（５４．４４℃）の間の第１の温度に温度を上昇させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
  4. ステップ（ｄ）が、少なくとも１種のペクチナーゼ、少なくとも１種のプロテアーゼ、およびα−アミラーゼを含む第２の酵素組合せを前記インキュベート混合物に、インキュベート粒状生鮮食品廃棄物に添加し、１１０°Ｆ（４３．３３℃）〜１３０°Ｆ（５４．４４℃）の第２の温度に前記温度を上昇させて加水分解物を形成することをさらに含む、請求項３に記載の方法。
  5. 前記第１の酵素組合せが、エンドセルラーゼ、エキソセルラーゼ、およびリパーゼを含み、前記第１の温度が、１００°Ｆ（３７．７８℃）から１３０°Ｆ（５４．４４℃）の間であり、前記インキュベート混合物が、前記第１の温度で少なくとも３０分〜１．５時間保持される、請求項４に記載の方法。
  6. 前記第１の温度でインキュベートすることが、３０分である、請求項５に記載の方法。
  7. 前記第２の温度が、１００°Ｆ（３７．７８℃）から１３０°Ｆ（５４．４４℃）の間であり、少なくとも１．５〜３時間保持される、請求項５に記載の方法。
  8. 前記第２の温度でインキュベートすることが、１．５時間である、請求項５に記載の方法。
  9. 前記第３のグラインダーが、高せん断ミキサーを含むインライングラインダーである、請求項１に記載の方法。
  10. ステップ（ｅ）が、投入されるインキュベート生鮮食品廃棄物の重量に対して８５重量％超である液体加水分解物を生成する、請求項１に記載の方法。
  11. ステップ（ｅ）の前記分離が、前記投入されるインキュベート生鮮食品廃棄物の重量に対して８５重量％〜９５重量％である液体加水分解物を生成する、請求項１０に記載の方法。
  12. ステップ（ｃ）の前記粉砕が、１インチの１／１６未満の平均サイズを有する粒状生鮮食品廃棄物中の粒子を生成する、請求項１に記載の方法。
  13. 前記第１のグラインダーが、回転ナイフグラインダーである、請求項１に記載の方法。
  14. 前記第２のグラインダーが、低ＲＰＭ／高トルクグラインダーである、請求項１に記載の方法。
  15. ステップ（ｅ）の前記分離が、前記粗いスクリーンを通過することができないほどサイズが大きいインキュベートされた生鮮食品粒子を生成する、請求項１に記載の方法。
  16. ステップ（ｅ）において生成される前記生鮮食品粒子が、動物フィードストックとして使用される、請求項１に記載の方法。
  17. （ｆ）酸および／もしくは保存剤を使用して、または認可された有機加水分解物の生成に使用することを許容された有機酸および／もしくは有機保存剤を使用して、前記加水分解物を安定化および維持するステップと；
    （ｇ）超高せん断ミキサーを使用して前記安定化された加水分解物を乳化して、安定化された、乳化された加水分解物を生成するステップと；
    （ｈ）循環ポンプを用いて大きい貯蔵タンク内で前記乳化された加水分解物をブレンドして、最終生成物の一貫性を保証するステップと
    をさらに含む、請求項１に記載の方法。
  18. ステップ（ｇ）で生成される前記乳化された加水分解物が、３０μｍ未満の平均粒径を有する、請求項１７に記載の方法。
  19. ステップ（ｇ）で生成される前記乳化された加水分解物が、３０μｍの平均粒径を有する、請求項１８に記載の方法。
  20. ステップ（ｆ）の前記安定化が、前記液体加水分解物に、塩酸、硫酸、リン酸、炭酸、酢酸、ステアリン酸、プロピオン酸、酒石酸、マレイン酸、安息香酸、コハク酸、乳酸、またはクエン酸の１種または複数種からなる酸源、および１種または複数種の保存剤または有機保存剤を添加し、混合することを含む、請求項１７に記載の方法。
  21. 前記液体加水分解物のｐＨが、４．０未満である、請求項１７に記載の方法。
  22. 前記安定化された液体加水分解物のｐＨが、２．５〜３．５である、請求項１７に記載の方法。
  23. 前記安定化された液体加水分解物のｐＨが、３．０である、請求項１７に記載の方法。
  24. 病原体が不活化される、請求項１に記載の方法。
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