專利名稱：含l－賴氨酸的飼料添加劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及相對淺且熱穩(wěn)定的發(fā)酵液基粒狀動物飼料添加劑，其具有高L-賴氨酸含量，本發(fā)明還涉及由發(fā)酵獲得的發(fā)酵液(broth)生產(chǎn)所述添加劑的低損耗方法。
背景技術(shù)：
根據(jù)動物的需要，動物飼料補(bǔ)充有個別氨基酸。為了動物飼料補(bǔ)充例如L-賴氨酸，目前主要使用L-賴氨酸含量為78％的L-賴氨酸一鹽酸鹽。由于L-賴氨酸通過發(fā)酵生產(chǎn)，因此，為了生產(chǎn)一鹽酸鹽，必須首先在復(fù)雜處理步驟中將其與粗發(fā)酵液的所有其他組分分離，接著轉(zhuǎn)化成一鹽酸鹽，并使后者結(jié)晶。在該過程中，產(chǎn)生大量副產(chǎn)物，并且需要很多處理(workup)試劑，它們作為廢物出現(xiàn)。由于并不總是需要動物飼料添加劑具有高純度，另外在發(fā)酵副產(chǎn)物中常常仍然存在有營養(yǎng)價值的活性物質(zhì)，因此過去不乏對避免飼料氨基酸特別是L-賴氨酸一鹽酸鹽的復(fù)雜生產(chǎn)的嘗試，以及對更為廉價地將粗發(fā)酵液轉(zhuǎn)化成固體動物飼料的嘗試。
這種培養(yǎng)基的復(fù)雜組成具有嚴(yán)重的缺點，因為它們一般只能被困難地干燥，并且因而吸濕，幾乎不自由流動，有形成結(jié)塊的危險并且不適于混合飼料產(chǎn)品中技術(shù)上苛刻的加工。對于含L-賴氨酸的發(fā)酵產(chǎn)品尤其如此。通過噴霧干燥對粗發(fā)酵液進(jìn)行簡單脫水產(chǎn)生粉末狀、極為吸濕的濃縮物，其在短期貯存后就結(jié)塊，而以這種形式其不能用作動物飼料。
EP 0 533 039涉及生產(chǎn)氨基酸發(fā)酵液基動物飼料添加劑的方法，所述添加劑通過噴霧干燥直接由所述發(fā)酵液獲得。為此，在一個變體中，將一部分生物量在所述噴霧干燥上游分離出。通過非常潔凈的發(fā)酵過程，也就是獲得有機(jī)物質(zhì)殘余很少的發(fā)酵液，該發(fā)酵液即便在沒有生物量與附加載體的情況下也可被干燥，獲得易于處理的顆粒。
GB 1 439 121公開了含有約20重量％L-賴氨酸的固體濃縮物，其中還描述了pH為4.5并具有亞硫酸氫鹽成分的含L-賴氨酸的發(fā)酵液。
EP 0 615 693公開了用于生產(chǎn)發(fā)酵液基動物飼料添加劑的方法，其中在除去部分組分后，如果合適，將所述發(fā)酵液噴霧干燥，產(chǎn)生細(xì)顆粒，至少70重量％的所述細(xì)顆粒的最大粒徑為100μm，并且在第二階段中，將該細(xì)顆粒增大以生產(chǎn)所述細(xì)顆粒含量為至少30重量％的顆粒。
根據(jù)GB 1 439 728，由發(fā)酵液生產(chǎn)含L-賴氨酸的濃縮物，在濃縮上游，通過HCl將所述發(fā)酵液酸化至pH為約6.4，并向其中加入亞硫酸氫鹽以進(jìn)行穩(wěn)定化。
通過蒸發(fā)進(jìn)行濃縮后，將其進(jìn)一步酸化至pH 4.0，并通過噴霧干燥獲得所需產(chǎn)物。
EP-A 1 331 220( US 2003/152633)涉及含有L-賴氨酸作為主要成分的粒狀飼料添加劑。
其發(fā)現(xiàn)賴氨酸的反荷離子的量，例如硫酸根離子的量可以通過使用在發(fā)酵中形成的二氧化碳反荷離子而得以降低?？傮w上，其請求保護(hù)0.68-0.95的陰離子/賴氨酸比例。
據(jù)說，在含L-賴氨酸的產(chǎn)物中反荷離子例如硫酸根離子的減少改善吸濕性質(zhì)和結(jié)塊傾向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供使用發(fā)酵中形成的發(fā)酵液生產(chǎn)的性質(zhì)改善的含L-賴氨酸的飼料添加劑，以及在發(fā)酵液加工過程中賴氨酸損失低于現(xiàn)有技術(shù)已知情況的方法。
本發(fā)明涉及發(fā)酵液基粒狀飼料添加劑，其具有a)10-70重量％(以L-賴氨酸堿計算)，特別是30-60重量％的L-賴氨酸含量，b)0.1-5重量％的含水量，和c)0.85-1.2，優(yōu)選0.9-1.0，特別是＞0.9至＜0.95的硫酸鹽/L-賴氨酸比例，該比例根據(jù)下式計算V＝2×[SO42-]/[L-賴氨酸]該比例根據(jù)式V＝2×[SO42-]/[L-賴氨酸]計算。
距100重量％的差由發(fā)酵液的其他組分補(bǔ)足，如果適當(dāng)?shù)脑捰缮锪垦a(bǔ)足。
優(yōu)選地，在25℃下用pH電極測量的于去離子水中強(qiáng)度為10重量％的懸浮液中的顆粒pH為3.5-5.1，特別是4.0-5.0，優(yōu)選4.2-4.8。大約1分鐘后測定值達(dá)到恒定值。
硫酸鹽與L-賴氨酸的摩爾比在發(fā)酵后設(shè)定，加入于適當(dāng)?shù)南♂屢褐械暮琒O42-的化合物，特別是硫酸銨和硫酸。
“發(fā)酵液基”指的是處理含L-賴氨酸的發(fā)酵液，其含有0-100％的發(fā)酵期間形成的生物量。
本發(fā)明同樣涉及如下生產(chǎn)含L-賴氨酸的粒狀飼料添加劑的方法用硫酸銨使產(chǎn)L-賴氨酸的微生物在有氧條件下于含水培養(yǎng)基中發(fā)酵，并且由本領(lǐng)域已知的方法生產(chǎn)粒狀產(chǎn)品，其中，在所述發(fā)酵結(jié)束后，任選測量發(fā)酵液中硫酸鹽/L-賴氨酸的比例。
所述發(fā)酵液中的硫酸鹽濃度是已知的。對于L-賴氨酸的生產(chǎn)量一般也是這樣的。所述量通常在不確定時進(jìn)行測量。
所述方法包括以下步驟a)任選隨后加入硫酸銨，和
b)通過加入硫酸使pH降低至4.0-5.2，特別是4.9-5.1，通過加入含硫酸根的化合物將發(fā)酵液中的硫酸鹽/L-賴氨酸比例調(diào)節(jié)為0.85-1.2，特別是0.9-1.0，及c)優(yōu)選將所得混合物加熱并通過脫水濃縮，粒化并獲得L-賴氨酸含量為10-70重量％(按賴氨酸堿計算，基于總量)、硫酸鹽/L-賴氨酸比例為0.85-1.2，特別是0.9-1.0，特別是＞0.9至＜0.95的產(chǎn)品，所述比例由下式計算2×[SO42-]/[L-賴氨酸]＝V。
比例V＝1指的是，例如，存在化學(xué)計量組成的(SO4)Lys，而比例為0.9時，發(fā)現(xiàn)缺乏10％硫酸鹽。
步驟b)也可以在步驟a)之前進(jìn)行。
優(yōu)選地，所述產(chǎn)品具有20-65重量％，最優(yōu)選30-65重量％的L-賴氨酸含量。
可以在一定量的硫酸銨存在下進(jìn)行發(fā)酵，以使發(fā)酵結(jié)束后，硫酸鹽/賴氨酸比例已在本發(fā)明請求保護(hù)的范圍內(nèi)。
然后可能不再需要進(jìn)一步加入硫酸銨。
如果由于發(fā)酵液中存在的化合物的緩沖作用，加入的酸達(dá)不到本發(fā)明的pH降低，則需要增加的酸量，這可能引起不需要的細(xì)胞變性和分裂。
即使不加入酸，在通過蒸發(fā)而濃縮期間發(fā)酵液的pH也降至約5.4。
根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的顆粒的pH為3.5-5.1(在懸浮液中測定，見上)。優(yōu)選不加入鹽酸。相對于硫酸的量，其比例一般最大為1重量％，優(yōu)選0.01-0.1重量％。
盡管硫酸鹽含量增加，所述顆粒還是比現(xiàn)有技術(shù)已知的具有相同L-賴氨酸含量的顆粒具有高得多的潔白度、更低的吸濕性和在熱應(yīng)力下更好的穩(wěn)定性(參見實施例)，所述顆粒在懸浮液中的pH為5.3-5.7，硫酸鹽/L-賴氨酸比例在例如0.75-0.87的范圍內(nèi)。
所述性質(zhì)可以通過加入亞硫酸鹽進(jìn)一步得到改善，基于發(fā)酵液，所述亞硫酸鹽的量為0.01-0.5重量％，優(yōu)選0.1-0.3重量％，特別是0.1-0.2重量％。
優(yōu)選將所述亞硫酸鹽，特別是亞硫酸的銨鹽、堿土金屬鹽或堿金屬鹽或它們的混合物，特別是亞硫酸氫鈉，在濃縮前以溶液的形式加入發(fā)酵液中。優(yōu)選在設(shè)定硫酸鹽/L-賴氨酸比例過程中考慮所使用的量。
例如，可以通過根據(jù)EP-B 0 615 693或EP-B 0 809 940、US 5 840358或WO 2005/006875或WO 2004/054381的方法生產(chǎn)顆粒。一般而言，＞97％的平均粒徑＞0.1-1.8mm，而堆密度為600-950kg/m3，特別是650-900kg/m3。
所述顆粒的色值優(yōu)選在以下范圍內(nèi)不加亞硫酸氫鹽L*65-70，a*6-8，b*20-25加入亞硫酸氫鹽L*＞70-80，a*4至＜6，b*＞25-30。
然而，本發(fā)明的方法并不僅僅產(chǎn)生顯示有利性質(zhì)的產(chǎn)品。
同時還發(fā)現(xiàn)，通過根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行酸化并在濃縮前設(shè)定硫酸鹽/賴氨酸比例，發(fā)酵液處理中常常發(fā)生的賴氨酸損失可降低約50％。
為了生產(chǎn)L-賴氨酸，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選使用的棒狀桿菌，特別是谷氨酸棒桿菌(Corynebacterium glutamicum)的發(fā)酵可以如例如PCT/EP 2004/008882中所述連續(xù)進(jìn)行，或者在分批法或補(bǔ)料分批法或反復(fù)補(bǔ)料分批法中不連續(xù)地進(jìn)行。已知培養(yǎng)方法的一般概要可見于Chmiel的教科書(Bioprozesstechnik 1.Einführung in dieBioverfahrenstechnik [Bioprocess technology 1.Introduction tobioengineering technology](Gustav Fischer Verlag，Stuttgart，1991))或Storhas的教科書(Bioreaktoren und periphere Einrichtungen[Bioreactorsand peripheral devices](Vieweg Verlag，Brunswick/Wiesbaden，1994))。
要使用的培養(yǎng)基和發(fā)酵培養(yǎng)基必須適當(dāng)?shù)貪M足各菌株的需要。American Society for Bacteriology(Washington D.C.，USA，1981)的手冊“Manual of Methods for General Bacteriology”中有各種微生物的培養(yǎng)基的描述。術(shù)語培養(yǎng)基和發(fā)酵培養(yǎng)基可以相互交換。
作為碳源，可以使用糖和碳水化合物，例如葡萄糖、蔗糖、乳糖、果糖、麥芽糖、糖蜜、來自甜菜或甘蔗生產(chǎn)的含蔗糖溶液、淀粉、淀粉水解產(chǎn)物和纖維素，油和脂肪，例如豆油、葵花油、花生油和椰子油，脂肪酸，例如棕櫚酸、硬脂酸和亞油酸，醇，例如甘油、甲醇和乙醇，以及有機(jī)酸，例如醋酸。這些物質(zhì)可以單獨使用或作為混合物使用。
作為氮源，可以使用有機(jī)含氮化合物，如蛋白胨、酵母提取物、肉膏、麥芽膏、玉米浸泡液(maize steep liquor)、大豆粉和尿素，或者無機(jī)化合物，如硫酸銨、磷酸銨、碳酸銨和硝酸銨，優(yōu)選硫酸銨。所述氮源可以單獨使用或作為混合物使用。
作為磷源，可以使用磷酸、磷酸二氫鉀或磷酸氫二鉀或相應(yīng)的鈉鹽。
所述培養(yǎng)基必須另外含有生長所必需的鹽，例如金屬，例如鈉、鉀、鎂、鈣和鐵的硫酸鹽形式，例如硫酸鎂或硫酸鐵。最后，除了上述物質(zhì)以外，還可以使用生長必需物質(zhì)如氨基酸，例如高絲氨酸，以及維生素，例如硫胺、生物素或泛酸。另外，可向培養(yǎng)基中加入各氨基酸的合適前體。
可以將所述飼料物質(zhì)在培養(yǎng)期間以一批的形式加入培養(yǎng)物中或以合適的形式進(jìn)料。
為了進(jìn)行培養(yǎng)物的pH控制，使用堿性化合物，如氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨或氨水，或酸性化合物，如磷酸或硫酸。一般將pH設(shè)為6.0-9.0，優(yōu)選6.5-8。為了控制泡沫形成，可以使用防沫劑，例如脂肪酸的聚乙二醇酯。為了維持質(zhì)粒的穩(wěn)定性，可向培養(yǎng)基中加入合適地選擇的活性物質(zhì)，例如抗生素。為了維持有氧條件，向培養(yǎng)物中引入氧或含氧氣體混合物，例如空氣。也可以使用富含過氧化氫的液體。如果適當(dāng)，發(fā)酵在超大氣壓力下，例如在0.03-0.2Mpa的壓力下進(jìn)行。培養(yǎng)物的溫度通常為20-45℃，優(yōu)選25-40℃。在分批法的情況下，持續(xù)進(jìn)行培養(yǎng)直到形成最大量的所需氨基酸。這一目標(biāo)通常在10-160小時內(nèi)達(dá)到。在連續(xù)方法的情況下，培養(yǎng)時間可能更長。
在專利文件US 5,770,409、US 5,840,551和US 5,990,350或US5,275,940等中有合適的發(fā)酵培養(yǎng)基的實例。
現(xiàn)有技術(shù)已知L-氨基酸的測定方法。例如，可以如Spackman等人(Analytical Chemistry，30，(1958)，1190)所述，通過陰離子交換色譜和隨后的茚三酮衍生化進(jìn)行分析，或者如Lindroth等人(AnalyticalChemistry(1979)511167-1174)所述，通過反相HPLC進(jìn)行分析。
因此，本發(fā)明涉及生產(chǎn)L-氨基酸的方法，其中a)使棒狀桿菌在合適的培養(yǎng)基中發(fā)酵，和b)使所述L-氨基酸富集于發(fā)酵液或分離的棒狀桿菌的細(xì)胞中。
接著進(jìn)一步處理以這種方式生產(chǎn)的發(fā)酵液，形成固體或液體產(chǎn)品。
發(fā)酵液用以表示這樣的發(fā)酵培養(yǎng)基，在其中將微生物在某一溫度下培養(yǎng)了一定時間。在所述發(fā)酵期間使用的發(fā)酵培養(yǎng)基和培養(yǎng)基含有確保微生物的增殖和所需氨基酸的形成的所有物質(zhì)和成分。
發(fā)酵結(jié)束后，所得發(fā)酵液相應(yīng)地含有a)由所述微生物細(xì)胞的增殖產(chǎn)生的所述微生物的生物量，b)發(fā)酵過程中形成的L-賴氨酸，c)發(fā)酵過程中形成的有機(jī)副產(chǎn)物，和d)所用的發(fā)酵培養(yǎng)基的沒有被所述發(fā)酵消耗的成分，和所述飼料物質(zhì)的成分，例如維生素如生物素，氨基酸如高絲氨酸，或鹽如硫酸鎂。
有機(jī)副產(chǎn)物包括除L-賴氨酸之外的可由所述發(fā)酵中使用的微生物產(chǎn)生和分泌的物質(zhì)。它們包括L-氨基酸，其相對于所需氨基酸含量小于30％、20％或10％。另外，它們包括帶有1-3個羧基的有機(jī)酸，例如醋酸、乳酸、檸檬酸、蘋果酸或富馬酸。最后，它們還包括糖，例如海藻糖。
適于工業(yè)目的的典型發(fā)酵液的L-賴氨酸含量為40-180g/kg或50-150g/kg。生物量含量(以干生物量計)一般為20-50g/kg。
在生產(chǎn)賴氨酸的方法中，優(yōu)選那些其中所獲得的產(chǎn)品含有所述發(fā)酵液的組分的方法。它們特別地用作動物飼料添加劑。
根據(jù)需求，可以通過分離方法，例如離心、過濾、傾析或它們的組合從所述發(fā)酵液中全部或部分除去所述生物量，或者將其全部留在所述發(fā)酵液中。如果適當(dāng)，將所述生物量或含生物量的發(fā)酵液在合適的工序中滅活。
在一種加工方法中，將所述生物量徹底或基本上全部除去，使得沒有(0％)或至多30％、至多20％、至多10％、至多5％、至多1％或至多0.1％的生物量保留在所生產(chǎn)的產(chǎn)品中。在優(yōu)選的加工方法中，不將所述生物量除去或僅除去少量，使得全部(100％)或超過70％、80％、90％、95％、99％或99.9％的生物量保留在所生產(chǎn)的產(chǎn)品中。
部分或全部除去了所述生物量的發(fā)酵液可用于穩(wěn)定所述產(chǎn)品。顯然，這也適于純化合物L(fēng)-賴氨酸堿和賴氨酸硫酸鹽。
根據(jù)本發(fā)明，將所述發(fā)酵后獲得的發(fā)酵液在濃縮前用硫酸酸化，并且如果合適，則與硫酸銨混合。最后，也可通過優(yōu)選加入亞硫酸氫鈉或其它鹽，例如亞硫酸的銨鹽、堿金屬鹽或堿土金屬鹽而使所述發(fā)酵液穩(wěn)定化和變亮。
如果分離生物量，其優(yōu)選在本發(fā)明的降低pH和加入硫酸銨和亞硫酸鹽之前進(jìn)行。
如果分離所述生物量，如果合適，將所述發(fā)酵液中存在的有機(jī)或無機(jī)固體部分或全部除去。溶解在發(fā)酵液中的有機(jī)副產(chǎn)物和溶解的所述發(fā)酵培養(yǎng)基的未消耗組分(進(jìn)料)至少部分保留在所述產(chǎn)品中(＞0％)，優(yōu)選至少25％，特別優(yōu)選至少50％，極特別優(yōu)選至少75％。如果合適，它們也可以全部(100％)保留在所述產(chǎn)品中，或者可以基本上全部，也就是＞95％或＞98％保留在所述產(chǎn)品中。就此而言，術(shù)語“發(fā)酵液基”指的是至少含有所述發(fā)酵液的部分組分的產(chǎn)品。
接著，使用已知方法，例如使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、薄膜蒸發(fā)器、降膜蒸發(fā)器，通過反滲透或納米過濾而除去水，或者使所述發(fā)酵液變濃或濃縮。隨后可通過冷凍干燥、噴霧干燥、噴霧?；蚱渌椒?，例如根據(jù)PCT/EP 2004/006655在循環(huán)流化床中處理這種濃縮的發(fā)酵液，形成自由流動的產(chǎn)品，特別是顆粒。如果合適的話，通過篩分或粉塵分離從所得顆粒中分離具有所需粒徑的產(chǎn)品。
同樣可能通過噴霧干燥或噴霧?；?，從所述發(fā)酵液中直接，即不預(yù)先濃縮而獲得細(xì)粒粉末。
可以使用激光衍射譜的方法進(jìn)行粒徑測定。R.H.Müller和R.Schuhmann，Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft Stuttgart(1996)所著關(guān)于“Teilchengrβenmessung in der Laborpraxis”[Particle sizemeasurement in laboratory practice]的課本中或由M.Rhodes，Wiley &Sons(1998)所著課本“Introduction to Particle Technology”中描述了相應(yīng)的方法。
自由流動的細(xì)粒粉末可通過合適的壓制或粒化方法依次轉(zhuǎn)化成粗粒、自由流動、可貯存并且基本上無粉塵的產(chǎn)品。
“自由流動”指這樣的粉末，在一系列具有不同尺寸的出口孔的玻璃出口容器中，其至少不受阻礙地從5mm(毫米)孔大小的容器流出(KleinSeifen，le，F(xiàn)ette，Wachse 94，12(1968))。
“細(xì)?！敝噶酱蟛糠?＞50％)為20-200μm的粉末。
“粗粒”指粒徑大部分(＞50％)為200-2000μm的產(chǎn)品。
術(shù)語“無粉塵”指所述產(chǎn)品僅少部分(＜5％)粒徑＜100μm。
在?；驂褐浦校欣厥褂贸Ｒ?guī)有機(jī)或無機(jī)酸，或載體如淀粉、明膠、纖維素衍生物或在食品或飼料加工中通常用作粘合劑、膠凝劑或稠化劑的類似物質(zhì)，或其它物質(zhì)，例如硅酸、硅酸鹽(EP-A 0 743 016)硬脂酸鹽。
另外，有利地如WO 04/054381中所述給所得顆粒的表面提供油。作為油，可以使用礦物油、植物油或植物油混合物。這種油的實例為豆油、橄欖油、豆油/卵磷脂混合物。類似地，硅油、聚乙二醇或羥乙基纖維素也是合適的。用所述油處理所述表面使所述產(chǎn)品的耐磨損性增強(qiáng)，并使粉塵部分減少?；谒鲲暳咸砑觿┑目偭浚霎a(chǎn)品中的油含量為0.02-2.0重量％，優(yōu)選0.02-1.0重量％，且極特別優(yōu)選0.2-1.0重量％。
優(yōu)選的產(chǎn)品≥97重量％的部分粒徑為≥100μm至1800μm，或者≥95重量％的部分粒徑為≥300μm至1800μm。粉塵部分，即粒徑＜100μm的粒子優(yōu)選為＞0重量％至1重量％，特別優(yōu)選至多0.5重量％。
或者，也可以將所述產(chǎn)品吸收于飼料加工中已知和常規(guī)的有機(jī)或無機(jī)載體上，例如硅酸、硅酸鹽、粗粉、麩皮、面粉、淀粉、糖或其它物質(zhì)，和/或使用常規(guī)稠化劑或粘合劑混合并穩(wěn)定化。文獻(xiàn)(DieMühle+Mischfuttertechnik 132(1995)49，page 817)中描述了其應(yīng)用實例和方法。
最后，還可以通過如DE-C 41 00 920中所述，使用成膜劑，例如金屬碳酸鹽、硅酸、硅酸鹽、藻酸鹽、硬脂酸鹽、淀粉、樹膠和纖維素醚的涂布方法使所述產(chǎn)品處于這樣的狀態(tài)，其耐受動物胃的消化，特別是反芻動物胃的消化而穩(wěn)定。
為了根據(jù)需求設(shè)定所述產(chǎn)品中所需的氨基酸濃度，可在所述方法中以濃縮物的形式加入液體或固體形式的相應(yīng)氨基酸，或者如果合適，加入基本上純的物質(zhì)或其鹽。它們可以單獨或作為混合物加入聽得或濃縮的發(fā)酵液中，否則在干燥或粒化過程中加入。
對于賴氨酸，基于所述產(chǎn)品的總量，以此方式產(chǎn)生的固體產(chǎn)物基于發(fā)酵液具有10-70重量％，優(yōu)選30-60重量％，極特別優(yōu)選40-60重量％的賴氨酸含量(以賴氨酸堿計算)。
研究中已發(fā)現(xiàn)，將所述發(fā)酵液中的pH設(shè)定為≤pH 5.2、增加硫酸鹽/賴氨酸比例并任選在發(fā)酵后在發(fā)酵液中加入0.01-0.5重量％的亞硫酸鹽顯著降低發(fā)酵液的處理過程中的賴氨酸損失。
這里，與單獨作用的總和相比，處理前各種措施的組合導(dǎo)致協(xié)同作用。
在未處理的發(fā)酵液(未加入任何添加劑)中，在形成濃縮物的濃縮期間，賴氨酸平均損失約為3.5％(無粒化步驟)。通過加入硫酸銨而增加硫酸鹽比例最后使賴氨酸平均損失約為3.2％，單獨設(shè)定pH使賴氨酸平均損失約為1.4％。
組合pH設(shè)定和硫酸鹽比例增加顯示對賴氨酸的更高保護(hù)作用，并使賴氨酸平均損失約為0.9％。組合pH設(shè)定和硫酸氫鈉加入以及所有三中添加劑的組合使賴氨酸平均損失僅分別約為0.6％或0.7％。因此，在計算硫酸鹽/L-賴氨酸比例時一般不考慮賴氨酸損失。
因此，已清楚地表明，通過降低pH、增加硫酸鹽平衡和加入亞硫酸鹽而預(yù)處理含賴氨酸的發(fā)酵液對存在的賴氨酸具有保護(hù)作用。另外，產(chǎn)品的淺色和在熱應(yīng)力下的穩(wěn)定性得到改善。
具體實施例方式
1.試驗過程1.1發(fā)酵根據(jù)EP 0 533 039進(jìn)行發(fā)酵。根據(jù)EP-B 0 809 940中所述的方法從其生產(chǎn)顆粒。將這樣生產(chǎn)的顆粒A至D與根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的顆粒E和F進(jìn)行比較。將樣品的L-賴氨酸含量歸一化，并設(shè)定為約51-52％。
1.2顏色測量L*a*b*顏色測量如下進(jìn)行
原理測量顏色和反射率的3-量程色度計通過DIN 5033中描述的原理工作，根據(jù)這一原理在8°的角度下測量樣品的反射率。反射光經(jīng)光導(dǎo)向裝置傳輸至儀器中，以在精確標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)濾色片上分裂。測量相對于校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
設(shè)備色度計Micro Color II LMC(制造者Lange博士)Micro Color II Laboratory Station LDC 20白色標(biāo)準(zhǔn)LZM 076定位帽光保護(hù)帽50mm粉體試管34mm步驟·(按照操作說明書)校準(zhǔn)Micro Color II·選擇分析程序(→L*a*b*)·校準(zhǔn)后附上定位帽·在潔凈的試管中松散地裝入產(chǎn)品至2/3·小心振搖產(chǎn)品使其裝填均勻·使用軟布擦凈試管底·將所述試管放在測量孔上并用光保護(hù)帽覆蓋·測量注測量粉狀物質(zhì)中，必須小心以確保粒徑均勻(盡可能小)。
對粗粒物質(zhì)進(jìn)行重復(fù)測量。
L*a*b*體系的解釋L*黑-白范圍a*紅-綠范圍b*黃-藍(lán)范圍
1.2.1來自對比試驗的產(chǎn)品和根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)品的顏色測量表1

表1列出了對比試驗A-D的顏色測定結(jié)果。即使不酸化發(fā)酵液，獲得的產(chǎn)品也具有酸性pH，而其色值沒有達(dá)到本發(fā)明產(chǎn)品的色值。
相應(yīng)于本發(fā)明產(chǎn)品的樣品E和F在將發(fā)酵液酸化至pH 5.1后獲得，另外向生產(chǎn)樣品F所用的發(fā)酵液中加入0.2重量％的亞硫酸氫鈉。
發(fā)現(xiàn)樣品E和F比現(xiàn)有技術(shù)的產(chǎn)品淺很多。硫酸鹽/賴氨酸比例由下式確定2×[SO42-]/[L-賴氨酸]＝比例。
1.3熱應(yīng)力后的產(chǎn)品穩(wěn)定性表2顯示本發(fā)明的產(chǎn)品E和F在熱應(yīng)力下的優(yōu)越性，這與降低L-賴氨酸損失有關(guān)。
1.4吸水(吸濕性)1.4.1吸水測量(吸濕性測試)原理粉末或粒狀物質(zhì)的吸水如下測定將它們暴露于40℃和75％相對濕度(根據(jù)ICH)的標(biāo)準(zhǔn)氣候條件一段時間。重量法測定吸水。
設(shè)備恒溫恒濕箱標(biāo)準(zhǔn)氣候40℃/75％相對濕度，帶玻璃蓋(直徑5cm)的扁平稱量瓶，分析天平(可讀度0.0001g)步驟
·測定帶蓋的稱量瓶的皮重·將5g均勻混合的物質(zhì)精確稱入稱量瓶中·將打開的稱量瓶貯存于以下條件的恒溫恒濕箱中溫度＝4℃相對濕度＝75％時間＝1h，4h·1h和4h后稱量閉合的稱量瓶的重量并計算計算 A＝1h，4h后的重量，單位為gT＝帶蓋稱重瓶的皮重，單位為gE＝物質(zhì)重量，單位為g注測定測試最初6小時和24小時后每小時的吸水重量的進(jìn)程圖x軸時間，單位為hy軸吸水1.4.2來自對比試驗的產(chǎn)品和根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)品的吸水


圖1顯示，本發(fā)明的產(chǎn)品E比現(xiàn)有技術(shù)的產(chǎn)品A-D隨時間吸收更少量的水。
較低的吸濕性對加工性而言非常重要。
表2熱應(yīng)力下的穩(wěn)定性(85℃)

1.生產(chǎn)試驗根據(jù)EP-B 0 533 039進(jìn)行發(fā)酵。
根據(jù)EP-B 0 809 940(US 5,840,358)進(jìn)行粒化。
2.1對比試驗，現(xiàn)有技術(shù)如EP 0 533 039所述進(jìn)行發(fā)酵，并且未分離生物量。獲得以下數(shù)值(L-賴氨酸含量以干物質(zhì)中的賴氨酸堿含量計算)表3

將100kg發(fā)酵液加熱至65℃，將其轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)器中，并在蒸發(fā)器中于82℃和-0.5bar真空下濃縮。
將濃縮的發(fā)酵液根據(jù)EP-B 0 809 940進(jìn)行?；?。
這導(dǎo)致的L-賴氨酸損失為5.1％。
表4

2.2加入硫酸銨和硫酸發(fā)酵液的說明如下表5

向100kg發(fā)酵液中加入1.35kg硫酸銨溶液(37％固體部分)，使得硫酸鹽/賴氨酸比例增加至0.93。
通過加入0.54kg硫酸(約93％強(qiáng)度)而將pH降低至5.2，使得初始的L-賴氨酸含量由57.7％降低至55.7％。
表6

將所得發(fā)酵液加熱至55℃，并接著如實施例2.1中所述濃縮和?；?。
這導(dǎo)致的損失為3.3％，因而與對比試驗相比改善了約35％。
表7

2.3加入硫酸銨、硫酸和亞硫酸氫鈉所用發(fā)酵液的說明如下表8

發(fā)酵后的硫酸鹽/L-賴氨酸比例為0.95，因此未進(jìn)一步加入硫酸銨。
向100kg發(fā)酵液中加入0.105kg亞硫酸氫鈉，攪拌30min并接著加入0.61kg硫酸，使得pH為5.2。
加入亞硫酸氫鹽使L-賴氨酸含量降低至57.0％，而加入酸由于稀釋效應(yīng)而使其進(jìn)一步降低至55.1％，干物質(zhì)量增加。
發(fā)酵液的說明如下表9

將所得發(fā)酵液加熱至55℃，并接著如實施例2.1所述濃縮和?；?br> 表10

這導(dǎo)致的L-賴氨酸損失為2.1％，因而與對比試驗相比改善了近乎60％。
權(quán)利要求
1.發(fā)酵液基粒狀飼料添加劑，其具有a)10-70重量％(以堿計算，基于總重)，特別是30-60重量％的L-賴氨酸含量，b)0.1-5重量％(基于總重)的含水量，和c)0.85-1.2的硫酸鹽/L-賴氨酸比例，該比例根據(jù)下式計算2×[SO42-]/[L-賴氨酸]＝比例。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的飼料添加劑，其在強(qiáng)度為10重量％的含水懸浮液中測得的pH為3.5-5.1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的飼料添加劑，97％以上的所述飼料添加劑具有0.1-1.8mm的平均粒徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3的飼料添加劑，其表面涂有油，基于所述飼料添加劑的總量，所述油的量為0.02-2重量％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4的飼料添加劑，其色值在以下范圍內(nèi)(在8°的角度下測定樣品的漫反射)L*65-80(黑-白范圍)a*4-8(紅-綠范圍)b*20-30(黃-蘭范圍)。
6.通過產(chǎn)L-賴氨酸的微生物在有氧條件下于含水培養(yǎng)基中發(fā)酵而生產(chǎn)含L-賴氨酸的粒狀飼料添加劑的方法，其中，在所述發(fā)酵結(jié)束后a)任選測定發(fā)酵液中的硫酸鹽/L-賴氨酸比例，b)接著任選加入硫酸銨，且c)通過加入硫酸使pH降低到4.9-5.2，通過加入含硫酸根的化合物而將所述發(fā)酵液中的硫酸鹽/L-賴氨酸比例設(shè)為0.85-1.2，且d)任選濃縮所得混合物，?；@得L-賴氨酸含量為10-70重量％的產(chǎn)品(以賴氨酸堿測定，基于總重)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中在步驟c)和d)之間通過除去水而濃縮所述發(fā)酵液。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中將硫酸銨和硫酸的加入順序反轉(zhuǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6、7或8的方法，其中在所述濃縮前加入亞硫酸氫銨、堿土金屬或堿金屬亞硫酸氫鹽或它們的混合物，基于發(fā)酵液，其加入量為0.01-0.5重量％。
10.根據(jù)權(quán)利要求6、7或8的方法，其中在發(fā)酵完成后，將0-100％的在發(fā)酵過程中形成的生物量移出，接著進(jìn)行步驟a)至d)。
11.根據(jù)權(quán)利要求6、7或8的方法，其中所述顆粒的表面涂有油，基于所述飼料添加劑的總量，所述油的量為0.02-2重量％。
12.根據(jù)權(quán)利要求6-11的方法，其中使用棒狀桿菌微生物。
13.根據(jù)權(quán)利要求6-12的方法，其中使用棒狀菌。
全文摘要
本發(fā)明涉及相對淺且熱穩(wěn)定的發(fā)酵液基粒狀動物飼料添加劑，其具有高L－賴氨酸含量，本發(fā)明還涉及由通過發(fā)酵獲得的發(fā)酵液生產(chǎn)所述添加劑的低損耗方法。
文檔編號A23K1/16GK1943392SQ20061008243
公開日2007年4月11日 申請日期2006年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月8日
發(fā)明者赫爾曼·洛特, 烏爾里?！へ惪藸? 弗蘭克·迪貝耐爾, 弗里德里克·科普克, 約阿希姆·波利施, 拉爾夫·克勒, 科里·M.·桑德爾, 勞倫斯·愛德華·福斯迪克 申請人:德古薩股份公司