專利名稱：反芻動(dòng)物飲食補(bǔ)充組合物及其制造和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及飲食補(bǔ)充組合物、包含所述組合物的食物(例如，動(dòng)物飼料)和所述組合物的使用方法。具體而言，本發(fā)明提供具有特別的氮和/或氨基酸組成和小顆粒尺寸的反芻動(dòng)物飲食補(bǔ)充組合物(例如，包含蛋白提取物(例如，粗蛋白提取物(例如，細(xì)菌或酵母提取物)))、所述飲食補(bǔ)充組合物的制造方法以及含有所述飲食補(bǔ)充組合物的組合物和所述飲食補(bǔ)充組合物的使用方法(例如，作為液態(tài)的或干燥的飲食補(bǔ)充組合物或作為食物(例如，動(dòng)物飼料)的組分來增加反芻動(dòng)物的蛋白和氨基酸吸收)。
背景技術(shù)：
為了維持和生產(chǎn)的需要，奶牛需要腸道吸收的氨基酸(AA)形式的氮(N)。有兩種 來源為反芻動(dòng)物提供腸道吸收的氨基酸。腸道吸收的氨基酸的一種來源是來自瘤胃微生物生長的微生物蛋白。瘤胃微生物需要可發(fā)酵的碳水化合物和瘤胃可降解的飼料蛋白(RDP)來進(jìn)行生長。飼料可以提供真蛋白和/或非蛋白N (NPN)形式的RDP，因?yàn)榱鑫肝⑸锟梢晕瞻被峄驈挠闪鑫赴被峤到猱a(chǎn)生的氨N來合成氨基酸。瘤胃合成的微生物蛋白提供高質(zhì)量的腸道吸收的氨基酸，因?yàn)槠渚哂懈叩目上院桶被峤M成。腸道吸收的氨基酸的另一來源是瘤胃非可降解飼料蛋白(RUP)。RUP由逃避瘤胃發(fā)酵的飼料所提供的真蛋白組成，經(jīng)過瘤胃后消化，并且氨基酸組分在腸道中被吸收。反芻動(dòng)物蛋白營養(yǎng)的目標(biāo)是對反芻動(dòng)物喂飼能最小化食物N的總量、同時(shí)能提供足夠量和類型的允許理想的生產(chǎn)力水平的RDP和RUP的飼料組合。因此，反芻動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)者關(guān)注于最大化高質(zhì)量微生物蛋白的瘤胃合成。然而，瘤胃微生物生長具有上限，并且必須對奶牛喂飼能提供充足的氨基酸組成的高度可消化的RUP的食物來源，從而實(shí)現(xiàn)令人滿意的乳產(chǎn)量水平。利用各種飼料和商業(yè)來源的通常被稱為過瘤胃蛋白的RUP，反芻動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)者不斷嘗試優(yōu)化對奶牛的RDP和RUP的供給?？缮藤彽倪^瘤胃蛋白源包括通過物理和/或化學(xué)處理而能免于瘤胃降解的動(dòng)物和植物蛋白以及單氨基酸。文獻(xiàn)包括包括關(guān)于過瘤胃蛋白源的開發(fā)和評估的大量出版物。喂飼過瘤胃蛋白源來獲得增加的反芻動(dòng)物生產(chǎn)力，同時(shí)最小化總飼料 N 供給是困難的。Santos et al. (1998)和 Ipharraguerre and Clark(2005)的綜述證實(shí)了喂飼過瘤胃蛋白源同時(shí)希望增加奶牛生產(chǎn)力的難度。發(fā)明概述本發(fā)明涉及飲食補(bǔ)充組合物、包含所述組合物的食物(例如，動(dòng)物飼料)和所述組合物的使用方法。具體而言，本發(fā)明提供具有特別的氮和/或氨基酸組成和小顆粒尺寸的反芻動(dòng)物飲食補(bǔ)充組合物(例如，包含蛋白提取物(例如，粗蛋白提取物(例如，細(xì)菌或酵母提取物)))、所述飲食補(bǔ)充組合物的制造方法以及含有所述飲食補(bǔ)充組合物的組合物和所述飲食補(bǔ)充組合物的使用方法(例如，作為液態(tài)的或干燥的飲食補(bǔ)充組合物或作為食物(例如，動(dòng)物飼料)的組分來增加反芻動(dòng)物的蛋白和氨基酸吸收)。因此，在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明提供包含蛋白組分(例如，全酵母和/或蛋白提取物(例如，粗蛋白提取物(例如，制備為細(xì)顆粒物質(zhì)(例如，包含尺寸為l-2mm、0. 5-1_、
0.25-0. 5mm、125-250 iim、62. 5-125 iim、3. 9-62. 5 y m 或更小的顆粒的組合物)的酵母、細(xì)菌和/或真菌蛋白提取物(例如，具有特別的氮和/或氨基酸組成)))的飲食補(bǔ)充組合物。在優(yōu)選實(shí)施方案中，本發(fā)明的飲食補(bǔ)充組合物被制備為具有約125-250 ii m或62. 5-125 u m的顆粒尺寸的細(xì)顆粒物質(zhì)，但是可以使用小的和更大的尺寸。在一些實(shí)施方案中，飲食補(bǔ)充組合物包含約5-10%的氮和30-60%的粗蛋白。在優(yōu)選實(shí)施方案中，以干物質(zhì)計(jì)算，飲食補(bǔ)充組合物包含6. 5-7. 8%的氮和40-50%的粗蛋白。在另一優(yōu)選實(shí)施方案中，以干物質(zhì)計(jì)算，飲食補(bǔ)充組合物包含約7%的氮和約45. 3%的粗蛋白。在一些實(shí)施方案中，粗蛋白由可溶性和不溶性組分組成。例如，在一些實(shí)施方案中，粗蛋白具有約25-60%的可溶性蛋白和40-75%的不溶性蛋白。在一些實(shí)施方案中，粗蛋白具有約36-46%的可溶性蛋白和約53-63%的不 溶性蛋白。在一些實(shí)施方案中，粗蛋白具有約40-45%的可溶性蛋白和約55-60%的不溶性蛋白。在一些實(shí)施方案中，粗蛋白具有約42%的可溶性蛋白和約58%的不溶性蛋白。在一些實(shí)施方案中，以干物質(zhì)計(jì)算，飲食補(bǔ)充組合物包含約0. 5%至約I. 5%的氨。在一些實(shí)施方案中，飲食補(bǔ)充組合物含有包含表I或表2所示的氨基酸組成的蛋白組分(例如，蛋白提取物)。本發(fā)明不受限于蛋白組分的特定氨基酸組成。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明飲食補(bǔ)充組合物的蛋白組分的氨基酸組成包括表I或表2所示的不同氨基酸的百分比加上或減去某一百分比(例如，加上或減去1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%或更大的百分比)。本發(fā)明不受限于飲食補(bǔ)充組合物的蛋白組分(例如，全酵母和/或蛋白提取物(例如，粗蛋白提取物))的來源。在一些實(shí)施方案中，飲食補(bǔ)充組合物的蛋白組分是酵母細(xì)胞提取物。在一些實(shí)施方案中，飲食補(bǔ)充組合物的蛋白組分是全酵母。在一些實(shí)施方案中，飲食補(bǔ)充組合物的蛋白組分是微生物細(xì)胞提取物。在一些實(shí)施方案中，飲食補(bǔ)充組合物的蛋白組分是藻類細(xì)胞提取物。制備細(xì)胞提取物的方法是本領(lǐng)域公知的。在一些實(shí)施方案中，通過使酵母生長、將酵母細(xì)胞壁與細(xì)胞內(nèi)酵母組分分離(例如，使用離心)和去除酵母細(xì)胞壁物質(zhì)而產(chǎn)生酵母提取物來制備酵母細(xì)胞提取物。(僅“酵母提取物”)。本發(fā)明不限于任何特定類型的酵母或酵母株。事實(shí)上，本領(lǐng)域已知的任何酵母和/或酵母株可用作本發(fā)明飲食補(bǔ)充組合物的來源，包括但不限于，來自以下屬的酵母酵母屬(Saccharomyces)、假絲酵母屬(Candida)、克魯維酵母菌屬(Kluyveromyces)、有抱圓酵母屬(Torulaspora)和/或以上的組合。在一些實(shí)施方案中，酵母是釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)。一旦獲得蛋白源(例如，全酵母和/或酵母、藻類或微生物提取物)，可以由其制備本發(fā)明的飲食補(bǔ)充組合物。例如，在優(yōu)選實(shí)施方案中，使用霧化來干燥蛋白源(例如，全酵母或蛋白提取物(例如，酵母、藻類或微生物提取物)。在優(yōu)選實(shí)施方案中，霧化產(chǎn)生含有所需尺寸的顆粒的干燥物質(zhì)(例如，干燥的全酵母或蛋白提取物)(例如，干燥物質(zhì)含有0. 100-0. 500mm或更優(yōu)選0. 100-0. 250mm的顆粒)。在一些實(shí)施方案中，選擇霧化器噴嘴以產(chǎn)生含有所需尺寸的顆粒的干燥物質(zhì)。本發(fā)明不受限于用于干燥蛋白源(例如，全酵母或酵母、藻類或微生物提取物)的方法。事實(shí)上，可以使用多種方法，包括但不限于，冷凍干燥、噴霧干燥、滾筒干燥、流體層干燥等)。此外，可以采用其它步驟來產(chǎn)生含有所需范圍的顆粒尺寸的飲食補(bǔ)充組合物，包括但不限于，研磨和/或篩濾干燥的蛋白(例如，全酵母或酵母或微生物提取物)。本發(fā)明不受限于將飲食補(bǔ)充組合物給予個(gè)體(例如,反芻動(dòng)物(例如，成年反芻動(dòng)物)的方法。事實(shí)上，可以以多種不同方式將本發(fā)明的飲食補(bǔ)充組合物給予反芻動(dòng)物。例如，飲食補(bǔ)充組合物可以與可經(jīng)口攝取的飼料添加劑組合，從而形成用于添加至標(biāo)準(zhǔn)飼料的補(bǔ)充物或預(yù)混合物。在一些實(shí)施方案中，將飲食補(bǔ)充組合物直接添加至標(biāo)準(zhǔn)飼料(例如，反芻動(dòng)物飼料)。例如，可以將飲食補(bǔ)充組合物作為肉湯或肉湯等同物或膏狀物或作為凍干物質(zhì)添加至標(biāo)準(zhǔn)飼料或飼料添加劑。在一些實(shí)施方案中，飲食補(bǔ)充組合物被制備為被添加至飼料的細(xì)顆粒物質(zhì)(例如，具有尺寸為0. 25-0. 5mm、0. 125-0. 250mm或0. 0625-0. 125mm的顆粒尺寸，但是也可以使用更大和更小的顆粒尺寸)。在添加至飼料之前，可以將飲食補(bǔ)充組合物添加至載體和/或可以將飲食補(bǔ)充組合物封裝。在一些實(shí)施方案中，將飲食補(bǔ)充組合物(例如，制備為細(xì)顆粒物質(zhì))直接添加至動(dòng)物飼料(例如，通過將含有組合物的液態(tài)肉湯噴灑在飼料上或通過將干燥顆粒形式的補(bǔ)充組合物添加至飼料)。本發(fā)明不受限于被添加至飼料(例如，全部混合后的日糧)的飲食補(bǔ)充組合物的 量(例如，以重量/重量百分比計(jì)算、以體積/體積百分比計(jì)算)。在一些實(shí)施方案中，將飲食補(bǔ)充組合物按照每日全部干物質(zhì)攝取量的一定比例給予個(gè)體(例如，反芻動(dòng)物(例如，奶牛))。例如，在一些實(shí)施方案中，將飲食補(bǔ)充組合物按照個(gè)體每日全部干物質(zhì)攝取量的
I.5%-2. 5%給予個(gè)體(例如，奶牛)，但是可以給予更少(例如，I. 25%、I. 0%、0. 75%,0. 5%、0. 25%或更少)和更大(例如，2. 75%、3%、3. 25%,3. 5%、4%或更大)的量的飲食補(bǔ)充組合物。在優(yōu)選實(shí)施方案中，將飲食補(bǔ)充組合物按照個(gè)體每日全部干物質(zhì)攝取量的I. 5%-2. 5%給予個(gè)體(例如，奶牛)。例如，如果牛一天消耗23kg干物質(zhì)，飲食補(bǔ)充組合物的攝取量為345g-575g。將飲食補(bǔ)充組合物添加至任何可經(jīng)口攝取的飼料和/或與任何可經(jīng)口攝取的飼料組合，所述可經(jīng)口攝取的飼料包括但不限于，干燥的酒糟(distillers’ dried grain)、苜猜、玉米粉、柑橘粉、發(fā)酵殘留物、磨碎的牡販殼、凹凸棒粘土(attapulgus clay)、次小麥粉、糖蜜可溶物、玉米棒粉、可食用的植物物質(zhì)、烘烤的脫皮大豆粉、大豆粉飼料、抗生素菌絲、蛭石、大豆粗磨粉、粉碎的石灰石等。飲食補(bǔ)充組合物被添加至標(biāo)準(zhǔn)飼料，例如“精料”，其纖維含量低并且總可消化的營養(yǎng)物的含量高。這類物質(zhì)包括各種谷物和高等級(jí)副產(chǎn)物，例如玉米渣飼料、麥麩、棉籽粉、亞麻籽粉、玉米麩質(zhì)飼料等。飲食補(bǔ)充組合物還可用于添加到纖維含量高的粗飼料、或粗飼料和精飼料的混合物。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明提供以營養(yǎng)均衡的飲食飼養(yǎng)牲畜(例如，反芻動(dòng)物)的方法，包括提供牲畜和含有本文所述的飲食補(bǔ)充組合物的動(dòng)物飼料組合物，并在能使得獲得牲畜特征(例如，乳產(chǎn)量和質(zhì)量特征)(例如，使得產(chǎn)生的乳的質(zhì)量和或量優(yōu)于未給予飲食補(bǔ)充組合物的對照個(gè)體中獲得的乳)的條件下，將動(dòng)物飼料組合物給予牲畜。在一些實(shí)施方案中，喂飼本發(fā)明飲食補(bǔ)充組合物的牛所產(chǎn)生的乳比未喂飼本發(fā)明的飲食補(bǔ)充組合物的牛所產(chǎn)生的乳具有更長的保質(zhì)期。在一些實(shí)施方案中，喂飼本發(fā)明飲食補(bǔ)充組合物的牛所產(chǎn)生的乳含有的乳脂和/或蛋白分泌物的量高于未喂飼本發(fā)明的飲食補(bǔ)充組合物的牛所產(chǎn)生的乳。因此，在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明提供與產(chǎn)生乳和或乳組分有關(guān)的成本降低。在一些實(shí)施方案中，在飼料中使用飲食補(bǔ)充組合物降低反芻動(dòng)物的氮排泄和/或提高氮效率。
本發(fā)明不受限于用于制備本發(fā)明的飲食補(bǔ)充組合物(例如，包含蛋白組分(例如，全酵母細(xì)胞或蛋白提取物(例如，粗蛋白提取物(例如，酵母、細(xì)菌和/或藻類蛋白提取物(例如，具有特別的氮和/或氨基酸組成))))的細(xì)顆粒物質(zhì)的方法。事實(shí)上，可以使用多種方法，包括但不限于，霧化、機(jī)械研磨、篩濾或本領(lǐng)域已知的能降低材料的顆粒尺寸的其它方法。在一些實(shí)施方案中，可以使用本領(lǐng)域已知的能從材料產(chǎn)生顆粒物質(zhì)(例如，包含l_2mm、0. 5_lmm、0. 25-0. 5mm、100-200 u m、125-250 u m、62. 5-125 u m 或 3. 9-62. 5 u m 的顆粒))的任何方法。(例如，用于產(chǎn)生飲食補(bǔ)充組合物)。在優(yōu)選實(shí)施方案中，飲食補(bǔ)充組合物的顆粒尺寸是這樣的尺寸，該尺寸能允許飲食補(bǔ)充組合物以高于不包含飲食補(bǔ)充組合物的飼料或食物的量逃避瘤胃發(fā)酵(例如，通過在反芻動(dòng)物的瘤胃中以液體流速流動(dòng))。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明提供喂飼牲畜的方法，包括將包含上文和下文所述的蛋白組合物的動(dòng)物飼料給予牲畜。在其它實(shí)施方案中，牲畜是牛或其它反芻動(dòng)物。附圖
簡述 圖I顯示了本發(fā)明飲食補(bǔ)充組合物的示例性飲食逃避。圖2顯示了在本發(fā)明實(shí)施方案的開發(fā)中進(jìn)行的研究中所使用的日糧的成分和化學(xué)組成。圖3顯示了在本發(fā)明實(shí)施方案的開發(fā)中觀察到的飲食補(bǔ)充組合物(在圖中稱為“DEMP” )對乳產(chǎn)量和血液代謝物的影響。圖4顯示了實(shí)施例2中使用的實(shí)驗(yàn)性飲食的成分。圖5 顯不了基于由 DairyLand Laboratories Inc. (Arcadia, WI)進(jìn)行的各成分分析的實(shí)施例2中使用的實(shí)驗(yàn)性飲食的營養(yǎng)素組成。圖6 顯不了由 DairyLand Laboratories Inc. (Arcadia, WI)分析的實(shí)施例 2 使用的全混合日糧(TMR)。圖7顯示了利用不同的含有本發(fā)明的飲食補(bǔ)充組合物的實(shí)驗(yàn)性飲食獲得的乳產(chǎn)量和乳含量結(jié)果。定義本文所用的術(shù)語“酵母”和“酵母細(xì)胞”是指歸類于真菌界的真核微生物，其具有細(xì)胞壁、細(xì)胞膜和細(xì)胞內(nèi)組分。酵母不形成專門的分類學(xué)或系統(tǒng)發(fā)生學(xué)分組。目前，已知有約1，500個(gè)種，據(jù)估計(jì)這僅描述了全部酵母種的1%。術(shù)語“酵母”常常被認(rèn)為是釀酒酵母的同義詞，但是酵母的系統(tǒng)發(fā)生學(xué)多樣性被它們在子囊菌門和擔(dān)子菌門分類中的位置所證實(shí)。出芽酵母(“真酵母”)被歸類于酵母目。大多種類的酵母通過出芽無性繁殖，但是某些酵母通過二分裂繁殖。酵母是單細(xì)胞的，但是某些種通過形成稱為假菌絲(pseudohyphae)或假菌絲(false hyphae)的一串連接的出芽細(xì)胞而變?yōu)槎嗉?xì)胞的。根據(jù)種類，酵母的尺寸可以在很大范圍變化，通常測量的直徑為3 - 4 y m，但是某些酵母可以達(dá)到超過40 u m。本文所用的術(shù)語“富硒酵母”和“硒化酵母”是指在含有無機(jī)硒鹽的培養(yǎng)基中培養(yǎng)的任何酵母(例如，釀酒酵母)。本文所用的術(shù)語w/w (重量/重量)是指給定物質(zhì)在組合物中以重量計(jì)算的量。例如，包含0. 02%w/w的本發(fā)明飲食飼料補(bǔ)充物的動(dòng)物飼料表示，飲食飼料補(bǔ)充物的質(zhì)量是動(dòng)物飼料總質(zhì)量的0. 02%(即，907，200克的動(dòng)物飼料中200克的本發(fā)明飲食飼料補(bǔ)充組合物)。本文所用的術(shù)語“酵母細(xì)胞壁”也被稱為“YCW”，是指酵母生物中包圍酵母的質(zhì)膜和細(xì)胞內(nèi)組分的細(xì)胞壁。酵母細(xì)胞壁包括酵母細(xì)胞壁的外層(主要是甘露聚糖)和內(nèi)層(要是葡聚糖和幾丁質(zhì))。細(xì)胞壁的功能是提供結(jié)構(gòu)和保護(hù)代謝活性的細(xì)胞質(zhì)。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和識(shí)別通路發(fā)生在酵母細(xì)胞壁中。酵母細(xì)胞壁的組成在株與株之間變化并根據(jù)酵母生長條件變化。本文所用的術(shù)語“酵母細(xì)胞內(nèi)組分”和“細(xì)胞內(nèi)組分”是指通過去除細(xì)胞壁從酵母生物提取的細(xì)胞內(nèi)容物。本文所用的術(shù)語“純化(purified) ”或“純化(to purify) ”是指從樣品去除組分。例如，通過去除非酵母細(xì)胞壁組分(例如，質(zhì)膜和/或酵母細(xì)胞內(nèi)組分)純化酵母細(xì)胞壁或酵母細(xì)胞壁提取物；通過去除污染物或去除除酵母細(xì)胞壁之外的其它物質(zhì)也可純化酵母細(xì)胞壁或酵母細(xì)胞壁提取物。去除非酵母細(xì)胞壁組分和/或非酵母細(xì)胞壁污染物會(huì)導(dǎo)致樣品 中酵母細(xì)胞壁或其組分的百分比增加。本文所用的術(shù)語“消化”是指食物、飼料或其它有機(jī)化合物被轉(zhuǎn)化成可吸收的形式；是指通過熱度和濕度或化學(xué)作用的軟化、分解(decompose)或分解(break down)。本文所用的“消化系統(tǒng)”是指消化能夠發(fā)生或消化確實(shí)發(fā)生的系統(tǒng)(包括胃腸系統(tǒng))。本文所用的術(shù)語“飼料”是指被動(dòng)物消耗并為動(dòng)物飲食提供能量和/或營養(yǎng)的物質(zhì)。飼料的實(shí)例包括但不限于，全混合日糧(TMR)、草料、顆粒飼料、精料、預(yù)混料、副產(chǎn)物、谷物、酒糟、糖蜜、纖維、秣料、草、干草、谷粒、葉、粗磨粉、可溶物和補(bǔ)充物。本文所用的術(shù)語“食物補(bǔ)充物”、“飲食補(bǔ)充物”、“飲食補(bǔ)充組合物”等是指被配制為飲食或營養(yǎng)補(bǔ)充物、用作飲食的一部分(例如，作為動(dòng)物飼料的添加品)的食物產(chǎn)品。示例性的飲食補(bǔ)充組合物在本文描述。本文所用的術(shù)語“動(dòng)物”是指動(dòng)物界的生物。其包括但不限于牲畜、農(nóng)場動(dòng)物、家畜、寵物、海洋和淡水動(dòng)物以及野生動(dòng)物。本文所用的“有效量”是指足以實(shí)現(xiàn)有益或所需效果的組合物的量。在一次或多次給予、施用或用量中，可以給予有效量和/或有效量可以與另一種物質(zhì)聯(lián)合，并且有效量并非意圖限定于特定制劑或給予途徑。本文所用的術(shù)語“消化”是指食物、飼料或其它有機(jī)化合物被轉(zhuǎn)化成可吸收的形式；是指通過熱度和濕度或化學(xué)作用的軟化、分解(decompose)或分解(break down)。本文所用的“消化系統(tǒng)”是指消化能夠發(fā)生或消化確實(shí)發(fā)生的系統(tǒng)(包括胃腸系統(tǒng))。本文所用的術(shù)語“給予(administration) ”和術(shù)語“給予(administering) ”是指將物質(zhì)(包括藥物、前藥或其它試劑)或治療處理給予個(gè)體的行為。本文所用的術(shù)語“細(xì)胞”是指自我復(fù)制的單元，其存在形式可以為功能獨(dú)立的生命單元(作為單細(xì)胞生物，例如，酵母)，或可以為多細(xì)胞生物(例如植物和動(dòng)物)的亞單元，其被特化為執(zhí)行有助于生物整體活動(dòng)的特定功能。存在兩種不同的細(xì)胞類型原核細(xì)胞和真核細(xì)胞。本文所用的術(shù)語“真核生物”是指細(xì)胞被組織成包圍在膜中的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的生物?！罢婧松铩笔桥c“原核生物”相區(qū)別的。術(shù)語“原核生物”是指缺少細(xì)胞核或其它膜結(jié)合細(xì)胞器的生物。術(shù)語“真核生物”是指具有表現(xiàn)出典型真核生物特征的細(xì)胞的所有生物，所述典型真核生物特征例如，存在由核膜界定的真正的核(染色體位于核中)、存在膜結(jié)合細(xì)胞器以及真核生物中常見的其它特征。本文所用的術(shù)語“酵母繁殖”是指酵母的繁殖周期，其具有無性和有性繁殖周期，但是，酵母中最常見的營養(yǎng)生長模式是通過“出芽”或“裂變”的無性繁殖，其中“子代細(xì)胞”在“母體細(xì)胞”上形成。母體細(xì)胞的核分裂成子代核，并遷移到子代細(xì)胞中。芽持續(xù)生長，直至其與“母體細(xì)胞”分離，而形成新的細(xì)胞。在高應(yīng)激條件下，單倍體細(xì)胞通常會(huì)死亡，而在相同條件下，二倍體細(xì)胞可以經(jīng)歷孢子形成，而進(jìn)入有性繁殖(減數(shù)分裂)并產(chǎn)生各種單倍體孢子，所述單倍體孢子能繼續(xù)配對(接合)，而再形成二倍體。本文所用的術(shù)語“出芽”是指真菌(例如，酵母)和原生動(dòng)物中的一種細(xì)胞分裂類型，其中“子代細(xì)胞”之一作為較小的突起從另一細(xì)胞發(fā)育。通常，出芽細(xì)胞的位置由“母體細(xì)胞”的極性所限定。在某些原生動(dòng)物中，出芽的子代可以位于另一子代的細(xì)胞質(zhì)中。本文所用的術(shù)語“培養(yǎng)酵母”和術(shù)語“使酵母生長”是指增殖和/或繁殖酵母的行為。本文所用的術(shù)語“離心”是指利用離心轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的離心力而通過大小或密度分離分子，所述離心轉(zhuǎn)子使物質(zhì)繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而施加垂直于所述軸的力。離心機(jī)利用沉降原理進(jìn)行工作，其中利用向心加速度來將具有較大和較小密度的物質(zhì)均勻地分配到不同的密度層。本文所用的術(shù)語“收獲”是指收集或集合所產(chǎn)生的物質(zhì)的行為(例如，收集酵母生產(chǎn)中產(chǎn)生的物質(zhì))。
本文所用的術(shù)語“干燥”是指噴霧干燥、冷凍干燥、風(fēng)干、真空干燥或能減少或去除物質(zhì)中的液體的任何其它種類的過程。本文所用的術(shù)語“噴霧干燥”是干燥含有液體的物質(zhì)的常用方法，其利用熱氣來蒸發(fā)液體，從而減少或去除物質(zhì)中的液體。換言之，通過將物質(zhì)噴霧或霧化到加熱的干燥空氣氣流中來干燥物質(zhì)。本文所用的術(shù)語“冷凍干燥”和術(shù)語“凍干(Iyophilization) ”以及術(shù)語“凍干(cryodesiccation) ”是指通過升華從冷凍狀態(tài)的物質(zhì)去除溶劑。這是通過將待干燥的物質(zhì)冷凍到低于低共熔點(diǎn)并隨后提供升華的潛熱來實(shí)現(xiàn)的。精確控制熱輸入允許從冷凍狀態(tài)進(jìn)行干燥而不會(huì)使產(chǎn)品回熔。在實(shí)際應(yīng)用中，在減壓條件下加速和精確控制該過程。本文所用的術(shù)語“研磨”是指通過沖擊、剪切或摩擦來減小顆粒尺寸。本文所用的術(shù)語“洗滌”是指去除或清理(例如，使用任何類型的溶質(zhì)(例如蒸餾水、緩沖液或溶劑)或混合物)制劑中的雜質(zhì)或不想要的可溶性組分。本文所用的術(shù)語“蛋白”是指由一個(gè)或多個(gè)多肽組成的生物化學(xué)化合物，所述多肽通常以具有生物學(xué)功能的方式折疊成球形或纖維形式。本文所用的術(shù)語“肽”和術(shù)語“多肽”是指通過共價(jià)“肽鍵”連接的氨基酸的一級(jí)序列。通常，肽由數(shù)個(gè)氨基酸組成，并比蛋白更短。肽、多肽或蛋白可以是合成的、重組體或天然存在的。本文所用的術(shù)語“氨基酸”是指含有氨基、羧酸基團(tuán)和在不同氨基酸之間不同的側(cè)鏈的分子。氨基酸的關(guān)鍵元素是碳、氫、氧和氮。本文所用的術(shù)語“蛋白酶”是指不同酶中的任何種類，包括催化蛋白通過水解作用分解成肽或氨基酸的肽鏈內(nèi)切酶和肽鏈端解酶。本文所用的術(shù)語“裂解”是指酵母細(xì)胞膜和酵母細(xì)胞壁瓦解或破裂，從而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)組分的釋放。本文所用的“裂解”是作為物理、機(jī)械、酶學(xué)(包括自溶和水解)或滲透壓機(jī)制的結(jié)果而發(fā)生。本文所用的術(shù)語“自溶”是指細(xì)胞或組織的一部分或整體被自身產(chǎn)生的酶所分解。本文所用的術(shù)語“水解”是指在添加水的情況下將化合物分裂為片段的過程(例如，用于將聚合物分解為較簡單的單元(例如，淀粉至葡萄糖))。
本文所用的術(shù)語“反芻動(dòng)物”是指偶蹄目的哺乳動(dòng)物，其消化基于植物的食物，其中首先將食物在動(dòng)物的第一胃中軟化，然后反芻半消化的物質(zhì)(現(xiàn)在稱為切割(cut))并再次咀嚼。再次咀嚼反芻食物來進(jìn)一步分解植物質(zhì)和刺激消化的過程稱為“反芻”。約有150種反芻動(dòng)物，包括馴養(yǎng)類和野生類。反會(huì)哺乳動(dòng)物包括牛、山羊、綿羊、長頸鹿、美洲野牛、駝鹿、麋鹿、耗牛、水牛、鹿、羊駝、駱駝、美洲駝、牛羚、羚羊、叉角羚和藍(lán)牛。本文所用的術(shù)語“瘤胃(rumen) ” (也稱為瘤胃(paunch))形成蜂巢芻胃的較大部分，蜂巢芻胃是反芻動(dòng)物的消化道中的第一室。其作為攝取的飼料的微生物發(fā)酵的主要部位。蜂巢芻胃的較小部分是蜂巢胃，其與瘤胃完全連續(xù)，但不同之處在于內(nèi)層的紋理。瘤胃由數(shù)個(gè)肌囊、盧頁囊(cranialsac)、腹囊、腹盲囊和網(wǎng)狀組織組成。發(fā)明詳細(xì)描述本發(fā)明涉及飲食補(bǔ)充組合物、包含所述組合物的食物(例如，動(dòng)物飼料)和所述組合物的使用方法。具體而言，本發(fā)明提供具有特別的氮和/或氨基酸組成和小顆粒尺寸的反芻動(dòng)物飲食補(bǔ)充組合物(例如，包含蛋白提取物(例如，粗蛋白提取物(例如，細(xì)菌或酵母提取物)))、所述飲食補(bǔ)充組合物的制造方法以及含有所述飲食補(bǔ)充組合物的組合物和所述飲食補(bǔ)充組合物的使用方法(例如，作為液態(tài)的或干燥的飲食補(bǔ)充組合物或作為食物(例如，動(dòng)物飼料)的組分來增加反芻動(dòng)物的蛋白和氨基酸吸收)。在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明提供富含蛋白的飲食補(bǔ)充組合物(例如，酵母來源的或其它來源的)，其具有能提供顯著的瘤胃發(fā)酵逃避的物理性質(zhì)和與瘤胃微生物蛋白相似的氨基酸(AA)組成。在一些實(shí)施方案中，富含蛋白的飲食補(bǔ)充組合物被稱為逃避微生物蛋白(EMP)或飲食逃避微生物蛋白(DEMP)，例如表2中所示。在一些實(shí)施方案中，富含蛋白的飲食補(bǔ)充組合物(例如，來自酵母或微生物來源)被加工成細(xì)顆粒尺寸。雖然對于機(jī)制的理解對于實(shí)踐本發(fā)明不是必需的，并且本發(fā)明不限于任何特定的作用機(jī)制，但是在一些實(shí)施方案中，飲食補(bǔ)充組合物的細(xì)顆粒尺寸允許所述補(bǔ)充組合物與液態(tài)組分一起流動(dòng)至瘤胃后，在那里氨基酸在腸道中被吸收。盡管本發(fā)明不限于任何特定機(jī)制，并且對于機(jī)制的理解對理解或?qū)嵺`本發(fā)明不是必需的，但是在一些實(shí)施方案中，飲食補(bǔ)充組合物的功效借助于以下一項(xiàng)或多項(xiàng)1)物質(zhì)的組成(例如，具有特別的氮和/或氨基酸組成；2)物質(zhì)的細(xì)顆粒尺寸(例如，本文所述)(例如，允許其被分配到瘤胃的液態(tài)組分)；3)物質(zhì)的相對較低的部分降解率(例如，0. 1751T1);和/或4)從瘤胃相對較高的部分液體流出率(例如，0. 121T1)。本發(fā)明的富含蛋白的飲食補(bǔ)充組合物的重要益處在于，其不需要被保護(hù)(例如，使用物理或化學(xué)處理(例如，封裝))而免于瘤胃降解。例如，在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的富含蛋白的飲食補(bǔ)充組合物不需要具有被施加的保護(hù)性屏障。相反，在本發(fā)明提供富含蛋白的飲食補(bǔ)充組合物(例如，酵母來源的)，其中飲食補(bǔ)充組合物的物理和/或化學(xué)性質(zhì)(例如，組合物的氮和/或氨基酸含量或組成、細(xì)顆粒尺寸、低降解率等)允許飲食補(bǔ)充組合物逃避瘤胃發(fā)酵(例如，通過以液體流速流動(dòng))并且為腸道提供了大量的具有理想的氨基酸組成的高度可消化的瘤胃非可降解 飼料蛋白。本發(fā)明不受限于飲食補(bǔ)充組合物的蛋白組分(例如，蛋白提取物(例如，粗蛋白提取物))的來源。在一些實(shí)施方案中，飲食補(bǔ)充組合物是酵母細(xì)胞提取物。用于本發(fā)明組合物的酵母生物可以是多種酵母中的任何一種，包括但不限于，酵母屬、假絲酵母屬、克魯維酵母菌屬或有孢圓酵母屬的酵母，或以上的組合。在優(yōu)選實(shí)施方案中，所用酵母是釀酒酵母。在優(yōu)選實(shí)施方案中，所用酵母是釀酒酵母株1026。通過本領(lǐng)域公知的方法獲得酵母提取物(參見，例如，Peppier, H. J. 1979. Production of yeasts and yeast products. InMicrobial Technology & Microbial Processes, Vol. I (2d ed. ), Academic Press)。遵循食品相關(guān)發(fā)酵和飲料產(chǎn)業(yè)中的常用技術(shù)來使酵母生物生長。通過離心分離和洗滌酵母生物質(zhì)，從而得到酵母乳。分離后，裂解生物。本領(lǐng)域中多種常用方法中的任一種可以用于裂解酵母生物，包括但不限于，水解和自溶。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案允許酵母生物在室溫和壓力下在12-24小時(shí)的時(shí)間中自溶。在裂解期間，可以添加蛋白酶(例如木瓜蛋白酶或多種堿性或中性蛋白酶中的任何一種)來加速酵母蛋白的溶解和避免細(xì)胞內(nèi)組分的聚集。裂解后，從酵母細(xì)胞壁分離并移出酵母生物的細(xì)胞內(nèi)組分。在優(yōu)選實(shí)施方案中，通過利用離心的數(shù)次洗滌將細(xì)胞內(nèi)組分從酵母細(xì)胞壁物質(zhì)移出?？梢酝ㄟ^多種本領(lǐng)域常用方法中的任何一種干燥得到的酵母提取物，包括噴霧干燥、滾筒干燥和流體層干燥，從而形成粉末。在優(yōu)選實(shí)施方案中，干燥酵母提取物粉末被制成細(xì)粉末(例如，借助于研磨、篩濾或其它形式的打磨)。在優(yōu)選實(shí)施方案中，通過霧化干燥得到的酵母提取物。例如，將酵母提取物泵入霧化器(例如，噴嘴式或離心式霧化器)，所述霧化器能產(chǎn)生酵母提取物顆粒的細(xì)霧。酵母提取物顆粒的細(xì)霧與被加熱至溫度為250-450° C的空氣接觸，所述空氣能干燥顆粒。收集干燥的酵母提取物顆粒。在一些實(shí)施方案中，霧化器被設(shè)置為能產(chǎn)生具有所需尺寸的干燥酵母顆粒。在其它實(shí)施方案中，在離開霧化器后，干燥酵母提取物顆粒被進(jìn)一步研磨、篩濾或以其它方式分解為更小的顆粒。本領(lǐng)域中存在一個(gè)普遍的假設(shè)，S卩，由于可溶性蛋白被聲稱具有高的部分降解率，所以可溶性蛋白在瘤胃中被完全降解。原位孵育是最被廣泛接受的飼料的瘤胃可降解飼料蛋白(RDP)和瘤胃非可降解飼料蛋白(RUP)貢獻(xiàn)的實(shí)驗(yàn)性測定方法。該方法評估蛋白從置于瘤胃插管動(dòng)物的瘤胃中懸浮的多孔袋內(nèi)的飼料中的消失。由洗出袋的假設(shè)能被瘤胃微生物立即獲得并完全利用的可溶性顆粒和非常小的不溶性顆粒的重量差異確定消失。使用Raab et al.(參見Raab et al. (1983))所述的方法,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來測定本發(fā)明飲食補(bǔ)充組合物的部分蛋白降解率。使用Raab et al.的方法，表I所述的飲食補(bǔ)充組合物的部分蛋白降解率被測定為0. 1751T1 (SD=O. 052)。表I
權(quán)利要求
1.飲食補(bǔ)充組合物，以干物質(zhì)計(jì)算，其包含約5-10%的氮，約30-60%的粗蛋白和約0.5%至約I. 5%的氨，并且其中所述組合物由尺寸為0. 100-0. 500mm的干燥顆粒組成。
2.如權(quán)利要求I所述的飲食補(bǔ)充組合物，其中以干物質(zhì)計(jì)算，所述組合物包含約6.5-7. 8%的氮和約40-50%的粗蛋白。
3.如權(quán)利要求I所述的飲食補(bǔ)充組合物，其中以干物質(zhì)計(jì)算，所述組合物包含約7%的氮和約45%的粗蛋白。
4.如權(quán)利要求I所述的飲食補(bǔ)充組合物，其中所述組合物包含尺寸為0.100-0. 250mm的干燥顆粒。
5.如權(quán)利要求I所述的飲食補(bǔ)充組合物，其中所述粗蛋白包含可溶性組分和不溶性組 分。
6.如權(quán)利要求5所述的飲食補(bǔ)充組合物，其中所述粗蛋白具有約40-45%的可溶性蛋白和約55-60%的不溶性蛋白。
7.如權(quán)利要求I所述的飲食補(bǔ)充組合物，其中所述粗蛋白具有表I或表2所示的氨基酸組成。
8.如權(quán)利要求I所述的飲食補(bǔ)充組合物，其中所述粗蛋白來自全酵母。
9.如權(quán)利要求I所述的飲食補(bǔ)充組合物，其中所述粗蛋白來自酵母提取物。
10.如權(quán)利要求I所述的飲食補(bǔ)充組合物，其中所述粗蛋白來自酵母屬(Saccharomyces)。
11.如權(quán)利要求I所述的飲食補(bǔ)充組合物，其中所述粗蛋白來自選自藻類和細(xì)菌的來源。
12.如權(quán)利要求I所述的飲食補(bǔ)充組合物，其中所述粗蛋白經(jīng)過干燥，并隨后經(jīng)過研磨或篩濾。
13.制備權(quán)利要求I所述的組合物的方法，包括使用霧化器來干燥所述粗蛋白。
14.增加反芻動(dòng)物中腸道吸收的蛋白的方法，包括為反芻動(dòng)物提供飲食補(bǔ)充組合物，以及在能使所述飲食補(bǔ)充組合物的組分可被腸道利用的條件下將所述飲食補(bǔ)充組合物給予所述反芻動(dòng)物，其中以干物質(zhì)計(jì)算，所述飲食補(bǔ)充組合物包含約6. 5-7. 8%的氮、約40-50%的粗蛋白和約0. 5%至約I. 5%的氨，并且其中所述組合物由尺寸為0. 100-0. 500mm的干燥顆粒組成。
15.增加反芻動(dòng)物的乳產(chǎn)量的方法，包括提供反芻動(dòng)物和飲食補(bǔ)充組合物，以及在能使得乳產(chǎn)量增加的條件下將所述飲食補(bǔ)充組合物給予所述反芻動(dòng)物，其中以干物質(zhì)計(jì)算，所述飲食補(bǔ)充組合物包含約6. 5-7. 8%的氮、約40-50%的粗蛋白和約0. 5%至約I. 5%的氨，并且其中所述組合物由尺寸為0. 100-0. 500mm的干燥顆粒組成。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中增加乳產(chǎn)量包括，產(chǎn)生的乳與未喂飼本發(fā)明飲食補(bǔ)充組合物的反芻動(dòng)物產(chǎn)生的乳相比含有增加的乳脂含量。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中增加乳產(chǎn)量包括，產(chǎn)生的乳與未喂飼本發(fā)明飲食補(bǔ)充組合物的反芻動(dòng)物產(chǎn)生的乳相比含有增加的蛋白分泌物含量。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其中將所述飲食補(bǔ)充組合物給予所述反芻動(dòng)物，以提供反芻動(dòng)物的每日全部干物質(zhì)攝取量的I. 5%-2. 5%。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，其中將所述飲食補(bǔ)充組合物添加至標(biāo)準(zhǔn)反芻動(dòng)物飼料。
20.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述飲食補(bǔ)充組合物允許逃避瘤胃中的瘤胃發(fā)酵的氨基酸和/或蛋白的量大于逃避未喂飼所述飲食補(bǔ)充組合物的反芻動(dòng)物的瘤胃中的瘤胃發(fā)酵的氨基酸和/或蛋白的量。
21.制造反芻動(dòng)物飼料的方法,包括將標(biāo)準(zhǔn)反芻動(dòng)物飼料和飲食補(bǔ)充組合物組合,其中以干物質(zhì)計(jì)算，所述飲食補(bǔ)充組合物包含6. 5-7. 8%的氮、40-50%的粗蛋白和約0. 5%至約I.5%的氨，并且其中所述組合物由尺寸為0. 100-0. 500mm的干燥顆粒組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及飲食補(bǔ)充組合物、包含所述組合物的食物(例如，動(dòng)物飼料)和所述組合物的使用方法。具體而言，本發(fā)明提供具有特別的氮和/或氨基酸組成和小顆粒尺寸的反芻動(dòng)物飲食補(bǔ)充組合物(例如，包含蛋白提取物(例如，粗蛋白提取物(例如，細(xì)菌或酵母提取物)))、所述飲食補(bǔ)充組合物的制造方法以及含有所述飲食補(bǔ)充組合物的組合物和所述飲食補(bǔ)充組合物的使用方法(例如，作為液態(tài)的或干燥的飲食補(bǔ)充組合物或作為食物(例如，動(dòng)物飼料)的組分來增加反芻動(dòng)物的蛋白和氨基酸吸收)。
文檔編號(hào)A23K1/18GK102753034SQ201180009617
公開日2012年10月24日 申請日期2011年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月15日
發(fā)明者卡爾·A·道森, 胡安·M·特里卡里克, 詹姆士·D·約翰斯頓 申請人:全技術(shù)公司