用低植酸、富含油并且富含蛋白质的谷粒制造的动物饲料制造技术

本发明专利技术提供了谷粒、种子、由所述谷粒或种子制造的饲料、由所述谷粒制造的宠物食品以及由所述谷粒制造的食品。所述谷粒可以是具有下列特征的玉米谷粒：富含油、蛋白质含量增加并且植酸水平低。在谷粒中富含油、富含蛋白质和植酸降低的特征的组合，使得谷粒为饲喂家畜提供更多的卡路里、蛋白质和磷以及其它营养。由于所述谷粒成分的生物利用率提高，由本发明专利技术制造的宠物食品、动物饲料和玉米食品将提供更多营养。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术基于1997年7月7日申请的美国临时申请第60/051,854号和60/051,855号并要求获得上述申请的权益，上述申请的全部内容通过引用结合到本文中。专利
广义来说，本专利技术涉及油增加、蛋白质和氨基酸增加、总体磷生物利用率提高并且植酸减少的谷粒。这种谷粒可以用于动物饲料。更具体地说，本专利技术涉及提供改善的动物营养并降低畜牧生产的环境冲击的基于谷粒的饲料。背景在过去五十年中，提供动物营养的方法已经改变。人们不再用任何可以得到的谷粒或草料饲喂家畜。取而代之的是，人们严密监控家畜饮食的总体营养价值和成本。人们监控用一定饮食饲喂的家畜的质量和性能特征，以及家畜的废物的环境冲击。收集的信息用于调整饲料，以增加饲料的营养价值和家畜的性能特征，同时降低成本和环境冲击。谷类和脂肪用于在非反刍动物，如猪和家禽的饲喂程序中提供卡路里的营养源。在过去几年中，谷类与补充物(如维生素、矿物质和脂肪)的比例已经改变，以尽力最大化家畜的饲喂效率。通过家畜遗传潜力的选配和供应给家畜的营养的组合，确定饲喂效率(饲料转化率)，或者说生产一磅家畜重量需要多少饲料。由于饲料转化率已经由于遗传增强(genetic enhancement)而提高，因此饲料中的矿物质营养需求已经提高，以保证完全和健康的饮食。由于家畜的摄食能力限制它所能消耗的营养和卡路里的量，因此饲料业必须开发出制造含更多卡路里的饲料的方法。为提高饲料的卡路里密度，生产者在饲料中加入脂肪。脂肪常常以液体形式加入饲料。脂肪具有为每一口饲料提供卡路里的好处。然而，在饲料中加入脂肪有一些缺点，如成本、劳动增加以及自动喂料系统的技术困难。此外，脂肪常常是质量低劣的，因此降低了饲料的总体质量。为减少液态脂肪在饲料中的使用，饲料业已经试图增加在饲料中使用的谷粒的油含量。Dupont公司已经开发并商业化了高油玉米作为增加饲料中的油含量的方法。其他公司已经开发出含油量比2号黄马齿种玉米高(yellow dent corn)、但比Dupont的高油玉米低的玉米。高油和油增加的玉米在本文中可替换地称为富含油的玉米。在这些玉米中额外的油减少并有可能消除向饲料添加液态脂肪的需要。传统上，与2号黄马齿种玉米的植酸水平相比，富含油的玉米被认为含有更高的植酸水平。然而，Raboy等人(Journal of Heredity198980311-315)已经报道，与以前预期的在浓度基础(即每g谷粒、胚芽或胚乳所含有mg成分)上明显的正关系相反，在油的选择和Illinois高油系和低油系每谷粒、每胚芽和每胚乳所含的总体植酸、植酸磷和磷之间有明显的负关系。Raboy解释每器官的总含量和每器官的浓度之间的差异源于在他的研究中使用的Illinois高油(IHO)和Illinois低油(ILO)种子之间显示的器官干重的巨大分歧；IHO胚芽的干重是ILO胚芽的干重的约两倍，而ILO胚乳的干重是IHO胚乳的干重的近三倍。与这种高油与低植酸相联系的趋势相比，Raboy也报道了在对蛋白质增加的选择和植酸、植酸磷和磷的量增加之间有一致的正关系。因此，在蛋白质的选择与Illinois高蛋白系和低蛋白系每谷粒、胚芽或胚乳的总体植酸、植酸磷和磷之间有明显的正关系。甚至当数据在浓度基础(即每g谷粒、胚芽或胚乳所含mg成分)上表达时，这一点依然如此。因此，对蛋白质的选择和对油的选择看起来相异地影响种子中的植酸含量。正如报道显示平均每增加0.38％的蛋白质就伴随着油增加1％(Han Y.等人，1987 Poultry Science 66103-111；Keshararz，PoultryPointers，第6-7页)，在技术上还不确定是否能产生含高油、高蛋白以及低植酸的谷粒(Brewer，“Optimum高油玉米改善家禽日粮”Poultry Digest，1998年2月/3月第30-31页)。Brewer陈述虽然可以象1998年一样得到高油玉米，但还需要研制含高油、高蛋白和高可消化磷(即低植酸磷)的品种。基于谷粒的饮食中的植酸浓度长久以来已经受到人类和动物营养学家的关注，因为证据显示植酸与营养上重要的矿物质形成在肠中不被吸收的不可溶的盐。植酸(肌醇1，2，3，4，5，6-(六磷酸二氢)酯)是种子中磷(P)的一种形式，以植酸盐的形式贮存。植酸盐对家畜有负面营养影响，因为结合到植酸的磷不能作为营养源被家畜利用。此外，家畜并不存留如Ca、Zn等等的矿物质，这些必需矿物质被排泄出来。最后，含有植酸P的家畜废物会导致地表水和地下水污染。假如所述谷粒用于磨粉目的，则包含植酸P的谷类加工副制品会导致地表水和地下水污染。例如，猪缺少将磷从植酸分子上切割下磷所需的消化酶(植酸酶)，因此不能利用植酸磷。通过去除结合磷的植酸盐来增加磷的可利用性，这将使得能够减少饮食的总体磷含量而不会危害家畜的健康或生产性能。提高磷的生物利用率导致猪的废物中磷含量更低，这正是环保所需要的。在释放玉米粉和大豆饼粕中存在的部分植酸磷的努力中，饲料业在动物饲料中加入了微生物植酸酶。这种在谷粒中处理植酸的方法看起来部分减少了被家畜排泄的磷。该项研究明显导致了其它降解饲料中的植酸的方法。一种方法包括在饲料中加入酶混合物和黑曲霉(Aspergillus niger)菌丝体。这些成分水解玉米-大豆饮食中存在的植酸。用酶混合物和真菌菌丝体饲喂的火鸡显示增强的性能并且存留了P和Ca。这些饲料研究都计划在饲料被家畜消耗之前将基于玉米和大豆的饲料去磷酸化，并因此减少排泄出的P。这种处理谷粒中的植酸的方法具有明显的缺点，即增加饲料的劳动和成本。在美国专利第5,593,963号中，Mogen描述了通过遗传工程技术在玉米或大豆种子中产生来自曲霉属(Aspergillus)的对温度稳定的植酸酶。所述遗传产生的植酸酶设计用于通过降解从谷粒中释放出的植酸而降低动物饲料中的植酸含量，并因此降低家畜排泄出的磷的水平。低植酸突变黄马齿种玉米种子已经由Raboy产生并在美国专利第5,689,054号中描述。这个专利描述了玉米中一个单基因、非致死lpa1突变体的发现，这种突变体导致谷粒中的植酸磷与野生型中的水平相比降低高达95％。Raboy注意到，虽然他的专利技术的突变体在表型上与野生型非常相似，但所述突变体需要引入一个育种程序，以将低植酸性状引入商业品系。此外，Raboy解释他的专利技术的低植酸玉米突变体的特征在于谷粒的干重稍稍降低，这会导致生产力降低，而且纯合突变体可能减少或消除农学上重要的特征。由于Raboy等人(Journal of Heredity 1989)已经指出，对高蛋白的不同选择一致地产生植酸较高品系，因此还不清楚在Raboy的专利中所述的黄马齿种玉米中的lpa1-R和lpa2-R突变如何与导致高蛋白和富含油的玉米种子的基因相互作用。因此无法确定地预测是否有可能保持带有低植酸突变的高蛋白并富含油的种子。虽然饲料业已经提出了在饲料中含有更多能量和更少植酸磷的需要，但还未提出需要一种方法以有效利用成本的方式在饲料中同时提供高营养密度(即高蛋白和高油)和低植酸。有需要降低在饲料中形成的植酸盐的量并增加饲料中能量的量，而不必向饲料添加植酸酶和液态油。虽然还未提出，但仍然需要具有蛋白增加、富含本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种谷类作物物种的非致死突变种子，所述种子含有至少５％（重量）油、至少１１％（重量）蛋白质，并且与所述物种的野生型种子相比，植酸量降低至少三分之一。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：MT张，彼得L基林，爱德华P韦尔赫姆，杰里C韦格尔，
申请(专利权)人：埃克斯希德遗传有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]