脂类、含脂类物质和生物活性养料的瘤胃保护制造技术

本发明专利技术提供了用于保护脂类诸如含油籽粒和藻类，以及其他生物活性养料免受瘤胃降解的组合物和相关方法。所述脂类通过使用酶和其他蛋白质交联剂产生交联蛋白质和变性蛋白质的基质来加以保护。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】脂类、含脂类物质和生物活性养料的瘤胃保护
技术介绍
众所周知，多不饱和脂肪对消耗它们的人类和动物具有有益的效果。就人类而言，目前特别强调欧米伽3对欧米伽6的比率，因为近几十年来，欧米伽6的消耗量猛增，导致了不平衡。此外，现已确认足够的欧米伽3对于维护视力、心脏功能、大脑功能、生殖能力以及一般的细胞结构诸如磷脂是必要的。牲畜也有类似的需求。例如，乳牛的血液里具有足够的欧米伽3时，其繁殖率将显著提高。反刍动物，诸如牛、绵羊和山羊在肠之前具有由四个隔室组成的消化系统。这种结构使它们能够吃下并消化纤维素含量高的饲料，如草，而草对于诸如猪和鸡的单胃动物的营养价值很小。瘤胃是这四个隔室中的第一个，也最为特殊。在瘤胃中，微生物的生态系统将纤维素代谢成挥发性脂肪酸，为动物提供用于生长和产奶的能量。明尼苏达大学奶牛推广(UniversityofMinnesotaDairyExtension)在其网站上报道：瘤胃微生物通过添加氢分子将不饱和脂肪酸变成饱和酸。因此，比起单胃动物，奶牛吸收了更多的饱和脂肪。喂食大量不饱和脂肪酸可能对瘤胃细菌有毒、抑制纤维消化以及降低瘤胃pH值。因此，在向反刍动物喂食不饱和脂肪时，动物和那些动物产品的消费者均无法获得最大的健康益处。而且如果不饱和脂肪过多，瘤胃消化就要受到负面影响。所需要的是使多不饱和脂肪能够绕过瘤胃，以便保留脂类的健康性质、并且不会对瘤胃功能产生不利影响的物质组合物和方法。此外，饲料稍后需要在胃肠道内消化，以便营养物质能够从小肠吸收到血液中，动物将从这些营养物质获益，因而动物产品将富含此类多不饱和脂肪。由于已认识到这个生物氢化问题，已经开展了研究，涉及利用造瘘术把各种多不饱和脂肪直接饲喂到反刍动物的肠或皱胃中以确定效果。造瘘术以及对肠或皱胃的直接喂食绕过了瘤胃，从而避免了生物氢化问题。在此类测试中，肉类和乳质均显示出脂肪酸谱的显著改善，具有更多的多不饱和脂肪，诸如欧米伽3。已经做了许多尝试来形成能够使脂类绕过瘤胃，从而得到更健康的肉类和乳制品的饲料成分。尝试的一些方法包括：·甲醛处理·脂肪酸钙盐·凝胶·对乳化的脂类和蛋白质混合物施用碱，然后施用酸·挤压或微粉化含油籽粒，诸如亚麻籽甲醛处理率先在20世纪70年代开创。用甲醛处理含油籽粒，诸如芥花籽、大豆、葵花籽和亚麻籽，甲醛与这类籽粒的内源性蛋白质交联，因而成功地绕过了瘤胃。向奶牛喂食足量的经甲醛处理的含油籽粒后，其乳脂具有不同且更有益的脂肪酸谱。然而，监管机构诸如美国EPA认为甲醛很可能是一种人类致癌物。一直以来，出于责任和消费者接受度方面的考虑，使用甲醛基产品来改变乳脂谱在商业上并不可行。脂肪酸钙盐是与钙发生了反应，以形成基本上为瘤胃惰性的脂肪基饲料的脂肪酸。这项技术在20世纪80年代初得到开发和商业化。瘤胃惰性不同于过瘤胃性。瘤胃惰性钙盐减轻了未受保护的脂肪可能对奶牛产生的许多负面效果，诸如抑制饲料采食量、降低草料消化率以及压低乳脂。然而，生物氢化(脂肪在瘤胃中饱和)仍然存在。钙盐不能将乳质中欧米伽3的量增加到足以在商业上实现的程度。钙盐的主要用途依然是乳牛泌乳高峰期的能量来源。参见Chouinard等人，JournalofDairyScience(JDSA)，第81卷第471-481页(1998)。钙盐的另一个缺点是适口性差。牛不喜欢钙盐的味道，所以常常避开或拒绝钙盐。在2006年，Carroll等人(JDSA，第89卷第640-650页)表明，由乳清蛋白质制成的凝胶能够在瘤胃中保护多不饱和脂肪，达到所得的乳脂与商业平均水平明显不同的程度。然而，这项技术尚未在商业上实现。凝胶在制备后必须很快喂食，否则必须储存在罐头中或以另一种方法保存。在任一种情况下，以商业规模喂食凝胶的可行性都非常差。此外，用来制造凝胶的乳清蛋白质价格昂贵，使该产品用于商业用途的难度加倍。美国专利No.5,514,388假定对乳化的脂类和蛋白质混合物使用碱，然后使用酸，旨在封装和保护脂类，包括进行要求权利的瘤胃保护。没有任何出版物证实过这种方法对瘤胃保护的有效性，因此这种方法并未在商业上实现。对含油籽粒进行微粉化和挤压并未显示出磨碎的亚麻籽或全粒亚麻籽的过瘤胃性显著增加。Gonthier等人的研究数据(如下表1所示)说明了这一点。转谷氨酰胺酶保护反刍动物饲料的现有用途一直以来专用于防止蛋白质发生水解(包括在青贮期间)，并且依赖于交联蛋白质具有瘤胃惰性这一化学性质。例如，使用蛋白质交联剂作为保存青贮饲料以及瘤胃蛋白质保护的方法已经在国际申请No.PCT/EP1999/003356中提出过，该申请的公开号为W01999057993A1。然而，公开号W01999057993A1中描述的技术目标涉及避免储存和瘤胃这两方面中的蛋白水解，并着重于保护反刍动物青贮饲料中的蛋白质。另一个专利公开着重于用来将鱼油微囊化以供人类消耗的食品级产品。“EncapsulationofFishOilbyanEnzymaticGelationProcessUsingTransglutaminaseCross-linkedProteins”(Cho等人，JournalofFoodScience，2003年，第68卷第9期，第2717-2723页)。该公开指出，微胶囊“具有窄粒度范围(30至60微米)，且粒度分布相对均匀”。该公开着重于鱼油和蛋白质分离物，这些物质非常昂贵，并且该公开假定其为人类的食物产品。另外，该公开提出了具有挑战性和昂贵的双重凝胶工艺并制备小型而均匀的微胶囊。与人类消耗相比，反刍动物的鱼油问题极其严重。在瘤胃中，多不饱和脂肪对瘤胃微生物群落具有毒性影响。越不饱和，脂类越长，影响越严重。在所有脂类来源中，鱼油具有最长和最不饱和的脂类。当此种脂类在瘤胃中不受保护时，其效果可能会对采食量、饲料消化率、产奶量和乳脂抑制造成破坏性影响。如果将鱼油喂食给反刍动物，则需要良好地保护和仔细地测试。已经进行了许多喂食测试，以尝试了解和证明乳脂谱的改善，着重于欧米伽3脂肪酸、α-亚麻酸(ALA，18∶3n3，在亚麻籽中发现的主要脂类)。下表1显示出各种尝试的两个关键数据点。数据来自下列三个来源：·麦吉尔大学(McGillUniversity)的Gonthier等人在JournalofDairyScience，第88卷第748-756页(2005)中公开的数据·Chouinard等人，JournalofDairyScience(JDSA)，第81卷第471-481页(1998)·Moats、Janna提交给萨斯喀彻温大学动物和家禽科学学院(CollegeofAnimalandPoultryScience，UniversityofSaskatchewan)的论文“EffectsofExtrudedFlaxseedandCondensedTanninsonRumenFermentation，OmasalFlowofNutrients，MilkCompositionandMilkFattyAcidProfileinDairyCattle”，该论文公开于2016年2月2日。表中列出了两个关键数据点，包括：1.转移效率，该数据是通过计算喂食给奶牛的α-亚麻酸(ALA)运送到牛奶中的量来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备瘤胃保护复合物质的方法，所述方法包括：粉碎含脂类物质，所述含脂类物质包括脂类；将蛋白质物质、酶蛋白质交联剂和所述粉碎的含脂类物质混合，得到混合物，所述蛋白质物质包括蛋白质；模制所述混合物，得到具有利于干燥、运输、储存和喂食的物理形式因素的饲料；其中所述形式的饲料具有这样的基质：所述基质被配置为使得所述含脂类物质至少部分地夹带在所述基质内，并且使得所述含脂类物质中的所述脂类的一部分免受瘤胃降解；以及干燥所述饲料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.14 US 62/205,3081.一种制备瘤胃保护复合物质的方法，所述方法包括：粉碎含脂类物质，所述含脂类物质包括脂类；将蛋白质物质、酶蛋白质交联剂和所述粉碎的含脂类物质混合，得到混合物，所述蛋白质物质包括蛋白质；模制所述混合物，得到具有利于干燥、运输、储存和喂食的物理形式因素的饲料；其中所述形式的饲料具有这样的基质：所述基质被配置为使得所述含脂类物质至少部分地夹带在所述基质内，并且使得所述含脂类物质中的所述脂类的一部分免受瘤胃降解；以及干燥所述饲料。2.根据权利要求1所述的方法，其中先将所述酶蛋白质交联剂与水混合，再与所述蛋白质物质和所述粉碎的含脂类物质混合。3.根据权利要求2所述的方法，其中先将所述水加热，再与所述酶蛋白质交联剂混合。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中先将所述含脂类物质和所述蛋白质物质混合在一起，再与所述酶蛋白质交联剂混合。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中先将所述含脂类物质加热，再加入到所述混合物中。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述蛋白质物质在被加入所述混合物中之前处于环境温度。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述混合物在模制之前的停留时间最长为约二十四小时。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述饲料通过加热来干燥。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中粉碎含脂类物质使大部分的所述粉碎的含脂类物质能够穿过具有0.6mm开口的筛，并使至少约95％的所述粉碎的含脂类物质能够穿过具有1.18mm开口的筛。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述脂类和所述蛋白质以约2∶1至约1∶10范围内的脂类对蛋白质的比率存在。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述蛋白质物质对于所述含脂类物质是外源的。12.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述含脂类物质和所述蛋白质物质来自单一来源，所述单一来源是含油籽粒、浮游植物、藻类、鱼、磷虾、海产品下脚料或动物下脚料中的至少一种。13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述含脂类物质是浮游植物、藻类、鱼、磷虾、海产品下脚料、动物下脚料中的至少一种。14.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中所述含脂类物质是含油籽粒。15.根据权利要求15所述的方法，其中所述含油籽粒是大豆、亚麻籽、红花籽、葵花籽、油菜籽、芥花籽、芥菜籽、亚麻荠籽、坚果、花生、大麻籽、奇亚籽或蓝蓟籽中的至少一种。16.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，其中所述蛋白质物质是藻类、浮游植物、血液、下脚料、羽毛、肉粉、豆类、苜蓿或明胶中的至少一种。17.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，其中所述蛋白质物质是含油籽粒。18.根据权利要求17所述的方法，其中所述含油籽粒是大豆、亚麻籽、红花籽、葵花籽、油菜籽、芥花籽、芥菜籽、亚麻荠籽、坚果、花生、大麻籽、奇亚籽或蓝蓟籽中的至少一种。19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述交联剂是转谷氨酰胺酶。20.根据权利要求1至18中任一项所述的方法，其中所述交联剂是蛋白质二硫化物异...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁塞尔·W·达伊，
申请(专利权)人：鲁塞尔·W·达伊，
类型：发明
国别省市：美国,US