專利名稱：：賴氨酸堿干粉的生產方法和用途的制作方法
技術領域：
：本發明涉及賴氨酸堿干粉在食品、藥物制劑加工以及動物飼料領域的應用及其生產方法。L-賴氨酸是一種必需氨基酸，廣泛用作食品和飼料的添加劑，例如用于生產營養食品以及飼料。氨基酸如賴氨酸也廣泛應用于醫藥，例如作為注射液的組分。L-賴氨酸促進，例如骨骼的生長以及刺激細胞分裂和核苷合成。全世界合成的90％以上的L-賴氨酸都應用于生產飼料，特別是用于生產豬或家禽飼料。將L-賴氨酸用于生產飼料的目的是為了給家畜提供必需氨基酸，因為在家畜營養中常用蛋白質飼料中缺少L-賴氨酸。飼料中的賴氨酸沒有限制，并且家畜的動物飼養性能明顯提高。目前主要使用的是L-賴氨酸一鹽酸鹽(L-賴氨酸HCl)，其中L-賴氨酸的含量約79％，它已采用來例如作為飼料的L-賴氨酸添加劑。賴氨酸鹽酸鹽的使用導致家畜飲水增加(US4，919，945)。這常常造成沒有用的“潮濕廢料”出現并增加了家畜感染的危險。為減少吸濕產物的出現必須將大量的添加劑混合入濃縮物。然而，這對大多數情況下氨基酸含量已經相對較低的飼料來說會進一步降低氨基酸的含量。此外，堿性氨基酸的氯化物鹽形式有非常苦的味道，在飼料中更大量的供給，則會減少家畜對營養物質的攝取。L-賴氨酸鹽酸鹽在藥物注射液中的應用可能會引起高氯血代謝性酸中毒。如果這樣的注射液應用于腎衰病人，由于氯離子的作用會對病人已經紊亂的電解質平衡造成進一步的負擔。現有技術(EP-B122163)教導可以在保持特定的發酵條件下獲得粗發酵肉湯而后干燥成穩定的固體產品。然而這種通過將發酵肉湯完全脫水獲得的產品中L-賴氨酸的含量僅有35-48％重量，因此明顯少于L-賴氨酸一鹽酸鹽。EP-B533039要求保護一種動物飼料添加劑，其中具有高含量的“氨基酸”并且還含有發酵肉湯中的絕大多數組分。根據公開的發酵方法獲得的最終產品(參見實施例)中不是游離氨基酸而是氨基酸的鹽形式，根據發酵條件，例如是硫酸鹽或碳酸鹽。將發酵肉湯噴霧干燥而不再純化。氨基酸的重量百分比，例如L-賴氨酸堿的含量，該專利中規定理論上是根據賴氨酸鹽計算游離堿的含量。生產的另一種產品形式是液體賴氨酸堿，其中除50％賴氨酸堿外，還含有發酵副產物并主要是水。由于其總體積大造成運輸，保存，包裝以及加工的高成本，液體賴氨酸堿的缺點是需要特別的使用技術并且生產中需要的產品濃度低。針對干燥條件下許多形式的賴氨酸自身所具有的粘著性，現有技術中公開了特定的添加劑，例如CaSO4，用于降低粘著性(DE-A2447274)。本發明的目的之一是提供一種具有高含量的游離L-賴氨酸并具有高營養價值的L-賴氨酸堿干粉，及其生產方法。要求最終的固體產品具有良好的儲存和加工性能。此外，該產品的粘著性應很小，不需要為降低粘著性加入添加劑，這樣則不會減少所需產品濃度。我們發現本發明的目的通過包含賴氨酸堿干粉的飼料或預混合料而實現，其中干物質中游離賴氨酸堿含量大于70％重量。同樣可以使用賴氨酸鹽(例如鹽酸鹽)產品，其具有極好的流動特性和很小的粘著性。也可以將其溶解在水中制成濃縮賴氨酸堿溶液。通常產品中含有按重量計約2-3％的殘存水份。干物質中游離賴氨酸堿含量大于70重量％，優選大于90重量％。生產L-賴氨酸堿干分的賴氨酸原料可以是，例如是可以通過酸解獲得L-賴氨酸的蛋白質。D，L-賴氨酸可以通過比學合成獲得，例如通過D，L-α氨基-ε-己內酰安合成以及L-賴氨酸和D-賴氨酸也可以通過外消旋物的拆分獲得。通常L-賴氨酸是通過微生物，特別是棒狀桿菌屬、短桿菌屬、節細菌屬、微桿菌屬、芽胞桿菌屬或諾卡氏菌屬發酵并隨后進行純化，優選離子交換劑純化獲得。包括直接或除去生物量后將發酵肉湯放于離子交換劑上。微生物學方法生產L-賴氨酸，例如公開在TrendsBiotechnology1983，1，70-74。新方法的區別在于干物質中游離賴氨酸喊含量大于70重量％，優選大于90重量％。然后使用常規濃縮和／或干燥方法如噴霧干爆，流化式噴霧干燥，轉鼓式干燥或冷凍干燥方法將新的賴氨酸喊干粉轉化成粉劑。優選的干燥方法是噴霧干燥(EP-A0457075；EP-A-O497177)，其中溫度是80-200℃，優選110-170℃。術語賴氨酸堿是指賴氨酸，優選游離形式的L-賴所氨酸(H2N-(CH2)4-CHNH2-CO2H；pK～10．5)。除含有游離賴氨酸堿(70-97％重量)，干物質中還可以包括來自發酵培養基的少量其它氨基酸或蛋白質。賴氨酸堿干粉在食品工業中的新應用是有利的，優選在家畜營養學，特別優選作為豬，仔豬和家禽如蛋雞，肉雞或火雞的飼料添加劑。為此目的可以將他們加入到所有的常規家畜飼料如化合物飼料和／或單一成分飼料如禾谷類如小麥，燕麥，黑麥，大麥和豆科植物，玉米或玉米棒子芯混合物中。使用前將賴氨酸堿干粉直接或通過與其它飼料添加劑混合好的預混合料的形式加入到飼料中。在賴氨酸堿干粉中可以加入的助劑是農業上使用的所有常規助劑，例如調味劑，著色劑，促進食欲的物質，抗菌素，前抗生素(probiotics)和／或酶。加入助劑量為賴氨酸堿干粉重量的0．1％-50％是有利的，優選按重量計0．1-10％。根據飼料組成確定賴氨酸堿干粉的不同使用量是有利的。通常每公噸家畜飼料加入0．1-10kg賴氨酸添加劑是足夠的。優選每公噸家畜飼料中加入0．5-5kg的賴氨酸堿。賴氨酸堿干粉可根據已知方法用于生產飼料或其混合物。可以在得到或儲存后立即加入飼料中。固體或液體賴氨酸堿可以直接或以預混合料的方式加入飼料中，在飼料的造粒或擠壓過程中加入是有利的，例如通過計量裝置。賴氨酸堿干粉也可以用于藥物或化妝品生產中。本發明新的賴氨酸堿干粉的另一個用途是用于聚賴氨酸工業合成。根據以下實施例對本發明作詳細說明。實施例1通過發酵方法生產L-賴氨酸使用US3，708，395中的谷氨酸棒狀菌ATCC21526，以常規方法進行賴氨酸發酵(72小時)后，發酵肉湯用H2SO4酸化至pH2，并用離子交換劑NH3稀釋，真空下除去NH3，而后濃縮成68％的干物質。該濃縮物用于噴霧干燥方法。實施例2L-賴氨酸噴霧干燥將實施例1的濃縮物在下面條件下噴霧干燥帶有噴霧器的噴霧干燥器·入口溫度165℃·出口溫度110℃·噴霧器速度10，000rpm(噴霧干燥器NiroProductionminor)以這種方式干燥后的產品含有97％干物質并且賴氨酸堿的含量為91．8％。而且沒有粘著性易于生產。實施例3在賴氨酸堿飼喂仔豬飼養試驗中90％賴氨酸堿利用率該試驗中使用斷奶器目的是測試與SewonL-賴氨酸HCl99％飼料(79％L-賴氨酸)相比90％賴氨酸堿產品的利用率。試驗產品是噴霧干燥的含有90％L-賴氨酸活性物質的賴氨酸堿。將總共45頭(GLxP)生下28天的并且平均體重7．2kg的仔豬進行49天的飼喂試驗。動物是來自一胎生下的9頭小豬并根據block-formation規則隨機分成5組處理。對以下各組處理進行測定<tablesid="table1"num="001"><table>組賴氨酸添加劑％測試物質Ⅰ--Ⅱ0．120．152％L-賴氨酸HClⅢ0．240．304％L-賴氨酸HClⅣ0．120．133％90％賴氨酯堿Ⅴ0．240．266％90％賴氨酸堿</table></tables>組Ⅰ作為陰性對照并給以沒有賴氨酸添加劑的基本飼料。在組Ⅱ和Ⅲ中，分別含有0．12％和0．24％的賴氨酸，以SewonL-賴氨酸HCl99％商品飼料形式(最少79％L-賴氨酸，BASFAktiengesellschaftLudwigshafen)加入基本飼料中。在組Ⅳ和Ⅴ中，添加劑是與測試物質90％賴氨酸堿形式等量的賴氨酸。在下表1中可發現使用了低含量賴氨酸基本飼料組分。基本飼料含有0．79％賴氨酸并預計可滿足仔豬約60％的賴氨酸需求。所有其它種類氨基酸含量滿足要求。除賴氨酸外，飼料符合用于仔豬飼養的標準Ⅱ型飼料的要求。家畜分別放在可調節空氣的試驗房圈中。在試驗過程中將室溫從26℃逐漸降低至22℃,相對濕度約55％。可隨意提供丸狀飼料。對沒有吃掉的飼料一周重新稱重兩次。每周測量家畜的體重。試驗參數是體重增重，飼料消耗量和飼料轉化率。試驗數據進行方差分析并采用F測驗測定其顯著差異，采用Student／Newman-Keuls測驗比較每組的平均值。每組平均值之間的顯著差別用不同的上標標記。重量變化，每日增重，飼料消耗量和飼料轉化率的結果匯總在表2中。組Ⅰ中家畜的重量變化，飼料消耗量和飼料轉化率明顯比添加有賴氨酸產品的組Ⅱ-Ⅴ中的家畜差。因此，基本飼料中賴氨酸的供給是明顯缺少的。賴氨酸HCl形式的0．12％和0．24％賴氨酸添加劑的日增重由209g／d分別顯著增加至312和349g,與組Ⅰ比多49％和67％。以賴氨酸堿形式相應添加的賴氨酸使日增重分別提高至308和355g，即與陰性對照(組Ⅰ)相比多47％和70％。因此賴氨酸產品和賴氨酸添加劑在促進生長上是差不多的。飼料的消耗量隨賴氨酸供給量的增加同樣明顯變化。以賴氨酸HCl形式添加0．12％和0．24％賴氨酸時，與對照組動物比較。仔豬消耗的飼料量證實分別增加了27％和30％。在相應的賴氨酸堿添加劑的組Ⅳ和組Ⅴ中動物的飼料消耗量分別是25％和33％，高于組Ⅰ。因此兩種賴氨酸形式的飼料消耗量的類似增加，也表明賴氨酸堿是很適合的。與陰性對照相比，以賴氨酸HCl和賴氨酸堿形式添加0．12％和0．24％賴氨酸，飼料轉化率分別顯著提高了15％和22％。對于兩種賴氨酸形式，它們的添加劑含量的效果也被證實。因此兩種賴氨酸產品在飼料轉化中表現了相當的效果。該試驗表明當添加等量賴氨酸進行比較時，試驗產品90％賴氨酸堿的生物效率類似于標準產品賴氨酸HCl。這適用于所有測試的動物飼養學參數日增重，飼料消耗量和飼料轉化率。試驗結果表明新開發的產品90％賴氨酸堿至少與標準產品賴氨酸HCl的效果相當。表1使用的基本飼料組成表2L-賴氨酸HCl99％和90％賴氨酸堿對斷奶幼畜體重、日增重、日飼料消耗量和飼料轉化的效果權利要求1．一種含有賴氨酸堿干粉的飼料或預混合料，其中干物質中的游離賴氨酸堿含量大于70重量％。2．根據權利要求1的飼料或預混合料，其中干物質中的游離賴氨酸堿含量大于90重量％。3．一種賴氨酸堿干粉的生產方法，其中包括進行干燥以使干物質中游離賴氨酸堿含量大于70重量％。4．根據權利要求3的生產方法，其中將賴氨酸發酵溶液進行提純，然后不用進行中和或形成鹽就將賴氨酸發酵溶液噴霧干燥為游離堿。5．根據權利要求4的生產方法，其中賴氨酸發酵溶液用離子交換劑提純，然后不用進行中和或形成鹽就將賴氨酸發酵溶液噴霧干燥為游離堿。6．根據權利要求4或5中任一項的方法，其中干物質中的游離賴氨酸堿含量大于90重量％。7權利要求4-6中任一項方法生產的噴霧干燥賴氨酸堿干粉在動物飼料或預混合料的生產或添加中的應用。8．權利要求4-6中任一項方法生產的噴霧干燥賴氨酸堿干粉在聚賴氨酸工業合成中作為起始物料的應用。全文摘要本發明涉及一種含有賴氨酸堿干粉的飼料或預混合料,其中干物質中的游離賴氨酸堿含量大于70%重量,以及賴氨酸堿干粉的生產方法及其用途。文檔編號A23K1/18GK1283402SQ00122569公開日2001年2月14日申請日期2000年7月12日優先權日1999年7月12日發明者J·S·蔡,T·H·金,S·H·金,Y·S·杜,U·埃德斯博格,J·梅耶爾申請人:Basf公司