СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРМЕНТСОДЕРЖАЩЕГО ГРАНУЛЯТА ДЛЯ ЖИВОТНЫХ, ФЕРМЕНТСОДЕРЖАЩИЙ ГРАНУЛЯТ ДЛЯ ЖИВОТНЫХ, КОРМОВАЯ КОМПОЗИЦИЯ И СПОСОБ СТИМУЛИРОВАНИЯ РОСТА ЖИВОТНОГО
FERMENT-CONTAINING GRANULATED FODDER INGREDIENT MANUFACTURING METHOD, FERMENT-CONTAINING GRANULATED FODDER PRODUCT, FODDER COMPOUND AND METHOD OF STIMULATING ANIMALS GROWTH

Область изобретения
Настоящее изобретение относится к переработке ферментов, предпочтительно, пищевых ферментов, в гранулят. Эти (пригодные в пищу) грануляты могут затем использоваться в кормах животных.
Предшествующий уровень техники
Корм животных представляет собой наибольшие затраты в расходах по содержанию скота и других животных. Использование различных ферментов в корме для животных, например, домашнего скота, становится почти повсеместной практикой. Эти ферменты обычно получают путем культивирования микроорганизмов в крупномасштабных биореакторах, управляемых промышленными производителями ферментов. В конце ферментации полученный "бульон" обычно подвергают серии фильтраций для отделения биомассы (микроорганизмов) от целевого фермента (в растворе). Затем раствор фермента концентрируют и используют в виде жидкости (часто после прибавления различных стабилизаторов) или перерабатывают до сухой композиции.
Из экономических и практических соображений часто отдают предпочтение сухим ферментным композициям по сравнению с жидкими ферментными композициями. Тем не менее даже когда отдают предпочтение сухой ферментной композиции, некоторые стадии процесса гранулирования корма, такие как кондиционирование, могут быть пагубными для ферментов. Различные производители ферментов разрабатывают альтернативные способы создания рецептур для улучшения стабильности сухих ферментных продуктов в процессе грануляции и хранения корма. Например, как вариант, гранулы, содержащие фермент, можно покрывать пригодным покрывающим средством.
ЕР 0569468 касается состава, представляющего собой содержащий фермент гранулят, который покрыт тугоплавким воском или жиром, который, как полагают, улучшает устойчивость в условиях грануляции. Недостатком такого покрытия является то, что время растворения гранулята является продолжительным (около одного часа). Поэтому биодоступность фермента в организм животного уменьшается. Кроме того, грануляты имеют широкое распределение размеров частиц, которое затрудняет получение равномерно распределенной концентрации фермента после покрытия, поскольку маленькие частички содержат относительно большое количество покрывающего агента по сравнению с частицами большого размера.
WO 00/47060 описывает использование полиэтиленгликоля (ПЭГ) в качестве покрывающего средства. Такие ПЭГ-покрытия имеют недостаток, проявляющийся в том, что они не повышают стабильность при гранулировании ферментного гранулята до требуемого уровня.
Таким образом, все еще существует необходимость в стабильных составах ферментов для использования в корме животных, которые бы являлись недорогими и легко получаемыми и которые сочетали бы удовлетворительную стабильность при гранулировании с хорошей биодоступностью фермента в организм животного.
Подробное описание изобретения
Настоящее изобретение описывает способ получения содержащего фермент гранулята, пригодного для использования в корме животных. Способ заключается в получении сухих гранул, содержащих фермент, и покрытии гранул полиолефином. Покрытие ферментного гранулята таким полимером обеспечивает низкое поглощение воды в процессе стадии кондиционирования способа получения корма и, неожиданно, чрезвычайно короткое время растворения гранул фермента. Таким образом, использование полиолефинового покрытия согласно настоящему изобретению обеспечивает преимущества покрытия жирового типа (стабильность при гранулировании) в сочетании с преимуществами гидрофильного покрытия (непродолжительное время растворения).
Полиолефин, используемый в способе настоящего изобретения, представляет собой олефиновый полимер, в котором олефиновые (углеводородные) мономеры имеют длину цепи от 2 до 10 атомов углерода. Предпочтительно, олефиновые мономеры имеют длину цепи от 2 до 4 атомов углерода, где предусмотрено необязательное включение в процесс полимеризации мономеров с длиной цепи от 5 до 10 атомов углерода для получения полимера с короткоцепочечными разветвлениями. Предпочтительно, полиолефин, который используют согласно изобретению, выбран из группы, которая включает полиэтилен, полипропилен, полибутилен и/или полибутадиен (согласно новой номенклатуре эти полимеры называются: полиэтен, полипропен, полибутен, полибутадиен). Более предпочтительно, полиолефином является полиэтилен и/или полипропилен.
Полиолефин, используемый в способе согласно изобретению, предпочтительно имеет точку плавления, достаточно высокую для того, чтобы предотвратить плавление полиолефинового покрытия в условиях получения кормовых гранул. Более предпочтительно, полиолефин имеет интервал плавления в области температур от 100 до 200°C (граничные значения включаются), еще более предпочтительно, от 105 до 190°C, наиболее предпочтительно - от 120 до 180°C.
Полиолефин представляет собой, в основном, линейный полимер, т.е. полимер, который не разветвлен или проявляет только низкую степень разветвленности. Таким образом, по существу линейный полимер может включать линейный полимер с короткими боковыми цепями, т.е. с боковыми цепями, длина которых составляет самое большее около 10 атомов углерода.
Для полиэтилена молекулярный вес может быть в интервале 3000-20000 Да.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения полиолефин применяют к гранулам в форме дисперсии частиц полиолефина в пригодном растворителе.
Чтобы облегчить образование соответствующего слоя на гранулах, которые должны быть покрыты, дисперсия предпочтительно имеет размер частиц, который указан ниже, и/или является гомогенной и/или является физически стабильной. Более предпочтительно, частицы полиолефина в дисперсии имеют размер, колеблющийся в пределах от 10 до 1000 нм (включая граничные размеры), еще более предпочтительно, от 10 до 500 нм, наиболее предпочтительно, от 10 до 200 нм.
Дисперсия полиолефина преимущественно способна к образованию гомогенного слоя при высушивании покрытых гранул.
Полиолефиновая дисперсия, кроме того, преимущественно способна к образованию водонерастворимого слоя при высушивании при относительно низкой температуре, обычно при температуре существенно ниже точки плавления полиолефина.
Кроме того, дисперсия полиолефина преимущественно способна к образованию тонкого слоя, который не образует трещин при высушивании. Тонкий слой обычно имеет толщину около 50 мкм или менее, предпочтительно 20 мкм или менее, более предпочтительно 10 мкм или менее. Более низкий предел толщины слоя может быть 1-2 мкм. На толщину слоя может влиять содержание полиолефина в дисперсии.
Растворителем, пригодным для диспергирования частиц полиолефина, является растворитель, в котором полиолефин нерастворим, например, гидрофильный растворитель, подобный воде или этанолу. Предпочтительно в качестве растворителя используют воду. Дисперсия обычно может содержать от 10 до 60% полиолефина в растворителе (вес./вес.), предпочтительно от 20 до 40% полиолефина в растворителе.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения полиолефиновая дисперсия представляет собой дисперсию полиолефинов, содержащих кислотные группы, которые стабилизированы амином, предпочтительно летучим амином. Кислотными группами предпочтительно являются карбоксильные группы, а летучим амином предпочтительно является аммиак.
Карбоксильные группы могут быть легко введены в полиолефин, например, путем окисления. Количество кислотных групп, введенных в полиолефин, характеризуется так называемым кислотным числом. Кислотное число полиолефина может колебаться между 2 и 30 (граничные значения включаются), предпочтительно, между 4 и 30, более предпочтительно, между 12 и 18, в случае полиэтилена.
К дисперсии полиолефина могут прибавляться дополнительные соединения для придания дисперсии благоприятных свойств. Например, частицы полиолефина могут быть физически стабилизированы специальными соединениями для предотвращения коагуляции и/или предотвращения седиментации. Дисперсия может также содержать соединения, которые способствуют образованию водонерастворимой пленки при высыхании.
Примерами дополнительных соединений являются поверхностно-активные вещества или амины.
Полиолефиновое покрытие предпочтительно применяют при содержании 0,1-20% (вес полиолефина от веса гранул), более предпочтительно, при 0,2-10% и наиболее предпочтительно, при 0,4-5%. Процентное содержание, используемое во всем описании, относится к весовому процентному содержанию в сухом виде и, если не указано иначе, основывается на весе сухого гранулята перед покрытием.
Для нанесения полиолефина и, необязательно, других(ого) покрывающих(его) веществ(а) на гранулят пригоден ряд известных способов, которые включают использование псевдоожиженного слоя, гранулятора с высоким сдвигом, смешивающего гранулятора или смесителя типа Nauta. В предпочтительном способе нанесения полиолефина на гранулят полиолефин набрызгивают в виде дисперсии на псевдоожиженный слой гранул, подлежащих покрытию.
Подлежащие покрытию гранулы согласно настоящему изобретению содержат пищевой фермент, необязательно, твердый носитель и, необязательно, одну или несколько добавок.
Гранулы обычно могут содержать частицы, 90% из которых имеет размер около 300 мкм или более, с верхней границей размера около 3 мм. Альтернативно, гранулят может быть микрогранулятом, 90% частиц которого имеют размер около 300 мкм или менее, с нижней границей размера около 10-25 мкм.
Твердым носителем, который может быть использован при получении гранулята, например, является порошок, который может быть спрессован в гранулы и который предпочтительно имеет средний размер частиц в интервале между 5 и 20 мкм.
Например, твердый носитель может в основном состоять из пригодного в пищу карбогидратного полимера. Многочисленные преимущества использования пригодного в пищу карбогидратного полимера представлены в патентной заявке WO 98/54980.
Пригодный в корм карбогидратный полимер представляет собой карбогидратный полимер, который разрешен для использования в качестве пищевой добавки. Пригодный в пищу карбогидратный полимер выбирают таким образом, чтобы он был пригодным в пищу животному, для которого он предназначен, а также был легко усваиваемым. Полимер предпочтительно содержит полимерные звенья гексозы, более предпочтительно, полимерные звенья глюкозы. Наиболее предпочтительно карбогидратный полимер содержит звенья α-D-глюкопиранозы, амилозу (линейный (1→4) α-D-глюкановый полимер) и/или амилопектин (разветвленный D-глюкан с α-D-(1→4) и α-D-(1→6) связями). Предпочтительным карбогидратным полимером является крахмал. Другие пригодные содержащие гексозу полимеры, которые могут использоваться вместо или в дополнение к крахмалу, включают α-глюканы, β-глюканы, пектин (такой как, протопектин), и гликоген. Предусматриваются также производные этих карбогидратных полимеров, такие как их простые эфиры и/или сложные эфиры. Соответствующим образом карбогидратный полимер является водонерастворимым.
В других вариантах реализации изобретения в гранулят могут быть включены один или несколько дополнительных ингредиентов, например, в качестве технологических добавок и/или для дальнейшего улучшения стабильности гранулирования и/или стабильности гранулята при хранении. Ряд таких добавок рассматривается ниже.
В одном из вариантов выполнения изобретения добавка содержит водорастворимую неорганическую соль (как предлагается в ЕР 0758018). Предпочтительно, гранулы содержат по крайней мере 0,1% водорастворимой неорганической соли, содержащей двухвалентный катион, более предпочтительно, цинк. Наиболее предпочтительно, неорганической солью является сульфат цинка. Конечный продукт предпочтительно содержит от 500-1500 мг Zn/кг конечного продукта, более предпочтительно 700-1300 мг Zn/кг конечного продукта и наиболее предпочтительно 900-1100 мг Zn/кг конечного продукта. Предпочтение отдается двухвалентным катионам, поскольку они обеспечивают наилучшую сохранность и стабильность при переработке. В качестве аниона предпочтение отдается сульфату, поскольку он обеспечивает наилучший выход при сушке. Соли могут прибавляться (например, к смеси) в твердой форме. Альтернативно, соль(и) может(гут) быть растворена(ы) в воде или в ферментсодержащей жидкости, например, перед смешиванием с твердым носителем.
Дальнейшее улучшение стабильности при гранулировании может быть достигнуто путем включения в состав гидрофобных, гель-образующих, и/или медленно растворяющихся соединений. Это может быть обеспечено путем прибавления, по крайней мере, 0,1% (вес./вес.), предпочтительно, по крайней мере, 0,5% и наиболее предпочтительно, по крайней мере, 1% требуемого соединения (от веса воды и, в случае наличия, твердого носителя) к смеси, которая должна быть переработана в гранулы. Пригодные вещества включают производные целлюлозы, такие как ГПМЦ (гидроксипропилметилцеллюлоза), КМЦ (карбоксиметилцеллюлоза), ГЭЦ (гидроксиэтилцеллюлоза), поливиниловые спирты (ПВС); и/или пищевые масла. Пищевые масла, такие как, соевое масло или масло канолы, могут прибавляться (например, к смеси, которая должна подвергаться гранулированию) в качестве технологической добавки.
В способе получения гранулята фермент и воду предпочтительно подают в виде ферментсодержащей (предпочтительно, водной) жидкости, такой как, раствор или суспензия, которую получают непосредственно или в качестве побочного продукта в процессе микробной ферментации. Как правило, такой процесс ферментации будет процессом, в котором образуется фермент. Процесс ферментации может приводить в результате к получению бульона, который содержит микроорганизмы (которые вырабатывают необходимый фермент) и водный раствор. Такой водный раствор, отделенный от микроорганизмов (например, фильтрацией), может быть ферментсодержащей водной жидкостью, используемой в изобретении. Таким образом, в предпочтительном варианте выполнения ферментсодержащая водная жидкость представляет собой фильтрат. В большинстве случаев фермент находится в активной форме. Предпочтительно жидкость находится в концентрированной форме, такой как ультрафильтрат (УФ), которая дает возможность производить гранулят с желаемым уровнем активности.
Если используется твердый носитель, количество ферментсодержащей жидкости (и таким образом, фермента), которое может быть поглощена носителем, обычно ограничивается количеством воды, которая может быть поглощена. Ферментный раствор может содержать около 25% (вес./вес.) сухого вещества. Количество воды, прибавляемой к твердому носителю, является таким, что (в основном) вся вода в водном растворе поглощается всеми компонентами, присутствующими в твердом носителе. Использование более высоких температур для поглощения больших количеств ферментсодержащей жидкости также предусматривается настоящим изобретением, и в действительности является особенно предпочтительным, когда дело касается термостабильных ферментов. Поэтому для этих ферментов смешивание твердого носителя и жидкости (или фермента и воды) осуществляют при температуре выше 30°C, предпочтительно, выше 40°C и наиболее предпочтительно, выше 50°C. Альтернативно или в дополнение, жидкость может поддерживаться при этой температуре. В общем, предпочтение отдается условиям, при которых твердый носитель не набухает (при более низких температурах), для того, чтобы минимизировать потери, возникающие в результате нестабильности (термочувствительности) ферментов при более высоких температурах.
Вода или ферментсодержащая жидкость может содержать один или несколько ферментов. Пригодным(и) ферментом(ами) являются пищевые ферменты, которые следует включать в корм животных (включая корм для домашних животных). Функция этих пищевых ферментов зачастую состоит в повышении скорости переваривания пищи, например, путем уменьшения вязкости или уменьшения антипищевого эффекта определенных пищевых составов. Пищевые ферменты (такие как фитаза) могут также использоваться, например, для уменьшения количества соединений в навозе, которые являются губительными для окружающей среды.
В одном из вариантов выполнения получают гранулы, которые содержат пищевой фермент в высокой концентрации. Преимущества получения композиций на основе фитазы при высокой концентрации уже были описаны в WO 98/55599.
Пригодные ферменты включают: фосфатазы, такие как фитазы (как 3-фитазы, так и 6-фитазы) и/или кислые фосфатазы, карбогидразы, такие как амилолитические ферменты и/или ферменты, разрушающие стенки клеток растений, включая целлюлазы, такие как β-глюканазы и/или гемицеллюлазы, такие как ксиланазы или галактаназы и/или пектиназы, протеазы или пептидазы, такие как лизозим, галактозидазы, эстеразы, липазы, фосфолипазы, такие как поджелудочные фосфолипазы А2 млекопитающих и глюкозооксидазы. Предпочтительно, пищевой фермент является, по крайней мере, ферментом, выбранным из группы, включающей фитазы, ксиланазы, β-глюканазы, протеазы, фосфолипазы и глюкозооксидазы. Более предпочтительно, пищевой фермент является, по крайней мере, ферментом, выбранным из группы, включающей фитазы и ксиланазы.
Если фермент представляет собой фитазу, конечный гранулят может предпочтительно иметь ферментную активность в интервале от 4000 до 20000 ФТЕ/г, более предпочтительно, от 5000 до 20000 ФТЕ/г, наиболее предпочтительно, от 5000 до 15000 ФТЕ/г. Одна фитазная единица (ФТЕ), таким образом, определяется как количество фермента, которое высвобождает 1 мкмоль неорганического фосфата за одну минуту из фитата натрия (0.0051 моль/л) при 37°C и при pH, равном 5,5, в условиях, в которых определяют активность фитазы согласно методике "ISL-метод 61696" (ручной молибдат-ванадатный анализ).
Если фермент представляет собой ксиланазу, конечный гранулят может предпочтительно иметь ферментную активность в интервале от 5000 до 100000 EXU/г, более предпочтительно, от 10000 до 100000 EXU/г, и наиболее предпочтительно, от 15000 до 100000 EXU/г. Одна эндо-ксиланазная единица (EXU), таким образом, определяется как количество фермента, которое высвобождает 4,53 мкмоль восстанавливающих сахаров, измеренных в эквивалентах ксилозы, за одну минуту в условиях методики "ISL-метод 61731". ISL-методы являются доступными по требованию из DSM, Food Specialties, Agri Ingredients, A. Fleminglaan 1, P.O. Box 1, 2600 MA, Delft, The Netherlands.
Кроме этих пищевых ферментов изобретение в равной степени применимо к неферментным полипептидам с биологической активностью, таким как антигенные детерминанты, которые используются в качестве вакцин, и/или полипептиды, созданные для обеспечения повышенного содержания основных аминокислот, биологическая активность которых может быть чувствительна к температурной инактивации.
Гранулят, который покрывают согласно изобретению, может быть получен сушкой ферментсодержащего водного раствора, например, ультрафильтрата, как описано выше, в частности, распылительной сушкой или многостадийной сушкой. Перед или в процессе сушки необязательно могут прибавляться добавки, например, в качестве технологических добавок или для улучшения стабильности при гранулировании. Кроме того, в процессе сушки может прибавляться инертное соединение или материал, например неорганическая соль, мальтодекстрины, гранулированный мелкий порошок, получаемый в результате так называемого со-высушивания.
Альтернативно, гранулят, который подлежит покрытию, может быть получен механической переработкой смеси фермента, воды (например, ферментсодержащей жидкости), твердого носителя и, необязательно, добавок по известным технологиям, часто используемым в процессах получения пищевых, кормовых и ферментных составов. Эта механическая обработка, например, включает раскатку, экструзию, сферонизацию, гранулирование, высокосдвиговую грануляцию, ротационную грануляцию, псевдоожиженную агломерацию или их комбинацию. Эти процессы обычно характеризуются расходом механической энергии, такой как вращение шнека или смешивающего механизма, воздействие вращающего механизма аппарата гранулирования, движение частиц путем вращения плиты основания агломератора с псевдоожиженным слоем или движение частиц с помощью газового потока, или их комбинация. Эти процессы позволяют твердому носителю (например, в форме порошка), смешиваться с ферментом и водой, например, ферментсодержащей жидкостью (водным раствором или суспензией), и, таким образом, затем гранулироваться. Альтернативно, твердый носитель может быть смешан с ферментом (например, в форме порошка), которому затем добавляют жидкость, например воду (или суспензию), которая может действовать как гранулирующая жидкость.
В дальнейшем варианте реализации изобретения гранулят (например, агломерат) образуется путем набрызгивания или нанесения ферментсодержащей жидкости на носитель, например, в агломераторе с псевдоожиженным слоем. При этом полученные гранулы могут включать агломерат в том виде, как он может быть получен в агломераторе с псевдоожиженным слоем. Предпочтительно смешивание ферментсодержащей жидкости и твердого носителя дополнительно включает перемешивание смеси перед экструзией. Это может улучшить пластичность смеси с тем, чтобы облегчить грануляцию.
Если гранулят получают путем экструзии, этот процесс предпочтительно осуществляют при низком давлении. Это приносит то преимущество, что температура смеси, которую экструдируют, не будет или будет только незначительно повышаться. Экструзия при низком давлении включает экструзию, например, в корзиноподобном или куполоподобном экструдере типа Fuji Paudal.
Получаемый экструдат может быть подвергнут закруглению (например, сферонизации), такому как в Marumeriser™, и/или прессованию. Экструдат перед сушкой может быть сферонизирован, поскольку это может уменьшить образование пыли в конечном грануляте и/или может облегчить покрытие гранулята.
Гранулы затем могут быть высушены, например, в сушильном аппарате с псевдоожиженным слоем или, в случае агломерации с псевдоожиженным слоем, могут быть непосредственно высушены (в агломераторе) с получением (твердого сухого) гранулята. Специалистом могут быть использованы другие известные в пищевой, кормовой или ферментной промышленности способы высушивания гранул. Соответственно, гранулят является сыпучим. Высушивание предпочтительно происходит при температуре формования продукта от 25 до 60°C, предпочтительно от 30 до 50°C.
Полученный таким образом сухой гранулят затем подвергают, согласно изобретению, покрытию полиолефином. Настоящее изобретение в дальнейшем предусматривает, что гранулят может быть покрыт покровным слоем, отличающимся от покровного слоя полиолефина согласно изобретению, перед нанесением полиолефинового слоя.
Предпочтительно гранулы, получаемые после покрытия, имеют относительно узкое распределение по размерам (например, являются монодисперсными). Это может способствовать гомогенному распределению ферментного гранулята в кормовых гранулах. Способ согласно изобретению способствует получению гранулята с узким распределением по размерам. Гранулы могут быть неправильной (но предпочтительно, правильной) формы, например, почти сферическими.
При необходимости, в процесс дальнейшего сужения распределения гранул по размерам может быть включена дополнительная стадия, например, просеивание.
С помощью ферментсодержащего гранулята, получаемого способом согласно изобретению (который представляет другой аспект изобретения), стараются решить или, по крайней мере, уменьшить проблемы, встречающиеся в данной отрасли. Эти покрытые грануляты имеют высокую стабильность при гранулировании и непродолжительное время растворения. Поэтому биодоступность фермента в организме животного улучшается по сравнению с классическими покрытыми жиром гранулами.
Таким образом, изобретение предусматривает ферментсодержащий гранулят, получаемый вышеупомянутыми способами и имеющий следующие свойства. Гранулят состоит из гранул, содержащих пищевой фермент, необязательно, твердый носитель и, необязательно, одну или несколько добавок, покрытых слоем полиолефина.
Гранулят в соответствии с изобретением пригоден для использования в приготовлении корма для животных. В этих процессах гранулят смешивают с кормовой массой, по существу, как часть предварительной кормовой смеси или как полупродукт животного корма. Свойства гранулята согласно изобретению позволяют его использование в качестве компонента смеси, которая полностью соответствует требованиям к животному корму, особенно, если смесь обрабатывается паром, с последующим гранулированием и, необязательно, высушиванием.
Таким образом, дальнейший аспект настоящего изобретения касается способа приготовления животного корма или предварительной кормовой смеси, или полупродукта животного корма, способ заключается в смешивании гранулята, предусмотренного настоящим изобретением, с одним или несколькими веществами животного корма или его ингредиентами.
Данное изобретение также относится к способу стимулирования роста животного, который заключается в скармливании животному корма, который содержит гранулят, предусмотренный изобретением. При этом животный корм может включать как сам гранулят, так и гранулят, присутствующий в корме. Соответствующие животные включают сельскохозяйственных животных, таких как крупный рогатый скот, свиньи и домашняя птица, а также рыба.
Таким образом, другой аспект изобретения касается композиции, содержащей гранулят согласно изобретению, при этом композиция предпочтительно представляет собой пригодную в пищу композицию, например, животный корм.
Еще один аспект настоящего изобретения относится к применению гранулята согласно изобретению в животном корме или в качестве его компонента, или к применению его в питании животных.
Предпочтительные признаки и свойства одного из аспектов изобретения в равной степени применимы к другим с соответствующими вариантами.
Следующие примеры представлены только с целью иллюстрации изобретения, и ни в коей мере не предназначены или не должны толковаться как ограничивающие его объем.
ПРИМЕРЫ
Общие методы
Получение гранул, содержащих фитазу
Гранулы, содержащие фитазу, получают согласно способу, описанному в WO 98/54980.
Стадия кондиционирования/гранулирования:
50 грамм гранул смешивали с 10 кг выбранной предварительной кормовой смеси и перемешивали непосредственно перед испытанием с 240 кг той же смеси. Эту 250 кг смесь дозировали в миксер/кондиционер с помощью дозировочного шнека со скоростью вращения около 600 кг/час, где ее нагревают непосредственно паром с температурой около 80°C. Время нахождения в паре составляло около 30-40 секунд, после чего горячую смесь проталкивали в пресс гранулирования. Гранулы, выходящие из металлической формы, имеют температуру от 80 до 82°C и падают на охлаждаемую ленту конвейера. С этой ленты образцы брали для исследований на стабильность.
Корм для домашней птицы, используемый для анализа стабильности:
Кукуруза (50%), горох (5%), соевая мука (28%), тапиока (1,98%), рыбная мука (2,5%), перьевая мука (1,5%), соевое масло (1,75%), животный жир (3,5%), Mervit (Premervo, Utrecht, The Netherlands) 100 (1%), известняк (1,1%), монокальциевый фосфат (1,22%), соль (0,3%), Mervit 394 (0,65%), Mervit 393 (1,5%), до общей массы 100%.
Анализ активности фитазы в кормовых гранулах:
Активность фитазы определяли согласно методике "ISL-метод 61696" (ручной молибдат-ванадатный анализ).
Пример 1
300 грамм непокрытых гранул (партия NPHG 498) помещали в аппарат с псевдоожиженным слоем STREA фирмы NIRO-AEROMATIC.
При помощи устройства с верхним разбрызгиванием (двухфазная форсунка), на гранулы были нанесены различные покрытия, приведенные в Таблице 1. Такие покрытые гранулы испытывались в гранулировании, как описано в Общих методах.
HS гранулы представляют собой гранулы, покрытые жиром + антислипающимся покрытием (>30%) (полученным от Novo Nordisk, партия № HF 98011450).
Таблица 1.
Остаточная фитазная активность в корме для домашней птицы в % после кондиционирования/гранулирования при 80/81°C.
№ Образца с покрытием
Время растворения (мин)
Остаточная активность (%)
А. непокрытая партия NPHG 498
1
27
В. 10% раствор ПЭГ6000
2
30
С. 10% дисперсия карнаубского воска
1
36
D. 10% дисперсия ПЭ Stamylan LD1965
1
32
Е. 10% дисперсия ПЭ EXACT 8210
20
48
F. 8% дисперсия ПЭ 1205
5
57
G. HS гранулы
>60
55
Неожиданно оказалось, что время растворения гранулята не коррелирует со стабильностью при гранулировании. Наиболее важным параметром для оптимизации является время растворения, поскольку оно определяет биодоступность фермента в организме животного.
Покрытия образцов C и F были приобретены у фирмы Paramelt B.V. (Heerhugowaard, The Netherlands), а образцов D и E у фирмы DSM Research (DSM N.V., Geleen, The Netherlands).
Пример 2
Влияние покрытия дисперсией ПЭ 1205 на стабильность при гранулировании гранул, содержащих фитазу, исследуют в крупномасштабном производстве.
В аппарате GPCG 300 с псевдоожиженным слоем фирмы Glatt, 300 кг непокрытого гранулята, полученного, как описано в Общих методах, покрывают 120 кг дисперсии ПЭ 1205 с содержанием сухого вещества 19.5% (образец L) и другую партию - 60 кг раствора ПЭГ 6000 с содержанием сухого вещества 50% - (образец K).
Такие покрытые гранулы испытывались в гранулировании вместе с непокрытым продуктом (образец Н) и HS гранулами конкурирующего продукта (образец М), как описано в Общих методах.
Результаты представлены в Таблице 2.
Таблица 2.
Остаточная активность фитазы в корме для домашней птицы в % после кондиционирования/гранулирования при 80/80°C.
№ Образца с покрытием
Время растворения (мин)
Остаточная активность (%)
H. Непокрытый, партия S4893
1
33
K. Покрытый ПЭГ 6000
2
36
L. Покрытый дисперсией ПЭ 1205
10
74
M. HS-гранулы
>60
76
Пример 3
В установке для нанесения покрытий GPCG 1.1 с псевдоожиженным слоем фирмы Glatt 1 кг непокрытого гранулята, полученного как описано в Общих методах, покрывали различными покрытиями, как указано в Таблице 3.
Образцы O покрывали расплавом при температуре около 80°C. Образец P покрывали дисперсией казеината натрия и гидрированного кокосового масла собственного приготовления.
Таблица 3.
Остаточная активность фитазы в корме для домашней птицы в % после кондиционирования/гранулирования при 80/80°C.
№ Образца с покрытием
Время растворения (мин)
Остаточная активность (%)
N. Непокрытый, партия 5193
1
20
O. Покрытый 10% жиром Waretta
4
22
P. Покрытый 10% жировой дисперсией
10
25
M. HS гранулы
>60
53
Различные типы исследованных жировых покрытий (за исключением одного для HS гранул, образец M) обуславливают короткое время растворения для гранул, но стабильность при гранулировании покрытых гранул улучшается незначительно по сравнению с непокрытым гранулятом (образец N).
Пример 4
Исследовалось влияние различных концентраций Дисперсии ПЭ 1205 (2 до 24%, образцы S-V) на стабильность при гранулировании и на время растворения гранулята. Непокрытый гранулят получали, как описано в Общих методах. Гранулы покрывали, как указано в Таблице 4, и испытывали в гранулировании, как описано в Общих методах.
Результаты представлены в Таблице 4.
Таблица 4.
Остаточная активность фитазы в корме для домашней птицы в % после кондиционирования/гранулирования при 80/80°C.
№ Образца с покрытием
Время растворения (мин)
Остаточная активность (%)
R. Непокрытый, партия 5193
1
22
S. Покрытый 2% дисперсией ПЭ 1205
2
31
T. Покрытый 4% дисперсией ПЭ 1205
2
49
U. Покрытый 8% дисперсией ПЭ 1205
2
58
V. Покрытый 24% дисперсией ПЭ 1205
60
75
M. HS гранулы
>60
64
Оказалось, что концентрация полиэтилена, которая применяется для покрытия гранул, непосредственно коррелирует со временем растворения гранул.
Пример 5
В этом примере исследовалось влияние дисперсий полипропилена (ПП) и дисперсий полиэтилена (ПЭ) от различных поставщиков. Непокрытые гранулы получали, как описано в Общих методах. Гранулы потом покрывали, как указано в Таблице 5, и испытывали в гранулировании, как описано в Общих методах.
Результаты представлены в Таблице 5.
Таблица 5.
Остаточная активность фитазы в корме для домашней птицы в % после кондиционирования/гранулирования при 80/80°C.
№ Образца с покрытием
Время растворения (мин)
Остаточная активность (%)
W. Непокрытый, партия 5193
1
21
X. Покрытый 4% Pepmanol Z (ПЭ)
1
38
Y. Покрытый 4% Pepmanol 601 (ПП)
1
43
Z. Покрытый дисперсией ПЭ 1205 (ПЭ)
1
39
Все три покрытых образца, образцы (X+Y) с покрытием Pepmanol фирмы Clariant GmbH, Франкфурт-на-Майне) и образец, покрытый дисперсией ПЭ 1205 фирмы Paramelt BV, показали почти вдвое более высокую остаточную активность по сравнению с непокрытым образцом и, кроме того, обеспечивали почти одинаковое время растворения.
Pepmanol 601 представляет собой ПП-покрытие с более высокой точкой плавления (на 30°C выше), чем ПЭ, но также с большим размером частиц в дисперсии (в 10 раз больше), чем дисперсия ПЭ 1205.
Пример 6
В этом примере проведено другое сравнение влияния полипропиленовых (ПП) дисперсий и полиэтиленовых (ПЭ) дисперсий от разных поставщиков. Непокрытые гранулы получали, как описано в Общих методах. Гранулы потом покрывали, как указано в Таблице 6, и испытывали в гранулировании, как описано в Общих методах.
Результаты представлены в Таблице 6.
Таблица 6.
Остаточная активность фитазы в корме для домашней птицы в % после кондиционирования/гранулирования при 80/80°C.
№ Образца с покрытием
Время растворения (мин)
Остаточная активность (%)
A. Непокрытый, партия R2236/R3305
1
31
B. Покрытый 4% дисперсией ПЭ 1286
1
42
C. Покрытый 4% Pepmanol Z (ПЭ)
1
44
D. Покрытый 4% Pepmanol AAP5 (ПП)
1
41
E. Покрытый 4% Pepmanol AAP5 с аммиаком (ПП)
1
46
F. Покрытый 4% Polygon WE6 (BASF)
1
40
G. Покрытый 4% Polygen WE7 (BASF)
1
39
Все три покрытия, образцы (C, D, E) с покрытием Pepmanol фирмы Clariant GmbH, Франкфурт-на-Майне, с покрытием дисперсией ПЭ 1286 фирмы Paramelt BV (B) и покрытием Polygen WE6 и WE7 (F, G) фирмы BASF Aktiengesellschaft, Ludwigshafen, показали значительно более высокую высшую остаточную активность, чем непокрытый образец, и обеспечивали почти такое же время растворения.