膠化飼料產品、製備該產品的試劑以及生產所述產品的方法
2023-12-04 19:25:21
專利名稱：膠化飼料產品、製備該產品的試劑以及生產所述產品的方法
技術領域：
本發明涉及含有動物或海生來源原料的膠化飼料產品，該原料包括下角料、0.5-5重量％的藻酸鹽或果膠、鈣源、標準飼料成分，如蛋白質、類脂類碳水化合物、維生素、礦物質、著色劑等。本發明還包括製備所述產品的方法以及生產該產品的方法。
該方法包括混合海生或動物來源的原料，包括下角料、藻酸鹽或果膠、鈣源和標準飼料成分。將所述混合物做成任何有用幾何形狀的顆粒，隨後在浴內將其用酸處理進行膠凝化作用。
膠化飼料產品用在養魚業中，但是有幾個關於原料和最終產品的問題。實際上該原料被局限於使用新鮮的或冰凍的魚和魚下角料，並在同藻酸鹽混合之前已經將其切碎。這意味著不能使用保藏過的原料，由此使得飼料的生產者依靠整年中新鮮原料的獲得情況、冰凍能力等。另一個問題涉及造粒步驟。原料含有相當大量的水，因此在將原料引入進行膠凝化作用浴之前，為了得到所需強度的顆粒必須加入水結合劑。解決此問題的一個方法是加入相當大量的粗粉，主要是小麥粉和魚粉。然而，這將使飼料稀釋，因而降低了所需組分如脂肪和蛋白質的相對量，並使得碳水化合物的含量太高以致於對魚不適宜。問題的實質在於加入這些水結合劑增加了飼料的成本。
現在的膠化溼飼料還有另一種限制，生產之後，它不得不在幾天，可能一周內使用，這取決於溫度。因此漁民只能生產可即時使用的飼料。已經試驗將顆粒冷凍並且也是有效的，然而這很費錢並且在顆粒融化時產生嚴重的問題。
文獻中描述了幾種膠化飼料產品及其加工方法。因此WO95/28830描述了一種製備水穩定的包括魚和甲殼類動物的水生動物用飼料的室溫方法。將飼料成分藻酸鹽和新鮮的水混合成含有0.5-10％藻酸鹽的漿料。然後將該漿料與二價陽離子接觸，以形成水穩定的藻酸鹽凝膠，接著使該凝膠形成飼料顆粒。優選在膠凝步驟之前用控制量的空氣和氮氣攪拌漿料，以便賦予顆粒預選的特定密度，該顆粒是通過傳統方法如切片、砍剁、噴射或在室溫下低壓擠壓形成的。雖然在膠凝作用之前避免了高溫、混合和擠壓以及伴隨的維生素流失等，但是整個方法很昂貴，並且最後的造粒步驟使該方法複雜化。
從挪威專利No.95894中進一步可知，在水中混合飼料成分，並加入水溶性的藻酸鹽、鈣鹽和抑制劑如磷酸鹽，結果製得連續團塊狀的凝膠。將溼的飼料成分和藻酸鹽的混合物擠壓成一條，並進料到進行膠凝作用的浴中，該浴中裝同藻酸鹽反應形成膠化飼料的氯化鈣。
從挪威專利申請No.910390中可知製備具有整齊結構和密度的飼料的相似方法。將飼料成分同藻酸鹽和碳酸鈣混合，當將酸加入到該混合物中時，在膠化混合物的同時釋放出二氧化碳。造粒/擠壓飼料的問題這樣解決，通過在混合物僅被部分膠化時進行造粒，然後在使用前將顆粒熟化一段時間，以獲得足夠強度的顆粒。這種避免在造粒過程中損壞顆粒凝膠強度的方法是很難控制的，並且，最後的熟化步驟導致了一些生產問題如生產能力降低、在能夠安全處理顆粒之前要額外儲存等。
還已知有一種商用的成粒的膠化溼飼料，稱作「Rubin Feed」，記載在http/www.rubin.no中，來自Stiftelsen Rubin，Pirsenteret，7005 Trondheim，挪威，1997年8月出版的小冊子。該飼料含有約70％的魚下角料、約10％魚油、約5％含有藻酸鹽的海藻粉、約10％小麥粉、約5％魚粉和微量的維生素、礦物質、碳酸鈣和著色劑。該飼料由新鮮的魚/魚下角料或冰凍的魚/魚下角料製備。混合乾燥的成分並造粒，隨後將顆粒通過裝有弱甲酸的進行膠化作用的浴。飼料可以儲存幾天。該飼料的缺點是為了獲得所需要的結構，在造粒和膠化前必須加入小麥粉和魚粉(15％)。此外，該原料被局限於新鮮的/冰凍的魚/魚下角料。不能使用保藏過的魚。
本發明的主要目的是克服與使用保藏過的原料或魚青貯料的相關問題，並減少水結合劑如碳水化合物和魚粉的需要，而不損害膠化飼料產品或顆粒的結構。
另一個目的是保藏最終產品，使飼料顆粒能儲存至少2-3周。
還有一個目的是除去或減少產品中藻酸鹽的量而不降低其凝膠強度。
還有一個目的是獲得具有高油量的產品，其能儲存更長的時間而不滲油。
最後一個目的是獲得一種原料，其具有減少的和可接受的細菌、病毒、真菌和寄生蟲含量，並且仍可用於製備膠化產品。
為了解決上述的各種問題，本發明人開始研究處理原料的方法，該方法不阻礙或降低加入藻酸鹽的作用，並在造粒過程中獲得至少相同堅硬度的中間產品，然後將混合物膠化成具有穩定結構和堅硬度、基本上水不溶性並自由流動的顆粒。保鮮劑還應該同產品的最終用途相容。已證明用酸如甲酸保鮮在接下來的加工步驟中將引起很多問題。以前直接由切碎的魚副產品製備顆粒的努力已經失敗。這證明了只通過膠化技術很難獲得所需結構的顆粒，因為加入藻酸鹽後進行膠化作用既不充分增加粘度，也不充分增強最終的結構。
因此，加入水保持劑或吸水劑如擠壓的小麥粉和/或魚粉，這被認為對於用傳統的造粒機進行顆粒生產是必要的。因而嘗試僅增加原料的pH而不是降低pH，觀察加鹼的影響。然後進行最初的試驗向切碎的魚副產品中加入KOH。
令人吃驚地發現，加入KOH使原料具有更加牢固的結構，並且隨pH的增加，似乎使原料的持水能力增加到這樣一種程度，以至於幾乎不需要傳統的水結合劑。可將沒有飼料粉的飼料混合物進行造粒，不必在混合機中進行膠化作用。此外獲得了與藻酸鹽性質有關的兩個有利的結果。在較高pH下藻酸鹽溶解得較好，並且由於Ca+含量降低，混合機中由膠化作用導致的藻酸鹽的消耗量也降低。因此降低了用於後來的膠化過程的藻酸鹽的量。然後在酸浴中進行的膠化作用，導致顆粒具有改善的堅硬度，並且不粘連又可自由流動。在較高pH水平下開始膠化獲得了更有效的膠化方法。基於在最初試驗過程中的結果和觀察，可利用這一原理對原料處理開始更系統的試驗。
該原理中，待處理的原料首先包括魚下角料和通常被切碎的整魚。魚的種類不限，可以是各種的鱈魚、青魚、毛鱗魚等。當該原料用於例如寵物飼料時，還可根據本發明加工動物的肉和動物下角料。
對增加pH有用的添加劑包括KOH、NaOH、KHCO3、K2CO3、NaHCO3、Na2CO3、(NH4)2CO3及其混合物。為了改善產品的保藏特性，還可以向原料中加入脲。
我們發現通過將pH增加到pH為12時，能將原料保藏幾個月。保藏時間取決於原料類型和所選擇的pH。額外的防腐成分如抗氧化劑可用於改善保藏。
藻酸鹽成分包括藻酸的幾種衍生物的任何一個。藻酸鹽是在(1，4)位上連接b-D-甘露糖醛酸(M)和α-L-guluronic acid(G)殘基，並且組成和序列變化很大的直鏈二元共聚物族。在此使用的術語藻酸鹽包括任何純度的具有上述化學組成的聚合物，從含低量藻酸鹽的工業級藻酸鹽直到超純級的藻酸鹽。術語藻酸鹽也包括任何天然的聚合物，來自褐海藻和細菌源以及酶催化改性的藻酸鹽。
我們還發現果膠是適合的膠化劑。
本發明的膠化產品可具有任何有用的幾何形狀。因此，產品可以是例如顆粒、小丸、線狀和甚至大片狀的形式。
本發明的範圍和特別的特徵如權利要求中的描述。
本發明的膠化飼料產品含有80-98重量％用KOH和/或NaOH、KHCO3、K2CO3、NaHCO3、Na2CO3或(NH4)2CO3預處理過的魚或動物原料，並可以含有0-10重量％的魚粉或碳水化合物。
特殊的產品是顆粒狀的，其直徑為15mm和凝膠強度為100-400，凝膠強度是用25mm的圓柱體壓縮顆粒2mm時測量的按克計算的力。
本發明還包括製備膠化產品的試劑，其含有動物或海生來源的原料，包括下角料，並用足量的KOH和/或NaOH、KHCO3、K2CO3、NaHCO3、Na2CO3或(NH4)2CO3預處理，以使所述原料的pH為8-12。
本發明方法特別的特徵在於，原料在加入藻酸鹽或果膠之前，用KOH和/或NaOH、KHCO3、K2CO3、NaHCO3、Na2CO3或(NH4)2CO3預處理過，隨後將得到的混合物形成期望的形狀，然後在酸浴中處理形成膠化產品。
所用的酸浴具有的pH為0.5-5.5.
在浴中的膠化作用進行30秒到12小時。
可使用含有甲酸和/或無機酸的酸浴。
可向酸浴中加入鈣源，優選為CaCl2。
通過下面的實施例和圖進一步解釋和說明本發明。
圖1表示在原料中結合的水，作為所加入的KOH的函數。
圖2表示顆粒的凝膠強度，作為所加入的藻酸鹽的函數。
圖3表示顆粒的凝膠強度，作為膠化浴的pH和酸濃度的函數。
圖4表示顆粒的凝膠強度，作為藻酸鹽的濃度和所加入的KOH的函數。
圖5表示顆粒的凝膠強度，作為在5％甲酸中的膠化作用時間的函數。
圖6表示在切碎的牛心中結合的水，作為％KOH的函數。
以下面的方式測量凝膠強度儀器 TA-XT2結構分析儀探頭 P/25A(具有平面的25mm鋁圓柱體)測試速度 0.1mm/s距離 2mm壓縮顆粒的直徑是 15mm結果示於表II和圖2。圖中藻酸鹽的量用藻酸鹽的百分數來說明，為含有約20％藻酸鹽的海藻粉的形式。因此在表中5％的藻酸鹽相當於約1％的純藻酸鹽。凝膠強度表示為將顆粒壓縮2mm時按克計算的力。將本發明的顆粒同含有5％海藻和15％飼料粉的商品「Rubinfeed」相比較。不向後者飼料中加入KOH，而分別用1％、2％KOH代替添加的飼料粉來處理其它新的飼料。
表II
*「Rubin Feed」含有15％的水結合粉。
**「Rubin Feed」不含水結合粉。由於該顆粒的機械特性太差，不能測量其凝膠強度。
從該實驗可以看出，如果用KOH處理原料，同公知的「RubinFeed」相比較，基本上降低了藻酸鹽的用量而不降低凝膠強度。
表III
*由於該顆粒的機械特性太差，不能測量其凝膠強度。
從表III和圖3能夠看出，當顆粒表面的pH下降時，凝膠強度明顯增加。表III還顯示膠化浴的pH可以降到非常低的值(降到0)，但仍獲得穩定的和良好的結果。實施例5該實施例顯示向魚原料中加入KOH對顆粒的凝膠強度和pH的影響。這些實驗的結果示於表IV和圖4中。
表IV
*有15％的水結合粉**沒有任何水結合粉從這些實驗可以看出，凝膠強度隨原料pH的增加而增加。此外顯而易見的是，對「Rubin Feed」來說，在不存在飼料粉的時候，凝膠強度顯著下降。
表V
這些實驗表明在增加凝膠時間時，凝膠強度顯著增加。
這種類型的動物飼料特別適用於貓、狗等的寵物飼料。
表中以按克計算的力所表示的凝膠強度是用實施例3中所述的相同方法，壓縮2mm來測量的。該實驗的結果示於表VI和圖6中。
表VI
通過本發明，本發明人已經成功地解決了與各種通常用於膠化飼料的原料所相關的主要問題。已經得到了具有合乎需要結構和凝膠強度的顆粒，而沒有象「Rubin Feed」中所做的那樣用水結合成分如小麥粉或魚粉稀釋產品。該新產品是用比平常更低量的藻酸鹽來製備的，而且沒有降低凝膠強度。含有用鹼處理的原料的產品和半成品都能儲存更長的時間。因此處理過的原料適於作為膠化產品的原料。而且對於細菌、病毒、真菌和寄生蟲，該處理還有消毒作用。因此，同任何傳統的已知溼飼料相比，本發明已經解決了阻礙鮭魚養殖業大規模使用這些飼料的主要問題。
權利要求
1.一種膠化飼料產品，其含有動物或海生來源的原料，包括下角料，0.5-5重量％的藻酸鹽或果膠、鈣源、標準飼料成分，如蛋白質、類脂類、碳水化合物、維生素、礦物質、著色劑等，其特徵在於該產品含有80-98重量％用KOH和/或NaOH、KHCO3、K2CO3、NaHCO3、Na2CO3或(NH4)2CO3預處理過的魚或動物原料。
2.根據權利要求1的膠化飼料產品，其特徵在於該產品含有0-10重量％的魚粉或碳水化合物。
3.根據權利要求1的膠化飼料產品，其特徵在於該產品是具有15mm直徑和100-400凝膠強度的顆粒，凝膠強度是用25mm的圓柱體壓縮顆粒2mm時測量的按克計算的力。
4.一種製備膠化飼料產品的試劑，其含有動物或海生來源的原料，包括下角料，並用足量的KOH和/或NaOH、KHCO3、K2CO3、NaHCO3、Na2CO3或(NH4)2CO3預處理，以使所述原料的pH為8-12。
5.一種生產膠化飼料產品的方法，其包括混合海生或動物來源的原料，包括下角料、藻酸鹽或果膠、鈣源和標準飼料成分，並將所述混合物做成任何有用幾何形狀的顆粒，隨後在浴內用酸處理進行膠凝化，其特徵在於原料在加入藻酸鹽或果膠之前，用KOH和/或NaOH、KHCO3、K2CO3、NaHCO3、Na2CO3或(NH4)2CO3預處理過，隨後將得到的混合物形成期望的形狀，然後在酸浴中處理形成膠化產品。
6.根據權利要求5的方法，其特徵在於所用的酸浴具有的pH為0.5-5.5.
7.根據權利要求5的方法，其特徵在於膠化作用在浴中進行30秒到12小時。
8.根據權利要求5的方法，其特徵在於可使用含有甲酸的浴。
9.根據權利要求5的方法，其特徵在於向酸浴中加入鈣源，優選為CaCl2。
全文摘要
本發明涉及膠化飼料產品、製備所述產品的試劑以及生產膠化飼料產品的方法。該產品含有80－98重量%用KOH和/或NaOH、KHCO
文檔編號A23K1/18GK1360469SQ00810025
公開日2002年7月24日 申請日期2000年6月28日 優先權日1999年7月5日
發明者O·貝肯, O·斯米斯羅德, K·I·德拉格特, F·約翰森 申請人:挪威海德羅公開有限公司