[发明专利]用于高质量蛋白质浓缩物的基于微生物的方法

说明书

本申请涉及用于高质量蛋白质浓缩物的基于微生物的方法。本发明描述了通过经由有氧温育转化植物来源的纤维素为生物可利用的蛋白质，产生高质量蛋白质浓缩物(HQPC)的基于生物的方法，包括如此产生的此类HQPC作为营养物的用途，包括在水产养殖食物中作为鱼粉代替物的用途。

本申请是申请日为2012年12月2日，申请号为201280068854.2，发明名称为“用于高质量蛋白质浓缩物的基于微生物的方法”的申请的分案申请。

发明背景

这项研究以来自国家科学基金会(National Science Foundation)根据合同DBI-1005068的政府支持进行。政府对本发明具有一定的权利。

相关申请的交叉参考

根据35U.S.C.§119(e)，本申请要求申请日为2011年12月2日的美国临时申请号61/566,487，及申请日为2011年12月2日的美国临时申请号 61/566,557的权益，其各自通过在此引用其全文被并入。

发明领域

本发明一般涉及温育方法，具体地涉及产生高质量蛋白质浓缩物的基于微生物的有氧温育方法，包括由其制成的产物和此类产物在营养物饲料的制备中的用途。

背景信息

在2008年，约28％的世界野生、海洋鱼类资源被过度开发，且52％被完全开发，正如随着增加的人口，人均鱼类和贝类产物消耗的需求增加。随着野生鱼类资源的减少，为了努力满足此需求的增加，商业水产养殖生产急剧增加。然而，用于水产养殖的饮食制剂的主要成分之一，鱼粉蛋白质，也是来源于野生捕捞渔业。据估计，到2012年将需要至少有6.7mmt 的鱼粉以支持商业水产养殖生产。这显然是不可持续的趋势。

较低成本、更可持续的植物来源的蛋白质已用于在水产养殖食物中部分代替鱼粉。脱脂大豆粉(SBM，42-48％的蛋白质)已普遍被用以在几个物种的生长食物中代替多达总蛋白质的20％，而大豆蛋白质浓缩物(SPC， 65％的蛋白)在较高的总蛋白质代替水平已被成功地测试，很大程度上由物种的营养状态制约。这些大豆产物提供高蛋白质和相对良好的氨基酸谱，但仍然缺乏由肉食性海洋鱼类所需的一些关键氨基酸(如牛磺酸)。 SPC可在相比大豆粉较高的水平使用，主要因为用于产生SPC的溶剂提取方法除去了抗营养因子(如低聚糖)，且从而提高了蛋白质的生物利用度。此外，热步骤已被用于灭活热不稳定的抗原因子。当前的溶剂提取方法的主要限制是其成本、缺乏在该工序中除去的低聚糖的使用、和质量问题，常常限制内含物至食物中总蛋白质的50％。此外，从大豆材料向大豆粉或大豆蛋白质浓缩物的加工可造成环境问题(例如，与处置用己烷提取相关的化学废物的问题)。

玉米副产物，包括干酒糟及可溶物(distiller's dried grain with solubles，DDGS)，也已在水产养殖食物中以高达20％的鱼粉代替水平被评价。DDGS 具有比大豆产物低的蛋白质(28-32％)，及更多的纤维，但售价典型为脱脂大豆粉价值的～50％。一些乙醇工厂已经合并了干法分馏(dry fractionation)方法以在转化方法之前除去部分纤维和油，产生高达42％蛋白质的干馏(dry-frac)DDGS。虽然这种产物在水产养殖食物中已被用来代替20-40％的鱼粉，仍需要更高的蛋白质、更易消化的DDGS水产养殖饲料产物。如果蛋白质组分有较高水平的关键氨基酸，如牛磺酸、赖氨酸、甲硫氨酸和半胱氨酸，这样的产物将是特别有吸引力的。

因此，对植物来源的蛋白质来源存在需求，其是成本效益和“绿色”的，且足够高质量以完全或实质上在水产养殖食物中代替更多鱼粉。

发明概述

本公开内容涉及有机、基于微生物的系统，以转化植物材料为高度可消化的、浓缩的蛋白质来源，其还包含微生物胶状物(胞外多糖)的粘合剂，包括适合用作用于人类消耗的动物的饲料的这种浓缩的来源。