稳定型胰腺产品的制作方法

专利名称：稳定型胰腺产品的制作方法
技术领域：
本发明提供一种稳定型胰腺产品，其可用作例如动物饲料添加剂。
背景技术：
动物有时候不能对饲料加以最佳利用，例如在生产变化期间，所述生产变化例如从一种饲料来源或日粮(ration)转变到不同食物来源或日粮。这些变化常常导致日粮营养物(dietary nutrient)的利用不足，并导致低效率生产以及增加喂养成本。
例如，养猪业认识到饲料的营养和最大利用率是重要的，因为按照与体重的比例而言，猪通常比更大的动物生长得更快。参见Ensminger的“Animal Science，9th Ed.Interstate Publishers，Inc.，Danville，Illinois(1991)”。为了促进高效生长，可以对猪喂养纤维含量低的高能日粮。然而，猪在根据许多因素所需要的营养物种类和量方面是不同的，其中所述的因素包括生长龄、机能、疾病状况、营养物相互影响以及环境。参见，例如，Hill等人的“Tri-State Swine Nutrition Guide，Bull.No.869-98，TheOhio State Univ.，Columbus，Ohio(1998)”；以及“National Research Council，Nutrient Requirements of Swine，10th Ed.，Natl.Acad.Press，Washington，D.C.(1998)”。为了满足这些不同的需求，养猪者从各种成分配制基本饲料日粮，包括但不限于谷粒浓缩物、蛋白质饲料、牧草、干饲料、青贮饲料以及脱粒废料(downed crops)。另外，添加物可用于确保日粮提供必要的营养需要量。由于这些成分的每一种在利用度、价格和所含营养的数量或品质方面是不同的，养猪者时常改变饲料日粮配比。例如，根据猪生长期的各个阶段的营养需求、环境因素对营养需求的影响、以及特殊日粮成分(dietary ingredient)的利用度，养猪者可遵循不同日粮的复杂时间表。
断奶过渡(weaning transition)，即猪从母猪断奶而转变到日粮的时期，涉及任何生活期的一些最复杂的营养和环境变化。参见，如Efird等人的“J.Anim.ScL 551370(1982)”。因此，生长停滞，通常称为断奶后生长停滞(postweaning lag)，在刚断奶的猪上经常可观察到。在断奶后停滞中，猪不会增加体重，甚至会减少体重。断奶后停滞可导致养猪业的重大损失，在其中饲料费占总生产成本的大约65-75％。在阶段喂养程序中，通过使用专门的食粮来源和饲料添加物(例如血浆和血源蛋白、奶制品以及大豆浓缩物)来喂养刚断奶的猪，养猪者试图将断奶后停滞期减少到最小。这些食粮来源和添加物要非常适合断奶仔猪的营养需求，并因而显著地增加饲料日粮的最终成本。因此，断奶期和断奶后停滞显著地影响猪产量的效率和成本。
尽管许多环境应激物有助于断奶后停滞期的持续，据信主要因素是在饲料形式(从母乳到日粮)中的变化和新日粮成分的调整。参见McCracken等人的“J. Nutr. 7252838(1995)”；和Pierzynowski等人的“J.Pediatr.Gastroenterol. Nutr.16287(1993)”。在断奶过渡期间，猪必须适应从由母乳组成的液体食物转变到由配制的动物日粮组成的固体食物。这些在食粮和日粮营养物中突然发生的变化，常常在刚断奶的猪中诱发重要的生理反应，包括在小肠表面形态和外分泌胰腺功能中的变化(参见Cera等人的“J. Anim.Sci 66514(1988)”；Cera等人的“J. Anim.Sci 65384(1990)”)，以及在外分泌胰腺功能中的量变和质变(参见Lindemann等人的J. Anim.Sci 621298(1986))。
胰腺的生理和功能。胰腺是重要的消化辅助器官，它起内分泌腺和外分泌腺的作用。参见，例如Currie的“Structure And Function Of DomesticAnimals，Butterworths Pub.，Boston，Massachusetts(1988)”。胰腺位于腹腔的肠系膜中，可分泌消化酶，后者通过一或多个胰管到达小肠。已知不同系列的胰酶，这些酶通常负责将日粮营养水解加工成能被小肠吸收的成份。胰腺分泌能加工各种主要的营养物种类——碳水化合物、脂质以及蛋白质的酶。加工各种营养物种类的酶的实例被分别称为淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶。在猪的整个生命期中，胰酶水平根据猪日粮营养物的数量和成分进行数量上和性质上改变。Ethridge等，J. Anim.Sci.581396(1984)。
在非致病状态，胰腺的腺泡细胞产生这些消化酶的非活性体。所述的形态被称为酶原(zymogen)或酶原(proenzyme)。非活性消化酶被封蔽在酶原颗粒中，并且一旦被分泌到小肠中，它们通过蛋白水解酶的裂解(主要通过胰蛋白酶)而被活化。胰蛋白酶的活化受到存在于腺泡和管内的分泌物中的胰蛋白酶抑制剂和通常只存在于部分小肠中的十二指肠肠激酶的和谐调节。这种调节的联合作用，保证胰酶只在需要影响日粮营养物的水解加工地点被活化。
在大规模生产变化期间的胰腺功能。一些研究者已经证明仔猪消化能力的发育和猪生长龄、体重和日粮对外分泌胰腺功能的影响。例如，Pierzynowski等人的“J. Pediatr.Gastroenterol Nutr.16287(1993)”，报道了外分泌胰腺功能的成熟过程更多依赖于断奶而非生长龄。最初，与哺乳的猪相比，在刚断奶的猪中胰酶的消化活性发生降低。然而，在刚断奶的猪中，淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶、以及总的胰腺外分泌分泌物的基础水平和喂食后水平，随时间而增加。这些变化与在断奶仔猪的食粮而不是生长龄中的变化非常相关。
外源酶疗法的局限。一些养猪者已经转向将外源酶作为饲料添加剂。通过利用先进的重组DNA技术和利用酶在细菌及其他微生物系统中的外源表达，仅仅在最近这些酶的研究和商业开发才出现。然而，有一些因素限制外源酶在动物饲料中的用途。
第一，本领域技术人员已经很早认识到在健康动物中不需要外源酶来帮助消化。例如，Holden等人的“Life Cycle Swine Nutrition，PM-489，17th Rev.，Iowa State Univ.，Ames，Iowa(2000)”，表明猪“能产生足够数量的用于它们能够消化的蛋白质、碳水化合物和脂质的消化酶”。相反，本领域技术人员利用外源酶以便有助于消化动物自身不能消化的物质。例如，大麦含有很难被猪消化的β-葡聚糖或水溶性碳水化合物，并且本领域技术人员已经认识到当被用作日粮营养物时，含有β-葡聚糖酶的饲料日粮能有助于大麦的消化。
第二，各种外源酶通常仅靶向很小范围的底物。因此，通常使用有助于消化饲料日粮的外源酶，需要对含有特定组合的酶底物和外源酶的饲料日粮进行复杂混合。这样的组配(pairing)需要充分了解可利用的外源酶配制品、它们的特异底物专一性、和合适的饲料日粮配比以及保存条件。因此，使用适于该目的的外源酶的养猪者不得不制备详细的日粮配比选择，从而增加了生产成本。
第三，在饲料日粮的商业加工和制备中，外源酶制剂的效果发生明显改变。动物饲料的商业加工常常包括加热、压制和制成颗粒。外源酶的过度商业加工可明显破坏酶活性。而且，一旦制成饲料日粮，外源酶通常会自身降解或催化饲料成分的降解。这些事件都大大减少含有酶的饲料日粮的保存时间。
另外，消化系统本身对作为饲料添加剂的外源酶的作用会产生明显影响。非反刍动物例如猪的饲料，必须通过开始消化蛋白质的胃强酸性区域。然后来自胃的食糜从幽门流入小肠内腔。尽管是强酸性的，但食糜很快地被中和并变为弱碱性。因而，大多数消化酶在中性或中性以上具有最适pH。因此，消化系统自身的固有特征要求外源酶在强酸性环境中保持稳定，在弱碱性环境中仍保持最佳活性。
胰酶制剂。胰酶制剂是通过干燥和水解猪胰腺而制备的胰腺衍生产品。参见，例如，USPN 3,956,483(“Preparing Pancreatin”)。胰酶制剂由干燥的、脱脂的胰腺制得。可从新鲜的或新鲜冷冻的胰腺中制备胰腺制剂。通常，将胰腺切碎并与十二指肠一起粉碎，其中添加的十二指肠来活化胰腺中的蛋白水解酶或酶原。或者，有时在胰酶制剂中通过加入活性胰蛋白酶来确定蛋白水解活性。然后将混合物进行酶活化。此后，将胰腺脱脂，并通常在室温下通过真空干燥进行干燥。
胰酶制剂主要用于畜牧业来治疗消化紊乱。参见，例如，USPN5,112,624(“预防食草动物的消化紊乱”)；也参见俄国专利No.829,115 (“犊牛的胃肠机能紊乱”)。有人还建议胰酶制剂作为饲料添加剂。例如，Cortamira等人的“Proc.of the 7th Int.Svmp.on Digestive Physiology in Pigs，Univ.Alberta，Edmonton，Alberta(1997)”，研究了在猪饲料中使用0.01至0.03％的加工的胰酶制剂。也可参见USPN 2,878,123(“蛋白水解酶在家禽饲料中的用途”)。
迄今为止，没有可适用的以稳定型胰腺产品为基础的饲料添加剂。例如，美国专利3,313,705公开了用于制备基于冻干胰腺的药物的低温加工法。参见其第1栏第65至69行。然而，该方法对于在动物饲料的工业规模上重复是麻烦和不实用的。参见其第2栏第16-51行。另外，所公开的产品在空气环境下发生自溶作用，并需要特殊的保存方法(如使用脱水阻聚剂)。参见其第3栏第27-39行。
因此，现在非常需要能被用作例如饲料添加剂的稳定型胰腺产品。

发明内容
本发明涉及稳定型胰腺产品、包含稳定型胰腺产品的饲料添加剂及其生产方法，以及使用稳定型胰腺产品的方法。在一个实施方案中，本发明涉及由以酶原形式的一种或多种胰酶组成的胰腺产品。在其它实施方案中，本发明涉及具有特异淀粉酶或蛋白酶活性的稳定型胰腺产品。在另一个实施方案中，本发明涉及包含稳定型胰腺产品的饲料添加剂。在其它实施方案中，本发明涉及包含稳定型胰腺产品饲料添加剂的饲料日粮。
在其它实施方案中，本发明涉及用稳定型饲料产品补充动物饲料日粮的方法。一些实施方案包括在生产变化期之前、之中和之后用稳定型饲料产品补充动物饲料日粮的方法。在一些实施方案中，生产变化期是从第一种食物来源转变为第二种食物来源，从液体食物来源转变为固体食物来源，或幼仔从母畜断奶。
在其它实施方案中，本发明涉及制备稳定型胰腺产品的方法。在一个实施方案中，本发明提供制备稳定型胰腺产品的方法，步骤包括乳化胰腺和将乳化的胰腺与酸化剂混合。
在另一个实施方案中，本发明提供通过用适当载体混合乳化的胰腺并挤出混合物而制备稳定型胰腺产品的方法。还在另一个实施方案中，本发明涉及制备稳定型胰腺产品的方法，步骤包括雾化乳化的胰腺并收集雾化的胰腺。
发明详述本发明是基于可大量生产稳定型胰腺产品的令人惊奇意外的发现，其中胰腺产品可被简单地保存和加工，例如，它可用作动物饲料添加剂来提高正经受生产变化的动物的营养利用率。本发明广泛适用于农业和食品工业范畴，包括水产业、牛肉和乳畜业、商品性宠物食物业、养马业、养禽业以及养猪业。
稳定型胰腺产品本发明的一个实施方案提供稳定型胰腺产品，其了用作例如饲料添加剂。如此处所用的，“稳定型胰腺产品”指基本上来源于全胰腺的组合物。这些腺体没有肠系膜层或基本上没有表层蜂窝组织。或者，所切取的腺体可不除去表层肠系膜组织和脂肪。无论哪种情况，都不必自本发明的稳定型胰腺产品中去除脂质。
如此处所用的，“稳定型”指胰腺产品的某种性质，例如对酶降解的水解作用的抗性、对微生物和真菌腐败以及对脂肪氧化的抗性。因而，本发明的稳定型胰腺产品是对酶降解的水解作用有抗性的、对微生物和真菌腐败有抗性的、以及对脂肪氧化有抗性的。因此，本发明的稳定型胰腺产品在暴露于空气或水时可保持稳定并抗自溶作用或降解作用。而且，由于这些性质，本发明的稳定型胰腺产品不需要除去脂肪或脂质或进行冻干。
在一个实施方案中，根据本发明的稳定型胰腺产品包含没有被水解但已被加工来使胰酶稳定的胰腺。更多的具体实施方案包括包含酶原形式的胰酶的稳定型胰腺产品。如此处所用的，“酶原”和“酶原形式”指酶的无活性或几乎无活性的前体。随后通过裂解一个或多个特殊肽键来活化酶合成的酶原。例如，当通过肠激酶进行水解胰蛋白酶的前体(胰蛋白酶原)时，发生所述的裂解。参见，如，Berg等人的“(Eds.)，Biochemistry，5th Ed.，W.H.Freeman and Co.，New York(2002)”。
根据本发明的稳定型胰腺产品包含在保存中不发生酶促降解的胰酶。在一个实施方案中，稳定型胰腺产品保持至少约75％的原始酶活性水平。在其它实施方案中，稳定型胰腺产品保持至少约80％的原始酶活性水平；保持至少约85％的原始酶活性水平；保持至少约90％的原始酶活性水平；或保持至少约95％的原始酶活性水平。
在另一个实施方案中，稳定型胰腺产品包含在超过至少2天的保存期中不发生明显酶促降解的胰酶。在其它实施方案中，稳定型胰腺产品包含在超过分别至少10天和30天的保存期中不发生明显酶促降解的胰酶。还在另一个实施方案中，稳定型胰腺产品包含在超过至少一年的保存期中不发生明显酶促降解的胰酶。
以干湿两种形式提供本发明的稳定型胰腺产品。在一个实施方案中，本发明描述了干燥的稳定型胰腺产品。更多的具体实施方案包括含水量范围在约1％至约20％的干燥的稳定型胰腺产品。在其它实施方案中，本发明描述了湿的稳定型胰腺产品。更多的具体实施方案包括含水量范围在约20至约95％的湿的稳定型胰腺产品。
在其它实施方案中，本发明涉及包含特殊活化的酶特征。如此处所用的，“活化的酶特征”指当适当地活化产品时，稳定型胰腺产品所显示的酶活性水平。一些胰酶引起本领域技术人员的注意，例如目前被美国饲料监控事务委员会(″AAFCO″)批准用于畜牧业所列出的胰酶种类。其中，这些被批准的胰酶种类包括α-淀粉酶、脂肪酶和胰蛋白酶。例如，本领域技术人员认识到通过将稳定型胰腺产品与小肠内容物一起温育，可活化蛋白酶酶原。可以本领域中已知的方式活化其他酶。本发明的稳定型胰腺产品显示各种活化酶的特征。在一个实施方案，稳定型胰腺产品显示淀粉酶和蛋白酶活性。
如此处所用的，可使用本领域中熟知的方法来测量“淀粉酶活性”，例如在Cesca等人的“Clin.Chim.Acta 26437-44(1969)，Von Worthington(Ed.)，Worthington enzyme manualenzymes and related biochemicals399，Worthington Chemicals，Lakewood，New Jersey(1993)”中所公开的方法。简而言之，1单位α-淀粉酶活性相当于在规定的条件下，在1分钟内催化1微摩(1μM)糖苷键的酶量。在一种方法中，根据制造商提供的说明书，使用Phadebas淀粉酶测试药片(Pharmacia Diagnostics AB，Uppsala，瑞典)可实施适宜的底物试验。首先在试剂溶液中稀释等分量的测试样品。将等分试样加热到37摄氏度并添加淀粉酶测试药片。将溶液温育规定的时间量，并加入氢氧化钠溶液来停止反应。通过离心或者过滤纯化溶液，并以空白试剂为标准测量溶液的吸收度。样品的吸光度与其α-淀粉酶活性成正比。另外，适于测定淀粉酶活性的其它技术和方法也是本领域中所熟知的。可使用所述的方法，其中将淀粉酶活性水平与胰酶制剂的酶水平相比较，并以百分率来表示。
如此处所用的，可使用本领域中熟知的方法来测量“蛋白酶活性”，例如Gessesse A和BA Gashe的“Biotechnol.Lett.19(5)479-81(1997)”。1单位蛋白酶活性相当于在规定的条件下，在1分钟内从底物释放1微克酚化合物(例如表示为酪氨酸等价物)的酶量。在一种方法中，通过与肠内内容物或与从小肠收集的组织悬浮液一起培育，来活化样品。一旦活化，在氯化钠溶液中抽提样品，并制备适合的过滤稀释液。在平衡稀释液和测试试剂的温度之后，将含有Hammarsten Casin(Merck KGaA，Darmstadt，德国)的溶液与稀释样品彻底地混合，并进行温育。在规定时段之后，添加三氯乙酸溶液，并继续温育样品。温育后，过滤或离心样品，并以空白试剂和L-酪氨酸贮液标准曲线为标准测量其吸光度。另外，适于测定蛋白酶活性的其它技术和方法也是本领域中所熟知的。可使用所述的方法，其中将蛋白酶活性水平与胰酶制剂的酶水平相比较，并以百分率来表示。
同样地，本领域技术人员可使用已知测试方法来比较稳定型胰腺产品中有价值的特殊胰酶的酶活性水平与胰酶制剂中显示的酶活性水平。例如，可使用在Erlanger等人的“Arch.Biochem.Biophys.95271-78(1961)”中公开的测试方法，来比较胰蛋白酶和糜蛋白酶的活性水平。在另一个实施方案中，根据在I.G.Borlongan的“Chanos Chanos Aquaculture89315-25(1990)”和Gupta等人的“Biotechnol.Appl.Biochem.3763-71(2003)”，或Jahic等人的“J. Biotechnol.10245-53(2003)”中所公开的方法，比较脂肪酶活性水平。
如此处所用的，胰酶制剂符合美国药典委员会(United StatesPharmacopeial Convention，Inc.(Rockville，Maryland))颁布的说明。例如，用于比较基准的例证性胰酶制剂可从Sigma-Aldrich，Inc.(St.LouisMissouri)获得，目录号为P-7545。
本发明的稳定型胰腺产品的一个实施方案包括具体的活化酶的特征。在一些实施方案中，根据干物质组分对胰酶制剂的比较，稳定型胰腺产品包含活化酶的特征是至少约0％淀粉酶活性、至少约3％淀粉酶活性、至少约5％淀粉酶活性、至少约10％淀粉酶活性、至少约15％淀粉酶活性、至少约20％淀粉酶活性、至少约60％淀粉酶活性、至少约70％淀粉酶活性、至少约77％淀粉酶活性、至少约80％淀粉酶活性、至少约90％淀粉酶活性、至少约100％淀粉酶活性、至少约105％淀粉酶活性、至少约110％淀粉酶活性、或者至少约120％淀粉酶活性。
在其它实施方案中，根据干物质组分对胰酶制剂的比较，本发明的稳定型胰腺产品具有的活化酶特征是至少约20％蛋白酶活性、至少约30％蛋白酶活性、至少约40％蛋白酶活性、至少约70％蛋白酶活性、至少约80％蛋白酶活性、至少约90％蛋白酶活性、至少约100％蛋白酶活性、至少约110％蛋白酶活性、至少约120％蛋白酶活性、至少约130％蛋白酶活性、至少约140％蛋白酶活性、至少约180％蛋白酶活性、至少约190％蛋白酶活性、至少约200％蛋白酶活性、至少约210％蛋白酶活性、或者至少约220％蛋白酶活性。
在其它实施方案中，根据干物质组分对胰酶制剂的比较，本发明的稳定型胰腺产品具有的活化酶特征是至少约20％脂肪酶活性、至少约30％脂肪酶活性、至少约40％脂肪酶活性、至少约70％脂肪酶活性、至少约80％脂肪酶活性、至少约90％脂肪酶活性、至少约100％脂肪酶活性、至少约110％脂肪酶活性、至少约120％脂肪酶活性、至少约130％脂肪酶活性、至少约140％脂肪酶活性、至少约180％脂肪酶活性、至少约190％脂肪酶活性、至少约200％脂肪酶活性、至少约210％脂肪酶活性、或者至少约220％脂肪酶活性。
在其它实施方案中，本发明包括具有活化酶特征的稳定型胰腺产品，所述的酶包括任何前述水平的淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶活性的组合。
稳定型胰腺产品的生产本发明也包括从动物胰腺生产稳定型胰腺产品的方法。在每种方法中，加工的目的在于稳定胰酶，即保护所得的产物不被降解酶水解、不被微生物和/或真菌腐败、和/或脂肪氧化。每种下列生产方法提供稳定本发明的胰腺产品的不同方式。
可从各种来源例如从被屠宰的动物的内脏获得动物胰腺。在一个实施方案中，从猪收集胰腺。在另一个种实施方案中，从牛收集胰腺。本领域技术人员还认识到在当地屠宰场和屠场中，从被屠宰的动物可获得许多其它动物品种的胰腺。然而，本发明并不限制胰腺的来源。
在一个实施方案中，从乳化的胰腺生产稳定型胰腺产品。可以本领域中已知的方式乳化胰腺。例如，使用平板粉碎机(plate grinder)或类似工具，加入或不加入水来完成乳化。因此，乳化的胰腺含有约5％至约95％干物质。本领域技术人员认识到乳化的胰腺干物质含量可根据所选的生产方法而变化。例如，喷雾干燥法需要具有约5％至约50％干物质的乳化胰腺。
本发明的一个实施方案提供使用挤出工艺来制备稳定型胰腺产品的方法。简而言之，将乳化的胰腺与载体混和。有许多合适的载体，例如饲料成分、谷粒或纤维原料及其各自的副产品。更具体地，合适的载体包括玉米和/或大豆壳。或者，纤维原料或其副产品，例如壳纤维、子叶纤维、糠纤维、植物根纤维或其组合，也可被加入混合物中。更具体地，将大豆壳作为纤维原料加入混合物。其它合适的纤维原料或副产品，包括但不限于稻壳纤维、米糠纤维、燕麦皮纤维、甜菜渣、向日葵壳纤维、玉米壳纤维以及大豆子叶纤维。例如，当混合物快速穿过一连串压力加热闩(heated lock)时，可干燥混合物。然后将混合物喷入收集器中。或者，通过冷却器和/或蒸发输送器来进一步干燥所挤出的稳定型胰腺产品。
在另一个实施方案中，通过喷雾干燥来制备本发明的稳定型胰腺产品。可使用本领域中任何已知的喷雾干燥器，包括具有喷嘴的喷雾干燥器例如旋转喷雾器和双流体喷雾器。在一个实施方案中，在喷雾干燥生产方法中使用具有约5％至约50％干物质的乳化胰腺。或者可将粉末流助剂(powedered-flow aid)加到乳化胰腺来促进喷雾干燥。在该生产方法中，根据乳化胰腺中的干物质量，将乳化胰腺加热到约50摄氏度至约80摄氏度的液体保温温度。施加压力迫使乳化胰腺穿过喷雾嘴进入干燥室。然后从干燥室收集稳定型胰腺产品。得到的稳定型胰腺产品包含约80％至约100％干物质。
还在另一个实施方案中，通过与酸化剂混和以实现微生物学上和酶学上稳定，来制备稳定型胰腺产品。根据该生产方法，将胰腺或任何乳化胰腺与合适的纤维原料或副产品混和，例如大豆壳、或其它上述的植物纤维原料。用酸化剂稳定混合物，其中酸化剂将混合物pH调低至约7.5至约3.5范围之间、约7.0至约4.0范围之间、约6.5至约4.0范围之间、或约6至约4.5范围之间。丙酸是例证性酸化剂，并可使用包括乙酸的各种无机酸和有机酸。这种pH稳定法可制备具有约5％至约95％干物质含量的稳定型胰腺产品。令人惊讶地，该pH稳定型胰腺产品是特别抗降解酶的水解、抗微生物和真菌的腐败、和抗脂肪氧化。因而，类似于草料如半干青贮料来保存和使用湿的pH稳定型胰腺产品。
本发明的稳定型胰腺产品随时可用作饲料添加剂。然而，通过本领域技术人员所知的各种方法，可进一步加工稳定型胰腺产品。
在其它实施方案中，本发明的稳定型胰腺产品包含约5％至约95％干物质。在一些实施方案中，稳定型胰腺产品包含约70％至约95％干物质。在其它实施方案中，湿的稳定型胰腺产品包含约5％至约30％干物质。
在另一个实施方案中，稳定型胰腺产品可以是混和的饲料混合物形式或覆层形式。或者，稳定型胰腺产品可以是干粉。在一个实施方案中，稳定型胰腺产品是含有小于约20％水分的干粉。
而且，可进一步加工本发明的稳定型胰腺产品，并用作配制饲料日粮的成分。
稳定型胰腺产品的用途本发明的另一个实施方案提供包含稳定型胰腺产品的饲料添加剂。在一个实施方案中，混和或配制饲料添加剂来形成可经口施用动物的完全饲料日粮。在另一个实施方案中，将饲料添加剂与自由采食日粮(free-choice diet)的一种或多种成分进行混和或配制。例如，还在另一实施方案中，(1)通过在喂料前充分混合、(2)通过使用例如喷雾施加器的装置喷雾到饲料日粮上、或(3)作为在饲料日粮上的覆层，将饲料添加剂应用于饲料日粮。在另一实施方案中，将饲料添加剂连同饲料添加物(feedsupplement)如矿物质块一起进行施用。
在另一个实施方案中，包含稳定型胰腺产品的饲料日粮是固态或液态。例证性固体饲料日粮可配制为含有约0.1％(w/w)的稳定型胰腺产品饲料添加剂。在其它实施方案中，固体饲料日粮可配制为含有约0.001％至约1％的稳定型胰腺产品饲料添加剂。例证性液体饲料日粮可配制为含有约0.1％(w/w)的稳定型胰腺产品饲料添加剂。在其它实施方案中，液体饲料日粮可配制为含有约0.001％至约1％的稳定型胰腺产品饲料添加剂。
可从各种日粮成分制备饲料日粮。例如，本领域技术人员认识到饲料日粮的能量成分(energy component)是以谷物及其副产品为基础，例如玉米、高粱、燕麦、大麦、小麦以及黑麦。同样地，饲料日粮的蛋白质成分是以动物或植物蛋白质为基础，例如热处理的全大豆、喷雾干燥的血浆蛋白、和脱脂奶粉或乳清。可以从饲料级的油脂来源获得饲料日粮的脂质成分，其中所述的油脂包括动物(油脂、牛脂)、植物(玉米油和大豆油)和饭店以及加工的副产品(油脂混合物)。饲料日粮也可含有草料和非草料的纤维原料和/或其各自的副产品。另外，使用饲料添加物例如维生素和矿物质，平衡饲料日粮。饲料日粮包含根据日粮营养的和/或动物健康所需的其它成分。可通过本领域中已知的任何方法，例如通过碾磨法或滚轧法、制颗粒法和/或加热法，来制备本发明的饲料日粮。
在一个实施方案中，将饲料日粮制成颗粒。参见，例如，USPN4,183,675(“用于制成颗粒动物饲料的节能方法和设备”(“Energyconserving method and apparatus for pelleting particulate animal feed”))。简而言之，通过在已知的工业设备中实施分批配料(batching)、混合和制颗粒步骤，可形成颗粒。该设备可联合由流向配料仓(surge bin)的混合器组成的装置，其中所述的配料仓依次流入由变速进料器(variable-speedfeeder)、蒸汽调节室和铸模/滚筒(die/roller)部件组成的饲料压粒机(pelletmill)。浆从进料器流过可流入铸模/滚筒部件的调节器(conditioner)，其中在铸模/滚筒部件中，稳定型胰腺产品被挤出形成颗粒。然后颗粒离开颗粒滚筒。蒸汽调节室并不是该例证性方法所必需的，并可被任选地省略。
生产变化在一个实施方案中，本发明提供在生产变化的任何时期之前、之中和之后使用稳定型胰腺产品作为饲料添加剂的方法。如此处所用的，“生产变化(production change)”指本领域中用于表示从一种饲料转变为另一种饲料或表示环境变化的已知术语。生产变化与动物生活期有关，例如从母畜断奶、妊娠开始和妊娠期间、或促进动物肥膘(finishing)。在另一个实施方案中，稳定型胰腺产品作为在由其它因素例如环境因素引起的生产变化期间中的饲料添加剂。环境因素包括在动物所暴露的温度或气候中的变化、在动物畜舍(animal’s housing)中的变化以及在动物聚集群体(social group)中的变化。
在其它实施方案中，稳定型胰腺产品在生产变化之前、之中或之后作为饲料添加剂，其中在从一种食粮来源转换到另一种食粮来源过程中发生所述的生产变化，例如当使用一批新的日粮时、当改变日粮成分的相对数量和/或种类时、当使用不同食粮来源混合或配制的日粮而不用上述日粮来喂养动物时，或在一种饲料日粮到不同饲料日粮的任何变化中，发生所述的生产变化。
在另一个实施方案中，在动物经历补偿生长(compensatory growth)时期中的生产变化时期之前、之中或之后，使用稳定型胰腺产品。在多数动物中，补偿生长时期出现在在饲料营养受限时期之后，且可被本领域技术人员称为“grow-out cycle”。
本发明的另一个实施方案涉及使用稳定型胰腺产品来增加动物的内源性胰酶产量。本发明方法可用于胰酶产量不足以满足小肠中底物量的需求的生产变化期间。
如此处所用的，“生产变化之前”表示在生产变化之前的几小时至几天。在一个实施方案中，本发明涉及在生产变化约1小时至约5小时前、直至约1天之前使用稳定型胰腺产品的方法。在另一个实施方案中，本发明涉及在生产变化约1小时至约2天前、直至约1周之前使用稳定型胰腺产品的方法。在第三种实施方案中，本发明涉及在生产变化的开始约1周或更长时间之前使用稳定型胰腺产品的方法。
如此处所用的，“在生产变化之中”指发生生产变化的那几小时和几天。它指自生产变化开始，并根据生产变化的种类(nature)和性质可长达几小时和几天的不等的时间范围。例如，如果远距离运输动物，这可发生在动物暴露于周围温度改变的几小时或几天中。在另一个实施方案中，这可发生在动物经历从一种食粮来源转变为另一种食粮来源的日子中。根据生产变化的种类和性质，其它时间范围对于本领域技术人员是显而易见的。
如此处所用的，“生产变化之后”指在生产变化之后的几小时和几天。在一个实施方案中，本发明涉及在生产变化约1小时至约2天后、直至约1周之后使用稳定型胰腺产品的方法。在另一个实施方案中，本发明涉及在生产变化约1周至约2周后、或更长时间之后使用稳定型胰腺产品的方法。
使用本发明的稳定型胰腺产品的方法可应用于具有胰腺或能产生消化酶的任何动物上。本发明的方法涉及能产生通常由胰腺分泌的酶类的消化酶(即蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶)的任何动物。本发明的具体实施方案涉及猫、牛、鹿、狗、鱼、山羊、马、骆驼、猪、家禽、兔以及绵羊中的生产变化。
本发明也包括在已知农业产业的特殊生产变化中使用稳定型胰腺产品的方法。例如，根据产业的过去、现在和未来的生产方式，不同农业产业的也可具有特殊的生产变化期。实例如下所示。
水产业当鱼肠成熟到完全发挥功能时，在水产业中就发生一种生产变化。其它生产变化包括但不限于，周围水的主要温度和通气变化。
本发明的稳定型胰腺产品适合用于现有产品并不适用的水产业饲料日粮中，因为在现有技术产品中，活性胰腺酶一旦受潮便快速发生自溶。因此，本发明提供包含适于施用于鱼和其它水生动物的稳定型胰腺产品的日粮。在一个实施方案中，稳定型胰腺产品包含酶原形式的胰酶。在另一个实施方案中，当浸于水中时，稳定型产品也是足够稳定的以便避免酶的溶解和自溶。
牛对于牛，生产变化时期包括但不限于，犊牛从牛乳转变为固体饲料；从含有高比例草料和低比例浓缩物的饲料日粮转变为含有低比例草料和高比例浓缩物的饲料日粮；转变为含有高水平淀粉的饲料日粮；以及对于经历饲养场肥膘(feedlot finishing)的牛，从牧草转变为含有高水平谷粒的饲料日粮。
鹿对于鹿例如花鹿(axis deer)、扁角鹿(fallow deer)、马鹿(red deer)、梅花鹿(sika deer)以及麋鹿，生产变化时期包括鹿犊从乳汁转变为固体饲料。
马对于马，由于日粮中的变化(例如从一种饲料来源或日粮转变成不同食粮来源或日粮)，生产变化是特别频繁的，因为马常常从干草日粮转变为牧草日粮。同样地，当马从一种谷粒补充饲料转变为另一种谷粒补充饲料时，便出现生产变化。另外，在消化功能不足以阻止淀粉进入大肠和肓肠的压力时期，出现生产变化时期。
猪对于猪，生产变化时期包括但不限于，断奶后过渡时期、发热、妊娠、母猪的哺乳开始，以及在停止发育的猪中加快肥膘阶段。
家禽对于家禽，当仔鸡出生后第一次接触干饲料时，发生特别关键的生产变化时期。其它生产变化时期包括但不限于，产蛋鸡的换羽时期、和在肉仔鸡和火鸡中加快肥膘的时期。
稳定型胰腺产品可在生产变化时期之中或之后、和/或在所述时期预先开始之前作为饲料添加剂。前瞻性使用稳定型胰腺产品可预防由生产变化时期或由动物日粮的任何变化的正常结果所引起的并发症。
在一个实施方案中，对于犊牛，用食粮原料例如代乳品和/或幼畜饲料混合稳定型胰腺产品，以便预防由于从母乳转变为固体饲料日粮所引起的腹泻发作或其它正常的结果。在另一个实施方案中，用宠物例如猫和狗的饲料日粮来混合稳定型胰腺产品，以预防或减轻它们的日粮和习性的正常结果。在一个实施方案中，用包含稳定型胰腺产品的日粮喂养猫，来预防或改善毛团或胃肠毛粪石的积累。
实施例下列实施例用于举例说明而不用于限制本发明。
实施例1胰腺从屠宰场、屠场或类似场所的内脏获得猪胰腺。可冷冻贮存胰腺或立即进行乳化。然后使用平板粉碎机与水来乳化腺体，使得乳化的胰腺含有大约25％干物质。或者，冷冻新鲜的胰腺并在以后时间里磨碎。
实施例2挤出通过挤出制备稳定型胰腺产品。将乳化的胰腺与准备好的大豆壳混和，直至35％的乳化胰腺对65％的大豆壳的比例。施压迫使混合物穿过由一连串具有300摄氏度金属表面温度的汽塞(steam lock)组成的挤出机。在约20秒内将混合物穿过挤出机，并喷入收集器中。
实施例3喷雾干燥通过喷雾干燥制备稳定型胰腺产品。将含有约62％水分的乳化胰腺输进许多装在旋转干燥室上的加热喷嘴。同时将热风输送到干燥室。雾化的胰腺产品落到用于收集的干燥室底板。
实施例4pH稳定通过pH稳定法来制备稳定型胰腺产品。得到约75％含水量的乳化胰腺。将丙酸加到乳化的胰腺直至pH达到4.5。加入酸之后，稳定型胰腺产品变成灰色，并具有趋于橡胶状粘度的轻微流动性。
在另一个实施例中，如上所述获得乳化的胰腺，并与准备的大豆壳混合。混合的胰腺由约35％乳化的胰腺和65％准备的大豆壳组成。将丙酸以每吨10磅的比例加到乳化胰腺混合物，直至pH达到4.5。
实施例5水产业配制品使用稳定型胰腺产品来配制适合用于水产业的饲料日粮。
用于虾日粮的例证件配制品是

用于罗非鱼日粮的例证性配制品是

实施例6用于牛的配制品使用稳定型胰腺产品来配制适合用于牛的饲料日粮。
用于代乳品的、包含稳定型胰腺产品的例证性配制品是

实施例7用于鹿的配制品使用稳定型胰腺产品来配制适合用于鹿的饲料日粮。
用于鹿日粮的例证性配制品是

实施例8用于马的配制品使用稳定型胰腺产品来配制适合用于马的饲料日粮。
用于马日粮的例证性配制品是

实施例9用于家禽的配制品使用稳定型胰腺产品配制适合用于家禽的饲料日粮。
用于驯化的火鸡日粮的例证性配制品是

实施例10用于猪的配制品使用稳定型胰腺产品配制适合用于猪的饲料日粮。
用于猪日粮的例证性配制品是

实施例11稳定型胰腺产品的酶水平该实施例比较了各种稳定型胰腺产品配制品的酶活性。
对于喷雾干燥的、冻干的、挤出的以及pH稳定的胰腺产品，进行检测含水量、蛋白酶活性以及淀粉酶活性。表1列出本发明的稳定型胰腺产品的各种蛋白酶和淀粉酶活性水平。对于每种配制品，将胰酶制剂的酶活作为比较基准。
在表1中，“喷雾干燥”指在实施例3中描述的方法；“冷冻干燥”指通过本领域中已知方法制备的冻干胰腺；“挤出”指在实施例2中描述的方法，以及“pH稳定”指用如实施例4所述的大豆壳载体混和的稳定型胰腺产品。
所有样品在表1所示的条件下保存6天。
对于每种配制品，室温下，将4份的成熟猪小肠内容物与1份的稳定型胰腺产品混和。稀释和检查每种等分量的配制品，来测定蛋白酶活性水平。
如下测定蛋白酶活性水平。对于具有小于约1000U/G的样品，将10g样品在约80mL的2％氯化钠溶液中混合约30分钟。用2％氯化钠溶液将样品溶液体积增加到100mL，并通过玻璃纤维过滤纸(Glass MicrofibreGF/A，Whatman pic，Florham Park，New Jersey)进行过滤。将1mL样品溶液和试剂在40摄氏度下进行平衡。将5mL的0.6％(w/v)干酪素底物(Hammarten Casein，Merck & Co.，Inc.，Whitehouse Station，New Jersey)加到每种样品中，并在40摄氏度下温育约30分钟。加入5mL沉淀剂(18.8g三氯乙酸、18.1g无水醋酸钠、18.8g乙酸，蒸馏水补足至1000mL体积)然后将样品在40摄氏度下温育约30分钟。立即将样品滤过实验定性滤纸(Whatman Grade 1，Whatman pic，Florham Park，New Jersey)，冷却至室温并在660nm测量吸光度。以酶空白和由Folin-Ciocalteau酚试剂释放的酪氨酸溶液的标准曲线为标准测量样品吸光度。
以下测定α-淀粉酶活性水平。制备试剂溶液(9g氯化钠、2g牛血清白蛋白、和2.2g氯化钙，蒸馏水补足至1000mL体积)和0.5M氢氧化钠溶液。通过稀释到204mL试剂溶液中来制备样品，并在37摄氏度下平衡。每种样品加入底物Phadebas Amylase Test Tablet(PharmaciaDiagnostics，Uppsala，瑞典)，并剧烈混合10秒钟。然后将样品温育15分钟。加入1mL的0.5M过氧化钠，并立即将溶液以3500rpm离心10分钟。在620nm以空白试剂为参照测量样品吸光度，并根据制造商的说明书测定α-淀粉酶活性。
表1.稳定型胰腺产品的酶水平

*由于无法计算混合大豆壳中含有的蛋白质，因此蛋白酶活性超过胰酶制剂的活性。
因此，与胰酶制剂相比，表1中所示的稳定型胰腺产品保持如果不是更优的、就是相似的蛋白酶活性水平。另外，与胰酶制剂相比，表1中所示的稳定型胰腺产品保持相似的或更低的淀粉酶活性水平。这些结果特别地令人惊讶认为稳定型胰腺产品在环境温度中的保存可超过6天。所述的结果举例说明了本发明的产品稳定性。
实施例12刚断奶猪的饲养试验在该实施例中，饲养试验旨在调查冻干胰腺在减少猪的断奶后停滞期的效果。六个处理组喂养含有下列组分的日粮(1).不含胰酶或稳定型胰腺产品；(2).0.1％(w/w)胰酶；(3).0.2％(w/w)胰酶；(4).0.1％稳定型胰腺产品；(5).0.2％稳定型胰腺产品；以及(6).0.4％稳定型胰腺产品。通过GLM程序(SAS Institute Inc.，Cary，North Carolina)，以随机完全区组设计(Randomized complete block design)来分析数据。
如表2所示，冻干的胰腺对于断奶后第一周内的采食量和体重增加显示阳性、二次效应。这些测量值随日粮中冻干胰腺的百分比而增加。在含有0.2％冻干胰腺的日粮中，采食量提高到31％并且体重增加提高到83％。如表3所示，在随后两周内，冻干的胰腺对这些测量没有效果。
表2第1周中猪断奶后停滞的减少

表3第2-3周中猪断奶后停滞的减少

*****以上所述的所有出版物、专利和专利申请在此引用作为参考。
如此所述的发明对于本领域技术人员显而易见的是在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可对本发明进行各种改变。所述的改变落在本发明所要求的范围内。
权利要求
1.一种稳定型胰腺产品，其包含一种或多种酶原形式的胰酶。
2.权利要求1中所述的稳定型胰腺产品，其中所述的产品含有约1％至约20％水分。
3.权利要求1中所述的稳定型胰腺产品，其中所述的产品含有约20％至约95％水分。
4.权利要求1中所述的稳定型胰腺产品，其中一种或多种胰酶选自淀粉酶、脂肪酶、蛋白酶及其组合。
5.权利要求4中所述的稳定型胰腺产品，其中所述的产品具有的淀粉酶活性是胰酶制剂的淀粉酶活性的至少约0％。
6.权利要求4中所述的稳定型胰腺产品，其中所述的产品具有的淀粉酶活性是胰酶制剂的淀粉酶活性的至少约3％。
7.权利要求4中所述的稳定型胰腺产品，其中所述的产品具有的淀粉酶活性是胰酶制剂的淀粉酶活性的至少约75％。
8.权利要求4中所述的稳定型胰腺产品，其中所述的产品具有的淀粉酶活性是胰酶制剂的淀粉酶活性的至少约105％。
9.权利要求4中所述的稳定型胰腺产品，其中所述的产品具有的蛋白酶活性是胰酶制剂的蛋白酶活性的至少约25％。
10.权利要求4中所述的稳定型胰腺产品，其中所述的产品具有的蛋白酶活性是胰酶制剂的蛋白酶活性的至少约80％。
11.权利要求4中所述的稳定型胰腺产品，其中所述的产品具有的蛋白酶活性是胰酶制剂的蛋白酶活性的至少约100％。
12.权利要求4中所述的稳定型胰腺产品，其中所述的产品具有的蛋白酶活性是胰酶制剂的蛋白酶活性的至少约130％。
13.权利要求4中所述的稳定型胰腺产品，其中所述的产品具有的蛋白酶活性是胰酶制剂的蛋白酶活性的至少约200％。
14.一种饲料添加剂，其包含权利要求1中所述的稳定型胰腺产品。
15.一种动物饲料日粮，其包含权利要求14中所述的饲料添加剂。
16.权利要求15中所述的动物饲料日粮，其中饲料添加剂占饲料日粮的约0.1％(w/w)。
17.权利要求15中所述的动物饲料日粮，其中饲料添加剂占饲料日粮的约0.2％(w/w)。
18.权利要求15中所述的动物饲料日粮，其中饲料添加剂占饲料日粮的约0.4％(w/w)。
19.权利要求15中所述的动物饲料日粮，其中饲料添加剂占饲料日粮的约0.5％(w/w)。
20.权利要求15中所述的动物饲料日粮，其中所述的日粮被配制为用于选自猫、牛、鹿、狗、鱼、山羊、马、骆驼、猪、家禽、兔以及绵羊中的动物。
21.一种方法，包括将权利要求1中所述的稳定型胰腺产品经口施用于动物。
22.权利要求21中所述的方法，其中将所述的稳定型胰腺产品在生产变化之前约1周到生产变化之后约1周中施用于动物。
23.权利要求21中所述的方法，其中所述生产变化是从第一种食粮来源转变为第二种食粮来源。
24.权利要求21中所述的方法，其中所述生产变化是从液体食粮来源转变为固体食粮来源。
25.权利要求21中所述的方法，其中所述生产变化是从母畜断奶。
26.权利要求21中所述的方法，其中所述的日粮被配制为用于选自猫、牛、鹿、狗、鱼、山羊、马、骆驼、猪、家禽、兔以及绵羊中的动物。
27.权利要求21中所述的方法，其中所述的生产变化期是环境因素的结果。
28.权利要求27中所述的方法，其中环境因素选自动物所暴露的温度或气候的变化、动物畜舍的变化、动物聚集群体的变化，及其组合。
29.一种制备稳定型胰腺产品的方法，步骤包括乳化胰腺以形成乳化的胰腺；和将乳化的胰腺与酸化剂混合，从而获得稳定型胰腺产品。
30.权利要求29中所述的方法，其中酸化剂选自丙酸、乙酸及其组合。
31.权利要求29中所述的方法，其中将乳化的胰腺酸化到约pH6.0至约pH4.5。
32.权利要求29中所述的方法，还包括将稳定型胰腺产品与纤维原料或其副产品混合的步骤。
33.权利要求32中所述的方法，其中纤维原料或其副产品是大豆壳。
34.一种制备稳定型胰腺产品的方法，步骤包括将乳化的胰腺与载体混合；和挤出混合物，从而获得稳定型胰腺产品。
35.权利要求34中所述的方法，其中载体选自纤维原料或其副产品、谷物或其副产品，及其任意的组合。
36.权利要求35中所述的方法，其中载体选自大豆壳、玉米及其任意的组合。
37.权利要求34中所述的方法，还包括在选自冷却器和蒸发输送器的至少一种装置中干燥所述稳定型胰腺产品的步骤。
38.一种制备稳定型胰腺产品的方法，步骤包括在干燥室中雾化乳化的胰腺；和收集雾化的胰腺，从而获得稳定型胰腺产品。
39.一种制备饲料日粮的方法，步骤包括提供一系列日粮成分；和用稳定型胰腺产品混合所述成分，从而获得包含稳定型胰腺产品的饲料日粮。
40.权利要求39中所述的方法，还包括将饲料日粮制成颗粒的步骤。
全文摘要
本发明提供稳定型胰腺产品，其可用作例如动物饲料添加剂。本发明还提供包含稳定型胰腺产品的饲料添加剂和饲料日粮。另外，本发明提供制备稳定型胰腺产品的方法。本发明还提供利用稳定型胰腺产品补充动物饲料的方法。
文档编号A23K1/18GK101018488SQ200580025876
公开日2007年8月15日 申请日期2005年7月26日 优先权日2004年7月30日
发明者安德鲁·拉福莱特, 珍妮弗·范德利格特, 克里斯蒂安·范德利格特, 马克·D·纽科姆, 威廉·迈克尔·克雷格, 凯文·J·图切特 申请人:Can科技公司