专利名称：L-赖氨酸和l-苏氨酸的混合水溶液的制作方法
技术领域：
本发明涉及L-赖氨酸和L-苏氨酸的混合水溶液，其基本上由L-赖氨酸、L-苏氨 酸和水组成并用作饲料成分等。
背景技术：
已知基于L-赖氨酸的水溶液作为含有氨基酸的饲料成分(参见专利文件1)。还 已知通过向基于L-赖氨酸的水溶液添加酸离子，如硫酸根离子以增加其中L-赖氨酸的溶 解度，可获得其中无晶体析出的稳定的基于L-赖氨酸的水溶液(参见专利文件2)。此外， 已知通过电解所述基于L-赖氨酸的水溶液以去除反荷阴离子，可获得高纯的基于L-赖氨 酸的水溶液(参见专利文件3)。此外，优选供用于饲料的含有氨基酸的产物形式是液体，这是由于下述事实在添 加到饲料中时，液体形式更加便于处理，且更加容易达到均一的混合。事实上，液体形式氨 基酸目前广泛应用于饲料工业。如果将饲料以液体形式进行分配，通常优选的是氨基酸含 量高，这意味着水含量较低，其原因如下1)运输成本较低；2)在混合后储存饲料的过程 中，微生物生长的风险较低；3)更适于配制高营养密度的饲料。例如，基于L-赖氨酸的水 溶液以略微低于保和点的浓度进行分配以实现无晶体析出风险的最高浓度。另一方面，含有L-苏氨酸的液体饲料成分亦为所期望的，但尚未投入实际使用。[专利文件1]EP 111628B。[专利文件2]EP 1035109B。[专利文件2]FR 2822396B。
发明内容
因为L-苏氨酸具有低溶解度，不像L-赖氨酸，因此仅含有L-苏氨酸的溶液倾向 于含有高量的水，这导致高运输成本和微生物生长的较高风险。本发明的目标是提供L-赖 氨酸和L-苏氨酸的混合水溶液，其具有高的两种氨基酸的总浓度，其可以稳定的条件进行 制备、销售、分配、储存和使用。本发明包括下列方面(1)基本上由L-赖氨酸、L-苏氨酸和水组成的L-赖氨酸和L-苏氨酸的混合水溶 液，所述溶液的pH为10-13，且在20°C具有3300cp或更低的粘度，且在所述混合水溶液中 L-赖氨酸和L-苏氨酸的总浓度相对于每IOOg的水为70g以上。(2)方面(1)的L-赖氨酸和L-苏氨酸的混合水溶液，其中在所述混合水溶液中 L-赖氨酸和L-苏氨酸的浓度处在于20°C测量的L-赖氨酸和L-苏氨酸的互溶度图(mutual solubility diagram)中由L-赖氨酸线、L-苏氨酸线、垂直轴和水平轴围成的区域中，条件
3是所述区域不包括所述L-赖氨酸线、L-苏氨酸线、垂直轴和水平轴。(3)方面(1)的L-赖氨酸和L-苏氨酸的混合水溶液，其中在所述混合水溶液 中L-赖氨酸和L-苏氨酸的浓度处在于_5°C测量的L-赖氨酸和L-苏氨酸的互溶度图中 由L-赖氨酸线、L-苏氨酸线、垂直轴和水平轴围成的区域中，条件是所述区域不包括所述 L-赖氨酸线、L-苏氨酸线、垂直轴和水平轴。(4)方面(1)-(3)中任一所述的L-赖氨酸和L-苏氨酸的混合水溶液，其在20°C 具有2000cp或更低的粘度。(5)方面(1)_(4)中任一所述的L-赖氨酸和L-苏氨酸的混合水溶液，其在所述混 合水溶液中L-赖氨酸和L-苏氨酸的总浓度相对于每IOOg的水为IOOg以上。(6)方面(1)-(5)中任一所述的L-赖氨酸和L-苏氨酸的混合水溶液，其使用源自 L-赖氨酸和/或L-苏氨酸发酵溶液或其经处理得到的溶液的溶液来制备。(7) 一种饲料成分，其中配制了方面(1)_(6)中任一所述的L-赖氨酸和L-苏氨酸 的混合水溶液。(8)制备基本上由L-赖氨酸、L-苏氨酸和水组成的L-赖氨酸和L-苏氨酸的混合 水溶液的方法，所述方法包括下述步骤将L-赖氨酸、L-苏氨酸和水混合，使得所述混合水 溶液的pH为10-13，且在20°C具有3300cp或更低的粘度，且在所述混合水溶液中L-赖氨 酸和L-苏氨酸的总浓度相对于每IOOg的水为70g以上。(9) 一种基本上由L-赖氨酸、L-苏氨酸和水组成的L-赖氨酸和L-苏氨酸的混合 水溶液，其通过下述方法制备将L-赖氨酸、L-苏氨酸和水混合，使得所述混合水溶液的pH 为10-13，且在20°C具有3300cp或更低的粘度，且在所述混合水溶液中L-赖氨酸和L-苏 氨酸的总浓度相对于每IOOg的水为70g以上。根据本发明，L-赖氨酸和L-苏氨酸的混合水溶液可投入实际使用，其为稳定和浓 缩的，具有低粘度易于处理，并因此可施用于复合饲料(compoimdfeed)。附图简述
图1显示在20°C和pH 11. 3的条件下L-赖氨酸和L-苏氨酸的互溶度图。图2显示在_5°C和pH 12的条件下L-赖氨酸和L-苏氨酸的互溶度图。图3显示L-赖氨酸和L-苏氨酸的互溶度的温度依赖性。实施本发明的最佳方式作为原材料用于本发明的L-赖氨酸和L-苏氨酸可以是含有每种氨基酸的水溶液 或每种氨基酸晶体，或者可以使用L-赖氨酸和L-苏氨酸的混合溶液或L-赖氨酸和L-苏 氨酸的混合晶体。一般而言，上述氨基酸的来源不限定为特定的一种，但从生理学安全性等 因素观点看来，优选上述氨基酸为使用发酵方法或酶法制备的原材料，所述材料在使用前 经纯化。L-赖氨酸原材料的纯度以干物质重量计优选为95%或更高，而L-苏氨酸原材料 的纯度以干物质重量计优选为98. 5%或更高。此外，这些原材料可含有矿物质，如钾、镁、 钙等，但矿物质的总量优选为2400ppm或更低。这样一来使得矿物质沉淀的风险可降至最 低。根据本发明，L-赖氨酸和L-苏氨酸的混合溶液通常在-5至60°C的温度范围使用。本 领域技术人员可以针对本发明的产品，考虑生产温度、产品销售和分配区域的温度、储存温 度和操作温度来确定所述温度，以将所述混合溶液维持在稳定状态，其中不溶性物质如晶 体不析出。如果需要，可使用具有绝热夹套(insulating jacket)的储罐/贮槽(storage
4tank)以避免所述析出。一般而言，所述混合溶液在_5°C至环境(约20°C)的温度分配和 使用，从析出晶体的观点来看，优选不在5°C或更低的温度下使用；而从通过氨基-羰基反 应(amino-carbonylreaction)产生分角军的材料(decomposed material)的观点来看，优选 不在60°C或更高的温度下使用，所述反应尤其在使用采用发酵方法或酶法制备的原材料的 情况下发生。与此相关联，已证实如果将在_5°C以L-赖氨酸和L-苏氨酸饱和的混合溶液 加热到更高温度，不溶性物质如晶体不析出。如上所述，尽管根据本发明，所述L-赖氨酸和L-苏氨酸的混合溶液通常在_5至 60°C的范围使用，但以L-赖氨酸和L-苏氨酸两者饱和的混合溶液的互溶度值随温度的增 加而增加。与此相关联，在_5°C至20°C的温度下的互溶度值可如图3所示由-5°C和20°C 处的那些值进行估计。因为PH 11.3(20°C)和pH12(-5°C)彼此非常接近，这些pH值在绘 制图3时视为相同值。根据本发明，所述L-赖氨酸和L-苏氨酸的混合溶液pH的范围限定为10至13。 小于10的PH不是优选的，因为L-苏氨酸的溶解度低；大于13的PH也不是优选的，因为当 使用所述混合溶液作为饲料成分时的处理难度(即，其被视为有害物质)。尽管在10至13 的PH变化伴随着互溶度变化和粘度变化，但根据本说明书中描述的方法，可容易地绘制互 溶度图。为了控制pH值，如果添加于该溶液的是碱，使用碱金属或碱土金属如苛性钠、苛 性钾等，而如果添加于该溶液的是酸，使用硫酸、乙酸等。在所述混合水溶液中L-赖氨酸和L-苏氨酸的总浓度相对于每IOOg的水为70g 以上，得到含有高水平L-赖氨酸和L-苏氨酸的饲料溶液。如下所述，本发明人新近发现，在根据本发明所述的L-赖氨酸和L-苏氨酸的混合 溶液中，其粘度依存于L-赖氨酸浓度是否高于L-赖氨酸线而显著变化。在所述混合溶液 中，从可工作性(workability)等观点来看，优选其粘度在20°C为3300cp或更低，更优选 3000cp或更低。此外，从分配、储存等观点来看，优选其粘度在_5V为3300cp或更低，更优 选3000cp或更低。也就是说，通过将所述混合溶液的粘度维持在3000cp或更低，可更容易 地增加所述混合溶液在分配和储存过程中的稳定性。因此，可理解的是优选3300cp或更 低，更优选3000cp或更低。作为室温下互溶度图的实例，例如，如关于实施例1的
图1所示，可在20°C和pH 11. 3将L-赖氨酸线详明为Y = 0. 895X+228，并可将L-苏氨酸线详明为Y = 2. 06X-173。作为本发明范围内混合溶液的实例，含有191g/100g水的L-赖氨酸和40g/100g 水的L-苏氨酸(它们是比L-赖氨酸线略小的浓度)的混合溶液并不析出任何晶体，具有 2519cp的粘度，并且为具有优异可操作性(handleability)的稳定溶液。另一方面，作为本发明范围之外的混合溶液的实例，含有154g/100g水的L-赖氨 酸和95g/100g水的L-苏氨酸(它们是比L-赖氨酸线略高的浓度)的混合溶液，析出含有 L-赖氨酸的晶体，其处于(set in)凝胶形式，具有高达11081cp的粘度，并且为完全不可控 的液体。作为在较低温度的互溶度图的实例，例如，如关于实施例2的图2所示，可在_5°C 和pH 11. 3将L-赖氨酸线详明为Y = -1.94X+215，并可将L-苏氨酸线详明为Y = 1.99X-147。
作为本发明范围内混合溶液的实例，含有60g/100g水的L-赖氨酸和76g/100g水 的L-苏氨酸(它们是比L-赖氨酸线略小的浓度)的混合溶液不析出任何晶体，具有2361cp 的粘度，并且为在_5°C具有优异可操作性的稳定溶液。另一方面，作为本发明范围之外的混合溶液的实例含有110g/100g水的L-赖氨酸 和60g/100g水的L-苏氨酸(它们是比L-赖氨酸线更高的浓度)的混合溶液，析出含有 L-赖氨酸的晶体，其处于凝胶形式，具有高达6469cp的粘度，并且为完全不可控的液体。在L-苏氨酸线的右区，其中所述溶液含有大量L-苏氨酸，含有L-苏氨酸的晶体 在溶液底部析出。此外，在本发明中，从可操作性(如将所述溶液与饲料混合时使所述溶液能够进 行喷雾)的观点来看，优选在_5°C至60°C的特定温度下，例如60°C，特别是20°C，所述混合 溶液的粘度为2000cp或更低。此外，从减少水含量的观点来看，即1)运输成本较低2)在混合后储存饲料的过 程中微生物生长的风险较低3)较适于配制高营养密度的饲料，优选在混合水溶液中L-赖 氨酸和L-苏氨酸的总浓度为100g/100g水或更高。举例而言，本发明使用的上述互溶度图可如下所述进行确定。通过使用在预定的pH和温度将L-苏氨酸添加入L-赖氨酸的饱和溶液，或在预定 的PH和温度将L-赖氨酸添加入L-苏氨酸的饱和溶液的方法，或包括浓缩或冷却具有多种 混合比例在预定的PH和温度制备的L-赖氨酸和L-苏氨酸的混合水溶液的方法以析出晶 体，从而将所得的晶体从母液分离，然后将母液中L-赖氨酸的浓度设为水平轴，并将母液 中L-苏氨酸的浓度设为垂直轴来绘制溶解度图。在所述互溶度图中，将使用析出凝胶状 L-赖氨酸的饱和点的线性近似获得的线定义为“L-赖氨酸线”，而将使用析出针状L-苏氨 酸的饱和点的线性近似获得的线定义为“L-苏氨酸线”。在pH 11.3和201，以及在？!112 和_5°C互溶度的数据示于下表。表1 :L_赖氨酸和L-苏氨酸在pH 11.3和20°C的互溶度
权利要求
L 赖氨酸和L 苏氨酸的混合水溶液，其基本上由L 赖氨酸、L 苏氨酸和水组成，所述溶液的pH为10 13，且在20℃具有3300cp或更低的粘度，且在所述混合水溶液中L 赖氨酸和L 苏氨酸的总浓度相对于每100g的水为70g以上。
2.根据权利要求1的L-赖氨酸和L-苏氨酸的混合水溶液，其中在所述混合水溶液 中L-赖氨酸和L-苏氨酸的浓度处在于20°C测量的L-赖氨酸和L-苏氨酸的互溶度图中 由L-赖氨酸线、L-苏氨酸线、垂直轴和水平轴围成的区域中，条件是所述区域不包括所述 L-赖氨酸线、L-苏氨酸线、垂直轴和水平轴。
3.根据权利要求1的L-赖氨酸和L-苏氨酸的混合水溶液，其中在所述混合水溶液 中L-赖氨酸和L-苏氨酸的浓度处在于_5°C测量的L-赖氨酸和L-苏氨酸的互溶度图中 由L-赖氨酸线、L-苏氨酸线、垂直轴和水平轴围成的区域中，条件是所述区域不包括所述 L-赖氨酸线、L-苏氨酸线、垂直轴和水平轴。
4.根据权利要求1-3中任一项的L-赖氨酸和L-苏氨酸的混合水溶液，其在20°C具有 2000cp或更低的粘度。
5.根据权利要求1-4中任一项的L-赖氨酸和L-苏氨酸的混合水溶液，在所述混合水 溶液中L-赖氨酸和L-苏氨酸的总浓度相对于每IOOg的水为IOOg以上。
6.根据权利要求1-5中任一项的L-赖氨酸和L-苏氨酸的混合水溶液，其使用源自 L-赖氨酸和/或L-苏氨酸发酵溶液或其经处理得到的溶液的溶液来制备。
7.—种饲料成分，其中配制了根据权利要求1-6中任一项的L-赖氨酸和L-苏氨酸的 混合水溶液。
8.用于制备基本上由L-赖氨酸、L-苏氨酸和水组成的L-赖氨酸和L-苏氨酸的混合 水溶液的方法，所述方法包括下述步骤将L-赖氨酸、L-苏氨酸和水混合，使得所述混合水 溶液的pH为10-13，且在20°C具有3300cp或更低的粘度，且在所述混合水溶液中L-赖氨 酸和L-苏氨酸的总浓度相对于每IOOg的水为70g以上。
9.基本上由L-赖氨酸、L-苏氨酸和水组成的L-赖氨酸和L-苏氨酸的混合水溶液，其 通过下述方法制备将L-赖氨酸、L-苏氨酸和水混合，使得所述混合水溶液的pH为10-13， 且在20°C具有3300cp或更低的粘度，且在所述混合水溶液中L-赖氨酸和L-苏氨酸的总浓 度相对于每IOOg的水为70g以上。
全文摘要
本发明的目标是提供产业上作为动物饲料成分有用的L-赖氨酸和L-苏氨酸的混合水溶液，其为稳定的和浓缩的并具有良好的可操作性。上述问题通过提供基本上由L-赖氨酸、L-苏氨酸和水组成的L-赖氨酸和L-苏氨酸的混合水溶液得以解决，所述混合水溶液的pH为10-13，且在20℃具有3300cp或更低的粘度，且在所述混合水溶液中L-赖氨酸和L-苏氨酸的总浓度相对于每100g的水为70g以上。
文档编号A23K1/16GK101965135SQ200980106956
公开日2011年2月2日 申请日期2009年2月26日 优先权日2008年2月29日
发明者取出恭彦, 富家一郎, 弗朗索瓦·勒费布里, 洛伊克·勒尔, 近森壮彦, 马赛尔德·克罗姆贝兹 申请人:味之素株式会社