ES2192681T5 - Pregranulado enzimatico para forraje en forma de granulos. - Google Patents
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Abstract
LA INVENCION TRATA DE LA PREPARACION DE UN PREGRANULADO DE ENZIMA CON ACTIVIDAD ESTABLE, QUE SE UTILIZA, PARA INTRODUCIRSE EN LAS PARTICULAS DE UN GRANULADO DE ALIMENTO ANIMAL. ADEMAS TRATA LA INVENCION DE LOS PREGRANULADOS CON ACTIVIDAD ESTABLE OBTENIDOS SEGUN EL PROCEDIMIENTO DE PREPARACION PARA INTRODUCIRSE EN LOS GRANULADOS DE ALIMENTO ANIMAL.
Description
Pregranulado enzimático para forraje en forma de
gránulos.
La invención se refiere a la preparación de un
pregranulado enzimático de actividad estable que tiene como
finalidad incorporarlo en partículas a un granulado de un pienso
para animales. La invención se refiere además a los
pre-granulados de actividad estable obtenidos de
acuerdo con el procedimiento de preparación, para ser incorporados
en granulados de pienso para animales.
El empleo de enzimas en piensos para animales
permite lograr un mejor aprovechamiento de los nutrientes contenidos
en el pienso para animales ya que mediante la adición de enzimas se
facilita el aprovechamiento de componentes que no sean totalmente o
que sean difícilmente digeribles por el animal. La adición de
enzimas al pienso para animales resulta de esta manera un medio
eficaz para poder desarrollar piensos para animales con una
preparación fuera de lo convencional y económica, que aseguren un
aprovechamiento óptimo de los nutrientes contenidos en el pienso
para animales. De esta manera resulta posible utilizar de forma
óptima materias primas económicas tales como cereales, habas u
otras semillas, para la preparación de componentes de alta calidad
para piensos para animales, que en particular resulten adecuados
para animales jóvenes. Para la aplicación de enzimas en piensos
para animales se dispone de un número amplio de enzimas, que
presentan actividades enzimáticas especiales para la disolución de
componentes especiales de los piensos para animales tales como por
ejemplo glucano, almidón, proteína, polisacáridos semejantes a la
peptina, ácido fítico, galactomanasa, galactorabana,
poligalacturonasa, rafinosa, estaquiosa, hemicelulosa, celulosa,
pentoxana y otros componentes nutrientes. Los piensos para animales
se presentan con frecuencia en forma de granulado, es decir como
producto a granel grueso o en grano; el especialista en piensos
para animales suele hablar de "piensos para animales en
pellets", aunque la forma de las partículas de granulado no esté
redondeada en el verdadero sentido de la palabra "pellet"
(partícula de forma esférica). Para esto las enzimas se pueden
mezclar con el propio pienso para animales, con una mezcla previa
del mismo o también con un componente de la mezcla, o se pueden
incorporar en granulados de estos componentes. Los productos de
enzima granulados se pueden mezclar muy fácilmente con los
componentes de piensos para animales, siempre y cuando estos
granulados de enzimas estén basados en componentes usuales de los
piensos para animales, como por ejemplo trigo o copos de soja. En
el estado de la técnica se conocen también procedimientos para
rociar las enzimas disueltas sobre partículas de pienso para
animales en un lecho fluido, en un lecho móvil o agitado, y secando
eventualmente a continuación. El inconveniente de esto es que a
menudo se observa una germinación indeseable del pienso para
animales. También puede ser deseable incorporar la enzima
directamente en las partículas de un pienso para animales con el
fin de conseguir una mezcla lo más intensiva y homogénea posible de
la enzima en las mismas partículas del granulado de pienso para
animales. En la preparación de un granulado de pienso para animales
de esta clase se mezclan, por este motivo, los componentes deseados
del pienso para animales con una preparación de enzimas, se
acondiciona a continuación la mezcla humedeciendo con vapor y a
continuación, a partir de ahí, se producen por extrusión recortes
de cordón. En la preparación de esta clase de granulados de piensos
para animales, sin embargo, las enzimas añadidas se exponen a una
alta solicitación térmica y a una elevada solicitación de presión
así como a fuerzas de rozamiento y cortadura. De esta manera, la
actividad enzimática original a menudo no sólo queda muy mermada
sino que a veces incluso se pierde en su
totalidad.
totalidad.
Existía por lo tanto la necesidad de desarrollar
un procedimiento adecuado para la formulación de enzimas para
piensos para animales, que salvara los inconvenientes anteriores y
posibilitara incorporar de forma homogénea las enzimas sin pérdidas
importantes de actividad en las partículas de un granulado de pienso
para animales.
Este objetivo se resuelve mediante el
procedimiento indicado en la reivindicación 1 así como mediante los
pregranulados enzimáticos de actividad estable preparados de acuerdo
con este procedimiento según la reivindicación 16 y la aplicación
indicada en la reivindicación 18. Unas realizaciones convenientes
del procedimiento objeto de la invención se describen en las
sub-reivindicaciones 2 a 15, y en lo referente al
pregranulado enzimático objeto de la invención, en la
sub-reivindicación 17.
De acuerdo con esto, la invención describe un
procedimiento para la preparación de un pregranulado enzimático de
actividad estable, que sirve para ser incorporado en las partículas
de granulado de pienso para animales, caracterizándose el
procedimiento objeto de la invención por el hecho de que
primeramente se prepara un granulado húmedo, para lo cual se
preparan
de 0,01 a 20 partes en peso de enzima o mezcla
de enzimas (calculadas como contenido de sustancia seca del
preparado enzimático empleado),
de 80 a 99,9 partes en peso (incluido el
contenido de humedad) de un tipo de harina orgánica con un grado de
molturación del 30% al 100%, habiéndose obtenido el tipo de harina
mediante molturación de una fuente de harina que, eventualmente ha
sido previamente lavada y/o depurada y tratada con vapor recalentado
seco,
y donde las partes en peso de la enzima o mezcla
de enzimas y el tipo de harina suman 100 partes en peso,
si se desea, hasta un total de 20 partes en peso
de sustancias auxiliares de granulación (calculadas como sustancias
auxiliares de granulación anhidras),
empleando una cantidad calculada de agua, que
sea suficiente para ajustar un contenido de humedad del 20 al 50%
en peso (referido a la suma de los componentes del granulado húmedo
como 100% en peso) en el granulado húmedo,
en una mezcladora rápida, mediante mezcla
intensiva, para obtener un granulado húmedo no adherente dentro de
la gama de tamaño de grano deseado,
el granulado húmedo obtenido de esta manera se
seca y a continuación se limpia por cribado eliminando el grano
demasiado pequeño y/o demasiado grande. El concepto de "no
adhesivo" significa en este caso que el granulado húmedo ya no
se pega a los dispositivos mezcladores o a la pared de la
mezcladora.
En una realización conveniente de la invención,
el procedimiento anterior se caracteriza porque para la preparación
del granulado húmedo se emplean
de 0,01 a 10 partes en peso de enzima o mezcla
de enzimas, preferentemente de 2 a 7 partes en peso de enzima o
mezcla de enzimas,
de 90 a 99,99 partes en peso de un tipo de
harina, preferentemente de 93 a 98 partes en peso de un tipo de
harina
si se desea, hasta un total de 15 partes en
peso, preferentemente de 0,5 a 5 partes en peso de un tipo de
sustancias auxiliares para la granulación,
y una cantidad calculada de agua, que sea
suficiente para ajustar un contenido de humedad del 25 al 40% en
peso, preferentemente del 25 al 35% en peso en el granulado
húmedo.
De acuerdo con la invención se utilizan harinas
orgánicas (es decir harinas procedentes de sustancias básicas
orgánicas), de un determinado tipo. La denominación de "harina
orgánica" abarca aquí, en el marco de la invención todos los
productos más o menos desmenuzados, en forma de polvo hasta granos
finos, que se hayan obtenido desmenuzando (molturando) a partir de
materiales orgánicos sólidos de origen natural (fuente de harina).
En el procedimiento objeto de la invención se emplean,
convenientemente harinas orgánicas obtenidas mediante la
molturación de granos de cereal, semillas de leguminosas y/o
semillas de la familia de las malváceas (por ejemplo semilla de
algodón). Los cereales que en el marco de la invención sirven
preferentemente como fuente de harina son, en particular, trigo o
centeno, pero también pueden emplearse cebada, avena, arroz y maíz
así como sorgo y otras clases de mijo. Aunque el trigo sarraceno
realmente no pertenece a las especies de cereales (espérgula),
estos frutos harinosos semejantes a fabucos también se pueden
utilizar como fuente de harina en el marco de la invención; esto es
especialmente aplicable cuando se refiere a granulados para pienso
para aves, si bien en la preparación de granulados de piensos para
animales que pastan hay que proceder eventualmente con precaución
debido al contenido de fagopirina fotosensibilizante, cuando se
trate de alimentar principalmente a ganado de pelo blanco. En otra
variante preferida de la invención, se emplean como fuente de harina
frutos de leguminosas. Se entiende aquí por leguminosas los
nutrientes vegetales pertenecientes a las hortalizas de fruto. Por
lo tanto se pueden considerar como fuente de harina, en el marco de
la invención, los frutos de las especies de leguminosas tales como:
pisum (guisantes), cajamus (almortas), cicer (garbanzos); Lens
(lentejas; Phaseolus (judías), Vigna (habas tempranas), Dolchius
(habas con casco), Cassavalia (habones), Vicia (habas panosas o
garrubia); Peluschken; Arachis (cacahuetes); altramuces, alfalfa,
habas de soja y habas de Lima y eventualmente otras leguminosas así
como frutos de malváceas (por ejemplo de la especie Gossipium,
algodón). Se prefieren las habas de soja.
De los frutos oleaginosos de las especies
anteriores se pueden emplear, para la obtención de la harina a
utilizar, de acuerdo con la invención, tanto los frutos
desaceitados como los parcialmente aceitados y también los oleosos;
se prefieren para esto frutos parcialmente desaceitados, en
particular frutos de leguminosas parcialmente desaceitados, por
ejemplo habas de soja parcialmente desaceitadas.
Las harinas que se pueden utilizar en el marco
de la invención son, según los procedimientos de molturación
empleados y el grado de molturación obtenido en cada caso, polvos
finos de color blanco-amarillento hasta gris oscuro
(harinas claras o harinas oscuras) o eventualmente productos todavía
más o menos granulosos (triturados, sémola, menudos) o productos
mezclados blancos-marrón amarillentos. Los tipos de
harinas orgánicas empleados de acuerdo con la invención presentan
generalmente un contenido de humedad de hasta aproximadamente un 15%
en peso (por ejemplo, un contenido de humedad del 7 al 15% en
peso), que se ha de tener en cuenta al calcular el contenido de
humedad porcentual del granulado húmedo preparado de acuerdo con la
invención en la mezcladora rápida. Generalmente se emplean en la
invención harinas de cereales que tengan un contenido de humedad de
aproximadamente un 10 a un 15% en peso, en particular del 13 al 15%
en peso; las harinas procedentes de frutos de leguminosas o frutos
de la familia de las malváceas presentan generalmente un contenido
de humedad de aproximadamente un 9 (\pm 2% en peso).
Otros criterios importantes para la
caracterización del tipo de harina empleado de acuerdo con la
invención son el grado de molturación y el llamado tipo de harina;
estos criterios están de tal manera correlacionados entre sí que al
aumentar el grado de molturación también aumenta el índice
característico del tipo de harina (es decir el grado de
desmenuzamiento o finura de la harina). El grado de molturación
equivale a la cantidad en peso de harina obtenida referido a 100
partes en peso del producto de molturación empleado (en el marco de
la invención, por lo tanto del cereal o de los frutos de leguminosas
empleados); es por lo tanto un rendimiento de harina porcentual. Al
moler la harina se obtiene principalmente en primer lugar harina
pura finísima, por ejemplo, del interior del grano de cereal y al
seguir moliendo, es decir, al aumentar el grado de molturación
aumenta la proporción de contenido de fibra bruta y cáscara en la
harina; la proporción de almidón entonces se va reduciendo. El
grado de molturación se refleja por lo tanto también en el llamado
"tipo de harina", que se emplea como indicación numérica para
la clasificación de las harinas, en particular de las harinas de
cereales y que está basada en el contenido de cenizas de la harina
(la llamada escala de cenizas). El tipo de harina o el índice del
tipo indica la cantidad de ceniza (sustancias minerales) en
miligramos que quedan como residuo al quemar 100 g de sustancia
seca de la harina. Tomando como ejemplo las harinas de cereales se
puede describir el índice tipo de la forma siguiente: cuanto mayor
sea el índice tipo tanto más oscura es la harina y tanto mayor es
el grado de molturación, ya que el núcleo del grano de cereal
contiene aproximadamente sólo un 0,4% en peso de ceniza, mientras
que la cáscara en cambio contiene aproximadamente un 5% en peso de
ceniza. Una harina de trigo del tipo 405 contiene por lo tanto, por
ejemplo, un promedio de 0,405% en peso de ceniza. Si el grado de
molturación es menor, las harinas de cereales se componen en cambio
principalmente del cuerpo desmenuzado de la harina, es decir del
componente de almidón de los granos de cereales; en el caso de un
grado de molturación superior, las harinas de cereales contienen
también la capa aleurona de los granos de cereales que contiene la
albúmina, y en el caso de triturado, también los componentes del
germen que contiene albúmina y grasa así como de las cáscaras de la
semilla que contienen la fibra bruta y la ceniza.
El grado de molturación de la harina empleada,
de acuerdo con la invención, es del 30% al 100%. El grado de
molturación 30% corresponde a una harina finísima y el grado de
molturación 100% a una harina integral. En variantes convenientes
del procedimiento objeto de la invención éste se caracteriza porque
el grado de molturación del tipo de harina es del 50% al 100%,
preferentemente del 70% al 100%.
La harina empleada en el procedimiento objeto de
la invención se caracteriza porque fue obtenida de una fuente de
harina que antes de la molturación había sido sometida a un
tratamiento con vapor precalentado seco a una temperatura de
especialmente 100 a unos 110ºC y una presión sensiblemente normal
hasta ligera sobrepresión (p.e. 0,8 a 1,2 bar de sobrepresión) y un
período de tratamiento (tiempo de permanencia en el dispositivo de
tratamiento con vapor recalentado descrito a continuación) de hasta
aproximadamente 1 hora. El vapor recalentado seco es un vapor de
agua sobrecalentado y no saturado, que se puede producir de forma
convencional por sobrecalentamiento y separación de un eventual
condensado de agua, o por la distensión de vapor a alta presión. El
tratamiento mediante vapor recalentado de la fuente de harinas se
puede efectuar, por ejemplo, empleando una tolva cónica que se
ensanche hacia abajo, que esté equipada con una o varias toberas
anulares o lanzas de vapor para la introducción del vapor
recalentado seco. La tolva se puede cargar en régimen continuo con
la fuente de harina, por ejemplo, por medio de sinfines
transportadores y se puede vaciar mediante sinfines transportadores
calentados. La fuente de vapor tratada con el vapor recalentado se
acondiciona a continuación, por ejemplo, en un secador de lecho
fluido dispuesto a continuación hasta alcanzar un contenido de agua
constante máximo de un 15% en peso, y en otro secador de lecho
fluido se enfría para la molturación subsiguiente. La fuente de
harina tratada y enfriada se conduce a continuación de forma
continua a una máquina de moler y se muele para obtener una
distribución de tamaño de grano con la parte principal de los
tamaños de grano en la gama de 500 a 50 \mum; preferentemente, la
proporción de partículas con tamaño de grano inferior a 50 \mum en
la harina molida no rebasan un 35% en peso y la proporción de
partículas con tamaño de grano de 300 a 500 \mum no rebasan allí
el 10% en peso. Con una distribución conveniente de tamaño de grano,
la proporción de partículas \geq 300 \mum alcanza como máximo
un 5% en peso, la de partículas en la gama de 300 \mum a 50 \mum
de un 65 a un 80% en peso, y de partículas inferiores a 50 \mum,
como máximo un 30% en peso.
La mezcla y granulación de los componentes se
puede efectuar en el procedimiento objeto de la invención en una
mezcladora rápida que trabaje por lotes, por ejemplo, en una
mezcladora del tipo de reja de arado o en una mezcladora rápida de
trabajo continuo, por ejemplo del tipo Schugi Flexomix (Fabricación
de la Firma Shugi Process Engineers en Lelystadt/Países Bajos). Así
se obtiene un granulado húmedo no pegajoso, añadiendo de forma
continua agua, eventualmente por medio de una solución de enzimas o
con un medio auxiliar para la granulación añadido eventualmente, en
función de la alimentación de los componentes sólidos, de tal manera
que el contenido de humedad en el granulado húmedo (es decir antes
de secarlo) a la salida de la mezcladora sea en general del 20 al
50% en peso, preferentemente del 25 al 40% en peso y especialmente
del 25 al 35% en peso. En el procedimiento objeto de la invención
se obtiene un granulado húmedo con una gama de tamaño de grano de 50
a 800 \mum, preferentemente de 100 a 800 \mum, en especial de
100 a 500 \mum. El tiempo de mezcla en la mezcladora rápida o, en
el caso de una forma de trabajo continua, el tiempo de permanencia
medio representa, en el procedimiento objeto de la invención, por
lo general hasta un máximo de 15 minutos; el especialista puede
adaptar aquí el tiempo de mezcla o tiempo de permanencia a las
características deseadas del granulado húmedo (p.e. ausencia de
pegajosidad, tamaños de grano) o a la mezcladora respectiva. Como
tipos convenientes de mezcla o permanencia, en el caso de
granulación por lotes, han resultado suficientes unos períodos de
tiempo de unos 2 minutos a 3 minutos, en particular de 3 a 8
minutos. Trabajando en régimen continuo bastan también unos tiempos
de permanencia medios en la mezcladora considerablemente más cortos;
así, trabajando en régimen continuo en la mezcladora rápida del
tipo Schugi Flexomix, será suficiente con que el tiempo de
permanencia medio, que depende del tamaño del aparato y del flujo
de cantidad sea sólo del orden de unos segundos, por ejemplo hasta
30 segundos, en particular de 1 a 10 segundos. A continuación de la
granulación se somete el granulado húmedo a un secado convencional
que proteja las enzimas, por ejemplo en una secadora de lecho
fluido, y se seca para obtener un granulado con el contenido de
humedad deseado, en particular un contenido de humedad del 3 al 12%
en peso, preferentemente del 7 al 9% en peso. Una vez seco, el
pregranulado enzimático se puede revestir también en forma de por
sí usual con un esmalte o un recubrimiento. El recubrimiento o el
esmalte puede contener otra enzima o puede servir para teñir el
granulado, o también para provocar un retardo del desprendimiento
de la enzima o de la mezcla de enzimas, por ejemplo, también un
desprendimiento controlado en función del pH en distintas zonas del
tracto gastrointestinal. El esmalte o recubrimiento se pueden
aplicar para esto sobre el pregranulado de enzima tanto de forma
continua como también por lotes.
En el procedimiento objeto de la invención
realmente se pueden emplear todas las enzimas que tengan una
influencia favorable sobre la facilidad de aprovechamiento o de
digestión de los componentes nutricionales en los piensos para
animales. Para ello la enzima puede ser una enzima individual, pura
(es decir sin actividades secundarias) o una mezcla de enzimas. Una
mezcla de enzimas se puede componer de enzimas puras sin actividades
secundarias o bien se puede obtener de modo sencillo, directamente,
en forma de una mezcla de enzimas, condicionada por el
procedimiento, durante la obtención de las enzimas a partir de
microorganismos; estas mezclas de enzimas, que condicionadas por el
procedimiento, en función del microorganismo comprenden, por lo
general, además de una enzima principal, diversas enzimas
acompañantes (las llamadas actividades secundarias), que por lo
general ejercen un efecto secundario sinergístico favorable. Por
tanto la enzima o mezcla de enzimas puede ser de manera general una
hidrolasa, preferentemente del grupo de las carbohidrasas,
proteasas, lipasas y esterasas o una oxinitrilasa, tanasa,
chitinasa, queratinasa, oxidasa o una mezcla de estas enzimas. Las
carbohidrasas para el procedimiento objeto de la invención se
eligen, por ejemplo, entre \beta-glucanasas,
celulasas, amilasas, pentosanasas (p.e. endopentosanasas),
pectinasas, xilanasas. En el marco de la invención se pueden
emplear también otras enzimas para piensos para animales, p.e.
arabanasas, hemicelulasas, galactomanasas, poligalacturonasas,
fitasas, glucoamilasas, \beta-galactosidasas,
pullulanasas, driselase^{(R)} y otras tales como lisocima o
muramidasas. Si se emplean oxidasas, éstas pueden ser
glucosaoxidasas o peroxidasas. La proporción (la cantidad) de la
enzima introducida depende de la actividad enzimática específica
individual y de la actividad deseada en el pregranulado de enzimas
terminado. Por ejemplo, la pentosanasa posee por lo general una
elevada actividad específica y puede asegurar una actividad
enzimática en el pregranulado de enzimas terminado, incluso con
cantidades de sólo 0,01 a 0,1 partes en peso. Para la preparación de
las enzimas o mezclas de enzimas se emplean en general bacterias,
especialmente de la especie pseudomonas o bacillus, o fungi,
especialmente de la especie aspergillus, tricoderma, rizopus,
penicillium, irpex. También existe la posibilidad, si así se desea,
de clonar y exprimir los genes estructurales de la enzima en cepas
adecuadas de microorganismos. Para esto realmente es adecuado
cualquier microorganismo que reciba plasmídicamente (episomal)
genómicamente (cromosomal) el ADN que se trata de clonar para la
enzima y que pueda ejercer las funciones correspondientes.
La enzima o mezcla de enzimas empleada en el
procedimiento objeto de la invención puede utilizarse en forma de
un polvo o de una solución acuosa de la enzima o mezcla de enzimas.
Las enzimas o mezclas de enzimas adecuadas son para esto las
preparaciones enzimáticas como las que se producen usualmente en la
preparación industrial. Estos preparados de enzimas contienen por
lo general no solamente una única enzima o una mezcla de enzimas,
sino también otras sustancias acompañantes condicionadas por la
preparación, en cantidades menores. Un ejemplo de tales sustancias
acompañantes son, por ejemplo, las sales que se añaden para la
precipitación de la enzima del agua madre, tal como se obtiene ésta
después de la separación de la biomasa a partir de un caldo de
fermentación, y que durante la precipitación pueden quedar
parcialmente incluidos en el precipitado enzimático. Las enzimas o
mezclas de enzimas pueden contener además los estabilizadores de
enzimas usuales y los medios de ajuste y conservación usuales, como
otras sustancias acompañantes. Ejemplos de tales sustancias
acompañantes son los alcoholes, glicoles, éter de glicol tal como
1-metiloxi-2-propanol,
isopropanol, butildiglicol, benzoato sódico, sales de calcio,
glucosa, parabeno, sorbato potásico y sódico, sal de cocina. Si se
emplean soluciones acuosas de la enzima o de la mezcla de enzimas
entonces éstas se pueden preparar mediante la disolución posterior
de polvos de enzimas o de mezclas de enzimas; en otra variante
también se pueden emplear directamente las aguas madre, como las
que se producen después de la separación de la biomasa de la
solución de fermentación, eventualmente después de reconcentrar o
de diluir. Estas soluciones acuosas de las enzimas o mezclas de
enzimas contienen también todavía, por lo general, una pequeña
parte de sustancias acompañantes condicionadas por la preparación,
además de la actividad enzimática propiamente dicha o junto a las
diversas actividades enzimáticas, si se trata de mezclas de
enzimas. Las mezclas de enzimas se pueden obtener por una parte
directamente por fermentación, en cuyo caso están presentes
mezcladas entre sí en las proporciones de mezcla naturales las
respectivas enzimas formadas usualmente por el microorganismo
empleado. Por otra parte, las mezclas de enzimas se pueden preparar
también mezclando simplemente enzimas individuales comerciales.
Como sustancias auxiliares para la granulación
se pueden emplear en el procedimiento objeto de la invención
aglutinantes, materiales de carga y/o disolventes orgánicos
compatibles con la enzima e inocuos en cuanto a fisiología de la
alimentación. Los aglutinantes convenientes son en particular
almidón soluble degradado y/o engrudo de trigo.
En una forma de realización especial del
procedimiento objeto de la invención, los componentes para el
pregranulado de enzima ("premezcla"), presentes premezclados
en forma de polvo se pueden añadir por lotes o de forma continua a
la mezcladora rápida y añadiendo allí igualmente por lotes o de
forma continua una cantidad de agua o una solución acuosa adecuada
para ajustar el contenido de humedad, que lleve eventualmente
disueltas sustancias auxiliares para la granulación (por ejemplo,
aglutinantes) y/o enzimas o mezclas de enzimas disueltas en ellos,
formándose a continuación el granulado húmedo de enzimas mediante
mezcla intensiva y después del tiempo de permanencia prefijado se
extrae de la mezcla rápida o se descarga de forma continua.
La invención se refiere también a los
pregranulados de enzima preparados de acuerdo con el procedimiento
objeto de la invención, que son especialmente aptos para ser
incorporados a las partículas de un granulado de pienso para
animales. Estos granulados de enzimas objeto de la invención están
además en particular caracterizados porque
se componen de un 0,08 a un 22% en peso
(sustancia seca) de enzima o mezcla de enzimas, de un 55 a un 96,92%
en peso (sustancia seca sin humedad) de un tipo de harina con un
grado de molturación de 30% al 100%, habiéndose obtenido el tipo de
harina mediante molturación de una fuente de harina que
eventualmente ha sido previamente lavada y/o depurada y tratada con
vapor recalentado,
eventualmente hasta un total de 18,5% en peso de
sustancias auxiliares para la granulación (calculada como sustancia
anhidra), y
del 3 al 12% de humedad,
donde la suma de los componentes de enzima o
mezcla de enzimas, sustancia seca de harina, humedad y eventualmente
sustancia auxiliar para la granulación representa el 100% en
peso.
Los pregranulados de enzima convenientes según
la invención se componen de
0,08 a 11% en peso (sustancia seca) de enzima o
mezcla de enzimas, 66 a 96,92% en peso (sustancia seca sin humedad)
de un tipo de harina con un grado de molturación del 30% al 100%,
donde el tipo de harina se obtuvo mediante molturación de una
fuente de harina tratada con vapor recalentado seco,
eventualmente hasta un total del 14,5% de
sustancias auxiliares para la granulación (calculada como sustancia
anhidra),
del 3 al 12% en peso de humedad, donde la suma
de los componentes de enzima o mezcla de enzimas, sustancia seca de
harina, humedad y eventualmente sustancia auxiliar para la
granulación representa el 100% en peso.
Los pregranulados de enzima según la invención
especialmente preferidos se componen de
1,9 a 7,8% en peso (sustancia seca) de enzima o
mezcla de enzimas, 76 a 94,6% en peso (sustancia seca sin humedad)
de un tipo de harina con un grado de molturación del 30% al 100%,
donde el tipo de harina se obtuvo mediante molturación de una
fuente de harina tratada con vapor recalentado seco,
en total del 0,5 al 0,4% en peso de sustancias
auxiliares para la granulación (calculada como sustancia
anhidra),
del 3 al 12% en peso de humedad, donde la suma
de los componentes de enzima o mezcla de enzimas, sustancia seca de
harina, humedad y eventualmente sustancia auxiliar para la
granulación representa el 100% en peso.
Por medio del procedimiento objeto de la
invención se preparan pregranulados enzimáticos de actividad
estable, ventajosos, para su incorporación en las partículas de un
granulado de pienso para animales. El pregranulado enzimático
objeto de la invención preparado de esta manera presenta diversas
ventajas en cuanto a su ulterior transformación, es decir con
vistas a la incorporación en las partículas de pienso para animales.
Por una parte el pregranulado enzimático objeto de la invención
presenta una extraordinaria estabilidad térmica, estabilidad a la
presión y estabilidad a la fricción. De esta manera se logra
incorporar el pregranulado enzimático en las partículas de un
granulado de pienso para animales en el marco de los procedimientos
usuales de extrusión, sin que durante las fases de
acondicionamiento (humedecimiento con vapor recalentado) y
subsiguiente extrusión (solicitación a la presión y a la fricción)
para la preparación de recortes de cordón se produzcan pérdidas de
actividad esenciales. Mediante el pregranulado enzimático objeto de
la invención se preparan por lo tanto las enzimas de forma tal que
les permite superar las elevadas solicitaciones durante las fases de
proceso de acondicionamiento y extrusión en la fabricación del
granulado de pienso para animales. La invención se refiere, por lo
tanto, además al empleo de los pregranulados enzimáticos preparados
de acuerdo con la invención para la preparación de granulados de
piensos para animales, en particular para la preparación de
granulados para piensos para animales en los que la enzima se debe
incorporar en las partículas del granulado de pienso para animales
(es decir los llamados "pellets" de pienso para animales) de la
forma más homogénea posible y protegida contra la inactivación
causada por el proceso de extrusión.
Además de la buena capacidad de carga durante la
fabricación de los granulados de piensos para animales (estabilidad
térmica, a la presión y a la fricción) el pregranulado enzimático
objeto de la invención presenta una serie de otras propiedades
convenientes. Así, por ejemplo, los pregranulados enzimáticos objeto
de la invención presentan una excelente estabilidad de
almacenamiento y presentan, en particular, una carga germinal
extraordinariamente reducida y perfectamente despreciable. Fluyen
libremente y por lo tanto presentan buena capacidad de escurrimiento
y dosificación. Además, no presentan ninguna tendencia al
apelmazamiento, de acuerdo con los procedimientos de ensayo usuales
en la industria de los piensos para animales. En cuanto a los
procedimientos de ensayo usuales en la industria de los piensos
para animales para determinar el polvo, tampoco se observa ninguna
tendencia a la formación de polvo. El pregranulado enzimático
objeto de la invención posee además un ajuste ventajoso del tamaño
de grano, con lo cual se asegura también en particular una
miscibilidad favorable y su capacidad de incorporación entre los
componentes de la fórmula de los granulados de piensos para
animales; las partículas de pregranulado enzimático objeto de la
invención no presentan ninguna tendencia a la segregación y por lo
tanto se pueden mezclar bien con los componentes del pienso para
animales en el procedimiento de extrusión y se pueden incorporar
bien (dispersar) en el granulado de pienso para animales.
Los siguientes ejemplos tratan de aclarar con
mayor detalle la invención anterior, pero sin limitarla en su
alcance.
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Ejemplo
1
El tratamiento con vapor recalentado de las
fuentes de harina (granos de cereales enteros o frutos de
leguminosas enteros) se efectuó en una instalación de
esterilización con la siguiente disposición:
- sinfín de precalentamiento calentado por
vapor, temperatura aprox. de 40 a 50ºC;
- humidificador calorifugado de funcionamiento
continuo (cilindro cónico colocado verticalmente con una altura de
5 m; diámetro superior aprox. 40 cm, inferior aprox. 60 cm;
temperatura aprox. 100 a 110ºC);
- tres toberas anulares de vapor en la zona
superior del humidificador y tres lanzas de vapor dispuestas
verticalmente en la zona inferior;
- sinfín de descarga calentado por vapor;
- un secador de lecho fluido dispuesto a
continuación y después un enfriador de lecho fluido.
Los granos de cereal o de leguminosas se
cargaron de forma continua en el humidificador cónico mediante el
sinfín de precalentamiento calentado por vapor. Allí se efectuó a
través de las tres toberas anulares y las tres lanzas de vapor la
exposición al vapor recalentado seco (reducido de 8 bar a 0,8 bar de
sobrepresión). La temperatura del producto en el humidificador era
de unos 100ºC, el tiempo de permanencia de unos 40 minutos. La
descarga de los granos de cereales o de leguminosas tratados se
efectuó por medio de un sinfín calentado por vapor, mediante el
cual, el producto tratado para eliminar el vapor y el condensado
eventualmente formado durante el tratamiento se trasladó a un
secador de lecho fluido. Después de enfriar en un lecho fluido de
enfriamiento dispuesto a continuación se realizó la molturación de
los granos de cereales o de leguminosas tratados en una forma de
por sí clásica, hasta alcanzar el grado de molturación deseado.
Las harinas obtenidas después del tratamiento
con vapor recalentado presentaban las siguientes propiedades
medias:
Humedad aprox. 10 a 15% en peso (+/- 2% en
peso);
Número total de gérmenes inferior a 100/g;
25 g de muestra dieron resultado negativo en
cuanto a E. Coli, Salmonella, Pseudomonas aeruginosa; tampoco
se pudo comprobar la presencia de levadura y moho.
Las harinas objeto de la invención tratadas con
vapor recalentado presentaron por lo tanto una excelente pureza
microbiológica. Esta elevada pureza microbiológica se mantuvo
también en grados de molturación elevados (elevada proporción de
cáscara en la harina). Las harinas tratadas de acuerdo con la
invención eran excelentemente adecuadas para la granulación
subsiguiente de enzimas de producto alimenticio en condiciones
moderadas, en particular en condiciones sin tratamiento térmico o
reducción térmica del número de gérmenes.
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Ejemplo
2
Para la preparación de los pregranulados
enzimáticos objeto de la invención para su incorporación en
granulados de piensos para animales se prepararon preparaciones
enzimáticas y harinas de cereales y/o leguminosas obtenidas, de
acuerdo con el ejemplo 1, por aglomeración de una mezcla de partida
en polvo con adición de un líquido de granulación. La mezcla de
partida en polvo a base de preparación enzimática y harina de
cereales o de leguminosas se mezcló intensivamente en una
mezcladora rápida/aglomeradora de trabajo continuo del tipo Flexomix
(de la marca Schugi), mientras se rociaba el líquido de
granulación, y el granulado formado se secó a continuación en una
secadora de lecho fluido continuo. Los granos de mayor tamaño (<
100 \mum) se eliminaron soplando en la secadora de lecho fluido
(clasificación neumática). Los granos con tamaño excesivo (> 800
\mum) se eliminaron por cribado y se molieron. Todo el grano de
tamaño anormal se recicló íntegramente en el procedimiento de
granulación.
Como preparación enzimática se empleó en cada
caso una preparación comercial de pentosanasa y una preparación de
celulasa. Los dos preparados de enzimas son unos denominados polvos
de concentrado de enzimas.
\vskip1.000000\baselineskip
Como harina se empleó en este ejemplo harina
integral de trigo con un grado de molturación del 100%. La
especificación de la distribución del tamaño de grano de la harina
integral de trigo empleada (medición mediante criba de chorro de
aire de laboratorio Alpine A 200 LS) fue la siguiente (valores
medios):
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Para la granulación resultó conveniente que la
proporción de finos (< 50 \mum) de la harina empleada se
mantuviera lo más reducida posible (p.e. en particular por debajo de
un 30% en peso).
La mezcla de partida a base de preparado
enzimático y harina en polvo empleada en el procedimiento de
granulación se componía de 95 partes en peso de harina integral de
trigo como soporte y 5 partes en peso de polvo de concentrado
enzimático. La mezcla de partida en polvo se aglomeró mediante una
solución acuosa rociada que contenía un 4% en peso de almidón
modificado disuelto. Otras condiciones del procedimiento, a título
de ejemplo, resultan de la Tabla 1, mientras que las
características del producto de los pregranulados enzimáticos
obtenidos según la invención, para su incorporación en granulados
de pienso para animales vienen dados en la Tabla II.
Con unas pérdidas de masa mínimas (< 3% en
peso) se prepararon pregranulados enzimáticos con excelente calidad
microbiológica, conforme a la especificación en cuanto a
distribución del tamaño de grano y actividad, con muy buenas
características tecnológicas del granulado.
Ejemplo
3
Los pregranulados enzimáticos preparados de
acuerdo con la invención en el ejemplo 2 se incorporaron a una
mezcla previa de pienso para animales en una instalación de
granulación (instalación de pelletizado), en condiciones similares
a la práctica, se acondicionaron térmicamente y a continuación se
granularon (pelletizaron) en el procedimiento de extrusión.
La instalación típica empleada para la
pelletización de un pienso para animales mixto comprendía una
mezcladora previa para mezclar los componentes sólidos, un
recipiente de dosificación, un acondicionador de tiempo breve para
ajustar aprox. un 3% de vapor saturado (temperatura del producto de
60 a 70ºC), una prensa de pelletizado (temperatura del producto de
65 a 80ºC) y un tamiz de enfriamiento.
La composición de las mezclas previas de pienso
para animales en las que se incorporaron los pregranulados
enzimáticos objeto de la invención (con pentosanasa o celulasa) está
indicada en la Tabla III. Los datos de medida y análisis de
pelletizado con la mezcla previa de producto alimenticio dada y el
pregranulado objeto de la invención están reproducidos en la Tabla
IV. En el perfil de temperatura indicado con un máximo de 73ºC para
el pregranulado de pentosanasa y de 81ºC para el pregranulado de
celulasa se observan unas actividades residuales muy elevadas
después del pelletizado, concretamente del 91% y 94%,
respectivamente, de la actividad enzimática empleada; estas
actividades enzimáticas tan altas no se obtienen empleando enzimas
conforme al estado de la técnica (véanse los resultados de los
ensayos comparativos para preparaciones enzimáticas conforme al
estado de la técnica, en la Tabla IV).
Ejemplo
5
Para demostrar la elevada estabilidad térmica de
los pregranulados enzimáticos preparados de acuerdo con la
invención se comprobó en un sistema modelo la estabilidad térmica de
un pregranulado enzimático objeto de la invención, en una matriz de
diversos piensos para animales. Para ello se mezcló un pregranulado
de celulasa o pentosanasa, respectivamente, conforme a la
invención, con pienso para aves (componentes usuales). La enzima se
incorporó a la mezcla de pienso en una cantidad del 5% en peso.
La medición se efectuó en la forma
siguiente:
Se llenaron unos tubitos de vidrio (10 x 1 cm)
con 5 g de la mezcla de pienso y a continuación se mantuvieron en
un baño de agua estabilizado térmicamente cada uno durante un tiempo
determinado y a una temperatura determinada. Después del
tratamiento térmico, el tubito se enfrió inmediatamente en un baño
de agua helada. La actividad restante de la celulasa se determinó
por un método colorimétrico, utilizando para ello un patrón de
actividad de referencia. Este ensayo estaba basado en la hidrólisis
enzimática de los compuestos internos
\beta-1,4-glicosídicos de una
celulosa definida reticulada en cruz con azurina. La actividad que
se reencontró expresada en % de la actividad inicial empleada está
indicada en la Tabla V para las enzimas de pentosanasa (Tabla Va) y
celulasa (Tabla Vb) que se habían comprobado. Aquí la celulasa
resultó después de un tratamiento de más de 1 hora a temperaturas
inferiores a 80ºC con unas actividades reencontradas superiores al
95%, como muy estable en la mezcla de pienso. También la
pentosanasa demostró una alta estabilidad a la temperatura en la
mezcla de pienso a temperaturas de 83ºC y con una duración del
ensayo de 60 minutos, obteniéndose una actividad residual del 83%.
Con períodos de tiempo muy cortos, por ejemplo de 5 minutos, se
reencuentran unas actividades residuales aún superiores (p.e. cerca
del 100% a 95ºC y 5 minutos).
Otras preparaciones enzimáticas comparables
conforme al estado de la técnica resultan considerablemente más
sensibles a la temperatura en las composiciones de piensos para
animales.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Cuando en la solicitud presente se hace
referencia a actividades enzimáticas, la determinación de la
actividad para la enzima respectiva se efectuó de acuerdo con los
métodos estándar usuales que conoce el especialista.
Claims (18)
1. Procedimiento para la preparación de un
pregranulado enzimático de actividad estable para incorporarlo en
partículas de un granulado de un pienso para animales,
caracterizado porque el procedimiento comprende las
siguientes fases a-e;
a) una fuente de harina se trata con vapor
recalentado seco,
b) esta fuente de harina se muele hasta obtener
un tipo de harina orgánica con un porcentaje de molturación del 30
al 100% en peso,
c) se mezclan de 80 a 99,99 partes en peso
(incluyendo el contenido en humedad) del tipo de harina orgánica
con de 0,01 a 20 partes en peso de una enzima o mezcla de enzimas
(calculado como contenido de materia seca de la preparación
enzimática empleada), sumando las partes en peso de la enzima o
mezcla de enzimas y del tipo de harina 100 partes en peso,
d) esta mezcla se ajusta mediante adición de
agua o una solución acuosa de una enzima o mezcla de enzimas y
hasta un 20% en peso de sustancias auxiliares de granulación
(calculado como sustancias auxiliares de granulación sin agua) a un
contenido de humedad total del 20 al 50% en peso y se procesa en una
mezcladora rápida por mezclado intenso hasta un granulado húmedo no
adherente con el intervalo de tamaño de grano deseado;
e) el granulado húmedo obtenido de esta manera
se seca.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque para la obtención del tipo de harina
orgánica se emplean como fuente de harina granos de cereales,
frutos de leguminosas y/o frutos de la familia Malvaceae.
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque en la fase a) se realizó el tratamiento
de la fuente de harina con vapor recalentado seco, en particular a
una temperatura de 100 hasta unos 110ºC, bajo presión
aproximadamente normal hasta ligera sobrepresión y un tiempo de
tratamiento de hasta aprox. 1 hora.
4. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque en la fase b) el grado de molturación
del tipo de harina comprende del 50 al 100%, particularmente
preferentemente del 70 al 100%.
5. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque para la producción del granulado húmedo
en la fase c) se utilizan de 0,01 a 10 partes en peso de enzima o
mezcla de enzimas, preferentemente de 2 a 7 partes en peso de
enzima o mezcla de enzimas, de 90 a 99,99 partes en peso del tipo de
harina orgánica, preferentemente de 93 a 98 partes en peso del tipo
de harina orgánica si se desea en la fase d) hasta un total de 15
partes en peso, preferentemente de 0,5 a 5 partes en peso de
sustancias auxiliares de granulación y una cantidad calculada de
agua, que es suficiente para el ajuste de un contenido de humedad
del 25 al 40% en peso, preferentemente del 25 al 35% en peso en el
granulado húmedo.
6. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la enzima o mezcla de enzimas se emplea
en forma de un polvo o de una solución acuosa de la enzima o de la
mezcla de enzimas.
7. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la enzima o mezcla de enzimas es una
hidrolasa, preferentemente del grupo de las carbohidrasas,
proteasas, lipasas o esterasas, o una oxinitrilasa, tannasa,
quitinasa, queratinasa, oxidasa o una mezcla de estas enzimas.
8. Procedimiento según la reivindicación 7,
caracterizado porque se emplea una enzima con actividades
secundarias o una mezcla de enzimas.
9. Procedimiento según la reivindicación 7,
caracterizado porque las carbohidrasas se eligen entre
\beta-glucanasas, celulasas, amilasas,
pentosanasas, pectinasas, xilanasas, arabanasas, hemicelulasas,
galactomanasas, poligalacturonasas, fitasas, glucoamilasas,
\alpha-galactosidasas, pullulanasas,
Driselase®.
10. Procedimiento según la reivindicación 7,
caracterizado porque la oxidasa es una glucosaoxidasa o
peroxidasa.
11. Procedimiento según la reivindicación 7,
caracterizado porque la enzima es lisozima o muramidasa.
12. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque como sustancias auxiliares para la
granulación se emplean aglutinantes compatibles fisiológicamente
con las enzimas y la nutrición, materiales de carga y/o disolventes
orgánicos (de origen natural).
13. Procedimiento según la reivindicación 12,
caracterizado porque como aglutinante se emplea almidón
soluble degradado y/o gluten de trigo.
\newpage
14. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se crea un granulado húmedo con una gama
de tamaño de grano de 50 a 800 \mum,preferentemente de 100 a 800
\mum, en particular de 100 a 500 \mum.
15. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque los componentes para el granulado
enzimático que están presentes premezclados en polvo, se añaden por
lotes o de forma continua a la mezcladora rápida y allí se añade de
forma dosificada, también por lotes o de forma continua, una
cantidad adecuada de agua o una solución acuosa, eventualmente con
sustancias auxiliares para la granulación disueltas en la misma o
enzima o mezcla de enzimas disueltas en la misma con el fin de
ajustar el contenido de humedad y después de un tiempo de
permanencia prefijado se extrae el granulado húmedo de enzimas de la
mezcladora rápida o se descarga de forma continua.
16. Pregranulado enzimático de actividad estable
para la incorporación en partículas de un granulado de pienso para
animales, caracterizado porque el pregranulado enzimático se
puede obtener según un procedimiento de las reivindicaciones 1 a
15.
17. Pregranulado enzimático según la
reivindicación 16, caracterizado porque contiene de un 0,08 a
un 22% en peso (materia seca) de la enzima o mezcla de enzimas, del
55 al 96,92% en peso (materia seca) del tipo de harina orgánica con
un grado de molturación del 30% al 100%, habiéndose obtenido el tipo
de harina por molturación de una fuente de harina tratada con vapor
recalentado seco, eventualmente hasta un total del 18,5% en peso de
sustancias auxiliares para la granulación (calculado como sustancia
sin agua) con del 3 hasta el 12% en peso de humedad, donde la suma
de los componentes de la enzima o mezcla de enzimas, materia seca de
harina, humedad y eventualmente sustancia auxiliar para la
granulación comprende el 100% en peso.
18. Utilización de pregranulados enzimáticos
según una de las reivindicaciones 16 ó 17 para la preparación de
granulados de piensos para animales, preferentemente de manera tal
que los pregranulados enzimáticos se mezclan con los componentes
usuales de piensos para animales, y esta mezcla se transforma por
extrusión en un granulado homogéneo de pienso para animales.
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