WO2013167659A1 - L-aminosäure enthaltendes futtermitteladditiv in form eines granulats auf fermentationsbrühebasis und verfahren zur herstellung - Google Patents

L-aminosäure enthaltendes futtermitteladditiv in form eines granulats auf fermentationsbrühebasis und verfahren zur herstellung Download PDF

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lysine
feed
feed additive
amino acid
μιη
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Franz Ulrich Becker
Ken O'HALLORAN
Christoph Kobler
Ansgar Oelmann
Thomas HÄUSSNER
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Evonik Industries AG
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    • Y02A40/80—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in fisheries management
    • Y02A40/81—Aquaculture, e.g. of fish
    • Y02A40/818—Alternative feeds for fish, e.g. in aquacultures

Definitions

  • L-amino acid-containing feed additive in the form of a granule based on fermentation broth and method for
  • the invention relates to L-amino acid-containing Futtermit ⁇ teladditiv in the form of a granulate based on a fermentation broth ⁇ basis and process for its production, wherein the L-amino acid selected from the group consisting of L-lysine, L-methionine, L-threonine, L-tryptophan , L-valine, especially L-lysine.
  • Animal feeds are entspre ⁇ accordingly supplemented with individual amino acids to the needs of the animals.
  • L-lysine monohydrochloride with an L-lysine content of approx. 80% has hitherto been predominantly used. Since the L-lysine is produced by fermentation, it has for the manufacture ⁇ development of the monohydrochloride initially separated from all übri ⁇ gen constituents of the crude fermentation broth in aufwendi ⁇ gen process steps and then converted to hydrochloride in the monohydroperfluoroalkanes and the latter ⁇ introduced ge for crystallization become.
  • EP 0533039 relates to methods for the preparation of an amino acid animal feed supplement in fermentation broth-based ⁇ , wherein the supplement can be obtained directly by spray drying ⁇ from the fermentation broth. For this purpose, a part of the biomass is separated before spray drying in a variant.
  • the broth can be dried even without the biomass and without additional carrier ⁇ auxiliary to a manageable granules who ⁇ .
  • L-lysine-containing solid concentrates From GB 1439121 about 20 weight .-% L-lysine-containing solid concentrates are known, in which also L-lysine-containing Fer ⁇ mentationsbrühen be described with a pH of 4.5 and addition of sodium bisulfite.
  • a process for the preparation of an animal feed additive is disclosed based on fermentation broth, wherein the fermentation broth, optionally after removal of part of the ingredients, to a fine ⁇ grain which min. 70 wt .-% a has a maximum particle size of 100 ym, spray-dried, and that this fine grain is built up in a second stage to a granulate containing at least 30 wt .-% of the fine grain.
  • a concentrate containing L-lysine is prepared from a fermentation broth which is acidified to a pH of about 6.4 with HCl prior to concentration and to which bisulfite is added for stabilization. After evaporation, is further angekla ⁇ ert to a pH value of 4.0 and the desired product preserver ⁇ th by spray drying.
  • the EP-A 1,331,220 relates to granulated Futterstoffadditi ⁇ ve containing L-lysine as a main component. There it was found that the amount of counterions for the lysine such. B. that of the sulfate ions can be reduced by using formed during the fermentation bicarbonate and / or carbonate as a counterion. Overall, an anions / lysine ratio of 0.68 to 0.95 is claimed.
  • WO 2007/141111 discloses a method for producing an L-lysine-containing feed additive, contained ⁇ tend the steps of fermentation of an L-lysine produzie ⁇ leaders coryneform bacterium, then adding ammonium sulfate, lowering the pH by adding sulfuric acid to 4 , 9 to 5.2, wherein a total of a Sul ⁇ fat / L-lysine ratio of 0.85 to 1.2 in the broth is ⁇ introduces concentration and drying preferably Gra ⁇ nulation to obtain a product with an L- Lysine content of 10 to 70 wt .-% determined as lysine base, based on the total amount.
  • the particle sizes of the particles of this product are in the range of> 300 ⁇ to ⁇ 1800 ⁇ . Thus, the particles are too large for use as feed additives for aquatic animals.
  • the object of the invention is to provide a an L-amino acid, especially L-lysine sulfate, containing Fut ⁇ terffenadditivs in the form of granules fermentati ⁇ onsbrühebasis which is suitable for production of feed for animals held in aquaculture such as fish and crustaceans.
  • the object is achieved ⁇ ditiv containing a L-amino acid selected from the Grup ⁇ pe consisting of L-lysine, L-methionine, L-threonine, L-tryptophan, L-valine or mixtures thereof, suitable based on fermentation broth by a granular Futterffenad to Production of feed for aquaculture animals, and wherein the content of the L-amino acid or mixtures thereof is> 20% by weight of the total composition of the granular feed additive; wherein at least 70 wt .-% of the particles have a Korn ⁇ size diameter of> 63 ⁇ to ⁇ 300 ⁇ , the biomass content ⁇ 5 wt .-% is, and the surface of the particles is completely or partially be ⁇ coated with an edible oil.
  • a L-amino acid selected from the Grup ⁇ pe consisting of L-lysine, L-methionine, L-threonine, L-tryptophan, L-valine or mixtures thereof, suitable based
  • the L-amino acid present in the granular feed additive wherein the amino acid selected from the group consisting of, L-lysine, L-methionine, L-threonine, L-tryptophan, L-valine or mixtures thereof, in particular L- lysine sulfate, in the granular product according to the present invention, even at a lower particle size of> 63 ⁇ to ⁇ 300 ⁇ bes ⁇ sere hydrothermal stability, a better homogeneity in feed mixtures and better leaching properties than a conventional granule.
  • the L-amino acid L-lysine and is the sulphate salt before, wherein the molar ratio of sulfate to Ver ⁇ L-lysine at least 0.5, preferably 0, 6, 0, 8, 0, 9, 0, 95, 1, 0, 1, 05, 1, 1, 1, 2 (on a molar Ba ⁇ sis).
  • the biomass is derived from the genus Corynebacterium or the genus Escherichia. Furthermore, it is preferred that the content of said L-amino acid or mixtures thereof is> 30, 40, 50, 60 wt .-% of the total composition based on the feed additive.
  • the content of L-lysine sulfate, ⁇ 30, 40, 50, 60 wt .-% of BacZusammenset ⁇ wetting is the feed additive.
  • At least 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97 wt .-% of the particles have a particle size diameter of> 63 ⁇ to ⁇ 300 ⁇ .
  • At least 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97 wt .-% of the particles have a particle size diameter of> 63 ⁇ to ⁇ 280 ⁇ .
  • At least 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97 wt .-% of the particles have a particle size diameter of> 63 ⁇ to ⁇ 200 ⁇ .
  • At least 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97 wt .-% of the particles have a particle size diameter of> 63 ⁇ to ⁇ 300 ⁇ , wherein at least 3 wt .-% of the particles a grain ⁇ have larger diameter of> 63 ⁇ to ⁇ 100 ⁇ .
  • At least 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97 wt .-% of the particles have a particle size diameter of> 63 ⁇ to ⁇ 300 ⁇ , wherein at least 5 wt .-% of the particles a grain ⁇ have larger diameter of> 63 ⁇ to ⁇ 100 ⁇ .
  • At least 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97 wt .-% of the particles have a particle size diameter of> 63 ⁇ to ⁇ 300 ⁇ , wherein at least 10 wt .-% of the particles is a grain ⁇ have larger diameter of> 63 ⁇ to ⁇ 100 ⁇ .
  • at least 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97 wt .-% of the particles have a particle size diameter of> 63 ⁇ to ⁇ 300 ⁇ , wherein at least 15 wt .-% of the particles a grain ⁇ have larger diameter of> 63 ⁇ to ⁇ 100 ⁇ .
  • the proportion of particles having a particle size diameter of ⁇ 63 ⁇ m is 25% by weight or less, 15% by weight or less, 10% by weight or less, 5% by weight or less, 3 Wt% or less, 2 wt%, 0 to 1 wt%, 0.5 wt% or less.
  • the bulk density of the granular feed additive is preferably 500 to 650 g / L, more preferably 530 to 570 g / L.
  • the biomass content is> 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 wt .-%.
  • the edible oil selected from vegetable oil, in particular soybean oil, olive oil, sunflower seed oil, tie ⁇ ezizam oil or fat and of microorganisms produced by fermentation oil is preferred.
  • the term "edible oil” means an edible oil or edible oil, that is to digest utilizable human and animal oil.
  • Edible oils are compositions consisting or consisting essentially of triglycerides containing them, wherein the content of triglycerides preferably at least 80, 85, 90, 95,% by weight. Further, it is preferred that the edible oil be from 0.01 to 2% by weight of the total composition.
  • the particle size distribution is measured by sieve analysis in an air-jet screening machine Hosokawa Alpine, type 200 LS-N, sieve set: mesh sizes 20, 32, 45, 63, 100, 150, 200, 250, 280, 300, 400, 500, 600, 630, 710 , 800, 1000, 1180, 1400, 1600 and 2000 ⁇ (DIN ISO 3310); Screening: 3 min .; wherein 25 g of the granulate to be analyzed with the sieve with the largest fineness (20 ⁇ ), that is, screened with the feins ⁇ th screen, and wherein the sieve from the withheld The part of the granular material is applied to the sieve with the next largest mesh size and the process is repeated until the sieve with the coarsest fineness (2000 ym) of the sieve set:
  • the percentage per sieve fraction is calculated as follows:
  • air jet screen analysis starts with the finest sieve. A defined amount of the granular sample material is applied and sieved. The residual amount on the corresponding ⁇ sieve is weighed together with the sieve and then peeled off the weight of the "clean" without a sieve sample material from this value. The residue on the sieve is obtained in g.
  • the present invention also provides a process for preparing the above-mentioned feed additive, comprising the following steps: a) fermentation of an L-amino acid producing one
  • Microorganism preferably coryneform bacterium or bacteria of the genus Escherichia in an aqueous Nursing medium under aerobic conditions, wherein the L-amino acid is selected from the group consisting of L-lysine, L-methionine, L-threonine, L-tryptophan, L-valine; b) concentration of the fermentation broth by evaporation; c) in the event that the L-amino acid L-lysine is: to ⁇ administration of ammonium sulphate and / or sulfuric acid with a sulphate / L-lysine ratio from 0.85 to 1.2 in the broth is adjusted; d) removing the water from the mixture and drying to obtain granules; e) adjustment of the particle size, a product being obtained which contains at least 70% by weight of particles having a particle size of> 63 ⁇ m to ⁇ 300 ⁇ m, preferably> 63 ⁇ m to ⁇ 280 ⁇ m; f) coating the particles after
  • step e) the adjustment of the particle size of step e) by grinding, screening, classification or other suitable methods.
  • the feed additive of the present invention is used to produce feeds for aquaculture animals.
  • the additive according to the present invention is used in feeds for feeding aquaculture animals.
  • the invention therefore also comprises a feed, in particular ⁇ sondere a fish feed containing the granular Fut ⁇ terffenadditiv according to the present invention in an amount from 0.01 to 5.0 wt .-%, preferably from 0.05 to 0.95 Wt .-% based on the total feed composition is.
  • the invention also comprises a feed ⁇ medium, in particular a fish feed, comprising an L-lysine-containing granular feed additive according to the present invention in an amount from 0.01 to 5.0 wt .-%, preferably 0.05 to 0 95 wt .-%, based on based GE ⁇ entire feed composition.
  • the aquaculture animals are fish, crustaceans, especially shrimp.
  • the animals fresh and salt water fish held in aquaculture and -krustentiere selected from the group consisting of carp, trout, salmon, catfish, perch, flatfish, sturgeon, tuna, eel, sea bream, cod, shrimps and prawns , especially for Silver
  • the feed contains the granular feed additive according to the present invention in an amount of 0.01 to 5.0 wt .-%, preferably 0.05 to 0.95 wt .-% L-amino acid based on the Fut entire ⁇ terschulzusammen stu is, wherein the L-amino acid is selected from the group consisting of L-lysine, L-methionine, L-threonine, L-tryptophan, L-valine or mixtures thereof.
  • the feed comprises the granular feed additive according to the present invention. contains in an amount of 0.01 to 5.0 wt .-%, preferably ⁇ 0.05 to 0.95 wt .-% L-lysine, preferably L-lysine sulfate, based on the total feed composition ( calculated as lysine base).
  • the size of the Futterstoffteil ⁇ Chen depends on the species and the life phase of the animal to be fed. For example, salmon or trout have up to 8 different feed sizes, ranging from so-called "crumble feed” for very small fish (1-2 cm) to food extrudates of 0.8-1.2 cm in diameter.
  • the diameter of the feed particle is 0.1 to 0.3 cm in the middle and final growth phase (pelleted or extruded), and the length is about 0.2 to max. 1 cm.
  • the diameter of the feed particle is 0.3 to 0.6 cm (pelleted only) and the length is approximately 1 to 2 cm.
  • the diameter of the feed particle (pelleted, "sinking feed") is 0.2 to 0.5 cm and the length is approximately 0.5 to 1 cm or 0.3 to 0.6 cm in diameter and Length 0.3 to 0.6 cm (extruded, "Floating feed”).
  • the particle size distribution of the granular feed additive according to the invention is suitable for each of these applications.
  • Be ⁇ Sonder preferably, the inventive granular feed ⁇ are medium additive used in feed in which the homogeneity of the feed additives in feed play an important role, such as in klei ⁇ nen feed sizes or early growth stages of fish (seedling breeding).
  • the granular feed additive according to the present invention preferably has one of the following properties 1-200 or la-200a: proportion of
  • * L-amino acid selected from the group consisting of L-lysine, L-methionine, L-threonine, L-tryptophan, L-valine
  • L-amino acids such as L-lysine, L-methionine, L-threonine, L-tryptophan, L-valine, especially L-lysine is obtained by fermentative cultivation of an amino acid ⁇ overproducing bacterial strain.
  • the fermentation is preferably carried out with coryneform bacteria in particular of the genus Corynebacterium, particularly preferably of the species Corynebacterium glutamicum, and / or of the genus Escherichia, particularly preferably of the species Escherichia coli, by a so-called fed-batch process (feed method).
  • the fermentation with the aim of producing L-amino acids can also be carried out continuously or discontinuously in the batch process (batch culturing) or repeated-fed-batch process (repetitive feed process).
  • the fermentation medium used is optimized to the requirements of the respective production strains.
  • ERAL ⁇ ner kind of known cultivation methods is described in the textbook by Chmiel ((bioprocess technology 1. Introduction to bioprocess Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, 1991)) or in the textbook by Storhas (bioreactors and peripheral devices (Vieweg Verlag, Braunschweig / Wiesbaden, 1994)).
  • culture medium to be used or fermentati ⁇ onsmedium must the requirements of the strains.
  • Descriptions of culture media of various microorganisms are contained in the Manual of Methods for General Bacteriology, the American Society for Bacteriology (Washington, DC, USA, 1981). The terms culture medium and fermentation medium or medium are mutually exchangeable.
  • sugars and carbohydrates such as glucose, sucrose, lactose, fructose, maltose, Me ⁇ lasse, sucrose-containing solutions from sugar beet or sugar cane production, starch, starch and cellulose, oils and fats, such as soybean oil, ⁇ sun flower oil, peanut oil and coconut fat, fatty acids such case ⁇ game palmitic acid, stearic acid and linoleic acid, alcohols such as glycerol, methanol and ethanol and organic acids ⁇ -specific, as used, for example acetic acid. These substances can be used individually or as a mixture.
  • organic nitrogen-containing compounds such as peptones, yeast extract, meat extract, malt extract, corn steep liquor, soybean meal and urea or inorganic compounds such as ammonia, Ammoniumsul ⁇ fat, ammonium phosphate, ammonium carbonate and ammonium nitrate, preferably ammonia or ammonium sulfate can be used.
  • the nitrogen sources can be used singly or as a mixture.
  • potassium dihydrogen phosphate or dipotassium hydrogen phosphate or the entspre ⁇ sponding sodium-containing salts can be used.
  • the culture medium must further contain salts, for example, in the form of sulfates of metals such as sodium, potassium, magnesium, calcium and iron, such as magnesium sulfate or iron sulfate, necessary for growth.
  • salts for example, in the form of sulfates of metals such as sodium, potassium, magnesium, calcium and iron, such as magnesium sulfate or iron sulfate, necessary for growth.
  • essential growth substances such as amino acids such as homoserine and vitamins such as thiamine, biotin or pantothenic acid in addition to the above substances can be used.
  • suitable precursors of the respective amino acid can be added to the culture medium.
  • the said feedstocks may be added to the culture in the form of a one-time batch or fed in a suitable manner during the cultivation.
  • pH control of the culture basic compounds such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia relationship ⁇ ammonia water preferably ammonia or ammonia water or acidic compounds such as phosphoric acid or sulfuric ⁇ re used in a suitable manner.
  • the pH is preferably set in ERAL ⁇ nen to a value of 6.0 to 9.0 6.5 to 8.
  • anti-dandruff agents such as, for example, fatty acid polyglycol esters.
  • suitable selective substances such as antibiotics may optionally be added to the medium.
  • oxygen is used or oxygen-containing gas mixtures, such as air entered into the culture.
  • liquids enriched with hydrogen peroxide is also possible.
  • the fermentation is conducted under pressure at ⁇ play, run at a pressure of 0.03 to 0.2 MPa.
  • the temperature of the culture is usually 20 ° C to 45 ° C, and preferably 25 ° C to 40 ° C.
  • the cultivation is continued until a maximum of the desired amino acid has formed. This goal is usually reached within 10 hours to 160 hours. In continuous processes longer cultivation times are possible.
  • the fermentation broth produced in this way is subsequently further processed according to the invention.
  • a fermentation broth means a fermentati ⁇ onsmedium in which a microorganism was cultured for a certain time and at a certain temperature.
  • the Fermentation medium or the media used during the fermentation contains / contain all the substances or components which ensure propagation of the microorganism and formation of the desired amino acid ⁇ .
  • the organic by-products include substances which are optionally produced by the microorganisms used in the fermentation next to the target product and optionally excreted. These include other L-amino acids that are less than 30%, 20% or 10% compared to the desired L-amino acid (especially L-lysine). They also include organic acids to three carbonyl boxyl groups enter such as acetic acid, Nursingchu ⁇ acid, citric acid, malic acid or fumaric acid. Finally, it also includes sugar such as trehalose.
  • Typical suitable for industrial purposes fermentation broths ⁇ have a L-amino acid content (in particular L-lysine content) of 40 g / kg to 180 g / kg, or 50 g / kg to 150 g / kg.
  • the content of biomass (as dried biomass) be ⁇ carries generally 20 to 50 g / kg in the fermentation broth ⁇ .
  • the biomass is left completely in the Fermentationsbrü ⁇ hey, but could also partly be removed from it.
  • the L-amino acid is L-lysine
  • the fermentation broth obtained after the fermentation is preferably acidified with sulfuric acid prior to concentration and treated with sodium bisulfite, which is used to stabilize and brighten the product.
  • the broth by known methods such as using a rotary evaporator, thin vapor ⁇ fers, falling film evaporator is removed by reverse osmosis or nanofiltration water or concentrated or focused.
  • This concentrated Fermentationsbrü ⁇ he is worked up by spray granulation into granules.
  • Alternative methods to get to the product are freeze drying, spray drying or other methods such as circulating fluidized bed.
  • ⁇ wd a product having the desired particle size is isolated from the resulting granules by grinding.
  • the sustainer ⁇ tene fermentation broth is particularly processed further, in ⁇ which a process is carried out, at least follow ⁇ de steps of: optionally measuring the ratio of sulfate to L-amino acid (especially L -Lysine), then optionally adding Ammoni ⁇ umsulfat and / or Cornsteep liquor, optionally adding sulfuric acid,
  • Adjustment of the particle size wherein a product he will keep ⁇ containing at least 70 wt .-% of particles having a particle size of> 63 ⁇ to ⁇ 300 ⁇ , preferably ⁇ 63 ⁇ to ⁇ 280 ⁇ contains;
  • Sulfate-containing compounds in the sense of the abovementioned process steps are in particular ammonium sulfate and sulfuric acid.
  • L-amino acid content in particular L-lysine
  • L-lysine is in a molar sulfate / L-lysine ratio of at least 0.5, preferably 0.6, 0.8, 0.9, 0.95, 1.0, 1.05, 1 , 1, 1.2, more preferably 0.85 to 1.2, preferably 0.9 to 1.1, more preferably> 0.95 to ⁇ 1.1.
  • the fermentation broth of one or more salts of sulfurous acid ⁇ time is selected from the group consisting of ammonium, alkali metal, alkaline earth metal salt and in an amount of 0.01 to 0.5 wt .-%, preferably 0 , 1 to 0.3 wt .-%, particularly preferably 0.1 to 0.2 wt .-% based on the fermentation broth added ⁇ .
  • the amount used is preferably taken into account in adjusting the sulfate / L-amino acid ratio.
  • the biomass is left at least partially, preferably fully ⁇ constantly in the fermentation broth.
  • the biomass or the biomass fermentation broth contained during a suitable process step ⁇ is inactivated.
  • the biomass is not removed or only in minor proportions, so that all (100%) or more than 70%, 80%, 90%, 95%, 99% or 99.9% biomass remains in the product produced.
  • the fermentation broth is acidified with sulfuric acid before concentration and, where appropriate, ⁇ added with ammonium sulfate.
  • the broth can also be stabilized by the addition of, preferably, sodium bisulfite (Nat ⁇ riumhydrogensulfit) or another salt, for example, ammonium, alkali metal or alkaline earth metal salt of sulfurous acid.
  • the organic by-products dissolved in the fermentation broth and the dissolved non-consumed constituents of the fermentation medium (starting materials) remain at least partially (> 0%), preferably at least 25%, more preferably at least 50% and most preferably at least 75% in the product. If appropriate, these also remain completely (100%) or almost completely ie> 95% or> 98% in the product.
  • the term "fermentation broth base" means that the product contains Minim ⁇ least a portion of the constituents of the fermentation broth.
  • the broth by known methods as He ⁇ overheat or heating, eg using a rotary evaporator, Dunn fürverdampfers or falling film evaporator, or by reverse osmosis or nanofiltration is extracted from water or thickened or concentrated.
  • This concentrated on ⁇ broth can subsequently by methods of freeze drying, spray drying, spray granulation or by other processes such as in the circulating fluidised bed in accordance with WO 2005/006875, to free-flowing beschrie ⁇ ben, fine or coarse-grained products, in particular, worked up into granules.
  • Gege ⁇ is appropriate, from the resulting granules isolated by screening or dust separation, a product of the desired grain size.
  • the free-flowing, finely divided powder can in turn be converted by suitable compacting or granulating into a coarse-grained, free-flowing, storable and substantially dust-free product.
  • the granules are e.g. preparable by the processes according to EP-B 0 615 693 or EP-B 0 809 940, US Pat. No. 5,840,358 or WO 2005/006875 or WO 2004/054381.
  • Free-flowing refers to powders that flow freely from a series of glass discharge vessels with different sized outlet openings at least from the vessel with the opening 5 mm (millimeters) (Klein: soaps, oils, fats, waxes 94, 12 (1968)).
  • Particles having a particle size ⁇ 63 ⁇ m is preferably 25% by weight or less, 15% by weight or less, 10% by weight or less, 5% by weight or less, 3% by weight or less, 2% by weight, 0 to 1% by weight, 0.5% by weight or less.
  • the bulk density of the preferred products is in general kg ⁇ my 500 to 650 / m 3.
  • granulation or compaction is the use of customary organic or inorganic excipients, or carriers such as starch, gelatin, cellulose derivatives or similar substances, such as are commonly used in food or feed processing as binders, gelling or thickening agents , o- of other substances such as silicas, silicates (EP-A 0 743 016) or stearates. Furthermore, it is advantageous to provide the surface of the resulting granules with oils, as described in WO
  • oils vegetable oils or mixtures of vegetable oils can be used.
  • examples of such oils are soybean oil, olive oil, soya oil / lecithin mixtures.
  • the content of oil in the product is 0.02 to 2.0 wt .-%, preferably 0.02 to 1.0 wt .-%, and most preferably 0.2 to 1.0 wt .-% based on the Total amount of feed additive.
  • the product can, however, mounted on a well-known in the processing of feeds and conventional organic or inorganic carrier material such as Kieselchu ⁇ reindeer, silicates, meals, brans, flours, starches, sugars or others, and / or mixed with conventional thickeners or binders and be stabilized.
  • Kieselchu ⁇ reindeer silicates, meals, brans, flours, starches, sugars or others, and / or mixed with conventional thickeners or binders and be stabilized.
  • Application ⁇ examples and methods for these are described in the literature (The mill + compound feed 132 (1995) 49, page 817).
  • the product can also be refined by coating methods with film formers, such as, for example, metal carbonates, silicas, silicates, alginates, stearates, starches, gums and cellulose ethers, as described in DE-C 41 00 920.
  • film formers such as, for example, metal carbonates, silicas, silicates, alginates, stearates, starches, gums and cellulose ethers, as described in DE-C 41 00 920.
  • the L-amino acid may be a salt thereof are added in liquid or solid form depending on the requirements during the process in the form of a concentrate or, if appropriate, a substantially pure substance Bezie ⁇ hung example. These can be added individually or as mixtures to the obtained or concentrated fermentation broth, or also during the drying or granulation process.
  • the solid products produced by the process according to the invention are preferably granules and have, inter alia, the following properties:
  • the L-amino acid is L-lysine
  • they have a pH of 3.5 to 6.5, especially 4.0 to 5.0, preferably 4.2 to 4.8 measured in aqueous Sus ⁇ pension.
  • a 10 wt .-% suspension in deionized water is prepared and the pH measured at 25 ° C with a pH electrode. The measured value is constantly set after approx. 1 minute.
  • L-amino acid content in particular L-lysine, calculated as lysine base
  • L-lysine base 10 wt .-% to 70 wt .-%
  • the water content is between 0.1 wt .-% and at most 5 wt .-%.
  • the water content is preferably at most 4% by weight, more preferably at most 3% by weight and most preferably at most 2.5% by weight. Wassergeh ⁇ old of a maximum of 2 wt .-% are also possible.
  • Fig. 1 Saving in the production of aqua feed using lysine from product according to the invention (lysine sulfate) instead of lysine HCl.
  • Fig. 2 Coefficient of variation as a parameter of homogeneity in mixtures of the same aqua-feed compositions using L-lysine of different origin (products and manufacturers in the following table mentioned).
  • FIG. 3 Particle size distribution of the product according to the described production method without addition of soybean oil as coating agent.
  • FIG. 4 Particle size distribution of the product according to the described production method with addition of 0.22% soybean oil as coating agent (meaning Q3, q3 analogous to FIG. 3).
  • FIG. 5 Particle size distribution of the product according to the described production method with addition of 0.44% soybean oil as coating agent (meaning Q3, q3 analogous to FIG. 3).
  • Fig. 6 Recovery rate of L-lysine for the experiments with improved hydrothermal stability during the feed production process by extrusion.
  • Fig. 7 Recovery rate of L-lysine for the experiments with improved hydrothermal stability during the feed production process by pelleting.
  • Fig. 8 Comparison of commercially available lysine sulfate fermentation broth-based and lysine-HCl in feed mixtures ⁇ with respect lined on weight gain Fo ⁇ tural
  • Figure 9 growth effect in feeding trials with rainbow obsidia ⁇ geneva orellen at various Lysinsupplementierungen from inventive granular feed additive (FA) or lysine-lysine HCl as a source.
  • FA granular feed additive
  • FIG. 10 Growth effect in feeding trials with rainbow trout at various amounts of lysine from granular feed additive (FA) according to the invention or lysine HCl as lysine source.
  • FA granular feed additive
  • FIG. 11 Leaching behavior of granular feed additive according to the invention and commercially available lysine sulfate based on fermentation broth base in extruded form
  • Step Example ⁇ le Fermentation and granulation.
  • the pH was maintained between 7.0 and 7.5 by means of ammonia solution.
  • the stirrer speed was set to 600 rpm and the aeration rate to 0.5 to 0.7 vvm.
  • the sulphate / L-lysine ratio V was increased to about 0.90 (relative to the dry mass ⁇ ) by adding Ammoni ⁇ sulfate by means of a 37 percent solution. The pH was then adjusted to about 5.1 by addition of concentrated ⁇ trated sulfuric acid. As a result, the sulfate / L-lysine ratio V increased to about 0.92 (based on the dry mass). The content of L-lysine in the dry matter dropped due to the Verstersef ⁇ effect to a value of 55.4 wt .-%.
  • the fermentation broth was then to about 60 ° C, it ⁇ hitzt, concentrated under vacuum and then granu profiled ⁇ .
  • the fermentation concentrate obtained had a water content of about ⁇ 53%, a content of L-lysine base content of about 24%, a sugar content of about 1%, a content of organic ⁇ mass of about 10% and a residual from other fermentati ⁇ onsnebenagen and minerals.
  • Example 2 Granulation of the concentrated fermentation product.
  • the content of L-lysine in the obtained product was 52.7% by weight.
  • the residual water content in the product was about 2% by weight.
  • the lysine loss was thus about 2.4 wt .-%.
  • the biomass content was 10% by weight.
  • Example 2 To adjust the particle size of the sustainer of Example 2 ⁇ requested granules 200 kg thereof were placed in a roller crusher of the type Kleinmahlstrom WPB 2/3 of Merz Aufberei ⁇ processing technique.
  • the plant was equipped with a hopper, vibratory feeder, and a discharge pipe.
  • the grinding gap was set to 0.2 to 0.3 mm.
  • the used rolls it was used rolls, so that the grinding gap in the central area of the roller Be ⁇ 0.3 mm and in the end areas of the roll was 0.2 mm.
  • the differential speed of the rolls was set at 0.5, which means that a roll rotated twice as fast as the counter roll. It WUR ⁇ used the rolls having a smooth surface without profile.
  • the feed rate was set to 65 kg / h and the speed of the rolls was set to 8 m / s (roll No. 1) and 2 m / s (roll No. 2).
  • the granulate obtained was coated on the particle size over ⁇ checked (Example 4).
  • the determination of the particle size distribution of ground substances was carried out with the help of a streamlined sieve analysis.
  • the material was moved only by an air ⁇ stream, whereby particle abrasion was as large as possible avoided.
  • the entire particle size range was successively determined by a set of different sieves with different sieve mesh sizes.
  • the air jet screening machine used was a Hosokawa Alpine, Type 200 LS-N with a suitable screening set (V ⁇ A type).
  • the sieve sets used had mesh sizes of 20, 32, 45, 63, 100, 150, 200, 250, 280, 300, 400, 500, 600, 630, 710, 800, 1000, 1180, 1400, 1600 and 2000 ym ( DIN ISO 3310).
  • the product is swirled up on the screen by the air flow, with the nozzle circulating and blowing through the screen.
  • a suction is attached, through which the fine product which falls through the sieve, is sucked out.
  • Alumina C As an antistatic agent, 0.5% Alumina C (Degussa-Hüls, now Evonik) was added according to the sample weight. AluminaC is amorphous and passes even the smallest sieve used in this experiment with a mesh size of 20 ym.
  • the electrostatic charging of the sample was prepared by adding 0.5 wt .-% Alumina C (Degussa-Huels, now Evonik) bezo ⁇ gen avoided on the respective remaining sample weight.
  • AluminaC is amorphous and also passes through the sieve with the smallest mesh size of 20 ym. After 2-3 revolutions of the nozzle, the product is discharged.
  • the percentage per sieve fraction is calculated as follows:
  • the particle size distribution is also illustrated in FIG.
  • the biomass content was 10% by weight.
  • the granules obtained from Example 3 were placed in a Ruberg mixer type HM 50.
  • the oil used was a soybean oil commercially available in grocery stores.
  • the soybean oil was injected via a conical hollow nozzle (type 121, 1.2 mm, scattering cone 90 ° from the company Düsen-Schlick GmbH) with a relative pressure of 400,000 Pa with nitrogen in the mixer and mixed at 75 rpm. There were performed with under ⁇ retired significant amounts of soybean oil, various attempts.
  • the amount of soybean oil based on the granules was 0.22 and 0.44, respectively. -%.
  • Example 2 The grinding of the granules obtained from example 2 Gra ⁇ Nulats was carried out as described in Example 3, with an additional ventilation was installed to trap the dust content at the outlet of the mill.
  • the definition of the dust content was for the purposes of the present invention for particles having a particle size ⁇ 63 ym. This fraction was determined gravimetrically after sieving. It was found that the dust content of the product obtained according to Example 2 was 7.5%.
  • dust test For the "dust test” numerous methods available to define dust or determine. Often the particle fraction ⁇ 63 ym defined as dust, which De ⁇ tile based on a gravimetric test. Gravimetric innovative test equipment, for example, the “Heubach Test "or the dust measurement after" Groschopp ". These test devices provide extensive results on dust, both quantitatively and qualitatively.
  • Example 7 Advantageous properties of the granules containing lysine sulfate versus lysine HCl
  • Lysine HCl which is highly purified by ion exchange steps, has been used in the past as a lysine source for feed.
  • the granules of L-lysine in the form of L-Lysine sulfate which is directly obtained by fermentative Her ⁇ position without removal of the biomass, with subsequent concentration and drying (by spray granulation o- spray drying) contains.
  • 74 wt .-% of the granules have a particle size distribution of> 63 to ⁇ 300 ym.
  • Example 8 Improved miscibility of the granules
  • lysine-containing feed additive ⁇ medium only have a worse statistical distribution in the finished feed what small amount used is due to their particle size distribution by the in relation to the finished Fut ⁇ feedingstuff. Due to the fact that according to the invention at least 70% by weight of the particles have a particle size diameter of> 63 ⁇ m to ⁇ 300 ⁇ m, a significantly better statistical distribution of the lysine was found in the finished feed.
  • the coefficient of variation for the granulate according to the invention is located in front ⁇ compared to granules of the prior art containing lysine sulfate (product B and C), or Lysine HCl (product A).
  • product A 68% by weight of the particles had a grain size diameter of 500 ⁇ m to 1180 ⁇ m (80% by weight, a grain size diameter of 300 ⁇ m to 1180 ⁇ m).
  • product B 94% by weight of the particles had a particle size diameter of 710 ⁇ m to 1400 ⁇ m.
  • product C 91% by weight of the particles had a particle size diameter of greater than 710.mu.M (75% by weight having a particle size diameter of from 710 .mu.m to 1400 .mu.m).
  • CV was used to describe the uniformity / homogeneity of a feed mixture.
  • CV (in%) is the ratio of the standard deviation (SD) and the mean value
  • the apparatuses used to carry out the experiments are a balance, a mixer (e.g., single-shafted screw mixer), a sampler, and appropriate analytical equipment to determine the feed additive to be tested in the final feed.
  • a mixer e.g., single-shafted screw mixer
  • sampler e.g., single-shafted screw mixer
  • analytical equipment e.g., single-shafted screw mixer
  • the compound feed is filled into the mixer without adding the feed additive. Subsequently, the appropriate feed additive is added in the amount to be examined, the optimum filling volume is 75-90% of the mixer volume.
  • the mixing time in the ribbon blender was 4 minutes. 8 to 10 samples were taken at the outlet of the mixer.
  • the process parameters such as residence time, temperature, and water content were adjusted in typical ver ⁇ applied in practice values.
  • samples of the feed mixture were taken after the respective individual process steps and subjected to extensive amino acid analysis. The recovery rates can be used to assess the hydrothermal stabilities of the tested additives when processed in the respective processes.
  • the feed mixtures corresponded to today's state of the art representative formulations. Vegetable feed components, such as soybean or wheat but to a lesser extent fishmeal, were mainly used. puts. The feed materials were first ground with a hammer mill to a particle size of ⁇ lmm, individually make ⁇ weighed and then blended in a mixer for 5 minutes. The feed mixture was premixed and bagged.
  • the To ⁇ composition of diets A and B is listed in Table 9.1.
  • hydrothermal stability of the granules according to the present invention was compared with the hydrothermal stability of Lys x HCl.
  • the hydrothermal stability of extruded shrimp feed additives was examined and evaluated throughout the process. For this purpose, the process was divided into individual process steps and adjusted on a small scale. In each case two nearly identical feed mixtures were used, wherein mixture A was supplemented with 0.50% granular feed additive according to the invention (composition as described in Example 9) and mixture B with 0.32% Lys x HCl (see table).
  • the individual process steps are in extruded shrimp ⁇ feed preconditioning molding (extrusion), product drying, and finally cooling the product.
  • Sample 1 was removed from the ground, pre ⁇ mixed and supplemented feed mixture.
  • Sample 2 was charged after leaving the preconditioner from ⁇ .
  • Sample 3 was filled immediately after extrusion.
  • Sample 4 was filled after drying and sample 5 after product cooling.
  • the process parameters such as Residence time, temperature or water content were set in the process to typical values used in practice.
  • Table 7 shows a schematic summary of the production process and sampling.
  • preconditioner device type: Lödige mixer with electrical heating and wall shear steam connection (2 bar), Resume ⁇ capacity: 100 L
  • extruder type: single-shaft extruder, Amandus-Kahl, type OEE 8 shaft diameter: 80 mm, drive motor: 11 kW
  • the individual process steps are at pelletized shrimp feed ⁇ preconditioning molding (pelletization), after conditioning, product drying, and finally cooling the product.
  • Sample 1 was taken from the ground, pre-mixed and supplemented feed mixture.
  • Sample 2 was filled after leaving the preconditioner.
  • Sample 3 was till ⁇ filled.
  • sample 4 was taken.
  • Sample 5 was filled after drying and sample 6 after product cooling.
  • Preconditioner device type: Lödige mixer with electric wall heating and steam connection (2 bar) capacity: 100 L
  • Dryer drying chamber with sieve bottom, vertical hot air flow
  • Cooler drying chamber with sieve bottom, vertical cold air flow
  • a representative sample of the feed mixture or pellets was ground and then dried at 103 ° C for 4 hours.
  • FIG. 6 shows the results of the lysine content by extrusion.
  • FIG. 7 shows the results of the lysine contents by pelleting.
  • lysine sulfate lysine according to the present invention when processed in the same shrimp feed Production process is more stable than the lysine in the granules of the competitor (prior art), in which lysine is present as lysine HCl. Lysine from the granules according to the invention lying in front ⁇ was lost during processing into shrimp feed to 2.7%. By comparison, lysine from the lysine source lysine HCl was much more unstable with a loss of 8 6 "6.
  • pelleting as a production process, which is inherently gentler than extrusion, gave a significantly higher thermal stability of the lysine of the granules according to the present invention (about 1% loss on pelleting) compared to lysine from the source of lysine Lysine HCl (about 3.3% loss).
  • Example 10 Comparison of commercially available lysine sulfate based on fermentation broth base against commercially available lysine HCl
  • the Pelle bearingnvertei ⁇ settings for both products were such that more than 80 wt .-% of the particles have a particle size> 300ym having (lysine-HCl more than 86 wt .-%> 200ym, more than 81 wt .-%> 300ym and For the commercially available lysine sulfate based on Fer ⁇ mentationbasis more than 92 wt .-%> 250ym, more than 74 wt -.%> 500ym).
  • the Aquafeed contained the composition given in the following tables.
  • the Aquafeed in the base mixture contained in the mixture a crude protein content of 55% and a lysine content of 0.9%.
  • lysine source lysine sulfate or lysine HCl
  • availability of the two lysine sources can be considered as equal.
  • Example 11 Comparison of granular feed additive and lysine HCl according to the invention in growth experiments with rainbow trout
  • the biomass content was 10% by weight
  • the contained lysine was in the form of a sulfate salt
  • the particles were coated with 0.22% by weight of soybean oil.
  • the particle size distribution of the feed additive used according to the invention was 78% by weight> 63m, 63% by weight> 100%, 44% by weight> 150%, 20% by weight> 200% and 3% by weight> 300%.
  • the particle size distribution of the commercially available lysine HCl used was 96% by weight> 63%, 94% by weight.
  • the Aquafeed contained the composition given in the following table: Table 11.1:
  • the Aquafeed contained in the base composition a crude protein content of 40.6% and a protein-bound lysine content of 1.2%.
  • the amount of lysine was increased to ⁇ and additionally contained 0, 0.3, 0.6 or 0.9% L-lysine from Lys HCl or according to the amount of lysine erfin ⁇ according to the granular feed.
  • FIG. 9 shows the growth effect in feeding experiments with rainbow trout in various lysine supplementations of granular feed additive according to the invention or lysine HCl as lysine source.
  • the broken line shows the growth effect for commercially available lysine HCl as described above
  • the solid line shows the growth effect for inventive granular feed ⁇ medium additive as described above.
  • Increasing the amount of lysine in Aquafeed results in improved average daily weight gain.
  • the feed additive according to the invention leads to a higher weight gain in all tested concentration ranges than commercially available L-lysine HCl.
  • the advantage of the OF INVENTION ⁇ to the invention granular feed additive lysine source as compared to lysine HCL is clearly visible. This indicates a higher nutritional value of the granular feed additive according to the invention compared to lysine HCl under the experimental conditions.
  • Example 10 Considering the results shown in Example 10 that reached in the above shown feeding trials increased weight gains in the Aqua application to the presently claimed Pumble innovativenvertei ⁇ development are due and do not care that there could be differences in the availability of lysine HCl against lysine sulphate. As shown in Example 10, there is no difference between granular feed additive containing lysine sulfate and granular feed additive containing lysine HCl at Annae ⁇ hernd same particle size distribution.
  • the Aquafeed contained the composition given in the following table. Table 11.2:
  • the Aquafeed contained in the base composition a crude protein content of 39.5% and a protein-bound lysine content of 1.6%.
  • the amount of lysine was increased to ⁇ and additionally contained 0, 0.1, 0.2, 0.4 or 0.6% L-lysine from Lys HCl or according to the amount of lysine erfin ⁇ tion granular feed additive.
  • the P aregrö ⁇ size distributions for the inventive granular Futtermit ⁇ teladditiv and the commercially available lysine HCl ent ⁇ speak in the experiment 11.1 "granular feed additive according to the invention compared with lysine HCl" values mentioned.
  • FIG. 10 shows the growth effect in feeding trials with rainbow trout at different amounts of lysine from granular feed additive according to the invention or lysine HCl as lysine source using the base medium shown in Table 11.2.
  • the broken line shows the growth effect of commercially available lysine-HCl as described above
  • the solid line shows the growth effect of the invention granular Futtermit ⁇ teladditiv as described above.
  • Example 12 Comparison of the leaching properties of commercially available lysine sulfate based on fermentation broth base against granular feed additive according to the invention
  • the granular feed additive according to the invention having a bulk density of 610 kg / m 3 and a particle size distribution of 78% by weight> 63%, 63% by weight> 100%, 44% by weight
  • the biomass content was 10% by weight
  • the contained lysine was in the form of a sulfate salt
  • the particles were coated with 0.22% by weight of soybean oil.
  • the product specification of the commercially available sinsulfats Ly based on fermentation broth was: coated bulk density 650 kg / m3 +/- 10%, biomass content of 11 wt .-%, particles with 0.22 wt .-% soybean oil, Pellegrö ⁇ size distribution min. 90% by weight 300-1600 ym.
  • the additives for this example were incorporated into a fish diet commonly used for finfish such as carp or rainbow trout at a 0.5% supplementation rate.
  • the feed sample was then extruded with a single-screw extruder.
  • the leaching behavior of the additives was investigated over a typical residence time of 30 minutes.
  • Example 12 provides Darge ⁇ in FIG.
  • FIG. 11 shows the leaching behavior of granular feed additive according to the invention and commercially Available lysine sulfate based on fermentation broth ⁇ base in extruded fish food (duration of the test 30 min at 30 ppt salinity).
  • the broken line shows the course of Leaching s for commercially available lysine sulfate on fermentation broth base over time, the solid line shows the Leaching for erfin ⁇ tion granular feed additive as above be ⁇ written over time.
  • Example 12 shows that the fine-grained granular feed additive according to the invention dissolves out of the extrudates more slowly than the coarser-grained commercially available lysine sulfate based on fermentation broth base.
  • lysine sulfate shows a stronger leaching, whereby feed particles containing these L-lysine-containing additives, also deplete lysine faster and thus the target organisms (aquatic organisms) are no longer available.

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Description

L-Aminosäure enthaltendes Futtermitteladditiv in Form eines Granulats auf Fermentationsbrühebasis und Verfahren zur
Herstellung
Die Erfindung betrifft L-Aminosäure enthaltendes Futtermit¬ teladditiv in Form eines Granulats auf Fermentationsbrühe¬ basis und Verfahren zu seiner Herstellung, wobei die L- Aminosäure ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus L-Lysin, L-Methionin, L-Threonin, L-Tryptophan, L-Valin, insbesondere L-Lysin.
Stand der Technik
Tierfuttermittel werden mit einzelnen Aminosäuren entspre¬ chend dem Bedarf der Tiere supplementiert . Zur Supplemen- tierung von Tierfuttermitteln, z.B. mit L-Lysin, wird bisher weit überwiegend das L-Lysin-monohydrochlorid mit einem L-Lysin-Gehalt von ca. 80 % eingesetzt. Da das L-Lysin durch Fermentation hergestellt wird, muss es zur Herstel¬ lung des Monohydrochlorids zunächst einmal von allen übri¬ gen Bestandteilen der rohen Fermentationsbrühe in aufwendi¬ gen Verfahrensschritten abgetrennt, dann in das Monohydro- chlorid umgewandelt und letzteres zur Kristallisation ge¬ bracht werden. Dabei fällt eine große Anzahl von Nebenpro¬ dukten und die zur Aufarbeitung notwendigen Reagenzien als Abfall an. Da eine hohe Reinheit des Tierfuttermittelsupp¬ lements nicht immer notwendig ist und zudem in den Neben¬ produkten der Fermentation oft noch nutritiv wirksame Wertstoffe enthalten sind, hat es daher in der Vergangenheit nicht an Versuchen gefehlt, die aufwendige Herstellung von Futter-Aminosäuren, insbesondere von reinem L-Lysin- Monohydrochlorid, zu vermeiden und die rohe Fermentations¬ brühe kostengünstiger in ein festes Tierfuttermittel zu überführen .
Als gravierender Nachteil hat sich die komplexe Zusammen¬ setzung solcher Medien erwiesen, denn diese sind generell nur schlecht zu trocknen, dann hygroskopisch, praktisch nicht rieselfähig, verklumpungsgefährdet , und für die tech¬ nisch anspruchsvolle Verarbeitung in Mischfutterwerken nicht geeignet. Dies trifft vor allem auf L-Lysin enthal- tende Fermentationsprodukte zu. Die einfache Entwässerung der rohen Fermentationsbrühe durch Sprühtrocknung führte zu einem staubigen, stark hygroskopischen und nach kurzer Lagerzeit klumpigen Konzentrat, das in dieser Form nicht als Tierfuttermittel eingesetzt werden kann.
Die EP 0 533 039 betrifft Verfahren zur Herstellung eines Aminosäure-Tierfuttermittelsupplements auf Fermentations¬ brühebasis, wobei das Supplement direkt durch Sprühtrock¬ nung aus der Fermentationsbrühe gewonnen werden kann. Hierzu wird bei einer Variante ein Teil der Biomasse vor der Sprühtrocknung abgetrennt. Durch eine sehr saubere Führung der Fermentation, d. h. bei Erhalt einer an organischen Substanzen rückstandsarmen Fermentationsbrühe, kann die Brühe sogar ohne die Biomasse und ohne zusätzlichen Träger¬ hilfsstoff zu einem handhabbaren Granulat getrocknet wer¬ den .
Aus der GB 1 439 121 sind ca. 20 Gew.-% L-Lysin enthaltende feste Konzentrate bekannt, in der auch L-Lysin-haltige Fer¬ mentationsbrühen mit einem pH-Wert von 4,5 und Zusatz von Natriumbisulfit beschrieben werden.
In der EP 0 615 693 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Tierfuttermittel-Additives auf FermentationsbrüheBasis offenbart, bei dem man die Fermentationsbrühe, ggf. nach Entfernung eines Teils der Inhaltsstoffe, zu einem Fein¬ korn, das zu mind. 70 Gew.-% eine maximale Partikelgrösse von 100 ym hat, sprühtrocknet, und dass man dieses Feinkorn in einer zweiten Stufe zu einem Granulat aufbaut, das zu mind. 30 Gew.-% das Feinkorn enthält.
Gemäß GB 1 439 728 wird ein L-Lysin enthaltendes Konzentrat aus einer Fermentationsbrühe hergestellt, die man vor der Aufkonzentration mit HCl auf einen pH von ca. 6,4 ansäuert und der man zur Stabilisierung Bisulfit zusetzt. Nach der Eindampfung wird weiter auf einen pH-Wert von 4,0 angesäu¬ ert und das gewünschte Produkt durch Sprühtrocknung erhal¬ ten . Die EP-A 1 331 220 betrifft granulierte Futtermitteladditi¬ ve, die L-Lysin als Hauptkomponente enthalten. Dort wurde gefunden, dass die Menge der Gegenionen für das Lysin wie z. B. die der Sulfationen verringert werden kann, indem man während der Fermentation entstehendes Hydrogencarbonat und/oder Carbonat als Gegenion benutzt. Insgesamt wird ein Anionen/Lysin-Verhältnis von 0,68 bis 0,95 beansprucht.
Die Verringerung der Gegenionen wie z. B. Sulfat im L-Lysin enthaltenden Produkt soll zu einer Verbesserung der hygroskopischen Eigenschaften und der Verbackungsneigung führen.
Die WO 2007/141111 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines L-Lysin enthaltenden Futtermitteladditives, enthal¬ tend die Schritte der Fermentation eines L-Lysin produzie¬ renden coryneformen Bakteriums, anschließendes Zusetzen von Ammoniumsulfat, Absenken des pH-Wertes durch Zugabe von Schwefelsäure auf 4,9 bis 5,2, wobei insgesamt ein Sul¬ fat/L-Lysin-Verhältnis von 0,85 bis 1,2 in der Brühe ein¬ stellt wird, Aufkonzentration und Trocknung bevorzugt Gra¬ nulation unter Erhalt eines Produktes mit einem L-Lysin- Gehalt von 10 bis 70 Gew.-% bestimmt als Lysinbase, bezogen auf die Gesamtmenge. Die Körngrößen der Partikel dieses Produktes liegen jedoch im Bereich von > 300 μιη bis ^ 1800 μιη. Damit sind die Partikel zu groß für eine Verwendung als Futtermitteladditive für aquatische Tiere.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines eine L- Aminosäure, insbesondere L-Lysinsulfat , enthaltenden Fut¬ termitteladditivs in Form eines Granulats auf Fermentati¬ onsbrühebasis das zur Herstellung von Futtermitteln für in Aquakultur gehaltene Tiere wie z.B. Fische und Krustentiere geeignet ist. Beschreibung der Erfindung
Die Aufgabe wird gelöst durch ein körniges Futtermittelad¬ ditiv enthaltend eine L-Aminosäure ausgewählt aus der Grup¬ pe bestehend aus L-Lysin, L-Methionin, L-Threonin, L- Tryptophan, L-Valin oder Mischungen davon, auf Fermentationsbrühebasis geeignet zur Herstellung von Futtermitteln für in Aquakultur gehaltene Tiere, und wobei der Gehalt der L-Aminosäure oder der Mischungen davon > 20 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung des körnigen Futtermitteladditivs beträgt; wobei mindestens 70 Gew.-% der Partikel einen Korn¬ größendurchmesser von > 63 μιη bis < 300 μιη aufweisen, der Biomassegehalt ^ 5 Gew.-% beträgt, und die Oberfläche der Partikel ganz oder teilweise mit einem genießbaren Öl be¬ schichtet ist.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass die im körnigen Futtermitteladditiv vorliegende L-Aminosäure, wobei die Aminosäure ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus, L- Lysin, L-Methionin, L-Threonin, L-Tryptophan, L-Valin oder Mischungen davon, insbesondere L-Lysinsulfat , in dem körnigen Produkt gemäß der vorliegenden Erfindung sogar bei einer geringeren Partikelgröße von > 63 μιη bis < 300 μιη bes¬ sere hydrothermale Stabilität, eine bessere Homogenität in Futtermittelmischungen und bessere Leaching-Eigenschaften aufweist als ein herkömmliches Granulat.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die L-Aminosäure L-Lysin und liegt als Sulfatsalz vor, wobei das molare Ver¬ hältnis von Sulfat zu L-Lysin mindestens 0,5, bevorzugt 0, 6, 0, 8, 0, 9, 0, 95, 1, 0, 1, 05, 1, 1, 1, 2 (auf molarer Ba¬ sis) beträgt.
Das molare Sulfat/L-Lysin-Verhältnis V wird nach der For¬ mel: V = 2 x [S042~] / [L-Lysin] berechnet.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform stammt die Biomasse von der Gattung Corynebacterium oder der Gattung Escherichia . Weiterhin ist bevorzugt, dass der Gehalt der genannten L- Aminosäure oder der genannten Mischungen davon > 30, 40, 50, 60 Gew.-% der GesamtZusammensetzung bezogen auf das Futtermitteladditiv beträgt.
Insbesondere ist bevorzugt, dass der Gehalt an L- Lysinsulfat ^30, 40, 50, 60 Gew.-% der GesamtZusammenset¬ zung bezogen auf das Futtermitteladditiv beträgt.
Besonders bevorzugt ist, dass mindestens 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97 Gew.-% der Partikel einen Korngrößendurchmesser von > 63 μιη bis < 300 μιη aufweisen.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform weisen mindestens 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97 Gew.-% der Partikel einen Korngrößendurchmesser von > 63 μιη bis < 280 μιη auf.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform weisen mindestens 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97 Gew.-% der Partikel einen Korngrößendurchmesser von > 63 μιη bis < 200 μιη auf.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform weisen mindestens 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97 Gew.-% der Partikel einen Korngrößendurchmesser von > 63 μιη bis < 300 μιη auf, wobei mindestens 3 Gew.-% der Partikel einen Korn¬ größendurchmesser von > 63 μιη bis < 100 μιη aufweisen.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform weisen mindestens 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97 Gew.-% der Partikel einen Korngrößendurchmesser von > 63 μιη bis < 300 μιη auf, wobei mindestens 5 Gew.-% der Partikel einen Korn¬ größendurchmesser von > 63 μιη bis < 100 μιη aufweisen.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform weisen mindestens 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97 Gew.-% der Partikel einen Korngrößendurchmesser von > 63 μιη bis < 300 μιη auf, wobei mindestens 10 Gew.-% der Partikel einen Korn¬ größendurchmesser von > 63 μιη bis < 100 μιη aufweisen. In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform weisen mindestens 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97 Gew.-% der Partikel einen Korngrößendurchmesser von > 63 μιη bis < 300 μιη auf, wobei mindestens 15 Gew.-% der Partikel einen Korn¬ größendurchmesser von > 63 μιη bis < 100 μιη aufweisen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform beträgt der Anteil der Partikel mit einem Korngrößendurchmesser von < 63 μιη 25 Gew.-% oder weniger, 15 Gew.-% oder weniger, 10 Gew.-% oder weniger, 5 Gew.-% oder weniger, 3 Gew.-% oder weniger, 2 Gew.-%, 0 bis 1 Gew.-%, 0,5 Gew.-% oder weniger.
Die Schüttdichte des körnigen Futtermitteladditivs beträgt bevorzugt 500 bis 650 g/L, besonders bevorzugt 530 bis 570 g/L.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform beträgt der Biomassegehalt > 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 Gew.-%.
Bevorzugt ist das genießbare Öl ausgewählt aus pflanzlichem Öl, insbesondere Sojaöl, Olivenöl, Sonnenblumenkernöl , tie¬ rischem Öl oder Fett und von Mikroorganismen durch Fermentation erzeugtem Öl.
Der Begriff „genießbares Öl" bedeutet im Rahmen der vorlie¬ genden Erfindung ein essbares Öl bzw. Speiseöl, d.h. von Menschen und Tieren verdaulich verwertbares Öl. Speiseöle sind Zusammensetzungen, die im Wesentlichen aus Triglyceriden bestehen bzw. diese enthalten, wobei der Gehalt an Triglyceriden vorzugsweise mindestens 80, 85, 90, 95, Gew.- %, beträgt. Weiterhin ist bevorzugt, dass das genießbare Öl 0,01 bis 2 Gew.-% der GesamtZusammensetzung ausmacht.
Die Partikelgrößenverteilung wird gemessen mittels Siebanalyse in einer Luftstrahlsiebmaschine Hosokawa Alpine, Typ 200 LS-N, Siebsatz: Maschenweiten 20, 32, 45, 63, 100, 150, 200, 250, 280, 300, 400, 500, 600, 630, 710, 800, 1000, 1180, 1400, 1600 und 2000 μιη (DIN ISO 3310); Siebung: 3 min.; wobei 25 g des zu analysierenden Granulats mit dem Sieb mit der größten Feinheit (20 μη) , d.h. mit dem feins¬ ten Sieb, gesiebt wird, und wobei der vom Sieb zurückgehal- tene Teil des körnigen Materials auf das Sieb mit der nächst größeren Maschenweite aufgebracht und der Vorgang wiederholt wird bis zum Sieb mit der gröbsten Feinheit (2000 ym) des Siebsatzes:
Der prozentuale Anteil je Siebfraktion berechnet sich wie folgt :
Fraktion = Durchgang (g) x 100 / W (g) [%] W - Anfangsgewicht der Probe
Somit beschreibt die Siebanalyse den Prozentsatz der ein¬ zelnen Siebfraktionen ( 0 - 20 ym / 20 - 32 ym / 32 - 45ym usw.) bezogen auf die Anfangsmenge (25 g = 100 %)
Prinzipiell wird bei der Luftstrahlsiebanalyse mit dem feinsten Sieb angefangen. Es wird eine definierte Menge des körnigen Probematerial aufgebracht und gesiebt. Die Rest¬ menge auf dem entsprechenden Sieb wird zusammen mit dem Sieb gewogen und anschließend das Gewicht des "sauberen" Siebes ohne Probenmaterial von diesem Wert abgezogen. Man erhält den Rückstand auf dem Sieb in g.
Zur Berechnung des Durchgangs (Anteil der Partikel die kleiner sind als das verwendete Sieb) wird bei der kleins¬ ten Fraktion (z.B. < 20ym) von der Einwaage der Rückstand auf Sieb-20ym abgezogen.
Bei den weiteren Fraktionen (z.B. 20 - 32 ym) wird der Durchgang (in g) berechnet, indem man vom Rückstand auf dem kleineren Sieb (hier: 32ym-Sieb) den Rückstand auf dem grö¬ ßeren Sieb (hier: 63}im-Sieb) abzieht.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren bereit zur Herstellung des oben genannten Futtermitteladditivs, umfassend die folgenden Schritte: a) Fermentation eines L-Aminosäure produzierenden
Mikroorganismus, bevorzugt coryneformen Bakteriums oder Bakterien der Gattung Escherichia in einem wässrigen Nährmedium unter aeroben Bedingungen, wobei die L- Aminosäure ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus L-Lysin, L-Methionin, L-Threonin, L-Tryptophan, L- Valin; b) Aufkonzentrierung der Fermentationsbrühe durch Eindampfen; c) im Falle, dass die L-Aminosäure L-Lysin ist: Zu¬ gabe von Ammoniumsulfat und/oder Schwefelsäure wobei ein Sulfat/L-Lysin-Verhältnis von 0,85 bis 1,2 in der Brühe eingestellt wird; d) Entzug des Wassers aus dem Gemisch und Trocknung, wobei ein Granulat erhalten wird; e) Einstellung der Partikelgröße, wobei ein Produkt erhalten wird, das zu mindestens 70 Gew.-% Partikel mit einer Korngröße von > 63 μιη bis < 300 μιτι, bevorzugt > 63 μιη bis < 280 μιτι, enthält; f) Beschichten der Partikel nach Schritt d) und/oder e) mit einem genießbaren Öl, wobei Partikel erhalten werden, die ganz oder teilweise mit dem genießbaren Öl beschichtet sind.
In einem bevorzugten Verfahren erfolgt die Einstellung der Partikelgröße des Schrittes e) durch Vermahlung, Siebung, Klassierung oder weitere geeignete Verfahren.
Das Futtermitteladditiv der vorliegenden Erfindung wird zur Herstellung von Futtermitteln für in Aquakultur gehaltene Tiere verwendet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Additiv gemäß der vorliegenden Erfindung in Futtermitteln zur Fütterung von in Aquakultur gehaltenen Tieren verwendet.
Die Erfindung umfasst daher auch ein Futtermittel, insbe¬ sondere ein Fischfuttermittel, enthaltend das körnige Fut¬ termitteladditiv gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Menge, die 0,01 bis 5,0 Gew.-%, bevorzugt 0,05 bis 0,95 Gew.-% bezogen auf die gesamte Futtermittelzusammensetzung beträgt. Bevorzugt umfasst die Erfindung auch ein Futter¬ mittel, insbesondere ein Fischfuttermittel, enthaltend ein L-Lysin haltiges körniges Futtermitteladditiv gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Menge, die 0,01 bis 5,0 Gew.-%, bevorzugt 0,05 bis 0,95 Gew.-% bezogen auf die ge¬ samte Futtermittelzusammensetzung beträgt.
Vorzugsweise sind die in Aquakultur gehaltenen Tiere Fische, Krustentiere, insbesondere Garnelen. In einer bevor¬ zugten Verwendung sind die in Aquakultur gehaltenen Tiere Süß- und Salzwasserfische und -krustentiere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Karpfen, Forellen, Lachse, Welse, Barsche, Plattfische, Störe, Thunfische, Aale, Brassen, Dorsche, Shrimps und Prawns, ganz besonders für Silver-
(Hypophthalmichthys molitrix) , Gras- (Ctenopharyngodon i- della) , Schuppen- (Cyprinus carpio) und Bigheadkarpfen (A- ristichthys nobilis) , Karausche (Carassius carassius) , Cat- la (Catla Catla) , Roho Labeo (Labeo rohita) , pazifischer und atlantischer Lachs (Oncorhynchus kisutch und Salmo sa- lar) , Regenbogenforelle {Oncorhynchus mykiss) , amerikani¬ scher Wels (Ictalurus punctatus) , afrikanischer Wels {Cia¬ rias gariepinus) , Pangasius [Pangasius bocourti und Pan- gasius hypothalamus) , Niltilapie (Oreochromis niloticus) , Milchfisch (Chanos chanos) , Cobia (Rachycentron canadum) , Whiteleg Shrimp (Litopenaeus vannamei) , Black Tiger Shrimp
(Penaeus monodon) und Giant River Prawn, (Macrobrachium ro- senbergii) .
Weiterhin ist bevorzugt, dass das Futtermittel das körnige Futtermitteladditiv gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Menge enthält, die 0,01 bis 5,0 Gew.-%, bevorzugt 0,05 bis 0,95 Gew.-% L-Aminosäure bezogen auf die gesamte Fut¬ termittelzusammensetzung beträgt, wobei die L-Aminosäure ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus L-Lysin, L- Methionin, L-Threonin, L-Tryptophan, L-Valin oder Mischungen davon.
Insbesondere ist dabei bevorzugt, dass das Futtermittel das körnige Futtermitteladditiv gemäß der vorliegenden Erfin- dung in einer Menge enthält, die 0,01 bis 5,0 Gew.-%, be¬ vorzugt 0,05 bis 0,95 Gew.-% L-Lysin, vorzugsweise L-Lysin- Sulfat, bezogen auf die gesamte Futtermittelzusammensetzung (berechnet als Lysin-Base) beträgt.
Dabei sei angemerkt, dass die Größe des Futtermittelteil¬ chen von der Spezies und der Lebensphase des zu fütternden Tieres abhängt. So gibt es beim Lachs oder bei der Forelle bis zu 8 verschiedene Futtermittelgrößen, angefangen von sog. "Crumble feed" für ganz kleine Fische (1-2 cm) bis hin zu Futterextrudaten von 0,8-1,2 cm Durchmesser. Bei Futtermitteln für Garnelen bzw. Shrimps (Whiteleg Shrimp (Lito- penaeus vannamei) , Black Tiger Shrimp (Penaeus monodon) und Giant River Prawn, (Macrobrachium rosenbergii) ) beträgt der Durchmesser des Futtermittelteilchens 0,1 bis 0,3 cm in der mittleren und Endwachstumsphase (pelletiert oder extru- diert) , und die Länge liegt bei ca. 0,2 bis max . 1 cm. Bei Futtermitteln für Karpfen beträgt der Durchmesser des Futtermittelteilchens 0,3 bis 0,6 cm (nur pelletiert) und die Länge liegt bei ca. 1 bis 2 cm. Bei Futtermitteln für Tila- pien beträgt der Durchmesser des Futtermittelteilchens (pelletiert, "Sinking feed") 0,2 bis 0,5 cm und die Länge ca. 0,5 bis 1 cm bzw. Durchmesser 0,3 bis 0,6 cm und Länge 0,3 bis 0,6 cm (extrudiert, "Floating feed").
Die Partikelgrößenverteilung des erfindungsgemäßen körnigen Futtermitteladditivs passt für jede dieser Anwendungen. Be¬ sonders bevorzugt kann das erfindungsgemäße körnige Futter¬ mitteladditiv in Futtermitteln verwendet werden, in welchen die Homogenität der Futtermitteladditive im Futtermittel eine besondere Rolle spielen, wie beispielsweise bei klei¬ nen Futtermittelgrößen oder frühen Wachstumsphasen von Fischen (Setzlingzucht) .
Das körnige Futtermitteladditiv gemäß der vorliegenden Erfindung weist vorzugsweise eine der im folgenden genannten Eigenschaften 1-200 oder la-200a auf: Anteil
Anteil der L-Aminosäure* , Anteil Bi¬
Korngröße der
Korngröße insbesondere omasse** Partikel
> L-Lysin-Sulfat >
[um]
[Gew. -%] > [Gew. -%]
[Gew. -%]
* = L-Aminosäure ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus L-Lysin, L-Methionin, L-Threonin, L-Tryptophan, L-Valin
** = insbesondere Escherichia oder Corynebacterium
1 >63 bis <300 70 20 5
2 >63 bis <300 70 20 10
3 >63 bis <300 70 20 20
4 >63 bis <300 70 20 30
5 >63 bis <300 70 20 40
6 >63 bis <300 70 20 50
7 >63 bis <300 70 20 60
8 >63 bis <300 70 20 70
9 >63 bis <300 70 20 80 0 >63 bis <300 70 20 90 1 >63 bis <300 70 30 5 2 >63 bis <300 70 30 10 3 >63 bis <300 70 30 20 4 >63 bis <300 70 30 30 5 >63 bis <300 70 30 40 6 >63 bis <300 70 30 50 7 >63 bis <300 70 30 60 8 >63 bis <300 70 30 70 9 >63 bis <300 70 30 80 0 >63 bis <300 70 30 90 1 >63 bis <300 70 40 5 2 >63 bis <300 70 40 10 3 >63 bis <300 70 40 20 4 >63 bis <300 70 40 30 5 >63 bis <300 70 40 40 6 >63 bis <300 70 40 50 7 >63 bis <300 70 40 60 8 >63 bis <300 70 40 70 9 >63 bis <300 70 40 80 >63 bis <300 70 40 90
>63 bis <300 70 50 5
>63 bis <300 70 50 10
>63 bis <300 70 50 20
>63 bis <300 70 50 30
>63 bis <300 70 50 40
>63 bis <300 70 50 50
>63 bis <300 70 50 60
>63 bis <300 70 50 70
>63 bis <300 70 50 80
>63 bis <300 70 50 90
>63 bis <300 70 60 5
>63 bis <300 70 60 10
>63 bis <300 70 60 20
>63 bis <300 70 60 30
>63 bis <300 70 60 40
>63 bis <300 70 60 50
>63 bis <300 70 60 60
>63 bis <300 70 60 70
>63 bis <300 70 60 80
>63 bis <300 70 60 90
>63 bis <300 75 20 5
>63 bis <300 75 20 10
>63 bis <300 75 20 20
>63 bis <300 75 20 30
>63 bis <300 75 20 40
>63 bis <300 75 20 50
>63 bis <300 75 20 60
>63 bis <300 75 20 70
>63 bis <300 75 20 80
>63 bis <300 75 20 90
>63 bis <300 75 30 5
>63 bis <300 75 30 10
>63 bis <300 75 30 20
>63 bis <300 75 30 30
>63 bis <300 75 30 40
>63 bis <300 75 30 50
>63 bis <300 75 30 60 >63 bis <300 75 30 70
>63 bis <300 75 30 80
>63 bis <300 75 30 90
>63 bis <300 75 40 5
>63 bis <300 75 40 10
>63 bis <300 75 40 20
>63 bis <300 75 40 30
>63 bis <300 75 40 40
>63 bis <300 75 40 50
>63 bis <300 75 40 60
>63 bis <300 75 40 70
>63 bis <300 75 40 80
>63 bis <300 75 40 90
>63 bis <300 75 50 5
>63 bis <300 75 50 10
>63 bis <300 75 50 20
>63 bis <300 75 50 30
>63 bis <300 75 50 40
>63 bis <300 75 50 50
>63 bis <300 75 50 60
>63 bis <300 75 50 70
>63 bis <300 75 50 80
>63 bis <300 75 50 90
>63 bis <300 75 60 5
>63 bis <300 75 60 10
>63 bis <300 75 60 20
>63 bis <300 75 60 30
>63 bis <300 75 60 40
>63 bis <300 75 60 50
>63 bis <300 75 60 60
>63 bis <300 75 60 70
>63 bis <300 75 60 80
>63 bis <300 75 60 90
>63 bis <300 80 20 5
>63 bis <300 80 20 10
>63 bis <300 80 20 20
>63 bis <300 80 20 30
>63 bis <300 80 20 40 106 >63 bis <300 80 20 50
107 >63 bis <300 80 20 60
108 >63 bis <300 80 20 70
109 >63 bis <300 80 20 80
110 >63 bis <300 80 20 90
111 >63 bis <300 80 30 5
112 >63 bis <300 80 30 10
113 >63 bis <300 80 30 20
114 >63 bis <300 80 30 30
115 >63 bis <300 80 30 40
116 >63 bis <300 80 30 50
117 >63 bis <300 80 30 60
118 >63 bis <300 80 30 70
119 >63 bis <300 80 30 80
120 >63 bis <300 80 30 90
121 >63 bis <300 80 40 5
122 >63 bis <300 80 40 10
123 >63 bis <300 80 40 20
124 >63 bis <300 80 40 30
125 >63 bis <300 80 40 40
126 >63 bis <300 80 40 50
127 >63 bis <300 80 40 60
128 >63 bis <300 80 40 70
129 >63 bis <300 80 40 80
130 >63 bis <300 80 40 90
131 >63 bis <300 80 50 5
132 >63 bis <300 80 50 10
133 >63 bis <300 80 50 20
134 >63 bis <300 80 50 30
135 >63 bis <300 80 50 40
136 >63 bis <300 80 50 50
137 >63 bis <300 80 50 60
138 >63 bis <300 80 50 70
139 >63 bis <300 80 50 80
140 >63 bis <300 80 50 90
141 >63 bis <300 80 60 5
142 >63 bis <300 80 60 10
143 >63 bis <300 80 60 20 144 >63 bis <300 80 60 30
145 >63 bis <300 80 60 40
146 >63 bis <300 80 60 50
147 >63 bis <300 80 60 60
148 >63 bis <300 80 60 70
149 >63 bis <300 80 60 80
150 >63 bis <300 80 60 90
151 >63 bis <300 85 20 5
152 >63 bis <300 85 20 10
153 >63 bis <300 85 20 20
154 >63 bis <300 85 20 30
155 >63 bis <300 85 20 40
156 >63 bis <300 85 20 50
157 >63 bis <300 85 20 60
158 >63 bis <300 85 20 70
159 >63 bis <300 85 20 80
160 >63 bis <300 85 20 90
161 >63 bis <300 85 30 5
162 >63 bis <300 85 30 10
163 >63 bis <300 85 30 20
164 >63 bis <300 85 30 30
165 >63 bis <300 85 30 40
166 >63 bis <300 85 30 50
167 >63 bis <300 85 30 60
168 >63 bis <300 85 30 70
169 >63 bis <300 85 30 80
170 >63 bis <300 85 30 90
171 >63 bis <300 85 40 5
172 >63 bis <300 85 40 10
173 >63 bis <300 85 40 20
174 >63 bis <300 85 40 30
175 >63 bis <300 85 40 40
176 >63 bis <300 85 40 50
177 >63 bis <300 85 40 60
178 >63 bis <300 85 40 70
179 >63 bis <300 85 40 80
180 >63 bis <300 85 40 90
181 >63 bis <300 85 50 5 182 >63 bis <300 85 50 10
183 >63 bis <300 85 50 20
184 >63 bis <300 85 50 30
185 >63 bis <300 85 50 40
186 >63 bis <300 85 50 50
187 >63 bis <300 85 50 60
188 >63 bis <300 85 50 70
189 >63 bis <300 85 50 80
190 >63 bis <300 85 50 90
191 >63 bis <300 85 60 5
192 >63 bis <300 85 60 10
193 >63 bis <300 85 60 20
194 >63 bis <300 85 60 30
195 >63 bis <300 85 60 40
196 >63 bis <300 85 60 50
197 >63 bis <300 85 60 60
198 >63 bis <300 85 60 70
199 >63 bis <300 85 60 80
200 >63 bis <300 85 60 90 la >63 bis <280 70 20 5
2a >63 bis <280 70 20 10
3a >63 bis <280 70 20 20
4a >63 bis <280 70 20 30
5a >63 bis <280 70 20 40
6a >63 bis <280 70 20 50
7a >63 bis <280 70 20 60
8a >63 bis <280 70 20 70
9a >63 bis <280 70 20 80
10a >63 bis <280 70 20 90
IIa >63 bis <280 70 30 5
12a >63 bis <280 70 30 10
13a >63 bis <280 70 30 20
14a >63 bis <280 70 30 30
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16a >63 bis <280 70 30 50
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18a >63 bis <280 70 30 70 a >63 bis <280 70 30 80a >63 bis <280 70 30 90a >63 bis <280 70 40 5a >63 bis <280 70 40 10a >63 bis <280 70 40 20a >63 bis <280 70 40 30a >63 bis <280 70 40 40a >63 bis <280 70 40 50a >63 bis <280 70 40 60a >63 bis <280 70 40 70a >63 bis <280 70 40 80a >63 bis <280 70 40 90a >63 bis <280 70 50 5a >63 bis <280 70 50 10a >63 bis <280 70 50 20a >63 bis <280 70 50 30a >63 bis <280 70 50 40a >63 bis <280 70 50 50a >63 bis <280 70 50 60a >63 bis <280 70 50 70a >63 bis <280 70 50 80a >63 bis <280 70 50 90a >63 bis <280 70 60 5a >63 bis <280 70 60 10a >63 bis <280 70 60 20a >63 bis <280 70 60 30a >63 bis <280 70 60 40a >63 bis <280 70 60 50a >63 bis <280 70 60 60a >63 bis <280 70 60 70a >63 bis <280 70 60 80a >63 bis <280 70 60 90a >63 bis <280 75 20 5a >63 bis <280 75 20 10a >63 bis <280 75 20 20a >63 bis <280 75 20 30a >63 bis <280 75 20 40a >63 bis <280 75 20 50 57a >63 bis <280 75 20 60
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110a >63 bis <280 80 20 90 lila >63 bis <280 80 30 5
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151a >63 bis <280 85 20 5
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155a >63 bis <280 85 20 40
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161a >63 bis <280 85 30 5
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170a >63 bis <280 85 30 90 171a >63 bis <280 85 40 5
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200a >63 bis <280 85 60 90
Detaillierte Beschreibung
Die Herstellung von L-Aminosäuren, wie L-Lysin, L- Methionin, L-Threonin, L-Tryptophan, L-Valin, insbesonder L-Lysin wird durch fermentative Kultivierung eines Amino¬ säure überproduzierenden Bakterienstammes erreicht. Die Fermentation erfolgt bevorzugt mit coryneformen Bakterien insbesondere der Gattung Corynebacterium, besonders bevorzugt der Art Corynebacterium glutamicum, und /oder der Gattung Escherichia , besonders bevorzugt der Art Escherichia coli, durch ein sogenanntes fed-batch Verfahren (Zulaufverfahren) . Alternativ kann auch kontinuierlich oder diskontinuierlich im batch-Verfahren (Satzkultivierung) oder repea- ted-fed-batch Verfahren (repetitives Zulaufverfahren) die Fermentation mit dem Ziel der Produktion von L-Aminosäuren (insbesondere L-Lysin) durchgeführt werden. Das verwendete Fermentationsmedium ist an die Ansprüche der jeweiligen Produktionsstämme optimiert. Eine Zusammenfassung allgemei¬ ner Art über bekannte Kultivierungsmethoden ist im Lehrbuch von Chmiel (Bioprozesstechnik 1. Einführung in die Bioverfahrenstechnik (Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, 1991)) oder im Lehrbuch von Storhas (Bioreaktoren und periphere Einrichtungen (Vieweg Verlag, Braunschweig/ Wiesbaden, 1994)) verfügbar.
Das zu verwendende Kulturmedium beziehungsweise Fermentati¬ onsmedium muss in geeigneter Weise den Ansprüchen der jeweiligen Stämme genügen. Beschreibungen von Kulturmedien verschiedener Mikroorganismen sind im Handbuch "Manual of Methods for General Bacteriology" , der American Society for Bacteriology (Washington D. C, USA, 1981) enthalten. Die Begriffe Kulturmedium und Fermentationsmedium beziehungsweise Medium sind gegenseitig austauschbar.
Als Kohlenstoffquelle können Zucker und Kohlehydrate wie z.B. Glucose, Saccharose, Laktose, Fructose, Maltose, Me¬ lasse, Saccharose-haltige Lösungen aus der Zuckerrüben- o- der Zuckerrohrherstellung, Stärke, Stärkehydrolysat und Cellulose, Öle und Fette, wie zum Beispiel Sojaöl, Sonnen¬ blumenöl, Erdnussöl und Kokosfett, Fettsäuren, wie zum Bei¬ spiel Palmitinsäure, Stearinsäure und Linolsäure, Alkohole wie zum Beispiel Glycerin, Methanol und Ethanol und organi¬ sche Säuren, wie zum Beispiel Essigsäure verwendet werden. Diese Stoffe können einzeln oder als Mischung verwendet werden . Als Stickstoffquelle können organische Stickstoff-haltige Verbindungen wie Peptone, Hefeextrakt, Fleischextrakt, Malzextrakt, Maisquellwasser, Sojabohnenmehl und Harnstoff oder anorganische Verbindungen wie Ammoniak, Ammoniumsul¬ fat, Ammoniumphosphat, Ammoniumcarbonat und Ammoniumnitrat, bevorzugt Ammoniak oder Ammoniumsulfat verwendet werden. Die Stickstoffquellen können einzeln oder als Mischung verwendet werden.
Als Phosphorquelle können Phosphorsäure, Kaliumdihydrogen- phosphat oder Dikaliumhydrogenphosphat oder die entspre¬ chenden Natrium-haltigen Salze verwendet werden.
Das Kulturmedium muss weiterhin Salze beispielsweise in Form von Sulfaten von Metallen wie beispielsweise Natrium, Kalium, Magnesium, Calcium und Eisen enthalten, wie zum Beispiel Magnesiumsulfat oder Eisensulfat, die für das Wachstum notwendig sind. Schließlich können essentielle Wuchsstoffe wie Aminosäuren beispielsweise Homoserin und Vitamine beispielsweise Thiamin, Biotin oder Pantothensäure zusätzlich zu den oben genannten Stoffen eingesetzt werden. Dem Kulturmedium können überdies geeignete Vorstufen der jeweiligen Aminosäure zugesetzt werden. Die genannten Einsatzstoffe können zur Kultur in Form eines einmaligen Ansatzes hinzugegeben oder in geeigneter Weise während der Kultivierung zugefüttert werden.
Zur pH-Kontrolle der Kultur werden basische Verbindungen wie Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Ammoniak beziehungs¬ weise Ammoniakwasser bevorzugt Ammoniak oder Ammoniakwasser oder saure Verbindungen wie Phosphorsäure oder Schwefelsäu¬ re in geeigneter Weise eingesetzt. Der pH wird im Allgemei¬ nen auf einen Wert von 6,0 bis 9,0 vorzugsweise 6,5 bis 8 eingestellt .
Zur Kontrolle der Schaumentwicklung können Antischäummit- tel, wie zum Beispiel Fettsäurepolyglykolester eingesetzt werden. Zur Aufrechterhaltung der Stabilität von Plasmiden können dem Medium gegebenenfalls geeignete selektiv wirkende Stoffe, wie zum Beispiel Antibiotika hinzugefugt werden. Um aerobe Bedingungen aufrechtzuerhalten, werden Sauerstoff oder Sauerstoff-haltige Gasmischungen, wie zum Beispiel Luft in die Kultur eingetragen. Die Verwendung von Flüssigkeiten, die mit Wasserstoffperoxid angereichert sind, ist ebenfalls möglich.
Gegebenenfalls wird die Fermentation bei Überdruck, bei¬ spielsweise bei einem Druck von 0,03 bis 0,2 MPa, gefahren. Die Temperatur der Kultur liegt normalerweise bei 20 °C bis 45 °C und vorzugsweise bei 25 °C bis 40 °C. Bei batch- Verfahren wird die Kultivierung solange fortgesetzt, bis sich ein Maximum der gewünschten Aminosäure gebildet hat. Dieses Ziel wird normalerweise innerhalb von 10 Stunden bis 160 Stunden erreicht. Bei kontinuierlichen Verfahren sind längere Kultivierungszeiten möglich. Um entsprechend große Produktionsfermentervolumina von mehreren hundert Kubikme¬ tern zu fermentieren sind mehrere vorgeschaltete Anzucht- fermenterschritte mit sukzessive zunehmendem Kesselvolumen notwendig .
Beispiele für geeignete Fermentationsmedien finden sich unter anderem in den Patentschriften US 5,770,409, US
5,840,551 und US 5,990,350, US 5,275,940 oder US 4,275,157. Weitere Beispiele für Fermentationsmedien finden sich bei Ozaki und Shiio (Agricultural and Biological Chemistry 47(7), 1569-1576, 1983) und Shiio et al . (Agricultural and Biological Chemistry 48(6), 1551-1558, 1984). Methoden zur Bestimmung von L-Lysin und anderer L-Aminosäuren sind aus dem Stand der Technik bekannt. Die Analyse kann zum Bei¬ spiel so wie bei Spackman et al . (Analytical Chemistry, 30, (1958), 1190) beschrieben durch Anionenaustausch- Chromatographie mit anschließender Ninhydrin- Derivatisierung erfolgen, oder sie kann durch reversed pha- se HPLC erfolgen, so wie bei Lindroth et al . (Analytical Chemistry (1979) 51: 1167-1174) beschrieben.
Die auf diese Weise hergestellte Fermentationsbrühe wird anschließend erfindungsgemäß weiterverarbeitet.
Unter einer Fermentationsbrühe versteht man ein Fermentati¬ onsmedium, in dem ein Mikroorganismus für eine gewisse Zeit und bei einer gewissen Temperatur kultiviert wurde. Das Fermentationsmedium beziehungsweise die während der Fermentation eingesetzten Medien enthält/enthalten sämtliche Substanzen beziehungsweise Komponenten, die eine Vermehrung des Mikroorganismus und eine Bildung der gewünschten Amino¬ säure sicherstellt.
Bei Abschluss der Fermentation enthält die entstandene Fer¬ mentationsbrühe dementsprechend die infolge der Vermehrung der Zellen des Mikroorganismus (z.B. coryneformes Bakteri¬ um) entstandene Biomasse (= Zellmasse) des Mikroorganismus und die im Laufe der Fermentation gebildete L-Aminosäure (insbesondere L-Lysin) , die im Laufe der Fermentation gebildeten organischen Nebenprodukte und die durch die Fermentation nicht verbrauchten Bestandteile des/der eingesetzten Fermentationsmediums/ Fermentationsmedien bezie¬ hungsweise der Einsatzstoffe wie beispielsweise Vitamine wie Biotin, Aminosäuren wie Homoserin oder Salze wie Magnesiumsulfat .
Zu den organischen Nebenprodukten gehören Stoffe, die von den bei der Fermentation eingesetzten Mikroorganismen gegebenenfalls neben dem Zielprodukt erzeugt und gegebenenfalls ausgeschieden werden. Hierzu zählen andere L-Aminosäuren, die im Vergleich zur erwünschten L-Aminosäure (insbesondere L-Lysin) weniger als 30 %, 20 % oder 10 % ausmachen. Hierzu gehören weiterhin organische Säuren, die ein bis drei Car- boxyl-Gruppen tragen wie zum Beispiel Essigsäure, Milchsäu¬ re, Zitronensäure, Apfelsäure oder Fumarsäure. Schließlich gehören dazu auch Zucker wie zum Beispiel Trehalose.
Typische für industrielle Zwecke geeignete Fermentations¬ brühen haben einen L-Aminosäuregehalt (insbesondere L- Lysingehalt) von 40 g/kg bis 180 g/kg oder 50 g/kg bis 150 g/kg. Der Gehalt an Biomasse (als getrocknete Biomasse) be¬ trägt im Allgemeinen 20 bis 50 g/kg in der Fermentations¬ brühe .
Die Biomasse verbleibt vollständig in der Fermentationsbrü¬ he, könnte aber auch teilweise aus ihr entfernt werden. Die Biomasse beziehungsweise die Biomasse enthaltende Fermenta¬ tionsbrühe wird während eines geeigneten Verfahrensschrit- tes thermisch inaktiviert. Im Falle dass die L-Aminosäure L-Lysin ist wird die nach der Fermentation erhaltene Fermentationsbrühe vor der Aufkonzentration vorzugsweise mit Schwefelsäure angesäuert und mit Natriumbisulfit versetzt was zur Stabilisierung und Aufhellung des Produktes genutzt wird .
Anschließend wird der Brühe mit bekannten Methoden wie z.B. mit Hilfe eines Rotationsverdampfers, Dünnschichtverdamp¬ fers, Fallfilmverdampfers, durch Umkehrosmose oder durch Nanofiltration Wasser entzogen beziehungsweise eingedickt oder konzentriert. Diese aufkonzentrierte Fermentationsbrü¬ he wird mittels Sprühgranulation in ein Granulat aufgearbeitet. Alternative Methoden um zum Produkt zu kommen sind Gefriertrocknung, Sprühtrocknung oder anderweitige Verfahren wie zum Beispiel zirkulierende Wirbelschicht. Anschlie¬ ßend wird aus dem erhaltenen Granulat durch Vermahlung ein Produkt mit der gewünschten Korngröße isoliert.
Im Falle dass die L-Aminosäure L-Lysin ist, wird die erhal¬ tene Fermentationsbrühe insbesondere weiterverarbeitet, in¬ dem ein Verfahren durchgeführt wird, das mindestens folgen¬ de Schritte umfasst: gegebenenfalls Messen des Verhältnisses von Sulfat zu L-Aminosäure (insbesondere L-Lysin) , anschließend gegebenenfalls Zusetzen von Ammoni¬ umsulfat und/oder Cornsteep Liquor, gegebenenfalls Zusetzen von Schwefelsäure,
Einstellen des pH-Wertes durch Zugabe von Schwefel¬ säure auf 4,0 bis 6,5, insbesondere 4,9 bis 5,1, wo¬ bei durch die Zugabe der Sulfat-haltigen Verbindung in den vorgenannten Schritten ein Sulfat/L- Aminosäure-Verhältnis von 0,85 bis 1,2, bevorzugt 0,9 bis 1,0 besonders bevorzugt >0,9 bis <0,95 in der Brühe eingestellt wird,
Aufkonzentrierung der Fermentationsbrühe durch Eindampfen; Entzug des Wassers aus dem Gemisch und Trocknung, wobei ein Granulat erhalten wird;
Einstellung der Partikelgröße, wobei ein Produkt er¬ halten wird, das zu mindestens 70 Gew.-% Partikel mit einer Korngröße von > 63 μιη bis < 300 μιτι, bevor¬ zugt > 63 μιη bis < 280 μιτι, enthält;
Beschichten der Partikel nach Erhalt des Granulats und/oder nach Einstellung der Partikelgröße mit einem genießbaren Öl, wobei Partikel erhalten werden, die ganz oder teilweise mit dem genießbaren beschichtet sind.
Unter Sulfat-haltigen Verbindungen im Sinne der oben genannten Verfahrensschritte sind insbesondere Ammoniumsulfat und Schwefelsäure gemeint. Auf diese Weise erhält man ein Produkt mit einem L-Aminosäure-Gehalt (insbesondere L- Lysin) von 10 bis 70 Gew.-% (berechnet als Aminosäure, be¬ zogen auf die Gesamtmenge) und im Falle, dass die L- Aminosäure L-Lysin ist, liegt L-Lysin in einem molaren Sulfat/L-Lysin-Verhältnis von mindestens 0,5, bevorzugt 0,6, 0,8, 0,9, 0,95, 1,0, 1,05, 1,1, 1,2, weiter bevorzugt von 0,85 bis 1,2 , bevorzugt 0,9 bis 1,1, besonders bevorzugt >0, 95 bis <1, 1 vor.
Das molare Sulfat/L-Lysin-Verhältnis V wird nach der For¬ mel: V = 2 x [S042~] / [L-Lysin] berechnet.
Diese Formel berücksichtigt die Tatsache, dass das S042~ Anion zweiwertig ist. Ein Verhältnis V = 1 bedeutet, dass ein stöchiometrisch zusammengesetztes Lys2(SC>4) vorliegt , während bei einem Verhältnis von V = 0,9 ein 10%iger Sul- fatunterschuss und bei einem Verhältnis von V = 1,1 ein 10%iger Sulfatüberschuss gefunden wird.
Es ist möglich, die Fermentation in Gegenwart einer solchen Menge von Ammoniumsulfat durchzuführen, dass nach Beendi¬ gung der Fermentation bereits ein Sulfat/L-Aminosäure- Verhältnis vorliegt, das im erfindungsgemäß beanspruchten Bereich liegt. Gegebenenfalls entfällt dann die Messung des L-Aminosäure/Sulfat-Verhältnisses . Die weitere Zugabe von Ammoniumsulfat ist dann gegebenenfalls auch nicht mehr er¬ forderlich .
Wird über die erfindungsgemäße pH-Wertabsenkung hinaus Säu¬ re zugesetzt, sind wegen der Pufferwirkung der in der Brühe enthaltenen Verbindungen erhöhte Mengen an Säure erforderlich, die dann zu einer unerwünschten Denaturierung und Auflösung der Zellen der coryneformen Bakterien führen können .
In einer erfindungsgemäßen Verfahrensvariante wird der Fermentationsbrühe eines oder mehrerer der Salze der schwefe¬ ligen Säure (Sulfite) ausgewählt aus der Gruppe Ammonium-, Alkali-, und Erdalkalisalz in einer Menge von 0,01 bis 0,5 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 0,3 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,1 bis 0,2 Gew.-% bezogen auf die Fermentationsbrühe zuge¬ setzt. Bevorzugt wird Alkalihydrogensulfit und besonders bevorzugt Natriumhydrogensulfit eingesetzt.
Die Sulfite, insbesondere Natriumhydrogensulfit werden be¬ vorzugt als Lösung vor der Aufkonzentration der Fermentationsbrühe zugesetzt. Die eingesetzte Menge wird bevorzugt bei der Einstellung des Sulfat-/L-Aminosäure-Verhältnisses berücksichtigt .
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von L- Aminosäuren (insbesondere L-Lysin) enthaltenden Futtermitteladditiven werden solche Vorgehensweisen bevorzugt, bei denen Produkte erhalten werden, die Bestandteile der Fermentationsbrühe enthalten.
Die Biomasse wird mindestens teilweise, vorzugsweise voll¬ ständig in der Fermentationsbrühe belassen. Gegebenenfalls wird die Biomasse beziehungsweise die Biomasse enthaltene Fermentationsbrühe während eines geeigneten Verfahrens¬ schrittes inaktiviert.
In einer bevorzugten Verfahrensweise wird die Biomasse nicht oder nur in geringfügigen Anteilen entfernt, sodass sämtliche (100 %) oder mehr als 70 %, 80 %, 90 %, 95 %, 99 % oder 99,9 % Biomasse im hergestellten Produkt verbleibt.
Vorzugsweise wird die erhaltene Fermentationsbrühe vor der Aufkonzentration mit Schwefelsäure angesäuert und gegebe¬ nenfalls mit Ammoniumsulfat versetzt. Schließlich kann die Brühe auch durch Zusatz von bevorzugt Natriumbisulfit (Nat¬ riumhydrogensulfit) oder einem anderen Salz beispielsweise Ammonium-, Alkalioder Erdalkalisalz der schwefligen Säure stabilisiert werden.
Die in der Fermentationsbrühe gelösten organischen Nebenprodukte und die gelösten nicht verbrauchten Bestandteile des Fermentationsmediums (Einsatzstoffe) bleiben mindestens teilweise (> 0 %) , bevorzugt zu mindestens 25 %, besonders bevorzugt zu mindestens 50 % und ganz besonders bevorzugt zu mindestens 75 % im Produkt. Gegebenenfalls bleiben diese auch vollständig (100 %) oder nahezu vollständig das heißt > 95 % oder > 98 % im Produkt. In diesem Sinne bedeutet der Begriff "Fermentationsbrühebasis", dass ein Produkt mindes¬ tens einen Teil der Bestandteile der Fermentationsbrühe enthält .
Anschließend wird der Brühe mit bekannten Methoden wie Er¬ hitzen bzw. Aufheizen z.B. mit Hilfe eines Rotationsverdampfers, Dunnschichtverdampfers oder Fallfilmverdampfers, oder durch Umkehrosmose oder Nanofiltration Wasser entzogen beziehungsweise eingedickt bzw. aufkonzentriert . Diese auf¬ konzentrierte Brühe kann anschließend durch Methoden der Gefriertrocknung, der Sprühtrocknung, der Sprühgranulation oder durch anderweitige Verfahren wie zum Beispiel in der zirkulierenden Wirbelschicht gemäß WO 2005/006875 beschrie¬ ben, zu rieselfähigen, feinteiligen oder grobkörnigen Produkten insbesondere zu Granulat aufgearbeitet werden. Gege¬ benenfalls wird aus dem erhaltenen Granulat durch Sieben oder Staubabtrennung ein Produkt mit der gewünschten Korngröße isoliert.
Es ist ebenfalls möglich, ein feinteiliges Pulver oder grobkörniges Produkt direkt d.h. ohne vorherige Aufkonzent- rierung durch Sprühtrocknung oder Sprühgranulation aus der erfindungsgemäß behandelten Fermentationsbrühe zu gewinnen.
Das rieselfähige, feinteilige Pulver kann wiederum durch geeignete Kompaktier- oder Granulierverfahren in ein grobkörniges, gut rieselfähiges, lagerbares und weitgehend staubfreies Produkt überführt werden.
Die Granulate sind z.B. herstellbar nach den Verfahren gemäß EP-B 0 615 693 oder EP-B 0 809 940, US 5 840 358 oder WO 2005/006875 oder WO 2004/054381.
Unter "rieselfähig" versteht man Pulver, die aus einer Serie von Glasauslaufgefäßen mit verschieden großen Auslauföffnungen mindestens aus dem Gefäß mit der Öffnung 5 mm (Millimeter) ungehindert auslaufen (Klein: Seifen, Öle, Fette, Wachse 94, 12 (1968)).
Bevorzugt sind Produkte mit einem Anteil von >= 70, 75, 80, 90, 95, 97 Gew.-% einer Korngröße von > 63 ym bis < 300 ym oder einem Anteil von >= 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97 Gew.-% einer Korngröße von > 63 bis < 280 ym oder einem Anteil von >= 70, 75, 80, 85, 90, 95, 97 Gew.-% einer Korngröße von >100 bis < 300 ym Durchmesser. Der Anteil an Staub d.h. Partikeln mit einer Korngröße < 63 ym liegt bevorzugt bei 25 Gew.-% oder weniger, 15 Gew.-% oder weniger, 10 Gew.-% oder weniger, 5 Gew.-% oder weniger, 3 Gew.-% oder weniger, 2 Gew.-%, 0 bis 1 Gew.-%, 0,5 Gew.-% oder weniger.
Die Schüttdichte der bevorzugten Produkte beträgt im Allge¬ meinen 500 bis 650 kg/m3.
Vorteilhaft bei der Granulation oder Kompaktierung ist der Einsatz von üblichen organischen oder anorganischen Hilfsstoffen, beziehungsweise Trägern wie Stärke, Gelatine, Cel- lulosederivaten oder ähnlichen Stoffen, wie sie üblicherweise in der Lebensmittel- oder Futterverarbeitung als Binde-, Gelier-, oder Verdickungsmittel Verwendung finden, o- der von weiteren Stoffen wie zum Beispiel Kieselsäuren, Silikaten (EP-A 0 743 016) oder Stearaten. Weiterhin ist es vorteilhaft die Oberfläche der erhaltenen Granulate mit Ölen zu versehen, so wie es in der WO
04/054381 beschrieben ist. Als Öle können pflanzliche Öle oder Mischungen pflanzlicher Öle verwendet werden. Beispiele für derartige Öle sind Sojaöl, Olivenöl, So- j aöl/Lecithingemische . Durch die Behandlung der Oberflächen mit den genannten Ölen erzielt man eine erhöhte Abriebfes¬ tigkeit des Produktes und eine Verringerung des Stauban¬ teils. Der Gehalt an Öl im Produkt beträgt 0,02 bis 2,0 Gew.-%, bevorzugt 0,02 bis 1,0 Gew.-%, und ganz besonders bevorzugt 0,2 bis 1,0 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge des Futtermitteladditives.
Alternativ kann das Produkt aber auch auf einen in der Futtermittelverarbeitung bekannten und üblichen organischen oder anorganischen Trägerstoff wie zum Beispiel Kieselsäu¬ ren, Silikate, Schrote, Kleien, Mehle, Stärken, Zucker oder andere aufgezogen und/oder mit üblichen Verdickungs- oder Bindemitteln vermischt und stabilisiert werden. Anwendungs¬ beispiele und Verfahren hierzu sind in der Literatur (Die Mühle + Mischfuttertechnik 132 (1995) 49, Seite 817) beschrieben .
Schließlich kann das Produkt auch durch Beschichtungsver- fahren ("Coating") mit Filmbildnern wie beispielsweise Me- tallcarbonate, Kieselsäuren, Silikate, Alginate, Stearate, Stärken, Gummis und Celluloseether, wie in der DE-C 41 00 920 beschrieben, veredelt werden.
Zur Einstellung einer gewünschten L-Aminosäure- Konzentration im Produkt kann je nach Anforderung während des Verfahrens die L-Aminosäure in Form eines Konzentrates oder gegebenenfalls einer weitgehend reinen Substanz bezie¬ hungsweise deren Salz in flüssiger oder fester Form hinzugefügt werden. Diese können einzeln oder als Mischungen zur erhaltenen oder aufkonzentrierten Fermentationsbrühe, oder auch während des Trocknungs- oder Granulationsprozesses hinzugefügt werden. Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten festen Produkte sind bevorzugt Granulate und haben unter anderem folgende Eigenschaften: In der Ausführungsform, wobei die L-Aminosäure L-Lysin ist, haben sie einen pH-Wert von 3,5 bis 6,5, insbesondere 4,0 bis 5,0, bevorzugt 4,2 bis 4,8 gemessen in wässriger Sus¬ pension. Für die pH-Messung wird eine 10 Gew.-%ige Suspension in entionisiertem Wasser hergestellt und der pH bei 25°C mit einer pH-Elektrode gemessen. Der Messwert stellt sich nach ca. 1 Minute konstant ein.
Sie haben einen L-Aminosäuregehalt (insbesondere L-Lysin, gerechnet als Lysinbase) von 10 Gew.-% bis 70 Gew.-%, be¬ vorzugt 30 bis 60 Gew.-% oder 30 bis 65 Gew.-% und ganz be¬ sonders bevorzugt von 40 Gew.-% bis 60 Gew.-% oder 40 Gew.- % bis 65 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge des Produkts.
Im Allgemeinen liegt der Wassergehalt zwischen 0,1 Gew.-% und maximal 5 Gew.-%. Der Wassergehalt beträgt bevorzugt maximal 4% Gew.-%, besonders bevorzugt maximal 3% Gew.-% und ganz besonders bevorzugt maximal 2,5 Gew.-%. Wassergeh¬ alte von maximal 2 Gew.-% sind ebenfalls möglich.
Figurenbeschreibung
Fig. 1: Einsparung in den Herstellkosten von Aqua- Futtermitteln bei Verwendung von Lysin aus Produkt gemäß Erfindung (Lysin-Sulfat ) anstelle von Lysin HCl.
Fig. 2: Variationskoeffizient als Kenngröße der Homogenität in Mischungen gleicher Aqua-Futtermittelzusammensetungen bei Verwendung von L-Lysin unterschiedlicher Herkunft (Produkte und Hersteller in folgender Tabelle genannt) .
Figure imgf000034_0001
Fig. 3: Partikelgrößenverteilung des Produktes nach beschriebener Herstellmethode ohne Zugabe von Sojaöl als Be- schichtungsmittel .
Im Diagramm dargestellt sind die Summenverteilung (Q3 (x) ) und die Dichteverteilung (q3 (x) ) aus der Partikelgrößenana¬ lyse. Die Summenverteilungskurve Q3 (x) gibt die normierte Menge aller Partikel mit einem Äquivalentdurchmesser kleiner gleich x an: (Q3(xi)= mi/m) . Die Dichteverteilung q3 (x) ist der Quotient aus dem Mengenanteil Q3 der Partikel in einem Äquivalentdurchmesserintervall und der dazugehörigen Differenz der oberen und unteren Grenze des Äquivalentdurchmesserintervalls, oder auch die erste Ableitung der Summenverteilungskurve Q3 (x) . q3 (x) = dQ3(x)/dx.
Fig. 4: Partikelgrößenverteilung des Produktes nach beschriebener Herstellmethode bei Zugabe von 0,22% Sojaöl als Beschichtungsmittel (Bedeutung Q3, q3 analog Fig. 3) .
Fig. 5: Partikelgrößenverteilung des Produktes nach beschriebener Herstellmethode bei Zugabe von 0,44% Sojaöl als Beschichtungsmittel (Bedeutung Q3, q3 analog Fig. 3) . Fig. 6: Wiederfindungsrate für L-Lysin zu den Versuchen mit verbesserter hydrothermaler Stabilität während des Futtermittel-Produktionsprozesses durch Extrusion.
Fig. 7: Wiederfindungsrate für L-Lysin zu den Versuchen mit verbesserter hydrothermaler Stabilität während des Futtermittel-Produktionsprozesses durch Pelletierung.
Fig. 8: Vergleich von kommerziell erhältlichem Lysinsulfat auf Fermentationsbrühebasis und Lysin-HCl in Futtermittel¬ mischungen in Bezug auf die Gewichtszunahme gefütterter Fo¬ rellen
Fig.9: Wachstumseffekt in Fütterungsversuchen mit Regenbo¬ genforellen bei verschiedenen Lysinsupplementierungen aus erfindungsgemäßem körnigen Futtermitteladditiv (FA) oder Lysin-HCl als Lysinquelle.
Figur 10: Wachstumseffekt in Fütterungsversuchen mit Regenbogenforellen bei verschiedenen Lysinmengen aus erfindungsgemäßem körnigen Futtermitteladditiv (FA) oder Lysin-HCl als Lysinquelle.
Figur 11 : Leachingverhalten von erfindungsgemäßem körnigen Futtermitteladditv und kommerziell erhältlichem Lysinsulfat basierend auf Fermentationsbrühebasis in extrudiertem
Fischfutter (Dauer des Tests 30 min bei 30 ppt Salinität) .
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispie¬ le näher erläutert, ohne dass diese die Erfindung in ir¬ gendeiner Weise beschränken. Beispiel 1: Fermentation und Granulation.
In einem Fermentationsbehälter mit Rührwerk und Belüftungssystem wurden 150 kg einer sterilen Lösung folgender Zusammensetzung vorgelegt:
Tabelle 1.1:
Figure imgf000036_0001
Dieser Lösung wurden bei 33 bis 35°C 12 1 einer im gleichen Fermentationsmedium, aber in einem separaten Fermentationsbehälter angezogenen Impfkultur eines L-Lysin produzierenden Corynebacteriums zugesetzt. Innerhalb von 40 Stunden wurden 77 1 einer sterilen Lösung zudosiert, die vor der Neutralisation auf pH 7,5 folgende Zusammensetzung hatte:
Tabelle 1.2:
Figure imgf000036_0002
Während der gesamten Fermentationsperiode wurde der pH-Wert mittels Ammoniaklösung zwischen 7,0 und 7,5 gehalten. Die Rührerdrehzahl wurde auf 600 UpM und die Belüftungsrate auf 0,5 bis 0,7 vvm eingestellt.
Am Ende der Fermentationsperiode wurden 275 kg einer rohen Fermentationsbrühe mit einem Feststoffgehalt von 34,1 kg, einem Gehalt an L-Lysinbase von 15,5 kg und einem Gehalt an Zucker von 0,71 kg erhalten. Die Mikroorganismen wurden thermisch abgetötet.
In der Fermentationsbrühe wurde durch Zugabe von Ammoni¬ umsulfat mittels einer 37 prozentigen Lösung das Sulfat/L- Lysin-Verhältnis V auf ca. 0,90 (bezogen auf die Trocken¬ masse) erhöht. Anschließend wurde durch Zugabe von konzen¬ trierter Schwefelsäure der pH-Wert auf ca. 5,1 eingestellt. Hierdurch erhöhte sich das Sulfat/L-Lysin-Verhältnis V auf ca. 0,92 (bezogen auf die Trockenmasse) . Der Gehalt an L- Lysin in der Trockenmasse sank aufgrund des Verdünnungsef¬ fektes auf einen Wert von 55,4 Gew.-%.
Die Fermentationsbrühe wurde anschließend auf ca. 60 °C er¬ hitzt, unter Vakuum aufkonzentriert und anschließend granu¬ liert .
Das erhaltene Fermentationskonzentrat besaß einen Wasser¬ gehalt von ca. 53 %, einen Gehalt an L-Lysinbase von ca. 24 %, einen Gehalt an Zucker von ca. 1 %, einen Gehalt an Bio¬ masse von ca. 10 % und einen Rest aus sonstigen Fermentati¬ onsnebenprodukten und Mineralstoffen.
Beispiel 2: Granulation des konzentrierten Fermentations- produktes .
In einer Wirbeschichtgranulations-Trocknungsanlage, ausge¬ rüstet mit einem Anströmboden von ca. 400 mm Durchmesser und in die Wirbelschicht integriertem zweiflügligen Verdichter von 150 mm Durchmesser, wurden 30 kg Granulat als Startfüllung vorgelegt. Der Verdichter wurde mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 20 m/s betrieben. Die Wirbel- Schicht wurde mit Heißluft von etwa 210°C als Trocknungs¬ und Fluidisierungsmittel beaufschlagt und es wurden konti¬ nuierlich über eine Zweistoffdüse ca. 60 kg/h das Konzent¬ rat der Lysin-Fermentation aus Beispiel 1 eingedüst. Nach etwa 4 bis 5 Stunden wurde ein stationärer Betriebszustand erreicht wobei kontinuierlich ein Granulat mit folgenden Produktparametern ausgeschleust werden konnte.
Die Produkteigenschaften eines in stationärer Fahrweise erhaltenen Granulats werden in der Tabelle 3 zusammengefasst .
Tabelle 2.1:
Feuchte 3 %
Schüttdichte 690 kg/m3
Stampfdichte 710 kg/m3
10 Gew.-% < 900 ym
Partikelgrößenverteilung 50 Gew.-% < 1200 ym
90 Gew.-% < 1550 ym
Abrieb
Erweka-Friabilator, 50 0,2%
g, 20 min, 20Upm, 400ym
Sieb
Partikelbruchfestigkeit 2,5-7 N
Der Gehalt an L-Lysin in dem erhaltenen Produkt betrug 52,7 Gew.-%. Der Restwassergehalt in dem Produkt betrug ca. 2 Gew.-%. Der Lysinverlust betrug somit ca. 2,4 Gew.-%.
Der Biomassegehalt betrug 10 Gew.-%.
Beispiel 3: Einstellung der Partikelgröße
Zur Einstellung der Partikelgröße des aus Beispiel 2 erhal¬ tenen Granulats wurden 200 kg davon in einen Walzenbrecher des Typs Kleinmahlanlage WPB 2/3 der Firma Merz Aufberei¬ tungstechnik gegeben. Die Anlage war mit einem Beschickungstrichter, Vibrationsförderer, und einem Ablassrohr ausgerüstet . Für die Vermahlung wurde der Mahlspalt auf 0,2 bis 0,3 mm eingestellt. Bei den verwendeten Walzen handelte es sich um gebrauchte Walzen, sodass der Mahlspalt im mittleren Be¬ reich der Walze 0,3 mm und in den Endbereichen der Walze 0,2 mm betrug. Die Differentialgeschwindigkeit der Walzen wurde auf 0,5 eingestellt, was bedeutet, dass sich eine Walze doppelt so schnell drehte wie die Gegenwalze. Es wur¬ den Walzen mit glatter Oberfläche ohne Profil verwendet. Die Zuführrate wurde auf 65 kg/h und die Geschwindigkeit der Walzen wurde auf 8 m/s (Walze Nr. 1) und 2 m/s (Walze Nr. 2) eingestellt.
Das erhaltene Granulat wurde auf die Partikelgröße über¬ prüft (Beispiel 4) .
Beispiel 4: Bestimmung der Partikelgrößenverteilung (Siebanalyse)
Die Bestimmung der Partikelgrößenverteilung von gemahlenen Substanzen erfolgte mit Hilfe einer strömungsgünstigen Siebanalyse. Dabei wurde das Material nur durch einen Luft¬ strom bewegt, wodurch Partikelabrieb größtmöglich vermieden wurde. Das gesamte Partikelgrößenbereich wurde sukzessive durch einen Satz verschiedener Siebe mit unterschiedlichen Siebmaschenweiten bestimmt.
Als Luftstrahlsiebmaschine wurde eine Hosokawa Alpine, Typ 200 LS-N mit passendem Siebsatz (V^A-Typ) verwendet. Die verwendeten Siebsätze wiesen Maschenweiten von 20, 32, 45, 63, 100, 150, 200, 250, 280, 300, 400, 500, 600, 630, 710, 800, 1000, 1180, 1400, 1600 und 2000 ym auf (DIN ISO 3310) .
In der Luftstrahlsiebmaschine wird das Produkt auf dem Sieb durch den Luftstrom hochgewirbelt, wobei die Düse im Kreis fährt und durchs Sieb bläst. Im Topf des Gerätes ist eine Absaugung angebracht, durch die das feine Produkt welches durch das Sieb fällt, abgesaugt wird.
Als Antistatikum wurde 0,5% Alumina C (Degussa-Hüls, jetzt Evonik) entsprechend des Probengewichts zugegeben. AluminaC ist amorph und passiert auch das kleinste in diesem Versuch verwendete Sieb mit einer Maschenweite von 20 ym.
Versuchsdurchführung
25 g des zu analysierenden Materials wurden abgewogen und auf dem Sieb mit der feinsten Siebmaschenweite platziert. Das Sieb mit der Probe wurde in die Siebmaschine einge¬ bracht, der Deckel verschlossen und anschließend für 3 min der Siebvorgang durchgeführt. Der verbleibende Rest wurde gewogen und quantitativ mit einem Pinsel auf das Sieb mit der nächsten Siebmaschenweite transferiert.
Anschließend wurden die Schritte des Verfahrens wiederholt.
Die elektrostatische Aufladung der Probe wurde durch Zugabe von 0,5 Gew.-% Alumina C (Degussa-Hüls, jetzt Evonik) bezo¬ gen auf das jeweilig verbliebene Probengewicht vermieden. AluminaC ist amorph und passiert auch das Sieb mit der kleinsten Maschenweite von 20 ym. Nach 2-3 Umdrehungen der Düse ist das Produkt entladen.
Berechnung
Die Siebanalyse beschreibt den Prozentsatz der einzelnen Siebfraktionen bezogen auf die Anfangsmenge (25 g = 100 %) .
Der prozentuale Anteil je Siebfraktion berechnet sich wie folgt :
Fraktion = Durchgang (g) x 100 / W (g) [%] W - Anfangsgewicht der Probe
(Für die Berechnung des Rests ist die Menge an zugesetztem Antistatikum vernachlässigbar) . Das aus Beispiel 3 erhaltene Granulat wurde hinsichtlich der Partikelgröße überprüft, wobei das in der Tabelle 4 ge¬ zeigte Ergebnis erhalten wurde.
Tabelle 4.1:
Figure imgf000041_0001
Die Partikelgrößenverteilung wird zudem in Figur 3 veranschaulicht. Der Biomassegehalt betrug 10 Gew.-%.
Beispiel 5 : Beschichtung der Partikel mit Öl
Zur Beschichtung des aus Beispiel 3 erhaltenen Granulats mit Öl wurde das Granulat in einen Ruberg Mischer Typ HM 50 gegeben. Als Öl wurde ein in Lebensmittelgeschäften kommerziell erhältliches Sojaöl verwendet. Das Sojaöl wurde über eine konische Hohldüse (Typ 121, 1,2 mm, Streukegel 90° der Firma Düsen-Schlick GmbH) mit einem relativen Druck von 400.000 Pa mit Stickstoff in den Mischer eingedüst und bei 75 UpM gemischt. Es wurden verschiedene Versuche mit unter¬ schiedlichen Mengen an Sojaöl durchgeführt. Die Menge an Sojaöls bezogen auf das Granulat betrug 0,22 bzw. 0,44 Gew . -% .
Die Überprüfung der Partikelgrößenverteilung des erhaltenen Produktes ergab das in der Tabelle 5 gezeigte Ergebnis. Tabelle 5.1
Figure imgf000042_0001
Die Partikelgrößenverteilung des Granulats wird weiterhin in Figur 4 (Granulat beschichtet mit Sojaöl: 0,22%) und Fi¬ gur 5 (Granulat beschichtet mit Sojaöl: 0,44%) dargestellt.
Beispiel 6 : Staubbildung während des Vermahlens
Die Vermahlung des Granulats aus Beispiel 2 erhaltenen Gra¬ nulats wurde wie in Beispiel 3 beschrieben durchgeführt, wobei zusätzlich eine Ventilierung installiert war, um den Staubanteil am Auslass der Mühle abzufangen. Die Definition des Staubanteils erfolgte für die Zwecke der vorliegenden Erfindung für Partikel mit einer Partikelgröße < 63 ym. Diese Fraktion wurde nach Siebung gravimetrisch bestimmt. Dabei wurde festgestellt, dass der Staubanteil des gemäß Beispiel 2 erhaltenen Produktes 7,5 % betrug.
Für den „Staub Test" sind zahlreiche Methoden verfügbar um Staub zu definieren oder zu bestimmen. Häufig wird die Partikelfraktion < 63 ym als Staub definiert, wobei diese De¬ finition auf einem gravimetrischen Test basiert. Gravimet- rische Testgeräte sind beispielsweise der „Heubach-Test" oder die Staubmessung nach "Groschopp". Diese Testgeräte liefern umfangreiche Ergebnisse über Staub, quantitativ wie auch qualitativ.
Beispiel 7 : Vorteilhafte Eigenschaften des Granulats enthaltend Lysin-Sulfat gegenüber Lysin HCl
Als Lysinquelle für Futtermittel wurde in der Vergangenheit Lysin HCl verwendet welches durch Ionentauscherschritte hoch aufgereinigt ist.
Im vorliegenden Versuch enthält das Granulat L-Lysin in Form von L-Lysinsulfat , das direkt durch fermentative Her¬ stellung ohne Entfernung der Biomasse, mit anschließender Aufkonzentrierung und Trocknung (durch Sprühgranulation o- der Sprühtrocknung) erhalten wird. 74 Gew.-% des Granulates weisen eine Partikelgrößenverteilung von > 63 bis <300 ym auf .
In Figur 1 ist der Kostenvorteil in US-Dollar pro Tonne Futtermittel bei Verwendung des Granulats gemäß der vorlie¬ genden Erfindung im Vergleich zur Verwendung von Lysin HCl bei der Herstellung von Lachs- und Garnelenfutterherstel¬ lung dargestellt.
Beispiel 8: Verbesserte Mischbarkeit des Granulats
Kommerziell auf dem Markt erhältliche Lysin-haltige Futter¬ mitteladditive haben durch ihre Partikelgrößenverteilung nur eine schlechtere statistische Verteilung im fertigen Futtermittel was durch die im Verhältnis zum fertigen Fut¬ termittel geringe Einsatzmenge begründet ist. Dadurch, dass erfindungsgemäß mindestens 70 Gew.-% der Partikel einen Korngrößendurchmesser von > 63 μιη bis < 300 μιη aufweisen , wurde eine deutlich bessere statistische Verteilung des Ly- sins im fertigen Futtermittel festgestellt. In Figur 2 ist der Variationskoeffizient für das Granulat gemäß der vor¬ liegenden Erfindung im Vergleich zu Granulaten des Standes der Technik enthaltend Lysinsulfat (Produkt B und C) , bzw. Lysin HCl (Produkt A) dargestellt. In Produkt A wiesen 68 Gew.-% der Partikel einen Korngrößendurchmesser von 500 ym bis 1180ym (80 Gew.-% einen Korngrößendurchmesser von 300 ym bis 1180 ym) auf. In Produkt B wiesen 94 Gew.-% der Partikel einen Korngrößendurchmesser von 710 ym bis 1400ym auf. In Produkt C wiesen 91 Gew.-% der Partikel einen Korngrößendurchmesser von größer 710ym (75 Gew.-% einen Korngrößendurchmesser von 710 ym bis 1400 ym) auf.
Durchführung der Experimente
Die homogene Verteilung eines Futtermittels in einem Misch¬ futteransatz wurde in einem sogenannten „Mixer Profile Test" untersucht und diente auch der Überprüfung von Mi¬ schereigenschaften. Der Wert „coefficient of Variation"
(CV) wurde benutzt, um die Gleichförmigkeit / Homogenität einer Futtermischung zu beschreiben. CV (in %) ist das Verhältnis der Standardabweichung (SD) und des Mittelwertes
(mean) des charakterisierenden Wertes (beispielsweise Konzentration des zugesetzten Futtermitteladditivs) multipli¬ ziert mit 100. Der Wert CV wird hauptsächlich durch die physikalischen und chemischen Eigenschaften eines jeden Bestandteils beeinflusst. Je kleiner der „coefficient of Va¬ riation (CV) " ist umso besser ist die Homogenität.
Die für die Durchführung der Experimente verwendeten Apparate sind eine Waage, ein Mischer (z.B. Ein-Wellen- Bandschneckenmischer) , ein Probennehmer und geeignete analytische Apparate zur Bestimmung des zu untersuchenden Futtermitteladditivs im finalen Futtermittel.
Das Mischfutter wird ohne Zusatz des Futtermitteladditivs in den Mischer gefüllt. Anschließend wird das entsprechende Futtermitteladditiv in der zu untersuchenden Zugabemenge zugefügt, wobei das optimale Füllvolumen bei 75-90% des Mischervolumens liegt.
Die Mischzeit in dem Bandschneckenmischer lag bei 4 min. Es wurden 8 bis 10 Proben am Auslass des Mischers genommen.
Die Berechnung erfolgte nach folgender Formel: SD x 100
CV[%] :
mean
SD = Standardabweichung (Standard deviation) mean = Mittelwert der analytischen Ergebnisse aller analy¬ sierten Proben
Gültig für die Bewertung der kommerziellen Qualität eines Mischfutters :
CVmiX < 5% exzellente Homogenität, geringe analytische Ab¬ weichung
CVmiX 5 - 10% akzeptable Homogenität und analytische Abwei¬ chung
CVmiX > 10% schlechte Homogenität und/oder große analytische Abweichung
Messung der Homogenität:
Besondere Aufmerksamkeit musste darauf verwendet werden si¬ cherzustellen, dass die 10 genommenen Proben repräsentativ die komplette Variation in der Mischung repräsentierten. Probenahmefehler können später nicht im Analytiklabor korrigiert werden. Die Probenahme am Mischerauslass musste deshalb in regelmäßigen Abständen über den gesamten Entleerungszeitraum erfolgen. Eine Probenmenge von 100-200 g pro Probe war ausreichend. Im Labor wurden eine Extraktion und Aminosäureanalyse pro Probe (Aminosäureanalyser oder HPLC- Analyse) durchgeführt. Um eine weitere Fehlerquelle zu eli¬ minieren wurde der Trockenmassegehalt bestimmt. Die Analy¬ senergebnisse wurden in einer Tabelle zusammengefasst wel¬ che den individuellen Messwert, Mittelwert, Standardabwei¬ chung und Coefficient of Variation für jede supplementierte Aminosäure angeben. Beispiel 9: Verbesserte hydrothermale Stabilität
Während der Verarbeitung von supplementierten Futtermittelmischungen zu Futtermittelpellets wirken in etablierten Produktionsverfahren hoher thermischer und mechanischer Stress bei Anwesenheit von Feuchtigkeit auf die supplemen¬ tierten Futtermitteladditive ein. Dieser sogenannte hydro¬ thermale Stress kann zur teilweisen Schädigung der Additive führen .
Um die sogenannte hydrothermale Stabilität der Additive be¬ urteilen und miteinander vergleichen zu können, wurden die Produktionsprozesse zur Herstellung von pelletiertem und extrudiertem Aquafeed im kleinen Maßstab nachgestellt. Es wurden jeweils zwei Futtermischungen eingesetzt, die sich lediglich bzgl. des L-Lysin-Additivs unterschieden, wobei Mischung A mit 0,50% körniges Futtermitteladditiv gemäß der vorliegenden Erfindung und Mischung B mit 0,32% Lys x HCl supplementiert wurde, was jeweils gleichen Lysinbasekon- zentrationen entsprach. Das erfindungsgemäße körnige Fut¬ termitteladditiv enthielt 50,7 Gew.-% Lysin vorliegend als Lysinsulfat sowie 10 Gew.-% Biomasse. 74 Gew.-% des erfin¬ dungsgemäßen körnigen Futtermitteladditivs wiesen eine Partikelgrößenverteilung von > 63 bis <300 ym auf.
Die Prozessparameter wie z.B. Verweilzeit, Temperatur, oder Wassergehalt wurden dabei auf typische in der Praxis ver¬ wendete Werte eingestellt. Während der Versuche wurden nach den jeweiligen Einzel-Prozessschritten Proben der Futtermischung entnommen und einer umfangreichen Aminosäureanalytik unterzogen. Über die Wiederfindungsraten können die hydrothermalen Stabilitäten der untersuchten Additive bei Verarbeitung in den entsprechenden Prozessen miteinander beurteilt werden.
Versuchsfuttermischungen
Die Futtermischungen entsprachen nach heutigem Stand der Technik repräsentativen Rezepturen. Dabei wurden hauptsächlich pflanzliche Futterkomponenten wie beispielsweise Soja oder Weizen-, aber in geringem Umfang auch Fischmehl einge- setzt. Die Einzelfuttermittel wurden zunächst mit einer Hammermühle auf eine Korngröße <lmm gemahlen, einzeln abge¬ wogen und danach in einem Mischer 5 Minuten lang vermischt. Die Futtermischung wurde vorgemischt und abgesackt. Die Zu¬ sammensetzung der Futtermischungen A und B wird in Tabelle 9.1 aufgeführt.
Tabelle 9.1:
Figure imgf000047_0001
Experimentelle Durchführung
Versuch 9.1: extrudiertes Aquafeed
Es wurde die hydrothermale Stabilität des Granulats gemäß der vorliegenden Erfindung mit der hydrothermalen Stabilität von Lys x HCl verglichen. Es wurde die hydrothermale Stabilität der Additive für extrudiertes Garnelenfutter über den gesamten jeweiligen Prozess untersucht und beurteilt. Dazu wurde der Prozess in einzelne Prozess-Schritte unterteilt und im kleinen Maßstab nachgestellt. Es wurden jeweils zwei nahezu identische Futtermischungen eingesetzt, wobei Mischung A mit 0,50% körnigen Futtermitteladditiv gemäß der Erfindung (Zusammensetzung wie unter Beispiel 9 beschrieben) und Mischung B mit 0,32% Lys x HCl supplemen- tiert wurde (siehe Tabelle) .
Die Einzelprozess-Schritte sind bei extrudiertem Garnelen¬ futter Vorkonditionierung, Formgebung (Extrusion) , Produkttrocknung und schließlich Produktkühlung.
Während des Produktionsprozesses wurden mehrere Proben des Futters entnommen. Probe 1 wurde aus der gemahlenen, vorge¬ mischten und supplementierten Futtermischung entnommen. Probe 2 wurde nach dem Verlassen des Vorkonditionierers ab¬ gefüllt. Direkt nach der Extrusion wurde Probe 3 abgefüllt. Probe 4 wurde nach der Trocknung und Probe 5 nach der Produktkühlung abgefüllt.
Die Prozessparameter wie z.B. Verweilzeit, Temperatur oder Wassergehalt wurden im Prozess auf typische in der Praxis verwendete Werte eingestellt. In nachfolgender Tabelle 7 ist eine schematische Zusammenfassung des Produktionsverfahrens und der Probenahmen aufgeführt.
Tabelle 9.2:
Figure imgf000048_0001
wurden folgende Apparate verwende • Vorkonditionierer (Gerätetyp: Lödige-Mischer mit elektri scher Wandbeheizung und Dampfanschluss (2 bar) , Fassungs¬ vermögen: 100 L)
• Extruder (Typ: Einwellen-Extruder, Fa. Amandus-Kahl, Typ OEE 8 Wellendurchmesser : 80 mm, Antriebsmotor: 11 kW
• Trockner (Trocknungskammer mit Siebboden, vertikale Heiß luft-Durchströmung)
• Kühler (Trocknungskammer mit Siebboden, vertikale Kaltluft-Durchströmung)
Versuch 9.2: pelletiertes Aquafeed
Zur Beurteilung der hydrothermalen Stabilitäten der zu untersuchenden Additive gemäß der Erfindung und Lys x HCl wurde der Aquafeed-Pelletierprozess in einzelne Prozess- Schritte unterteilt und im kleinen Maßstab nachgestellt. E wurden jeweils zwei nahezu identische Futtermischungen ein gesetzt, wobei Mischung A mit 0,50% Lys Produkt gemäß Er¬ findung und Mischung B mit 0,32% Lys x HCl supplemntiert wurde .
Die Einzelprozess-Schritte sind bei pelletiertem Garnelen¬ futter Vorkonditionierung, Formgebung (Pelletierung) , Nach konditionierung, Produkttrocknung und schließlich Produktkühlung .
Während des Produktionsprozesses wurden mehrere Proben des Futters entnommen. Probe 1 wurde aus der gemahlenen, vorge mischten und supplementierten Futtermischung entnommen. Probe 2 wurde nach dem Verlassen des Vorkonditionierers ab gefüllt. Direkt nach der Pelletierung wurde Probe 3 abge¬ füllt. Nach der Nachkonditionierung wurde Probe 4 entnommen. Probe 5 wurde nach der Trocknung und Probe 6 nach der Produktkühlung abgefüllt.
Die Prozessparameter wie z.B. Verweilzeit, Temperatur, ode Wassergehalt wurden im Prozess auf typische in der Praxis verwendete Werte eingestellt. In der nachfolgenden Tabelle 8 ist eine schematische Zusammenfassung des Produktionsver fahrens und der Probenahmen aufgeführt. Tabelle 9.3:
Figure imgf000050_0001
wurden folgende Apparate verwendet
Vorkonditionierer (Gerätetyp: Lödige-Mischer mit elektrischer Wandbeheizung und Dampfanschluss (2 bar) Fassungsvermögen: 100 L)
Presse (Flachmatrizenpresse, Fa. Amandus-Kahl, Typ 14 175, Matrizendurchmesser: 175 mm, Kolbenbreite: 29 mm, Antriebsmotor: 3 kW)
Nachkonditionierer (Doppelmantel-Isolationsgefäß mit Deckel)
Trockner (Trocknungskammer mit Siebboden, vertikale Heißluft-Durchströmung)
Kühler (Trocknungskammer mit Siebboden, vertikale Kaltluft-Durchströmung) Analytik
Trockenmasse
Eine repräsentative Probe der Futtermischung bzw. -pellets wurde vermählen und anschließend über 4 Stunden bei 103°C getrocknet .
Aminosäuren
Bei der Bestimmung der Aminosäuren wurde die supplementier- te Aminosäure Lysin erfasst. Die gemahlene Futterprobe wur¬ de mit einer verdünnten Salzsäure bei Raumtemperatur unter Rühren extrahiert, welche Norleucin als internen Standard enthielt. Unter diesen Extraktionsbedingungen findet keine Proteinhydrolyse statt. Nach Versetzen des Filtrates mit Citratpuffer (pH = 2,20) erfolgte die flüssigchromatogra- phische Auftrennung über einen Aminosäureanalysator (Ionenaustauscher, sulfoniertes Polystyrol) . Die einzelnen, auf¬ gespaltenen Aminosäuren wurden anschließend mit Ninhydrin innerhalb der Einheit derivatisiert (Nachsäulen- Derivatisierung) . Die Quantifizierung der Aminosäuren erfolgte danach photometrisch bei 570 nm. Folgende Variati¬ onskoeffizienten (vc) wurden für die Aminosäurebestimmungen angewandt : vc (Lysin) : 2,67%
Durch Analyse der Futterproben, welche an verschiedenen Stellen des Produktionsprozesses genommen wurden, wurden die Wiederfindungsraten und somit die Stabilitäten der untersuchten Futtermitteladditive im Produktionsprozess un¬ tersucht und miteinander verglichen. Tabelle 9.4:
Figure imgf000052_0001
Vergleich des Granulats gemäß der vorliegenden Erfindung mit dem Wettbewerberprodukt Lys x HCl
Bei einem Vergleich des Granulats gemäß der vorliegenden Erfindung mit dem Wettbewerberprodukt Lys x HCl in der An¬ wendung in einem Fischfuttermittel, wobei die Herstellung durch Extrusion oder Pelletierung getestet wurde, zeigte sich eine deutlich bessere hydrothermale Stabilität des Ly- sins aus dem Granulat gemäß der vorliegenden Erfindung, das als Lysinsulfat vorliegt, als Lysin aus Lys HCl („Lys from Lys HCl") während der Verlaufsproben.
Die Ergebnisse werden in den Figuren und in Tabelle 9 zu- sammengefasst . Figur 6 zeigt die Ergebnisse der Lysingehal- te durch Extrusion. Figur 7 zeigt die Ergebnisse der Lysin- gehalte durch Pelletierung.
Es wurde festgestellt, dass das als Lysinsulfat vorliegende Lysin des Granulats gemäß der vorliegenden Erfindung bei der Verarbeitung im gleichen Garnelenfutter- Produktionsprozess stabiler ist als das Lysin im Granulat des Wettbewerbers (Stand der Technik) , bei dem Lysin als Lysin HCl vorliegt. Lysin aus dem Granulat gemäß der vor¬ liegenden Erfindung ging während der Verarbeitung zu Garnelenfutter zu 2,7% verloren. Im Vergleich dazu zeigte sich mit einem Verlust von 8 6"6 das Lysin aus der Lysinquelle Lysin HCl deutlich instabiler.
Auch bei der Nutzung der Pelletierung als Produktionsprozess, die an sich schonender als die Extrusion ist, ergaben die Ergebnisse eine deutlich höhere thermische Stabilität des Lysins des Granulats gemäß der vorliegenden Erfindung (ca. 1% Verlust bei Pelletierung) im Vergleich zum Lysin aus der Lysinquelle Lysin HCl (ca. 3,3% Verlust).
Beispiel 10: Vergleich von kommerziell erhältlichem Lysinsulfat basierend auf Fermentationsbrühebasis gegen kommerziell erhältliches Lysin-HCl
In der Literatur ist publiziert, das kommerziell erhältli¬ ches Lysinsulfat basierend auf Fermentationsbrühebasis im Vergleich zu Lysin HCl als Lysinquelle in Fischfutter keinen Unterschied zeigt (Quelle: "Availability and utilisati- on of free lysine in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) 2. Comparison of L-lysine HCl and L-lysine sulphate"; M. Rode- hutscord et al . ; Aquaculture 187; 2000; 177-183).
In dieser Untersuchung wurden Fütterungsversuche mit Regenbogenforellen durchgeführt, wobei verschiedene Lysinmengen im Aquafeed durch körniges kommerziell erhältliches Lysin¬ sulfat, basierend auf Fermentationsbrühebasis, oder körni¬ ges kommerziell erhältliches Lysin HCl als Lysinquellen eingestellt wurden. Dabei waren die Partikelgrößenvertei¬ lungen für beide Produkte derart, dass mehr als 80 Gew.-% der Partikel eine Partikelgröße >300ym aufwiesen (Lysin-HCl mehr als 86 Gew.-% >200ym, mehr als 81 Gew.-%>300ym und für das kommerziell erhältliche Lysinsulfat basierend auf Fer¬ mentationsbasis mehr als 92 Gew.-% >250ym, mehr als 74 Gew. -% >500ym) .
Das Aquafeed enthielt die in den folgenden Tabellen genannte Zusammensetzung.
Tabelle 10.1: Basismedium
Figure imgf000054_0001
Tabelle 10.2: Zusammensetzung der Futtermischung für den Fütterungsversuch mit Regenbogenforelle
Figure imgf000054_0002
sinsulfat basierend auf
Fermentationsbrühebasis ,
46,8% L-Lysin)
Berechnete Lysinkonzent- 9.0 12.8 12.6 16.7 16.4 ration (g/kg DM)
Das Aquafeed in der Basismischung enthielt in der Mischung einen Crude Proteinanteil von 55% und einen Lysinanteil von 0.9%.
Wie Fig. 8 zu entnehmen ist, erhöhte sich die Gewichtszu¬ nahme der Forellen signifikant mit zunehmender Lysinkon- zentration im getesteten Futtermittel.
Allerdings hatte die Art der Lysinquelle (Lysinsulfat oder Lysin HCl) keinen Effekt auf die Gewichtszunahme. Basierend auf dieser Analyse kann die Verfügbarkeit der beiden Lysin- quellen als gleich betrachtet werden.
Beispiel 11: Vergleich von erfindungsgemäßem körnigen Futtermitteladditiv und Lysin HCl in Wachstumsversuchen mit Regenbogenforelle
Der Effekt auf das Wachstumsverhalten von Fischen durch das erfindungsgemäße körnige Futtermitteladditiv wurde gegen Lysin-HCl als Lysinquelle verglichen.
Versuch 11.1 Erfindungsgemäßes körniges Futtermitteladditiv gegenüber Lysin HCl
In einer ersten Untersuchung wurden Fütterungsversuche mit Regenbogenforellen durchgeführt, wobei die Lysinsupplemen- tierungen im Aquafeed einerseits durch erfindungsgemäßes körniges Futtermitteladditiv und andererseits durch Lysin HCl erreicht wurde.
In dem erfindungsgemäßen körnigen Futtermitteladditiv betrug der Biomassegehalt 10 Gew.-%, das enthaltene Lysin lag als Sulfatsalz vor und die Partikel waren mit 0,22 Gew.-% Sojaöl beschichtet.
Die Partikelgrößenverteilung des verwendeten erfindungsgemäßen Futtermitteladditives war 78 Gew.-% >63ym, 63 Gew.-% >100ym, 44 Gew.-% >150ym, 20 Gew.-% >200ym und 3 Gew.-% >300ym.
Die Partikelgrößenverteilung des verwendeten kommerziell erhältlichen Lysin HCl war 96 Gew.-% >63ym, 94 Gew.-%
>100ym, 91 Gew.-% >150ym, 87 Gew.-% >200ym, 82 Gew.-%
>300ym, 70 Gew.-% >500ym, 38 Gew.-% >710ym und 1 Gew.-% >1180ym.
Das Aquafeed enthielt die in der folgenden Tabelle genannte Zusammensetzung : Tabelle 11.1:
Figure imgf000057_0001
Das Aquafeed enthielt in der Basiszusammensetzung einen Crude Proteinanteil von 40.6% und einen proteingebundenen Lysinanteil von 1.2%. Zusätzlich wurde die Lysinmenge auf¬ gestockt und enthielt zusätzlich 0, 0.3, 0.6 oder 0.9% L- Lysin aus Lys HCl bzw. entsprechend der Lysinmenge erfin¬ dungsgemäßes körniges Futtermittel.
Die Untersuchungen wurden in 360 L Tanks mit jeweils 30 Fo¬ rellen durchgeführt, wobei der Fütterungsversuch über 84 Tage erfolgte.
Ergebnisse
Figur 9 zeigt den Wachstumseffekt in Fütterungsversuchen mit Regenbogenforellen bei verschiedenen Lysinsupplementie- rungen aus erfindungsgemäßem körnigen Futtermitteladditiv oder Lysin HCl als Lysinquelle. Die unterbrochene Linie zeigt den Wachstumseffekt für kommerziell erhältliches Ly- sin-HCl wie oben beschrieben, die durchgezogene Linie zeigt den Wachstumseffekt für erfindungsgemäßes körniges Futter¬ mitteladditiv wie oben beschrieben. Eine Erhöhung der Lysinmenge im Aquafeed führt zu einer verbesserten durchschnittlichen täglichen Gewichtszunahme. Bei gleicher Lysinsupplementierung führt jedoch in allen getesten Konzentrationsbereichen das erfindungsgemäße Futtermitteladditiv zu einer höheren Gewichtszunahme als kommerziell erhältliches L-Lysin-HCl. Der Vorteil des erfin¬ dungsgemäßen körnigen Futtermitteladditives als Lysinquelle im Vergleich zu Lysin HCL ist klar zu erkennen. Dies deutet auf einen höheren Nährwert des erfindungsgemäßen körnigen Futtermitteladditives im Vergleich zu Lysin HCl unter den Versuchsbedingungen hin.
Unter Berücksichtigung der gezeigten Ergebnisse in Beispiel 10 sind die in den oben gezeigten Fütterungsversuchen erreichten stärkeren Gewichtszunahmen in der Aquaanwendung auf die erfindungsgemäß beanspruchte Partikelgrößenvertei¬ lung zurückzuführen und nicht darauf, dass es Unterschiede in der Verfügbarkeit von Lysin-HCl gegenüber Lysinsulfat geben könnte. Wie in Beispiel 10 gezeigt, gibt es bei annä¬ hernd gleicher Partikelgrößenverteilung keinen Unterschied zwischen körnigem Futtermitteladditiv enthaltend Lysinsulfat und körnigem Futtermitteladditiv enthaltend Lysin-HCl.
Versuch 11.2 Erfindungsgemäßes körniges Futtermitteladditiv gegenüber Lysin HCl
In einer zweiten Untersuchungsreihe wurden ebenfalls Fütte¬ rungsversuche mit Regenbogenforellen durchgeführt. Wie schon in Versuch 11.1 mit unterschiedlichen Mengen an zugesetztem Lysin. Dabei sind die gleichen Lysinquellen wie in Versuch 11.1 zum Einsatz gekommen.
Das Aquafeed enthielt die in der folgenden Tabelle genannte Zusammensetzung . Tabelle 11.2:
Figure imgf000059_0001
Das Aquafeed enthielt in der Basiszusammensetzung einen Crude Proteinanteil von 39.5% und einen proteingebundenen Lysinanteil von 1.6%. Zusätzlich wurde die Lysinmenge auf¬ gestockt und enthielt zusätzlich 0, 0.1, 0.2, 0.4 oder 0.6% L-Lysin aus Lys HCl bzw. entsprechend der Lysinmenge erfin¬ dungsgemäßes körniges Futtermitteladditiv. Die Partikelgrö¬ ßenverteilungen für das erfindungsgemäße körnige Futtermit¬ teladditiv und das kommerziell erhältliche Lysin HCl ent¬ sprechen den in Versuch 11.1 „erfindungsgemäßes körniges Futtermitteladditiv gegenüber Lysin HCl" genannten Werten.
Der Fütterungsversuch erfolgte für die Dauer von 84 Tagen. Ergebnisse
Figur 10 zeigt den Wachstumseffekt in Fütterungsversuchen mit Regenbogenforellen bei verschiedenen Lysinmengen aus erfindungsgemäßem körnigen Futtermitteladditiv oder Lysin HCl als Lysinquelle unter Verwendung des in Tabelle 11.2 dargestellten Basismediums. Die unterbrochene Linie zeigt den Wachstumseffekt für kommerziell erhältliches Lysin-HCl wie oben beschrieben, die durchgezogene Linie zeigt den Wachstumseffekt für erfindungsgemäßes körniges Futtermit¬ teladditiv wie oben beschrieben.
Diese Untersuchungen bestätigen wie schon in Versuch 11.1 die höhere Gewichtszunahme der Fische im Fütterungsversuch bei Verwendung von erfindungsgemäßem körnigen Futtermitteladditiv als Lysinquelle im Vergleich zu Lysin HCl als Lysinquelle .
Eine Erhöhung der Lysinmenge im Aquafeed führt zu einer verbesserten durchschnittlichen täglichen Gewichtszunahme. Bei gleicher Lysinsupplementierung führt in allen getesten Konzentrationsbereichen das erfindungsgemäße Futtermittel¬ additiv zu einer höheren Gewichtszunahme als kommerziell erhältliches L-Lysin-HCl. Es ist wiederum klar der Vorteil des erfindungsgemäßen körnigen Futtermitteladditives als Lysinquelle im Vergleich zu Lysin HCL zu erkennen.
Beispiel 12: Vergleich der Leachingeigenschaften von kommerziell erhältlichem Lysinsulfat basierend auf Fermentationsbrühebasis gegen erfindungsgemäßes körniges Futtermitteladditiv
Das erfindungsgemäße körnige Futtermitteladditiv mit einer Schüttdichte von 610 kg/m3 und einer Partikelgrößenvertei- lung von 78 Gew.-% >63ym, 63 Gew.-% >100ym, 44 Gew.-%
>150ym, 20 Gew.-% >200ym und 3 Gew.-% >300ym wurde für die Verwendung im Bereich der Aquakultur hinsichtlich seines Leachingverhaltens untersucht und mit dem grobkörnigeren kommerziell erhältlichen Lysinsulfat, basierend auf Fermen¬ tationsbrühebasis, verglichen.
In dem erfindungsgemäßen körnigen Futtermitteladditiv betrug der Biomassegehalt 10 Gew.-%, das enthaltene Lysin lag als Sulfatsalz vor und die Partikel waren mit 0,22 Gew.-% Sojaöl beschichtet.
Die Produktspezifikation des kommerziell erhältlichen Ly- sinsulfats, basierend auf Fermentationsbrühebasis, war: Schüttdichte 650 kg/m3 +/- 10%, Biomassegehalt 11 Gew.-%, Partikel mit 0,22 Gew.-% Sojaöl beschichtet, Partikelgrö¬ ßenverteilung min. 90 Gew.-% 300-1600 ym.
Die Additive wurden für dieses Beispiel in eine Fischdiät, die üblicherweise für Flossenfischen wie bspw. Karpfen oder Regenbogenforellen verwendet wird, mit 0,5% Supplementie- rungsrate eingemischt. Die Futterprobe wurde anschließend mit einem Einwellenextruder extrudiert. Das Leachingverhal- ten der Additive wurde über eine typische Verweildauer von 30 Minuten untersucht.
Experimentelle Prozedur
5.00 g des Sinkfutters wurden in einem 250 mL Schraubde¬ ckelglas in 100 g destillierten Wasser mit einer Salinität von 30 ppt gegeben und in einem Inkubator bei einer Geschwindigkeit von 100 U/Minute bei Raumtemperatur geschüt¬ telt. An einem definierten Zeitpunkt wurde eine Probe ent¬ nommen und die Lysin-Konzentration mittels HPLC ermittelt. Die Konzentration von Lysin in jedem Gefäß entspricht der geleachten Menge an Lysin.
Tabelle 12.1: Futtermittelzusammensetzung
Figure imgf000062_0001
Kenngrößen
Durchmesser der Extrudate: 4 mm
Länge der Extrudate: dlO = 5,7 mm; d50 = 7,1 mm; d90 = 8,8 mm
Durchschnittliches b/l-Verhältnis der Extrudate = 0,58
Die Ergebnisse von Beispiel 12 sind in Figur 11 darge¬ stellt. Figur 11 zeigt das Leachingverhalten von erfindungsgemäßem körnigem Futtermitteladditv und kommerziell erhältlichem Lysinsulfat basierend auf Fermentationsbrühe¬ basis in extrudiertem Fischfutter (Dauer des Tests 30 min bei 30 ppt Salinität) . Die unterbrochene Linie zeigt den Verlauf des Leachingverhaltens für kommerziell erhältliches Lysinsulfat auf Fermentationsbrühebasis über die Zeit, die durchgezogene Linie zeigt das Leachingverhalten für erfin¬ dungsgemäßes körniges Futtermitteladditiv wie oben be¬ schrieben über die Zeit.
Die in Figur 11 dargestellten Ergebnisse von Beispiel 12 zeigen, dass sich das feinkörnige erfindungsgemäße körnige Futtermitteladditiv langsamer aus den Extrudaten herauslöst als das grobkörnigere kommerziell erhältliches Lysinsulfat basierend auf Fermentationsbrühebasis.
Kommerziell erhältliches Lysinsulfat zeigt ein stärkeres leachen, wodurch Futtermittelpartikel, die diese L-Lysin haltigen Additive enthalten, auch schneller an Lysin verarmen und dadurch den Zielorganismen (aquatisch lebende Organismen) nicht mehr zur Verfügung stehen.
Aufgrund seiner verbesserten Leachingeigenschaften eignet sich das erfindungsgemäße körnige Futtermitteladditiv ins¬ besondere als L-Lysin-Quelle im Bereich der Aquakultur.

Claims

Patentansprüche
1. Ein körniges Futtermitteladditiv enthaltend eine L- Aminosäure ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus L- Lysin, L-Methionin, L-Threonin, L-Tryptophan, L-Valin oder Mischungen davon, auf Fermentationsbrühebasis ge¬ eignet zur Herstellung von Futtermitteln für in Aquakultur gehaltene Tiere, wobei der Gehalt der L- Aminosäure oder der Mischungen davon > 20 Gew.-% der GesamtZusammensetzung des körnigen Futtermitteladditivs beträgt; wobei mindestens 70 Gew.-% der Partikel einen Korngrößendurchmesser von > 63 μιη bis < 300 μιη aufweisen, der Biomassegehalt ^ 5 Gew.-% beträgt, und die Oberfläche der Partikel ganz oder teilweise mit einem genießbaren Öl beschichtet ist.
2. Futtermitteladditiv gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die L-Aminosäure L-Lysin ist und als Sulfatsalz vorliegt und das molare Verhältnis von Sul¬ fat zu L-Lysin mindestens 0,5 beträgt.
3. Futtermitteladditiv gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Biomasse von der Gattung Cory- nebacterium oder der Gattung Escherichia stammt.
4. Futtermitteladditiv gemäß irgend einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt der ge¬ nannten L-Aminosäure oder der genannten Mischungen davon > 30, 40, 50, 60 Gew.-% der GesamtZusammensetzung bezogen auf das Futtermitteladditiv beträgt.
5. Futtermitteladditiv gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 75 Gew.- % der Partikel einen Korngrößendurchmesser von >63 μιη bis < 300 μιη, vorzugsweise von > 63 μιη bis < 280 μιτι, aufweisen .
6. Futtermitteladditiv gemäß irgend einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Par¬ tikel mit einem Korngrößendurchmesser von < 63 μιη 20 Gew.-% oder weniger beträgt.
7. Futtermitteladditiv gemäß irgend einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Biomassegehalt > 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 Gew.-% beträgt.
8. Futtermitteladditiv gemäß irgend einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das genießbare Öl ausgewählt ist aus pflanzlichem Öl (ausgewählt ist aus der Gruppe Sojaöl, Olivenöl, Sonnenblumenöl), tieri¬ schem Öl oder Fett und von Mikroorganismen durch Fermentation erzeugtem Öl.
9. Futtermitteladditiv gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das genießbare Öl 0,01 bis 2 Gew.-% der GesamtZusammensetzung ausmacht.
10. Futtermitteladditiv gemäß irgend einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 70 Gew.- % der Partikel einen Korngrößendurchmesser von > 63 μιη bis < 300 μιη aufweisen, wobei die Partikelgrößenvertei¬ lung gemessen wird mittels Siebanalyse in einer Luft¬ strahlsiebmaschine Hosokawa Alpine, Typ 200 LS-N, Sieb¬ satz: Maschenweiten 20, 32, 45, 63, 100, 150, 200, 250, 280, 300, 400, 500, 600, 630, 710, 800, 1000, 1180, 1400, 1600 und 2000 ym; Siebung: 3 min..
11. Verfahren zur Herstellung des Futtermitteladditivs ge¬ mäß den Ansprüchen 1 bis 11, umfassend die folgenden Schritte : a) Fermentation eines L-Aminosäure produzierenden Mikroorganismus in einem wässrigen Nährmedium unter aeroben Bedingungen, wobei die L-Aminosäure ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus L-Lysin, L-Methionin, L-Threonin, L-Tryptophan, L-Valin; b) Aufkonzentrierung der Fermentationsbrühe durch Eindampfen; c) im Falle, dass die L-Aminosäure L-Lysin ist: Zu¬ gabe von Ammoniumsulfat und/oder Schwefelsäure wobei ein Sulfat/L-Aminosäure-Verhältnis von 0,85 bis 1,2 in der Brühe eingestellt wird; d) Entzug des Wassers aus dem Gemisch und Trocknung, wobei ein Granulat erhalten wird; e) Einstellung der Partikelgröße, wobei ein Produkt erhalten wird, das zu mindestens 70 Gew.-% Partikel mit einer Korngröße von > 63 μιη bis < 300 μιη enthält; f) Beschichten der Partikel nach Schritt d) und/oder e) mit einem genießbaren Öl, wobei Partikel erhalten werden, die ganz oder teilweise mit dem genießbaren Öl beschichtet sind.
12. Verwendung des Additivs gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11 zur Herstellung von Futtermitteln für in Aquakultur gehaltene Tiere.
13. Verwendung des Additivs gemäß irgendeinem der Ansprü¬ che 1 bis 11 in Futtermitteln zur Fütterung von in Aquakultur gehaltenen Tieren.
14. Verwendung gemäß Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die in Aquakultur gehaltenen Tiere ausge¬ wählt sind aus der Gruppe bestehend aus Fischen, Krusten¬ tieren, Garnelen.
15. Futtermittel für in Aquakultur gehaltene Tiere enthal¬ tend das Additiv gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11.
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