專利名稱：L-賴氨酸和l-蘇氨酸的混合水溶液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及L-賴氨酸和L-蘇氨酸的混合水溶液，其基本上由L-賴氨酸、L-蘇氨 酸和水組成并用作飼料成分等。
背景技術(shù)：
已知基于L-賴氨酸的水溶液作為含有氨基酸的飼料成分(參見專利文件1)。還 已知通過向基于L-賴氨酸的水溶液添加酸離子，如硫酸根離子以增加其中L-賴氨酸的溶 解度，可獲得其中無晶體析出的穩(wěn)定的基于L-賴氨酸的水溶液(參見專利文件2)。此外， 已知通過電解所述基于L-賴氨酸的水溶液以去除反荷陰離子，可獲得高純的基于L-賴氨 酸的水溶液(參見專利文件3)。此外，優(yōu)選供用于飼料的含有氨基酸的產(chǎn)物形式是液體，這是由于下述事實在添 加到飼料中時，液體形式更加便于處理，且更加容易達到均一的混合。事實上，液體形式氨 基酸目前廣泛應(yīng)用于飼料工業(yè)。如果將飼料以液體形式進行分配，通常優(yōu)選的是氨基酸含 量高，這意味著水含量較低，其原因如下1)運輸成本較低；2)在混合后儲存飼料的過程 中，微生物生長的風險較低；3)更適于配制高營養(yǎng)密度的飼料。例如，基于L-賴氨酸的水 溶液以略微低于保和點的濃度進行分配以實現(xiàn)無晶體析出風險的最高濃度。另一方面，含有L-蘇氨酸的液體飼料成分亦為所期望的，但尚未投入實際使用。[專利文件1]EP 111628B。[專利文件2]EP 1035109B。[專利文件2]FR 2822396B。

發(fā)明內(nèi)容
因為L-蘇氨酸具有低溶解度，不像L-賴氨酸，因此僅含有L-蘇氨酸的溶液傾向 于含有高量的水，這導(dǎo)致高運輸成本和微生物生長的較高風險。本發(fā)明的目標是提供L-賴 氨酸和L-蘇氨酸的混合水溶液，其具有高的兩種氨基酸的總濃度，其可以穩(wěn)定的條件進行 制備、銷售、分配、儲存和使用。本發(fā)明包括下列方面(1)基本上由L-賴氨酸、L-蘇氨酸和水組成的L-賴氨酸和L-蘇氨酸的混合水溶 液，所述溶液的pH為10-13，且在20°C具有3300cp或更低的粘度，且在所述混合水溶液中 L-賴氨酸和L-蘇氨酸的總濃度相對于每IOOg的水為70g以上。(2)方面(1)的L-賴氨酸和L-蘇氨酸的混合水溶液，其中在所述混合水溶液中 L-賴氨酸和L-蘇氨酸的濃度處在于20°C測量的L-賴氨酸和L-蘇氨酸的互溶度圖(mutual solubility diagram)中由L-賴氨酸線、L-蘇氨酸線、垂直軸和水平軸圍成的區(qū)域中，條件
3是所述區(qū)域不包括所述L-賴氨酸線、L-蘇氨酸線、垂直軸和水平軸。(3)方面(1)的L-賴氨酸和L-蘇氨酸的混合水溶液，其中在所述混合水溶液 中L-賴氨酸和L-蘇氨酸的濃度處在于_5°C測量的L-賴氨酸和L-蘇氨酸的互溶度圖中 由L-賴氨酸線、L-蘇氨酸線、垂直軸和水平軸圍成的區(qū)域中，條件是所述區(qū)域不包括所述 L-賴氨酸線、L-蘇氨酸線、垂直軸和水平軸。(4)方面(1)-(3)中任一所述的L-賴氨酸和L-蘇氨酸的混合水溶液，其在20°C 具有2000cp或更低的粘度。(5)方面(1)_(4)中任一所述的L-賴氨酸和L-蘇氨酸的混合水溶液，其在所述混 合水溶液中L-賴氨酸和L-蘇氨酸的總濃度相對于每IOOg的水為IOOg以上。(6)方面(1)-(5)中任一所述的L-賴氨酸和L-蘇氨酸的混合水溶液，其使用源自 L-賴氨酸和/或L-蘇氨酸發(fā)酵溶液或其經(jīng)處理得到的溶液的溶液來制備。(7) 一種飼料成分，其中配制了方面(1)_(6)中任一所述的L-賴氨酸和L-蘇氨酸 的混合水溶液。(8)制備基本上由L-賴氨酸、L-蘇氨酸和水組成的L-賴氨酸和L-蘇氨酸的混合 水溶液的方法，所述方法包括下述步驟將L-賴氨酸、L-蘇氨酸和水混合，使得所述混合水 溶液的pH為10-13，且在20°C具有3300cp或更低的粘度，且在所述混合水溶液中L-賴氨 酸和L-蘇氨酸的總濃度相對于每IOOg的水為70g以上。(9) 一種基本上由L-賴氨酸、L-蘇氨酸和水組成的L-賴氨酸和L-蘇氨酸的混合 水溶液，其通過下述方法制備將L-賴氨酸、L-蘇氨酸和水混合，使得所述混合水溶液的pH 為10-13，且在20°C具有3300cp或更低的粘度，且在所述混合水溶液中L-賴氨酸和L-蘇 氨酸的總濃度相對于每IOOg的水為70g以上。根據(jù)本發(fā)明，L-賴氨酸和L-蘇氨酸的混合水溶液可投入實際使用，其為穩(wěn)定和濃 縮的，具有低粘度易于處理，并因此可施用于復(fù)合飼料(compoimdfeed)。附圖簡述


圖1顯示在20°C和pH 11. 3的條件下L-賴氨酸和L-蘇氨酸的互溶度圖。圖2顯示在_5°C和pH 12的條件下L-賴氨酸和L-蘇氨酸的互溶度圖。圖3顯示L-賴氨酸和L-蘇氨酸的互溶度的溫度依賴性。實施本發(fā)明的最佳方式作為原材料用于本發(fā)明的L-賴氨酸和L-蘇氨酸可以是含有每種氨基酸的水溶液 或每種氨基酸晶體，或者可以使用L-賴氨酸和L-蘇氨酸的混合溶液或L-賴氨酸和L-蘇 氨酸的混合晶體。一般而言，上述氨基酸的來源不限定為特定的一種，但從生理學(xué)安全性等 因素觀點看來，優(yōu)選上述氨基酸為使用發(fā)酵方法或酶法制備的原材料，所述材料在使用前 經(jīng)純化。L-賴氨酸原材料的純度以干物質(zhì)重量計優(yōu)選為95%或更高，而L-蘇氨酸原材料 的純度以干物質(zhì)重量計優(yōu)選為98. 5%或更高。此外，這些原材料可含有礦物質(zhì)，如鉀、鎂、 鈣等，但礦物質(zhì)的總量優(yōu)選為2400ppm或更低。這樣一來使得礦物質(zhì)沉淀的風險可降至最 低。根據(jù)本發(fā)明，L-賴氨酸和L-蘇氨酸的混合溶液通常在-5至60°C的溫度范圍使用。本 領(lǐng)域技術(shù)人員可以針對本發(fā)明的產(chǎn)品，考慮生產(chǎn)溫度、產(chǎn)品銷售和分配區(qū)域的溫度、儲存溫 度和操作溫度來確定所述溫度，以將所述混合溶液維持在穩(wěn)定狀態(tài)，其中不溶性物質(zhì)如晶 體不析出。如果需要，可使用具有絕熱夾套(insulating jacket)的儲罐/貯槽(storage
4tank)以避免所述析出。一般而言，所述混合溶液在_5°C至環(huán)境(約20°C)的溫度分配和 使用，從析出晶體的觀點來看，優(yōu)選不在5°C或更低的溫度下使用；而從通過氨基-羰基反 應(yīng)(amino-carbonylreaction)產(chǎn)生分角軍的材料(decomposed material)的觀點來看，優(yōu)選 不在60°C或更高的溫度下使用，所述反應(yīng)尤其在使用采用發(fā)酵方法或酶法制備的原材料的 情況下發(fā)生。與此相關(guān)聯(lián)，已證實如果將在_5°C以L-賴氨酸和L-蘇氨酸飽和的混合溶液 加熱到更高溫度，不溶性物質(zhì)如晶體不析出。如上所述，盡管根據(jù)本發(fā)明，所述L-賴氨酸和L-蘇氨酸的混合溶液通常在_5至 60°C的范圍使用，但以L-賴氨酸和L-蘇氨酸兩者飽和的混合溶液的互溶度值隨溫度的增 加而增加。與此相關(guān)聯(lián)，在_5°C至20°C的溫度下的互溶度值可如圖3所示由-5°C和20°C 處的那些值進行估計。因為PH 11.3(20°C)和pH12(-5°C)彼此非常接近，這些pH值在繪 制圖3時視為相同值。根據(jù)本發(fā)明，所述L-賴氨酸和L-蘇氨酸的混合溶液pH的范圍限定為10至13。 小于10的PH不是優(yōu)選的，因為L-蘇氨酸的溶解度低；大于13的PH也不是優(yōu)選的，因為當 使用所述混合溶液作為飼料成分時的處理難度(即，其被視為有害物質(zhì))。盡管在10至13 的PH變化伴隨著互溶度變化和粘度變化，但根據(jù)本說明書中描述的方法，可容易地繪制互 溶度圖。為了控制pH值，如果添加于該溶液的是堿，使用堿金屬或堿土金屬如苛性鈉、苛 性鉀等，而如果添加于該溶液的是酸，使用硫酸、乙酸等。在所述混合水溶液中L-賴氨酸和L-蘇氨酸的總濃度相對于每IOOg的水為70g 以上，得到含有高水平L-賴氨酸和L-蘇氨酸的飼料溶液。如下所述，本發(fā)明人新近發(fā)現(xiàn)，在根據(jù)本發(fā)明所述的L-賴氨酸和L-蘇氨酸的混合 溶液中，其粘度依存于L-賴氨酸濃度是否高于L-賴氨酸線而顯著變化。在所述混合溶液 中，從可工作性(workability)等觀點來看，優(yōu)選其粘度在20°C為3300cp或更低，更優(yōu)選 3000cp或更低。此外，從分配、儲存等觀點來看，優(yōu)選其粘度在_5V為3300cp或更低，更優(yōu) 選3000cp或更低。也就是說，通過將所述混合溶液的粘度維持在3000cp或更低，可更容易 地增加所述混合溶液在分配和儲存過程中的穩(wěn)定性。因此，可理解的是優(yōu)選3300cp或更 低，更優(yōu)選3000cp或更低。作為室溫下互溶度圖的實例，例如，如關(guān)于實施例1的
圖1所示，可在20°C和pH 11. 3將L-賴氨酸線詳明為Y = 0. 895X+228，并可將L-蘇氨酸線詳明為Y = 2. 06X-173。作為本發(fā)明范圍內(nèi)混合溶液的實例，含有191g/100g水的L-賴氨酸和40g/100g 水的L-蘇氨酸(它們是比L-賴氨酸線略小的濃度)的混合溶液并不析出任何晶體，具有 2519cp的粘度，并且為具有優(yōu)異可操作性(handleability)的穩(wěn)定溶液。另一方面，作為本發(fā)明范圍之外的混合溶液的實例，含有154g/100g水的L-賴氨 酸和95g/100g水的L-蘇氨酸(它們是比L-賴氨酸線略高的濃度)的混合溶液，析出含有 L-賴氨酸的晶體，其處于(set in)凝膠形式，具有高達11081cp的粘度，并且為完全不可控 的液體。作為在較低溫度的互溶度圖的實例，例如，如關(guān)于實施例2的圖2所示，可在_5°C 和pH 11. 3將L-賴氨酸線詳明為Y = -1.94X+215，并可將L-蘇氨酸線詳明為Y = 1.99X-147。
作為本發(fā)明范圍內(nèi)混合溶液的實例，含有60g/100g水的L-賴氨酸和76g/100g水 的L-蘇氨酸(它們是比L-賴氨酸線略小的濃度)的混合溶液不析出任何晶體，具有2361cp 的粘度，并且為在_5°C具有優(yōu)異可操作性的穩(wěn)定溶液。另一方面，作為本發(fā)明范圍之外的混合溶液的實例含有110g/100g水的L-賴氨酸 和60g/100g水的L-蘇氨酸(它們是比L-賴氨酸線更高的濃度)的混合溶液，析出含有 L-賴氨酸的晶體，其處于凝膠形式，具有高達6469cp的粘度，并且為完全不可控的液體。在L-蘇氨酸線的右區(qū)，其中所述溶液含有大量L-蘇氨酸，含有L-蘇氨酸的晶體 在溶液底部析出。此外，在本發(fā)明中，從可操作性(如將所述溶液與飼料混合時使所述溶液能夠進 行噴霧)的觀點來看，優(yōu)選在_5°C至60°C的特定溫度下，例如60°C，特別是20°C，所述混合 溶液的粘度為2000cp或更低。此外，從減少水含量的觀點來看，即1)運輸成本較低2)在混合后儲存飼料的過 程中微生物生長的風險較低3)較適于配制高營養(yǎng)密度的飼料，優(yōu)選在混合水溶液中L-賴 氨酸和L-蘇氨酸的總濃度為100g/100g水或更高。舉例而言，本發(fā)明使用的上述互溶度圖可如下所述進行確定。通過使用在預(yù)定的pH和溫度將L-蘇氨酸添加入L-賴氨酸的飽和溶液，或在預(yù)定 的PH和溫度將L-賴氨酸添加入L-蘇氨酸的飽和溶液的方法，或包括濃縮或冷卻具有多種 混合比例在預(yù)定的PH和溫度制備的L-賴氨酸和L-蘇氨酸的混合水溶液的方法以析出晶 體，從而將所得的晶體從母液分離，然后將母液中L-賴氨酸的濃度設(shè)為水平軸，并將母液 中L-蘇氨酸的濃度設(shè)為垂直軸來繪制溶解度圖。在所述互溶度圖中，將使用析出凝膠狀 L-賴氨酸的飽和點的線性近似獲得的線定義為“L-賴氨酸線”，而將使用析出針狀L-蘇氨 酸的飽和點的線性近似獲得的線定義為“L-蘇氨酸線”。在pH 11.3和201，以及在？!112 和_5°C互溶度的數(shù)據(jù)示于下表。表1 :L_賴氨酸和L-蘇氨酸在pH 11.3和20°C的互溶度
權(quán)利要求
L 賴氨酸和L 蘇氨酸的混合水溶液，其基本上由L 賴氨酸、L 蘇氨酸和水組成，所述溶液的pH為10 13，且在20℃具有3300cp或更低的粘度，且在所述混合水溶液中L 賴氨酸和L 蘇氨酸的總濃度相對于每100g的水為70g以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的L-賴氨酸和L-蘇氨酸的混合水溶液，其中在所述混合水溶液 中L-賴氨酸和L-蘇氨酸的濃度處在于20°C測量的L-賴氨酸和L-蘇氨酸的互溶度圖中 由L-賴氨酸線、L-蘇氨酸線、垂直軸和水平軸圍成的區(qū)域中，條件是所述區(qū)域不包括所述 L-賴氨酸線、L-蘇氨酸線、垂直軸和水平軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的L-賴氨酸和L-蘇氨酸的混合水溶液，其中在所述混合水溶液 中L-賴氨酸和L-蘇氨酸的濃度處在于_5°C測量的L-賴氨酸和L-蘇氨酸的互溶度圖中 由L-賴氨酸線、L-蘇氨酸線、垂直軸和水平軸圍成的區(qū)域中，條件是所述區(qū)域不包括所述 L-賴氨酸線、L-蘇氨酸線、垂直軸和水平軸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項的L-賴氨酸和L-蘇氨酸的混合水溶液，其在20°C具有 2000cp或更低的粘度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項的L-賴氨酸和L-蘇氨酸的混合水溶液，在所述混合水 溶液中L-賴氨酸和L-蘇氨酸的總濃度相對于每IOOg的水為IOOg以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項的L-賴氨酸和L-蘇氨酸的混合水溶液，其使用源自 L-賴氨酸和/或L-蘇氨酸發(fā)酵溶液或其經(jīng)處理得到的溶液的溶液來制備。
7.—種飼料成分，其中配制了根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項的L-賴氨酸和L-蘇氨酸的 混合水溶液。
8.用于制備基本上由L-賴氨酸、L-蘇氨酸和水組成的L-賴氨酸和L-蘇氨酸的混合 水溶液的方法，所述方法包括下述步驟將L-賴氨酸、L-蘇氨酸和水混合，使得所述混合水 溶液的pH為10-13，且在20°C具有3300cp或更低的粘度，且在所述混合水溶液中L-賴氨 酸和L-蘇氨酸的總濃度相對于每IOOg的水為70g以上。
9.基本上由L-賴氨酸、L-蘇氨酸和水組成的L-賴氨酸和L-蘇氨酸的混合水溶液，其 通過下述方法制備將L-賴氨酸、L-蘇氨酸和水混合，使得所述混合水溶液的pH為10-13， 且在20°C具有3300cp或更低的粘度，且在所述混合水溶液中L-賴氨酸和L-蘇氨酸的總濃 度相對于每IOOg的水為70g以上。
全文摘要
本發(fā)明的目標是提供產(chǎn)業(yè)上作為動物飼料成分有用的L-賴氨酸和L-蘇氨酸的混合水溶液，其為穩(wěn)定的和濃縮的并具有良好的可操作性。上述問題通過提供基本上由L-賴氨酸、L-蘇氨酸和水組成的L-賴氨酸和L-蘇氨酸的混合水溶液得以解決，所述混合水溶液的pH為10-13，且在20℃具有3300cp或更低的粘度，且在所述混合水溶液中L-賴氨酸和L-蘇氨酸的總濃度相對于每100g的水為70g以上。
文檔編號A23K1/16GK101965135SQ200980106956
公開日2011年2月2日 申請日期2009年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月29日
發(fā)明者取出恭彥, 富家一郎, 弗朗索瓦·勒費布里, 洛伊克·勒爾, 近森壯彥, 馬賽爾德·克羅姆貝茲 申請人:味之素株式會社