反刍动物是独特的，因为它们不直接消化它们所消耗的饲料。代替地，发生前胃发酵(pre-gastricfermentation)，由此，消化的代谢终产物以及低水平的消耗的饲料到达小肠。然后，瘤胃微生物作用于碳水化合物以给出挥发性脂肪酸并且利用非蛋白氮例如氨、尿素、蛋白质、肽以及氨基酸以提供具有高价值的微生物蛋白质或细菌蛋白质。然后，微生物蛋白质从瘤胃传出并且经受在反刍动物的皱胃中的胃消化并且在小肠中被吸收。
由反刍动物消耗的饲料的固有的特性或性质，例如湿度、pH、淀粉含量和利用度、良好的蛋白质水平以及脂肪含量，可以对瘤胃pH、微生物蛋白质产生以及该动物的最终的生长潜力具有显著的影响。
然而，常规的制粒工艺集中于在挤出为小粒之前将成分精细碾磨。这提供最佳的小粒耐久性以在储存、产生、运输和随后的农场使用期间保持小粒的物理完整性。然而，此碾磨工艺(通常经过3mm筛)增加在小粒中磨碎的谷类谷物的表面积，这导致在动物的瘤胃中的快速发酵。传统上，在复合饲料工艺(compoundfeedprocess)中的磨碎增加亚急性酸中毒和临床酸中毒二者的风险，特别是对于消耗大量饲料的高产性动物。
发明概述
本发明人已经确定了一种工艺，该工艺利用碱性氨处理的谷物和/或饲料成分，使得它们可以被并入复合的组合物或小粒中。近期采用在复合的组合物或小粒中的碱性氨处理的谷物或饲料成分的试验示出，它们的使用可以显著降低酸中毒的风险。因此，本发明涉及碱性氨处理的谷物和/或饲料成分在被制粒的或被复合的组合物的生产中的用途。
虽然使用碱性氨处理的谷物或饲料成分用作直接饲料或用于掺合的谷物饲料已经展示了优点，但能够利用此类碱性氨处理的谷物以提供被制粒的或被复合的组合物(小粒)以最小化亚急性酸中毒和临床酸中毒将是更有利的。
然而，相信的是，使用这些碱性氨处理的谷物或饲料成分生产小粒在先前未被考虑。如果此类小粒将被考虑，可以相信的是，碱性氨处理可能导致处理的谷物或饲料成分具有较高的含水量和/或处理的产物可以在性质上是腐蚀性的。因此，可以考虑的是，这些处理的谷物或饲料成分将呈现操作问题，例如关于谷物凝集在一起的问题，并且因此将不适合于在机械化的过程中(例如在磨机中)使用以形成复合的组合物或小粒。
因此，本发明的第一方面提供用于生产被制粒的或被复合的组合物(小粒)的工艺，该工艺包括以下步骤：
i)提供碱性氨处理的谷物和/或饲料成分，
ii)将所述碱性氨处理的谷物和/或所述饲料成分与所述小粒中的其他组分混合和合并以提供形成小粒的混合物，
iii)通过挤出、从所述形成小粒的混合物提供至少一种小粒。
在实施方案中，提供碱性处理的谷物或饲料/饲料成分的碱性氨处理可以选自采用氨、铵盐、缩二脲和酶(例如缩二脲酶(biuretase)和/或脲酶)、尿素和酶(例如以纯化的形式或作为饲料中的另一种组分的一部分的脲酶，特别是植物性脲酶(但合成的脲酶也可以被使用))的处理，以将缩二脲或尿素水解成氨，例如尿素和包含脲酶的植物。在实施方案中，可以以5000mg/kg待处理的谷物或饲料的比率使用脲酶组合物，其中该酶组合物具有5000μgN/g/min的典型脲酶活性。这些氮的处理允许谷物或饲料成分在它们与脲酶合并时潜在地(potentially)释放氨。
典型的、高效能的、被制粒的复合饲料包含来自一系列的谷类源的、超过15％的淀粉水平。在正常情况下，典型地将具有约12％的平均含水量(12％至小于14％含水量将是合意的平均范围)的干谷物将被递送至磨机，以此干燥形式被储存在料仓形式中并且然后经由磨碎和混合工艺被并入饲料中。在本发明中，在谷物和/或饲料成分的磨碎和混合之前，可以对谷物和/或饲料成分进行碱性(氨)处理工艺，并且在随后加工谷物或饲料成分以形成小粒之前，将谷物/饲料成分储存在潮湿的湿度水平，典型地14％至26％、优选地16％至26％的湿度水平，如例如使用近红外(NIR)光谱法或干物质测定的烘箱法(OvenMethod)所测量的。此类工艺导致具有大于8的pH的谷物和/或饲料成分，其中碱性效应优选地由氨对谷物/饲料成分的作用引起。本发明人已经确定，碱性氨处理的谷物和/或饲料成分可以被成功地加工以形成被制粒的或被复合的组合物。本发明的适当地被制粒的或被复合的组合物可以具有6.0的pH，适当地，pH6.5或更大。
在实施方案中，提供碱性氨处理的谷物或饲料成分的步骤可以是向谷物提供碱性氨处理并且在将处理的谷物和/或饲料成分与小粒的其他组分混合之前将处理的谷物储存持续至少三天的步骤。适当地，处理的谷物和/或饲料成分的储存可以是在16％至24％范围内的含水量下持续至少三天。
适当地，在碱性氨处理以后，谷物和/或饲料成分可以被存储在地窖(pit)、储藏室(bin)、或料仓中，在这些地方，谷物的温度和湿度可以被监测以最小化谷物变质(例如发芽或被霉菌、细菌、螨虫等感染)的风险。处理的谷物通常是更稳定的，因为升高的pH具有防腐效果并且阻止大部分霉菌和细菌物种的生长，并且可以阻止害虫。
在实施方案中，碱性氨处理可以是通过采用尿素加脲酶天然源或采用任何其他氮源的处理，使得尿素与脲酶的反应导致在谷物或饲料成分中存在氨。在实施方案中，碱性氨处理可以在碾磨工艺期间被提供至谷物和/或饲料成分，例如，液氨可以在混合工艺之前或期间、或在形成小粒时或之后被提供至谷物和/或饲料成分。
适当地，碱性氨处理可以被应用于整个谷物(wholegrain)或谷物可以首先使用常规的轧制或磨碎技术被破碎。在实施方案中，处理的谷物中的至少30％可以保持至少5mm的尺寸，如通过筛分所确定的。
虽然任何谷物的源都可以被适当地处理，但本发明优选地利用选自大麦、小麦、玉米或燕麦或其组合的谷物作为用于处理的源。所得碱性氨处理的谷物典型地高于常规用于生产复合的/制粒的饲料的谷物的含水量。
可选择地，其他饲料材料或成分可以被处理以提供具有碱性益处的、被制粒的产品。例如，氨处理将增加高纤维饲料的能量值，例如谷物和油生产的纤维性副产品，例如、燕麦壳、稻壳、米糠、小麦纤维、麸皮粉、向日葵，并且因此可以被用作提高在饲料内它们的能量和蛋白质的方法。
典型地，谷物的加工增加可用于通过瘤胃微生物降解的谷物的活性表面积并且增加淀粉降解的速度。增加淀粉消化的速度可以导致挥发性脂肪酸(例如丙酸)的增加的水平、以及随后的瘤胃pH的降低。
在经受非常规的磨碎(大于或等于5mm的筛孔尺寸)的小粒中，合并碱性氨处理的谷物或饲料成分(适当地，尿素和脲酶处理的谷物)导致具有独特性质的饲料。这种饲料对于缓冲pH降低、直接升高pH以及获得比常规被制粒的饲料所经历的更慢的淀粉消化可以是特别地有利的。因此，根据本发明制造的小粒使得免受酸中毒并且由于最佳的瘤胃功能而维持改进的生产水平。
适当地，在实施方案中，本发明提供粗磨的(大于30％的颗粒至少或超过5mm)碱性氨处理的谷物和/或饲料成分的用途。
在此类实施方案中，小粒可以具有显著更粗的结构，其典型地具有在复合饲料中是清楚可见的谷物的部分。
虽然已知的是将尿素添加至干谷物作为防腐剂或作为浓缩氮(concentratednitrogen)的源，但这样的尿素在其能够被瘤胃微生物捕获之前被快速溶解并且常常被排出。因此，当尿素单独在谷物中被提供给动物时，据认为，其将不能提高瘤胃pH并且氮可能被无效率地捕获作为微生物蛋白质。通过将尿素与脲酶源一起在潮湿环境中(适当地16％至24％湿度)混合并且在储存期内提供处理的谷物和/或饲料成分(例如纤维性植物材料)，在实施方案中，持续至少或大于3天，优选地大于7天，适当地10天，适当地在1周至2周之间，在制粒工艺中使用谷物和/或饲料成分之前，尿素被水解并且产生大量的氨气。氨气被溶解在围绕谷物/饲料成分的水分中并且与碳水化合物反应以产生稳定的含氮化合物。当使用处理的谷物和/或饲料成分产生的复合饲料/小粒对动物喂食时，这些提供在瘤胃内氮的缓慢释放，并且已经确定的是，在小粒中的谷物由此能够改变在被提供有小粒的反刍动物中的瘤胃pH。如上所述，产生的氨的速率和水平可以受诸如含水量的环境因素影响并且因此湿度水平的增加可以导致氨产生的速率的增加，使得适当地碱性氨处理的谷物可以在小于3天、例如1天或2天内被产生。
碱性氨处理的谷物或饲料成分展示与添加的尿素水平相应的粗蛋白质含量的升高。此类蛋白质含量可以通过本领域中任何合适的手段来确定，例如近红外光谱法或对于氮的凯氏分析。典型地处理的谷物或饲料成分将显示比未处理的谷物或饲料成分更高的干物质蛋白质含量。
适当地，碱性氨处理的谷物可以选自，例如，将被形成为小粒的玉米、大麦、小麦、燕麦、黑麦、大米、黑小麦、及类似物或此类谷物的组合。可选择地，纤维性饲料成分可以被碱性氨处理以提供纤维性原料，例如燕麦壳，用于包含在小粒中。在实施方案中，碱性氨处理的谷物可以包含薄片状的玉米。在实施方案中，碱性氨处理的谷物可以是小麦或大麦。
在实施方案中，碱性氨处理的谷物或饲料成分可以通过当谷物具有在5％-28％、10％-28％、16％-28％、14％-25％、14％-16％的范围内或约18％的含水量时对谷物提供碱性或氨处理来提供。如本领域中已知的快速测定湿度传感器是容易得到的并且在农场上和在粮店中广泛使用的。可选择地，烘箱湿度测量(ovenmoisturemeasurement)可以被用于确定谷物或饲料成分的含水量。典型地，成熟的谷物当其包含优选地在14％-25％之间的湿度水平时被收获。
任选地，在提供处理的谷物或饲料成分的工艺期间，可以在处理之前、期间或之后将水添加至正被处理的谷物或饲料成分。适当地，可以将水添加至谷物以提供在16％至24％、适当地18％至22％的范围内的湿度水平。在此范围内的含水量允许氨(例如由尿素的水解产生的氨)结合至谷物或饲料成分。
适当地，当碱性氨处理的谷物和/或饲料成分的含水量大于在典型地用于形成小粒的干谷物或饲料中所观察到的时，需要在混合和制粒期间添加较少的湿度，例如蒸气。适当地，提供水分以在混合或制粒期间提供约11％-13％含水量的湿度水平。
在实施方案中，液氨可以在生产小粒期间或在生产小粒之后被添加至谷物或饲料成分。在生产小粒期间或之后提供液氨可以在饲料中提供碱性。不希望受限于理论，但提供液氨将不被认为提供与结构性碳水化合物相同水平的反应，导致改善的纤维可消化性和氨进入瘤胃的缓慢释放，如通过在加工谷物或饲料成分以形成小粒之前通过向谷物或饲料成分中提供尿素和脲酶而提供氨将被提供的。
适当地，使用其中碱性氨处理已经在混合之前被提供至谷物或饲料成分的本发明的工艺，不要求另外的氨或碱性处理被提供至完成的小粒或在小粒的产生期间提供至小粒，但此任选的步骤可以被包括。
在小粒混合物的混合以后，小粒混合物可以使用常规的手段调节(condition)，小粒可以通过压制混合物以形成小粒而被形成。在实施方案中，制粒可以通过环行染料制粒机(ringdyepelletmill)进行。适当地，多个小粒可以从形成小粒的混合物被形成。然后，软的小粒可以被干燥并且冷却。小粒可以被提供成圆柱形并且可以是约2.5mm至16mm、3mm至15mm直径、适当地4mm至14mm直径。在实施方案中，小粒可以具有5mm至50mm长度。适当地，可以在冷却器或干燥器中提供干燥以提供具有约11％-16％、优选地低于14％、理想地12％的最终含水量。
完成的小粒的耐久性可以根据小粒耐久性指数(PelletDurabilityIndex)(PDI)(Holmen)和Kahl测试来确定。
任选地，矿物质，包括例如铜、锰、硒、钴、锌、矿物络合物、螯合的或蛋白质化的微量矿物质(chelatingorproteinatedtracemineral)、抗生素、纤维源、益生素、氨基酸和维生素或其组合，可以被添加至形成小粒的混合物。任选地，工艺可以包括向小粒提供缓冲剂、盐、碳酸氢钠、碳酸镁、钙、氧化镁、无机酸吸收材料、膨润土、RumitechTM或类似物或其组合的步骤。
根据本发明的第二方面，提供了通过本发明的第一方面的工艺生产的小粒。
在实施方案中，通过本发明的第一方面的工艺生产的小粒可以是在2.5mm至16mm、特别地4mm至16mm直径、5mm至50mm、特别地10mm至30mm长度的范围内。在实施方案中，小粒的耐久性可以是在Holmen85+、Kahl7+至Holmen96+、Kahl12+的范围内。
在实施方案中，通过本工艺生产的小粒可以是谷类(0-100％)、食物副产品(0-80％)、蛋白质(0-50％)的组合至总共100％，更适当地，谷类(10％-100％)更适当地(10％-80％)、食物副产品(20％-80％)、蛋白质(5％-50％)与油/脂肪、糖蜜和矿物质、维生素和微量元素的组合。在实施方案中，碱性(氨)处理的谷物或饲料成分，例如尿素和脲酶处理的材料，可以以从5％-80％、适当地5％-60％的范围、例如70％被添加。
在实施方案中，本发明的小粒可以与常规的小粒掺混，所述常规的小粒不是在谷物或饲料成分的碱性氨处理以后形成。
适当地，临床瘤胃酸中毒的特征是瘤胃的酸化作用，即瘤胃液的低pH，通常低于，但不限于，pH5，导致，但不限于，纤维消化的减少和减少的干物质摄入。亚急性瘤胃酸中毒(SARA)和急性(临床)酸中毒可以导致瘤胃菌群的组成的干扰并且导致瘤胃乳头和/或粘膜的损害并且还可以导致动物的健康和性能的快速衰退和/或动物死亡。
在本发明中的术语反刍动物涉及来自偶蹄类动物的下级的动物，其特征是多部分反刍胃。
在实施方案中，反刍动物可以包括牛、山羊、绵羊、骆驼、羊驼类、长颈鹿、野牛、水牛、鹿和羚羊。
本发明的每个方面的优选的特征和实施方案经适当修改后用于每个其他方面，除非上下文另外要求。
附图简述
本发明的各实施例将现在仅以实例的方式举例说明，如在以下附图中图示的：
图1示出常规的碾磨工艺。
图2示出碾磨工艺，其中谷物已经在碾磨之前被处理，使得尿素和脲酶已被提供至谷物以提供碱性谷物。
图3提供在碾磨之前的处理工艺的细节，其中尿素被转化为氨，氨结合至谷物并且pH增加至大于pH8，导致改善的可消化性纤维消化和可用的能量含量的增加以及粗蛋白质含量的增加。
发明简述
本发明的小粒可以使用根据以下的阶段的工艺来形成：
1.根据制剂，称重碱性氨处理的饲料成分连同其余量(balancedquantity)的蛋白质、碳水化合物、矿物质、维生素、液体、抗生素、益生素、酵母培养物或氨基酸的混合物；
2.将该制剂混合并且在需要时，在加温之前，在压力下磨碎，作为调节工艺；
3.将该混合物压制并且挤出为小粒。
典型地，碱性氨处理是通过采用尿素和脲酶处理将被并入小粒中的谷物和/或饲料成分以及储存谷物和/或饲料成分持续至少三天，其中谷物和/或饲料成分具有约14％至26％、适当地约16％至26％、最适当地约18％的湿度水平，使得通过尿素的水解产生的氨能够结合至谷物和/或饲料成分。
在工艺的实施例中，在制粒工艺期间添加蒸气可以被调节以考虑处理的谷物或饲料成分的增加的含水量。此调节可以在生产工艺期间进行以确保标准化的生产参数。
实施例
实施例1
对于处理谷物典型地，成熟的谷物当其包含在16％-24％之间的湿度水平时被收获。在此湿度范围外(高于和低于)的谷物可以例如采用尿素和脲酶组合物来处理，但是所提供的处理量可能不同于以下提供的、如在本领域中将是已知的处理量，并且任选地，可以在谷物的储存期间添加水以允许水解反应进行。
如下提供碱性氨处理的应用。在混合器中，1000kg的谷物被提供至混合器并且100kg的尿素和脲酶组合物以及约250kg重量的水被混合在一起。
然后，谷物和/或饲料成分以及尿素和脲酶组合物被混合持续1-2分钟之间以活化水解反应。然后添加并混合余下的谷物或饲料成分(4000kg)持续另外的3-4分钟。
在处理之后，处理的谷物可以被用于如本文描述的混合和制粒工艺。
在适合的情况下，制剂或其部分可以通过锤磨机、使用特定的参数被磨碎，所述参数例如筛孔、尺寸、产生具有期望的粒度谱的混合物的速度。
然后，处理的谷物可以作为制剂的部分被提供至混合器，如在表1中连同单独的组分可以在其中变化的范围所描述的。
表1
这些将提供：
在混合之后，形成小粒的混合物被递送至制粒机给料器调节室，其中蒸气被添加至制剂中并且制剂进一步混合。然后，所调节的形成小粒的混合物被提供至机头挤出机(dieextruder)并且所调节的形成小粒的混合物被压紧穿过机头以形成软的、潮湿的小粒。然后，挤出的小粒被提供至小粒冷却器，小粒冷却器被设计成从产物提取热和剩余的水分以改善小粒的物理品质并且允许其储存。
尽管本发明已参照特定的实施例被特定地示出和描述，本领域技术人员将理解，各种形式和细节的变化可以在其中被做出，而不脱离本发明的范围。