TW201703641A - 自製酒過程中酒糟產生高價值動物飼料添加物的方法與系統 - Google Patents

Abstract

一種用於控制製造乙醇之共發酵系統中高價值飼料有機體之培養生長以及供培養物消耗非蛋白質及碳水化合物兩者為基底之產物的方法及系統。該方法及系統製造加強副產物營養價值的產品。該方法進一步提供一種生長獨特附加價值副產物之系統，其包括不含黴菌毒素動物飼料，用於單胃及反芻動物飼料市場，包括水產養殖、家禽、豬，伴侶動物和家畜動物。該方法包括製造有機酸以豐富動物飼料，其用於在該飼料中減少之抗生素組份來加強動物效能。該方法包括在動物飼料產品中生產及併入益生菌。

Description

自製酒過程中酒糟產生高價值動物飼料添加物的方法與系統 【相關申請案之交叉參考】

此申請案依35 U.S.C.§119(e)主張2015年6月25日申請之美國臨時專利申請案序號第62/184,768號之優先權，標題為「自製酒過程中酒糟產生高價值動物飼料添加物的方法與系統(A Method of and System for Producing a High Value Animal Feed Additive from a Stillage in an Alcohol Production Process)」，其全文以引用方式將所有目的併入本文中。

本發明係關於動物飼料製造之領域。更特定而言，本發明係關於具有加強營養價值之動物飼料製造。

第一圖說明用於製酒之典型濕磨製程。第二圖說明具有後端油回收系統之典型乾磨製程。第三圖說明具有後端油及蛋白質回收系統之典型乾磨製程。第四圖說明具有前研磨及前油回收系統之典型乾磨製程。第五圖說明具有前研磨、前油回收、及前去纖維系統之典型乾磨製程。第六圖說明具有後端研磨及後端油回收系統之典型乾磨製程。

自穀粒製酒之習知方法一般而言依循類似程序，取決於該製 程是否在濕磨機或乾磨設施中操作。濕磨玉米處理廠將玉米粒轉化成數種不同之副產物(co-product)，諸如：胚芽(用於油萃取)、麩質飼料(高纖維動物飼料)、麩質粉(高蛋白質動物飼料)、及基於澱粉產物，如乙醇、高果糖玉米糖漿、或食物及工業澱粉。乾磨乙醇廠將玉米轉化成兩種產物，即乙醇及具可溶物之酒粕。若將該產物出售作為濕動物飼料，具可溶物之濕酒粕稱為DWGS。若將該產物乾燥出售作為動物飼料，具可溶物之乾酒粕稱為DDGS。在標準乾磨乙醇製程中，一蒲式耳(bushel)玉米除大約10.3公升(大約2.75加侖)之乙醇外大約產出8.2kg(大約17磅)之DDGS。此等副產物提供重要二次收入來源，其抵銷一部份之總乙醇製造成本。

一般而言，即使DDGS包含10-13%之油及28-33%之蛋白質，DDGS銷售作為低價值動物飼料。某些廠已修改典型乾磨製程以自DDGS分離有價值之油及蛋白質。有大約100家有後端油回收系統之工廠，其含揭示於美國專利第7,601,858號中之一製程(如第二圖所示)，一家工廠使用蛋白質回收系統，其具有揭示於PCT/US09/45163(標題為「METHODS FOR PRODUCING A HIGH PROTEIN CORN MEAL FROM A WHOLE STILLAGE BYPRODUCT AND SYSTEM THEREFORE」)中之一製程(如第三圖所示)，及二十五家工廠使用前研磨機以增加酒精產量，其使用揭示在PCT/US12/30337(標題為「DRY GRIND ETHANOL PRODUCTION PROCESS AND SYSTEM WITH FRONT END MILLING METHOD」，其全文以引用方式將所有目的併入本文中)中之一製程(參見第四圖)。該等工廠經修改以增加該等廠的酒精產量並在前端回收有價值之油。亦有四家工廠自熟醪回收高纖維部份，其使得可產生高蛋白酒粕及較高油回收(參見第五 圖)。

典型之濕磨及乾磨製程具有相同之發酵製程。此類型用來製造農業酒精之發酵使用並轉化在穀粒中所發現之澱粉為基底的碳水化合物及使用熟知之酵素製程將其等轉化為葡萄糖。釀酒酵母(酵母)將葡萄糖分子轉化為乙醇及二氧化碳以及其他產物，包括甘油及酵母體。使用習知蒸汽蒸餾將該乙醇自發酵培養液移除且出售作為有價值運輸燃料及工業酒精。使用一發酵用來製造基於穀粒之農業酒精之方法遵循一熟知方法，其不是使用批次，就是使用連續式發酵。在澱粉轉化及發酵後留下之物係不相同，取決於所用之製程。如第一圖所示(一濕磨製程)，在酒精回收後留下之物質為廢酵母、非揮發酵母代謝物及來自穀粒之可溶固體。如第二圖所示(一典型簡單乾磨製程)，在酒精回收之後留下之物質係廢穀粒之混合物，其含有蛋白質、纖維、酵母、油、酵母代謝物、非可發酵糖、非發酵糖、有機酸、礦物質及其它成份。在乙醇回收之後，該等剩餘物係呈半液態形式，其稱為全酒糟。該全酒糟藉由離心分離成濕固體，稱為濕酒粕(主要係纖維及蛋白質)；及液體，其稱為稀酒糟(主要含有油、酵母體、可溶化合物、及細懸浮穀粒)。

此稀酒糟通常進入蒸發器系統以濃縮成含有30至50%之乾固體(70至50%之水)，其稱作糖漿。可選製程可自該糖漿回收油作為分開之產物，其顯示在第二圖中。在典型乾磨廠中，該等離心固體(WDG)及糖漿經混合一起並乾燥而產生DDGS，其售往動物飼料市場用於世界各地之反芻與單胃動物。該DDGS通常具有超過30%之蛋白質。然而，因為高濃度之纖維，其不適於作為高內含物產品給雞及魚食用。

已開發有許多製程來改善DDGS之價值及使用。在第三圖中，自DDG中移除/回收蛋白質。在第四圖中，增加前研磨至前端以改善油及蛋白質回收。在第五圖中，可在發酵槽之前分離纖維。該等製程允許用於出售作為DDGS者經分離成四個部份：a)纖維、b)蛋白質、c)糖漿、及d)油。在第六圖中說明之製程類似於第五圖之製程，但該研磨步驟及該纖維移除/回收步驟係在後端處而非在前端處。

一般而言，所有濕磨及乾磨製程在該等製程結束處產生糖漿。該糖漿含有來自穀粒之可溶礦物質且具有「未知生長要素」。該等未知生長要素係營養素成份，諸如維生素，其係來自發酵步驟中之酵母。

該稀酒糟通常含有5至8%之固體(95至92%之水)且經過一蒸發器系統處理，使得在該酒糟與來自離心之濕餅(WDG)混合之前將該酒糟在其後濃縮成含有30至50%之固體(70至50%之水)以產生低成本DDGS。DDGS因為其高纖維含量及黴菌毒素濃度主要用於反芻動物飼料。

已完成有大量研究及發展工作來改善稀酒糟之價值，包括藉由使用需氧發酵增加蛋白質含量。來自乙醇生產之稀酒糟包含生物可降解有機化合物及用於真菌培養之充份微量營養素，諸如小孢根黴寡孢變種。該真菌移除約60%之有機物質，包括懸浮固體及甚至更多的某些不希望再循環之特定物質。接著，可輕易地收成該菌球作為食品級有機體(RO)，其富含脂肪及蛋白質(特定而言胺基酸，如離胺酸及甲硫胺酸)。然而，整個系統之成本及此系統所需之能量為高且無法在商業規模上被合理經營。並且，在該系統可商業操作之前對於真菌需要USDA核准。

在某些例中，將能夠合成一或多種預定營養素(尤其是類胡蘿蔔素)之各種類酵母添加至有機飼料物質中。該飼料物質及酵母經過發酵，其造成該酵母合成該等預定營養素。接著可乾燥該發酵混合物或者將其加工成動物飼料產品，其含有在發酵製程期間合成之營養素。在某些例中，該二次發酵需時5天以自全酒糟製造天然類胡蘿蔔素。

在某些其它例中，在一乾磨製程之批次發酵系統上使用再循環酵母以減少約10小時之發酵時間且在該玉米內之微生物藉由使用再循環設置系統慢慢地生長，其朝向發酵結束製造乳酸。在此例中，在四批次再循環操作之後，乳酸自通常少於0.2%變化至超過1%。酒精產量百分比隨再循環設置增加，既使該乳酸百分比係高達1%或更高。此微生物可以DP4(四醣)或其它碳水化合物(諸如無葡萄糖之甘油)製造乳酸。

在某些具體實施例中，提供製造增值產品之路徑/方法，包括乳酸(例如使用穀粒)、酵素、酵母、及細菌以產生增值產品。所有種類之穀粒可用作基於穀粒乙醇。玉蜀黍(玉米)能夠作為一進料。世界各地生長之玉米在其生長季節期間易受黴菌毒素污染。該等黴菌毒素由土壤中之天然霉菌產生，其在玉米之生長與成熟過程中於玉米粒表面上生長。在農作物之後期生長及成熟期間某些氣候條件扮演黴菌毒素生成之一重要角色。此外，穀粒之某些儲存條件亦可產生黴菌毒素。穀粒及其它動物飼料產品上之黴菌毒素造成所有種類動物之嚴重消化問題，限制體重增加及一般動物健康。

在玉米進入處理設備時，該等黴菌毒素在玉米粒之表面上。該等黴菌毒素完好地通過乙醇製造製程。進一步地，在發酵製程處之質量 減少造成DDGS中黴菌毒素之原始濃度增加三倍。此濃度之三倍增加係處理設備的重大問題。隨著黴菌毒素濃度增加，在乙醇設備處產生之動物飼料產品變得對動物毒性更強。在該等設備處產生之動物飼料係經濟模式之極重要部份，其用於補貼操作成本。然而，高濃度之黴菌毒素限制該等穀粒之銷售地點並減少給付該飼料之市場價格。

許多研究已顯示高蛋白質、低碳水化合物飼料之優點。飼料配方中使用此物質大幅地加強對於所有動物之營養價值。受黴菌毒素污染之動物飼料迫使製造者將其產品大幅地減價或針對不含黴菌毒素之玉米進料付出額外代價。

本文所述之各種具體實施例提供一種在處理以前自玉米穀粒移除黴菌毒素之方法。本文揭示之方法大幅減少動物飼料中之黴菌毒素之濃縮效應，其係產生於玉米為原料之乙醇廠。由該等製程製造之不含黴菌毒素動物飼料目前可餵食動物而不必關注與黴菌毒素關聯之不良健康效應。

此外，本文所述之製程產生低不溶性、低纖維、營養可溶性流，其可係幼畜之合適飼料。此可溶性流含有玉米及酵母組份之混合物，其係高度可消化且完全適用於乳畜。此流含有胺基酸、礦物質及酵母組份之混合物。該混合物能夠用於製造動物飼料，其含有許多高度可消化營養素以及有用濃度之未知生長要素。

未知生長要素可係用來描述此可溶性流之數種益處之術語。該加強可溶性流具有經濃縮以含有80%固體(20%水)之能力，其藉由限制糖漿中有機體之生長(由於低水活性)而增加其庫存壽命及較低之運輸成 本(由於與傳統經處理糖漿相較呈現低水量)兩者。

幼豬及水產飼育系統能夠使用此高營養可溶性流以加強體重增加並刺激水生魚類及藻類生長。該藻類本身成為水產系統中之較大有機體(即魚、甲殼類、及蝦)優異的飼料。含有蛋白質、纖維、脂肪及礦物質之藻類生長加強整個水產生態系統。

此外，已證實有益之微生物改良家畜之一般健康。益生菌可用來與病原體競爭營養及環境。在某些具體實施例中，益生菌用來釋出對病原體有毒性之化合物，其刺激胃腸區域之免疫系統，造成動物之較高生長效能、較高消化性、及較強免疫性。在某些具體實施例中，有機酸係用作飼料添加物以增加攝取並避免沙門氏菌污染及乳腺炎。在某些具體實施例中，使用有機酸及活性益生菌之連續攝取，其在動物飼料配方中之連續供應扮演重要角色。

一般而言，係使用酵母自乙醇發酵製造全酒糟作為液態副產物。在藉由離心移除蛋白質及纖維之後產生該稀酒糟。該糖漿係藉由蒸發移除水後之該稀酒糟之濃縮物。該稀酒糟及糖漿含有蛋白質、脂肪、礦物質、胺基酸、酵母代謝物、纖維、單醣、雙醣、寡醣、鉀、磷、及其它未知生長要素。使用稀酒糟作為替代動物飼料係有益的，此係由於其之低成本及高營養價值。

稀酒糟由於其營養含量對於培養微生物係理想的。理想益生菌已被選擇來將在糖漿及在稀酒糟兩者中之乳酸濃度最大化。該分離物將碳水化合物及其它組份轉化成糖漿中之乳酸且當餵食家畜時作為益生菌。一旦已挑出並識別該分離物，其亦可係基因工程宿主以製造自其它細菌發 現之黃麴毒素分解酵素。在此方式中，該分離物可在一發酵步驟期間製造乳酸及分解黃麴毒素。

細菌(展示纖維素和半纖維素活性)能夠在細菌分離物之前或與其一起引入以用於共發酵製程來將纖維素及半纖維素分解成單醣或雙醣，其可係產生乳酸細菌之可得的碳源，使得乳酸生產率可最大化。

進一步地，在纖維素處理之後可引入展示蛋白酶活性的細菌。使用該細菌將蛋白質及肽鏈分解成較小分子，包括胺基酸。該等較小胺基酸分子對具有較低效率之消化系統的動物係較易於取得的。例如，雞係典型之具有低消化率的實例動物，其在消化期間僅吸收DDGS所供應營養之50%。

在某些具體實施例中，由於高鉀及磷含量，最終產物亦適於培養藻類，其係魚市場中有價值之產品。有機酸及益生菌對類似於其它陸地動物之魚類有益。在某些具體實施例中，在培養後將高端營養產品直接餵食魚類或特定吃藻類的魚類。在某些具體實施例中，該高端營養產品係與藻類結合一起餵魚。

在一態樣中，一種製造一添加營養動物飼料之方法包含：清潔一進料直至移除該進料表面上大部份之黴菌毒素、研磨該進料以形成經研磨進料、液化該經研磨進料以形成液化進料、進行該液化進料之第一發酵、添加新培養物至第二發酵、及形成該添加營養動物飼料。

在某些具體實施例中，該清潔包含用水清洗。在其它具體實施例中，該進料包含玉米。在某些其它具體實施例中，該第二發酵生長產生營養之微生物。在某些具體實施例中，該營養包含乳酸、類胡蘿蔔素、 抗氧化劑、或其組合。在其它具體實施例中，將該新培養物添加至發酵池。在某些其它具體實施例中，在發酵池中之第二發酵係在第一發酵之後及在蒸餾之前。在某些具體實施例中，將該新培養物添加至稀酒糟。在其它具體實施例中，添加新培養物係在蒸餾之後。在其它具體實施例中，添加新培養物係在蒸發之前及在移除纖維與蛋白質之後。在某些其它具體實施例中，將新培養物添加至在保存槽中之半濃縮糖漿。在某些具體實施例中，在蒸發期間發生第二發酵。在某些具體實施例中，在蒸發之前發生第二發酵。在某些具體實施例中，在蒸發之後發生第二發酵。

在另一態樣中，添加營養動物飼料製造系統包含：一玉米清洗裝置，其經組態以移除玉米表面上大部份之黴菌毒素；一研磨裝置，其經組態以將玉米轉換成經研磨玉米；一液化槽，其經組態以轉化該經研磨玉米來形成液化物質；一第一發酵槽，其經組態以進行第一發酵，使得該液化物質變成第一發酵物質；及一第二發酵槽，其經組態以接受一新培養物並進行一第二發酵。

在某些具體實施例中，該第二發酵生長產生營養之微生物。在其它具體實施例中，該營養包含乳酸、類胡蘿蔔素、抗氧化劑、或其組合。在某些其它具體實施例中，將該新培養物添加至發酵池。在某些具體實施例中，在發酵池中之第二發酵係在第一發酵之後及在蒸餾之前。在其它具體實施例中，將該新培養物添加至稀酒糟。在某些其它具體實施例中，添加新培養物係在蒸餾之後。在某些其它具體實施例中，添加新培養物係在蒸發器之前及在纖維與蛋白質移除裝置之後。在某些具體實施例中，將新培養物添加至在保存槽中之半濃縮糖漿。在其它具體實施例中，第二發 酵係在蒸發器中。在某些具體實施例中，在蒸發之前發生第二發酵。在某些具體實施例中，在蒸發之後發生第二發酵。

在另一態樣中，一種製造添加營養動物飼料之方法包含：研磨玉米以形成經研磨玉米、液化該經研磨玉米以形成液化物質、進行該液化物質之第一發酵、進行第二發酵、及形成該添加營養動物飼料。

在某些具體實施例中，該方法進一步包含添加新培養物。在其它具體實施例中，將該新培養物添加至第二發酵。在某些其它具體實施例中，第二發酵係在第一發酵之後及在蒸餾之前。在某些具體實施例中，該第二發酵係在纖維與蛋白質分離與蒸餾之後。在其它具體實施例中，該第二發酵係在一稀酒糟槽中。在某些其它具體實施例中，該第二發酵係在半濃縮糖漿槽中。

在一態樣中，一種製造添加營養動物飼料之方法包含：進行第一發酵及在第二發酵中生成有機酸、益生菌、或兩者。在某些具體實施例中，該方法進一步包含將微生物添加至第二發酵。在其它具體實施例中，該等微生物包含乳酸桿菌屬、雙歧桿菌屬、鏈球菌屬、或其組合。在某些其它具體實施例中，該微生物包含芽孢桿菌屬、腸球菌屬、或其組合。在某些具體實施例中，該微生物產生蛋白酶，其破壞乳化以改善油回收。在某些具體實施例中，該微生物包含苛求芽孢桿菌、棘孢麴黴、或其組合。在其它具體實施例中，該方法進一步包含提供適於生長益生菌微生物之環境。在某些其它具體實施例中，該有機酸包含乳酸或乙酸。在某些具體實施例中，該方法進一步包含使用一液態酵素自第一發酵生長益生菌作為培養物。在某些具體實施例中，在第二發酵之前接序進行第一發酵，其中該 第一發酵包含與第二發酵中之微生物之第二類型或量不同之微生物之第一類型或量。

在另一態樣中，一種製造添加營養動物飼料之方法包含：進行第一發酵、添加微生物至第二發酵、及製造益生菌動物飼料。在某些具體實施例中，第一發酵包含用於製酒之一發酵步驟。在其它具體實施例中，該第二發酵係在發酵池處。在某些其它具體實施例中，該發酵池係在第一發酵之後及在蒸餾之前。在某些具體實施例中，該第二發酵係在稀酒糟處。在其它具體實施例中，該稀酒糟係在分離纖維與蛋白質之後。在某些其它具體實施例中，該第二發酵係在蒸餾之後之全酒糟處。在某些具體實施例中，該第二發酵係在半濃縮糖漿槽處。在某些其它具體實施例中，在多階段蒸發期間進行第二發酵。在某些具體實施例中，該第二發酵係在油分離之前。在某些其它具體實施例中，該第二發酵係在油分離之後。在某些具體實施例中，該第二發酵係在蒸發之後。在某些其它具體實施例中，該第二發酵包含蛋白質、脂肪、礦物質、胺基酸、酵母代謝物、纖維、單醣、雙醣、寡醣、鉀、磷、或生長要素。

在另一態樣中，一種用於製造益生菌動物飼料之系統包含用於製酒之第一發酵槽及與第一發酵槽連接之具有添加微生物之第二發酵槽。在某些具體實施例中，該第二發酵槽係在發酵池處。在其它具體實施例中，該發酵池係在第一發酵池之後及在蒸餾器之前。在某些其它具體實施例中，第二發酵槽係在稀酒糟槽處。在某些具體實施例中，該稀酒糟係在纖維與蛋白質回收裝置之後。在某些其它具體實施例中，該第二發酵槽包含在蒸餾器之後之全酒糟。在某些具體實施例中，該第二發酵槽係在半 濃縮糖漿槽處。在某些其它具體實施例中，該第二發酵槽係在油回收裝置之前。在某些具體實施例中，該第二發酵槽係在油回收裝置之後。在其它具體實施例中，該第二發酵係在蒸發器之後。

在一態樣中，一種製造添加營養動物飼料之方法包含：在鎚磨機之前以水清洗系統從進料玉米移除黃麴毒素、進行第一發酵、及在第二發酵產生益生菌、抗氧化劑、類胡蘿蔔素、胺基酸或其組合。

在某些具體實施例中，該方法進一步包含將微生物添加至第二發酵中。在其它具體實施例中，該微生物包含雙歧桿菌屬、鏈球菌屬、芽孢桿菌屬、或其組合。在某些其它具體實施例中，該微生物包含芽孢桿菌屬、腸球菌屬、或其組合。在某些具體實施例中，該微生物產生蛋白酶，其破壞乳化以改善油回收。在某些具體實施例中，該微生物包含苛求芽孢桿菌、棘孢麴黴、或其組合。在其它具體實施例中，如申請專利範圍第34項之方法進一步包含提供適於生長益生菌微生物之環境。在某些其它具體實施例中，該有機酸包含乳酸或乙酸。在某些具體實施例中，該方法進一步包含使用自第一發酵之液態酵素作為培養物來生長益生菌。

在另一態樣中，一種用於製造具有低黃麴毒素濃度之益生菌動物飼料的系統包含：在鎚磨機之前以水清洗系統自進料玉米洗去黃麴毒素、用於製酒之第一發酵槽、與第一發酵槽連接之具有添加微生物之第二發酵槽。

在某些具體實施例中，該第二發酵槽係在發酵池處。在其它具體實施例中，該發酵池係在第一發酵槽之後及蒸餾之前。在某些其它具體實施例中，該第二發酵槽係在稀酒糟槽中進行。在某些具體實施例中， 該稀酒糟係在纖維與蛋白質回收裝置之後。在其它具體實施例中，該第二發酵槽系統包含在蒸餾之後發酵。在某些其它具體實施例中，該第二發酵槽係在濃縮糖漿或半濃縮糖漿槽處。在某些具體實施例中，該第二發酵槽係在油回收裝置之前。在其它具體實施例中，該第二發酵槽係在油回收裝置之後。在某些其它具體實施例中，該第二發酵係在蒸發之後。

在另一態樣中，一種製造添加營養動物飼料之方法包含：進行用於製酒之第一發酵、在第一發酵結束處取得微生物、及在蒸餾後將該等微生物添加進第二發酵中以繁殖並製造有機酸、益生菌或其組合。在某些具體實施例中，第二發酵包含在蒸餾裝置之後具有一全酒糟槽之發酵槽。在其它具體實施例中，該第二發酵包含在分離纖維與蛋白質之後具有一稀酒糟槽之發酵槽。在某些其它具體實施例中，該第二發酵包含在多階段蒸發之製程期間具有半濃縮糖漿槽之發酵槽。在某些其它具體實施例中，該第二發酵包含在蒸發之後具有一糖漿槽之一發酵槽。在某些具體實施例中，該方法進一步包含將添加該等微生物至第二發酵中作為培養物。在某些具體實施例中，該方法進一步包含提供適於生長益生菌微生物之環境。在其它具體實施例中，該方法進一步包含提供適於生長一類型之微生物之環境，其在第二發酵中分解黴菌毒素。在某些其它具體實施例中，該第一發酵與該第二發酵係分開之製程並接序連結，其中第一發酵與第二發酵包含不同微生物。

本發明之其它特徵及優點在閱讀以下提出之具體實施例之實施方式後將顯而易見。

20‧‧‧蒸發

21‧‧‧研磨

22‧‧‧液化

23‧‧‧發酵

24‧‧‧蒸餾

25‧‧‧纖維及蛋白質分離/回收

70‧‧‧製程

71‧‧‧二次發酵

72‧‧‧二次發酵

73‧‧‧二次發酵

74‧‧‧清洗

75‧‧‧二次發酵

現藉由實例參照隨附圖式描述具體實施例，該等圖式意欲作為例示且未作為限制。對於本文提及之所有圖式，類似元件符號在全文中參照至類似元件。

第一圖說明用於製酒之典型濕磨製程。

第二圖說明具有後端油回收系統之典型乾磨製程。

第三圖說明具有後端油與蛋白質回收系統之典型乾磨製程。

第四圖說明具有前研磨及前油回收系統之典型乾磨製程。

第五圖說明具有前研磨、前油回收及前去纖維系統之典型乾磨製程。

第六圖說明具有後端研磨及後端油回收系統之典型乾磨製程。

第七圖說明一種根據某些具體實施例用於使用一製酒製程製造加強動物飼料之系統。

第八A圖、第八B圖及第八C圖顯示根據某些具體實施例之一連續再循環設置系統之結果。

第九A圖、第九B圖、第九C圖及第九D圖顯示根據某些具體實施例之一系統之日期結果，該系統再循環大部份之活性酵母漿料。

第十圖包含表2，其顯示根據某些具體實施例在不同介質中藉由短乳桿菌產生乳酸的結果。

第十一圖包含根據某些具體實施例自第一發酵取得一部份物質以添加至第二發酵作為生長營養素之方法的實驗結果。

詳細參照本發明之具體實施例，其實例說明於隨附圖式中。儘管連結以下具體實施例描述本發明，應了解其等未意欲將本發明限制於 該等具體實施例及實例。相對地，本發明意欲涵蓋替代、修改及同等物，其可包括在由隨附申請專利範圍所定義之本發明之精神及範疇內。此外，在以下之本發明之實施方式中，提出多個特定細節以更全面地說明本發明。然而，對熟習先前技術者顯然得知此揭露之益處，本發明可在不具該等特定細節下實行。在其它情況下，已詳細描述已知方法及程序、組件及製程以免不必要地模糊本發明之態樣。當然，應了解在發展任何此等實際實施方案中，必須做出數個特定實施方案之決定以達成開發者之特定目標，諸如遵守與應用及商業相關之限制，且該等特定目標隨不同實施方案及隨不同開發者變化。此外，應了解此一開發努力可係複雜且耗時的，但儘管如此對於具有此揭露之益處之熟習本技術者係工程化之例行事務。

第七圖說明根據某些具體實施例之一動物飼料生產製程70。該製程70包含添加微生物物質至製酒製程以自可溶性固體製造營養加強動物飼料。在該製程70中，在將穀粒(例如：玉米)饋送至用於研磨之鎚磨機21之前將該等穀粒傳送通過清洗74以移除黴菌毒素。在某些具體實施例中，自玉米表面移除大體上所有的黴菌毒素。在研磨21(例如：鎚磨機)之後，將不含黴菌毒素之麵粉傳送至液化22，其經進行以製造液化醪。接著將該液化醪饋送至發酵23。在某些具體實施例中，該發酵23係用於製酒之發酵製程。

在步驟71中，在於蒸餾24之蒸餾塔中處理以回收乙醇之前，將來自發酵23之發酵槽之發酵液饋送至作為保存槽之大發酵池中。可將新類型之培養物添加至發酵槽之最後階段或發酵23之發酵池，並使用該發酵池作為二次發酵製程以製造高價值飼料添加物成份，包括：乳酸、類胡蘿 蔔素及用於飼料產業中之所有類型的抗氧化劑。

在某些具體實施例中，所選之具有夠高活性的培養物係用來在滴出物處以最高速率在正常發酵條件下(諸如超過12% w/v(120g/L)之酒精，pH 4至5，及華氏85至90度之溫度)製造高價值成份。以本文揭示之此生物培養物，可在不增加顯著資本花費下製造一加強飼料。

在某些具體實施例中，當新類型培養物不適用於以上操作條件時，在該方法70中於一不同步驟時添加有機體。將造成生物問題之條件包括新培養物在12% w/v(120g/L)之酒精下無法維持足夠的活性或充份耐受存在於系統中之纖維及蛋白質或在酸性環境下(例如：pH值4-5)成長。

在某些具體實施例中，將新培養物添加至第二發酵72處之稀酒糟(在蒸餾24及纖維及蛋白質分離/回收25之離心移除之後)，其中主要僅可溶固體及細懸浮固體存在於稀酒糟中。在某些具體實施例中，在該二次發酵72處之稀酒糟槽夠大以提供充份的保存時間以在所需濃度下製造所需成份(例如細菌素及乳酸)。在某些具體實施例中，使用連續再循環培養方法作為連續發酵製程，其可將槽尺寸縮減某種程度，例如：1/8、1/6、1/4或1/2。

在某些具體實施例中，當該新培養類型具有相當低之生長速率/生產率且不喜歡在該系統中之油時，將該新培養物添加至二次發酵73之半濃縮糖漿中。

在某些具體實施例中，當新類型培養物可在較高營養濃度(例如60%之DS)，下生長及繁殖時，如在蒸發器後之糖漿中所見，在蒸發20後進行二次發酵75。

在某些具體實施例中，二次發酵製程(包括二次發酵71、72 及73)藉由在酵母用來將葡萄糖轉化成乙醇之相同反應容器中刺激及生長所選有機體來製造增值飼料成份。在某些具體實施例中，在相同槽或裝置中進行第一及第二發酵製程，同時分別對於第一及第二發酵的該等反應條件可係不同。

在某些具體實施例中，係基於預定成份之種類來選擇並培養有機體，作為動物飼料添加物。在某些具體實施例中，在完成一次發酵之後發生一或多個二次發酵。將二次培養物引入二次發酵製程(諸如二次發酵71、72、及73)之發酵液中，且消耗非可發酵糖、剩餘可發酵糖、其它碳水化合物、胺基酸及纖維以製造有價值代謝物。在分離製程中擷取該有價值代謝物，其用來製造上述之動物飼料產品。

在某些具體實施例中，二次發酵產生具所選飼料添加物，包括乳酸、類胡蘿蔔素、抗氧化劑、及維生素中之一或多種之動物飼料。該飼料添加物能夠使用相同反應容器中之未發酵穀粒組份而製造，能夠大幅降低製造成本。在某些具體實施例中，該等所選有機體縮短玉米之長胺基酸鏈，使得該等胺基酸之尺寸減少且增加對於動物的消化性。在某些具體實施例中，有機體及酵素係回收來使用。

在某些具體實施例中，糖漿對於生長微生物係營養及理想的。益生菌，如芽孢桿菌屬、乳酸桿菌屬、及雙歧桿菌屬，幫助動物免疫及可消化性。不像某些可以以最小碳供應而極有效地生長之細菌，大多數益生菌需要基本之營養素及元素，諸如維生素及某些胺基酸，以有效地生長。由於糖漿係來自酵母-玉米發酵之濃縮物，糖漿含有酵母細胞碎片及動物需要之所有基本胺基酸。

在某些具體實施例中，使用玉米作為飼料來源。玉米提供各種維生素及不同種類支援益生菌生長之糖來源。在某些具體實施例中，益生菌分離物(短乳桿菌菌株WYC)極健康地生長並產生多於原乳酸量四倍且在半濃縮糖漿中高至四倍(如表2所示)。因此在某些具體實施例中，使用糖漿作為益生菌生長之所選環境，其使得整個最終產品對動物更有益且作為動物飼料更有價值。

在某些具體實施例中，使用具有黃麴毒素降解或解毒能力之微生物，包括綠膿桿菌、鮑魚菇、紅球菌及其它。在某些具體實施例中，測試結果已顯示由該等培養物進行之降解反應係由胞外酵素進行。此特性使其更易於工業應用，因為胞外酵素通常肽鏈短且尺寸小，其使其適於作為一基因工程工具。在某些具體實施例中，該黃麴毒素降解酵素由所選宿主細胞誘發及排出。例如，對於分泌澱粉酶之嗜熱芽孢桿菌，澱粉酶基因可轉換成黃麴毒素降解酵素。此改質嗜熱芽孢桿菌可使用與用於排出澱粉酶相同之排出機制以排出黃麴毒素降解酵素，且該表現可由澱粉酶誘導物調控。或者，該黃麴毒素降解酵素之基因連接在質粒上之放大基因後且接著插至一選擇宿主。

在某些具體實施例中，在製造糖漿期間，玉米油及天然水溶性界面活性劑被劇烈地混合。此混合物形成一厚的乳化層，其基本上係經蛋白質包覆之油滴。由於此乳化，僅70%之玉米油可在接近製程結束處回收。由於乳化蛋白質之性質形成乳液。蛋白質係由胺基酸鏈折疊之大分子。由於不同性質，不同蛋白質具有不同比例之親水側及疏水側。在混合製程期間，在富含蛋白質之水基溶液中形成油滴。當該油滴與蛋白質之疏水部 份接觸時，此蛋白質以水基溶液中之其親水側及油滴中之其疏水側如界面活性劑般作用。此相互作用產生由蛋白質及水圍繞之油滴，其使油滴難以與以水為基底之溶液分離。該分離僅依賴密度差。

在某些具體實施例中，由於蛋白質乳化劑發生之乳液能夠以蛋白酶作用於乳化蛋白質上而破壞。蛋白酶係可將蛋白質消化成水溶性胺基酸分子之酵素。胺基酸係水溶性。藉由將蛋白質破壞成胺基酸，可去除該蛋白質之界面活性劑性質，其有助於自水基溶液釋出油滴並破壞乳化。破壞乳化對增加玉米油之回收率係重要的，因為較多液滴可自乳化狀態釋出且可容易地藉由離心自水基溶液分離出。

使用蛋白酶將蛋白質水解成胺基酸亦可增加餵食動物時之消化性，因為胺基酸係蛋白質之積木且當與粗蛋白質相較時較易被吸收。熟習本技術者將了解可使用任何來源之蛋白酶來達到該等目標。其可藉由所選發酵微生物，大量產生蛋白酶之工程化微生物，或者濃縮或純化商用蛋白酶製造。

在某些具體實施例中，在不同微生物組合及/或不同酵素下進行發酵。該等微生物及酵素可係天然菌株或工程化菌株，其具有增加之能力，如較強環境耐受力、較高生長速度、較高酵素生產效率、較強酵素穩定性、及/或較高酵素動力。此外，可個別地或以任何組合使用微生物及/或酵素以符合不同年紀之不同種類動物的目標需求。

例如，可將蘇力菌與紫紅麴菌進行共發酵來產生用於動物之紅麴米並同時最小化在農場當地之蒼蠅數量。展現較高纖維素酶動力學之工程化枯草芽孢桿菌可與具較高乳酸生產率之工程化短乳桿菌進行共發酵 以最大化轉化效率。工程化蛋白酶顯示較高動力學，並以保加利亞乳酸桿菌加入耐熱性而簡單地將蛋白質破壞成胺基酸，其對動物較易獲取並最大化仔豬之益生菌群。

在某些具體實施例中，提供避免製造動物飼料中之細菌污染之方法及裝置。在一正常批次及乾磨發酵系統中，在發酵初期(在填充期間)之酵母細胞數低且葡萄糖之濃度較高。在此期間，存在超越酵母並產生包括乳酸及乙酸之毒性最終產品以及消耗基本營養素之細菌污染的天然風險。此活性不利地影響酵母並抑制其生產所需酒精之能力。

在相關專利申請案(美國臨時申請案第62/044,092號，其以引用方式將所有目的全部併入本文中)中，在批次發酵系統上活性酵母自先前設置槽再循環至目前填充槽加速發酵速率並避免於初期發酵細菌污染存在而超越酵母。在某些具體實施例中，係依序使用自一批次連續至數個接下來之批次之活性酵母之再循環製程，其增加慢生長細菌污染超越酵母之機會。

在第八A圖中，該圖顯示使用根據某些具體實施例之系統在連續持續再循環中之乳酸%與時間之關係。在連續再循環系統之第一及第二批次中，在發酵結束處之乳酸濃度係少於0.2%。然而，乳酸之濃度隨連續再循環批次在9個連續再循環批次之後觀察到增加至2%濃度。

第八B圖顯示根據某些具體實施例之連續再循環批次之酒精對時間之圖。此顯示在初期及中期再循環批次期間在發酵批次較早時酒精%隨連續再循環酵母系統增加，但酒精%增加率在最後數個再循環批次中減慢。

在第八C圖顯示根據某些具體實施例在滴出物中之酒精%在最後數個再循環批次中減少。

在某些具體實施例中，使用市售可得抗菌及抗微生物產品控制在乾磨製程中發酵期間之細菌感染。在初期發酵階段添加適當量之該等抗菌或抗微生物產品下，可有效地控制不希望之細菌生長，使得在用於製酒在發酵槽之第一發酵階段(例如第七圖中之第一發酵23)及用於在發酵池中製造乳酸之二次發酵階段(例如第七圖之二次發酵71、72、及/或73)中預定/正確量之乳酸而不損失酒精產率太多。

根據某些具體實施例在表1A-1D(第九A圖-第九D圖)中，進行具18%最具活性酵母轉移至新填充發酵槽之四批次連續再循環系統。如表1A中所示，批次6696在無再循環下正常地運行，在批次6697之填充週期之前三小時，批次6697自具有來自批次6696之最活性酵母的先前發酵槽接收18%容量。對批次6698及6699重覆此再循環步驟，由批次6697至6698及由批次6698至6699自含有最具活性酵母之先前發酵槽再循環18%容量。

在表1B中，對於以上四批次測試顯示乳酸%與時間之關係。如所示，乳酸%隨時間增加且乳酸%亦隨再循環批次數的每次增加而增加。

在表1C中，對於此相同組之批次顯示酒精%與時間之關係。酒精隨時間增加，且酒精隨再循環批次數增加直至最後批次(批次6699)。在滴出物處之酒精濃度開始減慢並隨最後數批次而趨於平穩。該資料亦顯示對於所有四批次在整個時間範圍下之葡萄糖%、麥芽糖%、DP3%、DP4%及甘油%。

在表1D中，顯示滴出之實驗日期。該資料顯示存在自主要 用於製酒之第一發酵轉換成主要用於乳酸製造之第二發酵的一最佳點。

在表1B及表1C中，其顯示酒精%增加速率在初期係自每小時增加0.5%酒精，但在發酵結束處(在滴出物處)增加速率降至每小時增加約0.05%酒精。在初期該乳酸%增加速率從零開始並在發酵結束處(在滴出物處)逐漸增加至每小時約0.04%之生產率。因此，當接近發酵槽滴出物處酒精%生產率大約與乳酸%生產率相同時，可係為一最佳點來自第一發酵階段(其製酒作為主要產品)切換至第二發酵階段(其製造乳酸作為主要產品(在發酵池或在蒸餾後))。或者，添加預定量之抗微生物或抗生素以將滴出物中之乳酸%維持在約0.4%至0.8%以確保細菌不過早超越酵母。

在某些具體實施例中，各種因素包括酵母(耐受乳酸能力)及酵素類型以及操作條件，可判定且影響自第一發酵階段轉換至第二發酵階段之最佳點。

在某些具體實施例中，調整在發酵槽之初期階段抗菌或抗微生物量以控制細菌生長及在滴出物處存在之乳酸%，以確保在第一(酒精)發酵滴出之前細菌不佔據及超越酵母。添加抗菌或抗微生物之時機可係如此使在發酵池中進行第二發酵(乳酸製造)來儘可能快且儘可能高濃度地生產乳酸。

在某些具體實施例中，儘可能多地製造發酵池中之乳酸以最佳化該反應條件。該等因子包括：a)設置具連續發酵系統之發酵池，其連續地饋入新鮮發酵液並連續地饋出以在發酵池中達到最大微生物群，b)使該發酵池含量儘可能高以增加保存時間，其提供細菌在給定槽容積中儘可能多的時間用於轉化，c)自發酵池再循環微生物群至最後發酵槽中以增加 製造乳酸的微生物群，其中需要維持平衡以避免乳酸菌超越製酒之酵母，d)若用於細菌生長之碳水化合物(食物)係限制因子時，則將其它預定廢棄碳水化合物源添加至發酵池以加速乳酸製造，e)若該微生物群係限制因子，則將濃縮之製造乳酸的微生物自外側添加至發酵池中，f)添加可消耗與葡萄糖不同類型之碳水化合物(諸如甘油)之新類型微生物，其可在較高之酒精濃度中有效地生長且乳酸製造更快。

在某些具體實施例中，當高酒精濃度係在發酵池中製造乳酸的限制因子時，可使用用於二次發酵階段之稀酒糟保存槽(二次發酵72，第七圖)。使用稀酒糟保存槽作為二次發酵階段具有以下優點：a)在無酒精濃度之抑制壓力下製造乳酸；b)可設定各種預定理想操作條件(pH值及溫度)，其可與第一酒精發酵階段(第一發酵23，第七圖)之所需條件不同；c)該高濃縮乳酸未通過後設置再循環回前端，因為此程序將減慢第一發酵酒精製造率。

在某些具體實施例中，當該乳酸製造率太低或需要較高乳酸濃度時，在多階段蒸發器系統中間使用二次發酵階段(諸如第七圖之二次發酵75)。在蒸發器之後/在蒸發器處(例如第七圖之蒸發20)取得糖漿，該糖漿(具有中間濃度)製造具有更高之食物濃度的發酵介質，其可產生較高微生物生長率。此較高生產率使相對小之二次發酵槽能自具中間濃度之糖漿製造更高濃度之乳酸(例如：在第七圖之蒸發20之前蒸發一半的水)。

在某些具體實施例中，在上述乾磨製程中自二次發酵階段製造較高濃度之乳酸。某些其它較高價值、有益於作為動物飼料中之飼料添加物之化學品或營養素，可使用其它微生物來產生。例如，法夫酵母和擲 孢酵母可用來製造具較高濃度之類胡蘿蔔素之飼料。

在某些具體實施例中，該方法包括控制在共發酵系統中之高價值飼料有機體之培養生長，該共發酵系統製造用於燃料或工業用途之乙醇並允許該培養物消耗非蛋白質及基於碳水化合物產物。該方法製造加強飼料副產物及其相關營養價值之產品。本文揭示之方法生長添加獨特價值之副產物，諸如用於單胃動物及反芻動物飼料市場之不含黴菌毒素之動物飼料。該等市場包括水產、家禽、豬、陪伴動物、及家畜動物。

在某些具體實施例中，所引入之培養物使用來自經處理玉米及酵母代謝物之非可發酵及可發酵組份。培養物製造有價值之代謝物，其係使用典型設備被進一步處理並被併入於該設施所製造之副產物飼料中。該等設計飼料經該培養物及酵母之代謝物加強且具有較高消化性及獨特營養價值。

在某些具體實施例中，該系統及方法以一受控方式培養一連續接種體。該系統使用持續地接收新鮮進料之一反應器，特定而言係該發酵池，其支援該生長培養物。接著，該系統用於在可發酵糖之後接種該批次發酵容器，其用來製造乙酵。該等容器(現存發酵槽)在一特定時間及接種速率下以來自該連續發酵池反應器之培養物接種。該培養有機體及傳統釀酒酵母在一共用反應器中共發酵一預定量時間且接著轉移至該連續反應器(發酵池)以為新批次製造空間。此作為一種加強該共發酵速率及生產率之方式，其亦提供用於該順序中下一批次之培養物。

在某些具體實施例中，該方法包括在任何時間取決於市場條件及飼料規格改變該培養物之能力。加強飼料產品包括一或多種營養素， 包括：乳酸、抗氧化劑、類胡蘿蔔素、及胺基酸。上述營養素係高度可消化且係動物飼料中所需。在某些具體實施例中，該方法能夠藉由移除黴菌毒素及共發酵生物有機體強化動物飼料以製造具較高價值之動物飼料。

實驗

實施例1：將乳酸菌之分離物引入糖漿槽中。發生發酵製程使得此分離物在糖漿中生殖並消耗作為碳源之碳水化合物且在預定條件下製造乳酸作為代謝物。該最終產物含有高含量(較開始高4倍)之乳酸及乳酸細菌，以及存在於未處理糖漿中之基本營養素。

實施例2：在濃縮之前將該分離物引入該稀酒糟槽中以耗盡碳水化合物並產生乳酸。在蒸發濃縮製程中以熱殺掉分離物以製造糖漿。作為濃縮富含營養液體，使用該糖漿作為如益生菌助劑之介質以培育由家畜生產者選擇之益生菌。在使用期間，稀釋該糖漿以增加益生菌數並加強益生菌活性。

實施例3：在濃縮之前將該分離物引入該稀酒糟槽中以耗盡碳水化合物並產生乳酸。在濃縮製程中以熱殺掉分離物以製造糖漿。根據何種預定被餵食之動物將所選益生菌引入糖漿。具益生菌之糖漿在最佳儲存條件下保存以保持益生菌存活但不強迫活性生長。當該產品到達使用者時，使用者可添加一預定比例之水以稀釋糖漿並再活化細菌益生菌。具益生菌之稀釋糖漿可儲存一短暫時期使得益生菌複製至所需濃度來最大化效能。

實施例4：將有益微生物分離物(即益生菌)直接引入糖漿並在繁殖同時消耗所有可消耗碳水化合物以產生乳酸。在該繁殖到達飽和且 乳酸到達最大轉化之後，益生菌進入存活但未生長之狀態(穩定相)，且該酵素可作為乳酸及益生菌加強動物添加物，或作為用於植物廢棄物處理之液體益生菌培養物直接銷售。

實施例5：在糖漿發酵之後，該酵素可分成酵素之液體部份及泥狀高濃縮不可溶固體，包括益生菌。該泥狀物質可出售作為濃縮益生菌培養糊或可添加賦形劑以製造用於動物飼料添加物及植物廢棄物處理之益生菌粉末。自糖漿分離的該酵素之液體部份可作為富含乳酸的動物飼料添加物來銷售或經過進一步濃縮製程以製造濃縮之富含乳酸的動物飼料添加物。

實施例6：糖漿進一步經過濃縮製程以製造濃縮糖漿。將對動物飼料具有特定功能之有益細菌分離物引入該濃縮糖漿內以將細菌生長至穩定相。該產品為功能加強的營養動物飼料。該產品可依現狀銷售或經進一步處理並以動物飼料添加物之濃縮物銷售。

實施例7：將製造乳酸之益生菌添加至濃縮糖漿內以在複製的同時製造乳酸。在到達穩定相及最大轉化率後，該產品係乳酸及富含益生菌之動物飼料添加物。該產品可依現狀銷售或經進一步處理成先前所述之正常糖漿酵素。

實施例8：在二次發酵之前或之後添加蛋白酶以進一步破壞乳化及增加玉米油之回收率。蛋白酶將蛋白質破壞成小分子、去除蛋白質之疏水及親水性質，並因此自乳化狀態釋出油滴。完成此步驟會增加乳酸之重量百分比且亦會增加糖漿中存活有益微生物之密度，其可作為濃縮動物飼料添加物銷售。

實施例9：二次發酵製程之培養物源係取自第七圖之第一發酵23(用於製酒之製程)結束。將來自第一發酵製程結束佔體積25%(100ml)之物質添加至佔體積75%(300mL)之半濃縮糖漿中，其已冷卻至華氏90度或更冷。將該糖漿以苛性鹼調整至pH 6以允許該微生物在葡萄糖、麥芽糖及殘餘澱粉上生長。在華氏90度下培育該混合物5天。在培育期間，乳酸濃度隨微生物生長增加超過4倍。此顯示混合一體積之來自第一發酵的發酵物質能經添加至一體積之經冷卻且pH調整的半濃縮糖漿或濃縮糖漿而製造乳酸，如第七圖之二次發酵73及75所示。

第十一圖包含實例9之實驗結果，其根據某些具體實施例自將被添加至第二發酵的第一發酵取得一部份的物質作為生長營養素之方法。

在某些具體實施例中，本文所揭示之營養加強製程應用在其它製造有機廢棄物之領域，其可用於製造高價值動物飼料成份。例如，大量之蔬菜廢棄物每年由蔬菜農場製造。該等蔬菜廢棄物含有纖維素、半纖維素、澱粉、糖、蛋白質、維生素、抗氧化劑及基本元素。纖維素及半纖維素可被降解至單醣以生長益生菌及製造有機酸。其餘者係動物立即可得之營養素且在適當處理程序之後更易取用。

本文所述之具體實施例提供一種在處理之前自玉米穀粒移除黴菌毒素之方法，其減少在基於玉米之乙醇廠處產生之動物飼料中之黴菌毒素的濃度。使用本文揭示之製程製造之該不含黴菌毒素之動物飼料能夠用來餵食動物而不必擔心與黴菌毒素相關之負面健康效果。此外，本文所述之製程製造適於餵食幼畜之低不溶性、低纖維及營養可溶流。此可溶 性流含有玉米及酵母組份之混合物，其具有高消化性且完美地適於乳畜。此流含有胺基酸、礦物質及酵母組份之混合物，其提供含生長要素之飼料。該可溶性流可濃縮成具有約80%之固體，其藉由限制此階段之有機體生長而增加使用壽命且降低世界各地之運輸成本。在某些具體實施例中，幼豬及水產飼育系統能夠使用此具有生長要素之高營養可溶性流以加強體重增加並有助於水生魚類及藻類生長。該藻類自身變成水產系統中大型有機體(即魚、甲殼類、及蝦)之極佳飼料。該藻類的生長含有蛋白質、纖維、脂肪及礦物質，其可加強水產養殖之整個生態系統。

在某些具體實施例中，本文所用之術語「培養」係指在含營養素之人工介質中培育細菌及/或組織細胞。在某些具體實施例中，本文所用之術語「培養」係指在適於生長之條件下維持(組織細胞、細菌、等)。在某些具體實施例中，本文所用之術語「培養物」係指微生物，諸如酵母。

在某些具體實施例中，該方法包括製造有機酸以富足動物飼料，用於以減少/避免飼料中之抗生素組份來加強動物效能。該方法包括在動物飼料產品中製造及併入益生菌。

在使用時，本發明之方法及系統可製造加強營養價值之動物食物。該營養素包括乳酸、抗氧化劑、類胡蘿蔔素、及胺基酸，其係高度可消化且係在動物飼料中所期望的。進一步地，本文所揭示之方法及系統可用來藉由移除黴菌毒素強化動物飼料。

在操作時，作為進料之玉米被清洗、液化、及第一次發酵。在某些具體實施例中，添加新培養物至第二發酵槽作為二次發酵。在某些具體實施例中，該第二發酵係在1)第一發酵與蒸餾之間之發酵池，2)在蒸 餾與纖維/蛋白質分離之後之稀酒糟槽，3)在該稀酒糟之保存槽之後之半濃縮糖漿槽，4)在蒸發器之後之糖漿，及/或5)濃縮糖漿。

本發明已就特定實施例描述，其併入細節以有助於了解本發明之構造及操作之原理。本文對於特定實施例及細節之此等參考未意欲限制於其隨附之申請專利範圍之範疇。熟習本技術者顯而易見可對被選擇來說明之實施例進行各種修改，而不背離申請專利範圍所定義之本發明之精神與範疇。

20‧‧‧蒸發

21‧‧‧研磨

22‧‧‧液化

23‧‧‧發酵

24‧‧‧蒸餾

25‧‧‧纖維及蛋白質分離/回收

70‧‧‧製程

71‧‧‧二次發酵

72‧‧‧二次發酵

73‧‧‧二次發酵

74‧‧‧清洗

75‧‧‧二次發酵

Claims (61)

1. 一種用於製造添加營養素動物飼料之方法，其包含：a.進行第一發酵；及b.在第二發酵中產生有機酸、益生菌、抗氧化劑、類胡蘿蔔素、胺基酸或其組合。
2. 如申請專利範圍第1項之方法，其進一步包含將微生物添加至該第二發酵。
3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該微生物包含乳酸桿菌屬、雙歧桿菌屬，鏈球菌屬，或其組合。
4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該微生物包含芽孢桿菌屬、腸球菌屬、或其組合。
5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該微生物產生蛋白酶，其破壞乳化以改善油回收。
6. 如申請專利範圍第5項之方法，其中該微生物包含苛求芽孢桿菌、棘孢麴黴、或其組合。
7. 如申請專利範圍第1項之方法，其進一步包含提供一適於生長益生菌微生物之環境。
8. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該有機酸包含乳酸或乙酸。
9. 如申請專利範圍第1項之方法，其進一步包含使用來自該第一發酵之液體酵素作為培養物來生長益生菌。
10. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該第一發酵係在該第二發酵之前接序進行，其中該第一發酵包含與該第二發酵中之第二微生物不同之 第一微生物。
11. 一種製造添加營養素動物飼料之方法，其包含：a.進行第一發酵；b.將微生物添加至第二發酵中；及c.製造益生菌動物飼料。
12. 如申請專利範圍第11項之方法，其中該第一發酵包含用於製酒之一發酵步驟。
13. 如申請專利範圍第11項之方法，其中該第二發酵係在發酵池處。
14. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該發酵池係在該第一發酵之後且在蒸餾之前。
15. 如申請專利範圍第11項之方法，其中該第二發酵係在稀酒糟處。
16. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該稀酒糟係在分離纖維及蛋白質之後。
17. 如申請專利範圍第11項之方法，其中該第二發酵係在蒸餾後之全酒糟處。
18. 如申請專利範圍第11項之方法，其中該第二發酵係在一濃縮或半濃縮之糖漿槽處。
19. 如申請專利範圍第11項之方法，其中該第二發酵係在多階段蒸發期間進行。
20. 如申請專利範圍第11項之方法，其中該第二發酵係在油分離之前。
21. 如申請專利範圍第11項之方法，其中該第二發酵係在油分離之後。
22. 如申請專利範圍第11項之方法，其中該第二發酵係在蒸發之後。
23. 如申請專利範圍第11項之方法，其中該第二發酵包含蛋白質、脂肪、礦物質、胺基酸、酵母代謝物、纖維、單醣、雙醣、寡醣、鉀、磷、或未知生長要素。
24. 一種用於製造益生菌動物飼料之系統，其包含：a.用於製酒之第一發酵槽；及b.與第一發酵槽連結之具有添加微生物之第二發酵槽。
25. 如申請專利範圍第24項之系統，其中該第二發酵槽係在發酵池處。
26. 如申請專利範圍第25項之系統，其中該發酵池係在該第一發酵槽之後及在蒸餾器之前。
27. 如申請專利範圍第24項之系統，其中該第二發酵槽係在稀酒糟槽處。
28. 如申請專利範圍第27項之系統，其中該稀酒糟係在一纖維與蛋白質回收裝置之後。
29. 如申請專利範圍第24項之系統，其中該第二發酵槽包含在一蒸餾裝置之後之全酒糟。
30. 如申請專利範圍第24項之系統，其中該第二發酵槽係在濃縮糖漿或半濃縮糖漿槽處。
31. 如申請專利範圍第24項之系統，其中該第二發酵槽係在油回收裝置之前。
32. 如申請專利範圍第24項之系統，其中該第二發酵槽係在油回收裝置之後。
33. 如申請專利範圍第24項之系統，其中該第二發酵係在蒸發器之後。
34. 一種製造添加營養素動物飼料之方法，其包含： a.在鎚碎機之前以水清洗系統從進料玉米移除黃麴毒素；b.進行第一發酵；及c.在第二發酵中產生益生菌、抗氧化劑、類胡蘿蔔素、胺基酸或其組合。
35. 如申請專利範圍第34項之方法，其進一步包含將微生物添加至該第二發酵中。
36. 如申請專利範圍第34項之方法，其中該微生物包含雙歧桿菌屬、鏈球菌屬、芽孢桿菌屬、或其組合。
37. 如申請專利範圍第34項之方法，其中該微生物包含芽孢桿菌屬、腸球菌屬、或其組合。
38. 如申請專利範圍第34項之方法，其中該微生物產生蛋白酶，其破壞乳化以改善油回收。
39. 如申請專利範圍第38項之方法，其中該微生物包含苛求芽孢桿菌、棘孢麴黴、或其組合。
40. 如申請專利範圍第34項之方法，其進一步包含提供一適於生長益生菌微生物之環境。
41. 如申請專利範圍第34項之方法，其中該有機酸包含乳酸或乙酸。
42. 如申請專利範圍第34項之方法，其進一步包含使用來自該第一發酵之液體酵素作為培養物來生長益生菌。
43. 一種用於以低黃麴毒素濃度製造益生菌動物飼料之系統，其包含：a.在鎚碎機之前以水清洗系統從進料玉米洗去黃麴毒素；b.用於製酒之第一發酵槽；及 c.與第一發酵槽連結之具有添加微生物之第二發酵槽。
44. 如申請專利範圍第43項之系統，其中該第二發酵槽係在發酵池處。
45. 如申請專利範圍第44項之系統，其中該發酵池係在第一發酵槽之後及在蒸餾之前。
46. 如申請專利範圍第43項之系統，其中該第二發酵槽係在該稀酒糟中進行。
47. 如申請專利範圍第46項之系統，其中該稀酒糟係在纖維與蛋白質回收裝置之後。
48. 如申請專利範圍第43項之系統，其中該第二發酵槽系統包含在蒸餾之後發酵。
49. 如申請專利範圍第43項之系統，其中該第二發酵槽係在濃縮糖漿或半濃縮糖漿槽處。
50. 如申請專利範圍第43項之系統，其中該第二發酵槽係在油回收裝置之前。
51. 如申請專利範圍第43項之系統，其中該第二發酵槽係在油回收裝置之後。
52. 如申請專利範圍第43項之系統，其中該第二發酵係在蒸發之後。
53. 一種製造添加營養素動物飼料之方法，其包含：a.進行用於製酒之第一發酵；b.在第一發酵之一結束處取得微生物；及c.在蒸餾後於第二發酵中添加該等微生物來繁殖及產生有機酸、益生菌或其組合。
54. 如申請專利範圍第53項之方法，其中該第二發酵包含在一蒸餾裝置之後具有一全酒糟之一發酵槽。
55. 如申請專利範圍第53項之方法，其中該第二發酵包含在分離纖維及蛋白質之後具有一稀酒糟之一發酵槽。
56. 如申請專利範圍第53項之方法，其中該第二發酵包含在多階段蒸發製程期間具有一半濃縮糖漿槽之一發酵槽。
57. 如申請專利範圍第53項之方法，其中該第二發酵包含在蒸發之後具有一糖漿槽之一發酵槽。
58. 如申請專利範圍第53項之方法，其進一步包含添加該等微生物至第二發酵中作為培養物。
59. 如申請專利範圍第53項之方法，其進一步包含提供一適於生長益生菌微生物之環境。
60. 如申請專利範圍第53項之方法，其進一步包含提供一適於生長一類型之微生物之環境，該微生物在該二次發酵中分解黴菌毒素。
61. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該第一發酵與該第二發酵係分開的製程並接序連結，其中該第一發酵與該第二發酵包含不同微生物。