CN113543650A - 高水和油含量的水产养殖饲料及制造所述水产养殖饲料的***和方法 - Google Patents
高水和油含量的水产养殖饲料及制造所述水产养殖饲料的***和方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及制造和制备饲料的***和方法以及用于在水产养殖环境中的包括但不限于鱼、虾和蟹的养殖动物的饲料产品。制造水产养殖饲料的方法包括提供水、脂肪酸组分、蛋白质源和饲料稳定剂的步骤。使该饲料稳定剂与该脂肪酸组分接触。使该饲料稳定剂与该水接触。将该饲料稳定剂和水加热。将该饲料稳定剂、该脂肪酸组分、该蛋白质源和该水混合并成形成料团。将该料团冷却以获得该水产养殖饲料。
Description
背景技术
本发明涉及制造和制备饲料的***和方法以及用于在水产养殖环境中的包括但不限于鱼、虾和蟹的养殖动物的饲料产品。本发明尤其旨在用于制造尤其适用于在水产养殖场所例如再循环水产养殖***(RAS)和集约化水产养殖***中养殖的鱼的湿饲料。
养殖的鱼和贝类依赖于从递送到其水产养殖场所(例如海中的箱笼、与河流或池塘相连的流水、或比如RAS设施等陆上场所)的饲料中接收所有所需营养物。饲料必须满足特定的品质要求，关于营养物(例如成分的消化率和饲料的总饲料转化率(FCR)、必需氨基酸的正确浓度、饲料稳定剂、维生素、矿物质、油、酶和益生菌)和技术和/或物理特性(例如保质期、密度、大小、水稳定性、对产生粉尘和/或细料的抵抗力、***后聚集或分解粪便的能力)二者。FCR计算为F/G，其中F是消耗的来自饲料的干物质[kg]，并且G是喂食动物的增重[kg]。
保质期通常是指饲料的微生物稳定性，例如腐败细菌和真菌，以及化学稳定性，例如脂质氧化。微生物稳定性主要通过干燥来控制，在最终饲料中获得6-10％w/w的水分含量，这对应于低于0.62的水分活度，该水分活度防止细菌和真菌的生长。通常通过添加抗氧化剂来防止或减少脂质氧化。因此，通常实现6-9个月的饲料保质期。养殖鱼的大部分饲料是通过以下方式生产的：挤出，然后干燥、包衣、冷却和包装。在挤出之前，将不同的原料和成分混合并研磨以获得细粒度和均匀的粉混合物。就在挤出后，水分含量为约20-32％w/w，并且粉转化为柔软且多孔的粒料结构。取决于挤出机设置，控制和调整膨胀程度以获得所期望的密度和可用的孔隙体积以供后续添加(即，包衣)。在干燥器中，将水分含量降低到约6-10％w/w，该含量有助于使粒料结构硬化并且改善饲料的耐久性和物理品质。然而，如果干燥条件控制不当，技术品质可能降低，并导致干燥过程后材料处理***中更高水平的产生的粉尘和细料。另外，苛刻干燥导致高水平的粒料收缩，从而导致密度增加和孔隙体积减小。包衣的目的是向饲料中添加液体(例如油和卵磷脂)和热敏成分(例如维生素、着色剂、酶、益生菌、有机矿物质和氨基酸)。包衣可以通过喷涂、包覆或真空(以相对于可能添加到饲料中的液体量的升序列出)进行。最终密度至关重要，因为它决定了饲料的浮力特性，饲料是否会漂浮或它会多快下沉。这是重要的，因为一些鱼物种是居于水底的，而其他的是浮游的。因此，膨胀、收缩和液体添加对于监测和控制是重要的。
在包衣期间从添加的饲料中泄漏液体是常见的品质问题，并且对于RAS饲料和开放式***(例如海中的箱笼或与河流相连的流水)的饲料都是不想要的。对于两种类型的饲料，泄漏形成损失并导致饲料品质和性能下降，即更高的FCR。此外，对于RAS饲料，漏油显著降低(微)生物过滤器的性能，因为过滤器容易被油覆盖，由此减少了它们与流过的水的直接接触。因此，应尤其避免RAS饲料的漏油。此外，细料和粉尘加压于机械过滤器，并且同样必须避免。对于两种***，泄漏、粉尘和细料都形成损失，然而，与RAS相比，开放式***受技术和/或物理饲料品质低的影响较小，但对外部暴露(例如病毒、寄生虫、有毒藻类)更敏感。由于可以在RAS设施中控制和模拟水质和环境，因此只要过滤器工作(只要饲料品质良好，它们将工作)，这些风险中的大部分被消除。
目前，基于干物质，高能量密集的鱼饲料含有最高达45.0％w/w的油和/或脂肪，对应于含有8.00％水分的实际饲料的41.4％w/w。饲料中这种高水平的脂肪和/或油对其技术和/或物理品质形成挑战；尤其是当在RAS设施中喂养时。由于此类型的高能量密集的饮食的大部分油是在真空包衣期间添加的，因此饲料由两相组成，这增加了油从饲料中泄漏并导致(微)生物过滤器出现问题的风险。
在自然界中，比如鳟鱼、鲑鱼和金枪鱼等肉食性鱼捕捉和吃其他鱼(其组成(w/w)为约70％-80％的水、1％-10％的油和15％-30％的蛋白质)。根据WO 2015/067955 A1，当养殖鱼喂食含有6％-10％水分(w/w)的干饲料时，它们必须摄入水以维持其天然生理水分含量。该要添加的水分必须必然地来自周围的水。因此，在盐水中养殖的鱼的情况下，鱼在饲料加湿期间摄入盐。根据WO 2011/064538 A1，鱼饲料中水级分的盐度必须低于周围的水，以使盐水鱼物种维持所需的离子平衡。因此，在通过消耗盐水进行饲料加湿的情况下，鱼必须在生理学上将该多余的盐返回到周围环境中。这种输送过程需要能量，并且降低饲料的性能(对应于FCR的增加)。
当鱼喂食需要加湿的饲料时，饲料的初始水分含量通常为6-10％w/w。因为这一点，以及生产过程，例如干燥(其增加了饲料的硬度)，饲料在消耗时非常硬。根据US 4,935,250 A和EP 2445357 B1，饲料柔软且柔性的表面改善了其可口性，这减少了饲料损失并降低了表观FCR。因此，从营养和感官的角度来看，柔软且湿饲料将是优选的。然而，为了获得6-9个月的所期望的保质期并保留当前的物流***，例如气动输送，这不是选项。此外，可能需要添加昂贵和/或低营养的原料和/或成分以获得所述保质期和技术/物理品质。延长保质期的成分包括抗氧化剂，例如乙氧基喹啉、BHA、BHT，其由于健康风险(即，致癌性)而被禁用或被列为有问题的防腐剂。低营养的原料包括淀粉和纤维，当饲料必须满足干饲料的要求时，添加这些原料以改善所需的技术和/或物理饲料品质，例如允许饲料包装在1,000kg大袋中的物理强度，这些大袋堆放和通过隆隆作响的卡车输送或气动/机械输送到喂养场所而不降低饲料品质并且不会由于破损或粉尘而产生损失。此外，这些损失对操作费用有不利影响，尤其是在RAS中。
WO 2006/098629披露了用于生产用于水生物种的饲料的方法。该方法具有两个步骤：首先生产储存稳定的中间产品，然后在真空室中将含有水和脂质的凝胶或含有水和脂质的乳液吸收到中间产品的孔隙中。凝胶是通过将水和脂质以范围从20-80重量％的水和80-20重量％的脂质的比率连同淀粉或明胶一起混合而形成的。最终饲料具有低于25％的水含量。
US 2008/182005涉及动物饲料凝胶并披露了形成水凝胶的方法。该方法使用胶凝剂，该胶凝剂可以是刺槐豆胶和卡拉胶的组合或明胶和黄原胶的组合，并且在从升高的温度冷却时，允许具有该胶凝剂的混合物凝固并形成凝胶。
US 3,876,803披露了用于制备非均匀鱼饵的方法。在该方法中，将形成凝胶的蛋白质材料与温度高于溶胶-凝胶转变温度的水混合以形成均匀的液体蛋白质物质，然后冷却以形成凝胶形状的元件。然后使凝胶形状的元件的外表面交联。US 3,876,803的鱼饵不包含脂质。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术的缺点。因此，根据本发明的第一方面，这个以及其他目的通过一种制造水产养殖饲料的方法实现，该方法包括以下步骤：
-提供水、脂肪酸组分、蛋白质源以及具有活化温度和凝固温度的饲料稳定剂；
-使该饲料稳定剂和/或该蛋白质源与该脂肪酸组分接触；
-使该饲料稳定剂与该水接触；
-将该饲料稳定剂和该水加热到该活化温度；
-混合该饲料稳定剂、该脂肪酸组分、该蛋白质源和该水以提供悬浮液；
-将该悬浮液成形为成形的悬浮液；以及
-将该悬浮液冷却至低于该饲料稳定剂的凝固温度的温度，以获得该水产养殖饲料。
该方法提供了作为悬浮液的饲料稳定剂、脂肪酸组分、蛋白质源和水的混合物。在实施方案中，混合物是可称为料团(dough)的稠悬浮液。在另一个实施方案中，混合物是稀的液体状悬浮液。无论其确切形式如何，悬浮液可以成形使得在冷却至饲料稳定剂的凝固温度时，获得水产养殖饲料。例如，液体状悬浮液可形成液滴，例如具有0.5mm至2mm范围内的尺寸，例如约1mm直径或更小，这些液滴可被允许落入液体例如水或油(处于或低于凝固温度)中，使得冷却液滴以形成水产养殖饲料。因此，提供了适合于小型海洋动物例如幼鱼的水产养殖饲料。当使用稀的液体状悬浮液时，这还可以包括乳化剂，使得悬浮液可以是乳液。
通过该方法制造的水产养殖饲料在饲料中具有均匀分布的水、脂肪酸组分和蛋白质。水产养殖饲料意指用于动物、优选用于水产养殖环境中的养殖动物的饲料，这些动物包括但不限于鱼、虾和蟹。通常，在水产养殖环境中养殖的养殖动物也可称为“海洋动物”并且这两个术语可互换使用。术语脂肪酸组分应被广义地理解，并且它可以意指甘油三酯、游离脂肪酸或其组合。同样，脂肪酸组分还可以是具有一个或两个脂肪酸链的甘油主链。脂肪酸组分可具有低熔点使得其在环境温度下是液体油，或者其可具有在环境温度下是固体的熔点，例如脂肪。脂肪酸组分可以是植物油和或脂肪和/或动物油和或脂肪。优选地，脂肪酸组分是植物油/脂肪和动物油/脂肪二者的混合物。植物油/脂肪可以是菜籽油、亚麻籽油、葵花籽油、大豆油和/或硬化油像硬化棕榈油或硬化菜籽油，而优选的动物油/脂肪来自鱼、家禽、猪肉和/或牛肉。优选地，混合物包含比动物油更多的植物油，比如3份植物油比1份动物油。这种油的组成已示出足以提供给养殖鱼(其富含天然存在的油)。特别地，脂肪酸组分应含有多不饱和脂肪酸，例如长链多不饱和脂肪酸。
水产养殖饲料可以根据PCT/DK 2020/050007(其内容通过援引并入本文)中描述的方法适当地分配在再循环水产养殖***(RAS)中。同样，本发明的饲料制造***可以适当地集成到PCT/DK 2020/050007的RAS***中。
任何饲料稳定剂都可以用于本发明的方法中。优选的饲料稳定剂组包括多糖、寡肽、多肽以及多糖和寡肽和/或多肽的混合物。寡肽包括长度为2个氨基酸并且最高达10个氨基酸的肽，并且多肽包括具有超过10个氨基酸的肽。饲料稳定剂也可以被称为“水状胶体”。饲料稳定剂具有凝固条件，例如凝固温度，和活化条件，例如活化温度。当活化和凝固条件是温度时，观察到高于凝固温度，饲料稳定剂的溶液，例如水溶液，将是粘性液体，并且低于凝固温度，饲料稳定剂将与溶剂形成半固体，例如凝胶。在本发明的上下文中，术语“凝固温度”意指饲料稳定剂的溶液在从较高温度冷却时将形成半固体例如凝胶的温度。对于碳水化合物饲料稳定剂，凝固温度也可以称为胶凝温度，并且当溶剂是水时，半固体形式可以是凝胶，例如“水状胶体凝胶”或“水凝胶”。通常，高于凝固温度的饲料稳定剂溶液的粘度将随着温度升高而增加，直到温度达到粘度下降的活化。因此，术语“活化温度”是指观察到饲料稳定剂的粘度下降时的温度。确切的活化温度可取决于例如离子浓度和盐的存在。特别地，优选确定饲料稳定剂的水溶液的活化温度。同样，优选确定饲料稳定剂的水溶液的凝固温度。无论混合物中是否存在其他组分，可基于其在水溶液中的活化温度和凝固温度来选择饲料稳定剂。已经出人意料地发现，在本发明的方法中施加饲料稳定剂，例如胶凝剂，允许水产养殖饲料在同一个相中，即，在单相中具有均匀分布的水、脂肪酸组分和蛋白质。因此，本发明提供了一种水产养殖饲料，其具有高水含量(即，水产养殖饲料的至少30％w/w)和高油含量(即，包含在单相中的水产养殖饲料的干物质含量的至少25％w/w，比如至少28％w/w)二者。
某些饲料稳定剂采用不同于单独温度的其他条件来改变成凝胶形式，例如“凝固条件”，尤其是由斯比凯可公司(CP Kelco)以Smart卡拉胶销售的卡拉胶。例如，某些碳水化合物以低粘度形式(即“活化形式”)存在于水溶液中，其中添加凝固组分代表凝固条件并将饲料稳定剂改变成其凝胶形式。例如，活化条件可以是将饲料稳定剂溶解在水中，并且凝固条件可以涉及将水性环境改变成凝固条件，例如通过增加比如钙、钾和钠离子等离子的浓度，通过增加或降低pH。通常，蛋白质源和/或脂肪酸组分将具有足够的钙、钾和/或钠离子含量用于蛋白质源和/或脂肪酸组分以提供凝固条件。当活化条件为饲料稳定剂与水混合并且凝固条件为水溶液与蛋白质源和脂肪酸组分之一或两者混合时，优选的是在升高的温度下添加蛋白质源和/或脂肪酸组分，以便确保活化和凝固是分开的步骤。此外，提高温度将降低粘度并改善混合。因此，在另一方面，本发明涉及制造水产养殖饲料的方法，该方法包括以下步骤：
-提供水、脂肪酸组分、蛋白质源以及具有活化条件和凝固条件的饲料稳定剂；
-使该饲料稳定剂和/或该蛋白质源与该脂肪酸组分接触；
-使该饲料稳定剂与该水接触；
-通过使该饲料稳定剂暴露于该活化条件来活化该饲料稳定剂；
-混合该饲料稳定剂、该脂肪酸组分、该蛋白质源和该水以提供料团；
-将该料团成形为成形的料团；以及
-将该料团的条件改变成该饲料稳定剂的凝固条件，以获得该水产养殖饲料。
具体的实例是由斯比凯可公司作为Smartκ-卡拉胶销售的κ-卡拉胶，其可以溶解在环境温度下的水中。这种Smart卡拉胶通过溶解在水中而被活化。增加尤其是用于ι-卡拉胶的Ca2+以及用于κ-卡拉胶的K+的离子浓度后，Smart卡拉胶将形成凝胶，使得增加离子浓度是凝固条件。US 8,293,285(通过援引并入本文)中披露了对应于Smart卡拉胶的卡拉胶的制造。可以通过添加蛋白质源和/或脂肪酸组分来增加离子浓度，这可以提供凝固条件。在这种情况下，优选的是在升高的温度(例如在40℃至70℃的范围内，比如约60℃)下添加蛋白质源和/或脂肪酸组分，以便降低粘度并改善混合。因此，在具体的实施方案中，饲料稳定剂是Smart卡拉胶，活化条件是将Smart卡拉胶与水混合，并且凝固条件是增加离子浓度，例如通过添加蛋白质源和/或脂肪酸组分。斯比凯可公司出版的小册子GENU carrageenanBook[卡拉胶图书],Rev.10/05中描述了卡拉胶(www.cpkelco.com)。κ和ι卡拉胶的胶凝温度分别描绘于图1和图2中，这些图示出了如何可以通过增加钙浓度(例如通过添加蛋白质源和/或脂肪酸组分)来诱导胶凝、“凝固”。
对于明胶也有类似的考虑。明胶可以通过在合适的pH，例如高于8的pH下溶解在水中来活化(任选地升高温度)。明胶可以存在于环境温度下的水溶液中，并且增加离子浓度，尤其是降低pH，即改变成凝固条件时，明胶形成凝胶。Patten和Johnson,J.Biol.Chem.[生物化学杂志]1919,38:179-190(其内容通过援引并入本文)描述了从水性环境中凝固明胶。因此，在实施方案中，将作为饲料稳定剂的κ-卡拉胶或明胶溶解在水中，例如在环境温度或升高的温度下，并将饲料稳定剂与其他组分混合。在增加离子浓度时，条件将改变成凝固条件，饲料稳定剂将形成凝胶以便获得水产养殖饲料。在具体的实施方案中，离子浓度通过添加干组分，例如脂肪酸组分和/或蛋白质源来增加。除了温度的相关性之外，针对本发明的第一方面描述的所有特征同样与本发明的第二方面相关。
在优选的实施方案中，使饲料稳定剂与脂肪酸组分接触以提供脂肪酸组分浆料，并且使所述脂肪酸组分浆料与水接触。当饲料稳定剂最初接触并分散在脂肪酸组分中(例如在一部分脂肪酸组分中)时，饲料稳定剂均匀分布在脂肪酸组分中而不形成任何聚集体。因此，获得均匀的水产养殖饲料。
优选地，水产养殖饲料包含水产养殖饲料干重的1％w/w至15％w/w的饲料稳定剂。更优选地，水产养殖饲料包含水产养殖饲料干重的2％w/w至5％w/w或5％w/w至10％w/w比如2.5％w/w或8％w/w的饲料稳定剂。然后可以使水与脂肪酸组分浆料接触，优选在混合下，例如在搅拌浆料的同时，使水和饲料稳定剂均匀接触以便获得粘性均匀混合物。优选地，混合，尤其是当使水和饲料稳定剂接触时，是剧烈的，比如在高剪切混合器中，以确保饲料稳定剂和水混合而不形成聚集体。当饲料稳定剂与水接触时，饲料稳定剂变得水合。术语“水合”在此上下文中意指水分子与饲料稳定剂结合/被饲料稳定剂结合。饲料稳定剂可以完全水合或部分水合，这取决于水产养殖饲料所期望的水含量。完全水合意指其结合水的能力被完全利用。水合的饲料稳定剂可以通过将饲料稳定剂，即与水一起加热到等于或高于饲料稳定剂的活化温度的温度来活化。不受理论束缚，据信将饲料稳定剂和水加热至活化温度或更高，或将饲料稳定剂混合在加热的水中，确保组分的更好混合，例如“悬浮液”或“料团”，这进而允许获得更均匀的水、脂肪酸组分和蛋白质源的混合物。还可以在混合之前加热脂肪酸组分和/或水，以便获得高于活化温度的水合饲料稳定剂的温度。活化温度典型地在80℃至90℃的范围内，比如大约80℃，比如80℃与90℃之间，比如82℃至88℃，比如约85℃。优选地，将温度维持在接近但高于活化温度，并且尤其是低于水的沸点(即1atm下100℃)的温度，以便减少水的蒸发。活化温度取决于饲料稳定剂，而且还取决于已与饲料稳定剂混合的例如离子和水的浓度。对于比如酪蛋白酸盐和明胶等基于蛋白质的饲料稳定剂，活化条件，例如活化温度，可以对应于变性温度。对于比如κ-卡拉胶、ι-卡拉胶、藻酸盐、果胶和羧甲基纤维素(CMC)等基于碳水化合物的饲料稳定剂，确定活化温度的方法是本领域技术人员熟知的。例如，活化温度可以通过在加热(导致粘度增加)期间胶体的粒径/溶胀的初始变化来测量。当水状胶体已经被热活化时，粘度再次下降。包含卡拉胶的水状胶体的活化温度典型地为大约85℃。
在冷却悬浮液(例如料团)之前的任何一个或所有步骤都可以在高于饲料稳定剂的活化温度下进行。特别地，当饲料稳定剂是Smart卡拉胶时，优选的是在升高的温度下(例如等于或高于60℃)添加蛋白质源和/或脂肪酸组分，以便降低粘度并改善混合。一旦水、饲料稳定剂和脂肪酸组分已经适当接触，形成均匀的乳液/溶液。然后可以将比如蛋白质源等另外的组分与脂肪酸组分、水和饲料稳定剂混合以提供悬浮液，例如料团。在添加蛋白质源之后，组合物可以是具有像柔性料团或像粥的稠度的均匀团块，或者可以提供均匀的液体状悬浮液。当悬浮液是稠料团时，然后可以将料团成形为最终形状并冷却至低于饲料稳定剂的凝固温度，由此料团变稠。将料团冷却至低于饲料稳定剂凝固温度的温度，并且冷却后的料团温度典型地在环境温度至略低于凝固温度的范围内。不受理论束缚，据信饲料稳定剂的存在允许提供稳定的水产养殖饲料，尽管水产养殖饲料中的水含量高。
对于基于蛋白质的饲料稳定剂，凝固温度是水产养殖饲料变成半固体的温度。基于碳水化合物的饲料稳定剂的凝固温度对应于胶凝温度并且可以在仪器上且通过本领域技术人员熟知的方法确定。其他基于碳水化合物的饲料稳定剂可以形成低粘度的溶液，例如，饲料稳定剂可以被认为是自然地处于活化形式，其中温度对凝固有很小的影响。对于此类饲料稳定剂，可以通过改变，尤其是增加离子浓度来诱导凝固。可以通过添加蛋白质源和脂肪酸组分中的一种或两种来提供离子浓度的增加。一种用于测量凝固温度、特别是基于碳水化合物的饲料稳定剂的胶凝温度的***包括具有两个柱的水浴；一个柱用于水并且一个柱用于饲料稳定剂的水溶液。每个柱中的温度是在柱的边缘和中心测量的。胶凝温度被测量为边缘与中心之间的温差变化速度的变化。两个柱的起始温度是相同的，并且在两个柱冷却时测量它们中的温度。在水柱中，中心与边缘之间的温差接近0℃，因为温度将通过自由对流而迅速补偿。样品柱最初也是如此，但当胶凝发生时，自由对流将减少，由此增加温差。
包含卡拉胶的水状胶体的胶凝温度典型地为大约45℃或更高，比如在40℃与70℃之间，例如约60℃，或在40℃至48℃的范围内。
成形料团的形状可以通过迫使饲料组合物通过模具，例如通过挤出，以获得具有固定截面轮廓的物体来获得。液体状悬浮液可以成形为液滴，然后可以通过使液滴落入冷却液体中来冷却液滴，以提供呈粒料形状的水产养殖饲料，或者液体状悬浮液可以在适当的容器例如管中冷却，使得将冷却和成形合并为单个步骤。因此，水产养殖饲料将具有容器的形状。水产养殖饲料随后可以如所期望的进一步成形，例如在管中形成的水产养殖饲料(例如具有香肠状的形状)可以被切割成粒料等。优选的是在将料团冷却至凝固温度之前将料团成形。优选地，当料团进入模具时料团的温度高于饲料稳定剂的凝固温度，但低于饲料稳定剂的活化温度、并且尤其是低于水的沸点。优选地，挤出期间饲料组合物的温度低于100℃，比如低于60℃，比如低于50℃，比如等于或低于45℃。这确保了料团可以容易地成形，但是一旦成形的饲料组合物离开挤出机，水就不会从成形的饲料组合物中蒸发掉。
在优选的实施方案中，该方法进一步包括将该料团从该活化温度冷却到高于该饲料稳定剂的凝固温度的中间温度的中间冷却步骤，并且其中，将该料团在该中间温度下成型。中间温度优选地是在45℃至55℃的范围内、更优选在45℃至50℃的范围内。在优选的实施方案中，该方法进一步包括在中间温度下向料团中添加至少一种热不稳定的添加剂的步骤。因为料团高于凝固温度，因此可以在料团中混合热不稳定的添加剂，并且同时避免热不稳定的添加剂由于高温而降解。
在此上下文中，热不稳定的添加剂是被热破坏或改变的添加剂。哪个温度影响添加剂取决于添加剂，但典型地从大约50℃-60℃的温度开始。
该热不稳定的添加剂可以选自但不限于：氨基酸、酶、着色剂、调味料、维生素、药物、有机矿物质和/或细菌例如活的细菌(比如益生菌)、增味剂(palatant)、肽及其混合物。比如矿物质等热稳定添加剂原则上可以在油、水、饲料稳定剂和/或蛋白质的任何混合期间添加，然而，优选的是在第一中间冷却步骤之后添加热不稳定的添加剂。因此确保它们不在太高的温度期间添加，太高的温度可能杀死益生菌，降解维生素等。因为可以将热不稳定的添加剂添加到料团中，因此存在较小的输送期间添加剂减少(干粒料就是这种情况，这些干粒料具有涂覆到粒料上或浸渍到粒料中的热不稳定的添加剂)的风险。一旦料团已经成形为其最终形状，成形的料团被进一步冷却至低于饲料稳定剂的胶凝温度的温度，例如冷却至环境温度。
饲料稳定剂的活化条件例如活化温度和饲料组合物的固化条件例如凝固温度通常取决于饲料稳定剂的类型。然而，活化温度并且特别是凝固温度也可以取决于其他成分和添加剂的存在并且任选地还取决于其组成。因此，活化温度和凝固温度是针对特定的饲料稳定剂定义的，并且任选地，活化温度和凝固温度可以是针对饲料稳定剂和其他成分例如特定浓度的其他特定成分的特定组合定义的。然而，活化温度和凝固温度可以各自定义为单个温度值。
饲料稳定剂的优选清单包括κ-卡拉胶、藻酸盐、ι-卡拉胶、CMC、果胶、树胶(例如黄原胶、***树胶、瓜尔胶和刺槐豆胶)、明胶、油凝胶、酪蛋白酸盐、乙基纤维素和/或卵磷脂，并且饲料稳定剂还可以包括甘油。高于80℃(比如高于82℃)的温度足以活化这些饲料稳定剂，而45℃或更低的温度足以使饲料稳定剂胶凝。冷却至低于凝固温度后的水产养殖饲料的稠度就像冷杏仁糖或马苏里拉奶酪。
使水产养殖饲料最终冷却至环境温度。在凝固之后或凝固期间，例如冷却至环境温度，可以使水产养殖饲料***，***可能由于水分含量发生，并且例如水分含量可以通过干燥降低到4％w/w至12％w/w，例如6％w/w至10％w/w，并且因此硬化将改善水产养殖饲料的结构和耐久性和物理品质，特别是当水产养殖饲料呈粒料形式时。
与高水含量结合的饲料添加剂的存在允许制造结构化的水产养殖饲料而无需比如淀粉或纤维等填料来提供结构。根据本发明制造的水产养殖饲料不包含或包含非常少含量的淀粉。优选的是在水产养殖饲料的制造中不使用填料，特别是不使用淀粉，尽管成分可能含有淀粉作为不可避免的杂质。然而，还考虑在水产养殖饲料的制造中使用少量淀粉作为益生元，例如以组合物干重的5％w/w或更少，例如2％w/w或1％w/w或更少。因此，在实施方案中，在方法的任何步骤中都不添加淀粉。大多数鱼不能有效消化淀粉，并且因此其被认为是营养价值很低的填料。它通常用于在粒料中形成良好的结构。优选地，水产养殖饲料包含基于干物质的小于15％w/w的淀粉，比如小于10％w/w的淀粉，或小于5％w/w的淀粉，例如小于1％w/w的淀粉。通过制造具有少量淀粉或不具有淀粉的水产养殖饲料，与干粒料相比，饲料中基于干物质的营养物含量增加。根据本发明制造的水产养殖饲料包含高水含量和高油/脂肪含量。因此，与干粒料相比，水产养殖饲料更好地类似于肉食性鱼类的天然猎物的组成。此外，因为制造的水产养殖饲料是湿饲料，因此在制造过程中不需要干燥步骤。因此，可以在水产养殖场所制造饲料而不产生任何严重的麻烦，该麻烦典型地在水产养殖饲料生产中、尤其是从干燥产生。术语水产养殖场所意指用于养殖鱼类的设施，比如RAS设施。
在本发明的优选实施方案中，由水产养殖饲料的制造形成的气味小于215,000OUE/kg饲料干物质(欧洲气味单位/kg)、更优选小于150,000OUE/kg饲料干物质、最优选小于100,000OUE/kg饲料干物质。优选地，即使在不使用生物过滤器或臭氧室清洁废气的情况下也获得这种低排放，使用生物过滤器或臭氧室会增加制造过程的CAPEX和OPEX。
通过在水产养殖场所或附近制造水产养殖饲料，可以在需要饲料时(即当要喂鱼时)制造饲料。因此可以避免添加不提供任何营养价值或仅提供很少营养价值的延长保质期的添加剂，因为水产养殖饲料可以新鲜地被消耗。此外，用于制造水产养殖饲料的原产品通常具有比实际饲料长得多的保质期。因此，原产品，例如油、水、蛋白质、饲料稳定剂等，可以容易地储存在水产养殖场所。
在本发明的优选实施方案中，方法进一步包括向料团中添加气体的步骤。通过向料团中添加气体，获得小的气体孔。饲料稳定剂的存在使得小的气体孔基本上与周围环境隔离。因此，料团内的气体量可用于降低最终水产养殖饲料的密度，使得水产养殖饲料可以被设计成漂浮在水上或沉到底部，或者水产养殖饲料的密度可以接近于水的密度(例如，由于盐的含量)，使得水产养殖饲料将留在水中而不下沉。该步骤可以例如在混合器或捏合机中进行，其中比如空气等气体通过空气入口提供到料团中或通过将空气搅打到料团中提供。可以使用除空气之外的其他气体组合物，比如更富氧或富氮气体或甚至基本上纯的氧气或基本上纯的氮气(N2)。在本发明的上下文中，术语“基本上纯的”意指气体仅含有不可避免的杂质。可替代地，可以通过在料团中形成气体来实现向料团中添加气体。这可以通过添加比如小苏打等气体形成成分来实现。纯氮气有利地稳定不饱和脂肪酸、特别是多不饱和脂肪酸，防止氧化。因此，本发明的方法允许制造包含不饱和脂肪酸的水产养殖饲料，这些不饱和脂肪酸被稳定，使得水产养殖饲料在喂给海洋动物之前可以储存例如至少1个月。
小孔基本上与周围环境隔离，即它们不形成多孔结构。在本发明的上下文中，术语“多孔”意指结构在表面具有孔隙，并且因此术语“无孔”意指表面(即本发明的水产养殖饲料的表面)不具有孔隙。优选的是水产养殖饲料，例如呈粒料形式，具有无孔表面。然而，可以向料团中添加气体以在水产养殖饲料中产生孔，例如以控制水产养殖饲料的密度。孔基本上与周围环境隔离，并且当使用术语“孔隙率”来描述孔时，这并不意味着水产养殖饲料具有多孔表面。无孔表面具有的作用是当将粒料添加到水中时，水不能进入孔。因此，通过这种方法制造的粒料具有的总孔隙率为5％至50％，而饲料的有效孔隙率(有多少孔与周围环境相连)小于5％、优选为0％至2％。在本发明的上下文中，孔隙率是水产养殖饲料总体积的百分比，即vol％，当这不明确时也是这样。
一些鱼物种以吐出没有可口味道的饲料而闻名。在本发明的优选实施方案中，方法因此进一步包括将一种或多种引诱剂添加到水产养殖饲料中的步骤。同样地，还可以添加增味剂。当在中间温度下添加引诱剂和/或增味剂时，方法允许热敏引诱剂和/或增味剂可以包含在本发明的水产养殖饲料中。优选地，在中间冷却步骤之后，比如在成形步骤之前或期间，添加一种或多种引诱剂。一些鱼像鲑鱼，一口吃掉水产养殖饲料而不分解饲料。对于这些类型的鱼，引诱剂基本上位于饲料表面或饲料外层就足够了。位于饲料上或饲料外层中的引诱剂对水产养殖饲料提供对于鱼来说可口的味道。
比如虾或蟹的其他养殖动物小口吃水产养殖饲料。用于喂养此类动物的水产养殖饲料可具有分布在整个水产养殖饲料中的引诱剂，使得整个水产养殖饲料具有可口的味道。引诱剂优选源自海洋环境并且可以是鱼粉或鱼油，比如磷虾提取物、磷虾水解物、游离脂肪酸和/或三甲胺或比如TMAO或胺的类似化合物。
在本发明的优选实施方案中，通过使料团通过冷却管道来进行料团成形和冷却的步骤。管道中的冷却可以通过用比如冰水或乙二醇的冷却剂围绕管道来实现。为了确保水产养殖饲料的适当冷却，冷却的管道可以具有比如1米至5米的几米的长度，使得将饲料的中心温度冷却到期望的水平。
在将料团冷却至低于饲料稳定剂凝固温度的温度的步骤中，获得水产养殖饲料。可以以如所期望的任何形状获得水产养殖饲料，并且方法可以涉及进一步成形水产养殖饲料的任何程序。例如，可以以具有低比表面积的形式(例如“块”)获得水产养殖饲料用于随后细分成更小的尺寸，例如“粒料”，其适用于喂养海洋动物。低比表面积最小化蒸发并且还最小化周围空气中氧气的进入，使得稳定水产养殖饲料中的不饱和脂肪酸、尤其是多不饱和脂肪酸。由于水产养殖饲料的高水含量，最小化蒸发是尤其有利的。因此，本发明的方法提供了具有高水和油含量的水产养殖饲料，其在喂给海洋动物之前可以储存例如至少1个月。
作为具有低比表面积的水产养殖饲料的实例，可以使料团或液体状悬浮液通过管道、特别是冷却的管道，使得获得呈大体圆柱形状(例如“香肠形状”)的水产养殖饲料。然后在分布饲料之前可以将圆柱形状切割成更小的块，例如“粒料”。
切割器可以安装在管道的一端附近，以将饲料分成合适大小的块。为了更容易地分布饲料，饲料块是优选的。本发明的水产养殖饲料可以呈粒料的形状，例如通过在切割器中切割饲料而提供的粒料。
在制造水产养殖饲料之后，饲料残留物和/或脂肪酸组分可能位于水产养殖饲料的表面上。这在RAS设施中不是优选的，在该设施中任何残留物最终都会进入RAS设施的水处理单元。
在本发明的优选实施方案中，方法进一步包括优选地在水中洗涤水产养殖饲料的步骤，以获得经洗涤的水产养殖饲料和残留部分，所述残留部分包含表面油，即脂肪酸组分，和/或松散的料团材料。在本发明的优选实施方案中，方法进一步包括将水产养殖饲料优选通过筛分装置分离为包含经洗涤的水产养殖饲料的第一级分和包含残留部分的第二级分的步骤。通过洗涤饲料，没有残留级分组分或有限的残留级分组分与水产养殖饲料一起添加到装鱼单元并且因此确保没有或仅有限的残留级分进入RAS设施的水处理单元中的机械和/或(微)生物过滤器。因此，利用本发明的水产养殖饲料和/或通过根据本发明的方法制造的水产养殖饲料的RAS设施的水处理单元的尺寸可以小于利用传统干粒料饲料的RAS设施的水处理设施的尺寸。因此，制造方法可以容易地应用于现有的RAS设施，因为它不需要对现有的水处理单元进行任何升级。
如所述的，根据本发明制造的水产养殖饲料类似于杏仁糖或马苏里拉奶酪的外观和稠度，并且因此不太适合机械或气动输送。
在本发明的优选实施方案中，该水产养殖饲料被添加到流动的水流中，由此该水产养殖饲料被水力地输送。
现有的RAS设施包括一个或多个装鱼单元和一个或多个水处理单元。装鱼单元可包括限定适用于容纳水和鱼的内部体积的圆周壁。水流具有与一个或多个装鱼单元流体连接的水流。水流在从饲料制造处朝向装鱼单元的方向流动。当水产养殖饲料被添加到水流中时，它因此被水力地输送到装鱼单元。优选地，水流包括再循环的水，即已经用于在RAS设施中养殖鱼并且优选已经在水处理单元中处理过的水。优选地，水流中90体积％或更多的水是再循环的水，比如95体积％或更多。
在本发明的优选实施方案中，分离的残留部分被再循环并与饲料稳定剂、脂肪酸组分例如油、蛋白质源和水混合以提供料团。然后可以将饲料残留物和油用于制造水产养殖饲料。在添加到制造过程之前，饲料残留物可以任选地与水和/或油分离。饲料残留物的分离可以通过比如筛分装置、离心机、倾析装置或萃取装置等固液分离装置进行。残留部分中包含的脂肪酸组分在添加到制造过程中之前可以任选地与水和/或饲料残留物分离。油的分离可以通过比如离心机、水力旋流器和/或沉降池等利用密度差异的分离装置来进行。
通过将残留部分的组分单独添加到饲料组合物中允许更精确的定量给料，但优选地将残留部分中的所有组分再循环以最小化或甚至消除任何浪费。优选地，分离的固体饲料残留级分可以与蛋白质源混合并与其一起添加，分离的液体油级分可以与脂肪酸组分混合并与其一起添加，而分离的液态水级分可以与水混合和/或与饲料稳定剂接触。
在另一方面，本发明涉及一种水产养殖饲料，其包含蛋白质、饲料稳定剂、水和脂肪酸组分，其中该脂肪酸和该水包含在同一个相中，其中基于干物质，该饲料包含28％w/w或更多的该脂肪酸组分，并且其中水的含量是该水产养殖饲料的至少30％w/w。饲料可以基于干物质包含28％w/w或更多、优选地35％w/w或更多、更优选地45％w/w或更多、优选地50％w/w或更多、更优选地55％w/w或更多、更优选地60％w/w或更多、最优选地大约70％w/w的脂肪酸组分。饲料可以具有水产养殖饲料的至少30％w/w的水含量。
水产养殖饲料可具有如所期望的任何形式，但无论形式如何，水产养殖饲料都将具有表面。在喂给海洋动物例如鱼之前，水产养殖饲料典型地将呈适合被海洋动物吃的形式。例如，水产养殖饲料可以作为要粉碎成更小颗粒例如粒料的团块提供。因此，水产养殖饲料可以是粒料，例如具有在0.5mm至10mm或更大的范围内的尺寸，或者水产养殖饲料可以呈香肠等的形式以容易粉碎成粒料等。无论形式如何，水产养殖饲料优选具有无孔表面。
优选地，水产养殖饲料是均匀团块，这意味着水和脂肪酸组分，例如油，包含在由蛋白质和饲料稳定剂结合在一起的同一个相中。因为脂肪酸组分结合在均匀团块中(并且不是在干燥粒料的孔隙中)，如果将饲料分成块，则不存在油从水产养殖饲料中泄漏的风险。此外，均匀团块降低了脂肪嗳气的风险，因此增加了鱼的油摄入量。脂肪嗳气是从干燥粒料中已知的，其中粒料在胃肠道(比如鱼的肠或胃)中分解，并且脂肪酸组分从粒料中泄漏并沉降在肠或胃的顶部，而水和粒料物质沉降在底部。如果鱼具有腹部收缩，则鱼典型地吐出沉降在顶部的脂肪酸组分。
蛋白质源可以是呈浆料的形式，比如鱼青贮饲料或乳清组合物，例如来自奶酪制造的副产品。蛋白质源也可以以蛋白质粉的形式添加，该蛋白质粉比如但不限于鱼粉、大豆蛋白质、蛋清蛋白质、酪蛋白、血粉(血红蛋白粉)、昆虫粉、豆类和基于谷物的蛋白质、和/或麸粉。
一些蛋白质(比如酪蛋白)可能具有乳化和增稠特性。使用此类蛋白质可以减少水产养殖饲料中所需的饲料稳定剂的量，或甚至代替饲料稳定剂。此外，酪蛋白包含高量的对鱼类有益的必需氨基酸。基于干物质，水产养殖饲料优选地包含20％w/w至70％w/w，比如25％w/w至60％w/w，比如28％w/w至45％w/w，比如32％w/w至38％w/w的蛋白质源。
在优选的实施方案中，水产养殖饲料包含基于干物质测量的28％w/w至70％w/w的脂肪酸组分、更优选地30％w/w至65％w/w、更优选地35％w/w至45％w/w、更优选地38％w/w至42％w/w、比如40％w/w的脂肪酸组分。脂肪封闭剂可以与脂肪酸组分一起添加以提高脂肪酸组分的粘度/熔点。水产养殖饲料优选地包含添加剂，比如热不稳定的添加剂，其量为水产养殖饲料干重的0％w/w至10％w/w、比如1％w/w至8％w/w、比如2％w/w至6％w/w、比如5％w/w。
水产养殖饲料的水含量可以为至少30％w/w，并且最高达大约75％w/w至80％w/w，这是肉食性鱼类的猎物中的天然水含量。优选地，水产养殖饲料具有大约35％w/w至50％w/w、比如45至55％w/w的水含量。30％w/w至80％w/w范围内的水含量确保粒料是湿的，并降低饲料吸收任何水分的化学势。因此，当将水产养殖饲料添加到水中时，水的吸收非常有限。这对在盐水中养殖的鱼尤其有益，因为大量摄入盐水可能负面影响鱼的盐平衡。通过减少进入饲料的盐水流量，更容易控制吃水产养殖饲料的鱼的盐摄入量。
湿水产养殖饲料的稠度类似于马苏里拉奶酪或杏仁糖的稠度。这确保了水产养殖饲料是弹性的。这降低了在例如水力输送期间分解的风险。典型地，水产养殖饲料在20N至150N(这对应于具有10mm厚度的干水产养殖饲料大约0.15mm至0.50mm的变形)的压缩测试期间可能变形但不裂开。
在本发明的优选实施方案中，饲料稳定剂选自由以下组成的清单：κ-卡拉胶、藻酸盐、ι-卡拉胶、CMC、果胶、树胶、明胶、油凝胶、酪蛋白酸盐、乙基纤维素和/或卵磷脂，并且其中饲料稳定剂的含量在水产养殖饲料的干重的1％w/w至15％w/w之间，比如2％w/w至8％w/w、优选地大约2.5％w/w或4％w/w。饲料稳定剂可以被认为是具有胶凝、增稠、乳化和/或湿润特性的添加剂。由于其海洋来源，藻酸盐和卡拉胶以及其他饲料稳定剂可以是优选的。一些饲料稳定剂(比如卵磷脂)可以提供额外的营养物或改善水产养殖饲料的消化率。在优选的实施方案中，水产养殖饲料包含水产养殖饲料干重的1％w/w至10％w/w的饲料稳定剂，比如水产养殖饲料的干重的1％w/w、2％w/w、3％w/w、4％w/w、5％w/w、6％w/w、7％w/w、8％w/w或9％w/w。该饲料稳定剂的量已显示足以提供水产养殖饲料中的脂肪酸组分例如油、水和蛋白质的均匀稳定。
自来水典型地用于制造水产养殖饲料，但可以添加额外的盐以提供对鱼具有最佳盐平衡的水产养殖饲料。重要的是水产养殖饲料是稳定的，使得如果将水产养殖饲料添加到例如装鱼单元的盐水中，则没有水或非常少的水被吸收到水产养殖饲料中。
在本发明的优选实施方案中，当在水中浸泡10分钟时，饲料具有小于30g水/100g饲料的水吸收。优选地，当在水中浸泡10分钟时，饲料具有的水吸收小于20g水/100g饲料、比如10g水/100g饲料、比如5g水/100g饲料、比如小于3g水/100g饲料、比如2g水/100g饲料、比如1g水/100g饲料。
低水吸收确保吃水产养殖饲料的盐水鱼不具有太高的盐摄取量，太高的盐摄取量降低每消耗饲料的鱼增重。
水产养殖饲料具有的密度可以高于或低于或等于海水和/或淡水的密度。这是有益的，因为一些鱼优选吃漂浮在水面的饲料，一些鱼优选吃沉入水中的饲料，而一些鱼优选吃水底或附近的饲料。因此，适于水类型和鱼类型的水产养殖饲料是优选的。在本发明的优选实施方案中，水产养殖饲料的密度是在800kg/m3至1200kg/m3、比如800kg/m3至1000kg/m3、或比如1000kg/m3至1200m3的范围内。水产养殖饲料的密度是添加到水产养殖饲料中的成分密度的结果，但可以通过调整水产养殖饲料内气体孔的量和大小来控制。与高密度水产养殖饲料(即，密度高于1000kg/m3)相比，低密度水产养殖饲料(即，密度低于1000kg/m3)具有相对于饲料体积更高的孔体积。
与典型的干粒料相比，水产养殖饲料中的孔相互连接的程度要小得多。类似地，水产养殖饲料中的孔与周围环境隔离，使得液体例如水不能浸渍饲料。孔是通过在制造期间将气体截留在料团内部而获得的。在低密度水产养殖饲料中，孔可占据水产养殖饲料体积的最高达50％，即，水产养殖饲料可具有最高达50％的总孔隙率。在高密度水产养殖饲料中，孔可能只占水产养殖饲料体积的5％或甚至0％，即，总孔隙率可降至5％或甚至0％。
在本发明的优选实施方案中，水产养殖饲料具有的总孔隙率为1％至50％、更优选为10％至40％、最优选为20％至30％，其中饲料的有效孔隙率为大约0％至5％(独立于总孔隙率)。有效孔隙率是水产养殖饲料中与周围环境相连的孔的％。具有45％的总孔隙率和低于1000kg/m3的密度的水产养殖饲料可以具有小于5％比如1％的有效孔隙率。因此，当浸泡在水中时，只有1％的孔可以被水浸渍。在此上下文中，浸渍意指来自周围环境的液体流入或扩散到饲料中并填充饲料的孔，由此饲料的液体含量增加。
在另一方面，本发明涉及一种用于根据本发明的方法生产水产养殖饲料的饲料制造***。该饲料制造***可以适于联接到再循环水产养殖***(RAS)的再循环导管并被布置成使得在该饲料制造***中制造的水产养殖饲料被允许进入该再循环导管，所述饲料制造***包括：
-包括混合装置的混合室，该混合室设置有至少一个允许粉末和液体原料进入该混合室的入口，该入口和/或该混合室包括用于加热单独的和/或混合的原料的加热装置，并且该混合室具有允许饲料混合物离开该混合室的出口，
-流体连接到该混合室的出口并定位成与该混合室的出口相邻的成形机构，该成形机构包括流道，该流道被构造为使流过该流道的饲料混合物成形，并且该成形机构包括用于冷却流过该流道的饲料混合物的冷却装置。
在又另一方面，本发明涉及一种具有饲料制造***的再循环水水产养殖***。
当饲料制造***并入RAS设施时，用于处理水产养殖饲料的物流被简化。它还提供了减少或甚至消除在水产养殖饲料中使用防腐剂的可能性，因为可以对鱼提供新鲜制作的水产养殖饲料。通过减少防腐剂和其他用于延长保质期、浸渍粒料等的成分的使用，可以制造更经济的粒料。同时，由于这些成分的减少或消除，营养物相对于饲料干重的量增加。此外，因为水产养殖饲料制造***不需要干燥和包衣，因此与通常的水产养殖粒料制造***相比，运营费用(OPEX)低得多。通过避免干燥器的其他优点是减少的麻烦，其消除了对高烟囱的需求(降低的CAPEX)，同时还避免了过程污染物，比如热损坏的营养物，例如燃烧的蛋白质。
水处理单元用于处理RAS设施中的水，使得可以对来自装鱼单元的用过的水进行处理并将其再循环回装鱼单元。水处理单元可以包括用于维持水质的一系列处理工艺，比如但不限于：生物过滤、固体去除例如过滤、充氧、pH控制、温度控制(任选地包括加热和/或冷却)、紫外线(UV)处理、和/或臭氧处理。
水再循环导管是适合于将水输送进/出装鱼单元的一系列水导管或水管道。再循环导管流体地连接至装鱼单元、并且形成水回路。再循环导管通过至少一个孔口连接至装鱼单元，该至少一个孔口允许进水和/或出水。优选地，再循环导管中的水管道用于连续地或间歇地从装鱼单元中移除水。再循环导管可以包括水将经历的一个或多个单元操作，之后水返回至装鱼单元(即，再循环导管将水再循环)。单元操作可以是例如用于处理水的装置或用于将饲料装载到导管中的装置。
饲料制造***提供了使得能够从比如蛋白质、水、脂肪酸组分和饲料稳定剂等原组分制造新鲜水产养殖饲料的装置。水产养殖饲料中还可以包含额外的营养物。混合装置可以呈搅拌器、捏合机或其他可旋转叶片的形式。
冷却装置可以是围绕流动通道的外部空隙，比如冷水、冰水或乙二醇等冷却剂循环通过该外部空隙。优选地，成形机构的流道为1米至5米长、优选地为2-3米长。冷却装置还可以是具有冷水的水浴。饲料在成形机构中成形后，成形的饲料下落到/落入水浴中的水中，在其中该饲料凝固。
加热装置可以是例如加热元件、直接注射蒸汽或用蒸汽间接加热。
在优选的实施方案中，再循环水产养殖***的饲料制造***进一步包括洗涤机构，该洗涤机构包括：
-洗涤室，其被构造为允许来自该成形机构的水产养殖饲料进入并用于容纳洗涤液，
-液体驱动力，其用于提供该洗涤液洗涤该水产养殖饲料的运动，以及
-输送机构，其被构造为从该洗涤室移出该水产养殖饲料，从该水产养殖饲料中排出该洗涤液并将该水产养殖饲料递送到水再循环导管。洗涤液优选地是水或包含盐的水溶液。
液体驱动力可以是使水产养殖饲料在其上滑入水中的滑块，或者是缓慢旋转的混合器(其在水中产生一些流动)。
输送机构可以是一个或多个传送器，其中水产养殖饲料在允许水从水产养殖饲料中排出并保留在洗涤室中的载网、格网或带上输送。
在优选的实施方案中，再循环水产养殖***的洗涤机构进一步包括洗涤室入口和洗涤室出口，其被构造为允许新鲜供应的洗涤水进入洗涤室并且使用过的洗涤水离开。优选地，洗涤室出口流体连接到混合室。当水产养殖饲料被洗涤时，饲料残留物和表面油可能位于洗涤水中。通过允许使用过的洗涤水进入混合室，这些饲料残留物和油可用于制造新的水产养殖饲料。可替代地，脂肪酸组分和饲料残留物可从用过的洗涤水中过滤并处理，而过滤的洗涤水可在洗涤室中再利用或用于制造饲料。在后一种情况下，新鲜的自来水然后可以用作洗涤水的新鲜水。
在优选的实施方案中，该饲料制造***进一步包括气体添加机构，所述气体添加机构定位成与该混合室和该成形机构相邻并且包括：
-气体添加室，其具有被构造为接收来自该混合室的饲料混合物的入口和用于向该成形机构提供包含空气的饲料混合物流的出口，以及
-气体添加装置，其被构造为将气体添加到该水产养殖饲料中。
气体添加装置可以例如是旋转搅拌器或空气喷射器，其在过压下将气体吸入混合器，然后混合器将气体捏合或混合到水产养殖饲料中。
在另一方面，本发明涉及如前所述的水产养殖饲料在再循环水产养殖***中的用途。
本发明的任何实施方式可用于本发明的任何方面，并且当实施方式用于特定方面时，特定实施方式的任何优点同样适用。
附图说明
图1示出了作为添加的盐类型和浓度的函数的κ卡拉胶的1％溶液的胶凝温度；
图2示出了作为添加的盐类型和浓度的函数的ι卡拉胶的1％溶液的胶凝温度。
具体实施方式
实施例1
将4.8kg/h酪蛋白、4.8kg/h鱼粉和0.4kg/hκ-卡拉胶的粉末混合物添加到具有7个区域并且设置有15kW发动机的Bühler型号BTSK-30/28D挤出机的入口(区域1)中。将12.5kg/h水在入口后添加到粉末混合物中，并在加热至85℃期间在区域2至区域4中混合。在剧烈搅拌下将8.75kg菜籽油在区域5中添加到混合物中。然后将混合物在区域6和区域7中冷却至45℃。在区域7之后，冷却的水产养殖饲料作为长香肠离开挤出机，可以容易地将该香肠切割成期望长度的粒料。即使混合物固化了，质地也是柔软的并且可以变形或成形(像手温热的杏仁糖)。进一步冷却后，粒料进一步硬化。
实施例2
根据实施例1制造水产养殖饲料。在将饲料切割成粒料后，将粒料用低于40℃的环境空气干燥12小时。非常少的气味通过在环境温度下干燥饲料形成。在环境温度下干燥粒料后，水含量已降至20％w/w，而油含量没有任何降低。具有降低的水分的粒料适合作为例如虾的饲料。
实施例3
将4.8kg/h酪蛋白、4.8kg/h大豆蛋白质和0.4kg/hκ-卡拉胶的粉末混合物与6.75kg/h菜籽油和2kg/h鱼油一起添加到Bühler型号BTSK-30/28D的入口(区域1)中。在加热至85℃期间，在挤出机的区域1至区域4中，在剧烈搅拌下将粉末混合物分散在脂肪酸组分中。
在搅拌期间将12.5kg/h水在区域5中添加到混合物中。然后将混合物在区域6和区域7中冷却至45℃。
在区域7之后，冷却的水产养殖饲料作为长香肠离开挤出机，可以容易地将该香肠切割成期望长度的粒料。即使混合物固化了，质地也是柔软的并且可以变形或成形(像手温热的杏仁糖)。与来自实施例1的粒料相比，该粒料显示出改善的质地。
实施例4
在
连续式高剪切混合器中将4kg/h菜籽油与0.4kg/h卡拉胶混合，同时加热至85℃以将卡拉胶均匀分布在脂肪酸组分中。将具有85℃温度的12.5kg/h水与剩余的4.75kg/h油一起添加到混合物中，并在高剪切下混合以形成乳液。
添加9.6kg/h大豆蛋白质(SPC)和鱼粉并将其捏合以形成均匀团块，同时从大约85℃冷却至50℃。
然后迫使均匀团块通过具有圆形内部截面形状的2米长的冷却喷嘴机构。当均匀团块通过冷却喷嘴机构时，它被压缩成其最终形状并冷却至40℃(在这种情况下，低于卡拉胶的胶凝温度，由此维持最终形状)。在冷却喷嘴的末端，旋转刀将均匀团块切割成2cm长的水产养殖饲料。
实施例5
在
连续式高剪切混合器中将4kg/h菜籽油与0.4kg/h卡拉胶混合，同时加热至85℃以将卡拉胶均匀分布在脂肪酸组分中。将具有85℃温度的12.5kg/h水与剩余的4.75kg/h油一起添加到混合物中，并在高剪切下混合以形成乳液。
添加9.6kg/h大豆蛋白质(SPC)和鱼粉并将其捏合以形成均匀团块，同时从大约85℃冷却至50℃。
将均匀团块添加到喷射器管道中，该管道在过压下将大气注入均匀团块中以在均匀团块内部形成空气泡。然后进一步捏合均匀团块以分布空气泡并形成低密度均匀团块。
然后迫使低密度均匀团块通过具有圆形内部截面形状的2米长的冷却喷嘴机构。当低密度均匀团块通过冷却喷嘴机构时，它被压缩成其最终形状并冷却至40℃(在这种情况下，低于卡拉胶的胶凝温度，由此维持最终形状)。在冷却喷嘴的末端，旋转刀将低密度均匀团块切割成2cm长的水产养殖饲料，并且切割的水产养殖饲料下落到水浴中并漂浮在水浴的水表面上，由此去除位于水产养殖饲料表面上的油和饲料残留物。
位于水浴中的具有橡胶叶片的传送带将洗涤过的水产养殖饲料从水浴中向上运送并且运送到流动的水流中，该水流为装鱼单元提供水。因此将洗涤过的水产养殖饲料水力地输送到装鱼单元。
实施例6
制造了四种实验类型的鱼饲料B、D、C、E，并从拜欧玛公司(Biomar)获得了用于水产养殖市场的可商购鱼饲料(OrbitCPK40)。饲料类型B和D是在模拟已知的鲑鱼饲料工业生产方法的条件下生产的，即研磨原料、预调理、热挤出、干燥、真空包衣和冷却，而饲料类型C和E是本披露的实施方式。
四种实验类型的鱼饲料是为了测试不同水分水平的鱼饲料的消化率而制造的，B和D饲料是干鱼饲料，并且C和E饲料是湿鱼饲料。进一步，制造饲料以研究粘合剂浓度(即卡拉胶)的影响。因此，饲料组成的主要区别是B和D对比C和E的水分含量。由于与B/D相比，C/E的水分含量高于七倍，剩余成分的浓度相对较低。然而，C和E中的干物质比率旨在分别对应于B和D。B/C和D/E中干物质组成的主要区别是卡拉胶的含量。在干饲料中，需要淀粉(在这种情况下源自小麦)以挤出稳定且坚固的粒料。然而，本发明中所述类型的湿饲料不需要淀粉。相反，不需要卡拉胶来生产挤出的干粒料，而是使湿饲料成形。尽管B/D中需要小麦，并且C/E中卡拉胶是有利的，但它们部分包含在两种类型的饲料中。这样做的原因是减少对鱼类微生物群的潜在影响。然而，为了利用湿饲料配方中淀粉需求减少的优点，C和E具有低的小麦包含物，并且因此蛋白质和脂肪的相对较高的干物质浓度。商业对照饲料OrbitCPK40被包括作为参考，用于将工业优化饲料配方的消化率与本披露的实施方案进行比较。
每种饲料的组成在下表1中呈现。
表1
将五种饲料类型B、D、C、E和OrbitCPK40分别喂给五批鲑鱼，每批由45条鲑鱼组成(大约初始单位重量：40g)，均匀分布在三个独立的池中。总共15池，含有225条鲑鱼。来自消化率研究的结果在下表2中呈现。
表2
表2中的数字具有上标字母a、b和/或c。这些字母指示如何根据统计显著性对数字进行分组。因此，带有“a”的数字彼此之间没有统计差异，带有“b”的数字彼此之间没有统计差异，并且带有“c”的数字彼此之间没有统计差异，但是带有“b”的数字是与带有“a”或“c”的数字在统计上显著不同的，带有“a”的数字是与带有“b”或“c”的数字在统计上显著不同的，带有“c”的数字是与带有“a”或“b”的数字在统计上显著不同的，并且带有“b”和“c”二者的数字是与带有“a”的数字在统计上显著不同的。显著性p<0.05。
结论
本披露的实施方案，鱼饲料C和E，相对于可商购的干鱼饲料(OrbitCPK40)和干鱼饲料B和D具有显著更大的消化率。相对于所有其他测试的饲料类型，饲料C和E均具有约3个百分点的蛋白质消化率改善。进一步，相对于对应的干饲料类型，饲料类型C具有1至5个百分点的脂肪消化率改善。因此，本披露提供了与现有干鱼饲料相比具有改善的消化率的鱼饲料。
Claims (34)
1.一种制造水产养殖饲料的方法，该方法包括以下步骤：
-提供水、脂肪酸组分、蛋白质源以及具有活化温度和凝固温度的饲料稳定剂；
-使该饲料稳定剂和/或该蛋白质源与该脂肪酸组分接触；
-使该饲料稳定剂与该水接触；
-将该饲料稳定剂和该水加热到该活化温度；
-混合该饲料稳定剂、该脂肪酸组分、该蛋白质源和该水以提供悬浮液；
-将该悬浮液成形为成形的悬浮液；以及
-将该悬浮液冷却至低于该饲料稳定剂的凝固温度的温度，以获得该水产养殖饲料。
2.根据权利要求1所述的制造水产养殖饲料的方法，其中，该悬浮液是料团。
3.根据权利要求1或2所述的制造水产养殖饲料的方法，其中，该饲料稳定剂是基于碳水化合物的饲料稳定剂。
4.根据权利要求3所述的制造水产养殖饲料的方法，其中，该饲料稳定剂选自κ-卡拉胶、ι-卡拉胶、藻酸盐、果胶、羧甲基纤维素(CMC)、乙基纤维素、树胶及其混合物。
5.根据权利要求3或4中任一项所述的制造水产养殖饲料的方法，其中，该活化温度是在80℃至100℃的范围内。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的制造水产养殖饲料的方法，其中，该凝固温度是在40℃至70℃的范围内。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的制造水产养殖饲料的方法，其中，该方法进一步包括将该料团从该活化温度冷却到高于该饲料稳定剂的凝固温度的中间温度的中间冷却步骤，并且其中，将该料团在该中间温度下成形。
8.根据权利要求7所述的制造水产养殖饲料的方法，其中，该中间温度是在45℃至55℃的范围内。
9.根据权利要求7或8所述的制造水产养殖饲料的方法，其中，在该中间温度下向该料团中添加至少一种热不稳定的添加剂。
10.根据权利要求9所述的制造水产养殖饲料的方法，其中，该热不稳定的添加剂选自由以下组成的清单：氨基酸、酶、着色剂、调味料、维生素、药物、有机矿物质、细菌、益生菌、增味剂、肽及其混合物。
11.一种制造水产养殖饲料的方法，该方法包括以下步骤：
-提供水、脂肪酸组分、蛋白质源以及具有活化条件和凝固条件的饲料稳定剂；
-使该饲料稳定剂和/或该蛋白质源与该脂肪酸组分接触；
-使该饲料稳定剂与该水接触；
-通过使该饲料稳定剂暴露于该活化条件来活化该饲料稳定剂；
-混合该饲料稳定剂、该脂肪酸组分、该蛋白质源和该水以提供料团；
-将该料团成形为成形的料团；以及
-将该料团的条件改变成该饲料稳定剂的凝固条件，以获得该水产养殖饲料。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的制造水产养殖饲料的方法，其中，该方法中不使用淀粉。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的制造水产养殖饲料的方法，其中，使该饲料稳定剂与该脂肪酸组分接触以提供脂肪酸组分浆料，并且使所述脂肪酸组分浆料与水接触。
14.根据权利要求2至13中任一项所述的制造水产养殖饲料的方法，其进一步包括向该料团添加气体的步骤。
15.根据权利要求14所述的制造水产养殖饲料的方法，其中，该气体是氮气(N2)。
16.根据权利要求2至15中任一项所述的制造水产养殖饲料的方法，其中，将该料团成形和冷却的步骤是通过使该料团通过冷却的管道来进行的。
17.根据权利要求2至15中任一项所述的制造水产养殖饲料的方法，其进一步包括洗涤该水产养殖饲料以获得经洗涤的水产养殖饲料和残留部分的步骤，所述残留部分包含表面油和/或松散的料团材料。
18.根据权利要求17所述的制造水产养殖饲料的方法，其进一步包括将该水产养殖饲料分离为包含该经洗涤的水产养殖饲料的第一级分和包含该残留部分的第二级分的步骤。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的制造水产养殖饲料的方法，其中，将该水产养殖饲料添加到流动的水流中，由此水力地输送该水产养殖饲料。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的制造水产养殖饲料的方法，其进一步包括将该料团干燥至水分含量在4％w/w至12％w/w范围内的步骤。
21.一种水产养殖饲料，其包含蛋白质、饲料稳定剂、水和脂肪酸组分，其中该脂肪酸和该水包含在同一个相中，其中基于干物质，该饲料包含25％w/w或更多的该脂肪酸组分，并且其中水的含量是该水产养殖饲料的至少30％w/w。
22.根据权利要求21所述的水产养殖饲料，其中，基于干物质，该水产养殖饲料包含45％w/w至70％w/w的该脂肪酸组分。
23.根据权利要求21或22所述的水产养殖饲料，其中，该饲料稳定剂选自由以下组成的清单：κ-卡拉胶、藻酸盐、ι-卡拉胶、CMC、果胶、树胶、明胶、油凝胶、酪蛋白酸盐、乙基纤维素、卵磷脂和/或甘油、及其混合物，并且其中，该饲料稳定剂的含量是该水产养殖饲料干重的至少2％w/w。
24.根据权利要求21至23中任一项所述的水产养殖饲料，其中，基于干物质，该水产养殖饲料包含小于15％w/w的淀粉。
25.根据权利要求21至24所述的水产养殖饲料，其中，基于干物质，该水产养殖饲料包含小于1％w/w的淀粉。
26.根据权利要求21至25中任一项所述的水产养殖饲料，其中，基于干物质，该水产养殖饲料包含20％w/w至70％w/w的蛋白质源。
27.根据权利要求21至26中任一项所述的水产养殖饲料，或根据权利要求1至20中任一项所述的制造水产养殖饲料的方法，其中，该水产养殖饲料的密度是在800kg/m3至1200kg/m3的范围内。
28.根据权利要求21至27中任一项所述的水产养殖饲料，或根据权利要求1至20或27中任一项所述的制造水产养殖饲料的方法，其中，该水产养殖饲料具有在1％至50％的范围内的总孔隙率，并且其中，独立于该总孔隙率，该饲料的有效孔隙率是在0％至5％的范围内。
29.根据权利要求28所述的水产养殖饲料，或根据权利要求28所述的制造水产养殖饲料的方法，其中，该水产养殖饲料具有在20％至30％的范围内的总孔隙率。
30.根据权利要求21至29中任一项所述的水产养殖饲料，或根据权利要求1至20或27至29中任一项所述的制造水产养殖饲料的方法，其中，该水产养殖饲料的表面是无孔的。
31.根据权利要求21至30中任一项所述的水产养殖饲料，或根据权利要求1至20或27至30中任一项所述的制造水产养殖饲料的方法，其中，该水产养殖饲料是均匀的。
32.一种用于生产根据权利要求21至31中任一项所述的水产养殖饲料的饲料制造***，其中，该饲料制造***适于联接到再循环水产养殖***(RAS)的再循环导管并被布置成使得在该饲料制造***中制造的水产养殖饲料被允许进入该再循环导管，所述饲料制造***包括：
-包括混合装置的混合室，该混合室设置有至少一个允许粉末和液体原料进入该混合室的入口，该入口和/或该混合室包括用于加热单独的和/或混合的原料的加热装置，并且该混合室具有允许饲料混合物离开该混合室的出口，
-流体连接到该混合室的出口并定位成与该混合室的出口相邻的成形机构，该成形机构包括流道，该流道被构造为使流过该流道的饲料混合物成形，并且该成形机构包括用于冷却流过该流道的饲料混合物的冷却装置。
33.根据权利要求32所述的饲料制造***，其中，该饲料制造***进一步包括洗涤机构，该洗涤机构包括：
-洗涤室，其被构造为允许来自该成形机构的水产养殖饲料进入并用于容纳洗涤液，
-液体驱动力，其用于提供该洗涤液洗涤该水产养殖饲料的运动，以及
-输送机构，其被构造为从该洗涤室移出该水产养殖饲料，从该水产养殖饲料中排出该洗涤液并将该水产养殖饲料递送到水再循环导管。
34.根据权利要求32或34所述的饲料制造***，其中，该饲料制造***进一步包括气体添加机构，所述气体添加机构定位成与该混合室和该成形机构相邻并且包括：
-气体添加室，其具有被构造为接收来自该混合室的饲料混合物的入口和用于向该成形机构提供包含空气的饲料混合物流的出口，以及
-气体添加装置，其被构造为将气体添加到该水产养殖饲料中。
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