[发明专利]选择、生产和将全藻作为饲料补充剂饲喂家牛和野牛来生产为了人类健康的Ω‑3高的牛肉

说明书

技术领域

大体上，本发明为建立和使用全藻(whole algae)作为动物用食品补充剂的组合物、系统和方法。该藻类中，相对于脂肪总量而言，Ω-3DHA和/或EPA(及其它成分)高，且适合于家牛和野牛的消化系统。所得到的具有高DHA和EPA的肉类提供用于消费的具有核心健康特性和其他健康特性的高级牛肉。

背景技术

目前认识到藻类作为营养增补剂、潜在的生物燃料等的多元益处，以及利用一些生长技术作为捕获过量或不期望的CO₂的手段。藻类生长、收集和处理的领域正在迅速发展，已向该产业投入数千万美元，大部分旨在识别最有发展前景的藻类菌株用于生物燃料并开发原型培养设施供其生长。另外，近来，藻类养殖者聚焦于养殖Ω-3高的藻类，鉴于Ω-3非常高的价值而将藻类加工成其组成成分，然后用剩余的脂肪生产生物燃料，并具有包括蛋白质含量高的副产动物饲料在内的针对其它组成成分的残渣。藻类有朝一日可能实现改变将可再生的日光转化成运输燃料的游戏规则的能力。可持续的运输燃料是基于以玉米为基础的乙醇的希望，但现实却是来自玉米的能量产出过低，而使用基本农田生产乙醇原料已挤占了我们的农业系统。

藻类为自然界最基本的光合作用有机体。一些藻类消耗水分、光照和二氧化碳(CO₂)来产糖。这些糖类和还原性高能化合物最终生成脂类，而脂类可容易地加工成可以代替柴油使用的生物燃料。生长在美国最优农田的玉米每英亩能够产出不到200加仑的生物乙醇。专家们认同藻类能够产出超过25倍的玉米来源的生物燃料的能量密度；生长在一英亩荒地上的藻类(仅需要合适的光照)在任何地方每年能够产出数目在2,000至7,000加仑的生物燃料。如果可以发现或促使藻类更快生长，或者可以将藻类基因修饰成以精炼燃料如汽油，之后其将通过藻类的细胞壁排出而不必加工，那么藻类可以为可与按油价算每加仑$2.00至$3.00的柴油相竞争的生物燃料。然而，藻类是异养型的，可以利用水中的有机碳源，例如发酵中的糖，或者葡萄糖，作为光照的替代品，或作为光照的补充。本发明聚焦于养殖这类异养型藻类用作动物饲料增补剂，这是因为已有的使这类藻类生长的可用技术比从前的方法更为便宜。尽管该生长技术并不直接利用来自发电厂和乙醇厂排放物的CO₂，还存在通过在光合作用过程中利用CO₂(来自发电厂或乙醇厂排放物)的植物，甘蔗，从大气中除去的CO₂。异养型藻类通常还具有硅系细胞壁(silica cell walls)，使得不太可能在瘤胃中破裂，并且留下当在小肠中释放时完整的Ω-3。

存在两组必需脂肪酸，Ω-3脂肪酸和Ω-6脂肪酸。Ω-3脂肪酸见于自然界中冷水鱼如鲭鱼、鲑鱼、沙丁鱼、凤尾鱼和金枪鱼的鱼油中，或者作为来自植物如亚麻籽、芥花(油菜籽)或大豆中的萃取油。Ω-3脂肪酸的实例包括二十二碳六烯酸(DHA)、二十碳五烯酸(EPA)和α-亚麻酸(ALA)。最重要的Ω-3，EPA和DHA仅大量发现于冷水鱼中，而非陆生动物或种子中。因此，为了获得大量的EPA和DHA，人类需要食用油性鱼类或摄入从鱼中或者从形成鱼的食物链基础的藻类中得到的油类增补剂。相反，ALA大量发现于种子如亚麻籽中。Ω-3脂肪酸在有记录的干预性研究中作为细胞特别是脑细胞、神经细胞、视网膜、肾上腺和生殖细胞的必需成分与多种多样有益的健康效用相关联。长链Ω-3多不饱和物(PUFA)如DHA和EPA被认为对心脏、皮肤和免疫系统有健康益处并帮助调节炎性疾病、注意缺失紊乱和婴儿发育。还有大量正在进行中的新研究表明了在预防阿尔兹海默病、痴呆症、结直肠癌和减少由心脏病引起的死亡等中的益处。

已有大量授权的专利概括了存在于食品和/或增补剂中的具体Ω脂肪酸的益处。多个专利已针对Ω-3/6和PUPA通常较低或缺乏的食品中的富集而得以授权。例如，美国专利No.5,932,257(Wright等人)涉及通过使用羽毛粉类饲料增补剂将冷水鱼粉饲喂奶牛来在牛乳中生产DHA。根据该现有文献，使用的羽毛粉用作乳牛瘤胃中DHA的微生物降解的抑制剂。美国专利Nos,4.91.1,944和5,290,573还公开使用含有鱼粉结合畜产品如羽毛粉、骨粉等的饲料增补剂。大量专利还针对给鸡使用亚麻籽粉或藻类/DHA饲料增补剂来提高鸡蛋中的Ω-3而得以授权