在不使用抗生素或啤酒花酸的情况下，防止发酵过程中受到污染

大多数乙醇工厂已经深知细菌污染会带来哪些损失：乙醇损失、额外的清洗周期、粘稠的细菌沉积、起泡，以及本应用于生产却不得不用于处理感染问题的时间。抗生素、啤酒花酸和酸洗虽然能起到一定作用，但效果有限。此外，这些方法还会增加成本、引发残留物担忧，并导致更多清洗工作。

还有一种更简单的方法。在发酵过程中，将尿素作为唯一的氮源逐渐添加，并使镍含量保持在极低水平。酵母在尿素环境中仍能正常生长。而导致大多数污染的细菌在尿素上生长需要镍；当镍含量低于一定水平时，它们就无法定植。采用该方法的工厂通常能生产出更多的乙醇，细菌积聚较少，且在清洁方面花费的时间和金钱也更少。所需设备并不复杂：通常只需一个尿素加药系统，并确认换热器使用的是更高档（316L）的不锈钢。

这是一项针对您工厂的简单调整。它既易于测试，也便于恢复到现有的流程。

经济效益分析

从理论上讲，一家典型的年产1亿加仑的美国玉米加工厂每年可增加约1200万至1600万美元的利润；一家典型的巴西甘蔗加工厂每年可增加约1000万美元的利润。这些是模型推算出的数据，并非保证。具体数值取决于您当前的污染率、酶制剂方案、油脂回收率以及就地清洗（CIP）流程。

采用我们的技术进行污染控制，通常能提高乙醇产量、减少感染事件、降低CIP化学品用量并缩短停机时间；而在甘蔗加工厂中，还能省去酸洗工序、减少石膏结垢，并缩短生产周期。

主要的资本支出是尿素模块，以及在必要时对板式换热器进行改造，改用316L不锈钢板（尽管大多数工厂已经采用这种材料）。

无风险试用——无需承诺

我们为潜在客户提供在自家工厂试用该技术的机会，且无需承担任何义务。我们非常确信您一定会想要获得该技术的许可，因此在您决定获得技术许可之前，我们不会收取任何费用。

除非您决定获取该技术的许可，否则无需向我们支付任何费用。请根据您自己的标准进行评估（例如：乙醇产率、感染事件、CIP时间/化学品用量、扣除氮源成本后的净利润与基准值的对比等）。您可以随时修改或替换这些标准，且无需向我们说明决策理由。
我们承担为您提供咨询服务的费用；您则承担改造工厂的费用（主要是尿素加药模块；大多数工厂在停机时间较短的情况下即可完成改造）。
我们将从签署保密协议（NDA）和技术讨论开始。
随后，我们签署了咨询协议、专利许可协议和商业秘密许可协议。
随后，我们将与您协商，协助您在贵处部署该技术，并进行双方商定的测试期。
如果您决定在试用期结束后继续获得该技术的许可，我们将就年度许可费进行协商。我们认为，合理的许可费应约为预计年度利润增长额的10%（您将保留绝大部分利润）。
在就年度许可费达成一致之前，任何一方均可出于任何原因解除本协议及这些许可；各方自行承担所产生的费用。如果项目在未支付年度许可费的情况下终止，您同意将工厂恢复至原有的运行状态。

哪些会改变，哪些不会改变

典型变更：

用分阶段添加的尿素代替常规的氮源（铵盐、二氨基磷酸钾或蛋白酶释放的氮）。
确认板式换热器中使用的是316L不锈钢板，以确保镍含量较低。
对于甘蔗乙醇，应省略硫酸酵母洗涤步骤。
减少在碱性及酸性就地清洗（CIP）上花费的时间。
应采用经过验证的尿素添加方案和镍/尿素限值，而不是临时抱佛脚地随意制定。

大多数现有的玉米乙醇和甘蔗乙醇工厂都可以在不造成重大停机的情况下添加该成分。

提高玉米乙醇利润
 提高甘蔗乙醇利润
 提高营养酵母利润

提高玉米乙醇利润

我们的技术可在现有美国玉米乙醇工厂中实施，只需进行最小的工艺调整，且资本支出有限（尿素分批进料模块）。平均而言，一家典型的年产1亿加仑（MMGY）的美国玉米乙醇工厂，其盈利能力可提高约1400万美元/年。具体利润明细请参见下一节。

通过采用基于尿素的控氮技术消除细菌污染并策略性地使用酶，工厂能够实现更高的产率、更低的成本，并大幅减少清洗和维护工作——全程无需使用抗生素或啤酒花酸。

对典型现有工艺的改进

如有必要，升级板式换热器以使用316L不锈钢板片，从而消除镍的溶出（大多数工厂已使用316L）。

停止使用蛋白酶，因为这种酶价格昂贵，且会产生游离氨基氮（FAN），而细菌在发酵过程中会以此为养分生长。目前，美国约90%的玉米乙醇工厂都在使用蛋白酶。

改用不需要外加钙的新型α-淀粉酶（如 Liquozyme X/Supra、Termamyl SC、Spezyme ALPHA、Spezyme XTRA、Spezyme ETHYL 等），从而消除发酵罐中外加钙的使用。这些酶专为极低钙依赖性而开发（通常仅需 5–15 ppm，玉米和工艺用水中通常已含有此浓度）。这减少了酸洗（CIP）的用量。

添加纤维素酶/木聚糖酶复合酶（OPTIMASH BOOST/AX 或 Novonesis Fiberex），以提高乙醇和玉米油的产量。

添加植酸酶以改善酵母营养、减少植酸水垢、降低DDGS中植酸结合态磷的含量，并提高油脂向稀酒糟（thin stillage）中的分配率。

在灌装和初始有氧生长阶段，让酵母在初始糖分上生长并消耗游离氨基氮（FAN）。

在发酵过程中，用补料分批尿素（不使用铵或磷酸二氢铵 DAP）全面替代所有氮源补充，从而消除细菌污染和生物膜的形成。

按预定时间表对葡萄糖淀粉酶进行补料分批喂养，以减少甘油产量，从而提高乙醇产量。

为什么这可行

细菌需要镍作为辅助因子才能在发酵过程中利用尿素生长。没有它，它们就无法繁殖。
酵母利用尿素只需要生物素（维生素 B7），因此它能正常生长。

这为酵母创造了天然优势，同时抑制了细菌，减少了糖分向细菌生长的分流，从而提高了乙醇产量。

当高浓度的葡萄糖和麦芽糖产生渗透压时，酵母会产生甘油。我们通过按预定时间表引入葡糖淀粉酶来降低这种渗透压，从而减少糖分向甘油的转化，进而提高乙醇的产量。

减少就地清洗（CIP）

三个因素共同减少了 CIP：无细菌污染（感染）、无外加钙，以及植酸酶减少植酸。减少 CIP 的时间和成本可显著提高工厂的盈利能力。

在玉米干磨乙醇发酵罐中，这三个条件共同减少了对烧碱和酸性 CIP 清洗剂的需求，其中酸耗的相对降幅更大。烧碱主要用于去除有机物、蛋白质、酵母残留物和生物膜；酸则用于去除矿物垢（植酸钙、磷酸钙/镁、酒石/草酸钙以及混合的有机-无机沉积物）。由于混合沉积物很常见，这些工艺调整能够针对不同的污垢发挥协同作用。

典型做法是在每批次结束后或按照较短的周期进行热烧碱循环（通常为 2%–5% 的 NaOH，有时设定目标为 5%–8%），随后是不太频繁的或在结垢出现时进行的酸洗循环（0.5%–2% 的硝酸、磷酸或混合酸）。酸洗通常每隔几个烧碱循环进行一次，或者按需进行。具体用量取决于工厂的水质硬度、中层回流液、醪液固形物以及 CIP 程序。

1）无细菌污染（无感染）

这主要减少了对烧碱的需求。乳酸杆菌生物膜及相关的有机黏泥/蛋白质层是导致需要进行激进或额外烧碱循环的主要原因；它们还会形成死角，需要更彻底的清洗。

若不采取这些措施：

发酵罐壁、锥体、搅拌器以及相关的冷却器/集管上的有机污垢负荷会下降。
由感染引发的额外 CIP 事件减少，或接触时间缩短。
烧碱浓度或循环时间/频率降低。

发酵罐烧碱用量的实际减少幅度大约在 20%–40% 之间（采用更温和的设定点、更短的循环时间或延长间隔），这与通过改进添加剂和控制手段已实现约 25% 烧碱节省的优化 CIP 程序相符。酵母和醪液有机物仍需残留烧碱。酸耗下降幅度较小（混合有机-矿物污垢减少，且乳酸引起的 pH 驱动沉淀减少）。

2）不添加钙

玉米和工艺用水已经提供了一定量的钙；工厂通常会添加少量钙（例如 CaCl2）来稳定 α-淀粉酶，并且可能会通过回糟回收额外的钙。省略补充剂并管理水质硬度/回用水可减少用于沉淀的游离钙。这主要通过降低以下方面来减少酸的需求量：

植酸钙垢
磷酸钙垢
酒石（草酸钙）

烧碱受到的直接影响较小（部分混合沉积物减少）。结合其他两个因素，酸洗循环的频率将降低，或所需浓度将减弱。

3）植酸酶减少植酸

玉米中释放出的植酸（IP6）会与金属形成不溶性的植酸盐沉淀（尤其是植酸镁和植酸钙），这些沉淀物会作为顽固的结垢附着在发酵罐及下游设备上。植酸酶将IP6水解为可溶性无机磷酸盐和肌醇，将不溶性盐转化为可清除的可溶性物质，从而防止形成新的沉积物。植酸盐是啤酒塔及相关设备中“类酒石”沉积物的主要成分。

这是对酸性 CIP 影响最大的杠杆。通过有效的植酸酶添加量和接触时间（在液化、同步糖化发酵或发酵后阶段），植酸相关结垢可降低 70% 或更多（这与 DDGS 植酸的降低幅度相呼应）。因此，发酵罐酸洗步骤的酸洗频率、浓度或持续时间大幅下降了 40%–70% 以上——因为主要的植酸驱动型矿物垢大大减少。剩余的酸耗主要用于目标残留磷酸盐、草酸盐和钝化。由于混合的有机-无机污垢减少，烧碱也获得了较小的次要收益。

对发酵罐 CIP 的综合影响

这三项改变同时针对两类主要污垢：

无感染 → 减少生物膜/有机负荷 → 降低烧碱强度。
无外加钙 + 植酸酶 → 大幅减少植酸金属垢和钙相关矿物垢 → 降低酸的用量和酸洗频率。

玉米乙醇发酵罐的预期结果（数量级，因工厂而异）：

烧碱：消耗量减少 25%–40%，或等效地减少温和度/降低使用频率。
酸：减少 40%–70%（植酸酶带来的单一因素增益最大）。
总体而言，发酵罐的 CIP 化学品、时间、水和停机时间可减少 30%–50%，此外还可减少高压水射流清洗次数并改善传热一致性。

对于非植酸类有机物、玉米/水带来的残留矿物质以及常规卫生清洗，仍需进行残留的CIP（原地清洗）。在目前普遍存在严重植酸盐或混合结垢以及慢性感染的工厂中，效益最为显著。结果取决于植酸酶的添加量/添加时机、残留水硬度、底水管理以及CIP监测（实际氢氧根滴定和电导率）。行业中已采用的优化添加剂配方或脉冲投加方法进一步放大了这些成本节约。

玉米乙醇盈利能力分析

以下计算采用了当前的行业平均水平（2025年末/2026年压榨数据、farmdoc 转化率、USDA 工厂交货价以及已发布的酶测试结果）和第一性原理化学计量学。

工厂基础

标称产能为每年 1 亿加仑（MMGY）变性乙醇。
基准转化率 ≈ 2.92 加仑/蒲式耳 → 每年处理约 3425 万蒲式耳。
工厂交货价乙醇 ≈ 1.94 美元/加仑（爱荷华州 2026 年 9 月上旬 FOB 范围）。
酒糟玉米油 ≈ 0.74 美元/磅。
D3 可再生识别号（RIN）≈ 每纤维素加仑 2.25 美元（近期 2026 年评估价约 2.15–2.41 美元）。

1. 玉米籽粒纤维带来的额外乙醇 + D3

纤维素酶/木聚糖酶混合物（OPTIMASH BOOST/AX 或 Fiberex）可从果皮和胚乳纤维中释放葡萄糖。商业 CKF 数据和 EPA 认可的方法通常可带来 0.07–0.12 加仑/蒲式耳的增量乙醇。对于仅应用这些酶且未经优化的工厂，预计平均增量为：0.09 加仑/蒲式耳。

额外产量 = 308 万加仑。
乙醇收入 = 308 万 × $1.94 = 600 万美元。
D3 补贴额 = 308 万 × $2.25 = 690 万美元。

（植酸酶带来的额外糖分很少，但对于下文所述的玉米油和酵母营养效应是必需的。）

2. 减少甘油以增加乙醇产量

补料分批糖化酶可防止葡萄糖/麦芽糖浓度骤增，从而降低渗透压。典型成熟醪液中的甘油含量为 10–14 g/L；工艺目标为 5–10 g/L。在醪液浓度为 14.5–15.5 % v/v 的条件下，实际减少 4 g/L 相当于额外获得约 2 g/L 的乙醇（根据碳+氧化还原平衡，1 g 甘油 ≈ 0.5 g 乙醇）。

额外产量 ≈ 165 万加仑。
收入 = 320 万美元。

与铵盐/DAP 相比，尿素可独立进一步小幅降低甘油含量；该增量已归入污染控制项中。

3. 增加玉米油产量

相同的纤维降解酶加上植酸酶可促进玉米油向稀醪液中的分配。上述产品的商业试验表明，玉米油回收率提高了 +15–30%；对于已经接近 2025 年行业平均水平（约 0.93 磅/蒲式耳）的工厂，预计增量收率为 +0.12 磅/蒲式耳。

额外玉米油 = 411 万磅。
收入 = 411 万 × $0.74 = 300 万美元。
由于玉米油的每磅价值约为 DDGS 的 8 倍，因此 DDGS 重量略有下降所带来的抵消影响微乎其微。

4. 污染控制、游离氨基氮（FAN）管理与氮源变更

消除蛋白酶衍生的 FAN、在进料过程中耗尽残留 FAN，以及仅投加低镍尿素，可抑制乳酸菌的生长。一般工厂因感染损失 0.5–1.5 % 的淀粉，并在抗生素、啤酒花酸或额外 CIP（清洁在位）上花费 $0.005–0.015/加仑。综合收率恢复加上化学品/CIP 节省：220 万美元。

5. 酶净成本及其他运营支出

省去蛋白酶可节省约 80–120 万美元。
对于该规模的工厂，增量纤维素酶/木聚糖酶 + 植酸酶的成本（扣除蛋白酶节省的费用后）通常为 160–220 万美元。
植酸酶还可减少蒸发器结垢并降低 DDGS 中的植酸磷（带来少量的维护节省和可能的适度 DDGS 溢价）：+$40 万美元。
酶/运营支出净拖累：–150 万美元。

将板式换热器升级为使用316L不锈钢板属于一次性资本支出（大多数工厂已采用316L），且不会影响年度利润。

预计年度利润总增长额

纤维乙醇 600 万美元
D3 RINs 690 万美元
甘油转化乙醇 320 万美元
额外玉米油 300 万美元
感染 / FAN / 尿素 220 万美元
结垢 / DDGS / CIP 40 万美元
酶成本净增 -$150 万美元

预期总计约 2000 万美元

采用更保守的假设（0.07 加仑/蒲式耳纤维、+0.09 磅/蒲式耳玉米油、3 克/升甘油削减量、$2.00 D3）仍可产生 1300万至 1500 万美元的收益。由于许多“平均水平”的工厂已经添加了部分纤维酶并且已经提取了约 0.9 磅/蒲式耳的玉米油，因此仅实施所列步骤的实际第一性原理预期为每年 1200 万至 1600 万美元，中心估计值为 1400 万美元。

主要贡献项是已记载的纤维转乙醇 + D3 组合以及玉米油增量；甘油削减和感染控制属于次要但可叠加的收益，除加料橇块外无需额外的资本投入。在任何特定年份中，D3 价格（±$0.40）和玉米油价格（±$0.10/磅）的波动都可能使总收益产生 ±250 万美元的浮动。

美国全行业范围内的预测区间

对于几乎未淘汰蛋白酶（占美国同类工厂的 90%）、很少使用纤维酶且采用常规（非补料分批）葡萄糖淀粉酶添加方式的工厂：基于第一性原理计算，增量利润接近 1,800 万至 2,000 万美元。
已在使用部分纤维酶并提取约 0.9 磅/蒲式耳玉米油的“平均”工厂（CelloFuel 的中心案例）：1200万至 1600 万美元，中点为 1400 万美元。
已经结合使用纤维酶、高玉米油回收率、蛋白酶减少或消除以及补料分批葡萄糖淀粉酶的工厂：增量利润趋向于 1000万至 1300 万美元区间的较低端（或者在完成较小的剩余步骤后，达到保守的 1300万至 1500 万美元案例）。
在约 191 至 198 家运营中的美国工厂（平均产能约 93 MMGY）中，全行业潜在的增量机会因此每年达数十亿美元，但各工厂实际实现的盈利能力将继续随 D3 RIN 价格、玉米油价格以及每个设施在蛋白酶/纤维酶/定时葡萄糖淀粉酶连续体上的推进程度而变化。CelloFuel 套件被设计为低资本支出的叠加方案（主要是尿素补料分批橇块），可以添加到现有的干磨厂中，且只需进行适度的工艺变更。

提高甘蔗乙醇利润

我们的技术可以在现有的甘蔗乙醇工厂中实施，只需进行最少的工艺变更和适度的资本支出（尿素补料分批橇块）。平均而言，典型的巴西甘蔗乙醇工厂的盈利能力可以提高约 1000 万美元/年（即约 50%）。

我们开发了实用技术，可同时提高巴西和印度甘蔗乙醇工厂的效率和盈利能力。该系统可有效控制细菌污染，且无需在回收酵母时使用抗生素或传统的梅勒-博伊诺（Melle-Boinot）硫酸洗涤法。

工作原理

我们没有向发酵罐中添加抗菌化学物质，也没有在酵母循环利用期间使用硫酸来杀灭细菌，而是采用了一种简单的生物学方法：

我们将氮源切换为尿素（分批补料）。
我们消除了设备中的镍浸出。

细菌需要镍作为辅助因子才能在发酵过程中利用尿素生长。没有它，它们就无法繁殖。然而，酵母仅需少量的生物素（维生素B7）即可利用尿素作为氮源。这种天然差异无需使用化学药剂即可抑制细菌生长。

投资与节约

对于巴西典型的年产规模较大的甘蔗乙醇厂而言，改造的总资本成本约为 50 万至 150 万美元（平均约 100 万美元）。大部分成本用于尿素和活化二氧化硅的简单投加系统。

其经济影响非常巨大。据我们估算，每座工厂每年可节省约1000万美元。

现有工厂所需的变更

需要进行以下改造：

用尿素替代当前的氮补充剂，并以受控的分批补料方式进行添加。
板式换热器仅使用316L不锈钢板片，以防止镍溶出进入工艺流程。
利用现有的离心机从发酵醪（酒醪）中回收酵母。这消除了对基因改造絮凝酵母的需求。
使用加压热水代替腐蚀性化学品在循环之间清洗发酵罐。
停止对循环酵母进行硫酸洗涤——酵母可以直接回收到发酵罐中。
取消用于中和硫酸和澄清糖蜜的钙添加。
消除硫酸的使用后，便无需再清理蒸馏塔顶部的石膏/硫酸钙沉积物。
添加活化二氧化硅（巴西技术）以保持高酵母活力——即使在乙醇浓度达到 19% 时仍能保持在 80% 以上。这也使甘油产量减少多达 10%，并提高了乙醇产量。

结果

这些改进使得发酵周期比标准的梅勒-博瓦诺（Melle-Boinot）工艺缩短 2 至 4 小时。由于系统不需要无菌（无菌操作）条件，因此比传统方法更简单、成本更低且生产率显著提高。

减少就地清洗（CIP）

缩短发酵周期的主要促成因素是减少了 CIP。减少 CIP 的三个因素为：无细菌污染、无需硫酸洗涤的酵母循环利用以及无外加钙。

1）无细菌污染

生物膜及相关的有机膜降至最少。苛性CIP的频率和强度可大幅下降——通常从每周/按需的化学清洗周期转变为不频繁的水冲洗加上偶尔的轻度碱洗。通过更好机械清洗带来的同类改进已经减少了酸和抗生素的使用，同时减少了批次之间的污染残留。结合其他条件，发酵罐CIP的烧碱消耗量下降了50%至80%。停机时间以及水/蒸汽的使用量也有所下降。

2）无需硫酸洗涤的酵母循环

消除了硫酸盐向发酵罐的带入，从而消除了石膏结垢的形成。酸性CIP需求下降。这一效果与钙的减少具有叠加效应。

3）无外加钙

这是酸性CIP的最大影响因素。发酵液中的残留钙急剧下降，因此草酸钙、石膏及相关结垢的形成速度大大减慢甚至不再形成。酸性CIP的频率可以从规律性（每周或按生产批次）转变为罕见或不必要；对于大多数清洗而言，水或温和的碱液可能就足够了。在采用低钙或白云石石灰澄清的糖液蒸发器中的平行经验表明，化学清洗剂减少了40%–60%，清洗时间缩短了约50%，清洗间隔延长了80%–120%。由于发酵罐在较低温度下运行且没有蒸发浓缩，相对效益应该至少同样显著（合理预期酸性CIP化学品减少70%–90%）。由于高钙具有抑制作用，酵母性能也可能会略有改善。

综合与次生效应

这三个条件相互作用：生物膜越少，矿物结垢的有机“粘合剂”就越少；矿物结垢越少，微生物受保护的微环境就越少。CIP化学品（烧碱+酸）的总消耗量、水、加热CIP溶液的能量以及发酵罐停机时间减少了一半以上。工厂仍需要偶尔进行冲洗和检查，并确保良好的机械覆盖（能够触及顶部和阴影区域的旋转喷淋装置）。甘蔗杂质或消泡剂产生的残留污垢仍会存在，因此CIP不会完全消失。

量化因工厂而异（汁液与糖蜜比例、水的硬度、确切的石灰投加量、发酵罐几何形状、当前的 CIP 计划）。巴西的典型做法已经主要将硫酸用于酵母乳而不是发酵罐 CIP；因此，最大的增量节约来自于消除源自石灰的钙和生物膜。监测（电导率、目测检查、ATP 或微生物计数、传热性能）将允许安全地延长间隔。实现工业规模“无外加钙”方案需要采用替代澄清方法或减少钙的汁液处理工艺。

术语表
活化硅酸：一种特殊的添加剂（采用巴西技术），即使在高乙醇浓度下也能帮助保持酵母细胞健康存活。它还能减少甘油副产物并提高乙醇产量。
 
抗生素：用于杀灭或抑制细菌的药物（此方法完全无需使用抗生素）。
 
无菌条件：一个完全无菌、不允许细菌滋生的环境（这种更简便的方法不需要无菌条件）。
 
细菌污染：不需要的细菌进入发酵罐，与酵母竞争或降低乙醇产量。
 
生物素（维生素 B7）：当使用尿素作为氮源时，酵母正常生长所需的少量 B 族维生素。
 
腐蚀性化学品：传统上用于清洗罐体的强效刺激性清洁剂（此处已改用热水）。
 
离心机：一种在工艺过程中将固体（包括酵母）与液体分离的旋转机械。
 
精馏塔：通过将乙醇与水及其他液体分离来提纯乙醇的高大塔器。
 
加料系统：在适当时机精准添加少量物料（如尿素）的设备。
 
乙醇浓度：发酵混合物中酒精的百分比（浓度越高意味着产品产量越高）。
 
发酵周期：将甘蔗糖转化为乙醇、收获并重复的完整循环轮次。
 
絮凝酵母：旨在聚集在一起以便于分离的特殊酵母（本方法无需使用）。
 
基因改造：在实验室中对 DNA 水平进行改变（本方法无需使用经过改造的酵母）。
 
甘油：酵母在发酵过程中天然产生的一种粘稠副产物。减少甘油产量可以产出更多乙醇。
 
石膏（硫酸钙积聚）：可能堵塞蒸馏设备的粉状沉积物，通常由使用酸引起。
 
梅勒-布瓦诺工艺（Melle-Boinot Process）：广泛应用于巴西的大规模甘蔗乙醇生产方法，采用补料分批发酵和酵母回收，传统上需要对回收的酵母进行硫酸酸化处理以控制细菌。
 
镍溶出：金属设备中的镍溶解到液体中（细菌生长需要镍来利用尿素，因此阻止溶出即可抑制细菌）。
 
氮源：为酵母或细菌提供氮（生长的重要组成部分）的化学物质——此处已转换为尿素。
 
板式换热器：配有金属板的设备，用于高效加热或冷却工艺液体。
 
加压热水：在压力下喷射的热水，无需使用刺激性化学品即可清洗罐体。
 
回收酵母：从一个发酵批次中保存下来并在下一批次中重复使用的酵母。
 
316L 不锈钢：设备部件中采用的高品质金属，可防止镍溶入液体中。
 
硫酸洗涤：使用强酸清洁和消毒循环酵母（该方法中已取消）。
 
尿素：一种供给酵母的常用、廉价的氮源（也用于化肥）。通过分批缓慢添加并配合极低的镍含量，促使酵母生长优于细菌。
 
酵母活力：保持存活和健康的酵母细胞所占的百分比。较高的活力有助于改善回收和性能，即使在高乙醇浓度下也是如此。

无细菌污染且无需酵母洗涤带来的改进

现在，让我们考虑一个改进的工艺：在发酵过程中不发生细菌污染，并且不对离心后的酵母进行酸洗或水洗。相反，95%的酵母直接回收而不经过洗涤。以下是该工艺的改变以及可能带来的改进：

运营改进

省去从酸洗液中回收乙醇的步骤：
- 在标准工艺中，对酵母进行酸洗会稀释附着在酵母生物质上的任何残留乙醇。必须回收这些乙醇（例如通过蒸馏），这就增加了一个耗能的步骤。通过跳过洗涤步骤，乙醇不会流失到洗涤液中，从而省去了这一回收过程并节省了能源。
无需进行酸中和：
- 酸洗需要在将酸性酵母悬浮液循环利用之前对其进行中和（例如使用石灰等碱性物质），以避免伤害酵母或改变发酵pH值。跳过洗涤步骤消除了对中和的需求，从而减少了化学品投入、废物处理以及相关成本。
简化工艺：
- 省去洗涤步骤通过减少单元操作数量，降低了劳动力、设备维护和水资源消耗，从而简化了运营。

这些改动通过削减能源、化学品和运营开支，提升了工厂效率。

代谢物和死细胞的平衡浓度

在不进行洗涤的情况下，回收的酵母会将发酵代谢物（例如乙酸等有机酸、甘油和高级醇）以及衰弱或死亡的酵母细胞带入每个新周期。这种平衡的形成过程如下：

积累：最初，随着95%的酵母（包括其代谢物和死细胞）被重复使用，这些组分的浓度在每个循环中都会增加。
去除与稀释：
- 5% 酵母损失：未循环利用的 5% 酵母（作为动物饲料出售）从系统中移除了小部分这些组分。
- 新鲜底物的添加：每个循环都会引入新鲜的甘蔗汁或糖蜜，从而稀释发酵液中的代谢物浓度。
平衡：在多个循环后，会达到一个平衡浓度，此时代谢物产生和死细胞积累的速率等于其通过清除（经由5%的酵母损失）和稀释（经由新鲜底物）的速率。这一平衡水平高于洗涤酵母系统，在洗涤酵母系统中，每个循环的洗涤会去除一部分代谢物和死细胞。然而，由于酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）对其自身的多种副产物具有耐受性（在一定阈值内），且不存在细菌竞争，因此这种较高的浓度是可控的，不会显著损害发酵效率。

从定量角度来看，这种平衡取决于发酵条件（如糖浓度、周期时长），但从定性角度来看，它会稳定在一个反映生成、损耗和稀释平衡的水平。

通过水洗发酵罐缩短周期时间

最后，探讨当使用水而不是苛性钠清洗发酵罐时，省去酵母清洗环节如何改善整体周期时间：

标准周期时间组成部分：
- 发酵：6–12 小时。
- 收获（离心）：约 1–2 小时。
- 酵母清洗：在标准工艺中，酸洗或水洗、中和以及漂洗会增加 1–2 小时（取决于规模和方法）。
- 发酵罐清洗：使用苛性钠清洗（通常需要加热并随后漂洗）需要 3 小时甚至更长时间。
改进后的工艺：
- 无需清洗酵母：省去清洗步骤每个周期可节省 1–2 小时。离心后，酵母立即被循环利用，省去了繁琐的预处理步骤。
- 水洗发酵罐：用清水代替苛性钠清洗发酵罐速度更快——可将清洗时间缩短至 1–2 小时——因为这避免了加热、长时间接触化学物质以及彻底漂洗。此处使用清水已足够，因为不存在细菌污染，其目的是简单地去除物理残留物（酵母、糖分），而不是进行深度杀菌。
综合效应：在无需洗涤酵母的情况下，发酵循环之间的间隔时间直接缩短。将其与更快捷的基于水的罐体清洗相结合，可进一步缩短停机时间，使循环能够更早重新开始。例如，原本需要12–15小时的循环（发酵+收获+洗涤+碱洗）可缩短至10–12小时，从而提高处理量。

由于没有细菌污染，这些简化措施得以实施，且不会对发酵性能造成风险，因为通常由酸洗和苛性钠清洗来控制的细菌在此不再是影响因素。

结论

在巴西甘蔗乙醇生产中，标准的分批补料发酵循环包括用酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）发酵甘蔗汁或糖蜜，然后进行离心、酵母洗涤以及用苛性碱清洗大桶。当未发生细菌污染且 95% 的离心酵母未经洗涤直接循环利用时：

通过省去乙醇回收和酸中和，工厂运营效率得以提升，从而节约了能源、化学品和时间。
代谢物和死细胞浓度达到一个更高但稳定的平衡状态，由酵母损耗和底物稀释相平衡，由于没有细菌干扰，这是完全可以承受的。
通过省去酵母清洗步骤（节省 1-2 小时），并在用清水代替苛性钠清洗发酵罐时进一步缩短清洗时间（1-2 小时对比 2-3 小时以上），从而缩短了周期时间，提高了整体效率。

这一优化工艺利用了无污染的优势，从而简化并加速了乙醇生产。

缩短发酵时间：

在改进后的工艺中，发酵时间得以缩短，因为酵母不再承受酸洗带来的压力。其工作原理如下：

传统工艺中的酸洗

在传统的乙醇生产中，酵母通常会在发酵周期之间进行循环利用以实现效率最大化。为了在此循环过程中控制细菌污染，需要用硫酸清洗酵母。然而，这种酸接触会给酵母细胞带来压力。这种应激会损害它们的细胞膜、降低其活力并减缓其代谢活动。当这些受压的酵母细胞被重新利用时，它们需要时间恢复，然后才能高效发酵糖分。这段恢复期（即延滞期）延长了整体发酵时间。

改进工艺中省去酸洗步骤

在改进后的工艺中，完全跳过了酸洗步骤。发酵结束后，通过离心分离出 95% 的酵母，并直接用于下一个周期，无需接触酸。由于没有酸洗，酵母避免了这种应激。因此：

更高的活力：酵母细胞保持更健康的状态，细胞膜完整且代谢功能更佳。
无需恢复期：无需从酸应激中恢复，酵母可以立即开始发酵新一批的甘蔗汁或糖蜜。

如何缩短发酵时间

缩短发酵时间的关键在于改善酵母的状态：

更快启动：在传统工艺中，经酸洗的酵母在从应激状态恢复时可能会进入延滞期，从而延迟主动发酵的开始。而在改进后的工艺中，由于酵母处于无应激状态且随时准备工作，这一延滞期得以最小化或消除。
更高效的发酵：更健康的酵母能更快地将糖分转化为乙醇和二氧化碳。由于没有修复酸损伤的负担，酵母的发酵速率更快，从而能更早完成周期。

能节省多少时间？

发酵时间的具体缩减取决于酵母菌株、糖浓度和发酵条件等因素。然而，通过避免酸应激，发酵时间可缩短约 10%–20%。对于典型的 8–12 小时发酵周期，这意味着每批次可节省 1–2 小时。

其他优势

除了缩短发酵时间外，省去酸洗步骤还简化了工艺。它消除了对酸、中和剂以及处理洗涤液等额外步骤的需求，从而节省了时间和资源。随着发酵周期的加快，工厂能够在相同的时间内处理更多批次，从而提高整体生产力。

结论

通过省去酸洗步骤，改进后的工艺使酵母保持更健康、更具活力的状态，避免了传统方法中会减慢发酵速度的应激反应。这不仅能实现更快的启动和更高效的糖分转化，最终还能缩短发酵时间，同时提高工艺的简便性和效率。

术语表
酸中和：在洗涤酵母后加入碱（如石灰）来中和酸，以免对下一批次造成损害。
 
酸洗：用硫酸处理循环酵母以杀灭细菌并进行清洁（在此步骤中已省去）。
 
死酵母细胞：在发酵过程中死亡、通常需要通过洗涤去除的酵母细胞。
 
平衡浓度：经过多次循环后，废物和死细胞达到的一种稳定水平，此时新生成的量与去除和稀释的量相平衡。
 
高级醇：发酵过程中产生的副产醇类，如果不清洗酵母，这些物质可能会积累。
 
代谢物：酵母在发酵过程中产生的物质（如有机酸、甘油和醇类）。
 
有机酸（例如乙酸）：发酵过程中产生的天然副产物，如果积累过多，会影响工艺过程。
 
水洗罐：仅用加压热水而不是刺激性化学品来清洁发酵罐（由于控制了细菌，因此可行）。
 
酵母洗涤：用酸或水清洗循环酵母以去除杂质并使其复活（此处已取消，以节省时间、能量和化学品）。

巴西甘蔗乙醇盈利能力分析

该技术可用于巴西的甘蔗乙醇厂，以提高效率、生产更多乙醇、减少起泡并消除酒糟产生的强烈异味。应用此污染控制技术的改进使得在柔性燃料工厂中无需进行酸洗即可实现酵母循环利用，从而加快发酵时间。

所需改造：集成我们的污染控制技术只需进行极少的改造：

使用尿素作为唯一的氮源，替代硫酸铵
采用补料分批（fed-batch）方式添加尿素
确保板式换热器采用316L不锈钢板（不会析出镍）
切勿使用酸洗，应直接从离心机回收酵母乳
使用高压水枪清洗罐体，无需使用苛性钠

效益：

减少野生酵母污染：在没有细菌污染的情况下，使用诸如 PE-2 等生长迅速的酿酒酵母菌株时，不会发生由布鲁塞尔酵母及其他野生酵母引起的污染。
减少起泡：由于消除了来自乳酸菌的细胞外蛋白质，起泡现象得以减少。
减少异味：消除发酵液中的硫并用尿素替代硫酸铵，可显著降低酒糟中的硫含量，从而减少由细菌产生硫化氢而引起的酒糟异味。在甘蔗汁澄清过程中不使用二氧化硫，可以进一步减轻酒糟的异味。
减少蒸馏塔结垢：省去硫酸洗涤可以避免在从该洗涤液中回收乙醇时向蒸馏塔中引入可溶性硫酸钙。来自洗涤液的硫酸钙也会在蒸馏塔中沉淀，导致结垢并需要更频繁的清洗。
提高蒸馏效率：硫酸洗涤水会稀释待蒸馏的发酵醪，从而增加蒸馏所需的能量和时间。将这些乙醇与回收的酵母一同带入下一个发酵周期会更加高效。
增加利润：通过将每批次的时间缩短2-4小时并提高工艺效率，成本节约相当可观。假设乙醇价格为每升0.50美元，对于一家典型的巴西甘蔗乙醇工厂而言，由于消除了发酵罐中的细菌污染，乙醇产量增加6%（1200万升），由此带来的年收益增加额约为6,000,000美元。根据乙醇价格或工厂规模的不同，这一数字可能在360万美元到840万美元之间。省去硫酸洗涤每年可节约约500,000美元的成本。消除蒸馏塔中的硫酸钙每年可节约约1,300,000美元的成本。将批次循环时间从12-15小时缩短至10-12小时每年可节约约1,300,000美元的成本。对于大型甘蔗乙醇工厂而言，总成本节约额约为每年10,000,000美元。

术语表
硫酸铵：一种有时用于为酵母提供氮源的化学品（此处已被尿素取代）。
 
硫酸钙：使用酸洗时可能导致蒸馏设备结垢的矿物质沉淀物（也称为石膏）。
 
布鲁塞尔酒香酵母（Dekkera bruxellensis）：一种野生酵母，会污染发酵过程并降低效率或质量。
 
胞外蛋白质：由污染菌（如乳酸杆菌）释放的会引起过度起泡的蛋白质。
 
灵活型工厂：能够根据哪种产品利润更高而选择生产糖或乙醇的乙醇工厂。
 
起泡：罐内产生过多的气泡，通常由细菌蛋白质引起，会导致溢料或操作问题。
 
硫化氢：某些细菌利用硫化合物产生的一种带有臭鸡蛋气味的气体。
 
乳酸杆菌：污染乙醇生产、与酵母竞争并产生不需要的副产物的常见细菌。
 
硫化合物：含有硫的化学物质，在有细菌存在时会导致废水中产生恶臭。
 
酒糟：蒸馏乙醇后剩下的水状废液；通常用作肥料，但由于细菌作用可能会产生强烈的气味。
 
野生酵母：除目标酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）之外，任何可能侵入并降低产量的其他酵母。

提高食用酵母利润

我们已开发出相关技术，用于扩建现有的生物乙醇工厂，利用大米、玉米和小麦生产价格实惠且健康的蛋白质（TorulaFeed™）；同时，我们正在开发相关技术，用于扩建现有的甜菜加工厂，利用甜菜渣生产TorulaFeed 。

健康蛋白在动物饲料和人类营养领域拥有巨大的市场。利用谷物生产TorulaFeed 的主要国家是美国、中国、俄罗斯和印度，因为这些国家拥有大量低成本谷物、用于产生蒸汽的低成本能源以及低成本的尿素。利用甜菜渣生产TorulaFeed 的主要国家是欧盟、俄罗斯和土耳其，因为这些国家拥有大量甜菜加工厂，这些工厂不仅储存着甜菜渣颗粒，还拥有在非生产季节闲置的现有基础设施（如蒸汽发生器和制粒设备），从而降低了生产TorulaFeed 所需的资本投入。

Torula 酵母（产朊假丝酵母）已被用于喂养鱼类、动物和人类超过一个世纪。

TorulaFeed 是通过发酵粉碎的谷物（大米、玉米或小麦）和尿素（提供蛋白质所需的氮）制成的。

大约 70% 的谷物是淀粉，这些淀粉在酶的作用下水解成糖（麦芽糖）。这种糖用于培养 Torula 酵母，以制造供鱼类、动物和人类食用的蛋白质含量达 50% 的产品（TorulaFeed）。

谷物中有价值的部分是其含有的 10% 的蛋白质，这些蛋白质被纳入了 TorulaFeed 中。

谷物中价值较低的部分是纤维（阿拉伯木聚糖）和油脂（欧米茄-6），它们与糖一起用于培养 Torula 酵母。

TorulaFeed 在成本上可与豆粕媲美，但要健康得多。

Torula 酵母也可以利用甜菜渣的水解产物进行培养，这些产物主要包括阿拉伯糖、半乳糖醛酸和纤维素。我们使用与生产谷物来源的TorulaFeed 相同的集装箱式旋转鼓式生物反应器。该工艺目前属于商业机密。

该发明的核心专利已在俄罗斯和巴西获得授权，目前正在美国接受审查，并等待在中国和印度进行审查。

（CelloFuel™、TorulaFeed™ 和 TorulaBurger™ 是 Hamrick Engineering 的商标。）

术语表
阿拉伯木聚糖：谷物中的一种纤维，酶可将其分解为木糖和阿拉伯糖，随后酵母可将其用作养分来生长并产生蛋白质。
 
假丝酵母（Candida utilis）：Torula 酵母的学名，这是一种特殊的微生物，已有一个多世纪的历史，用于为鱼类、动物和人类制造健康的蛋白质。
 
发酵：酵母摄取谷物中的糖分并将其转化为蛋白质以及其他有用物质的自然过程。
 
水解淀粉（或淀粉水解）：利用酶将谷物中的主要能量成分（淀粉）分解为单糖，以便酵母吸收利用。
 
欧米伽-6：谷物中含有的较不理想的油脂，酵母会将其与谷物的其他部分一起利用，以促进生长并产生更多蛋白质。
 
蛋白质结合：将谷物中天然存在的蛋白质与酵母合成的新蛋白质相融合，从而优化最终产品品质的方式。
 
单细胞蛋白（SCP）：通过培养酵母等微小生物而非从大豆或动物中获取而制得的蛋白质。
 
淀粉：谷物中占比最大的成分（约占 70%），在生产过程中会被转化为糖类，为酵母提供养分。
 
TorulaFeed：以谷物培养的 Torula 酵母制成的、蛋白质含量高（约 50%）的终端产品的品牌名称。
 
Torula 酵母：一种营养丰富的酵母，专门通过低成本谷物培养，以生产价格实惠且健康的饲料或食品蛋白质。

TorulaFeed 技术细节

概述

近年来，植物肉替代品市场的许多公司都面临着营收下降的困境。是什么导致了这些问题？主要因素是围绕植物性食品的营养争议以及更高的价格——它们的售价通常明显高于动物性蛋白质。

与植物肉替代品市场并行的是一个更大的机遇：为鱼类和动物饲料提供比豆粕更健康的蛋白质来源。然而，豆粕依然是动物饲料中最便宜的蛋白质选择。

TorulaFeed 满足了这两个市场的需求。这种 Torula 酵母与谷物蛋白质的创新混合物以更低的成本提供高品质的营养。与豆粕或其他动植物蛋白相比，它更便宜、更好消化且营养更丰富。

酵母打破了传统的分类界限：它既不是植物性来源，也不是动物性来源，但却比两者都更健康，并且适合鱼类、动物和人类（包括纯素食主义者）。毕竟，大多数人每天都在面包中食用酵母。它不仅营养丰富且安全，而且我们还通过高效制造技术的突破，解决了其最大的痛点——以比植物或动物替代品更经济的方式生产酵母蛋白。

最新研究强调了这一点的重要性：蛋白质有益健康，而过量的碳水化合物和种子油（富含ω-6脂肪酸）则可能危害健康。大米、玉米和小麦等谷物通常仅含10%的蛋白质，同时含有70%的碳水化合物（主要是淀粉）、1–4%的阿拉伯木聚糖（一种膳食纤维）以及0.5–3%的ω-6脂肪酸。我们采用的专有技术能够高效地从这些谷物中提取蛋白质，同时将不太健康的成分（淀粉、阿拉伯木聚糖和ω-6油脂）转化为Torula 酵母。

TorulaFeed 蛋白质的潜在市场规模

TorulaFeed 蛋白质参与竞争植物肉替代品市场，该市场价值在 20-24 亿美元之间，复合年增长率（CAGR）为 7-9%。

TorulaFeed 蛋白质还参与竞争动物饲料蛋白质配料市场。该市场在 2023-2024 年的价值约为 2300-2500 亿美元，在动物饲料和水产养殖扩张的推动下，预计到 2032 年将达到 4100 亿美元，复合年增长率为 6-9%。

专门针对水产养殖业（由于 TorulaFeed 对鱼类友好的特性，这是其核心目标市场），2024-2025 年全球水产饲料市场规模达到 670-720 亿美元，预计到 2030-2032 年将以 4-7.5% 的复合年增长率（CAGR）增长至 1000-1120 亿美元。

均衡蛋白质

当组成蛋白质的氨基酸为鱼类、动物和人类提供均衡的食物来源时，蛋白质的价值就更高。大米、玉米、小麦和麸质蛋白缺乏赖氨酸而富含蛋氨酸，而酵母蛋白则富含赖氨酸且缺乏蛋氨酸。因此，这两种蛋白质的混合物比单一的大米、玉米、小麦和麸质蛋白更加均衡（因而价值更高）。这种平衡正是由面筋（活力小麦蛋白）与营养酵母混合制成纯素膳食这一现代潮流的原因。

更佳的健康效益

我们的使命是生产出比大豆、豌豆和蚕豆等豆类蛋白质成本更低、更健康的 TorulaFeed。这些豆类含有许多抗营养因子（ANF），使其难以成为理想的动物饲料和人类营养来源。其中包括胰蛋白酶抑制剂、凝集素、低聚糖、植酸、皂苷、抗原、异黄酮和单宁——所有这些在饲料中都是有害的。肉食性鱼类（鲑科鱼类/虾）在豆粕添加量超过 30% 时会患上肠炎或出现生长问题；幼年动物（仔猪/雏鸡/犊牛）会面临消化问题；家禽则会腹泻和生长受阻。TorulaFeed 不含任何抗营养因子，能为鱼类、鸡、猪以及人类提供更健康的植物蛋白。

降低成本

与大豆蛋白相比，酵母蛋白的生产成本较高，这是它以往未能被用作大豆蛋白替代品的主要原因之一。因此，我们专注于通过专利技术来实现低成本生产。

我们的工艺降低了资本支出（CAPEX）和运营支出（OPEX）。我们使用酶将碎大米、玉米、小麦和麸皮中的淀粉和木聚糖转化为麦芽糖、木糖和阿拉伯糖，同时在转鼓生物反应器（RDB）中利用这些糖类培养 Torula 酵母（Candida utilis）。吹入鼓内的空气可实现蒸发冷却，我们通过补水来保持湿度，同时避免过湿。我们收获部分酵母批次，并将其余部分连同酶一起循环利用，以加速后续周期。

根据不同国家的情况，大米、玉米、小麦和麸质是成本最低的淀粉衍生糖来源，不仅能产生单细胞蛋白 (SCP)，还能将油脂转化为蛋白质，并将谷物中的蛋白质、钾和磷整合到饲料中。

系统设计

我们的便携式设计可装入40英尺高立方集装箱，采用内径2.0米、长10米的螺旋缠绕式高密度聚乙烯（HDPE）滚筒。这些卷筒由食品级HDPE制成，价格仅为316L不锈钢的十分之一，且不会析出镍。这些容器在工厂预先组装，可通过卡车或火车运输，并支持快速的大规模部署。

产能与生产成本

滚筒的容积为31.4立方米。其装载量可达容积的1/3，可容纳3.02公吨（MT）的粉碎谷物和6.05公吨的水。该滚筒在48小时的循环中可生产约1.96公吨的TorulaFeed 。单台设备每年可加工552公吨谷物，并生产357公吨的TorulaFeed 。

一个拥有100个集装箱的站点每年可加工55,175 MT谷物，并生产35,700 MT的TorulaFeed 。 一个拥有700个集装箱的TorulaFeed 站点，其谷物加工能力约相当于一家大型美国玉米乙醇工厂，资本成本为2100万美元，年利润为3300万美元。同等规模的美国玉米乙醇工厂的资本成本约为8800万美元，比TorulaFeed 工厂贵约4倍。

假设谷物价格为200美元/公吨，尿素价格为20美元/公吨，酶制剂价格为20美元/公吨，失活和干燥成本为20美元/公吨，且旋转滚筒和驱动风扇所需功率为7千瓦，则TorulaFeed 的生产成本约为369美元/公吨。

现代蛋白质质量衡量标准是可消化必需氨基酸评分（DIAAS）。豆粕的 DIAAS 评分约为 90，而 TorulaFeed 的 DIAAS 评分约为 120。

大豆粕的国际市场价格约为350美元/公吨。由于TorulaFeed 的DIAAS评分比大豆粕高出30%，抗营养因子（ANFs）含量更低，且营养价值更高，因此TorulaFeed 可以以超过500美元/公吨的价格盈利销售，利润率超过30%。投资回收期不到1年。

假设单个集装箱的资本成本为20,000美元，则单个集装箱每年可产生（500-369）×357=47,000美元的利润。假设投资200万美元购置100个集装箱，另投资100万美元用于谷物处理、锤式粉碎、面粉储罐、酵母营养罐和气力输送设备，那么300万美元的资本投资每年可产生470万美元的利润。

技术

这一工艺是通过我们独有的细菌污染控制技术实现的。这使得在配备酵母/酶循环利用及蒸发冷却功能的旋转圆盘生物反应器（RDB）中进行固态发酵成为可能，从而避免了昂贵的深层发酵罐、换热器、离心机和干燥机。

我们专注于具有成本效益的单细胞蛋白 (SCP) 技术，以生产比大豆更健康的饲料。我们将专利、技术和设计授权给拥有廉价大米、玉米和小麦以及饲料市场渠道的客户，目标市场涵盖美国、巴西、俄罗斯、印度、中国、阿根廷和墨西哥。

我们的核心专利通过限制镍含量（低于 1 mg/kg）并使用尿素作为唯一氮源来抑制细菌生长——酵母在无镍环境中生长良好，而细菌则不能。该专利的应用使得蒸发冷却和酵母循环利用成为可能。

过程控制

为了让 Torula 酵母获得最佳生长，滚动筒内基质的温度需保持在最佳范围内。可用的冷却量受空气湿度的限制，因此我们通过调节两个参数来控制基质温度：吹过滚筒的风量（蒸发冷却）和滚筒的转速（供氧）。

过程控制的一个关键部分是一种专有技术，通过改变生长条件来生产核糖核酸（RNA）和糖原（一种类似于淀粉的碳水化合物）含量降低的Candida utilis。

我们作为许可的一部分提供过程控制软件。主要的输入数据是筒内每隔一米的浆料温度，这通过利用射频采集供电的外壁与内壁之间的蓝牙低功耗 (Bluetooth-LE) 传感器来获取。

我们的基准工艺循环时间为 12 小时，其中约 8 小时用于发酵，其余约 4 小时用于气动进料、淀粉水解、酵母灭活、产品干燥和卸料。这种较短的发酵时间得益于酵母循环利用。

口感

大米、玉米、小麦和麸质蛋白具有相对温和的风味，而 Torula 酵母则能提供浓郁的鲜味（肉香），使混合物呈现出对鱼类、动物和人类都极具吸引力的浓郁肉香味。

食谱示例

我们制作了一些使用 TorulaFeed 的食谱，展示了如何用其制作营养美味、且欧米茄-6 与欧米茄-3 脂肪酸比例完美的汉堡。TorulaFeed 也可用于制作肉丸和碎牛肉的其他食谱。食品制造商可以利用类似的食谱生产预先备好、可直接烹调的 TorulaBurger 肉饼进行销售。

术语表
氨基酸平衡：实现蛋白质构件的合理配比（利用酵母富含某种氨基酸而谷物富含另一种氨基酸的特点），从而提高蛋白质的营养价值和效用。
 
抗营养因子（ANFs）：某些植物蛋白（如大豆）中存在的有害物质，可能导致消化问题；TorulaFeed 不含这些成分。
 
水产饲料：专为鱼类和其他水生动物配制的特种饲料。
 
平衡蛋白质：包含鱼类、动物或人类健康生长所需的所有构件的合理配比的蛋白质。
 
资本支出（CAPEX）：用于购置设备和建设生产系统的前期资金投入。
 
DIAAS 评分：衡量人体对蛋白质消化和利用程度的评分（分值越高越好）。TorulaFeed 的评分为 116–123，表现极为优秀。
 
蒸发冷却：通过在转筒内气流流通蒸发水分来冷却发酵混合物。这还能为酵母提供氧气，并节省能源和设备成本。
 
镍浸出：金属设备中的镍缓慢溶解到产品中；此处通过使用特殊的塑料转筒来避免这种情况。
 
运营支出（OPEX）：能源、原材料和人工等日常运营成本。
 
旋转转筒生物反应器（RDB）：一种旋转罐（转筒），酵母在此利用气流进行冷却和混合，在谷物上高效生长。
 
固态发酵：在湿润的谷物上培养酵母（而非在大型液态罐中），该方法更简便、成本更低且能耗更少。
 
酵母回收：在下一批次发酵中重复使用上一批次中健康的酵母，以降低成本并加速发酵过程。

TorulaFeed 该加工厂年加工谷物386,000 MT

美国一家大型生物乙醇工厂每年可加工40万公吨玉米，资本成本为8800万美元。以下是一个TorulaFeed 工厂的示例：该厂每年加工38.6万公吨玉米，资本成本为2100万美元，年产25万公吨TorulaFeed 。

该设施由700个40英尺高立方集装箱组成，每个集装箱内均装有一个内径2.0米、长10米的滚筒式生物反应器。谷物储存在谷物筒仓（黄色）中，经锤式粉碎机粉碎（位于谷物筒仓旁边的建筑内），面粉则储存在面粉筒仓（白色）中。面粉通过气力输送装入每个集装箱，每个集装箱每48小时可将3.02 MT面粉转化为1.96 MT的TorulaFeed 。在每个集装箱内，TorulaFeed 经过失活和干燥处理，最终得到的TorulaFeed 通过气力输送送至产品筒仓（橙色），随后进行包装并装载到卡车上发货。该过程不产生废水。

水箱（蓝色）为筒仓旁道路沿线的总水管供水，并分流至每个包含 50 个集装箱的系列。同样，酶溶液、尿素溶液和酵母营养液也通过总管和支管进行输送。蒸汽在锤磨机旁产生并以同样的方式输送——一条沿路的主管分流至每个集装箱。电力也以同样的方式输送至各集装箱。每个集装箱使用三通球阀从各个支管泵送液体。

由 50 个容器组成的列车之间的道路用于对采用撬装结构的转鼓进行重型维护。潮湿的空气从每个容器的后部被抽出并向上流动。更冷、更干燥的空气从每个容器的入口抽入，穿过每个容器中的空气过滤器，并穿过鼓内翻滚的发酵饼，通过这种气流蒸发进行冷却。

扩大该工厂规模不存在风险，因为一旦单个容器的性能得到验证，工厂的其余部分将采用在生物乙醇工厂建设中成熟且已被充分理解的技术。

大部分制造工作将在不同国家制造容器的工厂中进行，这应能显著缩短建厂时间。这些工厂的最佳选址是在谷物种植区附近。美国、印度、中国和俄罗斯的市场潜力巨大，每个国家至少需要 100 座工厂。

术语表
蒸发冷却：通过在转筒内气流流通蒸发水分来冷却发酵混合物。这还能为酵母提供氧气，并节省能源和设备成本。
 
锤片粉碎：使用锤片式粉碎机将整粒谷物磨成细面粉。
 
公吨（MT）：重量单位，等于 1,000 公斤（约 2,200 磅）。
 
气力输送：利用气压或吸力（类似于真空系统）通过管道输送面粉或成品。
 
撬装设备：建造在可移动框架（底座）上的设备，便于安装或搬迁。
 
筒仓：用于储存谷物、面粉或成品 TorulaFeed 的高大储罐或建筑物。
 
集装箱列队：将 50 个海运集装箱成组排列在一起，以便于进行维护作业。
 
水分活度：衡量混合物中可供酵母生长利用的游离水含量的指标（将其保持在适宜水平以确保良好发酵）。

用于制造 TorulaFeed 的酶

苏博麦芽糖淀粉酶，0.1 - 1 千克/吨面粉，20-80°C
用于水解淀粉中的直链淀粉以生成麦芽糖

苏博普鲁兰酶，1-2升/吨面粉，40-65°C
用于水解淀粉中的支链淀粉以生成直链淀粉

苏博木聚糖酶，5-10 克/吨面粉，30-70°C
用于水解谷物中的纤维（阿拉伯木聚糖）以生成木糖和阿拉伯糖

苏博植酸酶 Nutrizyme PHY，100 克/吨，30-85°C
用于水解植酸并产生游离无机磷酸盐和矿物质

对于小麦：

苏博酸性蛋白酶 APRS，0.01-0.5 千克/吨，30-70°C
用于将形成面筋的蛋白质水解为肽，而不产生游离氨基氮

这些酶在 pH 4-6 时具有显著活性。它们在 35°C 下同步糖化发酵（SSF）过程中也表现出显著活性，并且在 70°C 部分淀粉糊化期间不会变性

术语表
直链淀粉：谷物中淀粉的直链部分，酶可将其分解为麦芽糖。
 
支链淀粉：谷物中淀粉的支链部分，酶可将其转化为更简单的糖类。
 
阿拉伯木聚糖：谷物中的一种纤维，酶可将其分解为木糖和阿拉伯糖，随后酵母可将其用作养分来生长并产生蛋白质。
 
糊化：加热谷物中的淀粉使其膨胀，从而更易于酶的分解。
 
水解：利用酶和水将大分子（如淀粉或纤维）分解为更小、可利用的糖类。
 
植酸：谷物中的一种天然化合物，能结合矿物质，使其更难被动物或人体吸收；植酸酶可释放这些矿物质。
 
pH值：衡量酸碱度的指标（这些酶在 pH 4-6 的微酸性范围内工作良好）。
 
植酸酶：一种能分解谷物中植酸以释放磷等重要矿物质的酶。
 
普鲁兰酶：一种有助于将谷物中的支链淀粉分解为更简单形式的酶。
 
同步糖化发酵（SSF）：同时进行两个步骤——酶将淀粉分解为糖，而酵母则将糖转化为蛋白质。
 
木聚糖酶：一种将谷物中的纤维（阿拉伯木聚糖）分解为酵母可吸收的糖类的酶。

TorulaFeed 容器详细信息

每个TorulaFeed 容器均由一个40英尺高立方集装箱组成，箱内装有一个内径2.0米、长10米的滚筒式生物反应器。该滚筒为螺旋缠绕式高密度聚乙烯（HDPE）滚筒，内壁光滑。中心轴上装有一根DN50 316L不锈钢穿孔管，用于分配液体和蒸汽。滚筒内设有4个长9.5米的提升器（图中未显示）。在以下加工步骤中，滚筒以每分钟10转的速度旋转48小时：

添加水、酶和酵母营养物质并进行混合
面粉通过气力输送进入滚筒，在室温下充分混合，水分活度为 0.95（水分重量比为 36）
加入蒸汽将温度升至 70°C 并保持 30 分钟，以进行灭菌并使面粉部分糊化
在水解从面粉中浸出的直链淀粉的同时，温度逐渐降至 35°C
通过蠕动泵从合作方的容器中提取再生酵母（24小时周期差）
进行24小时快速发酵，利用蒸发冷却将温度维持在35°C
使用蠕动泵将循环酵母输送至合作容器
在低尿素和低磷条件下培养 2 小时，以降低 RNA 和糖原含量
通过蒸汽灭活 Candida utilis 并对 TorulaFeed 进行灭菌
使用蒸汽加热空气和蒸发冷却进行干燥（水分 13% wb）。
通过气力输送提取 TorulaFeed

请注意，这些容器可连续数月无人值守运行，具有自清洁功能，不产生废水；每48小时需消耗约4300千克的卫生蒸汽，且该蒸汽可循环利用；此外，为使滚筒以每分钟10转的速度旋转并驱动风扇以每小时8000立方米的风量运行，需消耗约7千瓦的电力。设备通过WiFi与中央维护站进行通信。

  
    成本节约要素
    影响
    前提条件
  
    采用转鼓的固态发酵
    无需离心机或喷雾干燥机、低功耗、无泡沫、高氧气传递效率
    
    在 70°C 下部分糊化
    无需喷射蒸煮器，可在 35°C 下实现更快的酶解
    
    同步糖化发酵（SSF）
    更快的酵母生产
    
    蒸发冷却
    无板式换热器或冷水机
    细菌污染控制
  
    螺旋缠绕式高密度聚乙烯（HDPE）滚筒
    仅为316L不锈钢成本的1/10
    蒸发冷却
  
    复合低成本滚轮
    标准滚轮成本的 1/10
    
    使用金属网对下落的结块进行充氧的提升机
    更快的酵母生产
    
    酵母回收
    更快的酵母生产
    细菌污染控制
  
    培养 Torula 酵母
    利用大米、玉米和小麦中的油和阿拉伯木聚糖来生产蛋白质
    
    每个循环结束后进行灭菌
    在 100% 湿度下将温度升至 80°C
    
    低成本酶
    松森酶（Sunson Enzymes）质量上乘且成本低廉
    
    连续原地清洗（CIP）
    使用灭菌和磨损进行 CIP
    
    集装箱式
    批量生产，安装简便

术语表
解脂假丝酵母（Candida utilis）：在转鼓内培养以生产富含蛋白质的 TorulaFeed 的酵母菌种。
 
螺旋缠绕式高密度聚乙烯（HDPE）桶：一种坚固、低成本、符合食品安全标准的塑料桶，内壁光滑；与金属不同，它不会析出镍。
 
蒸发冷却：通过在转筒内气流流通蒸发水分来冷却发酵混合物。这还能为酵母提供氧气，并节省能源和设备成本。
 
糖原：酵母细胞内储存糖类的一种形式；该工艺可减少其含量，从而提高最终产品的营养价值。
 
抄板：旋转转鼓内部的长叶片或肋条，有助于混合和翻滚谷物与酵母。
 
蠕动泵：一种温和的泵，通过挤压软管在容器之间输送酵母或液体而不会对其造成损坏。
 
RNA（核糖核酸）：酵母细胞内的一种分子；该工艺可降低其含量，从而获得更健康的最终产品。
 
固态发酵：在转鼓内的湿润固体谷物上培养酵母，而不是在液体中。
 
水分活度：混合物中可用水分的量（在混合过程中保持在 0.95 左右以促进酵母良好生长）。

转筒生物反应器就地清洗（CIP）

在每个发酵周期开始时，经锤磨机粉碎的谷物会在 100% 相对湿度下进行蒸汽注入处理。这可以杀死谷物中的所有细菌、酵母和真菌。

当在转鼓生物反应器中利用大米、玉米和小麦的非淀粉部分（即麸皮）作为支撑物来培养Candida utilis时，湿润麸皮的颗粒特性，加上滚筒以 10 rpm 的速度旋转以及 8 个提升板（高 150 毫米）的存在，促进了基质的不断翻滚和级联。这种机械作用在麸皮颗粒与滚筒壁之间产生了磨损，滚筒壁由高密度聚乙烯（HDPE）制成——这是一种表面能低、天然抗粘连的光滑不粘材料。

翻滚基质产生的磨损可有效冲刷转筒内部，防止物料在壁面堆积。关于固态发酵转筒生物反应器（RDB）（包括使用麦麸）的相关文献强调了诸如传热、混合和污染等挑战，但并未将壁面结垢或生物膜增厚视为问题，即使在长期运行中也是如此。

假丝酵母主要在麦麸颗粒上生长，而不会在转筒表面形成大面积生物膜，尤其是在伴有蒸发冷却和气力输送的相对干燥、通风的条件下。麦麸的持续加入和排出进一步保持了动态流动，减少了静态积聚的机会。

因此，麦麸的磨损作用使转筒在数月的运行周期内保持清洁，且无迹象表明会持续形成生物膜。

此外，我们利用蒸汽喷射对 TorulaFeed 进行灭活、灭菌和干燥，使其可以直接从转鼓生物反应器中包装出货。我们的做法是将 TorulaFeed 的温度升至 80°C，相对湿度达到 100%，同时避免蒸汽直接喷射到鼓内的 HDPE 上。这完全灭活了 TorulaFeed 中的酵母和任何可能存在的细菌。随后，我们采用蒸发冷却为 TorulaFeed 的包装和销售做准备。

术语表
磨损：翻滚的谷物颗粒与旋转转鼓产生的温和刮擦作用，有助于清洁内部表面。
 
生物膜：可能在设备上积聚的细菌或其他微生物的黏性层；此处通过定期清洁来加以预防。
 
原位清洗（CIP）：无需拆卸设备即可对其进行自动清洁，此处利用蒸汽和工艺过程的自然运动来完成。
 
相对湿度：空气中的水分含量（使用带蒸汽的 100% 湿度来有效对所有物品进行灭菌）。
 
蒸汽喷射 / 蒸汽灭菌：在每个循环的开始和结束时，利用高湿热蒸汽杀死所有细菌、酵母和真菌。
 
灭菌：杀死所有不需要的微生物，以便只生长所需的 Torula 酵母。

TorulaFeed 的成分

蛋白质质量

我们生产的富含蛋白质的干燥混合物 TorulaFeed 的蛋白质含量约为 50%，其蛋白质质量的 DIAAS（可消化必需氨基酸评分）高达 116 至 123 左右。几十年来，Torula 酵母和谷物蛋白一直被用于替代鱼类和动物饲料中的大豆，而二者的富蛋白混合物非常适合替代大豆。大豆、豌豆和蚕豆蛋白也广泛用于食品中作为肉类替代品，但 TorulaFeed 的抗营养因子（ANF）更少。

Torula 酵母中的赖氨酸含量是谷物蛋白的两倍，而谷物蛋白中的蛋氨酸含量则是 Torula 酵母的两倍，因此两者结合具有高度平衡的氨基酸组成。使用赖氨酸或蛋氨酸对 TorulaFeed 进行补充并没有显著的益处。

蛋白质质量的最现代衡量标准是可消化必需氨基酸评分 (DIAAS)。请参见下方由糙米、玉米和小麦制成的 TorulaFeed 的 DIAAS 值。

维生素

Torula 酵母富含除维生素 B12 之外的所有 B 族维生素，包括硫胺素、核黄素和烟酸。Torula 酵母还富含麦角甾醇，经紫外线照射后可转化为维生素 D2（麦角钙化醇）。

脂肪酸

TorulaFeed 含有极低水平的脂肪酸，因为 Torula 酵母会将大米、玉米、小麦和麸质中的油脂代谢为蛋白质。Babij (1969) 中的图 3 显示，随着葡萄糖耗尽且 Torula 酵母进入稳定期，Torula Feed 中的脂肪酸含量非常低。

由于我们的工艺在高温干燥前将大米、玉米和小麦中的油脂转化为蛋白质，且 Torula 酵母中需氧化的脂肪酸水平极低，再加上 Torula 酵母含有显著的海藻糖（抗氧化剂），因此干燥或储存 TorulaFeed 时不会产生哈喇味。由于失活的干燥 Torula 酵母的保质期为 1-2 年，因此 TorulaFeed 的保质期也为 1-2 年。

我们通过添加 80/20 比例的菜籽油和亚麻籽油混合物，用 TorulaFeed 生产动物饲料和汉堡肉饼，从而为 TorulaFeed 富集等量的欧米伽-6 和欧米伽-3 脂肪酸。

由于菜籽油还含有生育酚抗氧化剂（维生素 E），当这种油用于煎炸或烘烤时，亚麻籽油中的 omega-3 脂肪酸不会被氧化，这使其成为制作汉堡肉饼的理想用油，能够实现 omega-6 和 omega-3 脂肪酸的完美平衡。这种油的口感也很好。1:1 的 omega-6 和 omega-3 脂肪酸混合比例同样非常适合鱼类、鸡和猪的饲料营养。

  
    
  
    饲料
    DIAAS 评分
    蛋白质 / 100 克饲料
    亚油酸 (LA) / 100 克饲料
    α-亚麻酸 (ALA) / 100 克饲料
    LA 与 ALA 比例
  

    糙米
    89
    8.5 g
    0.90 g
    0.04 g
    22.5
  

    黄色硬质玉米
    62
    8.8 g
    2.12 g
    .05 g
    42.4
  

    小麦
    60
    14.8 g
    0.67 g
    .07 g
    9.6
  

    蚕豆
    55
    26 g
    0.58 g
    0.05 g
    11.6
  

    豌豆浓缩蛋白
    82
    80 g
    1.69 g
    0.32 g
    5.3
  

    豆粕
    91
    49 g
    0.82 g
    0.11 g
    7.5
  

    Torula 酵母
    95
    50 g
    0.5 g
    0.125 g
    4
  

    TorulaFeed（大米）
    116
    54 g
    .25 g
    0.0625 g
    4
  

    TorulaFeed（玉米）
    123
    56 g
    .25 g
    0.0625 g
    4
  

    TorulaFeed（小麦）
    116
    54 g
    .25 g
    0.0625 g
    4
  

    食品
    DIAAS 评分
    蛋白质 / 100克食物
    亚油酸 (LA) / 100克食物
    α-亚麻酸 (ALA) / 100克食物
    LA 与 ALA 比例
  

    大西洋鲑（野生）
    100
    20 g
    0.17 g
    0.14 g
    1.2
  

    大西洋鲑（养殖）
    100
    20 g
    1.67 g
    0.11 g
    15
  

    鸡肉（散养）
    108
    21 g
    1.50 g
    0.15 g
    10
  

    鸡肉（谷物喂养）
    108
    21 g
    2.20 g
    0.05 g
    44
  

    鸡蛋（散养）
    112
    13 g
    1.00 g
    0.15 g
    6.7
  

    鸡蛋（谷物喂养）
    112
    13 g
    1.83 g
    0.06 g
    30.5
  

    猪肉（谷物喂养）
    113
    21 g
    0.50 g
    0.02 g
    25
  

    牛肉（草饲）
    109
    21 g
    0.20 g
    0.08 g
    2.5
  

    牛肉（谷物喂养）
    109
    21 g
    0.40 g
    0.02 g
    20
  

    牛奶（草饲）
    114
    3.3 g
    0.08 g
    0.05 g
    1.6
  

    牛奶（谷物喂养）
    114
    3.3 g
    0.10 g
    0.02 g
    5
  

  
  

术语表
抗营养因子（ANFs）：植物蛋白质中中有时会发现的有害物质；TorulaFeed 不含此类物质，因此更健康。
 
DIAAS 评分：衡量人体对蛋白质消化和利用程度的评分（分值越高越好）。TorulaFeed 的评分为 116–123，表现极为优秀。
 
麦角甾醇：酵母中的一种天然化合物，人体可将其转化为维生素D2。
 
脂肪酸：脂肪的基本组成单位；TorulaFeed 中的脂肪酸含量较低，因为酵母消耗了大部分谷物油脂。
 
亚油酸与α-亚麻酸（LA:ALA）比例：两类脂肪（欧米茄-6与欧米茄-3）之间的平衡；TorulaFeed 具有约4的健康比例。
 
脂质：脂肪和油类；TorulaFeed 中的脂质含量极低，这有助于其保持更长时间的新鲜度而不易酸败。
 
蛋白质含量：TorulaFeed 中约有 50% 是高质量蛋白质，具有良好的氨基酸平衡。
 
货架期：产品保持良好且可安全使用的时间（由于脂肪含量低，在适当储存条件下为 1–2 年）。
 
维生素（B族维生素）：TorulaFeed 天然富含大多数支持能量代谢和健康的B族维生素。

TorulaFeed 在鱼类及动物饲料和食品中的应用

TorulaFeed 的适口性（口感）

谷物蛋白质和麸质蛋白质的游离谷氨酸含量极低，味道相对清淡。

干 Torula 酵母富含谷氨酸，这使得该混合物具有鲜美、类似肉类的口感，同时仍然适合素食主义者。

TorulaFeed 的颜色

来自大米和小麦的谷物蛋白呈中性色，而来自玉米的谷物蛋白由于含有类胡萝卜素而呈微黄色。

这些类胡萝卜素在水产养殖中可能会带来问题，特别是对于虹鳟鱼和三文鱼等鲑科鱼类。在鱼类日粮中添加过高比例会导致肌肉色素沉着不理想，即黄色类胡萝卜素沉积在鱼肉中，从而产生不良的微黄色调，而不是添加虾青素所形成的理想粉红色或橙色。对于非鲑科鱼类（如鲶鱼或罗非鱼），鱼片也会出现类似的发黄现象。

当喂给家禽时，这些类胡萝卜素通常因能增强蛋黄和皮肤的黄色而受到重视，这在许多市场上很受欢迎。

当动物或人食用时，没有发现与类胡萝卜素相关的显著副作用，它们通常能提供抗氧化和眼部健康的益处。

干 Torula 酵母呈棕褐色或浅棕色，当鱼类、动物或人食用时，不会带来明显的颜色。

Torula 酵母的 RNA 含量

人体每公斤体重每天大约需要 0.8 克蛋白质。普通人的体重约为 62 公斤（137 磅），因此每天大约需要 50 克蛋白质。如果每日蛋白质需求量的一半由 TorulaFeed 提供，这就需要从 TorulaFeed 中获取 25 克蛋白质——大约每天 61 克 TorulaFeed，其中约有 34 克为Candida utilis（假丝酵母）干酵母。在正常生长条件下，Candida utilis 的核糖核酸 (RNA) 含量约占干物质的 10%，因此 34 克 Candida utilis 含有约 3.4 克 RNA。建议的每日 RNA 最大摄入量低于 2 克/天，因此有必要降低鱼类、动物和人类食用的 Candida utilis 中的 RNA 含量。

我们拥有通过调节生长条件来降低 Candida utilis 的 RNA 和糖原含量的专有方法。这使得 RNA 的平均日摄入量显著降至 1 克/天以下，同时降低了糖原含量。

TorulaFeed 的高温干燥具有双重目的：使酵母细胞失活，使其失去活性并安全食用，同时通过分解坚韧的细胞壁成分来提高消化率。TorulaFeed 的脂质（脂肪）含量较低，因此高温干燥不会使大米、玉米和小麦中的油产生任何哈喇味。TorulaFeed 中缺乏脂质，这也使得 TorulaFeed 可以长期以干粉形式储存（脂肪容易因接触氧气而酸败）。它还富含 B 族维生素。我们通过在 TorulaFeed 中添加 80/20% 的菜籽油和亚麻籽油混合物，生产出既富含等量 omega-6 和 omega-3 脂肪酸又适用于动物饲料和汉堡肉饼的 TorulaFeed。

由于菜籽油含有生育酚抗氧化剂（维生素 E），因此当用这种油进行煎炸或烘焙时，亚麻籽油中的 omega-3 脂肪酸不会被氧化，这使其成为制作汉堡肉饼的理想用油，能够实现 omega-6 和 omega-3 脂肪酸的完美平衡。这种油的味道也很好。omega-6 和 omega-3 脂肪酸的 1:1 混合比例也非常适合鱼类、鸡肉和猪饲料营养。

TorulaFeed 供鱼类、动物和人类食用时的健康方面

TorulaFeed 对鱼类、鸡、猪和人类都是健康的。鱼类的饲料转化率（公斤饲料/公斤增重）为 1.0-2.0，鸡为 1.7-2.0，猪为 2.5-3.5，牛则为 6.0-10.0（效率最低）。Torula 酵母的饲料价值可追溯到 20 世纪 40 年代的德国。全球每年产量约为：家禽 1.4 亿吨，猪 1.1 亿吨，水产 9000 万吨。

必需脂肪酸

人体无法自身合成这些脂肪酸，而缺少它们将无法生存：

α-亚麻酸（ALA，欧米伽-3）：有益心脏与大脑健康、抗炎（存在于亚麻籽、奇亚籽、核桃中）。
亚油酸（LA，欧米伽-6）：有益皮肤与毛发、促进生长、构成细胞膜（存在于植物油、坚果中）。

过量摄入ω-6脂肪酸会引发代谢紊乱，而TorulaFeed 搭配80%菜籽油与20%亚麻籽油的混合油，可制成一种α-亚麻酸（ALA）和亚麻酸（LA）含量相等的饲料。人体会将它们转化为EPA/DHA，而饮食中ALA与LA保持平衡，可预防因LA摄入过多引起的炎症。

大豆、豌豆和蚕豆的 omega-6 含量过高且不含 omega-3/EPA/DHA，无论是直接还是间接食用，都会导致健康状况不佳。食用酵母则更加健康。

豆类中的抗营养因子（ANFs）

大豆、豌豆和蚕豆等豆类含有许多抗营养因子，这使得它们作为鱼类、动物和人类的饲料并不是理想的选择。这些因子包括胰蛋白酶抑制剂、凝集素、低聚糖、植酸、皂苷、抗原、异黄酮和单宁——所有这些在饲料中都是有害的。当大豆含量超过30%时，肉食性鱼类（鲑科鱼类/虾）会患上肠炎并出现生长问题；幼龄动物（仔猪/雏鸡/犊牛）会面临消化问题；家禽则会出现腹泻和生长受阻。酵母不含抗营养因子，因此能够带来更健康的鱼类、鸡肉和猪肉。

提高TorulaFeed的消化率

酵母和谷物残渣中不存在抗营养因子，但植酸和非淀粉多糖（NSP）阿拉伯木聚糖会降低TorulaFeed的消化率。

谷物含有植酸，它会结合磷酸盐并导致许多关键矿物质发生螯合。尽管假丝酵母会分泌植酸酶来释放植酸中的磷酸盐，但在TorulaFeed生长过程中适当补充植酸酶可能仍会有所帮助。

谷物中的阿拉伯木聚糖无法被鱼类、鸡、猪和人类消化。尽管Candida utilis能分泌木聚糖酶，但在发酵过程中适量补充木聚糖酶可以提高Candida utilis的产量（它在木糖和阿拉伯糖上生长），并改善TorulaFeed的消化率。

  
    动物
    TorulaFeed的推荐添加量
    推荐的核心依据
  
    三文鱼
    20%（部分试验中高达25%）
    对生长或健康无不良影响；具有潜在的肠道益处；比例过高可能会干扰混合日粮中的微生物群落。
  
    鸡
    20%
    保持生产性能和胴体产率；比例过高会降低饲料效率。
  
    猪
    20-26%
    无负面生长或腹泻影响；提高效率；可替代高达40%的蛋白质。
  
    狗
    高达20%
    高适口性与消化率，具抗炎特性；无法规限制，但符合相关研究。
  
    猫
    20%
    适口性和消化率高；受粪便质量问题的限制。

术语表
水产饲料：专门为养鱼及其他水生动物制造的饲料。
 
肉食性鱼类：以其他动物为食的鱼类（如鲑鱼）；喂食过多大豆可能会引起消化问题，但食用TorulaFeed则表现良好。
 
肠炎：某些鱼类因高大豆饮食而患上的肠道炎症；食用TorulaFeed可避免此问题。
 
植物性肉类替代品：外观和口感模仿肉类，但仅使用植物或酵母成分制成的食品。
 
面筋：一种富含蛋白质的食品，由小麦面筋制成，常与营养酵母混合以提供均衡的纯素餐食。
 
豆粕：动物饲料中最常见的廉价蛋白质来源，但它含有TorulaFeed所能避免的抗营养因子。
 
纯素餐食：不含任何动物成分制作的食品；TorulaFeed由于以酵母为基底，非常适合在其中使用。

在食品中使用TorulaFeed

TorulaFeed是加工后的水稻、玉米和小麦固形物与Torula酵母的干燥混合物，具有肉类的风味。它无需冷藏，可以快速复原为健康的汉堡肉（碎牛肉）替代品。它非常适合任何拥有注重健康、素食主义和纯素食消费者的市场。它口感美味，具有源自酵母的坚果味、烟熏味或鲜味特征，并结合了水稻、玉米和小麦残留物更温和的谷物般口感。Torula yeast作为食品中的风味增强剂已得到广泛认可，它因其浓郁的风味以及能够提升各种产品整体适口性的能力而备受珍视。它适合加入食品中，因为碎谷物和Torula yeast都被认为是可安全食用的（Torula yeast拥有美国食品药品监督管理局的GRAS认证），而且类似的基于酵母的单细胞蛋白质产品或发酵底物已经incorporated（融合）到调味品、抹酱、汤类、酱汁、零食和素食替代品等产品中。

TorulaFeed不含膳食碳水化合物，具有良好的必需氨基酸平衡且低脂（无脂质），使其成为我们饮食中特别健康的补充。

TorulaFeed生产时降低了核糖核酸（RNA）含量，这解决了高核酸含量导致的尿酸水平升高的问题。所述工艺使用了食品级酶和在食品工业中广泛使用的酵母菌株，证明了其适用性。

术语表
营养酵母：因其鲜味和蛋白质而被用作食品配料的非活性（死）Torula yeast。
 
植物性蛋白质：来自谷物、大豆或酵母等非动物来源的蛋白质；TorulaFeed是一种健康且经济实惠的选择。
 
食品中的TorulaFeed：将这种高蛋白酵母产品作为人类食品的配料，以提供额外的营养和风味。
 
鲜味：TorulaFeed可以为菜肴增添的浓郁、荤香或肉汤般的风味。
 
适合纯素食者：适合不食用任何动物产品的人群；TorulaFeed以酵母为基底，非常适合用于纯素食谱。
 
日常食品中的酵母：大多数人日常饮食中已经在面包中摄入了酵母；TorulaFeed是一种类似且安全且营养丰富的形式。

使用TorulaFeed制作纯素汉堡的食谱

所有食谱的共同要素

油为80/20%的菜籽油和亚麻籽油混合物，可选择性地添加松露等风味成分。

粘合剂为E461甲基纤维素或亚麻籽粉。如果是亚麻籽粉，请添加等量的菜籽油。

添加菜籽油使omega-6与omega-3脂肪酸的比例达到1:1，并能提供抗氧化剂。

基础低碳水纯素汉堡食谱

这款简便的食谱凸显了TorulaFeed的风味，并搭配粘合剂以确保紧实的质感。调味极简，旨在突出Torula酵母的鲜味，同时保持较低的净碳水化合物含量。可制作4个肉饼（烹饪后每个约100克）。

配料：

200克 TorulaFeed
15克粘合剂；用于吸收水分
5克混合香料（例如：洋葱粉、大蒜粉、烟熏红椒粉）
2克盐
150-180毫升水（根据稠度进行调整）
10克油（用于混合或烹饪；碳水化合物含量极低）

制作说明：

在一个碗中将TorulaFeed、粘合剂、香料和盐混合。
逐渐加入水和油，搅拌至形成紧密的面团（静置10-15分钟以使其凝胶化并粘合）。
分成4份并捏成肉饼形状。
在不粘平底锅中用中火煎每面4-5分钟至酥脆，或在190°C（375°F）下烘烤15-20分钟。
搭配低碳水配料食用，如番茄片或纯素奶酪。

营养提示：

每个肉饼约含19.6克蛋白质
每个肉饼净碳水化合物为零
每个肉饼约含1克欧米伽-6和1克欧米伽-3脂肪酸

菠菜风味低碳水纯素汉堡食谱

此变体加入了切碎的菠菜以增加水分和营养，无需鸡蛋或谷物即可起到粘合作用。它在保持低碳水化合物的同时，具有清新、翠绿的风味特征。可制作4个肉饼。

配料：

200克 TorulaFeed
100 克新鲜菠菜（切碎并焯软以缩小体积）
12 克粘合剂
5 克香草和香料（例如：罗勒、小茴香、黑胡椒）
2克盐
120 毫升水
8 克油（用于焯菠菜和粘合）

制作说明：

用中火用 4 克油将切碎的菠菜炒软 2-3 分钟，然后冷却。
将 TorulaFeed、黏合剂、香草、香料和盐混合在一起。
加入焯软的菠菜、水和剩余的油；静置 10 分钟以使其粘合。
制成 4 个肉饼，用烤架烤或用平底锅每面煎 5 分钟。
搭配绿叶蔬菜食用，享受极低碳水的餐点。

茄子香料低碳水纯素汉堡食谱

加入烤茄子以获得烟熏肉质口感，该配方使用粘合剂制成坚实的肉饼，每个肉饼净碳水化合物含量约为 8 克。茄子增加了体积，而没有显著增加蛋白质或碳水化合物。可制作 4 个肉饼。

配料：

200克 TorulaFeed
80 克茄子（切丁并烤熟）
14 克粘合剂
6 克香料（例如：辣椒粉、香菜籽粉、姜黄粉）
2克盐
140 毫升水
10 克油（用于烘烤和混合）

制作说明：

将茄子切丁，拌入 5 克油，在 200°C (400°F) 下烘烤 15 分钟直至变软。
将烤茄子稍微捣碎，然后与 TorulaFeed、黏合剂、香料和盐混合。
加入水和剩余的油；让混合物水合 15 分钟。
整形为 4 个肉饼，在 190°C (375°F) 下烘烤 20 分钟（中途翻面一次），或用平底锅煎。
搭配腌制蔬菜食用，增加风味。

使用 E461 甲基纤维素作为粘合剂

素肉饼市场的领导者包括 Impossible Burger、Beyond Burger、Gardein Ultimate Plant-Based Burger、Lightlife Plant-Based Burger 以及 Incogmeato Burger Patties。它们都在植物肉饼中使用 E461 甲基纤维素作为粘合剂，这能带来更具多汁感、类似肉类的质地，这也是许多人所青睐的。这种成分在受热时会变紧实，有助于肉饼在烹饪过程中保持形状，并在冷却后提供多汁的口感。甲基纤维素提取自植物纤维素纤维，已在全球范围内获得食品使用批准且成本相对较低。

使用亚麻籽作为粘合剂

磨碎的亚麻籽与等量的菜籽油混合后，也是一种健康的黏合剂。虽然在烹饪时它的成型度稍逊，但一些消费者认为它比甲基纤维素更天然，能提供等量的欧米茄-6 和欧米茄-3 脂肪酸，而且口感相当不错。结合菜籽油的抗氧化特性，它在油炸时不会产生过氧化异味。

食品中的蛋白质成本

对比不同食物每公斤蛋白质的成本，市面上的纯素肉饼价格是碎牛肉的 3 倍，几乎是 TorulaBurger（见下文）的 50 倍。纯素肉饼主要面向对食品价格不敏感的高净值消费者，而 TorulaBurger 是一种低成本的优质蛋白质来源，健康程度堪比三文鱼，而每公斤蛋白质的价格仅为三文鱼的 1/30。

  
    蛋白质来源
    每公斤蛋白质的零售成本
  
    Impossible Burger 肉饼
    $157/公斤
  
    Beyond Burger 肉饼
    $124/公斤
  
    三文鱼片（大西洋，养殖）
    $85/公斤
  
    牛肉末（85-90% 瘦肉）
    $51/公斤
  
    鸡蛋
    $48/公斤
  
    猪里脊（无骨、带皮）
    $31/公斤
  
    鸡胸肉（无骨、无皮）
    $30/公斤
  
    TorulaBurger
    $3/公斤

术语表
黏合剂：一种有助于将纯素汉堡肉饼黏合在一起的成分（如亚麻籽），使其在烹饪时不至于散开。
 
坚果、烟熏或鲜味风味特征：TorulaFeed 为汉堡和其他食品增添的令人愉悦的咸香、微带坚果或烟熏风味的口感。
 
植物性肉类替代品：不使用真正的肉类制作的汉堡或肉饼，采用 TorulaFeed 等成分来提供蛋白质和质感。
 
质感改善：TorulaFeed 如何帮助纯素汉堡获得更好、更类似肉类的咀嚼感和口感。
 
TorulaBurger™：以 TorulaFeed 作为核心蛋白质成分制作的纯素汉堡或肉饼的品牌名称。
 
纯素汉堡：适合纯素主义者的无肉肉饼，通常会添加 TorulaFeed 以改善营养、风味和黏合度。

关于我们

Edward Hamrick

总裁

Ed 毕业于加州理工学院 (Caltech)，获工程与应用科学学位，并以优异成绩毕业。他在 NASA/JPL 从事了三年国际紫外线探测器和旅行者号项目，并在波音公司担任了十年高级系统工程师和工程经理。此后，Ed 在 Convex 计算机公司担任了五年系统工程师和系统工程经理。在过去的 25 年里，Ed 一直是一位成功的企业家。
Ed 于 2013 年创立了 Hamrick Engineering，主要专注于为生物燃料行业开发专利。
亚历克斯·阿布拉耶夫工商管理硕士、博士 (Alex Ablaev, MBA, Ph.D.)

高级全球业务开发人员。
Alex 曾效力于 Genencor 的酶水解部门，现任俄罗斯生物燃料协会会长以及在俄罗斯应用 CelloFuel 技术的 NanoTaiga 公司总经理。
艾伦·普赖斯特许工程师 (Alan Pryce, CEng)

总工程师
Alan 是一位经验丰富的专业机械工程师——特许工程师 (CEng)——英国机械工程师学会 (IMechE) 会员，在英国和欧洲工厂的工厂自动化项目机械设计和项目管理方面拥有 10 多年经验。他曾担任高级设计顾问和项目经理超过 30 年，供职于弗雷泽-纳什咨询有限公司 (Frazer-Nash Consultancy Ltd)，参与了军事、铁路、制造和核工业领域的许多设计和建造合同。
贝弗利·纳什

市场总监
Beverley 领导 Nash Marketing 已逾 30 年，在面向新兴和成熟企业的营销规划与开发方面拥有丰富的经验。Beverley 曾为技术领域的许多跨国公司工作，负责规划和管理涉及公司和产品增长各个方面的多项计划。
Daniel Cobelo

美国及美洲销售主管
Daniel 负责领导 CelloFuel 技术在整个地区的销售和许可业务拓展。他在业务拓展、战略合作伙伴关系、国际销售和新兴技术方面拥有丰富的经验，其专业足迹遍及美国、拉丁美洲、欧洲和亚洲。Daniel 还代表技术公司参加了多场国际生物燃料、乙醇和可再生能源会议，与全球市场的行业领袖建立了合作关系。
玛丽亚·哈里纳博士 (Maria Kharina, Ph.D.)

高级微生物学科学家
Maria 拥有生物技术博士学位，是一位拥有 10 多年经验的研究员。她负责验证 CelloFuel 技术的微生物实验。Maria 于 2016-2017 年在美国担任富布莱特学者。
Ryan P. O'Connor 博士

专利律师
O'Connor 博士提供知识产权战略咨询和专利申请服务。他拥有圣母大学化学工程学位和明尼苏达大学化学工程博士学位。他已提交了 1,000 多项美国和 PCT 专利申请，并拥有美国专利商标局专利律师资格。
www.oconnor-company.com