CN101400265A - 改进牲畜生产力的材料和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供改进牲畜健康的方法。在一些具体的实施方案中，本发明提供加速和/或增加牲畜生长的方法；提高免疫的方法以及增强牲畜繁殖力的方法。为此，本发明提供用于向牲畜施用半胱胺化合物的材料和方法。

Description

改进牲畜生产力的材料和方法
背景技术
世界人口正在迅速增加，估计到2050年有60亿至100亿人口。这种人口的增加将势必使得对农业肉类产品的需求同时增加。同时，有用的耕地面积正在缩减，在许多情况下，耕地质量日益恶化。参见Roberts，M.，“U.S.Animal Agriculture：Making the Case for Productivity”AgBioForum，3(2&3)：120-126(2000)。因此，预期全球对动物蛋白质的需求将在短期内超过目前动物的生产能力。
为了解决这些问题，已经开发了各种方法来试图填补肉类产品供应和需求之间的差距。例如，世界上大部分农业牲畜目前是以集约化畜牧经营来生产的。除了畜牧经营，改进的牲畜营养和兽医医护以及遗传生物技术的发展和生长激素处理都有助于满足对动物蛋白质的消费需求增加。
长期以来已经明确生长激素在调节动物生长中发挥重要作用。例如，在产肉动物中施用生长激素会增加其体重，其中包括肌肉质量。然而，在这些动物中直接使用生长激素来增加肉类的生产存在一些缺点。
首先，来自不同动物的生长激素很少同源，并且不同的动物(如哺乳动物)只对特定生长激素的特定类型有反应。由于合适的外源性生长激素通常是从垂体腺体提取的，因此制备足够量的合适外源性生长激素用于大规模应用是相当困难并且不合算的。尽管目前可以利用DNA重组技术来制备外源性生长激素，通过这种方法生产的外源性生长激素仍然是相当昂贵的。
其次，在农场动物中施用外源性生长激素通常是通过直接注射进行的，对于一个大农场而言，不可避免地相当昂贵且不便于施用。第三，很难控制施用的剂量来产生正好期望的效果，且过量的外源性生长激素很可能对动物有害。第四，这些外源性生长激素的残留可以转移到肉类产品中，并随后通过消费肉类产品而转移到人当中。尽管有些科学家关心这些外源性生长激素对人类的不利副作用，仍需要在这方面的进一步研究。
半胱胺是辅酶A的一个成分，并发挥生理调节因子的作用。半胱胺已被用来作为饲料中的添加剂来促进产肉动物的生长。美国专利4,711,897公开了动物的饲养方法以及包含半胱胺的饲料组合物。然而，已经发现在正常室温条件下半胱胺是一种相当敏感且不稳定的化合物。例如，当接触空气时或在温度提高时半胱胺易氧化。半胱胺高度吸湿。而且直接入口时，半胱胺味道很差。此外，直接摄取半胱胺会造成不期望的胃部副作用。由于这些原因，使得半胱胺的使用在相当长时间内限于直接向产肉动物注射含半胱胺的溶液。因此有效且大规模应用半胱胺来促进农场动物的生长一直是不切实际的。
此外，除了促进生长中牲畜的生长/增重以外，半胱胺能否促进生产效率(如每单位饲料奶产量提高或卵母细胞成熟效率增加)能否改进屠体组成(如肉/脂肪比)以及外观(皮肤/肉的颜色)仍然是个问题。在目前已知范围内，以前尚无半胱胺化合物用于改进农业肉类生产的报道。
发明内容
本发明提供用于改进动物农业的材料和方法，尤其是在产肉牲畜(如家禽、牛、猪和羊)的生产当中。本发明涉及用于提供饲养策略的材料和方法，以改进(1)生产效率、(2)屠体组成和外观以及(3)降低牲畜废物相关的环境和社会成本。
例如，预期本发明的系统和方法可改进以下任意一项或其组合：动物繁殖性能(包括缩短产后配种期(rebreeding time)、提高怀孕速率以及提高每窝产仔数)；妊娠期的生长和发育、新生儿的生长和发育、泌乳、整体外观(如体形、肉或皮/毛外观以及肉/脂肪比)、粪肥的生产(包括降低所产生的牲畜废物的体积、减少来自粪肥的气味以及减少牲畜废物中排泄氮的量)以及饲料营养的利用(包括高效消化和吸收饲料营养，如维生素、矿物质和蛋白质)。
根据本发明，将有效量的半胱胺化合物引入牲畜来促进产肉动物的健康、生长和群体数量。例如，向牛、绵羊和猪施用半胱胺或各种半胱胺盐、前药、类似物、衍生物、缀合物以及代谢物。
在本发明的一个实施方案中，将包含半胱胺化合物的组合物引入到随后被牲畜动物消耗的水和/或饲料当中。在一个相关的实施方案中，所述组合物还包括用于促进牲畜健康的其他药剂。例如，可以将抗生素和/或疫苗与半胱胺化合物同时施用于农业牲畜。
本发明的方法和组合物适于在任何发育阶段(包括繁殖周期)来处理农业牲畜以便改进健康并且促进生产力。优选通过向水和/或饲料中引入半胱胺化合物的方式向牲畜施用半胱胺化合物。
优选地，本发明的组合物包含1至90wt％有效量的半胱胺化合物。更优选地，本发明的组合物包含75wt％有效量的半胱胺化合物。根据待处理牲畜的健康状况(即体型、年龄等)，所用半胱胺化合物的量可以改变。
本发明的某些组合物包含以下的任何一项或组合：5至50wt％的粘合剂和崩解剂、0.05至0.3wt％的调味料和/或芳香剂用于加强组合物的味道、肠溶包衣材料以及添加剂/药剂(如抗生素和/或疫苗)。
在一些相关实施方案中，本发明的半胱胺化合物以颗粒形式提供，其中颗粒包含至少一层或更多层包衣材料。在一个优选实施方案中，在每个颗粒中，半胱胺化合物经由环糊精或其衍生物而与其环境隔离。在一些具体实施方案中，半胱胺化合物颗粒的大小从直径0.28到0.90mm不等。这种颗粒可以掺入到牲畜动物饲料和/或水溶液中(例如水或奶)来促进牲畜的生长和生产力。
附图说明
图1表示半胱胺的代谢途径。
图2表示半胱胺作为辅酶A的组分。
图3表示根据本发明的一个实施方案的样品感官评定问卷以及相应的评分系统。
图4是经盐酸半胱胺处理的猪的分割肉和未用盐酸半胱胺处理的猪的分割肉的比较示意图。
具体实施方式
本发明提供独特的材料和方法用来改进农业牲畜的健康以及促进其生产。尤其是，本发明提供材料和方法用于改进以下任意一项或组合：动物繁殖性能(包括缩短产后配种期、提高怀孕率以及提高每窝产仔数)；妊娠期的生长和发育；新生儿的生长和发育；泌乳；和外观(如整体体形、肉或皮/毛外观以及肉/脂肪比)。
本发明涉及以有效的量向农业牲畜施用半胱胺化合物来促进牲畜的健康、生长和群体数量，以及屠体组成和外观。本发明的一个实施方案是用来促进牲畜生产的饲料或含水组合物，其中该组合物包含半胱胺化合物。例如，该组合物可以是含有半胱胺化合物的含水混合物或含水乳液。作为替代，以固体饲料的形式提供半胱胺化合物(即盐酸半胱胺)。
根据本发明的第一方面，提供了制备用于促进牲畜动物生产的组合物的方法，其中包括以下步骤：制备半胱胺化合物，以及将半胱胺化合物同牲畜动物饲料和/或含水溶液(比如水或奶)混合。在一个相关的实施方案中，首先在反应器中将半胱胺化合物与环糊精或其衍生物混合，然后添加至牲畜动物饲料和/或水溶液(比如水或奶)中。
本发明基于这样一种证明，即：当含有半胱胺的组合物被农业牲畜动物摄入时，具有改进生产效率以及屠体组成和外观的活性。在这一发现之前，没有提及或充分指明向牲畜动物施用含有半胱胺的组合物在大规模应用中具有这种活性，以便有效且安全地：改进动物繁殖性能(包括缩短产后配种期、提高怀孕率以及提高每窝产仔数)、促进妊娠期的生长和发育、促进新生儿的生长和发育、改进泌乳、增强整体外观(如体形、肉或皮/毛外观、以及肉/脂肪比)。
本发明还提供含有半胱胺的组合物的生产方法和用途，从而通过饲喂混有半胱胺化合物的基础饲料来饲养牲畜动物以便改进生产力和/或屠体外观/组成。本发明可以通过直接将半胱胺化合物同合适的基础饲料和/或水溶液混合来实施。作为替代，可以先混合由半胱胺化合物和其他成分制得的预混料，然后将预混料同合适的基础饲料和/或水溶液混合而形成最终饲料/溶液来实施本发明。基础饲料是指通常饲喂动物的饲料，水溶液是指通常给予动物的溶液。根据本发明，不同的牲畜动物需要不同的基础饲料和/或水溶液。
有生理活性的半胱胺被认为可发挥生长刺激因子的作用。天然的半胱胺是辅酶A(也作CoA-SH或CoA)的一部分，它是泛酸的辅酶模式。在代谢过程中，辅酶A作为二巯基或巯基变体的载体，其连接至辅酶A的巯基。在动物如猪、家禽、禽类、山羊、兔和鱼上进行的实验表明，半胱胺可以消除机体中的生长抑素(SS)，尤其是在正中隆起(median eminence)神经末梢以及脑室周围核神经元胞体中。这可提高生长激素在动物血液中的水平，同时提高各种其他生长刺激因子的水平，包括胰岛素样生长因子I(IGF-I)、胰岛素、三碘甲状腺素(T3)、甲状腺素(T4)和β-内啡肽(β-END)。
随着这些各种生长促进因子的增加，动物的消化代谢速率相应增加。可以理解动物的总体蛋白质合成速率也相应增加。
通过半胱胺的生理调节还进一步解释如下：
(i)半胱胺可以改进生长抑素的代谢和运输，并且通过作用于贮存生长抑素的囊泡来促进生长抑素的降解。
(ii)半胱胺可以通过影响SS-14的3-和14-位以及SS-28的17-和18-位形成的二硫键来改变生长抑素的结构和构象。这在调节动物生理的生物活性和免疫反应性当中是重要的。
(iii)半胱胺可以调节生长抑素受体，并且降低用含半胱胺的组合物喂养的动物的胃黏膜细胞受体的亲和性。半胱胺是形成辅酶A的一个组分，其可以耗竭动物组织器官和血流中的生长抑素。半胱胺还可以促进内源性生长激素的合成和释放，调节神经内分泌激素的产生，增强各种生长激素的基础水平、峰值和总体水平。
还认为半胱胺可以影响牲畜动物的发情周期并且改进受孕。不限于理论，半胱胺看起来能够提高未成熟卵母细胞的胚泡生产效率，从而降低卵母细胞的成熟时间。此外，半胱胺看起来能够提高雄原核发育(pronuclear development)和正常胚胎发育。例如，施用半胱胺看起来能够导致更高比例的具有同步形成的雄和雌原核的卵母细胞。此外，向牲畜动物施用半胱胺看起来能够提高胚胎卵裂发育到8-细胞、桑葚胚、囊胚阶段的百分比。最后，向牲畜动物施用半胱胺化合物看起来能够改进牲畜动物精液的质量，尤其是增加活性和运动精子的数目。
在本发明的一些实施方案中，提供含有半胱胺化合物和载体的组合物。本发明的某些组合物包含1至95wt％的盐酸半胱胺以及1至80wt％的载体，所述载体是包合物主体材料(inclusion host compound material)。包合物主体材料优选包括环糊精和/或其衍生物。
根据本发明，包合物主体材料可以选自：环糊精和/或其衍生物，例如但不限于甲基β-环糊精(M-β-CD)、羟丙基β-环糊精(HP-β-CD)、羟乙基β-环糊精(HE-β-CD)、聚环糊精、乙基β-环糊精(E-β-CD)以及分支环糊精。在一个优选实施方案中，将半胱胺化合物和β-CD形式环糊精混合，因为β-CD分子的内径约6-8，这使其成为特别适于用作制备向动物牲畜施用的本发明组合物的候选包合物主体材料。
混合本发明的半胱胺化合物和环糊精或其衍生物可以在惰性物质的保护下进行。半胱胺化合物和环糊精(或其衍生物)的混合方法可以包括在混合时将半胱胺化合物和环糊精在大致25至40℃的温度下加热一段时间。所述方法还可以包括搅拌半胱胺或其盐和环糊精或其衍生物以便形成第一混合物。优选地，所述方法可以包括在大致40至50℃的温度下干燥第一混合物，并且优选在真空条件下进行。所述方法还可以包括研磨和/或通过筛网(如40-目，这意味着筛网上每英寸有40个孔)筛分第一混合物来形成第二混合物。尽管可以使用40-目筛，根据期望组合物颗粒的大小也可以使用具有不同目数的筛。然后第二混合物与填充剂、崩解剂和粘合剂中的至少一种混合来形成第三混合物，其可以经制粒而形成颗粒。随后，可用由选自以下成分制成的包衣材料涂敷到所述颗粒上：邻苯二甲酸乙酸纤维素、聚对苯二甲酸乙二醇酯、醋酸乙酯和醋酸异丙酯。
如此处所用，术语“牲畜”(包括术语“动物牲畜”、“农业牲畜”或“牲畜动物”)是指由人饲养的用于食品、皮革或毛皮生产目的各种动物。如此处所涉及的，牲畜包括但不限于牛(奶牛和肉牛、野牛、水牛等)、猪(包括肉猪、猪等)、绵羊、山羊、兔、貂、鹿、鳄鱼、蛇及家禽(包括鸡、鸵鸟、火鸡、鸭、鹅、鹌鹑、雏鸡(game hen)等)。
预期本发明的系统和方法可改进生产力和/或屠体组成或外观。这包括改进以下任意一项或组合：动物繁殖性能(包括缩短产后配种期、提高怀孕率以及提高每窝产仔数)、妊娠期的生长和发育、新生儿的生长和发育、泌乳、肉的整体外观以及肉/脂肪比。
此处所用的“同时施用”包括施用适于和本发明方法(施用半胱胺化合物)一起使用的化合物或方法来改进牲畜生产力和/或屠体组成/外观。例如，抗生素和/或疫苗可以和本发明的材料和方法同时施用来改进牲畜生产力。
根据本发明，化合物可以和半胱胺化合物相混合提供，如在水乳液中；或者化合物和半胱胺可以作为分开的化合物来提供，如，例如，相继、同时或在不同时间施用的分开的组合物。优选地，如果分开施用半胱胺化合物和用于改进牲畜生产力和/或屠体组成/外观的已知药剂(或治疗方法)，施用它们的时间隔开得不太久，以免半胱胺化合物和所述已知药剂(方法)不能相互作用。
能够和本发明的半胱胺化合物同时施用的化合物包括但不限于代谢调节剂(如牛生长激素或猪生长激素或生长激素释放因子)、疫苗(如伪狂犬病疫苗、口蹄疫疫苗、禽流感疫苗以及抗寄生虫病如绦虫(tapeform)的疫苗)和抗体(如青霉素和四环素)。
如此处所用，“半胱胺化合物”包括半胱胺、各种半胱胺盐(不会大大降低或抑制半胱胺化合物的活性)、以及能够例如容易由牲畜代谢而内源性产生半胱胺的半胱胺前药。在本发明范围之内还包括半胱胺的类似物、衍生物、缀合物和代谢物，它们如本文所述有能力改进牲畜健康。本领域技术人员熟悉并且容易使用各种半胱胺类似物、衍生物、缀合物和代谢物，例如它们包括美国专利No.6,521,266、6,468,522、5,714,519以及5,554,655中提及的化合物、组合物和递送方法。
如此处所述，半胱胺化合物包括泛酸。泛酸是天然存在的维生素，它在哺乳动物中转化为辅酶A，辅酶A是很多哺乳动物生理反应所必需的物质。半胱胺是辅酶A的组分，辅酶A水平的增高导致循环中半胱胺的水平增高。碱金属盐如磷酸镁和亚硫酸镁(泻盐Epsom salts)增强辅酶A的形成。此外，辅酶A降解为半胱胺由于还原剂如柠檬酸的存在而得到加强。因此，泛酸和碱金属盐的组合导致辅酶A的产生增加，同时也增加了半胱胺的产生。
如此处所述，可以通过自然代谢过程(即：通过辅酶A的作用或作为半胱氨酸的代谢物(参见图1和2哺乳动物半胱胺的产生))来促进内源性产生半胱胺而实现半胱胺的优点。例如，这可以通过向牲畜施用泛酸而实现。
此处所用术语“有效量”表示引发期望生物反应所必需的量。根据本发明，半胱胺化合物的有效量是改进牲畜生产力和/或屠体组成/外观所必需的量。在一个优选实施方案中，半胱胺化合物的有效量是以下所必需的量：改进牲畜繁殖性能(包括缩短产后配种期、提高怀孕率以及提高每窝产仔数)、促进妊娠期的生长和发育、促进新生儿的生长和发育、改进牲畜泌乳、和/或提高肉的整体外观以及肉/脂肪比。例如，牲畜生产力和/或屠体组成/外观的改进可以是1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、100％、150％、200％、250％或300％的生长加速和/或增加，改进对疾病和/或污染物的免疫应答，和/或增强繁殖力。
加速和/或增加生长
在本发明的一个实施方案中，向牲畜施用半胱胺化合物来加速和/或增加生长。如此处所述，“加速和/或增加生长”是指在正常生长周期中缩短牲畜发育期和/或增加牲畜整体大小的能力。
例如，对于猪而言，本发明的材料和方法可以从正常生长周期中缩短5-10天就达到上市大小。或者，本发明可以从30-85kg猪体重的应用阶段将猪的整体大小增加约3-7kg。在有些实施方案中，本发明的材料和方法同时加速和增加生长(即：减少正常生长周期的长短以及增加牲畜的整体大小)。
增强繁殖力
根据本发明，向牲畜施用半胱胺化合物来增强繁殖力。如此处所述，“增强繁殖力”是指最大程度提高牲畜繁殖力以及缩短发情周期的能力。在本发明的一个实施方案中，向牲畜施用半胱胺化合物来操控性发育。性发育操控可以包括增加牲畜产生和排出的卵和精子的数目，或缩短牲畜达到能够繁殖的时间。
加强外观
如之前所提及的，目前牲畜饲养方法中存在多种缺陷。例如，在狭小、有限的圈里养殖牲畜使得它们的肉和皮很难达到好的质地、坚实度(firmness)、嫩度和味道(以及，对于皮/毛的情况下，很难达到高的质量)。由于这些缺陷，牲畜的肉和皮变得硬、粗并且肥，通常它们作为食品或皮制品不能满足大众喜好。本发明通过向牲畜施用半胱胺化合物使牲畜肉和皮得到质量改进。在一个优选实施方案中，向牲畜饲料中添加150ppm(百万分)的盐酸半胱胺来增强牲畜外观。
具体来说，本发明涉及生产好、坚实、嫩并且好吃的(以及对于皮/毛的情况而言，是高质量的)牲畜肉和皮的方法。通过本发明，可以饲养具有良好体形、上等肉外观以及期望肉/脂比的牲畜来向消费者提供具有这种特性的食品，比如具有良好的质地、坚实度、嫩度和味道。更重要的是，对于皮/毛的情况而言，本发明可以生产具有好的质地(如坚实度、柔韧性等)和毛/毛皮(如好的质地、光泽等)的牲畜来向消费者提供高质量的皮/革产品。
根据本发明，可以通过目前或预期本领域技术人员已知的任何适合的方法和技术实现向牲畜施用半胱胺化合物。此处具体举例的是，单独或和其他化合物或方法同时将半胱胺化合物引入待向牲畜施用的饲料和/或水溶液中。半胱胺化合物可以作为组合物以任何可用的形式引入，包括在液体(即溶剂、油)中、水混合物中、水乳液中、固体载体或基质中、或其他载体中，只要所述载体与向固体饲料和或水溶液中施用半胱胺化合物相兼容，并且不对牲畜产生不利影响。
各种合适的助剂也可用于含有半胱胺化合物的组合物中。例如，乳化剂、消泡剂、抗氧化剂、防腐剂、着色剂等可以包括在本发明的组合物中。在一个实施方案中，助剂以小量存在于本发明的组合物中，即以体积计小于约5％，优选以体积计小于1％。在另一些实施方案中，较大量的助剂存在于本发明的组合物中，即以体积计高达70％。所有这些助剂对待处理的牲畜应当是无害并且无毒的。
根据本发明，合适的乳化剂(即表面活性剂或分散剂)可以是阳离子的、阴离子的、非离子的或两性乳化剂。优选的乳化剂包括，例如，可广泛获得的食品级乳化剂。适于和本发明一同使用的乳化剂的一些类型包括G.Charalambous等，Eds.，Food Emulsifiers Chemistry，Technology， Functional properties and Applications，Elsevier Science Publishing Co.Inc.，New York，N.Y.(1989)中第1-8页A.J.St.Angelo，＂A BriefIntroduction to Food Emulsion and Emulsifiers”中提及的那些乳化剂。
如果需要的话，向施用于待处理牲畜的饲料产品和/或水溶液中引入半胱胺化合物后，可以使用任何计量或混合泵、或内置混合器(即混合阀、喷嘴或孔)、通气装置或其他本领域技术人员已知的装置来实现半胱胺化合物在饲料和/或水溶液中的直接分散。
在一个优选实施方案中，将含半胱胺化合物的固体饲料混合物引入待处理牲畜。本发明的饲料混合物可以包含约0.1％至约95％的半胱胺化合物，所有的百分比都以体积计，其中基于的是组合物的终体积。所用的半胱胺化合物的量可以基于待处理牲畜的健康情况(即大小、年龄等)而不同。
本发明的半胱胺化合物可以根据制备施用于牲畜的组合物的已知方法配制。所述配制物(formulation)可在单位-剂量或多-剂量容器中提供，例如密封的安瓿和小管/瓶中，并且可以冷冻干燥(冻干)条件中保存，这只需要在临用前有无菌液体载体例如注射用水的条件。可以从灭菌粉、颗粒、片剂等制备即用型溶液和悬液。需要知道的是，除了上面具体提及的成分，本发明的配制物可以包括有关配制物类型领域中常用的其它试剂。
动物饲料添加剂
除了半胱胺化合物，本发明的饲料添加剂含有至少一种脂溶性维生素、和/或至少一种水溶性维生素、和/或至少一种微量矿物质、和/或至少一种常量矿物质。
此外，任选的饲料添加剂成分是着色剂、芳香化合物、稳定剂、和/或至少一种选自以下的其他酶：植酸酶EC 3.1.3.8或EC 3.1.3.26、木聚糖酶EC 3.2.1.8、半乳聚糖酶EC 3.2.1.89、和/或β-葡聚糖酶EC 3.2.1.4(EC表示根据源自1992年NC-IUBMB酶命名1992的酶的分类)。
通常脂和水溶性维生素、以及微量矿物质构成用于添加至饲料中的所谓预混料，而常量矿物质通常单独添加至饲料中。任何这些组合物类型，当用根据本发明的半胱胺化合物强化时就成为本发明的动物饲料添加剂。
在一个具体的实施方案中，和半胱胺化合物联用时，动物食物或饲料中意图包含(或规定要包含)0.01-10.0％水平的本发明的动物饲料添加剂、更优选0.05-5.0％、或0.2-1.0％(％表示每100g饲料中添加剂的g数)。对于预混料尤其如此。
因此，动物饲料添加剂如预混料中各成分的浓度可以通过将该成分的最终饲喂浓度分别乘以10-10000、20-2000、或100-500来确定(参见上述三种百分比包含区间)。
这种各饲料以及饲料添加剂成分的期望终浓度(即饲喂浓度)的指导原则如下表1所示。
以下是这些成分实例的非排他性列表。脂溶性维生素的实例是维生素A、维生素D3、维生素E和维生素K如维生素K3。
水溶性维生素的实例是维生素B12、生物素和胆碱、维生素B1、维生素B2、维生素B6、烟酸、叶酸和泛酸如D-泛酸钙。
微量矿物质的实例是镁、锌、铁、铜、碘、硒和钴。
常量矿物质的实例是钙、磷和钠。
这些成分的营养需求(以家禽和仔猪/猪为例)列于下表1。营养需求表示应当在食物中以指明浓度来提供这些成分。这些数据来自：NRC，Nutrient requirements in swine，tenth revised edition 1998，subcommitteeon swine nutrition，committee on animal nutrition，board on agriculture，national research council.National Academy Press，Washington，D.C.1998以及NRC，Nutrient requirements of poultry，ninth revised edition 1994，subcommittee on poultry nutrition，committee on animal nutrition，boardof agriculture，national research council.National Academy Press，Washington，D.C.1994。
作为替代，本发明的动物饲料添加剂包含半胱胺化合物以及表1指明的各成分中的至少一种。至少一种表示任意的一种或多种、一种、或两种、或三种、或四种以及如此直至所有十三种、或至所有十五种个体成分。
更具体地，这种至少一种个体成分以这样一种量存在于本发明的饲料添加剂中，所述量可以提供落入表1第四、或第五、或第六栏中所指范围内的饲喂浓度。
如上所述，相应的饲料添加剂浓度可以通过将这些范围区间极限乘以10-10,000、20-2,000、或100-500来确定。作为一个实例，考虑到维生素A的预混料含量对应10-10,000IU/kg的饲料含量，这种实践将带来以下区间：每kg添加剂中100-108IU、或200-2×107或1,000-5×106IU。
Figure A200780002660D00141
Figure A200780002660D00151
动物饲料组合物
动物饲料组合物或食物具有相对高含量的蛋白质。根据上面参考的国立研究委员会(National Research Council，NRC)出版物，家禽和猪的饲料的特征如下表2中第2-3栏中所指。
根据本发明的动物饲料组合物具有50-800g/kg的粗蛋白质含量，还含有至少一种此处要求保护的半胱胺化合物。
此外，或作为替代(上述粗蛋白质含量)，本发明的动物饲料组合物具有10-30MJ/kg的代谢能含量、和/或0.1-200g/kg的钙含量、和/或0.1-200g/kg的有效磷含量、和/或0.1-100g/kg的甲硫氨酸含量、和/或0.1-150g/kg的甲硫氨酸加半胱氨酸含量、和/或0.5-50g/kg的赖氨酸含量。
在一些具体实施方案中，代谢能、粗蛋白质、钙、磷、甲硫氨酸、甲硫氨酸加半胱氨酸、和/或赖氨酸的含量落入下表2中范围2、3、4或5中任意一种的范围内。
如Animal Nutrition，4th edition，Chapter 13(Eds.P.McDonald，R.A.Edwards and J.F.D.Greenhalgh，Longman Scientific and Technical，1988，ISBN 0-582-40903-9)中所述，以氮(N)乘以因子6.25来计算粗蛋白质，即粗蛋白质(g/kg)＝N(g/kg)乘以6.25。通过凯氏法确定氮含量(A.O.A.C.，1984，Official Methods of Analysis 14th ed.，Association ofOfficial Analytical Chemists，Washington DC)。
可以根据国立研究委员会(NRC)所公开的Nutrient Requirementsof Swine(1988)pp.2-6以及European Table of Energy Values for PoultryFeed-stuffs，Spelderholt centre for poultry research and extension，7361 DABeekbergen，The Netherlands.Grafisch bedrijf Ponsen & looijen bv，Wageningen.ISBN 90-71463-12-5来计算代谢能。
可以根据饲料表如Veevoedertabel 1997，gegevens over chemischesamenstelling，verteerbaarheid en voederwaarde van voedermiddelen，Central Veevoederbureau，Runderweg6,8219pk Lelystad.ISBN90-72839-13-7来计算完全动物饲料中钙、有效磷和氨基酸的饲料含量。
在一个具体的实施方案中，本发明的动物饲料组合物含有半胱胺化合物以及至少一种上面定义的植物蛋白质或蛋白质来源。
在另一个具体实施方案中，本发明的动物饲料组合物含有半胱胺化合物、0-80％的玉米、和/或0-80％的高粱、和/或0-70％的小麦、和/或0-70％的大麦、和/或0-30％的燕麦、和/或0-40％的豆粕(soybean meal)和/或0-20％的乳清。
动物饲料可以制成粉状饲料(非-颗粒)或颗粒饲料。通常，混合磨制的饲料，并根据目标物种的具体规定添加充足量的必需维生素和矿物质。
应当以有效量(即足以改进饲料营养价值的量)来应用半胱胺。优选地，足以改进饲料营养价值的半胱胺化合物的有效量是150ppm的盐酸半胱胺。
半胱胺化合物可以以固体或液体配制物的形式加入。例如，通常在混合步骤前或期间加入固体半胱胺配制物；通常在造粒步骤之后加入液体半胱胺化合物配制物。也可以将半胱胺掺入饲料添加剂或预混料中。最终半胱胺化合物在饲料中的浓度在0.1-300g/吨饲料的范围内，在54-270g/kg动物饲料的范围内。优选地，最终半胱胺化合物在饲料中的浓度在125-175g/吨饲料的范围内，更优选150g/吨饲料。
Figure A200780002660D00171
以下是说明如何实施本发明的方法的实例。这种实例不应理解为是限制性的。除非另有指明，否则所有百分比以重量计，所有溶剂的混合比例以体积计。
实施例1 增强猪的生产力
进行以下实例来说明当用半胱胺化合物饲养时对怀孕母猪的作用，以下将详细描述。
将总共14头怀孕母猪(其是杜洛克×长白猪×梅山猪的后代，此处也作D×L×M杂交猪)(怀孕84天)分成两组：对照组(6头)和半胱胺组(8头)。给对照组喂基础饲料。给半胱胺组喂每吨饲料含有150g盐酸半胱胺的基础饲料。试验49天后，表3中所示结果表明半胱胺组每窝重量增加了13.28％、仔猪出生体重增加了12.43％以及断奶体重增加了8.00％。
实施例2 增强猪的生长
进行以下实例来说明用半胱胺化合物饲养时对断奶仔猪的作用，以下将详细描述。将总共100头不健康的D×L×M断奶仔猪(约6.78kg)分成两组：对照组(50头)和半胱胺组(50头)。给对照组喂基础饲料。给半胱胺组喂每吨饲料含有90g盐酸半胱胺的基础饲料。如下表4所示，试验30天后，结果表明半胱胺组平均日增重(average daily weight gain，ADG)增加了12.83％、饲料转化率(feed conversion rate，FCR)降低了5.56％以及腹泻病况改善了43.24％。
Figure A200780002660D00192
实施例3 猪的屠体组成/外观
进行以下实例来说明用半胱胺化合物饲养之后对猪的屠体组成和外观的作用，以下将详细描述。将72头仔猪平均分成对照组和半胱胺组。给对照组喂基础饲料，而给半胱胺组喂每吨饲料添加有150g盐酸半胱胺的基础饲料。达到85-90kg的上市体重时，禁食一天之后屠宰各组中的5只动物。屠宰时，用麻醉枪进行麻醉、放血、脱毛并除去内脏。在制备之前将屠体切去头然后冷冻24小时。记录屠宰和冷冻屠体重量。表示为屠宰重量百分比的冷冻屠体重量代表屠宰率(dressed yield)。称量并记录每头动物批发和零售的分割肉。该值表示为活重和冷冻屠体重量的百分比。
测量右侧屠体第十二根肋骨上背最长肌(longissimus dorsi，LD)的面积。这通过在醋酸纸上描摹整个LD肌肉的轮廓来进行，使用分级法(grading method)测量该面积。
取每个动物的眼肌(loin eye)区样品并烤制，由有经验的感官小组成员进行感官评价。感官评价(见图3)构成了肉味和各种性质的感官总结。在有无盐酸半胱胺处理的动物的肉制品之间没有显著差异。评价成员注意到用盐酸半胱胺喂养的猪具有和未用盐酸半胱胺喂养的猪相似的性质(见下表5)。
Figure A200780002660D00201
下表6表示经上述不同处理的育肥猪的屠体特性。在屠宰率、眼肌面积和瘦:肥比例上没有显著差异。没有显著的相互作用效果。然而，用含盐酸半胱胺的饲料喂养的猪比用不含盐酸半胱胺的饲料喂养的猪产生明显更瘦的背膘(见图4)。类似的，用盐酸半胱胺处理的猪比用不含盐酸半胱胺的饲料喂养的猪在活重中具有明显更高比例的里脊(loins)分割肉和瘦肉(lean trimming)。这些结果表明盐酸半胱胺倾向于改进接受盐酸半胱胺的猪的肌肉组织生长。
Figure A200780002660D00202
a和b代表两种样品之间统计显著的差异(p<0.05)。
实施例4 增加小肠绒毛长度
进行以下实例来说明用半胱胺化合物饲养后对猪的小肠绒毛长度的作用，以下将详细描述。将72头仔猪平均分成对照组和半胱胺组。给对照组只喂基础饲料，而给半胱胺组喂每吨饲料添加有150g盐酸半胱胺的基础饲料。试验持续30天。
除内脏之后，立刻从各处理组收集猪的小肠、大肠、肝脏和胰腺的组织样品。收集的样品放在装有10％中性福尔马林溶液的适当标记的容器中。用(技术人员公知的)石蜡包埋技术进行常规组织检查之前将组织样品固定78小时。
用Optical 820旋转切片机(Scientific Instruments Division，Buffalo，New York)从石蜡封闭的组织上切下约5至6μμ厚的切片。有些切片用苏木精和伊红(H&E)染色，另一些用阿利新蓝染色。H&E染色切片用于常规的肠道组织检查，而阿利新蓝染色切片用于鉴定杯状细胞。用光学显微镜在各种放大倍数下检查染色切片。
计数每显微镜视野内的小肠绒毛数目和长度(μm)；用校正至mm的美国光学测微计(American Optical Micrometer)(American OpticalCompany，Buffalo，New York)测量小肠和大肠的肌层厚度。观察大肠的粘膜皱襞(mucosal fold)、肠腺(隐窝)的密度、表面上皮外观。进行常规的肝脏和胰腺组织检查，并且在半胱胺处理的组和未经半胱胺处理的组之间进行比较。通过光学显微镜观察半胱胺处理和未经半胱胺处理的猪杯状细胞的密度。
半胱胺处理组中小肠绒毛数目和长度比未经半胱胺处理组的更多更长(表7)。
Figure A200780002660D00211
表7中，同一行的相同字母表示结果差异无统计显著性(p>0.0.5)；同一行的不同字母表示结果差异有统计显著性(p<0.0.5)。
此外，经半胱胺处理的牲畜的小肠和大肠的杯状细胞明显比未经半胱胺处理的牲畜的大且高度扩张。通常，杯状细胞具有典型的酒杯状外观。
可以假设，随着在经半胱胺处理的牲畜中观察到的小肠绒毛数目和长度的增加，牲畜废物的体积减少，包括牲畜废物中排泄氮的量减少，尤其是对于猪和家禽而言如此。氮会污染土地和地表水，导致“酸雨”，这提高了土壤酸性并成为不良气味的来源。
此外，可以假设随着在经半胱胺处理的牲畜中观察到的小肠绒毛数目和长度的增加，牲畜的营养利用效率提高。例如，随着对饲料中氨基酸如赖氨酸、甲硫氨酸、色氨酸、苏氨酸以及其他必需氨基酸的利用效率的提高，较低蛋白质的饲料也可以满足牲畜(如猪和家禽)的营养需求。这种饲料含有较少过量的其他氨基酸，它们最终必须降解成尿素氮并从尿中排泄。可以预期向牲畜喂本发明的半胱胺化合物显著降低了排泄到环境中氮(如尿素)的量。
实施例5 增强肉牛的生产力
以下实例中，测试动物是肉牛(西门塔尔杂交肉牛)。于2002年10月10日至12月21日期间在河北衡水革岭(Geling)肉牛养殖厂进行实验。总共挑选64头350kg左右的西门塔尔杂交肉牛，并且根据均衡年龄、体重、品性(grace)、皮/毛状况等原则将其随机分成4组。每组有16头肉牛。分别向对照组、测试组I、II和III饲喂含有0、1.5、3、6g/头/天盐酸半胱胺的组合物。如下表8、9和10所示，向肉牛基础饲料中添加半胱胺化合物可以提高日增重。
Figure A200780002660D00221
在表8和9中，同一行的相同字母表示结果差异无统计显著性(p>0.0.5)；同一行的不同字母表示结果差异有统计显著性(p<0.0.5)。
Figure A200780002660D00231
表8、9和10所示的结果表明在西门塔尔杂交肉牛基础饲料中添加盐酸半胱胺可以提高日增重。具体来说，在测试组III中添加6g/头/天的盐酸半胱胺使日增重提高到1.217kg，显著优于对照组、测试组I和II(p<0.05)。因此，根据本发明的一个实施方案，向牲畜施用半胱胺化合物的合适的添加量是6g/头/天。由于其适当的口味品质，盐酸半胱胺还有益于提高肉牛生产力。此外，在肉牛饲料中添加盐酸半胱胺可以提高牲畜对各种疾病和病况的免疫力。
实施例6 增强绵羊牲畜的生产力
在以下实例中，测试动物是绵羊(小尾寒羊)。总共40头平均体重26.5kg的小尾寒羊随机分成对照组(20头)和半胱胺组(20头)。给对照组只喂基础饲料，而给半胱胺组喂每吨饲料含有900g盐酸半胱胺的基础饲料。本试验采用该养殖场的标准基础饲料。如表11和12所示，向基础饲料添加盐酸半胱胺35天后，小尾寒羊和杂交羊的ADG均观察到统计学显著的体重增加，并且饲养羊所需青贮的量也降低。
Figure A200780002660D00241
Figure A200780002660D00242
实施例7 猪饲料
根据本发明的一个实施方案，将半胱胺化合物(如每吨饲料90g盐酸半胱胺)添加至给断奶仔猪的基础饲料中。喂给断奶仔猪的基础饲料(此处也作教槽料)优选配制有本发明的半胱胺化合物，并且包含约18％的粗蛋白质水平和3200kcal的ME。
用于补充断奶仔猪基础饲料的这些材料的一个实例提供于下表13。构成断奶仔猪基础饲料的营养含量提供于下表14。
Figure A200780002660D00251
Figure A200780002660D00252
根据本发明的另一个实施方案，将半胱胺化合物(如每吨饲料90g盐酸半胱胺)添加至生长猪或正完成其生长的猪的基础饲料中。
喂给生长猪的基础饲料(此处也作生长猪饲料)优选配制有本发明的半胱胺化合物，并且包含约190的能量：蛋白质比。更优选生长猪饲料含有16.3％量的粗蛋白质。
相比之下，将喂给正完成其生长的猪的基础饲料(此处也作育肥猪饲料(finisher diet))配制成具有约215的能量:蛋白质比。更优选育肥猪饲料含有14％量的粗蛋白质。
用于构成生长/育肥猪基础饲料的这些材料的一个实例提供于下表15。构成生长/育肥猪基础饲料的营养含量提供于下表16。
Figure A200780002660D00261
Figure A200780002660D00271
实施例8-用于肥猪(fatten pigs)的半胱胺
Figure A200780002660D00272
实施例9-改进母猪的繁殖
材料和方法
动物和处理方法
试验所用的所有母猪是杂交猪(约克夏和长白)，选自第三和第四次(比例4∶6)怀孕。将30头母猪(妊娠84天)平均分配到3个处理组，并且将母猪的每个处理组分成10次重复(每头母猪一次重复)。
饲料和饲养
以135ppm或190ppm将盐酸半胱胺掺入母猪饲料。饲料以捣碎(mash)形式喂给动物，自由饮水。记录每窝产仔数、每窝产仔重量、出生活仔猪数目以及断奶仔猪数目。记录发病率、腹泻发生率以及死亡率。仔猪的一致性以百分比单位计，其落入以平均断奶活重为基准的两倍标准偏差范围内。每头母猪的仔猪在21日龄时断奶。妊娠109天时，将母猪转移至产仔室，并于产仔后称重，泌乳后再次称重。泌乳期每周用Renco瘦肉测量计(Lean-Meter)(Ultrasound for Ultra-profits，Renco Corporation，Minnesota，55401，USA)测量背膘减少。在16-84天期间给母猪喂约2kg/天的饲料，3kg/天直至产仔，泌乳期不限量。
动物管理
所有母猪圈养于靠近公猪区域的猪栏中，用经过质量检验的同一头公猪的精液对母猪进行两次人工授精，其间间隔18小时。授精1周后，将母猪称重并转移至单独的妊娠猪架。产仔前5天，将母猪转移至产仔室生产直至仔猪断奶。仔猪断奶后再次将每头母猪转移至授精区。
对所有母猪和仔猪进行常规的免疫接种程序、抗寄生虫处理、铁注射以及对仔猪进行断尾。如果在试验期间出现疾病或损伤，由负责农场动物健康的兽医来决定实施各自处理。
Figure A200780002660D00281
Figure A200780002660D00291
a，b，c具有不同上标在同一行中的平均值(P<0.05)
A线性(P<0.05)
*奶产量根据以下计算：仔猪日增重 x 4(每克增重假定来自4克奶的转化)x每窝仔猪数＝每天产奶升数(根据以下修改：Peadar Lawlor Pig International，November 2001，Volume 31Number 10 p.38)
所有此处涉及或引用的专利、专利申请以及出版物通过参考全部并入本文，包括所有的图和表，只要其没有和本发明的明确教导不相一致。
应当知晓，此处描述的实施例和实施方案仅仅是举例说明目的，本领域技术人员将基于这些提出各种改进或变化，这些改进和变化也包括在本申请的精神和范围内。

Claims (20)

1.一种饲料配制物，其含有半胱胺化合物以及所述配制物的至少约14％水平的粗蛋白质。
2.权利要求1的饲料配制物，其中所述粗蛋白质水平约为14％。
3.权利要求1的饲料配制物，其中所述粗蛋白质水平约为16％。
4.权利要求1的饲料配制物，其中所述粗蛋白质水平约为18％。
5.权利要求1的饲料配制物，其中所述半胱胺化合物是盐酸半胱胺。
6.权利要求1的饲料配制物，其中所述半胱胺化合物由每吨所述配制物50至1,000g的所述盐酸半胱胺组成。
7.权利要求1的饲料配制物，其还包括选自以下的化合物：杀微生物剂、抗微生物剂和疫苗。
8.权利要求1的饲料配制物，其还包括以下任意一种或组合：黄玉米、豆粕、椰肉干粉、米糠、糖蜜、原椰油、biofos TGZ1、石灰石、盐、赖氨酸、氯化胆碱、维生素、矿物质、苏氨酸、防霉化合物、硫酸铜、DL-甲硫氨酸和抗氧化剂。
9.权利要求1的饲料配制物，其中所述饲料配制物适用于选自以下的牲畜：牛、猪、绵羊、山羊、兔、貂、鹿、鳄、蛇和家禽。
10.一种改进牲畜生产力的方法，其中所述方法包括向牲畜施用有效量的半胱胺化合物和牲畜饲料。
11.权利要求10的方法，其中所述牲畜选自牛、猪、家禽、绵羊、山羊和兔。
12.权利要求11的方法，其中所述半胱胺化合物的有效量由每吨牲畜饲料50至1,000g的所述盐酸半胱胺组成。
13.权利要求10的方法，其还包括同时施用所述半胱胺化合物以及其他用于改进牲畜健康的已知化合物的步骤。
14.权利要求13的方法，其中所述其他已知化合物选自：杀微生物剂、抗微生物剂和疫苗。
15.权利要求10的方法，其中施用所述半胱胺化合物和牲畜饲料引起以下作用的任何一种或组合：加速生长、增强繁殖力、增强外观和降低动物废弃产物的体积。
16.用于改进牲畜生产力的饲料配制物，其包含有效量的半胱胺化合物。
17.权利要求16的饲料配制物，其中所述半胱胺化合物是盐酸半胱胺。
18.权利要求16的饲料配制物，其中所述半胱胺化合物的有效量是每吨饲料配制物50至1,000g。
19.权利要求16的饲料配制物，还包含以下任意一种或组合：黄玉米、豆粕、椰肉干粉、米糠、糖蜜、原椰油、biofos TGZ1、石灰石、盐、赖氨酸、氯化胆碱、维生素、矿物质、苏氨酸、防霉化合物、硫酸铜、DL-甲硫氨酸和抗氧化剂。
20.权利要求16的饲料配制物，其中所述饲料配制物适用于选自以下的牲畜：牛、猪、绵羊、山羊、兔、貂、鹿、鳄、蛇和家禽。
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