CN101597236B

CN101597236B - 苏氨酸硒及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN101597236B
Application number: CN2009100433007A
Authority: CN
Inventors: 黄逸强
Original assignee: Changsha Xingjia Biological Engineering Co Ltd
Current assignee: Changsha Xingjia Biological Engineering Co Ltd
Priority date: 2009-05-05
Filing date: 2009-05-05
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2029-05-05
Also published as: CN101597236A

Abstract

本发明公开了一种名称为苏氨酸硒的苏氨酸鳌合物，其制备方法包括以下步骤：将摩尔比为(0.9～1.1)∶4的二氧化硒与苏氨酸水溶液混合，在惰性气体保护下进行反应，反应温度为60～100℃，反应时的pH值为4～8，反应0.5～6h后得到反应产物；将反应产物进行真空浓缩或者用有机溶剂萃取，再进行干燥、粉碎后，得到苏氨酸硒成品。本发明的苏氨酸硒可以用作动物饲料的添加剂，以达到有效促进动物生长、增强动物抵抗力和提高饲料利用效率的目的。

Description

苏氨酸硒及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种饲料添加剂及其制备方法，尤其涉及一种氨基酸鳌合物及其制备方法和应用。

背景技术

苏氨酸是一种重要的营养强化剂，可以对谷物、糕点、乳制品等起到营养强化作用。苏氨酸和色氨酸一样，还具有恢复人体疲劳、促进生长发育的功能。医药上，由于苏氨酸的结构中含有羟基，对人体皮肤具有持水作用，与寡糖链结合后，对保护细胞膜能起到重要作用；苏氨酸在体内还能促进磷脂合成和脂肪酸氧化，其制剂具有促进人体发育、抗脂肪肝等药用功效，常用作复合氨基酸输液中的一个组成成分。同时，苏氨酸还是制造高效低过敏的抗生素——单酰胺菌素的基本原料。随着人们生活水平的提高和养殖业的不断发展，苏氨酸作为饲料用氨基酸，已广泛用于添加仔猪饲料、种猪饲料、肉鸡饲料、对虾饲料和鳗鱼饲料等。苏氨酸用作动物饲料添加剂具有以下特点：可调整饲料中氨基酸的平衡，促进动物生长；可改善肉质；可改善氨基酸消化率低的动物饲料原料的营养价值；可用于生产低蛋白的饲料，有助于节约蛋白质资源；可降低动物饲料原料成本；可降低畜禽粪便和尿液中的含氮量、畜禽舍中氨气浓度及释放速度。苏氨酸作为动物常见的一种限制性氨基酸，其含量与配比直接影响着日粮的营养价值和畜禽的生产性能，在动物日粮中添加限制性氨基酸可最大限度地提高饲料利用率。

微量元素硒能通过谷胱甘肽过氧化物酶进行酶促反应清除脂质过氧化物，以达到抗氧化的目的。硒还同维生素E构成了动物机体抗氧化的两条防御途径，两者可以协同发挥作用。硒对动物繁殖性能也有影响，在猪、牛、羊日粮中补硒可明显提高其繁殖能力。对于种母畜，补硒可以防止妊娠母畜流产，减少胚胎死亡，提高繁殖率。硒还能增强动物体液和细胞免疫功能，增强T细胞介导的肿瘤特异性免疫，有利于细胞毒性T淋巴细胞(CTL)的诱导，并明显加强CTL的细胞毒活性，显著提高吞噬过程中吞噬细胞的存活率和吞噬率。在基因表达的mRNA翻译阶段，也存在着硒掺入，用来调控基因表达。硒与I、II、III型脱碘酶的活性密切相关，能通过影响其生物活性而调节甲状腺维持正常的生理功能。硒通过与砷、汞、镉、银等相互拮抗作用以保护机体组织不受有毒物质的损害，对机体中的有害元素能起抵抗作用。目前多采用硒的无机盐作为饲料添加剂，动物吸收利用必须通过多种生物学屏障，其吸收率低、添加量大、生物学效价低，大部分经粪便排出，污染环境，对饲料中的其他营养成分(如维生素等)的活性有破坏作用。也有采用固体苏氨酸与无机硒共同作为添加剂的，但操作过程繁杂，且固体苏氨酸的溶解性比较困难。

如何更好地结合上述营养成分苏氨酸和微量元素硒的优点，使两种物质的互补性在饲料中能得到充分体现，并更好促进动物机体对上述两种物质的同步吸收，就成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能促进动物对苏氨酸和微量元素硒进行同步吸收的饲料添加剂苏氨酸硒，并针对该新物质苏氨酸硒提供一种工艺简单、成本低廉的苏氨酸硒的制备方法，同时还提供一种苏氨酸硒应用于动物饲料添加剂中的方法，以达到有效促进动物生长、增强动物抵抗力和提高饲料利用效率的目的。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种苏氨酸鳌合物，其特征在于：所述苏氨酸鳌合物的名称为苏氨酸硒，其分子式为：[CH₃CH(OH)CH(NH₂)COO]₄Se。

本发明的苏氨酸硒为灰色或棕灰色粉末，易溶于水，在动物体内主要通过氨基酸胞饮形式进行吸收。

本发明还提供了一种上述苏氨酸硒的制备方法，包括以下步骤：

(1)将二氧化硒与质量浓度为5％～30％的苏氨酸水溶液混合，所述二氧化硒与苏氨酸的摩尔比为(0.9～1.1)∶4，在惰性气体保护下进行反应，反应温度控制在60℃～100℃，反应时调节pH值为4～8(一般用碱液调节，例如氢氧化钠等)，反应0.5～6h后得到反应产物；

(2)将所述反应产物进行真空浓缩直至得到粘稠状的浓缩物，或者用有机溶剂萃取所述反应产物中的水分得到沉淀物，再将所述浓缩物或沉淀物进行干燥、粉碎后，得到苏氨酸硒成品。

上述制备方法的主反应式为：

CH₃CH(OH)CH(NH₂)COOH+SeO₂→[CH₃CH(OH)CH(NH₂)COO]₄Se+H₂O

上述制备方法中，所述的惰性气体为氮气。

上述制备方法中，所述真空浓缩过程的真空度控制在0.05～0.7kgf/cm²，浓缩温度控制在50℃～90℃，浓缩时间为0.5～4h。

上述制备方法中，所述有机溶剂为乙醇、丙醇或丁醇，所述有机溶剂与其萃取的反应产物的体积比为4～12∶1，萃取的时间为2～30min。

上述制备方法中，所述干燥的方法是采用气流瞬间干燥法或闪蒸瞬间干燥法，干燥温度为80℃～160℃。

本发明还提供了上述苏氨酸硒在制备动物饲料添加剂中的应用。

用上述苏氨酸硒作为肥育猪饲料的添加剂，在每吨饲料添加30～50g的情况下，可明显提高肥育猪的生长速度，改善其饲料报酬，预防肥育猪营养性肝病的发生，并有效改善肉品质。

用上述苏氨酸硒作为母猪饲料的添加剂，在每吨饲料添加80～100g的情况下，可提高母猪繁殖性能及利用年限，降低母猪流产率及死仔猪的发生率。

用上述苏氨酸硒作为乳仔猪饲料的添加剂，在每吨饲料添加100～150g的情况下，可提高乳仔猪的生长速度，增强其抗病能力，减少疾病的发生。

用上述苏氨酸硒作为家禽饲料的添加剂，在每吨饲料添加80～100g的情况下，可促进肉禽生长，提高肉禽饲料的利用率，预防渗出性素质症及胰纤维化的发生，并能提高屠宰时的活体重、屠体率、全净膛率及肉品质；提高产蛋禽的产蛋率及蛋重，提高蛋的孵化率。

用上述苏氨酸硒作为反刍动物饲料的添加剂，在每吨饲料添加80～100g的情况下，可提高反刍动物机体的免疫力，有效改善肌肉营养不良的症状，提高反刍动物的生长速度，改善饲料报酬，减少季节性不育症的发生，维持反刍动物受精卵及胚胎的正常发育。

上述饲料添加剂的添加方式优选以固体形式添加，因为以固体形式添加将使饲料中的其它成份不会因为吸潮而氧化。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的苏氨酸硒是在畜禽消化道内通过氨基酸途径吸收，其吸收速度快，吸收率大大提高，生物学效价高，可降低饲料添加剂的用量。本发明的苏氨酸硒对改善动物的微量元素营养也具有很好的促进作用。本发明的苏氨酸硒除满足动物对微量元素硒的需要外，还可提供苏氨酸的营养，故可以促进动物生长，有效避免无机硒对饲料中维生素等活性物质的破坏，可显著提高饲料的利用率。本发明的苏氨酸硒作为微量元素添加剂，具有稳定的化学结构，安全无毒、无刺激性，动物粪便中无机硒的排出量减小，因此还可保护环境、减少污染。本发明的微量元素添加剂苏氨酸硒可广泛应用于各种动物饲料中(如猪、禽、反刍动物等)，可显著提高动物的生长性能，提高饲料的利用率。本发明针对上述苏氨酸硒提出的制备方法还具有工艺简单、操作方便、成本低廉等优点。

具体实施方式

实施例1：

一种本发明的苏氨酸硒成品，是通过以下步骤制备得到：首先开启氮气阀置换反应釜中的空气，然后在氮气保护下，先取23.74g苏氨酸，投入到盛有100g反应水的反应釜中充分搅拌，再投入5.53g二氧化硒，90℃温度下用氢氧化钠调节反应混合液的pH值为6.2，常压条件下反应2.5小时，然后将反应产物用乙醇萃取20分钟，乙醇与反应产物的体积比为10∶1，将萃取后的沉淀物在120℃下进行气流瞬间干燥，粉碎后制备得到苏氨酸硒成品。

采用凝胶过滤色谱法(GB/T 13080.2-2005)对上述反应产物成品中的螯合率进行检测，其值均在80％以上。

将上述制得的饲料添加剂用于生长肥育猪饲喂试验。选择日龄相同、体重相近(约60kg)、健康的杜×长×大三元杂交肥育猪48头，编号后随机分为对照组及试验一、二组，每组16头，将其绝食12小时后进行个体称重。其中对照组每吨饲料添加二氧化硒50g，试验一组每吨饲料添加苏氨酸硒30g、试验二组每吨饲料添加苏氨酸硒50g。试验结果见表1。

表1：苏氨酸硒对生长肥育猪生长性能的影响

组别

始重kg

末重kg

日采食量kg

日增重g

料重比

背膘厚度mm

对照组

62.40±3.40^a

92.87±6.68^a

2.01±0.65^a

579.07±72.47^a

3.47±0.06^a

14.73±0.50^a

试验一组

63.38±4.08^a

101.44±4.47^b

2.16±0.35^b

661.31±96.39^b

3.27±0.11^b

18.37±0.89^b

试验二组

62.23±4.46^a

105.53±9.44^b

2.19±0.32^b

687.78±60.56^b

3.18±0.07^b

19.14±0.88^b

注：同列肩标字母相同的表示差异不显著(p＞0.05)；同列肩标字母不相同的表示差异显著(p＜0.05)。

从表1可以看出，对照组与试验组在初始重上没有显著性差异(p＞0.05)；但在末重及日增重上对照组与试验组均有显著性的差异(p＜0.05)，日采食量也较对照组有显著性的提高(p＜0.05)，并能显著改善料重比(p＜0.05)，显著提高背膘厚度(p＜0.05)。以上试验结果表明：在生长肥育猪饲粮中添加苏氨酸硒能提高肥育猪生长速度、改善饲料报酬，并提高背膘厚度，继而改善肉品质。

实施例2：

一种本发明的苏氨酸硒成品，是通过以下步骤制备得到：首先开启氮气阀置换反应釜中的空气，然后在氮气保护下，先取198Kg苏氨酸，投入到盛有1000Kg反应水的反应釜中充分搅拌，再投入46Kg二氧化硒，90℃温度下用氢氧化钠调节反应混合液的pH值为6.4，常压条件下反应2小时，然后将反应产物送到浓缩罐中，在0.3kgf/cm²的真空度、温度为90℃下真空浓缩45min，待产物呈粘稠状后，将浓缩物下料、入盘，在110℃下进行闪蒸瞬间干燥，粉碎后制备得到苏氨酸硒成品。

将上述制得的饲料添加剂用于肉鸡饲喂试验。将刚出壳的AA肉用雏鸡300只，随机分为对照组和试验一、二组，每组4个重复，每个重复25只。其中对照组每吨饲料添加二氧化硒100g，试验一组每吨饲料添加苏氨酸硒80g、试验二组每吨饲料添加苏氨酸硒100g。试验结果见表2。

表2：苏氨酸硒对肉用雏鸡屠宰性能的影响

组别	始重g	屠宰时活体重g	屠体率％	全净膛率％
					对照组	40.40±3.04^a	1414.75±99.77^a	81.48±0.82^a	63.17±5.82^a
试验一组	40.38±4.80^a	1567.07±90.53^b	86.09±0.42^b	68.63±1.17^b
					试验二组	40.23±4.64^a	1602.63±84.58^b	88.24±0.57^b	69.71±2.76^b

从表2可以看出，试验组与对照组在初始重上没有显著差异(p＞0.05)，但试验组在活体重、屠体率及全净膛率指标上显著高于对照组，效果较好(p＜0.05)；试验二组在苏氨酸硒添加量上比试验一组有所增加，其上述指标虽有进一步增长的趋势，但差异不显著(p＞0.05)。本试验结果表明：在肉用雏鸡日粮中添加苏氨酸硒可提高其生长速度、提高屠宰时活体重、屠体率及全净膛率，进而增加肉鸡的可食用部分。

将上述制得的饲料添加剂用于犊牛的饲喂试验。选择24头日龄接近、健康无病、发育良好的犊牛，随机分成3组(对照组、试验一组、试验二组)，每组8头，按照牛场正常饲喂方法进行饲养。对照组每吨饲料添加二氧化硒100g，试验一组每吨饲料添加苏氨酸硒80g、试验二组每吨饲料添加苏氨酸硒100g。试验结果见表3。

表3：苏氨酸硒对犊牛生长性能的影响

组别	初重kg	末重kg	增重kg	增重比较％	发病率％
						对照组	36.69±6.77^a	51.22±4.73^a	14.53±2.34^a	100^a	10.59±2.93^a
试验一组	37.05±2.61^a	54.63±5.67^b	17.58±3.19^b	120.9^b	5.7±4.85^b
						试验二组	37.26±4.94^a	55.38±5.86^b	18.12±2.37^b	124.7^b	2.4±6.78^b

从表3可以看出，增重速度从高到低的顺序依次是试验二组、试验一组、对照组，试验组分别比对照组提高24.7％和20.9％，经方差分析，对照组与试验一组、试验二组之间增重差异显著(p＜0.05)，试验组间差异不显著(p＞0.05)；在发病率指标统计上，对照组与试验组也达到显著水平(p＜0.05)，试验组间差异不显著(p＞0.05)。本试验结果表明：在犊牛日粮中添加苏氨酸硒能显著提高生长速度、改善饲料报酬，提高免疫力、减少发病率。

Claims

1.一种苏氨酸硒的制备方法，包括以下步骤：

(1)将二氧化硒与质量浓度为5％～30％的苏氨酸水溶液混合，所述二氧化硒与苏氨酸的摩尔比为(0.9～1.1)∶4，在惰性气体保护下进行反应，反应温度控制在60℃～100℃，反应时调节pH值为4～8，反应0.5～6h后得到反应产物；

(2)将所述反应产物进行真空浓缩直至得到粘稠状的浓缩物，或者用有机溶剂萃取所述反应产物中的水分得到沉淀物，再将所述浓缩物或沉淀物进行干燥、粉碎后，得到苏氨酸硒成品；

所述苏氨酸硒的分子式为[CH₃CH(OH)CH(NH₂)COO]₄Se。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述惰性气体为氮气。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述真空浓缩过程中，将真空度控制在0.05～0.7kgf/cm²，浓缩温度控制在50℃～90℃，浓缩时间为0.5～4h。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的有机溶剂为乙醇、丙醇或丁醇，所述有机溶剂与其萃取的反应产物的体积比为4～12∶1，萃取的时间为2～30min。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述干燥的方法是采用气流瞬间干燥法或闪蒸瞬间干燥法，干燥温度为80℃～160℃。