CN101696175A

CN101696175A - 苏氨酸镍及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN101696175A
Application number: CN200910044676A
Authority: CN
Inventors: 黄逸强
Original assignee: Changsha Xingjia Tianhua Agricultural Development Co Ltd
Current assignee: Changsha Xingjia Biological Engineering Co Ltd
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2010-04-21
Anticipated expiration: 2029-10-30
Also published as: CN101696175B

Abstract

本发明公开了一种名称为苏氨酸镍的苏氨酸螯合物，其分子结构式表现为[(C₄H₉NO₃)₂Ni]SO₄NiSO₄·XH₂O，其中X的取值为0～12。该苏氨酸镍是将硫酸镍或者硫酸镍的结晶水合物与苏氨酸水溶液混合进行反应后得到。该苏氨酸镍可作为动物饲料添加剂进行应用，该应用方法简单、操作方便，饲养猪、家禽及反刍动物后都取得了非常明显的饲喂效果。

Description

苏氨酸镍及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于饲料添加剂领域，尤其涉及一种苏氨酸螯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。

微量元素镍参与核酸和蛋白质的代谢；也能刺激或抑制不同激素的释放；镍同多数微量元素一样能影响许多酶的活性；动物缺镍时所造成的超微结构变化，表明镍在膜结构及功能上起某种作用，镍比钙更能牢固地附着于膜上。现有的镍源饲料添加剂主要是无机镍盐，其添加量大、吸收利用率低、动物不能有效吸收利用，造成排放量大、对环境造成严重的污染。

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，提供一种新的饲料添加剂苏氨酸镍，还提供一种工艺简单、生产成本低、操作安全、不污染环境且产物品质优良的苏氨酸镍的制备方法，并提出了苏氨酸镍在动物饲料添加剂中的应用，该应用方法简单、操作方便，饲养猪、家禽及反刍动物后都取得了非常明显的饲喂效果。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种名称为苏氨酸镍的苏氨酸螯合物，其特征在于，所述苏氨酸镍的分子式为：[(C₄H₉NO₃)₂Ni]SO₄NiSO₄·XH₂O，其中X的取值为0～12，分子结构式为：

[CH₃-CH(OH)-CH(NH₃)-COO-Ni-OOC-CH(NH₃)-CH(OH)-CH₃]SO₄NiSO₄·XH₂O。

上述的苏氨酸镍为深绿色粉末，难溶于水，其在动物体内能以胞饮形式吸收的。

本发明提供一种上述苏氨酸镍的制备方法，该制备方法是将硫酸镍或者硫酸镍的结晶水合物与苏氨酸水溶液混合进行反应，得到苏氨酸镍。以硫酸镍作为反应原料是考虑到其为现在市面上广泛销售的镍盐产品，来源广泛，成本较低，效果较好。

上述制备方法的反应式为：

2C₄H₉NO₃+2NiSO₄·6H₂O＝[(C₄H₉NO₃)₂Ni]SO₄NiSO₄+12H₂O。

2C₄H₉NO₃+2NiSO₄＝[(C₄H₉NO₃)₂Ni]SO₄NiSO₄

上述的制备方法中，所述硫酸镍或者硫酸镍的结晶水合物与所述苏氨酸的摩尔比优选为(0.8～1.1)∶1；所述苏氨酸水溶液的质量浓度优选为15％～25％。该优选的摩尔比更有利于使反应完全，提高产品收率。优选的甘氨酸水溶液浓度在节能降耗的基础上，更有利于甘氨酸的溶解，使反应完全。

上述的制备方法中，所述反应的温度优选控制在40℃～100℃。

上述的制备方法中，建议对上述反应的反应产物进行一定的后续处理，以得到可应用的苏氨酸镍成品，所述后续处理优选包括以下操作：将所述反应产物蒸干后冷却结晶，再进行干燥、粉碎。所述蒸干过程的温度优选控制在90℃～95℃，所述干燥时的温度优选控制在100℃±5℃。经上述后续处理后能得到纯度更高、粒度更均匀、更方便于苏氨酸镍应用于饲料添加剂领域的苏氨酸镍粉末成品。

本发明还提供一种上述苏氨酸镍作为动物饲料添加剂的应用。本发明的苏氨酸镍在动物体内会以氨基酸胞饮形式进行吸收，不仅能补充动物所需的苏氨酸，还能大大提高镍和其它微量元素的吸收利用率，充分并同时满足动物对苏氨酸及微量元素镍的需要，具有多重营养功效。

上述的应用中，当所述苏氨酸镍用作猪的饲料添加剂时，苏氨酸镍的添加量为每吨全价料中添加10g～25g；当所述苏氨酸镍用作家禽的饲料添加剂时，苏氨酸镍的添加量为每吨全价料中添加5g～10g；当所述苏氨酸镍用作反刍动物的饲料添加剂时，苏氨酸镍的添加量为每吨全价料中添加10g～15g。

上述的应用中，所述苏氨酸镍作为猪饲料添加剂时可优选用于饲喂仔猪、肥育猪或繁殖母猪，其中，在饲养仔猪时苏氨酸镍的添加量为每吨全价料中添加10g～20g，在饲养肥育猪时苏氨酸镍的添加量为每吨全价料中添加10g～15g，在饲养繁殖母猪时苏氨酸镍的添加量为每吨全价料中添加15g～25g。

用上述方法饲养仔猪，可提高仔猪的初生重、成活率、生长速度及断奶窝重；用上述方法饲养肥育猪，可提高肥育猪的生长速度，提高饲料效率；用上述方法饲养繁殖母猪，可降低母猪所产仔猪的死亡率，有效延长种母猪的利用年限。用上述方法饲养家禽后，可使家禽生长速度提高、料肉比下降。用上述方法饲养反刍动物后，能提高反刍动物的生长速度，有效缓解生长缓慢的发生，降低死亡率。

上述苏氨酸镍用作动物饲料添加剂时，优选以固体形式添加，因为以固体粉末形式添加将使饲料中的其它成份不会因为吸潮而氧化，不影响到饲料其他成分的保持有效。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明提供了一种新的饲料添加剂苏氨酸镍，其是由苏氨酸与镍合成的苏氨酸镍螯合物，该产品可以氨基酸形式被动物体吸收，能有效降低无机镍盐的不利影响，本发明的苏氨酸镍不仅能大大提高镍的吸收利用率，还能提高其它微量元素的吸收，并能同时补充苏氨酸，具有多重营养功效。对此本发明还提供了苏氨酸镍的制备方法，本发明的制备方法工艺路线简洁，生产成本低，操作简单安全，不污染环境，产品纯度高且品质优良，符合饲料卫生各项指标的要求。本发明还提供了苏氨酸镍在动物饲料添加剂中的应用，该应用方法简单，操作方便，饲养猪、家禽及反刍动物后都取得了非常明显的饲喂效果。

具体实施方式

实施例1：

本实施例通过将硫酸镍或者硫酸镍的结晶水合物与苏氨酸水溶液混合反应，在反应温度为40℃～100℃的条件下，反应1.5h～3.5h即得到反应产物。

通过化学反应的基本原理和规律，我们可以初步确定所述反应产物可能为一种新的苏氨酸螯合物——苏氨酸镍；通过对上述反应后的反应产物进行镍、苏氨酸含量的分析，以及常规的红外分析和X衍射的结构分析，进一步证实反应产物即为本发明的苏氨酸镍。

其中，硫酸镍或者硫酸镍的结晶水合物与苏氨酸的摩尔比为(0.8～1.1)∶1、苏氨酸水溶液的质量浓度为15％～25％时，反应完全，原料利用充分，制备的苏氨酸镍纯度高、杂质少，效果更好。

将得到的反应产物苏氨酸镍在90℃～95℃下蒸干后冷却结晶，再于100℃±5℃温度下干燥，然后粉碎，得到了苏氨酸镍成品粉末。

上述方法制备得到的苏氨酸镍的分子式为[(C₄H₉NO₃)₂Ni]SO₄NiSO₄，成品为深绿色粉末，难溶于水。

将上述制备得到的苏氨酸镍成品粉末分别用作仔猪、肥育猪、繁殖母猪、家禽、反刍动物的饲料添加剂，其中，苏氨酸镍的添加量分别为每吨全价料中添加10g～20g、10g～15g、15g～25g、5g～10g、10g～15g，饲喂后动物的生长、发育、抗病情况均较好，且成本下降。

以下通过具体条件下的实施例对本发明作进一步描述：

实施例2：

本实施例2通过以下反应步骤制备本发明的苏氨酸镍：量取100mL水倒入到250mL反应杯中，开启搅拌装置，常温下投入23.8g苏氨酸到反应杯中，加热到50℃后(使物料全部溶解)再向其中投入52.6g六水硫酸镍，在60℃温度下恒温反应2.5小时，并将反应产物在90℃温度下蒸干后入盘结晶，送至烘房干燥，干燥温度控制在100℃，最后粉碎制备得到成品。通过对上述反应后的成品进行镍、苏氨酸含量的分析，以及常规的红外分析和X衍射的结构分析，证实反应产物即为本发明的苏氨酸镍，该成品的分子式为：

[CH₃-CH(OH)-CH(NH₃)-COO-Ni-OOC-CH(NH₃)-CH(OH)-CH₃]SO₄NiSO₄。

实施例3：

本实施例3通过以下反应步骤制备本发明的苏氨酸镍：取1250kg水倒入到反应釜中，开启搅拌装置，常温下投入297.5kg苏氨酸到反应釜中，加热到55℃后再向其中投入650.5kg六水硫酸镍，在90℃下恒温反应3小时，并将反应产物于95℃温度下蒸干后入盘结晶，送至烘房干燥，干燥温度控制在105℃，最后粉碎制备得到苏氨酸镍成品。通过对上述反应后的成品进行镍、苏氨酸含量的分析，以及常规的红外分析和X衍射的结构分析，证实反应产物即为本发明的苏氨酸镍，该成品的分子式为：

[CH₃-CH(OH)-CH(NH₃)-COO-Ni-OOC-CH(NH₃)-CH(OH)-CH₃]SO₄NiSO₄。

实施例4：

本实施例4通过以下反应步骤制备本发明的苏氨酸镍：取1250kg水倒入到反应釜中，开启搅拌装置，常温下投入297.5kg苏氨酸到反应釜中，升温使物料全部溶解，再向其中投入385kg无水硫酸镍，在75℃下恒温反应3小时，并将反应产物在95℃下蒸干后入盘结晶，送至烘房干燥，干燥温度控制在97℃，最后粉碎制备得到成品。通过对上述反应后的成品进行镍、苏氨酸含量的分析，以及常规的红外分析和X衍射的结构分析，证实反应产物即为本发明的苏氨酸镍，该成品的分子式为：

[CH₃-CH(OH)-CH(NH₃)-COO-Ni-OOC-CH(NH₃)-CH(OH)-CH₃]SO₄NiSO₄。

实施例5：

本发明的苏氨酸镍作为仔猪饲料添加剂的应用。

用实施例2制得的苏氨酸镍进行断奶仔猪饲养试验。选择健康、生长发育正常的28日龄(断奶日龄21d)、体重相近的三元杂交断奶仔猪(杜×长×大)180头，根据胎次、体重、公母比例相近的原则分为3组(两个试验组、一个对照组)，每组6个重复，每个重复10头猪，试验一组添加苏氨酸镍10g(如无特别说明，以下的添加量均是指每吨全价料中的添加量)，试验二组添加苏氨酸镍20g；对照组添加硫酸镍20g，试验结果见下表1。

表1：苏氨酸镍对断奶仔猪生产性能的影响对照

组别	初始体重kg	平均日增重g	日采食量g	饲料转化率(FCR)
组别	初始体重kg	平均日增重g	日采食量g	饲料转化率(FCR)	对照组	9.50±0.98^a	431.48±20.49^a	845.10±42.61^a	1.96±0.12^a
试验一组	9.61±0.81^a	467.22±63.50^b	832.28±57.99^a	1.78±0.15^b	对照组	9.50±0.98^a	431.48±20.49^a	845.10±42.61^a	1.96±0.12^a
试验一组	9.61±0.81^a	467.22±63.50^b	832.28±57.99^a	1.78±0.15^b	试验二组	9.57±0.87^a	480.21±37.90^b	839.76±59.64^a	1.75±0.14^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)。

上述表1的试验结果表明：试验一、二组的平均日增重均高于对照组，差异达到显著水平(p＜0.05)，说明在断奶仔猪日粮中添加苏氨酸镍对提高其增重有明显效果；试验一、二组的采食量较对照组而言有所降低，但差异不显著(p＞0.05)，说明苏氨酸镍替代硫酸镍在日粮中使用对饲料的适口性影响不显著；试验一、二组的饲料转化率均优于对照组，差异达到显著水平(p＜0.05)，说明添加苏氨酸镍后能提高断奶仔猪生长速度、降低饲料转化率。

实施例6：

本发明的苏氨酸镍作为家禽饲料添加剂的应用。

用实施例3制得的苏氨酸镍进行肉仔鸡饲养试验。选取同一批孵化的1日龄AA肉仔鸡360羽随机分为3组(两个试验组和一个对照组)，每组4个重复，每个重复30羽(公母各半)。试验一组添加苏氨酸镍5g，试验二组添加苏氨酸镍10g，对照组添加硫酸镍10g，试验结果见下表2。

表2：苏氨酸镍对肉仔鸡生产性能的影响对照

组别	1日龄重g	日增重g/d	日采食量g/d	料重比
组别	1日龄重g	日增重g/d	日采食量g/d	料重比	对照组	39.09±0.11^a	44.86±2.56^a	90.69±5.40^a	2.02^a
试验一组	39.08±0.09^a	51.47±2.29^b	95.64±3.91^b	1.86^b	对照组	39.09±0.11^a	44.86±2.56^a	90.69±5.40^a	2.02^a
试验一组	39.08±0.09^a	51.47±2.29^b	95.64±3.91^b	1.86^b	试验二组	39.11±0.13^a	52.39±2.01^b	96.54±2.77^b	1.84^b

上述表2的试验结果表明：饲料中添加苏氨酸镍后有提高AA肉仔鸡日增重、提高其日采食量和降低料重比的趋势，且试验一、二组与对照组在上述指标上表现出显著性的差异(p＜0.05)。

实施例7：

本发明的苏氨酸镍作为反刍动物饲料添加剂的应用。

用实施例4制得的苏氨酸镍进行奶牛饲养试验。选择体重、胎次、产犊日期、泌乳量接近的健康无病泌乳前期荷斯坦奶牛36头，随机分为3个组(两个试验组和一个对照组)，每组12头；试验一组添加苏氨酸镍10g，试验二组添加苏氨酸镍15g，对照组添加硫酸镍15g，试验结果见下表3。

表3：苏氨酸镍对奶牛生产性能的影响对照

组别	日产奶量kg	乳脂率％	乳蛋白率％	乳糖率％	乳干物质率％
组别	日产奶量kg	乳脂率％	乳蛋白率％	乳糖率％	乳干物质率％	对照组	18.92±1.27^a	3.51±0.19^a	3.26±0.15^a	4.37±0.13^a	11.61±0.00^a
试验一组	22.98±1.43^b	3.64±0.17^a	3.30±0.04^a	4.36±0.12^a	11.88±0.14^a	对照组	18.92±1.27^a	3.51±0.19^a	3.26±0.15^a	4.37±0.13^a	11.61±0.00^a
试验一组	22.98±1.43^b	3.64±0.17^a	3.30±0.04^a	4.36±0.12^a	11.88±0.14^a	试验二组	23.74±1.14^b	3.66±0.21^a	3.22±0.15^a	4.34±0.15^a	11.73±0.19^a

上述表3的试验结果表明：试验一、二组的平均日产奶量为23.36kg，对照组日产奶量为18.92kg，提高将近23.47％，差异显著(p＜0.05)，但试验组间差异不显著(p＞0.05)；但在乳脂率、乳蛋白率、乳糖率、乳干物质率指标上，各组间无显著性差异(p＞0.05)。以上结果说明在奶牛日粮中添加苏氨酸镍能够提高产奶量，但对奶牛乳成分无影响。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种名称为苏氨酸镍的苏氨酸螯合物，其特征在于，所述苏氨酸镍的分子式为：[CH₃-CH(OH)-CH(NH₃)-COO-Ni-OOC-CH(NH₃)-CH(OH)-CH₃]SO₄NiSO₄·XH₂O，其中X的取值为0～12。

2.一种苏氨酸镍的制备方法，其特征在于：将硫酸镍或者硫酸镍的结晶水合物与苏氨酸水溶液混合进行反应，得到苏氨酸镍。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述硫酸镍或者硫酸镍的结晶水合物与所述苏氨酸的摩尔比为(0.8～1.1)∶1；所述苏氨酸水溶液的质量浓度为15％～25％。

4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于：所述反应的温度控制在40℃～100℃。

5.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述苏氨酸镍是对所述反应后的反应产物进行后续处理后得到，所述后续处理是指：将所述反应产物蒸干后冷却结晶，再进行干燥、粉碎。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述蒸干过程的温度控制在90℃～95℃，所述干燥时的温度控制在100℃±5℃。

7.一种如权利要求1所述的或者如权利要求2制备的苏氨酸镍作为动物饲料添加剂的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：当所述苏氨酸镍用作猪的饲料添加剂时，苏氨酸镍的添加量为每吨全价料中添加10g～25g；当所述苏氨酸镍用作家禽的饲料添加剂时，苏氨酸镍的添加量为每吨全价料中添加5g～10g；当所述苏氨酸镍用作反刍动物的饲料添加剂时，苏氨酸镍的添加量为每吨全价料中添加10g～15g。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述猪包括仔猪、肥育猪或繁殖母猪，其中，在饲养仔猪时苏氨酸镍的添加量为每吨全价料中添加10g～20g，在饲养肥育猪时苏氨酸镍的添加量为每吨全价料中添加10g～15g，在饲养繁殖母猪时苏氨酸镍的添加量为每吨全价料中添加15g～25g。

10.根据权利要求7或8或9所述的应用，其特征在于：所述苏氨酸镍是以固体粉末形式添加。