CN101905025A - 一种肠黏膜屏障保护剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种肠黏膜屏障保护剂的制备方法，它是利用硅胶将丁酸吸附或键合在硅胶表面或孔内，合成的硅胶负载型丁酸和硬脂酸盐搅拌混合后烘干粉碎。由于硅胶具有高表面活性、微孔结构和大比表面积的特点而使之能高效负载丁酸，而且硅胶具有很好的生物相容性和胃肠道粘膜亲和性，对所负载的丁酸具有控缓释作用。另外，硬脂酸盐不仅可以和硅胶负载型丁酸在搅拌混合过程中反应生成丁酸盐，而且对产品具有包膜作用而增加产品的储存稳定性。本发明的肠黏膜屏障保护剂可修复、保护肠上皮细胞，维护肠黏膜正常屏障，维护肠道有益微生物菌系，提高动物的健康水平，提高日增重和饲料转化效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种肠黏膜屏障保护剂的制备方法。
背景技术
畜禽要保证好的生产成绩，健康是其必需的支持平台，而畜禽健康的首要重点是胃肠道健康，畜禽所需要的各种营养物质的唯一获得途径是胃肠道，同时由于胃肠道与外界直接相通，是抵御外界病原感染的最前线同时也是主战场之一，由此不难看出，胃肠道的健康及其功能正常对畜禽生产意义重大。由于畜禽的胃肠道对外是高度开放的，所以外界环境的各种条件以及动物机体自身内环境稳定性发生变化，都会改变肠道的结构完整性和功能正常性。研究动物肠道健康，必须采用多学科合作的方法，从免疫学、微生物学以及营养学等角度加以考虑。微生物菌群的不平衡通常会影响肠道健康，而禁止在饲料中使用抗生素会使其影响程度更加突出。由病原菌引起的任何肠道损伤都会影响肠道健康，进而影响营养物质的利用效率。无明显病变的亚临床感染通常会在经济上造成比急性短期的传染更严重的毁灭性影响，家禽的坏死性肠炎就是一个典型的例子。
近些年来，科研工作者开展了肠道屏障保护技术的研究，现有技术主要分为两类：(1)添加益生素(如乳酸杆菌、芽孢杆菌)，益生元(如甘露寡糖、果寡糖)等维持肠道微生态平衡。(2)添加小肠黏膜损伤修复因子，如谷氨酰胺、表皮生长因子、多胺、L-精氨酸等，修复、保护肠上皮细胞功能。上述技术能在一定程度上缓解“仔猪断奶综合症”，但作用不明显，效果不确切，并且存在着容易失活(益生素)，作用不稳定(益生元)，价格昂贵(谷氨酰胺、核苷酸、表皮生长因子)等问题，在生产中还难于大量推广应用。
丁酸盐，如丁酸钠、丁酸钙、丁酸镁等，已经应用在肠黏膜屏障保护的生产实际中。丁酸盐的生物学功能主要有：(1)维护胃肠道内有益微生物菌丛，丁酸可以抑制大肠杆菌、沙门氏杆菌、梭状芽孢杆菌等的生长，促进乳酸杆菌、双歧杆菌、粪链球菌等的生长。(2)促进胃肠道细胞的增殖和成熟，维持肠道黏膜上皮细胞的正常形态，维护肠黏膜正常的屏障作用。丁酸是一种快速分化细胞的能量源，它可以通过更新中间细胞而刺激受损绒毛膜的修复。结肠内灌注丁酸能促进粘膜生长，表现为粘膜总量、DNA含量和有丝分裂指数的增加。(3)丁酸盐可促进非特异性免疫系统和特异性免疫系统的功能。丁酸可使肠上皮内淋巴细胞数量、表面杯状细胞数目增加，增强IL-8的分泌，同时减少了单核细胞趋化性蛋白的表达。
为使外源添加的丁酸盐能为肠上皮细胞吸收，需将丁酸有选择地在小肠末端、大肠以及盲肠释放，从而产生修复、保护肠上皮细胞，维护肠黏膜正常屏障，维护肠道有益微生物菌系的效果。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种肠黏膜屏障保护剂的制备方法。
肠黏膜屏障保护剂的制备方法包括如下步骤：
1)按硅胶∶丁酸＝1∶1～2的重量比称取硅胶和丁酸；
2)将丁酸稀释为体积百分比为10％～80％的水溶液；
3)于搅拌下将硅胶缓慢加入步骤2)的丁酸水溶液中，持续搅拌，室温反应1～10小时；
4)步骤3)的反应液过滤，得到滤饼；
5)按硅胶∶硬脂酸盐＝1∶0.2～1.0的重量比称取硬脂酸盐，将硬脂酸盐与步骤4)所得的滤饼采用单螺杆混合机或双螺杆混合机搅拌混合0.5～5小时，所得的混合物烘干、粉碎至大于300目，得到肠黏膜屏障保护剂。
所述硅胶的化学结构通式为mSiO2·nH2O。所述硅胶的堆密度0.2～0.5g/ml，粒径10～100μm，比表面积200～800m2/g。所述的硅胶孔容1.0～2.5ml/g，孔径分布8～45nm。所述的硬脂酸盐为硬脂酸钠、硬脂酸钙、硬脂酸钾或硬脂酸镁。
按以下肠黏膜屏障保护剂的添加剂量拌入配合饲料中：断奶仔猪750～2000mg/kg；生长猪500～1000mg/kg；肉鸡500～1500mg/kg；蛋鸡育雏期750～1500mg/kg，犊牛500～1000mg/kg。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是：
1)利用硅胶具有的多孔性能来搭载丁酸，实施方法简便，适宜工业化生产，成本较低；
2)由于硅胶具有高表面活性、微孔结构和大比表面积的特点而使之能高效负载丁酸，而且硅胶具有很好的生物相容性和胃肠道粘膜亲和性，对所负载的丁酸具有控缓释作用；
3)硬脂酸盐不仅可以和硅胶负载型丁酸在搅拌混合过程中反应生成丁酸盐，而且对产品具有包膜作用而增加产品的储存稳定性；
4)本发明所制得的肠黏膜屏障保护剂易于与饲料混合，形成均匀分散系，使用方便；
5)本发明的肠黏膜屏障保护剂可修复、保护肠上皮细胞，维护肠黏膜正常屏障，维护肠道有益微生物菌系，提高动物的健康水平，提高日增重和饲料转化效率。
具体实施方式
肠黏膜屏障保护剂的制备方法包括如下步骤：
1)按硅胶∶丁酸＝1∶1～2的重量比称取硅胶和丁酸；
2)将丁酸稀释为体积百分比为10％～80％的水溶液；
3)于搅拌下将硅胶缓慢加入步骤2)的丁酸水溶液中，持续搅拌，室温反应1～10小时；
4)步骤3)的反应液过滤，得到滤饼；
5)按硅胶∶硬脂酸盐＝1∶0.2～1.0的重量比称取硬脂酸盐，将硬脂酸盐与步骤4)所得的滤饼采用单螺杆混合机或双螺杆混合机搅拌混合0.5～5小时，所得的混合物烘干、粉碎至大于300目，得到肠黏膜屏障保护剂。
所述硅胶的化学结构通式为mSiO2·nH2O。所述硅胶的堆密度0.2～0.5g/ml，粒径10～100μm，比表面积200～800m2/g。所述的硅胶孔容1.0～2.5ml/g，孔径分布8～45nm。所述的硬脂酸盐为硬脂酸钠、硬脂酸钙、硬脂酸钾或硬脂酸镁。
按以下肠黏膜屏障保护剂的添加剂量拌入配合饲料中：断奶仔猪750～2000mg/kg；生长猪500～1000mg/kg；肉鸡500～1500mg/kg；蛋鸡育雏期750～1500mg/kg，犊牛500～1000mg/kg。
本发明结合以下实例作进一步的说明。
实施例1
1)取堆密度0.2g/ml，粒径100μm，比表面积200m2/g，孔容1.0ml/g，孔径8nm的硅胶，按硅胶∶丁酸＝1∶1.2的重量比称取硅胶和丁酸；
2)将丁酸稀释为体积百分比为10％的水溶液；
3)于搅拌下将硅胶缓慢加入步骤2)的丁酸水溶液中，持续搅拌，室温反应0.5小时；
4)步骤3)的反应液过滤，得到滤饼；
5)按硅胶∶硬脂酸钠＝1∶0.2的重量比称取硬脂酸钠，将硬脂酸钠与步骤4)所得的滤饼搅拌混合2小时，所得的混合物烘干、粉碎至大于300目，得到肠黏膜屏障保护剂。
选用120头28±1日龄平均体重为7.65±0.3kg“杜长大”仔猪，按胎次一致、体重相近、公母各半的分组方法，采用随机区组设计共设4组，即对照组：基础日粮组；试验I组：基础日粮组+1g/kg丁酸钠；试验II组：基础日粮+1g/kg本发明的肠黏膜屏障保护剂(丁酸含量为试验I组的50％)；试验III组：基础日粮+2g/kg本发明的肠黏膜屏障保护剂(丁酸含量与试验I组相同)。每组设3个重复，每重复10头仔猪(公母各半)。各组仔猪分别饲喂上述日粮。
与对照组相比，试验组日增重显著升高，分别为4.77％(P＜0.05)、6.03％(P＜0.05)和9.29％(P＜0.05)，其中试验III组与试验I组差异显著(P＜0.05)。试验组间日采食量、料重比差异不显著(P＞0.05)。试验组腹泻率分别下降47.33％(P＜0.05)、50.17％(P＜0.05)和58.15％(P＜0.05)。
与对照组相比，试验组血浆D-乳酸含量分别降低47.36％(P＜0.05)、52.64％(P＜0.05)和67.72％(P＜0.05)。内毒素含量试验组比对照组降低31.12％(P＜0.05)、41.07％(P＜0.05)和86.98％(P＜0.05)，其中试验III组内毒素含量与试验I、II组差异显著(P＜0.05)。试验组间二胺氧化酶含量差异不显著(P＞0.05)，较对照组，分别下降50.11％(P＜0.05)、55.21％(P＜0.05)和64.97％(P＜0.05)。
与对照组相比，试验组空肠内容物菌群数量分别下降3.79％(P＞0.05)、12.48％(P＜0.05)和16.90％(P＜0.05)，其中试验I组与试验II、III组差异显著(P＜0.05)。试验组盲肠内容物菌群数量较对照组分别下降5.12％(P＜0.05)、11.83％(P＜0.05)和14.72％(P＜0.05)，其中试验I组与试验II、III组差异显著(P＜0.05)，试验II组与试验III组差异不显著(P＞0.05)。相比对照组，试验组结肠内容物菌群数量显著下降4.22％(P＜0.05)、11.66％(P＜0.05)和14.58％(P＜0.05)，试验II组与试验III组结肠内容物菌群数量差异不显著(P＞0.05)，但他们与试验I组结肠内容物菌群数量差异显著(P＜0.05)。
与对照组相比，试验组断奶仔猪有绒毛高度增加、隐窝深度下降，黏膜厚度降低。试验III组空肠绒毛高度与试验II差异不显著(P＞0.05)，但与试验I组和对照组差异显著(P＜0.05)；试验III组隐窝深度与其他组差异显著(P＜0.05)；各处理组间绒毛高度/隐窝深度和黏度厚度差异不显著(P＞0.05)。试验I、II组回肠绒毛高度相比对照组差异不显著(P＞0.05)，试验III组差异显著(P＜0.05)；各处理组间回肠隐窝深度、绒毛高度/隐窝深度和黏度厚度差异不显著(P＞0.05)。
实施例2
1)取堆密度0.5g/ml，粒径10μm，比表面积800m2/g，孔容2.0ml/g，孔径45nm的硅胶。按硅胶∶丁酸＝1∶2的重量比称取硅胶和丁酸；
2)将丁酸稀释为体积百分比为80％的水溶液；
3)于搅拌下将硅胶缓慢加入步骤2)的丁酸水溶液中，持续搅拌，室温反应5小时；
4)步骤3)的反应液过滤，得到滤饼；
5)按硅胶∶硬脂酸钙＝1∶1.0的重量比称取硬脂酸钙，将硬脂酸钙与步骤4)所得的滤饼搅拌混合5小时，所得的混合物烘干、粉碎至大于300目，得到肠黏膜屏障保护剂。
选择健康艾维茵商品代公母混合雏240羽，随机分为2组(每组设3个重复，每个重复40羽)，分别饲喂含0和500mg/kg本发明的肠黏膜屏障保护剂的饲粮。在自由采食、饮水和24小时光照条件下，进行了为期49天(1～49日龄)的饲养试验。结果表明，与对照组相比，肉鸡日粮中添加500mg/kg本发明的肠黏膜屏障保护剂使日增重提高了8.45％(P＜0.01)，使料重比降低了7.6％(P＜0.05)；使盲肠中双歧杆菌和乳杆菌分别增加了156％(P＜0.05)和137％(P＜0.05)，使梭菌数下降了98.5％(P＜0.05)；使小肠绒毛高度和绒毛高度/隐窝深度分别提高了15％(P＜0.05)和27％(P＜0.01)。
实施例3
1)取堆密度0.3g/ml，粒径60μm，比表面积400m2/g，孔容2.5ml/g，孔径30nm硅胶。按硅胶∶丁酸＝1∶1.5的重量比称取硅胶和丁酸；
2)将丁酸稀释为体积百分比为30％的水溶液；
3)于搅拌下将硅胶缓慢加入步骤2)的丁酸水溶液中，持续搅拌，室温反应2小时；
4)步骤3)的反应液过滤，得到滤饼；
5)按硅胶∶硬脂酸钾＝1∶0.5的重量比称取硬脂酸盐，将硬脂酸钾与步骤4)所得的滤饼搅拌混合3小时，所得的混合物烘干、粉碎至大于300目，得到肠黏膜屏障保护剂。
将48头体重30kg左右的杜长嘉生长猪按饲养试验要求分成2组，每组设三个重复，每个重复8头，分别饲喂含0和750mg/kg本发明的肠黏膜屏障保护剂的饲粮，自由采食和饮水，预试期7天，正试期45天。饲养试验结束时，禁食(自由饮水)24小时后称重，计算试验猪的日平均采食量、日增重和料重比，饲养试验结束后，从每组选体重相近的6头猪(公母各半)屠宰，无菌采取结肠内容物进行肠道菌群分析，采取十二指肠内容物测定消化酶活性。
结果如下：与对照组相比，生长猪日粮中添加750mg/kg本发明的肠黏膜屏障保护剂使日增重提高了9.5％(P＜0.01)，使料重比降低了6.2％(P＜0.05)；使结肠中双歧杆菌、乳酸杆菌数分别增加了158％(P＜0.01)和185％(P＜0.01)，并使结肠内容物pH值降低了0.40个单位(P＜0.05)，使结肠中大肠杆菌数下降了101％(P＜0.01)，使梭菌数下降了95％(P＜0.01)；使十二指肠内容物中总蛋白水解酶、脂肪酶、淀粉酶活性分别提高了62％(P＜0.05)和38％(P＜0.01)，42％(P＜0.01)。
实施例4
1)取堆密度0.4g/ml，粒径30μm，比表面积500m2/g，孔容1.5ml/g，孔径20nm的硅胶，按硅胶∶丁酸＝1∶1的重量比称取硅胶和丁酸；
2)将丁酸稀释为体积百分比为50％的水溶液；
3)于搅拌下将硅胶缓慢加入步骤2)的丁酸水溶液中，持续搅拌，室温反应1.5小时；
4)步骤3)的反应液过滤，得到滤饼；
5)按硅胶∶硬脂酸盐＝1∶0.8的重量比称取硬脂酸镁，将硬脂酸镁与步骤4)所得的滤饼搅拌混合4小时，所得的混合物烘干、粉碎至大于300目，得到肠黏膜屏障保护剂。
将64头体重8.5kg左右的“杜长大”三元杂交仔猪按饲养试验要求分成2组，每组设3个重复，每个重复8头，分别饲喂含0和1500mg/kg本发明的肠黏膜屏障保护剂的饲粮，自由采食和饮水，试验期50天。记录腹泻情况、耗料量、空腹始重和终重。饲养试验结束后，每组选体重相近6头猪(每个重复2头，公母各半)屠宰，无菌采取结肠内容物，待进行大肠杆菌分析；取0.5cm×0.5cm的中部空肠一段，用0.9％NaCl将其冲洗干净，平铺在滤纸上将液体吸干，尔后浸入甲醛固定液，待光镜分析用。利用德国Leica组织切片设备，制备空肠光镜切片，H.E.染色。利用Leica QWin图象分析仪测量绒毛高度和腺窝深度。
结果如下，在对照日粮中添加1500mg/kg本发明的肠黏膜屏障保护剂使仔猪日增重提高了9.8％(P＜0.01)，料重比下降了7.5％(P＜0.05)；显著降低了仔猪腹泻率，使仔猪平均腹泻率比对照组降低了75％(P＜0.01)；使结肠内容物中大肠杆菌显著下降(P＜0.01)；使空肠绒毛高度和绒毛高度/腺窝深度的比率分别提高了19％(P＜0.05)和28％(P＜0.01)。
Claims (6)
1.一种肠黏膜屏障保护剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1)按硅胶∶丁酸＝1∶1～2的重量比称取硅胶和丁酸；
2)将丁酸稀释为体积百分比为10％～80％的水溶液；
3)于搅拌下将硅胶缓慢加入步骤2)的丁酸水溶液中，持续搅拌，室温反应1～10小时；
4)步骤3)的反应液过滤，得到滤饼；
5)按硅胶∶硬脂酸盐＝1∶0.2～1.0的重量比称取硬脂酸盐，将硬脂酸盐与步骤4)所得的滤饼采用单螺杆混合机或双螺杆混合机搅拌混合0.5～5小时，所得的混合物烘干、粉碎至大于300目，得到肠黏膜屏障保护剂。
2.根据权利要求1所述的一种肠黏膜屏障保护剂的制备方法，其特征在于所述硅胶的化学结构通式为mSiO2·nH2O。
3.根据权利要求1所述的一种肠黏膜屏障保护剂的制备方法，其特征在于所述硅胶的堆密度0.2～0.5g/ml，粒径10～100μm，比表面积200～800m2/g。
4.根据权利要求1所述的一种肠黏膜屏障保护剂的制备方法，其特征在于所述的硅胶孔容1.0～2.5ml/g，孔径分布8～45nm。
5.根据权利要求1所述的一种肠黏膜屏障保护剂的制备方法，其特征在于所述的硬脂酸盐为硬脂酸钠、硬脂酸钙、硬脂酸钾或硬脂酸镁。
6.一种如权利要求1所述方法制备的肠黏膜屏障保护剂的使用方法，其特征在于，按以下肠黏膜屏障保护剂的添加剂量拌入配合饲料中：断奶仔猪750～2000mg/kg；生长猪500～1000mg/kg；肉鸡500～1500mg/kg；蛋鸡育雏期750～1500mg/kg，犊牛500～1000mg/kg。
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