CN101941938A

CN101941938A - 色氨酸螯合物及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN101941938A
Application number: CN201010265042XA
Authority: CN
Inventors: 黄逸强
Original assignee: Changsha Xingjia Biological Engineering Co Ltd
Current assignee: Changsha Xingjia Biological Engineering Co Ltd
Priority date: 2010-08-27
Filing date: 2010-08-27
Publication date: 2011-01-12

Abstract

本发明公开了一种色氨酸螯合物及其制备方法和应用，该色氨酸螯合物的分子结构式如下所示，其分子结构式中的M为Cu²⁺、Mn²⁺、Fe²⁺或Zn²⁺。本发明的制备方法是：将色氨酸和含金属离子的金属盐或氧化物按(1～3)∶1的摩尔比混合反应，反应温度为40℃～85℃，反应所需引发水的添加量按15～75μl/每克反应物计，反应时间为0.5～2h，反应完成后将该产物洗涤、干燥、粉碎后，得到成品。本发明的色氨酸螯合物可作为动物饲料添加剂进行应用，其有利于促进动物生长、提高抗病能力、增加动物产量。

Description

色氨酸螯合物及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及氨基酸螯合物及其制备方法和应用，具体涉及一种氨基酸微量元素系列螯合物及其制备方法和应用。

背景技术

色氨酸是植物体内生长素生物合成的重要前体物质，其结构与生长素相似，在高等植物中普遍存在。色氨酸是畜、禽、鱼类生长的必需氨基酸之一，是继蛋氨酸和赖氨酸之后饲料中所添加的第三大氨基酸。色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；对泌乳期牛、猪泌乳具有促进作用；促进动物食欲、提高采食量；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，可抵抗应激症；提高动物抗病能力；可促进养殖水产动物的成长、减少碰撞和细菌感染、降低死亡等。在玉米-豆粕型日粮中，色氨酸常常是第二或第三限制性氨基酸，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。

微量元素是动物维持生命和生产产品必不可少的营养素之一，在动物体内不能合成，而且饲料原料中含量少，不能满足动物需要，必须由外界进行额外添加。虽然饲料中的添加量少，但它们直接或间接地参与机体几乎所有生理和生化过程，与动物生长和健康密切相关。

氨基酸微量元素螯合物是由氨基酸或短肽物质与微量元素通过化学方法螯合而成的一种新型饲料添加剂，金属离子与氨基酸螯合有利于金属离子的吸收和利用，因为金属离子可以借助氨基酸顺利转运到机体的所有区域。氨基酸微量元素螯合物现广泛应用于农艺领域和动物技术领域，具有改善金属离子在体内的吸收和利用，防止微量元素形成不溶性物质，同时还具有一定的杀菌和改善机体免疫功能的作用，对提高畜禽生产性能和抗应激能力等都具有重要意义，是一种新型、高效的绿色饲料添加剂。然而，现有的氨基酸微量元素螯合物有其各自的特点和侧重功效，且现有技术中并未出现将色氨酸与微量金属元素进行螯合的饲料产品，但动物饲料领域客观上需要更加多样化的饲料产品以适应不同的动物生长状况和生长环境。

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，提供一种能够有效补充色氨酸和微量元素的色氨酸螯合物，还提供一种操作简单、原料来源广泛、成本低、收率高、工艺周期短的色氨酸螯合物的制备方法，还提供一种有利于促进动物生长、提高抗病能力、增加动物产量的色氨酸螯合物的应用。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种色氨酸螯合物，所述色氨酸螯合物的分子结构式为：

以上分子结构式中的M代表金属离子，所述金属离子为Cu²⁺、Mn²⁺、Fe²⁺或Zn²⁺。

上述的色氨酸系列螯合物是一种新型的动物饲料营养强化剂，该产品不仅具有色氨酸的作用，还能够起到补充铜、铁、锰、锌等微量元素的作用。

作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述的色氨酸螯合物的制备方法，包括以下步骤：首先，将所述色氨酸和含所述金属离子的金属盐或金属氧化物按(1～3)∶1的摩尔比混合进行反应，反应温度为40℃～85℃，反应所需引发水的添加量按每克反应物添加15μl～75μl计，反应所需的时间为0.5h～2h，反应完成后得到反应产物；将该反应产物用有机溶剂进行洗涤，再进行干燥、粉碎后，得到色氨酸螯合物成品。

上述的色氨酸螯合物的制备方法中，所述金属盐优选为硫酸盐，所述金属氧化物优选为氧化锌。

本发明制备工艺的原料易得，杂质易控，产品品控有保障，通过本发明的技术合成工艺条件生产的色氨酸系列螯合物产品，反应完全后立即洗涤，由于没有浓缩结晶或者萃取的过程，因此缩短了反应时间，简化了制备工艺，降低了生产成本；当原料的摩尔比控制在本发明制备工艺的范围内时，产品收率可达90％以上。

作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述的色氨酸螯合物在动物饲料中作为微量元素饲料添加剂的应用。

上述的应用中，所述动物饲料优选是指猪饲料、家禽饲料、水产动物饲料或反刍动物饲料。

作为对上述应用的进一步改进，所述色氨酸螯合物在猪饲料中作为微量元素饲料添加剂进行应用时，每吨猪的全价料中所述色氨酸铜、色氨酸锰、色氨酸亚铁、色氨酸锌的添加量分别优选为200g～400g、100g～200g、200g～400g和200g～300g。按照该优选的应用方式使用后发现，其可防止猪下痢，提高肥育猪的增重，改善饲料效率，提高抗应激能力与免疫力，延长种猪的繁殖使用寿命。

作为对上述应用的进一步改进，所述色氨酸螯合物在家禽饲料中作为微量元素饲料添加剂进行应用时，每吨家禽的全价料中所述色氨酸铜、色氨酸锰、色氨酸亚铁、色氨酸锌的添加量分别优选为100g～200g、300g～400g、200g～300g和150g～400g。按照该优选的应用方式使用后发现，其可提高肉禽的生长速度，提高采食量，降低料肉比，并可增强羽毛光泽度、提高家禽的应激能力，降低家禽死亡率。

作为对上述应用的进一步改进，所述色氨酸螯合物在水产动物饲料中作为微量元素饲料添加剂进行应用时，每吨水产动物的全价料中所述色氨酸铜、色氨酸锰、色氨酸亚铁、色氨酸锌的添加量分别优选为100g～300g、100g～200g、200g～300g和200g～300g。按照该优选的应用方式使用后发现，其可促进水产动物生长，增强水产动物的免疫力。降低其发病率与死亡率，减少碰撞，防止动物体表损伤，抑制细菌感染，提高肉质。

作为对上述应用的进一步改进，在所述反刍动物饲料中作为微量元素饲料添加剂进行应用的色氨酸螯合物优选包括色氨酸铜或色氨酸锌，每吨反刍动物的全价料中所述色氨酸铜、色氨酸锌的添加量分别优选为300g～600g和300g～1000g。按照该优选的应用方式使用后发现，其可促进泌乳、提高产奶量，减少体细胞数及乳房感染，对乳汁其他成分无影响。

本发明的色氨酸系列螯合物可作为动物饲料中一种新型的微量元素饲料添加剂，具有生产工艺简单、产品质量稳定、添加水平低、用量少、适口性好、生物学效价高、提高动物生长性能等优点，既可以满足动物对微量元素的需求，又能为动物提供必须氨基酸——色氨酸的营养。

具体实施方式

实施例1：

一种本发明的色氨酸亚铁螯合物，该色氨酸亚铁螯合物的分子结构式为：

以上分子结构式中的M表示Fe²⁺。

本实施例的色氨酸亚铁螯合物的制备方法，包括以下步骤：首先，将色氨酸和硫酸亚铁按1∶1的摩尔比混合进行反应，反应温度为85℃，反应所需引发水的添加量按每克反应物添加20μl计，反应所需的时间为1.5h，反应完成后得到反应产物；将该反应产物用有机溶剂进行洗涤，再进行干燥、粉碎后，得到色氨酸亚铁螯合物成品。用XRD衍射图谱和红外光谱可定性产品为色氨酸亚铁螯合物。

用本实施例的色氨酸亚铁进行断奶仔猪的饲养试验。选用90头28日龄断奶杜长大仔猪，随机分为对照组和两个试验组，每组3个重复，每个重复10头猪，其中试验一组添加色氨酸亚铁200g(如无特别说明，以下添加量均按每吨全价料中的添加量计算)、试验二组添加色氨酸亚铁400g，对照组添加硫酸亚铁400g。试验结果见下表1。

表1：色氨酸亚铁对断奶仔猪生产性能及健康状况的影响

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)。

上表1的试验结果表明：试验组与对照组间生长速度(平均日增重表征)差异显著(p＜0.05)；在平均始重及平均日采食量指标上，各组间差异不显著(p＞0.05)，但在平均日增重、料肉比、腹泻率及死亡率指标上差异达到显著水平(p＜0.05)；随着色氨酸亚铁添加量的提高，其增重有提高趋势、料肉比有下降趋势，并表现出良好的防腹泻及降低死亡率的效果，试验组间生产性能(生长速度和料肉比)的差异亦达到显著水平(p＜0.05)。

实施例2：

一种本发明的色氨酸锰螯合物，该色氨酸锰螯合物的分子结构式为：

以上分子结构式中的M表示Mn²⁺。

本实施例的色氨酸锰螯合物的制备方法，包括以下步骤：首先，将色氨酸和硫酸锰按2∶1的摩尔比混合进行反应，反应温度为60℃，反应所需引发水的添加量按每克反应物添加45μl计，反应所需的时间为2h，反应完成后得到反应产物；将该反应产物用有机溶剂进行洗涤，再进行干燥、粉碎后，得到色氨酸锰螯合物成品。用XRD衍射图谱和红外光谱可定性产品为色氨酸锰螯合物。

用本实施例的色氨酸锰进行肉鸡饲养试验。选取360羽同一批孵化的艾维茵肉仔鸡随机分为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)，其中试验一组添加色氨酸锰300g、试验二组添加色氨酸锰400g，对照组添加硫酸锰400g。试验结果见下表2。

表2：色氨酸锰对肉鸡生产性能的影响

组别	1日龄体重kg	21日龄体重kg	采食量g/d	料重比	成活率％
						对照组	0.04±0.15^a	0.34±1.04^a	14.75±0.61^a	1.83±0.33^a	93.67±2.18^a
试验一组	0.04±0.10^a	0.46±1.25^b	15.73±0.66^b	1.79±0.46^b	99.77±0.75^b
						试验二组	0.04±0.12^a	0.52±1.64^b	15.90±0.49^b	1.74±0.51^b	100.00^b

上表2的试验结果表明：各组21日龄体重、采食量、料重比、成活率均以添加色氨酸锰的效果较好，其中以添加400g色氨酸锰的效果最好，添加300g色氨酸锰的试验组次之，试验组较对照组表现均有优势，试验组与对照组差异达到显著水平(p＜0.05)。从本试验结果看，色氨酸锰对肉鸡生长速度、料重比和采食量具有一定的提高和改善，亦能显著提高肉仔鸡的成活率。

实施例3：

一种本发明的色氨酸铜螯合物，该色氨酸铜螯合物的分子结构式为：

以上分子结构式中的M表示Cu²⁺。

本实施例的色氨酸铜螯合物的制备方法，包括以下步骤：首先，将色氨酸和硫酸铜按3∶1的摩尔比混合进行反应，反应温度为55℃，反应所需引发水的添加量按每克反应物添加55μl计，反应所需的时间为1h，反应完成后得到反应产物；将该反应产物用有机溶剂进行洗涤，再进行干燥、粉碎后，得到色氨酸铜螯合物成品。用XRD衍射图谱和红外光谱可定性产品为色氨酸铜螯合物。

用本实施例的色氨酸铜进行水产动物饲养试验。选用品种一致、出生日龄接近的健康无病1日龄军曹鱼360尾，随机分为3个组(两个试验组和一个对照组)，每组3个重复，每个重复40尾；其中试验一组添加色氨酸铜100g，试验二组添加色氨酸铜300g，对照组添加硫酸铜300g。试验结果见下表3。

表3：色氨酸铜对军曹鱼生产性能及健康状况的影响

组别	初始体重g	结束体重g	日增重g	饵料系数	存活率％
						对照组	9.25±0.58^a	121.84±1.98^a	5.18±0.65^a	1.78±3.11^a	91.14±0.16^a
试验一组	9.29±0.41^a	128.01±1.87^b	5.84±0.61^b	1.70±3.15^b	99.81±0.18^b
						试验二组	9.27±0.72^a	132.56±1.46^c	6.2±0.82^b	1.68±3.23^b	100.00^b

上表3的试验结果表明：各组初始体重无差异(p＞0.05)；试验组结束体重与对照组差异显著(p＜0.05)，且试验组间差异亦显著(p＜0.05)；从日增重、饵料系数及存活率指标上看，与结束体重有相同的表现，即试验组与对照组差异显著(p＜0.05)，但试验组间差异不显著(p＞0.05)。以上结果说明，水产动物饲料中添加色氨酸铜能够促进军曹鱼生长、降低饵料系数、提高存活率。

实施例4：

一种本发明的色氨酸锌螯合物，该色氨酸锌螯合物的分子结构式为：

以上分子结构式中的M表示Zn²⁺。

本实施例的色氨酸锌螯合物的制备方法，包括以下步骤：首先，将色氨酸和硫酸锌按1∶1的摩尔比混合进行反应，反应温度为70℃，反应所需引发水的添加量按每克反应物添加70μl计，反应所需的时间为1.5h，反应完成后得到反应产物；将该反应产物用有机溶剂进行洗涤，再进行干燥、粉碎后，得到色氨酸锌螯合物成品。用XRD衍射图谱和红外光谱可定性产品为色氨酸锌螯合物。

用本实施例的色氨酸锌进行奶牛饲养试验。选择24头处于泌乳前期的健康中国荷斯坦奶牛，随机分为3个组(两个试验组和一个对照组)，每组8头；其中试验一组每吨饲料添加色氨酸锌300g，试验二组每吨饲料添加色氨酸锌1000g，对照组每吨饲料添加硫酸锌1000g。试验结果见下表4。

表4：色氨酸锌对荷斯坦奶牛生产性能及健康状况的影响

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

从上表4可以看出，试验组的平均日产奶量与对照组相比，差异达到显著水平(p＜0.05)，但试验组间差异不显著(p＞0.05)；在乳脂率、乳蛋白率、乳糖率指标上各组间无显著性差异(p＞0.05)；在体细胞数及乳房炎发病率指标上，试验组与对照组亦达到显著水平(p＜0.05)。本试验结果表明：在奶牛日粮中添加色氨酸锌能显著提高奶牛产奶量，但对乳汁成分并无影响，且能有效降低体细胞数量及乳房炎的发病率。

Claims

1.一种色氨酸螯合物，其特征在于，所述色氨酸螯合物的分子结构式为：

2.一种如权利要求1所述的色氨酸螯合物的制备方法，包括以下步骤：首先，将所述色氨酸和含所述金属离子的金属盐或金属氧化物按(1～3)∶1的摩尔比混合进行反应，反应温度为40℃～85℃，反应所需引发水的添加量按每克反应物添加15μl～75μl计，反应所需的时间为0.5h～2h，反应完成后得到反应产物；将该反应产物用有机溶剂进行洗涤，再进行干燥、粉碎后，得到色氨酸螯合物成品。

3.根据权利要求2所述的色氨酸螯合物的制备方法，其特征在于：所述金属盐为硫酸盐；所述金属氧化物为氧化锌。

4.一种如权利要求1所述的色氨酸螯合物在动物饲料中作为微量元素饲料添加剂的应用。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：所述动物饲料是指猪饲料、家禽饲料、水产动物饲料或反刍动物饲料。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：所述色氨酸螯合物在猪饲料中作为微量元素饲料添加剂进行应用时，每吨猪的全价料中所述色氨酸铜、色氨酸锰、色氨酸亚铁、色氨酸锌的添加量分别为200g～400g、100g～200g、200g～400g和200g～300g。

7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：所述色氨酸螯合物在家禽饲料中作为微量元素饲料添加剂进行应用时，每吨家禽的全价料中所述色氨酸铜、色氨酸锰、色氨酸亚铁、色氨酸锌的添加量分别为100g～200g、300g～400g、200g～300g和150g～400g。

8.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：所述色氨酸螯合物在水产动物饲料中作为微量元素饲料添加剂进行应用时，每吨水产动物的全价料中所述色氨酸铜、色氨酸锰、色氨酸亚铁、色氨酸锌的添加量分别为100g～300g、100g～200g、200g～300g和200g～300g。

9.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：在所述反刍动物饲料中作为微量元素饲料添加剂进行应用的色氨酸螯合物包括色氨酸铜或色氨酸锌，每吨反刍动物的全价料中所述色氨酸铜、色氨酸锌的添加量分别为300g～600g和300g～1000g。