CN103250880B - 一种海藻糖—蒙脱石纳米复合物作为饲料添加剂的新应用 - Google Patents
一种海藻糖—蒙脱石纳米复合物作为饲料添加剂的新应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于饲料添加剂应用技术领域，尤其涉及一种纳米复合物作为饲料添加剂的新应用。本发明提供海藻糖—蒙脱石纳米复合物作为饲料添加剂的新应用，优选为在饲料中添加1～2g/kg。海藻糖—蒙脱石纳米复合物具有杀灭肠道有害菌、保护肠黏膜、促进动物生长的积极效果，能够替代饲料添加剂常用的抗生素—金霉素。本发明所提供的海藻糖—蒙脱石纳米复合物作为饲料添加剂的新应用，具有安全、绿色、环保的特点。通过本发明的应用，可有效缓解抗生素在养殖业中广泛应用的弊端，能够生产出符合国际标准的安全的动物产品。
Description
技术领域
本发明属于饲料添加剂应用技术领域，尤其涉及一种纳米复合物作为饲料添加剂的新应用。
背景技术
饲料添加剂是指在饲料生产加工、使用过程中添加的少量或微量物质，在饲料中用量很少但作用显著。饲料添加剂是现代饲料工业必然使用的原料，对强化基础饲料营养价值，提高动物生产性能，保证动物健康，节省饲料成本，改善畜产品品质等方面有明显的效果。
常用饲料添加剂包括维生素类、氨基酸类、抗生素类等几类物质。海藻糖作为一种安全、可靠的天然糖类，由于具有对多种生物活性物质的非特异性保护作用，在科学界素有“生命之糖”的美誉，广泛用于制药、食品、化妆品等行业，近年也逐渐作为动物饲料添加剂的一种，例如中国专利（2009100811354）所公开的海藻糖在作为动物饲料添加剂中的应用。蒙脱石作为一种硅酸盐粘土矿物，由于特殊的晶体结构和化学性能，在造纸、机械、医药、化妆品、纳米材料等行业应用较为广泛，作为动物饲料添加剂也有一定的历史，例如中国专利（2012102141363）公布的一种含蒙脱石肉鸡1—21日龄配合饲料及其制备方法。抗生素类添加剂由于在养殖业中的长期使用，已造成细菌抗药性、耐药基因转移、动物产品中药物残留等种种不良后果，已直接或间接威胁到人类健康。因此抗生素添加剂已被越来越多的国家禁止使用，作为抗生素替代产品的安全无害的新型抗菌材料的研发日益受到重视。
随着新型复合材料技术的发展，纳米复合材料特殊的物理、化学、生物特性引起人们的关注，其抗菌特性更是在纺织、化工、航天、生物、医药等领域得到了较为广泛的应用，这也为畜牧业发展提供了新的机遇，为利用纳米技术寻找饲料用抗生素替代品提供了一种新可能。
对于海藻糖和蒙脱石作为饲料添加剂已有较多研究，而海藻糖—蒙脱石纳米复合物作为一种新型纳米复合材料，尚无有关研究报道。
发明内容
本发明提供一种海藻糖—蒙脱石纳米复合物作为饲料添加剂的新应用。
本发明的技术方案如下。
海藻糖—蒙脱石纳米复合物作为饲料添加剂的新应用。
所述海藻糖—蒙脱石纳米复合物作为饲料添加剂的新应用，优选为在饲料中添加1～2g/kg海藻糖—蒙脱石纳米复合物。
本发明针对抗生素在养殖业中广泛应用的现状及存在的种种弊端，所提供的海藻糖—蒙脱石纳米复合物作为饲料添加剂的新应用，能够替代饲料添加剂常用的抗生素—金霉素，具有安全、绿色、环保的特点。海藻糖—蒙脱石纳米复合物可有效杀灭肠道有害菌、保护肠黏膜、促进动物生长，将其作为饲料添加剂，可生产出符合国际标准的安全的动物产品，同时本发明也为新型纳米复合抗菌材料的研制提供了新思路、新方法。
附图说明
图1：蒙脱石、海藻糖和海藻糖－蒙脱石纳米复合物对大肠杆菌的杀菌曲线；
图2：蒙脱石、海藻糖和海藻糖－蒙脱石纳米复合物对金黄色葡萄球菌的杀菌曲线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步解释说明。
实施例1：海藻糖－蒙脱石纳米复合物的抗菌性能实验
本实验对蒙脱石（M）、海藻糖（T）、海藻糖—蒙脱石纳米复合物（TMNC）对常见的影响动物生长的革兰氏阴性菌大肠杆菌（Escherichia. coli，菌种来源：美国典型菌种保藏中心，编号：ATCC25922）和革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌（Staphyloccocus aureus，菌种来源：美国典型菌种保藏中心，编号：ATCC25923）的MIC（最小抑菌浓度）和MBC（最小杀菌浓度）进行了研究。
本实验采用试管肉汤二倍稀释法。
实验结果如下表所示。
通过上表可知，蒙脱石对两种细菌均无抑菌和杀菌作用，海藻糖有弱的抗菌性能，而海藻糖—蒙脱石纳米复合物表现出了较强的抗菌性能。
对海藻糖—蒙脱石纳米复合物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈进行研究，结果如下表所示。
| 细菌传代数 | 大肠杆菌（mm） | 金黄色葡萄球菌（mm） |
| 第2代 | 7.472±0.02 | 8.423±0.01 |
| 第5代 | 7.477±0.02 | 8.425±0.04 |
| 第10代 | 7.478±0.01 | 8.437±0.01 |
| 第15代 | 7.481±0.02 | 8.434±0.02 |
| 第20代 | 7.485±0.01 | 8.386±0.03 |
| 第30代 | 7.479±0.03 | 8.408±0.02 |
通过上表可知，海藻糖—蒙脱石纳米复合物对这两种细菌具有稳定的抑菌和杀菌作用，这两种细菌未表现出耐药性。
对蒙脱石、海藻糖和海藻糖—蒙脱石纳米复合物的杀菌动力学进行了研究。本实验采用改良的振荡瓶法。结果如附图所示。
图1表明，蒙脱石对大肠杆菌无抗菌活性，而海藻糖—蒙脱石纳米复合物的杀菌活性明显强于海藻糖，128μg/ml的海藻糖蒙脱石纳米复合物在30min内能杀死80%以上的大肠杆菌，作用30 min 时对大肠杆菌的杀菌率为81.23%，作用60 min 时大肠杆菌的杀菌率为99.93%，在6h内对大肠杆菌的杀菌率可达100%。
图2同样表明蒙脱石对金黄色葡萄球菌无抗菌活性，而海藻糖—蒙脱石纳米复合物的杀菌活性明显强于海藻糖，128μg/ml的海藻糖蒙脱石纳米复合物在30min内能杀死90%以上的金黄色葡萄球菌，作用30 min 时对金黄色葡萄球菌杀菌率为90.59%，作用60 min 时金黄色葡萄球菌杀菌率为99.98%，在6h内对金黄色葡萄球菌的杀菌率可达100%。
综述所述，海藻糖—蒙脱石纳米复合物表现出了较好的抗菌性能，能够作为饲用抗生素的替代品。
实施例2：海藻糖—蒙脱石纳米复合物作为饲用抗菌添加剂的肉鸡试验
将海藻糖—蒙脱石纳米复合物作为肉鸡饲料用抗菌添加剂与现有抗生素添加剂金霉素进行对比研究，研究结果如下。
在肉鸡体重和饲料转化效率研究方面，实验结果如下表所示。
| 处理 | 体重/g | 体重/g | 体重/g | 料重比 | 料重比 |
| 1 d | 21 d | 42 d | 1-21 d | 1-42 d | |
| 对照组 | 46.1±0.9 | 644.5±21.6a | 1805.6±70.2a | 1.57±0.08a | 1.96±0.07a |
| 对照组+1g/kg TMNC | 46.3±1.1 | 680.7±20.8bc | 1882.4±51.6cd | 1.49±0.07cd | 1.84±0.06cd |
| 对照组+2g/kg TMNC | 46.2±1.0 | 693.2±19.4c | 1903.5±62.7d | 1.48±0.05d | 1.82±0.05d |
| 对照组+金霉素 | 46.3±0.8 | 675.1±26.5bc | 1864.7±53.4bc | 1.51±0.06bc | 1.92±0.06ab |
注：表中肩注中字母仅是实验时分组记录所用，无特殊含义，但同一列肩注中，当肩注中出现两个不同小写字母时表示差异显著(P<0.05)，出现相同小写字母或未标注肩注表示差异不显著(P>0.05)。
通过上表可以发现，不论在21日龄还是在42日龄，与对照组相比，海藻糖—蒙脱石纳米复合物组(1g/kg和2g/kg)和金霉素组肉鸡的体重增加显著(P<0.05)，2g/kg海藻糖—蒙脱石纳米复合物组体增重显著高于金霉素组(P<0.05)；21日龄时，海藻糖—蒙脱石纳米复合物组(1 g/kg和2 g/kg)和金霉素组的料重比显著低于对照组(P<0.05)，2g/kg海藻糖—蒙脱石纳米复合物组的料重比显著低于金霉素组(P<0.05)；42日龄时，海藻糖—蒙脱石纳米复合物组(1 g/kg和2 g/kg)的料重比显著低于对照组和金霉素组(P<0.05)，对照组和金霉素组之间差异不显著(P>0.05)。
在对肉鸡饲料养分表观消化率研究方面，实验结果如下表所示。
| 处理 | 干物质 | 粗蛋白 | 粗脂肪 | 粗纤维 | 粗灰分 | 钙 | 磷 |
| 对照组 | 73.92±2.69a | 63.49±3.66a | 70.67±3.83a | 22.47±2.21 | 32.54±3.43 | 58.33±4.06 | 46.95±4.71 |
| 对照组+1g/kg TMNC | 76.28±1.57b | 66.85±3.70b | 75.14±2.36b | 22.85±1.50 | 35.47±2.30 | 61.32±4.31 | 49.40±2.93 |
| 对照组+2g/kg TMNC | 77.76±3.21b | 67.81±3.05b | 75.79±3.34b | 23.97±2.50 | 35.76±3.49 | 62.91±2.96 | 50.06±4.41 |
| 对照组+金霉素 | 75.46±3.58ab | 65.41±3.48ab | 70.54±3.29a | 22.85±3.62 | 34.76±3.89 | 62.93±3.85 | 49.77±4.02 |
注：表中肩注中字母仅是实验时分组记录所用，无特殊含义，但同一列肩注中，当肩注中出现两个不同小写字母时表示差异显著(P<0.05)，出现相同小写字母或未标注肩注表示差异不显著(P>0.05)。
通过上表可以发现，与对照组相比，海藻糖—蒙脱石纳米复合物组干物质、粗蛋白和粗脂肪的表观消化率提高显著(P<0.05)，而粗灰分、钙和磷的表观消化率也有上升的趋势(P>0.05)。各处理组间粗纤维、粗灰分、钙和磷的表观消化率无明显差异(P>0.05)。
在42日龄肉鸡小肠、盲肠菌群数研究方面，实验结果如下表所示。
42日龄肉鸡小肠菌群计数结果
| 处理 | 总需氧菌 | 总厌氧菌 | 乳酸杆菌 | 双歧杆菌 | 大肠杆菌 | 沙门氏菌 | 产气荚膜梭菌 |
| 对照组 | 7.15±0.65 | 8.06±0.55 | 8.03±0.68 | 8.32±0.67 | 6.79±0.71ab | 3.41±0.83b | 4.87±0.83b |
| 对照组+1g/kg TMNC | 6.99±0.51 | 7.86±0.53 | 8.32±0.75 | 8.27±0.59 | 6.48±0.46ab | 2.65±0.49a | 4.05±0.57a |
| 对照组+2g/kg TMNC | 6.85±0.66 | 8.13±0.64 | 8.63±0.84 | 8.39±0.73 | 6.20±0.57a | 2.69±0.67a | 3.94±0.53a |
| 对照组+金霉素 | 7.08±0.72 | 8.12±0.58 | 8.56±0.73 | 8.37±0.71 | 6.22±0.53a | 3.04±0.75ab | 4.12±0.64a |
注：表中肩注中字母仅是实验时分组记录所用，无特殊含义，但同一列肩注中，当肩注中出现两个不同小写字母时表示差异显著(P<0.05)，出现相同小写字母或未标注肩注表示差异不显著(P>0.05)。
42日龄肉鸡盲肠菌群计数结果
| 处理 | 总需氧菌 | 总厌氧菌 | 乳酸杆菌 | 双歧杆菌 | 大肠杆菌 | 沙门氏菌 | 产气荚膜梭菌 |
| 对照组 | 8.04±0.58 | 9.59±0.68 | 8.53±0.84 | 9.51±0.67 | 7.89±0.78 | 3.59±0.82b | 5.48±0.72 |
| 对照组+1g/kg TMNC | 7.76±0.53 | 9.63±0.54 | 8.79±0.79 | 9.54±0.73 | 7.51±0.73 | 3.17±0.71ab | 5.03±0.58 |
| 对照组+2g/kg TMNC | 7.69±0.72 | 9.76±0.81 | 9.11±0.80 | 9.63±0.75 | 7.34±0.75 | 3.12±0.76a | 4.91±0.63 |
| 对照组+金霉素 | 8.12±0.61 | 9.72±0.73 | 8.68±0.65 | 9.39±0.58 | 7.91±0.64 | 3.45±0.69ab | 5.37±0.85 |
注：表中肩注中字母仅是实验时分组记录所用，无特殊含义，但同一列肩注中，当肩注中出现两个不同小写字母时表示差异显著(P<0.05)，出现相同小写字母或未标注肩注表示差异不显著(P>0.05)。
通过上表的研究可以表明，42日龄时，海藻糖－蒙脱石纳米复合物组小肠沙门氏菌数显著低于对照组(P<0.05)；海藻糖－蒙脱石纳米复合物组和金霉素组小肠产气荚膜梭菌数显著低于对照组(P<0.05)。在盲肠中，2g/kg 海藻糖－蒙脱石纳米复合物组沙门氏菌数明显低于对照组(P<0.05)。1～2g/kg海藻糖－蒙脱石纳米复合物对总需氧菌、总厌氧菌、乳酸杆菌、双歧杆菌数无明显影响(P>0.05)。
综合上述结果，表明：在肉鸡饲料中添加1～2g/kg海藻糖－蒙脱石纳米复合物，能提高饲料干物质、粗蛋白、粗脂肪等养分的表观消化率，具有明显地促生长和改善饲料利用效率的作用；能降低肠道大肠杆菌、沙门氏菌和产气荚膜梭菌数，但对总需氧菌、总厌氧菌、乳酸杆菌、双歧杆菌数无明显影响。
通过与添加金霉素对照组的对比表明，在肉鸡饲料中添加1～2g/kg海藻糖－蒙脱石纳米复合物作为饲用抗生素添加剂金霉素替代品，能抑制肠道病原菌的生长与繁殖、改善肠道内部环境达到促肉鸡生长和改善饲料利用效率的作用，具有积极有益的效果。
实施例3：海藻糖—蒙脱石纳米复合物作为饲用抗菌添加剂的仔猪试验
以下所述仔猪均是断奶阶段仔猪。
将海藻糖—蒙脱石纳米复合物作为仔猪饲料用抗菌添加剂与现有抗生素添加剂金霉素进行对比研究，研究结果如下。
在仔猪体重和饲料转化效率研究方面，实验结果如下表所示。
| 处理 | 平均日增重/g | 平均日采食量/g | 料重比 |
| 对照组 | 415.49±12.55c | 854.92±57.54 | 2.06±0.12a |
| 对照组+1g/kg TMNC | 481.21±16.70ab | 814.25±70.51 | 1.69±0.08c |
| 对照组+2g/kg TMNC | 546.66±13.32a | 861.15±65.42 | 1.58±0.11d |
| 对照组+金霉素 | 469.35±18.69b | 836.49±72.26 | 1.78±0.07b |
注：表中肩注中字母仅是实验时分组记录所用，无特殊含义，但同一列肩注中，当肩注中出现两个不同小写字母时表示差异显著(P<0.05)，出现相同小写字母或未标注肩注表示差异不显著(P>0.05)。
通过上表可以发现，与对照组相比，海藻糖—蒙脱石纳米复合物组(1 g/kg和2 g/kg)和金霉素组仔猪的平均日增重增加显著(P<0.05)，料重比显著降低(P<0.05)； 海藻糖—蒙脱石纳米复合物组(1 g/kg和2 g/kg) 仔猪的料重比显著低于金霉素组(P<0.05)，平均日增重2 g/kg 海藻糖—蒙脱石纳米复合物组显著高于金霉素组(P<0.05)；各处理组间的平均日采食量未见显著性差异 (P>0.05)。
在小肠菌群、盲肠菌群数研究方面，实验结果如下表所示。
仔猪小肠菌群计数结果
| 处理 | 双歧杆菌 | 乳酸菌 | 大肠杆菌 | 沙门氏菌 |
| 对照组 | 7.15±0.29a | 7.24±0.26a | 5.67±0.27a | 5.43±0.22a |
| 对照组+1g/kg TMNC | 7.13±0.47a | 7.26±0.27a | 4.59±0.18b | 4.53±0.17bc |
| 对照组+2g/kg TMNC | 7.29±0.23a | 7.33±0.21a | 4.05±0.29c | 4.01±0.16c |
| 对照组+金霉素 | 6.87±0.22b | 6.89±0.17b | 4.93±0.21b | 4.61±0.24b |
注：表中肩注中字母仅是实验时分组记录所用，无特殊含义，但同一列肩注中，当肩注中出现两个不同小写字母时表示差异显著(P<0.05)，出现相同小写字母或未标注肩注表示差异不显著(P>0.05)。
仔猪盲肠菌群计数结果
| 处理 | 双歧杆菌 | 乳酸菌 | 大肠杆菌 | 沙门氏菌 |
| 对照组 | 8.03±0.17a | 8.22±0.21a | 6.13±0.27a | 5.87±0.28a |
| 对照组+1g/kg TMNC | 8.07±0.23a | 8.26±0.18a | 5.34±0.20c | 4.90±0.16bc |
| 对照组+2g/kg TMNC | 8.24±0.29a | 8.31±0.26a | 5.01±0.24d | 4.55±0.26c |
| 对照组+金霉素 | 7.62±0.21b | 7.84±0.20b | 5.87±0.28ab | 5.63±0.21a |
注：表中肩注中字母仅是实验时分组记录所用，无特殊含义，但同一列肩注中，当肩注中出现两个不同小写字母时表示差异显著(P<0.05)，出现相同小写字母或未标注肩注表示差异不显著(P>0.05)。
上表表明， 在小肠中，海藻糖—蒙脱石纳米复合物组和金霉素组大肠杆菌和沙门氏菌数显著低于对照组(P<0.05)，2 g/kg 海藻糖—蒙脱石纳米复合物组两种菌显著低于金霉素组(P<0.05)；双歧杆菌和乳酸菌海藻糖—蒙脱石纳米复合物组和对照组未见显著性差异 (P>0.05)，但显著高于金霉素组 (P<0.05)。在盲肠中，海藻糖—蒙脱石纳米复合物组大肠杆菌和沙门氏菌数显著低于对照组和金霉素组(P<0.05)，对照组和金霉素组之间差异不显著(P>0.05)；双歧杆菌和乳酸菌海藻糖—蒙脱石纳米复合物组和对照组未见显著性差异 (P>0.05)，但显著高于金霉素组 (P<0.05)。
综合上述结果，表明：在断奶阶段仔猪饲料中添加1～2g/kg海藻糖－蒙脱石纳米复合物，能明显促进仔猪的生长、改善饲料利用效率、降低肠道大肠杆菌和沙门氏菌数，但对乳酸杆菌和双歧杆菌数无明显影响。说明海藻糖－蒙脱石纳米复合物能通过抑制肠道病原菌的生长与繁殖、改善肠道内部环境达到促仔猪生长和改善饲料利用效率的作用。
综合上述实施例，本发明所提供一种海藻糖—蒙脱石纳米复合物的新用途，可用于饲料添加剂替代饲用金霉素，具有积极有益的效果，符合生态化、绿色养殖的特点，能够生产出不使用抗生素的优质的动物产品，满足人类食品需要。在本发明理念、本发明基础上的改进，例如将海藻糖—蒙脱石纳米复合物和金霉素混合使用，均在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.海藻糖—蒙脱石纳米复合物在制备饲料添加剂中的应用，其特征在于，在动物饲料中添加1～2g/kg海藻糖—蒙脱石纳米复合物替代抗生素添加剂；所述动物饲料为鸡饲料或仔猪饲料。
2.如权利要求1所述海藻糖—蒙脱石纳米复合物在制备饲料添加剂中的应用，其特征在于：所述抗生素为金霉素。
3.如权利要求1所述海藻糖—蒙脱石纳米复合物在制备饲料添加剂中的应用，其特征在于：在鸡饲料中按2g/kg添加海藻糖—蒙脱石纳米复合物。
4.如权利要求1所述海藻糖—蒙脱石纳米复合物在制备饲料添加剂中的应用，其特征在于：在仔猪饲料中按2g/kg添加海藻糖—蒙脱石纳米复合物。
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