CN104041676A

CN104041676A - 一种沸石丁酸粉剂及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN104041676A
Application number: CN201410289212.6A
Authority: CN
Inventors: 王恬; 吴亚男; 周岩民; 张莉莉
Original assignee: Nanjing Agricultural University
Current assignee: Nanjing Agricultural University
Priority date: 2014-06-25
Filing date: 2014-06-25
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2034-06-25
Also published as: CN104041676B

Abstract

本发明公开了一种沸石丁酸粉剂及其制备方法和应用。一种沸石丁酸粉剂，该沸石粉剂由96～99wt％沸石和1～4wt％丁酸组成；可通过以下方法制备得到：按重量百分数将1～7mol/L丁酸溶液89wt％～94wt％和活化后的沸石6wt％～11wt％混合后，置于磁力搅拌器中加热搅拌2～5小时、静置、洗涤、过滤，将分离得到的固体物料进行干燥，干燥后的物料进行粉碎至颗粒细度≤0.1毫米，即制得沸石丁酸粉剂。该粉剂解决了丁酸的挥发性与奶酪酸败样气味，防止其在动物肠道前段被分解吸收等弊端，在饲料中添加0.5％～2％沸石丁酸粉剂即可提高肉鸡生产性能，促进肠道生长发育，具有改善抗氧化功能、调节胃肠道微生态和保护肠道形态的作用。

Description

一种沸石丁酸粉剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于饲料源活性物质领域，具体涉及一种沸石丁酸粉剂及其制备方法和应用。

背景技术

肠道是动物最大的消化器官和免疫器官，肠道的健康和完整性对动物生产性能潜力的发挥和健康尤为重要。但肠道易受吞食进入的有机物及有毒物质损害，从而损伤机体的保护屏障，影响动物对饲料的正常消化吸收，严重者会导致细菌的易位和肠功能障碍。长期以来，在生产中控制饲料和环境污染主要依靠使用抗生素。抗生素作为抑菌和抗菌效果显著的一种药物，自从人们发现它对动物的促生长作用以来，一直被广泛应用到畜禽饲料中，来平衡肠道微生物菌群，提高生产性能，抑制肠道特异性致病菌，提高机体免疫力。然而，抗生素自使用以来，一直倍受争议，因为它的残留和耐药性，让人们为此更为担心；此外，抗生素的滥用还可导致肠道微生态紊乱以及继发性的免疫抑制。近年来，有关抗生素替代品在防治动物疾病的研究很多，主要有中草药或其提取物、寡糖、有机酸、益生菌等。

饲料中添加酸化剂能提高饲料的酸度、降低饲料的缓冲能力，同时具有杀菌、抑菌、防止饲料霉变的作用。能够促进动物消化道微生物区系结构的优化和平衡、降低胃肠道pH值，提高消化酶活性及饲料养分的利用率、提供抗应激能源，提高抗应激和免疫能力、促进肠内细胞的增值，抑制肿瘤细胞生长、改善日粮适口性、防腐作用。还可促进铁、铜等微量元素的吸收和利用，减轻其对环境的污染。乙酸、丙酸和丁酸这3种有机酸一起被认为是最主要的3种短链脂肪酸(Short Chain Fatty Acids,SCFAs)，其在维持结肠正常生理方面起到非常重要的作用，而且它们是结肠中发酵产生的重要产物。丁酸又被认为是结肠重要的能量来源，是细胞增殖的控制因素。丁酸对在不同病理状态下的小肠，如结肠瘤的形成、溃疡性大肠炎、大肠炎的转移及结肠损伤等都有有益影响，其还可在肠吸收不良的情况下，与其他SCFAs协同补充肠外的营养。丁酸作为一种有机酸，除具有与抗生素相类似的抗菌及抗肿瘤等功能外，还具有调节机体物质代谢、促进肠道组织发育、改善机体免疫功能、调节肠道微生物及电解质平衡等作用。并作为防腐剂、防霉剂和酸度调节剂被先后列入到了我国颁布的《饲料添加剂品种目录(2008)》与《饲料添加剂品种目录(2013)》中。

丁酸具有挥发性、具有特殊的奶酪酸败样气味，目前饲料中应用的丁酸多为丁酸盐(丁酸钠或丁酸钾)、丁酸甘油酯等形式。该种形式的丁酸会在肠道前段被迅速分解吸收，难以到达肠道后段，这大大降低了肠道的保护功效。为了解决其在肠道前段被分解吸收不能达到后段肠道的问题，目前主要采用包膜技术对丁酸钠进行控释，但这种方法工艺复杂，成本高昂。

沸石是一种由硅氧四面体(SiO₄)和铝氧四面体(AlO₄)所组成的硅铝酸盐化合物，它的结构呈骨架状，其内部孔道和空穴中存在大量流动性较强的阳离子，水和/或小分子化合物。我国也蕴含着丰富的沸石矿藏，自1972年在浙江缙云第一次发现沸石矿后，目前，全国已发现矿床400多处，主要集中在沿海地区，且储量大，品质好。沸石具有吸附性、离子变换性、离子选择性、催化性、多成分性以及很高的活性和抗毒性。

丁酸作为一种有机酸，除了具有有机酸化剂所共有的促进动物消化道微生物区系结构的优化和平衡、降低胃肠道pH值，提高消化酶活性及饲料养分的利用率、提供抗应激能源，提高抗应激和免疫能力、促进肠内细胞的增值，抑制肿瘤细胞生长、改善日粮适口性、防腐作用的作用效果之外，还能够为动物肠道细胞，尤其是盲肠和结肠细胞，提供快速能量来源。由于猪奶干物质中含有超过3.8％的丁酸盐，凭着本能、幼畜断奶后对含有母源性物质具有强烈的依存性和趋向性，丁酸可以作为一种诱食剂。短链脂肪酸(SFCA)及肠道自身分泌的胆汁、肠液、肽类物质及各种酶类(如：胰蛋白酶、溶菌酶等)，他们不仅调节机体的代谢，而且可以降低局部微环境的pH，抑制致病菌的生长和繁殖，阻止了有害菌黏附于肠上皮细胞，促进了肠道的蠕动，有利于毒素及致病菌的及时排出体外，是肠道屏障的重要组成部分。丁酸具有挥发性、具有特殊的奶酪酸败样气味，目前饲料中应用的丁酸多为丁酸盐(丁酸钠或丁酸钾)、丁酸甘油酯等形式。该种形式的丁酸会在肠道前段被迅速分解吸收，导致难以有有效量的丁酸到达肠道后段，这大大降低了肠道的保护功效。为了解决其在肠道前段被分解吸收不能达到后段肠道的问题，目前主要采用包膜技术对丁酸钠进行控释，但这种方法工艺复杂，成本高昂。

发明内容

针对丁酸在生产中应用的局限性和弥补市场相关产品的空白，本发明的目的在于提供一种以沸石为载体的沸石丁酸粉剂。

本发明的另一目的在于提供沸石丁酸粉剂的制备方法。

本发明的又一目的在于提供沸石丁酸粉剂的应用。

本发明的技术方案可以通过以下技术方案实现：

一种沸石丁酸粉剂，该沸石粉剂由96～99wt％沸石和1～4wt％丁酸组成；所述的沸石丁酸粉剂通过以下方法制备得到：按重量百分数将1～7mol/L丁酸溶液89wt％～94wt％和活化后的沸石6wt％～11wt％混合后，置于磁力搅拌器中加热搅拌、静置、洗涤、过滤，将分离得到的固体物料在90～105℃下进行干燥，干燥后的固体物料进行粉碎至颗粒细度≤0.1毫米，即制得沸石丁酸粉剂。

所述的沸石丁酸粉剂中，优选将沸石在300～500℃茂福炉中活化2～4小时得到所述的活化后的沸石。

所述的沸石丁酸粉剂中，所述的沸石中斜发沸石的含量不低于55％，优选为所述的沸石中斜发沸石的质量百分含量不低于80％。

所述的沸石丁酸粉剂中，所述加热搅拌的搅拌转速为100～200转/分，温度为40～80℃，加热搅拌时间为2～5小时。

本发明所述的沸石丁酸粉剂的制备方法，包含以下步骤：按重量百分数将1～7mol/L丁酸溶液89wt％～94wt％和活化后的沸石6wt％～11wt％混合后，置于磁力搅拌器中加热搅拌2～5小时、静置、洗涤、过滤，将分离得到的固体物料在90～105℃下进行干燥，干燥后的固体物料进行粉碎至颗粒细度≤0.1毫米，即制得沸石丁酸粉剂。

其中，将沸石在300～500℃茂福炉中活化2～4小时得到所述的活化后的沸石。

所述的沸石中斜发沸石的含量不低于55％，优选为所述的沸石中斜发沸石的质量百分含量不低于80％。

所述加热搅拌的搅拌转速为100～200转/分，温度为40～80℃，加热搅拌时间为2～5小时，优选3～4小时。

本发明所述的沸石丁酸粉剂在在制备动物饲料中的应用。

一种动物饲料，在常规饲料中添加0％～3％本发明所述的沸石丁酸粉剂，优选在常规饲料中添加0.5％～2％本发明所述的沸石丁酸粉剂。

本发明的有益效果为：

1、本发明根据畜禽(猪、鸡、鸭)的生理特点、沸石的理化性质、丁酸的生物学功能，采用平衡震荡的方法，将特定量的丁酸吸附固定在活化的沸石的内部孔道和空穴中，摸索了沸石吸附丁酸的最佳条件，提供了一种制备沸石丁酸粉剂的制备方法。

2、本发明将沸石和丁酸的生物学作用相结合，利用沸石的承载、吸附和缓释作用，使得丁酸在整个肠道中得到缓释，克服了现有丁酸常规制剂在动物肠道中吸收不均匀，以及丁酸具有特殊的奶酪酸败样气味的缺陷，提高丁酸的利用效率；同时由于本发明制剂原料价廉易得，制备方法简单，克服了现有的丁酸缓释或控释制剂工艺复杂，成本高昂的不足。本发明沸石丁酸粉剂可直接添加到动物饲料中，可有效的降低料重比、提高肉鸡消化性能和促进肉鸡肠道发育。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述，但本发明不受其限制：

实施例1

称取一定量的沸石(沸石中斜发沸石含量为86％)在350℃茂福炉中活化3小时，然后置于恒温器中待用。

配制4mol/L丁酸溶液，将沸石和丁酸按照1:14的比例(4mol/L丁酸溶液的百分比为93.3％，沸石的百分含量为6.67％)混合置于磁力搅拌器中加热搅拌(温度控制在60℃左右)，转速为120转/分，加热搅拌时间为4小时。反应结束后静置、用蒸馏水洗去未加载的酸离子，过滤溶液直至滤液呈中性。将分离得到的固体物料在90～105℃下进行干燥，干燥后的固体物料输入磨粉机中进行磨粉，磨粉后的颗粒细度≤0.074毫米得沸石丁酸粉剂。使用ZRY-2P型综合热分析仪器对沸石和沸石丁酸粉剂进行差热分析表征热行为，根据质量损失算得沸石中丁酸含量为3.8％。

实施例2沸石丁酸粉剂的动物试验

为了验证缓释型丁酸在肉鸡生产中的应用效果，将按实施例2方法制备的沸石丁酸粉剂进行肉鸡饲养试验。将同一品种的288只AA肉鸡随机分为6组，每组6重复，每重复8只鸡：第一组为对照组，饲喂基础日粮；第二组在基础日粮的基础上添加0.05％丁酸钠，第三组在基础日粮的基础上添加1％斜发沸石，第四到第六组分别在基础日粮的基础上添加0.5％、1％、2％的沸石丁酸粉剂，试验期为21d。试验前对鸡舍进行全面的清洗、消毒。定时饲喂饲料，每天两次。试验中观察鸡群的精神状态，记录试验鸡每天的采食量。分别于1、21d称重，以各重复为单位计算不同生长阶段鸡的体增重(BWG)、采食量(FI)及料重比(F/G)。21d时从每个处理中随机选择8只鸡，称重屠宰后，迅速剖开腹腔，取出脾脏、法氏囊、腺胃、胰腺。取出肠道挤空食糜，对其各段肠道进行称重和测量，记录重量和长度。免疫器官指数(g/kg)＝器官重量(g)/活重(kg)。十二指肠长：从肌胃底部至十二指肠的升袢处的距离。空肠长：从十二指肠的升袢处至卵黄囊憩室的距离。回肠长：从卵黄囊憩室至回盲直结合部的距离。盲肠长：从回盲直结合部至盲肠远侧部(尖部)的距离。

试验结果表明：和对照组相比，日粮中添加0.05％丁酸钠、1％斜发沸石和0.05％沸石丁酸粉剂和1％沸石丁酸粉剂平均日采食量差异不显著(P>0.05)；和其他组相比，添加2％沸石丁酸粉剂能够显著提高平均日采食量(P＜0.05)。和对照组相比，日粮中添加0.05％丁酸钠、0.5％、1％和2％沸石丁酸粉剂能够显著提高21d肉鸡体增重(P＜0.05)。和对照组、丁酸钠组和斜发沸石组相比，日粮中添加0.5％、1％和2％的沸石丁酸粉剂能够显著降低料重比(P＜0.05)。表明日粮中添加沸石丁酸粉剂能够提高肉鸡体增重、降低料重比，效果优于斜发沸石组和丁酸钠组。

和对照组相比，日粮中添加0.5％、1％和2％的沸石丁酸粉剂能够显著增加肉鸡胸腺指数(P＜0.05)；和其余各组相比，日粮中添加1％斜发沸石显著降低胸腺指数(P＜0.05)。和对照组相比，各组之间脾脏指数差异不显著(P>0.05)。和对照组相比，添加0.05％丁酸钠和0.5％、1％和2％沸石丁酸粉剂能够显著增加法氏囊指数(P＜0.05)，且和添加0.05％丁酸钠相比，添加0.5％、1％和2％沸石丁酸粉剂能够显著增加法氏囊指数(P＜0.05)。和对照组相比，添加0.05％丁酸钠、1％斜发沸石和0.5％、1％沸石丁酸粉剂能够显著增加胰腺指数(P＜0.05)，和丁酸钠组和斜发沸石组相比，添加0.5％、1％沸石丁酸粉剂能够显著增加胰腺指数(P＜0.05)。由此可见在肉鸡日粮中添加不同剂量的沸石丁酸粉剂均能不同程度提高机体的免疫功能及消化功能，效果优于斜发沸石组和丁酸钠组。

和对照组相比，添加0.05％丁酸钠、1％斜发沸石和0.5％、1％、2％沸石丁酸粉剂能够显著增加十二指肠、空肠长度(P＜0.05)，和丁酸钠组和斜发沸石组相比，添加0.5％、1％沸石丁酸粉剂能够显著增加十二指肠长度(P＜0.05)，和丁酸钠组和斜发沸石组相比，添加0.5％、1％和2％沸石丁酸粉剂能够显著增加空肠长度(P＜0.05)。和对照组相比，添加1％斜发沸石和0.5％、1％、2％沸石丁酸粉剂能够显著增加回肠长度(P＜0.05)。由此可见肉鸡日粮中添加不同沸石丁酸粉剂均能不同程度能够提高机体肠道发育，且效果优于斜发沸石组和丁酸钠组。

表1不同浓度沸石丁酸粉剂对肉鸡生产性能的影响

注：同行数据不同小写字母表示差异显著(P＜0.05)，相同小写字母表示差异不显著(P＞0.05)。

表2不同浓度沸石丁酸粉剂对肉鸡器官指数的影响(g/kg)

表3不同浓度沸石丁酸粉剂对肉鸡肠道发育的影响(cm)

Claims

1.一种沸石丁酸粉剂，其特征在于该沸石粉剂由96～99wt％沸石和1～4wt％丁酸组成；所述的沸石丁酸粉剂通过以下方法制备得到：按重量百分数将1～7mol/L丁酸溶液89wt％～94wt％和活化后的沸石6wt％～11wt％混合后，置于磁力搅拌器中加热搅拌、静置、洗涤、过滤，将分离得到的固体物料在90～105℃下进行干燥，干燥后的固体物料进行粉碎至颗粒细度≤0.1毫米，即制得沸石丁酸粉剂。

2.根据权利要求1所述的沸石丁酸粉剂，其特征在于将沸石在300～500℃茂福炉中活化2～4小时得到所述的活化后的沸石。

3.根据权利要求1或2所述的沸石丁酸粉剂，其特征在于所述的沸石中斜发沸石的含量不低于55％，优选为所述的沸石中斜发沸石的质量百分含量不低于80％。

4.根据权利要求1所述的沸石丁酸粉剂，其特征在于所述加热搅拌的搅拌转速为100～200转/分，温度为40～80℃，加热搅拌时间为2～5小时。

5.权利要求1所述的沸石丁酸粉剂的制备方法，其特征在于包含以下步骤：按重量百分数将1～7mol/L丁酸溶液89wt％～94wt％和活化后的沸石6wt％～11wt％混合后，置于磁力搅拌器中加热搅拌、静置、洗涤、过滤，将分离得到的固体物料在90～105℃下进行干燥，干燥后的固体物料进行粉碎至颗粒细度≤0.1毫米，即制得沸石丁酸粉剂。

6.根据权利要求5所述的沸石丁酸粉剂的制备方法，其特征在于将沸石在300～500℃茂福炉中活化2～4小时得到所述的活化后的沸石。

7.根据权利要求5或6所述的沸石丁酸粉剂的制备方法，其特征在于所述的沸石中斜发沸石的含量不低于55％，优选为所述的沸石中斜发沸石的质量百分含量不低于80％。

8.根据权利要求5所述的沸石丁酸粉剂的制备方法，其特征在于所述加热搅拌的搅拌转速为100～200转/分，温度为40～80℃，加热搅拌时间为2～5小时。

9.权利要求1所述的沸石丁酸粉剂在在制备动物饲料中的应用。

10.一种动物饲料，其特征在于在常规饲料中添加0％～3％的权利要求1所述的沸石丁酸粉剂，优选在常规饲料中添加0.5％～2％的权利要求1所述的沸石丁酸粉剂。