CN105248883B - 一种利用短链脂肪酸降解水产畜禽动物体内有害残留的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用短链脂肪酸降解水产畜禽动物体内有害残留的方法，将30‑40份的谷物豆类等植物蛋白加入在100份的纯净水中研磨成浆，并在90‑120度高温下消毒，再将降温至35‑40度；利用植物源培养液将发酵用动物源微生物驯化成植物源微生物；将1份所述植物源微生物添加到100份植物蛋白液中，均匀搅拌，在35‑40度温度下，密封混合发酵24‑72小时，获取短链脂肪酸；将短链脂肪酸与饲料级微生物以7:3的比例混合，均匀搅拌，添加到水产畜禽动物的饲料、饮水中。本发明利用短链脂肪酸快速降解水产、畜禽动物体内的有害物质并排出体外，不仅保证水产畜禽动物蛋白肉类食品安全，并且保护动物肝脏，增强肝脏的解毒、排毒功能，保证动物的高成活率，降低养殖成本。

Description

一种利用短链脂肪酸降解水产畜禽动物体内有害残留的方法

技术领域

本发明涉及畜牧养殖，具体涉及一种利用短链脂肪酸降解水产畜禽动物体内有害残留的方法。

背景技术

目前随着集约化畜牧业的快速发展，兽药的应用品种和数量也在不断增加，兽药残留作为影响动物源性食品安全的重要因素，已成为人们普遍关注的一个社会热点问题。兽药残留不仅直接对人体产生急慢性毒性作用，引起细菌耐药性的增加，还通过环境和食物链的作用间接对人体健康造成潜在危害。

药物的代谢途径多种多样，但大多数以肝脏代谢为主。药物经胆汁由粪便排出体外，也会通过泌乳和产蛋过程残留在乳和蛋等畜产品中；一些性质稳定的药物被排出后仍能稳定存在很长一段时间，从而造成环境中药物残留。这些残留的药物通过水产畜禽产品和环境慢慢蓄积于人体和其他植物中，最终汇集于人体，导致人体耐药菌的增加，失去对某些疾病的抵抗力，或因大量蓄积而对畜体产生毒害作用。今年医学界已证实，某些食物中毒以及人类常见的癌症、畸形、抗药性、青少年性早熟、中老年心血管疾病等问题，往往与水产畜禽产品中的抗生素、激素及其他合成药物的滥用与残留有关。

现有方案都是通过停药期，即在出栏或者卖出前的1-2个星期不喂药不打针，来解决水产畜禽动物体内的药物以及有害残留，但这种方案需要较长周期才能将水产畜禽动物体内药物以及有还残留基本排除，而在停药排毒期间，水产畜禽动物处在无药物保护状态，无法保证水产畜禽动物健康，养殖户处在高风险状态，容易遭受惨重损失。

可见，急需一种能够快速将水产畜禽动物体内的药物以及有害残留排出的方案，以降低养殖户投资风险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是使水产畜禽动物体内的药物以及有害残留快速排出，以降低养殖户投资风险的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种利用短链脂肪酸降解水产畜禽动物体内有害残留的方法，包括以下步骤：

将30-40份的谷物豆类等植物蛋白加入在100份的纯净水中研磨成浆，并在90-120度高温下消毒，再将温度降至35-40度；

利用植物源培养液将发酵用动物源微生物驯化成植物源微生物；

将1份所述植物源微生物添加到100份植物蛋白液中，均匀搅拌，在35-40度温度下，密封混合发酵24-72小时，获取短链脂肪酸；

将短链脂肪酸与饲料级微生物以7:3的比例混合，均匀搅拌，并将该混合物装入容器中存储。

在上述方法中，所述植物源微生物为厌氧微生物。

在上述方法中，根据微生物生理代谢功能，所述植物源的微生物包括但不限于：

蛋白质分解菌：丁酸梭菌；

碳水化合物分解菌：酵母菌；

脂肪分解菌：粪链球菌、乳酸菌、植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌；

纤维素分解菌：EM菌；

产氢产乙酸菌及同型产乙酸菌。

在上述方法中，将所述短链脂肪酸与饲料级微生物的混合物添加到水产畜禽动物的饲料、饮水中，添加量占饲料喂食量的0.3％-0.5％。

在上述方法中，

将短链脂肪酸与饲料级微生物的混合物添加到饲料中，均匀搅拌，密封发酵6-24小时，然后再投放到水产动物养殖水体中或者投喂禽畜动物。

本发明利用短链脂肪酸快速(28天至49天左右)降解水产、畜禽动物体内的农药、抗生素、激素、荷尔蒙和重金属等有害物质，并排出体外，特别可以缓解生物体内弧菌死亡释放的毒性，保护肝脏并增强肝脏的解毒、排毒功能。不仅保证出栏水产、畜禽体内无有害残留，人们可以安全安心食用，并且保证了动物的高成活率，降低养殖成本；同时，短链脂肪酸养殖，还能够提高肉的10％风味物质、20％左右总氨基酸含量，使肉内含EPA DHA AA等营养物质。

具体实施方式

短链脂肪酸(short-chain fatty acids，SCFA)，也称挥发性脂肪酸(Volatilefatty acids，VFA)，是碳原子数为1-6的有机脂肪酸，主要包括乙酸、丙酸、戊酸；短链脂肪酸具有水、脂两亲的特性,偏重于亲脂,pH值在4～6时不易被分解,人们长期以来一直忽略了短链脂肪酸的生理重要性，由于近年对结肠功能的研究和结肠内发酵认识的深入，才意识到短链脂肪酸的意义。

短链脂肪酸的主要来源是食物中的多糖、寡糖或单糖，这些糖的特点是在胃和小肠内不能被消化为单糖，因此不被上部肠道吸收；这些难消化糖只有被输送到结肠中才可被具有β-糖甙链酶的细菌分解，形成短链脂肪酸，短链脂肪酸能够被后肠迅速吸收，在储存能量同时降低渗透压，并且短链脂肪酸对于维持大肠的正常功能以及结肠上皮细胞的形态和功能具有重要作用；除此之外，短链脂肪酸还可以增加乳酸杆菌的产量从而减少大肠杆菌的数量，以及比乙酸和丙酸更强的促进钠吸收的能力。抗性淀粉和可消化的食物纤维是短链脂肪酸的主要来源，可见多吃蔬菜、粗粮的意义就在于它们有植物纤维，虽然在小肠不消化，但在结肠中可被消化、吸收，并产生有用物质，包括短链脂肪酸。

下面对短链脂肪酸的功能进行详细介绍：

(1)短链脂肪酸可以产生能量；草食动物的胃和前部小肠可消化草中的植物纤维，消化产物就是短链脂肪酸，吸收入血，进入肝脏，可供全身80-90％的能量；人类摄入植物纤维等要进入结肠才可产生短链脂肪酸，所以只能供给10％所需能量；

(2)短链脂肪酸为肠道上皮提供特殊营养因子；该营养因子不仅可维护全肠道上皮细胞的完整性和杯状细胞的分泌功能，并且对粘膜免疫细胞有维护作用；目前短链脂肪酸对结肠粘膜的营养功能已经得到研究人员重视；

(3)短链脂肪酸对结肠和其它肠道平滑肌运动有明显影响；它可以提高结肠、直肠平滑肌的动作电位；调节运动规律；使蠕动节奏和肌张力正常，促进粪便推动；治疗便秘及过激综合征，研究证明，这些可以促进胃运动、加速排空、减少胃胀；

(4)短链脂肪酸能够修复直、结肠粘膜损伤，治疗溃疡性结肠炎；有人认为溃疡性结肠炎是结肠粘膜的短链脂肪酸代谢障碍疾病，而丙酸有促进钙离子在结肠吸收的作用。

(5)短链脂肪酸是合成牛奶乳脂肪的前体；牛奶乳中50％的脂肪酸是由短链脂肪酸合成的，奶牛日粮中添加短链脂肪酸进入奶牛机体消化道后分解成乙酸根和钠离子,从而增加了体内乙酸的含量,有利于牛奶中短链脂肪酸的合成,提高了牛奶的乳脂率，并且短链脂肪酸可改善瘤胃内环境的酸碱度,给有益微生物的增殖创造了条件,促进对各种营养物质的分解、消化和吸收,提高产奶量；

(6)短链脂肪酸是一种新型的肠道保健剂；在生理条件下，短链脂肪酸可提高养分消化率、增加消化酶分泌、调整肠道微生物区系、改善上皮细胞完整性以及增强防御系统功能，从而提高动物生长及生产性；在消化道内，短链脂肪酸可直接或间接促进组织发育及修复。

可见，如果将短链脂肪酸作为饲料添加剂，能够达到提高出生动物生长性能、控制细菌性病原引起的肠道紊乱疾病的效果，而且短链脂肪酸水解和溶脂产物均为无污染、无有害残留，并具有独特营养生理功能，因此，短链脂肪酸正成为抗生素热门替代品之一；此外,短链脂肪酸具有防霉、防腐的功能,如果将其作为饲料添加剂能够有效保证饲料的品质。

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

本发明提供的一种利用短链脂肪酸降解水产畜禽动物体内有害残留的方法，包括以下步骤：

步骤1、配制植物蛋白液：将30-40份的谷物豆类等植物蛋白加入在100份的纯净水中研磨成浆，并在90-120度高温下消毒，再将温度降至35-40度备用。

步骤2、利用植物源培养液将动物源微生物驯化成植物源微生物：在100份的纯净水中加入30-40份的植物源培养基，再加入3-10份的厌氧微生物，搅拌均匀，恒温35℃密封发酵24—48小时；再加入30-40份的植物源培养基和3-10份的好氧微生物，搅拌均匀，恒温30℃发酵12-24小时，每15-30分钟充氧曝气一次；然后，恒温25℃发酵8-12小时，每30-60分钟充氧曝气一次；最后自然发酵12-24小时，每120--240分钟充氧曝气一次。

其中，驯化得到的植物源微生物全部为厌氧微生物；该植物源微生物包括但不限于：短链脂肪酸梭菌、酵母菌、纤粪链球菌乳酸菌、植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、EM菌、产氢产乙酸菌及粪链球菌，这些细菌全部为专性厌氧菌。短链脂肪酸梭菌、酵母菌、粪链球菌、乳酸菌、植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、EM菌是完成水解酸化作用的主要微生物，统称为水解厌氧发酵细菌；其余为分解或合成乙酸的细菌，统称为发酵产酸细菌。以上植物源微生物根据其生理代谢功能可分为以下几类：

a、蛋白质分解菌，包括短链脂肪酸梭菌；这类细菌的作用是水解蛋白质形成氨基酸，进一步分解成有机酸、硫醇、氨和硫化氢。

b、碳水化合物分解菌，包括酵母菌；这类细菌的作用是水解碳水化合物成葡萄糖，以具有内生孢子的杆状菌占优势，丙酮、丁醇梭状芽孢杆菌能分解碳水化合物产生丙酮、丁醇、乙酸和氢等；这些梭状芽孢杆菌是厌氧的、产芽孢的细菌，因此它们能在恶劣的环境条件下存活。

c、脂肪分解菌，包括粪链球菌、乳酸菌、植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌；这类细菌的功能是将脂肪分解成短链的脂肪酸，脂肪酸进一步分解成短链脂肪酸SCFAs和二氧化碳。

d、纤维素分解菌，包括EM菌；该细菌主要功能为参与纤维素的分解，纤维素的分解是厌氧消化的重要一步，对消化速度起着制约的作用。这类细菌分解纤维素并将其转化为CO2、H2、乙醇和乙酸。

e、产氢产乙酸菌及同型产乙酸菌，其中产氢产乙酸菌在消化池中降解芳香族酸和其它有机酸而生成乙酸、H2，在降解奇数碳素时还形成CO2；丙酮酸是微生物降解碳水化合物的主要中间产物，一些产氢菌能在厌氧条件下转化丙酮酸成乙酸、CO2并放出H2；同型产乙酸菌可将一碳化合物(如H2/CO2或甲酸等)或多碳化合物代谢为乙酸。

在理论上，水解和酸化阶段是可以区分的，除去采用水解酶工艺外，在实际中的混合微生物系统中，即使严格控制条件，水解和酸化也是无法截然分开，这主要是因为水解菌是一种具有水解能力的发酵细菌，水解是耗能过程，发酵细菌付出能量进行水解的目的，就是为了获取进行发酵的水溶性基质，并通过胞内的生化反应取得，同时排出代谢产物短链脂肪酸SCFAs。

步骤3、利用驯化得到的植物源微生物发酵植物蛋白液得到短链脂肪酸：将1份植物源微生物添加到100份植物蛋白液中，均匀搅拌，在35-40度温度下，密封混合发酵24-72小时，获取短链脂肪酸。

步骤4、将短链脂肪酸SCFAs与饲料级微生物以7:3的比例混合，均匀搅拌，装入容器中存储备用。

其中，饲料级微生物包括：干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)、粪链球菌(Streptococcus faecalis)、乳酸片球菌((pediococcus acidilacticii)、纳豆芽孢杆菌(Bacillus natto)、乳链球菌(Streptococcus lactis)、产朊假丝酵母(Candida utilis)、植物乳杆菌(Lactobacillus Plantarum)、屎链球菌(Streptococcus faeciun)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)、啤酒酵母(Sacchaeomyces cerevisiae)、沼泽红假单胞菌(Rhodop seudanonas palustris)

在本发明中，短链脂肪酸SCFAs与饲料级微生物的混合物使用方法为将其添加到水产畜禽动物的饲料或者畜禽动物饮水中，添加量占饲料喂食总量的0.3％-0.5％，具体为：

(一)添加到水产畜禽动物的饲料；

将短链脂肪酸SCFAs与饲料级微生物的混合物添加到饲料，均匀搅拌后，投放到水产动物养殖水体中或者投喂禽畜动物。

在本发明中，还可以将短链脂肪酸SCFAs与饲料级微生物的混合物添加到饲料中，均匀搅拌，密封发酵6-24小时，然后再投放到水产动物养殖水体中或者投喂禽畜动物；通过发酵，可以有效地将饲料分解、转化为动物容易消化吸收的葡萄糖、氨基酸等小分子物质，并且有效降解或消除原料中存在的抗营养因子，从而提高饲料的营养价值和利用转化率，同时，发酵过程还能够有效地抑制饲料上附着的有害杂菌和病原微生物，提高饲料品质。

(二)添加到畜禽动物的饮水中；

将短链脂肪酸与饲料级微生物微混合物直接添加到畜禽饮水中即可。

(三)此外，用纯净水调制含有0.01％-0.05％的短链脂肪酸与饲料级微生物混合物的混合液，在养殖场周边环境，喷洒30-60天，能够完全掌控养殖场周边的微生态环境，以避免其它病原菌的对养殖环境的侵害。

下面根据具体使用对比实验对本发明进行一步具体说明。

对比实验一：畜禽体内有害残留物降解速度对比。

对照组：喂食抗生素青霉素7天的出栏猪，在停用青霉素61日后，提取物检测结果为无青霉素残留。

实验组：喂食抗生素青霉素7天的出栏猪，停止使用青霉素后每天在日粮中添加0.13％短链脂肪酸,36日后，提取物检测结果为无青霉素残留。

对比实验二；短链脂肪酸对病原菌的作用效果。

对照组：感染沙门氏菌的青年鸡，每天在日粮中添加沙门氏菌控制药物，7日后，提取物检测结果为：沙门氏菌在盲肠中的定值减少26％，在胃、肠道不同肠断其它细菌总量同时减少。

实验组：感染沙门氏菌的青年鸡，每天在日粮中添加0.1％使用微胶囊包埋技术处理的短链脂肪酸，7日后，提取物检测结果为：沙门氏菌在盲肠中的定值减少57％，在胃、肠道不同肠断其它细菌总量没有变化。

对比实验三：通过回肠微绒毛长度说明短链脂肪酸对消化吸收的功能影响。

第一对照组：测量断奶仔猪21天后十二指肠的隐窝深度(P<0.05),对绒毛高度,绒毛高度与隐窝深度的比值(VH/CD),绒毛宽度(P<0.05),肠粘膜厚度。

第一实验组：在断奶仔猪日粮中添加0.1％短链脂肪酸，21d天后，与第一对照组相比断奶仔猪的十二指肠的隐窝深度(P<0.05)降低了42.12％,对绒毛高度的影响不显著(P>0.05),但绒毛高度与隐窝深度的比值(VH/CD)比提高了57.79％(P<0.05),绒毛宽度(P<0.05)低了20.42％；肠粘膜厚度低了9.28％,没有达到显著水平(P>0.05)；对空肠绒毛高度和隐窝深度的影响不显著(P>0.05),但有提高绒毛高度与隐窝深度比值(VH/CD)的趋势(0.05<P<0.1),比对照组提高了21.56％。

第二实验组：给三个数量相同的鸡群组饲粮中添加不同500、1000、2000mg/kg不同水平的短链脂肪酸，发现500mg/kg和1000mg/kg的短链脂肪酸能显著增加十二指肠粘膜的DNA、RNA和蛋白质浓度(P<0.05),但对结肠DNA、RNA和蛋白质浓度无作用，试验还发现绒毛高度与隐窝深度的比值随着短链脂肪酸的增加而成线性增加(P<0.05)，由此可以认为绒毛高度与隐窝深度的比值与消化道作用成正比,因此浅的隐窝深度和长的绒毛高度是维持消化道功能的最佳比率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种短链脂肪酸在制备降解水产畜禽动物体内有害残留的饲料添加剂中的应用，其特征在于，包括以下步骤：

将30-40份的谷物豆类植物蛋白加入在100份的纯净水中研磨成浆，并在90-120度高温下消毒，再将温度降至35-40度；

利用植物源培养液将发酵用动物源微生物驯化成植物源微生物；

将1份所述植物源微生物添加到100份植物蛋白液中，均匀搅拌，在 35-40度温度下，密封混合发酵24-72小时，获取短链脂肪酸；

将短链脂肪酸与饲料级微生物以7:3的比例混合，均匀搅拌，并将该混合物装入容器中存储；

将所述短链脂肪酸与饲料级微生物的混合物添加到水产畜禽动物的饲料中，添加量占饲料喂食量的0.3％-0.5％。

2.如权利要求1所述短链脂肪酸在制备降解水产畜禽动物体内有害残留的饲料添加剂中的应用，其特征在于，所述植物源微生物为厌氧微生物。

3.如权利要求1所述短链脂肪酸在制备降解水产畜禽动物体内有害残留的饲料添加剂中的应用，其特征在于，根据微生物生理代谢功能，所述植物源微生物包括但不限于：

蛋白质分解菌：丁酸梭菌；

碳水化合物分解菌：酵母菌；

脂肪分解菌：粪链球菌、乳酸菌、植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌；

纤维素分解菌：EM菌；

产氢产乙酸菌及同型产乙酸菌。

4.如权利要求1所述短链脂肪酸在制备降解水产畜禽动物体内有害残留的饲料添加剂中的应用，其特征在于，

将短链脂肪酸与饲料级微生物的混合物添加到饲料中，均匀搅拌，密封发酵6-24小时，然后再投放到水产动物养殖水体中或者投喂禽畜动物。