CN107668320A - 以蜂蜜为原料的饲料添加剂及其制备方法 - Google Patents

以蜂蜜为原料的饲料添加剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种以蜂蜜为原料的饲料添加剂及其制备方法。本发明将蜂蜜中的部分还原糖，在过氧化氢、葡萄糖氧化酶等作用下，生成葡萄糖酸及多种小分子醛、酮物质。该饲料添加剂，有利于提高动物对营养物质的消化与吸收，有利于降低肠道有害细菌数量，促进动物生长、维护健康等功效明显。

Description

以蜂蜜为原料的饲料添加剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种以蜂蜜为原料的饲料添加剂及其制备方法。
背景技术
天然蜂蜜具有抗菌活性，可长期保存。蜂蜜在维护肠道健康、创口外敷杀菌等医学应用已有数千年历史。研究证实，葡萄糖－葡萄糖氧化酶－过氧化氢体系是蜂蜜具有抗菌活性(PA)的物质基础；葡萄糖氧化酶源自蜜蜂，而过氧化氢酶则来源于植物花蜜；PA活性大小，取决于蜜源、蜜蜂的酿蜜过程等。近期研究发现，蜂蜜中还存在由醇、醛、芳香酸等低分子量成分组成的抗菌活性(NPA)，功效甚至高于PA。除蜜源因素，蜜峰的酿造过程是此类小分子化合物生成的主因。
PA、NPA系天然产物，使用不产生无耐药性及药残残留，是理想的安全型饲料添加剂。蜂蜜应用于动物饲料，目前仅停留在经验性阶段，用量偏大、成本高、效果的重现性较差。原因源于以下方面，一是现有的商品蜂蜜，在蜂巢中停留时间短，自然成熟不完整，PA、NPA的有效成分含量偏低；其次，工厂化蜂蜜后处理多采用高温脱水工艺，葡萄糖氧化酶、过氧化氢酶活性消失。
探索蜂蜜后处理技术，明确NPA物质组成并提升其含量，是研发高性能蜂蜜源饲料添加剂的有效方向。在合适的反应条件下，在蜂蜜中添加必要的外源性酶、部分底物，能使NPA活性增强。
发明内容
本发明针对蜂蜜直接作为饲料添加剂使用，用量大、效果重现性不稳定等现状，目的在于通过特定的处理工艺技术，制备出一种全新的蜂蜜原料饲料添加剂。本发明制取的添加剂，抗菌活性物质浓度高，抑菌、促生长功效显著。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：以蜂蜜为原料的饲料添加剂的制备方法，包括下述步骤：
(1)取水蜜，用缓冲液将水蜜pH调节至5.5～6.5，加入过氧化氢、葡萄糖氧化酶，配制成初始反应液；其中，过氧化氢用量为水蜜质量的0.1～0.3％，葡萄糖氧化酶添加量为80～120U/g水蜜；
(2)初始反应液在50～60℃温度下不断搅拌，持续10～12小时。
(3)反应液自然冷却，制得液态饲料添加剂。或将液态饲料添加剂用1～2倍质量的惰性材料吸附，经50℃以下干燥至含水率低于10wt％，制得固态饲料添加剂。
进一步地，步骤(1)中，所述水蜜的含水量为28～35wt％。
进一步地，步骤(1)中，所述缓冲液为磷酸二氢钠溶液或碳酸氢钠溶液。
进一步地，步骤(3)中，所述的惰性材料为二氧化硅、沸石粉等。
本发明还涉及上述方法制得的饲料添加剂，以添加剂量为1000～2000mg/kg动物日粮进行添加。
本发明相对于现有技术，具有如下技术效果：
(1)利用新鲜蜂蜜中固有的过氧化氢酶，加入外源性葡萄糖氧化酶、过氧化氢，在低温下反应，使蜂蜜中的还原糖更多转化成葡萄糖酸，同时生成更多的NPA物质，增强抑菌功效。
(2)本发明制备工艺简单，反应条件温和，便于工业化生产。
(3)本发明制备的饲料添加剂，有效添加剂量为1000～2000mg/kg动物日粮，对畜禽生产性能、畜禽产品品质等方面功效，较直接添加蜂蜜有明显改善。
具体实施方式
本发明的原理为，在新鲜蜂蜜(水蜜)中添加葡萄糖氧化酶、过氧化氢等，在一定和反应条件下，将蜂蜜中的部分葡萄糖氧化成葡萄糖酸，同时生成醛、酮类抑菌促生长物质，以此产物作为饲料添加剂的主要成分。产物中，葡萄糖氧化酶活性得以部分保留，在动物体内继续发挥保健功效。
本发明的饲料添加剂制备，包括以下步骤：
1、蜂蜜的质量要求。采用水蜜。水蜜指的是蜜蜂把花蜜采回蜂巢，酿制过程中，还没有封盖就被人类摇出来销售的“蜂蜜”。水蜜又叫不成熟蜂蜜、低浓度蜂蜜。含水率约为28～35wt％。蜂蜜采集后，保存于4～15℃条件下。
2、称取一定质量的蜂蜜，以磷酸二氢钠或碳酸氢钠溶液，调节蜂蜜PH值至5.5～6.5。依次加入过氧化氢、葡萄糖氧化酶，搅拌均匀，形成初始反应液。过氧化氢添加量，为蜂蜜质量的为0.1～0.3％。葡萄糖氧化酶加入量为80～120U/g蜂蜜。
3、反应温度控制在50～60℃，持续搅拌，时间10～12小时。
4、反应停止，持续搅拌，直到冷却至室温，制得液态饲料添加剂。保存于低于20℃、避光环境中。
5、或将液态饲料添加剂，以1～2倍质量的二氧化硅、沸石粉等惰性粉末材料吸附。在40～50℃条件下干燥，使含水率降低到10％以下、粉碎过60目筛，制得固体型饲料添加剂。
下面结合实施例对本发明作进一步详细描述，但本发明实施方式不限于此。
实施例1
1、称取蜂蜜原料1000克，放入烧杯。加入0.1N磷酸氢二钠，将溶液PH调节至6.0。加入10％过氧化氢20ml，加入葡萄糖氧化酶40g，混合均匀。(葡萄糖氧化酶活性单位3000u/g，酶活力定义，在pH6.0的磷酸缓冲液、30℃条件下，葡萄糖氧化酶每30min催化氧化生成1μmol过氧化氢，定义为1个酶活力单位，以U表示。)
2、放入60℃水浴锅中，机械持续搅拌、转速60rpm。反应时间10小时。
3、停止加温，自然冷却。
4、制得产物总重量1040g，密封于棕色容器中。
将本实施例制备得到的饲料添加剂进行如下检测：
(1)葡萄糖氧化酶。在pH6.0的磷酸缓冲液、30℃条件下，葡萄糖氧化酶每30min催化氧化生成1μmol过氧化氢，定义为1个酶活力单位，以U表示。以过氧化氢用褪色光度法测定。即在100℃温度、PH＝3.5的乙酸乙酯钠缓冲液中，过氧化氢使靛蓝胭脂红褪色，在波长612nm下测得的溶液吸光度值与过氧化氢浓度呈线性相关。
(2)PH。手持式PH计，分辨率0.1。
(3)甲基乙二醛检测方法，按GH/T1109-2015。
2、检测结果
指标 制成品 蜂蜜原料
葡萄糖氧化酶U/g 38.50 0.84
pH 4.2 5.4
甲基乙二醛mg/kg 45.5 1.6
制得的饲料添加剂，30％以上的葡萄糖氧化酶活性得以保留。葡萄糖氧化酶上一种应用广泛的饲料添加剂，具有以后调节动物肠道菌群、消除霉菌毒素等功效。产物pH明显下降，表明生成较多的葡萄酸和小分子酸，有利于改善动物环境，有助于营养物质的吸收利用。反应中生成较多的酚、醛类物质，代表性的甲基乙二醛，浓度接近50mg/kg，是抑菌的主要功能物质。
将本实施例制备得到的饲料添加剂以及蜂蜜原料添加到动物饲料中，具体如下：
选取5周龄黄羽肉鸡(母鸡)为试验对象，连续试验6周。试验设3个组，对照组、试验1组、试验2组。每组64羽，设4个重复，每重复16羽。试验期间以重复为单位，测定并记录阶段体重、采食量，并计算阶段增重、阶段饲料转化率。各组基础饲料相同，以玉米、豆粕等为主要原料配制，代谢能、粗蛋白计算值分别为2.70Mcal/kg、16.5％。对照组、试验1组、试验2组饲料，分别在基础饲料中加入蜂蜜原料2.0g/kg(对照组)、目标添加剂1.0g/kg(试验1组)、目标添加剂1.5g/kg(试验2组)。
所有试验鸡饲养条件相同。每2周以重复为单位，测量体空腹体重与采食量，并计算增重与料重比。数据处理，单因素方差分析，LSD法多重比较。
试验结果见表1。经过6周饲养试验，组间11周体重差异显著(P<0.05)，其中试验组比对照组均有改善；高剂量添加组体重显著高于对照组，也略高于低剂量组。试验组在前4周增重优势明显。饲料转化效率方面，试验组具有一定的优势，但差异不明显。
表1蜂蜜饲料添加剂对肉鸡生长性能影响
结论。在肉鸡饲料中添加以蜂蜜为原料的饲料添加剂，阶段增重、饲料转化率均好于添加蜂蜜原料的对照组，添加1.5g/kg剂量效果优于1.0g/kg。
实施例2
1、称取蜂蜜原料1000克，放入烧杯。加入0.1N磷酸氢二钠，将溶液PH调节至5.5。加入10％过氧化氢30ml，加入葡萄糖氧化酶35g(10500U)，混合均匀。
2、放入50℃水浴锅中，机械持续搅拌、转速60rpm。反应时间12小时。
3、停止加温，自然冷却。
4、制得产物重量1020g。产物中加入1000g质量的二氧化硅吸附，50℃恒温干燥，粉碎，制得固体型蜂蜜饲料添加剂，含水率7.5％。
将本实施例制备得到的饲料添加剂以实施例1相同方法检测，检测结果：
(1)葡萄糖氧化酶活力28.7U/g。
(2)甲基乙二醛25.3mg/kg
制得的固体饲料添加剂，40％以上的葡萄糖氧化酶活力得以保留。抑菌的主要功能物质甲基乙二醛，在反应物(不含载体)中含量大于50mg/kg。
将本实施例制备得到的饲料添加剂添加到动物饲料中，具体如下：
以日龄相近、体重约65公斤的肉猪为试验对象，试验期6周。试验设3个组，对照组、试验1组、试验2组，每组12头。测定并记录每头试验肉猪的初始体重与末重，计算阶段增重；以组为单位记录全程采食量，计算饲料转化率。3个组的基础饲料相同，以玉米、豆粕等为主要原料配制，消化能、粗蛋白计算值分别为3.15Mcal/kg、17.2％。对照组、试验1组、试验2组，分别在基础饲料中加入抗菌素杆菌肽锌40mg/kg(对照组)、目标固体添加剂2.0g/kg(试验1组)、目标固体添加剂4.0g/kg(试验2组)。
所有试验猪饲养环境条件相同，自由采食。数据处理，单因素方差分析，LSD法多重比较。
试验结果见表2。经过6周饲养，试验2组体重显著高于对照组、试验1组(P<0.05)；对照组与试验1组之间无明显差异(P>0.05)。结合料重比指标值，显示在4.0g/kg添加量下，无论是生长速度，还是饲料转化效率，均优于对照组。
表2固体型蜂蜜饲料添加剂对肉猪生长性能影响
注：同一指标值，标注字母相同，表示二者间差异不显著(P>0.05)；不相同，表示差异显著P<0.05)。
试验结论。以蜂蜜为原料制备的固体型饲料添加剂，在饲料中添加4.0g/kg后肉猪增重明显优于添加抗生素的对照组，2.0g/kg低剂量组与抗生素对照组的增重效果接近。
实施例3
1、称取蜂蜜原料1000克，放入烧杯。加入0.1N碳酸氢钠，将溶液PH调节至6.5。加入10％过氧化氢10ml，加入葡萄糖氧化酶25g(75000U)，混合均匀。
2、放入55℃水浴锅中，机械持续搅拌、转速60rpm。反应时间12小时。
3、停止加温，自然冷却。
4、制得产物总重量1050g，密封于棕色容器中。
将本实施例制备得到的饲料添加剂，按实施例1方法进行检测。检测结果为：葡萄糖氧化酶活力32.3U/g，PH值4.9，甲基乙二醛浓度34.4mg/kg。
制得的饲料添加剂，40％以上的葡萄糖氧化酶活性得以保留。与实施例1的产物相比，本实施例产物中葡萄糖氧化酶活性存留率提高，生成的甲基乙二醛浓度稍微有所降低。

Claims (6)

1.以蜂蜜为原料的饲料添加剂的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
(1)取水蜜，用缓冲液将水蜜pH调节至5.5～6.5，加入过氧化氢、葡萄糖氧化酶，配制成初始反应液；其中，过氧化氢用量为水蜜质量的0.1～0.3％，葡萄糖氧化酶添加量为80～120U/g水蜜；
(2)初始反应液在50～60℃温度下不断搅拌，持续10～12小时。
(3)反应液自然冷却，制得液态饲料添加剂。或将液态饲料添加剂用1～2倍质量的惰性材料吸附，经50℃以下干燥至含水率低于10wt％，制得固态饲料添加剂。
2.根据权利要求1所述一种以蜂蜜为原料的饲料添加剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述水蜜的含水量为28～35wt％。
3.根据权利要求1所述一种以蜂蜜为原料的饲料添加剂制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述缓冲液为磷酸二氢钠溶液或碳酸氢钠溶液。
4.根据权利要求1所述一种以蜂蜜为原料的饲料添加剂制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述的惰性材料为二氧化硅、沸石粉等。
5.权利要求1～4项中任一项所述制备方法制得的饲料添加剂。
6.根据权利要求5所述的以蜂蜜为原料制得的饲料添加剂，其特征在于，添加剂量为1000～2000mg/kg动物日粮。
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