CN108077600A - 一种促进畜禽肠道健康饲料添加剂及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种促进畜禽肠道健康饲料添加剂及制备方法，采用氯化十六烷基吡啶修饰改性蒙脱石负载香芹酚。经氯化十六烷基吡啶修饰改性的蒙脱石，增加了蒙脱石层间距、比表面积和疏水性，极大增强了对香芹酚的吸附率。蒙脱石具有很好生物相容性和胃肠道粘膜亲和性，对所负载的香芹酚具有控释作用,可以更有效发挥香芹酚的抗菌、抗炎症、抗氧化等作用，在抗菌活性上有组合增效和协同效应。本发明的饲料添加剂，具有抗菌作用强、细菌不易产生耐药性等特点，能有效抑制畜禽肠道有害菌增殖，提高肠绒毛高度和肠屏障功能，益于消化酶的分泌和饲料养分的消化，促进畜禽肠道健康，可提高畜禽生产性能。

Description

一种促进畜禽肠道健康饲料添加剂及制备方法

技术领域

本发明涉及促进畜禽肠道健康饲料添加剂及制备方法。

背景技术

现如今，越来越多的不利因素不断威胁着畜禽的健康，导致疾病的发生。一旦畜禽生病，便会降低养殖者的生产效益。所以，保障畜禽健康，是确保高效生产的前提条件。肠道是动物机体的重要组成部分，肠道健康决定了畜禽的整体机能和生产力水平，改善肠道结构与功能对健康养殖的发展具有重要意义。稳定的肠道内环境、完整的肠道结构和相对平衡的肠道微生态系统是动物肠道健康的基础。肠道通过其特殊的结构将肠道内各种物质与动物机体的内环境分开，在有效地消化、吸收营养物质的同时又能阻止肠腔内有害物质的侵袭；肠道黏膜各屏障之间通过各种复杂的调控机制以及信号通路形成防御屏障，共同对抗有害物质如细菌、病毒等对机体的侵袭。通过黏膜屏障，肠道能有效地阻止肠腔内细菌和内毒素等有害物质进入家禽机体组织或血液循环，保护畜禽健康生长。但是，在外界不利因素条件下(如热应激、有害气体刺激、营养素缺乏等)，肠道内微生物、内毒素等突破肠道屏障，导致肠道黏膜病变、消化酶活性降低以及微生物菌群紊乱等，严重危害畜禽健康和生产性能。

香芹酚，2-甲基-5-异丙基苯酚，分子式C₁₀H₁₄O。香芹酚具有良好的抑菌、抗炎症、抗氧化和促进消化等作用，因其绿色、安全和环保的特点，使其在促进畜禽肠道健康上具有良好应用前景。香芹酚抑菌机制通常认为膜穿孔和膜粘合是主要的作用模式，快速提高细菌细胞膜通透性及渗透压，造成胞内物质外泄，并且进入细胞内部的酚类物质可改变细菌酶系统，导致微生物死亡。但较高浓度的香芹酚对宿主细胞也会形成毒性作用，造成细胞膜通透性改变、细胞质外泄、DNA损伤，并影响线粒体的功能。在体外对猪肠上皮细胞进行培养，发现香芹酚具有明显的细胞毒性，会诱导上皮细胞凋亡，半致死剂量为525μmol/L。有研究还发现，在体外环境下，香芹酚对上皮细胞和淋巴细胞的抑制浓度甚至低于其对某些病原菌的有效抑菌浓度。在体试验发现，给仔猪口服的香芹酚在胃和小肠前段几乎被完全吸收，在1.39h内达到血液浓度峰值，同时尿液中也发现高剂量的香芹酚，在仔猪肠道的半衰期约为2h。在给断奶仔猪饲喂含500mg/kg或2000mg/kg香芹酚的日粮后检测发现，当摄入量升高时，胃和尿液中两者含量也升高，而且2种添加水平下超过90％的香芹酚都在消化道前段被吸收。因此，尽管香芹酚对肠道健康有多方面的功效，但由于其在消化道前段极易被快速吸收进入循环系统，难以到达整个肠道发挥作用，极大限制其功效的发挥。此外，如果使用未经保护处理的香芹酚，其活性成分的稳定性不能得到保证，因为酚类化合物属强还原剂，非常容易受氧气、光照和高温高湿的环境影响，尤其是高含量的香芹酚在高温条件下与矿物和维生素一同储存时，非常容易被氧化。这说明香芹酚必须通过制剂保护处理送达肠道，才有可能发挥抑菌、抗炎、抗氧化及其他作用。为了让香芹酚能够到达后段肠道并定点释放，在一定时间和空间内达到合适浓度，同时避免饲料成分对香芹酚的破坏作用等，有必要对香芹酚进行制剂处理或者化学修饰。另外，香芹酚还存在诸多缺陷而限制其在饲料上应用：①强烈的刺激性气味既影响饲料加工又降低畜禽采食量；②挥发性强，使其在饲料保存过程中易挥发损失必须加大剂量使用；③香芹酚对动物毒性比较强，对大鼠的口服半数致死量为810mg/kg体重；④香芹酚是脂溶性物质，在畜禽肠道中不能有效的溶出，影响了其作用效果。

控释系统对药物的释放部位、速度和方式具有选择性和可控性，可实现目标物的靶向传输和控缓释，提高其利用率和作用效果。控释技术的关键是控释载体的选择。蒙脱石是由颗粒极细的含水硅铝酸盐组成的层状矿物，在其片层结构中，中间的铝氧八面体亚层借助氧原子通过共价键连接着两个硅氧四面体亚层，形成三明治结构，层厚约1nm，长宽约100nm。铝氧八面体亚层和硅氧四面体亚层均可发生类质同象置换，使蒙脱石结构层带负电荷，在晶体构造层间形成可交换的阳离子和水分子。蒙脱石高比表面积和强吸/脱附力特性使其与药物可发生插层、物理化学吸附和离子交换反应，可作为控释药物载体，具有吸附量大、稳定性高、价格低廉、无毒等特性，开发潜力巨大。近年来，蒙脱石作为药物载体，尤其是经过修饰的蒙脱石作为药物控释载体的研究越来越受到学者和产业界的关注。

发明内容

本发明的目的是提供一种促进畜禽肠道健康饲料添加剂及制备方法。

促进畜禽肠道健康饲料添加剂的制备方法包括以下步骤：

1)将蒙脱石，连同氯化钠，加水搅拌均匀，制成浓度为10％～20％的悬浮液矿浆(本发明中矿浆浓度均指浆液中固体矿粒的重量百分数，下同)，室温钠化，用水重新制成浓度为15％～40％的矿浆；

2)将氯化十六烷基吡啶，于搅拌下缓慢加入到步骤1)的矿浆中，室温连续搅拌反应一定时间；

3)将香芹酚，于搅拌下缓慢加入到步骤2)的矿浆中，室温连续搅拌反应一定时间；

4)步骤3)的反应液脱水，所得的滤饼烘干、粉碎，得到促进畜禽肠道健康饲料添加剂。

上述方案中，各步骤中的参数可采用如下优选参数。

作为优选，步骤1)中，所述氯化钠的添加量为蒙脱石重量的5％～15％。

作为优选，步骤1)中，室温钠化时间为10～15小时，水洗次数为3～5次。

作为优选，步骤2)中，所述氯化十六烷基吡啶的添加量为蒙脱石重量的10％～15％。

作为优选，步骤2)中，室温连续搅拌反应时间为3～6小时。

作为优选，步骤3)中，所述香芹酚的添加量为蒙脱石重量的2％～10％。

作为优选，步骤3)中，室温连续搅拌反应时间为3～5小时。

作为优选，步骤4)中，所述的脱水采用过滤或离心方式。

本发明的另一目的在于提供一种由上述任一方法制备的促进畜禽肠道健康饲料添加剂。

本发明中使用的蒙脱石、氯化十六烷基吡啶、香芹酚均是市售商品。制备方法的浆液脱水工艺，可因地制宜，选用离心或过滤等方法进行脱水。脱水后所得的滤饼采用真空干燥。烘干可选用常规粉碎设备粉碎。

本发明促进畜禽肠道健康饲料添加剂的使用方法是：按0.05～0.15％添加剂量拌入畜禽配合饲料中。本发明的优点是：

(1)蒙脱石作为控释载体，具有高比表面积和强吸/脱附力特性、稳定性高、价格低廉、无毒等特性。

(2)氯化十六烷基吡啶为阳离子季铵盐类化合物，是一种表面活性剂，为非抗生素类杀菌剂。经氯化十六烷基吡啶修饰改性的蒙脱石，增加了蒙脱石的层间距和比表面积，并使蒙脱石表面形成有机相，提高蒙脱石表面疏水性，极大增强了对香芹酚的吸附率。

(3)蒙脱石具有很好的胃肠道粘膜亲和性和控释性能，可有效避免香芹酚在前段消化道的吸收且不影响其抑菌效果，有利于香芹酚全肠道控制释放，从而更有效发挥香芹酚的抗菌、抗炎症、抗氧化、保护肠粘膜等作用，而且可以显著降低香芹酚的毒性。

(4)本发明添加剂所负载的氯化十六烷基吡啶和百里香酚在抗菌活性上有组合增效和协同效应，实验发现对大肠杆菌、伤寒沙门氏菌和金黄色葡萄球菌等都有抗菌协同作用。

(5)蒙脱石由于其表面特殊的物理化学性质，对各种病毒、病原菌以及所产生的毒素等有优良的吸附能力；蒙脱石在消化道可形成胶体保护膜，并能加速受损粘膜上皮细胞的修复和再生，起到加强、修复、保护消化道粘膜屏障的作用。

(6))本发明的饲料添加剂，具有抗菌作用强、细菌不易产生耐药性、使用安全等特点，能有效抑制畜禽肠道有害菌增殖，改善肠道微生态，提高肠绒毛高度和肠粘膜屏障功能，益于消化酶的分泌和饲料养分的消化，促进畜禽肠道健康，可提高畜禽成活率和生产性能。

(7)本发明实施方法简便，适宜工业化生产，成本较低。本发明所制得的促进畜禽肠道健康饲料添加剂易于与饲料混合，形成均匀分散系，使用方便；

具体实施方式

本发明结合以下实例作进一步的说明。

实施例l：

1)将蒙脱石，连同相当于蒙脱石重量15％的氯化钠，加水搅拌均匀，制成浓度为10％的悬浮液矿浆，室温钠化10小时，水洗5次，用水重新制成浓度为15％的矿浆；

2)将相当于蒙脱石重量15％的氯化十六烷基吡啶，于搅拌下缓慢加入到步骤1)的矿浆中，室温连续搅拌反应6小时；

3)将相当于蒙脱石重量10％的香芹酚，于搅拌下缓慢加入到步骤2)的矿浆中，室温连续搅拌反应5小时；

4)步骤3)的反应液过滤脱水，所得的滤饼真空干燥、粉碎，得到促进畜禽肠道健康饲料添加剂。

采用美国国立临床实验室标准化委员会(NCCLS)推荐的肉汤稀释法测定最小抑菌浓度，结果表明，未经处理的香芹酚对大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌、金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度分别为300，400，450μg/mL；本发明的促进畜禽肠道健康饲料添加剂对大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌、金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度(以香芹酚计)分别为100，100，200μg/mL。

选用90头28±1日龄平均体重为7.65±0.3kg“杜长大”断奶仔猪，采用随机区组设计共设3组，即对照组：基础日粮组；试验Ⅰ组：基础日粮组+150mg/kg香芹酚；试验Ⅱ组：基础日粮+本发明的促进畜禽肠道健康饲料添加剂(含50mg/kg香芹酚)。每组设3个重复，每重复10头仔猪(公母各半)。结果发现，与对照组相比，试验组Ⅰ组和Ⅱ组猪日增重均显著升高(P<0.05)、腹泻率显著降低(P<0.05)，血浆D-乳酸和内毒素含量显著降低(P<0.05)。与对照组相比，试验Ⅰ组显著降低了空肠内容物大肠杆菌数量(P<0.05)，但对结肠内容物大肠杆菌数量无显著影响，显著提高了空肠绒毛高度/隐窝深度的比率(P<0.05)，但对回肠绒毛高度/隐窝深度的比率无显著影响。与对照组相比，试验Ⅱ组显著降低了空肠内容物和结肠内容物大肠杆菌数量(P<0.05)，显著提高了空肠和回肠绒毛高度/隐窝深度的比率(P<0.05)。上述结果表明，使用本发明的促进畜禽肠道健康饲料添加剂(含50mg/kg香芹酚)在提高仔猪日增重和降低腹泻率上可以达到150mg/kg香芹酚的作用效果。而且，与150mg/kg香芹酚相比，本发明的促进畜禽肠道健康饲料添加剂(含50mg/kg香芹酚)更能促进肠道后段微生态和肠形态的改善，说明本发明的促进畜禽肠道健康饲料添加剂，可有效避免香芹酚在前段消化道的吸收，有利于香芹酚全肠道控制释放，从而更有效发挥香芹酚的作用。

以1日龄AA商品代雏鸡为试验动物，饲喂含0.05％(质量百分比)本发明的促进畜禽肠道健康饲料添加剂的日粮49天，发现本发明的促进畜禽肠道健康饲料添加剂具有明显促生长和改善饲料利用效率的作用；可使小肠和盲肠内容物中大肠杆菌、沙门氏菌和产气荚膜梭菌数减少；能有效抑制小肠和盲肠内容物中β-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酸酶等细菌酶活性；能改善整段小肠的绒毛高度。

实施例2：

1)将蒙脱石，连同相当于蒙脱石重量5％的氯化钠，加水搅拌均匀，制成浓度为20％的悬浮液矿浆，室温钠化15小时，水洗3次，用水重新制成浓度为40％的矿浆；

2)将相当于蒙脱石重量10％的氯化十六烷基吡啶，于搅拌下缓慢加入到步骤1)的矿浆中，室温连续搅拌反应3小时；

3)将相当于蒙脱石重量2％的香芹酚，于搅拌下缓慢加入到步骤2)的矿浆中，室温连续搅拌反应3小时；

4)步骤3)的反应液离心脱水，所得的滤饼真空干燥、粉碎，得到促进畜禽肠道健康饲料添加剂。

在感染产气荚膜梭菌的肉仔鸡日粮中添加0.15％本发明的促进畜禽肠道健康饲料添加剂，能有效降低肠道产气荚膜梭菌的数量。

体重7.8kg左右的“杜长大”三元杂交仔猪，按饲养试验要求分成2组，每组设4个重复，每个重复8头，分别饲喂含0和0.15％(质量百分数)本发明的促进畜禽肠道健康饲料添加剂，自由采食和饮水，试验期50天。结果表明，添加0.15％本发明的促进畜禽肠道健康饲料添加剂，使仔猪日增重提高了5.5％(P<0.05)，显著降低了仔猪腹泻率，使仔猪平均腹泻率比对照组降低了35.5％(P<0.01)；使小肠和结肠内容物中大肠杆菌显著下降(P<0.05)；使十二指肠、空肠和回肠绒毛高度和绒毛高度/腺窝深度的比率显著提高(P<0.05)。抗氧化指标结果表明，添加0.15％本发明的促进畜禽肠道健康饲料添加剂，可提高仔猪抗氧化能力。

实施例3：

1)将蒙脱石，连同相当于蒙脱石重量10％的氯化钠，加水搅拌均匀，制成浓度为15％的悬浮液矿浆，室温钠化12小时，水洗5次，用水重新制成浓度为20％的矿浆；

2)将相当于蒙脱石重量12％的氯化十六烷基吡啶，于搅拌下缓慢加入到步骤1)的矿浆中，室温连续搅拌反应4小时；

3)将相当于蒙脱石重量5％的香芹酚，于搅拌下缓慢加入到步骤2)的矿浆中，室温连续搅拌反应4小时；

4)步骤3)的反应液过滤脱水，所得的滤饼真空干燥、粉碎，得到促进畜禽肠道健康饲料添加剂。

在蛋鸡日粮中添加含0.1％(质量百分数)本发明的促进畜禽肠道健康饲料添加剂，蛋鸡产蛋率可提高1.5个百分点，有效控制斑点蛋，改善蛋壳光洁度，合格蛋率提高2个百分点。肠道微生态和肠形态分析的结果表明，添加含0.1％本发明的促进畜禽肠道健康饲料添加剂可使小肠和盲肠内容物中大肠杆菌和产气荚膜梭菌数减少，使十二指肠、空肠和回肠绒毛高度/腺窝深度的比率均显著提高(P<0.05)。

在断奶仔猪日粮中分别添加50mg/kg香芹酚，本发明的促进畜禽肠道健康饲料添加剂(含50mg/kg香芹酚)。结果发现，与对照组相比，添加50mg/kg香芹酚对仔猪日增重和腹泻率均没有显著影响，对仔猪肠道微生态、肠粘膜炎症因子表达、肠形态、血清抗氧化能力的显著均不显著。与对照组相比，添加本发明的促进畜禽肠道健康饲料添加剂(含50mg/kg香芹酚)，显著降低了仔猪腹泻率，改善了仔猪肠道微生态、肠形态、抗氧化能力，降低了肠粘膜炎症因子表达，而且上述指标和添加50mg/kg香芹酚组相比差异显著。上述结果表明，本发明的促进畜禽肠道健康饲料添加剂，可有效避免香芹酚在前段消化道的吸收，有利于香芹酚全肠道控制释放，从而更有效发挥香芹酚的抗菌、抗炎症、抗氧化、保护肠粘膜等作用。

Claims (9)

1.一种促进畜禽肠道健康饲料添加剂的制备方法，其特征在于方法的步骤如下：

1)将蒙脱石，连同氯化钠，加水搅拌均匀，制成浓度为10％～20％的悬浮液矿浆，室温钠化，用水重新制成浓度为15％～40％的矿浆；

2)将氯化十六烷基吡啶，于搅拌下缓慢加入到步骤1)的矿浆中，室温连续搅拌反应一定时间；

3)将香芹酚，于搅拌下缓慢加入到步骤2)的矿浆中，室温连续搅拌反应一定时间；

4)步骤3)的反应液脱水，所得的滤饼烘干、粉碎，得到促进畜禽肠道健康饲料添加剂。

2.如权利要求1所述的促进畜禽肠道健康饲料添加剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述氯化钠的添加量为蒙脱石重量的5％～15％。

3.如权利要求1所述的促进畜禽肠道健康饲料添加剂的制备方法，其特征在于，步骤1)中，室温钠化时间为10～15小时，水洗次数为3～5次。

4.如权利要求1所述的促进畜禽肠道健康饲料添加剂的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述氯化十六烷基吡啶的添加量为蒙脱石重量的10％～15％。

5.如权利要求1所述的促进畜禽肠道健康饲料添加剂的制备方法，其特征在于，步骤2)中，室温连续搅拌反应时间为3～6小时。

6.如权利要求1所述的促进畜禽肠道健康饲料添加剂的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述香芹酚的添加量为蒙脱石重量的2％～10％。

7.如权利要求1所述的促进畜禽肠道健康饲料添加剂的制备方法，其特征在于，步骤3)中，室温连续搅拌反应时间为3～5小时。

8.如权利要求1所述的促进畜禽肠道健康饲料添加剂的制备方法，其特征在于，步骤4)中，所述的脱水采用过滤或离心方式。

9.一种由权利要求1～8任一所述方法制备的促进畜禽肠道健康饲料添加剂。