CN108283246A - 一种缓解仔猪断奶应激饲料添加剂及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种缓解仔猪断奶应激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和百里香酚。蒙脱石作为控释载体,具有高比表面积和强吸/脱附力、稳定性高、保护消化道粘膜、价格低廉等特性。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和百里香酚的吸附率。蒙脱石负载香芹酚和百里香酚有利于其全肠道控制释放,更有效发挥其抗菌、抗炎、抗氧化作用,在抗菌活性上有组合增效和协同效应,降低香芹酚和百里香酚毒性,从而缓解仔猪断奶应激。本发明实施方法简便,适宜工业化生产,本发明产品易于与饲料混合,形成均匀分散系。
Description
技术领域
本发明涉及缓解仔猪断奶应激饲料添加剂及制备方法。
背景技术
在现代集约化养殖模式下,为了提高母猪的繁殖力、降低仔猪的生产成本,规模化养殖场通常采用早期断奶技术将仔猪断奶时间提前到3周龄左右。然而,由于早期断奶仔猪消化系统和免疫系统尚未发育完善以及断奶造成的营养、环境和心理等的多重应激影响,导致断奶仔猪免疫功能降低、疾病感染率增加、腹泻,严重抑制仔猪生长,每年给养猪业造成巨大的经济损失。断奶后仔猪腹泻已然成为现代养猪生产中亟待解决的重大课题。
植物精油类添加剂受到业内人士的空前关注,尤为关注其抑菌作用。很多生产者期望通过应用精油产品直接抑制病原菌来替代饲用抗生素,然而动物试验效果往往不够稳定。常见植物精油(如牛至精油和百里香精油)的主要成分是香芹酚、百里香酚、γ-松油烯和对伞花烃,其中,前两者总含量通常超过85%,也是最主要的功能性物质。相对于传统的天然植物精油,类天然的香芹酚和百里香酚合成产品具有成分稳定、含量明确、便于研究和大规模应用等诸多优势。尽管植物精油对微生物有抑制作用,但其对于细胞膜的作用缺乏选择性,高浓度的精油及其中的酚类物质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。Janczyk(2009)报道,百里香酚在添加量较低的情况下效果不明显,高剂量百里香酚(10g/kg)才能显著改善仔猪肠道微生物菌群。但较高浓度的百里香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。尽管香芹酚和百里香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,难以到达肠道发挥作用,极大限制其功效的发挥。此外,因为酚类化合物非常容易被氧化,挥发性强,如果使用未经保护处理的植物精油,其活性成分的稳定性不能得到保证。这说明植物精油类产品必须通过制剂保护处理送达肠道,才有可能发挥抑菌、抗炎、抗氧化等作用。为了让植物精油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精油的破坏作用等,有必要对精油产品进行制剂处理或者化学修饰。
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缓解仔猪断奶应激饲料添加剂及制备方法。
缓解仔猪断奶应激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,室温钠化,用水重新制成浓度为15%~30%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)分别取百里香酚和香芹酚,将香芹酚加热至40-60℃,再将百里香酚缓慢加入至香芹酚中,搅拌,配制香芹酚百里香酚混合液。
4)于搅拌下将步骤3)的香芹酚百里香酚混合液缓慢加入步骤2)的矿浆中,室温连续搅拌反应一定时间;
5)步骤4)的反应液脱水,所得的滤饼烘干、粉碎,得到缓解仔猪断奶应激饲料添加剂。
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8%~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8%~15%。
作为优选,步骤2)中,室温连续搅拌反应时间为2~7小时。
作为优选,步骤3)中,所述百里香酚的添加量为蒙脱石重量的2%~8%;所述香芹酚的添加量为蒙脱石重量的2%~8%。
作为优选,步骤3)中,所述百里香酚缓慢加入至香芹酚中后搅拌时间为15-30分钟。
作为优选,步骤4)中,室温连续搅拌反应时间为2~6小时。
作为优选,步骤5)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缓解仔猪断奶应激饲料添加剂。
本发明中使用的蒙脱石、氯化十六烷基吡啶、香芹酚、百里香酚均是市售商品。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低温干燥。可选用常规粉碎设备粉碎。
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。氯化十六烷基吡啶为阳离子季铵盐类化合物,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、百里香酚的吸附率。
(2)蒙脱石具有很好的胃肠道粘膜亲和性和控释性能,可有利于香芹酚、百里香酚全肠道控制释放,从而更有效发挥香芹酚、百里香酚的抗菌、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、百里香酚的毒性,从而缓解仔猪断奶应激。本发明的缓解仔猪断奶应激饲料添加剂在缓解腹泻和保护肠屏障上的效果显著优于相同添加量的原粉百里香酚和香芹酚。
(3)本发明添加剂所负载的氯化十六烷基吡啶、香芹酚、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和金黄色葡萄球菌等都有抗菌协同作用。
(4)研究了香芹酚、百里香酚、本发明的缓解仔猪断奶应激饲料添加剂对细菌内毒素的吸附作用,经拟合Langmiur方程计算得到各材料对内毒素的最大吸附量。香芹酚、百里香酚对内毒素吸附量为0,本发明的缓解仔猪断奶应激饲料添加剂对细菌内毒素吸附量为102EU/mg。
(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)本发明实施方法简便,适宜工业化生产,成本较低。本发明所制得的缓解仔猪断奶应激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(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15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7小时;
3)分别称取蒙脱石重量8%的百里香酚,蒙脱石重量8%的香芹酚,将香芹酚加热至60℃,再将百里香酚缓慢加入至香芹酚中,搅拌30分钟,配制香芹酚百里香酚混合液。
4)于搅拌下将步骤3)的香芹酚百里香酚混合液缓慢加入步骤2)的矿浆中,室温连续搅拌反应6小时;
5)步骤4)的反应液过滤脱水,所得的滤饼烘干、粉碎,得到缓解仔猪断奶应激饲料添加剂。
最小抑菌浓度测定结果表明,原粉百里香酚对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度分别为350和400μg/mL;未经处理的香芹酚对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度分别为300和450μg/mL;本发明的缓解仔猪断奶应激饲料添加剂对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度(以百里香酚计)分别为100和120μg/mL。
研究了香芹酚、百里香酚、本发明的缓解仔猪断奶应激饲料添加剂对细菌内毒素的吸附作用,经拟合Langmiur方程计算得到各材料对内毒素的最大吸附量。香芹酚、百里香酚对内毒素吸附量为0;本发明的缓解仔猪断奶应激饲料添加剂对细菌内毒素吸附量为102EU/mg。
选用21±1日龄“杜长大”断奶仔猪,分为4组,(1)对照组:基础日粮组;(2)试验Ⅰ组:基础日粮+75mg/kg原粉百里香酚+75mg/kg香芹酚;(3)试验Ⅱ组:基础日粮+本发明的肠黏膜屏障保护剂(含30mg/kg百里香酚+30mg/kg香芹酚,添加量为试验Ⅰ组的40%);(4)试验Ⅲ组:基础日粮+本发明的肠黏膜屏障保护剂(香芹酚、百里香酚含量与试验Ⅰ组相同)。试验期2周。结果如下:
与对照组相比,试验组腹泻率显著下降;试验II组与试验I组差异不显著(P>0.05),试验III组与试验I组差异显著(P<0.05)。与对照组相比,试验组血浆D-乳酸和内毒素含量显著降低;试验II组内毒素含量与试验I组差异不显著,试验III组血浆D-乳酸和内毒素含量与试验I、II组差异显著。与对照组相比,试验I组空肠内容物大肠杆菌显著下降,试验II组和III组空肠内容物和结肠内容物大肠杆菌显著下降;试验II组空肠内容物和结肠内容物大肠杆菌与试验I组差异不显著;试验III组结肠内容物大肠杆菌显著低于试验I组(P<0.05)。与对照组相比,试验I组十二指肠绒毛高度/隐窝深度比率显著增加,试验II组和III组空肠和回肠绒毛高度/隐窝深度比率显著增加;试验II组十二指肠、空肠和回肠绒毛高度/隐窝深度比率与试验I组差异不显著;试验III组绒毛高度/隐窝深度比率显著高于试验I组,试验II组与试验III组十二指肠绒毛高度/隐窝深度比率差异不显著。
上述结果表明,使用本发明的缓解仔猪断奶应激饲料添加剂(含30mg/kg百里香酚+30mg/kg香芹酚)在缓解仔猪腹泻和保护肠屏障上可以达到75mg/kg原粉百里香酚+75mg/kg香芹酚的作用效果。使用本发明的缓解仔猪断奶应激饲料添加剂在缓解腹泻和保护肠屏障上的效果显著优于相同添加量的原粉百里香酚和香芹酚。本发明的缓解仔猪断奶应激饲料添加剂有利于百里香酚和香芹酚全肠道控制释放,能促进肠道后段肠屏障的改善,更有效发挥百里香酚和香芹酚的作用,从而缓解仔猪断奶应激。
实施例2:
1)将蒙脱石,连同相当于蒙脱石重量8%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10小时,水洗3次,用水重新制成浓度为30%的矿浆;
2)将相当于蒙脱石重量8%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2小时;
3)分别称取蒙脱石重量2%的百里香酚,蒙脱石重量2%的香芹酚,将香芹酚加热至40℃,再将百里香酚缓慢加入至香芹酚中,搅拌15分钟,配制香芹酚百里香酚混合液。
4)于搅拌下将步骤3)的香芹酚百里香酚混合液缓慢加入步骤2)的矿浆中,室温连续搅拌反应2小时;
5)步骤4)的反应液离心脱水,所得的滤饼烘干、粉碎,得到缓解仔猪断奶应激饲料添加剂。
选用21±1日龄“杜长大”断奶仔猪,分为3组,(1)对照组:基础日粮组;(2)试验Ⅰ组:基础日粮+25mg/kg原粉百里香酚+25mg/kg香芹酚;(3)试验Ⅱ组:基础日粮+本发明的肠黏膜屏障保护剂(香芹酚、百里香酚含量与试验Ⅰ组相同),饲喂21天。结果发现,与对照组相比,试验Ⅰ组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,试验Ⅱ组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,而且上述指标和试验Ⅰ组组相比差异显著。上述结果表明,本发明的缓解仔猪断奶应激饲料添加剂,有利于香芹酚、百里香酚全肠道控制释放,更有效发挥香芹酚、百里香酚的抗菌、抗炎症、抗氧化作用,从而缓解仔猪断奶应激。
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13%的悬浮液矿浆,室温钠化12小时,水洗3次,用水重新制成浓度为20%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4小时;
3)分别称取蒙脱石重量5%的百里香酚,蒙脱石重量5%的香芹酚,将香芹酚加热至50℃,再将百里香酚缓慢加入至香芹酚中,搅拌20分钟,配制香芹酚百里香酚混合液。
4)于搅拌下将步骤3)的香芹酚百里香酚混合液缓慢加入步骤2)的矿浆中,室温连续搅拌反应4小时;
5)步骤4)的反应液过滤或离心脱水,所得的滤饼烘干、粉碎,得到缓解仔猪断奶应激饲料添加剂。
在断奶仔猪饲料中添加600mg/kg本发明的缓解仔猪断奶应激饲料添加剂,试验期14d,结果表明:本发明的缓解仔猪断奶应激饲料添加剂显著提高了仔猪断奶后0-7d和7-14d平均日增重和日采食量,降低了仔猪断奶后4-14d腹泻率,显著降低了粪便大肠杆菌数量;显著降低了仔猪断奶后第7d仔猪血浆内毒素浓度;显著提高了断奶后7d空肠和回肠绒毛高度/隐窝深度(V/C),显著提高了断奶后7d和14d仔猪空肠和结肠跨上皮电阻(TER)值,降低了断奶后第7d FD4通透性;显著降低了断奶后第7d仔猪结肠黏膜TNF-α和IL-6的表达。
Claims (10)
1.一种缓解仔猪断奶应激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%~30%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)分别取百里香酚和香芹酚,将香芹酚加热至40-60℃,再将百里香酚缓慢加入至香芹酚中,搅拌,配制香芹酚百里香酚混合液;
4)于搅拌下将步骤3)的香芹酚百里香酚混合液缓慢加入步骤2)的矿浆中,室温连续搅拌反应一定时间;
5)步骤4)的反应液脱水,所得的滤饼烘干、粉碎,得到缓解仔猪断奶应激饲料添加剂。
2.如权利要求1所述的缓解仔猪断奶应激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8%~15%。
3.如权利要求1所述的缓解仔猪断奶应激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所述的缓解仔猪断奶应激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8%~15%。
5.如权利要求1所述的缓解仔猪断奶应激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2~7小时。
6.如权利要求1所述的缓解仔猪断奶应激饲料添加剂的制备方法,其特征在于,步骤3)中,所述百里香酚的添加量为蒙脱石重量的2%~8%;所述香芹酚的添加量为蒙脱石重量的2%~8%。
7.如权利要求1所述的缓解仔猪断奶应激饲料添加剂的制备方法,其特征在于,步骤3)中,所述百里香酚缓慢加入至香芹酚中后搅拌时间为15-30分钟。
8.如权利要求1所述的缓解仔猪断奶应激饲料添加剂的制备方法,其特征在于,步骤4)中,室温连续搅拌反应时间为2~6小时。
9.如权利要求1所述的缓解仔猪断奶应激饲料添加剂的制备方法,其特征在于,步骤5)中,所述的脱水采用过滤或离心方式。
10.一种由权利要求1~9任一所述方法制备的缓解仔猪断奶应激饲料添加剂。
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