CN109393163A - 一种新型过瘤胃组氨酸及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型过瘤胃组氨酸及其制备方法与应用。所述新型过瘤胃组氨酸由包衣和包核两部分组成，所述包衣为过瘤胃脂肪粉，所述包核是由活性成分组氨酸与辅料制备得到的颗粒，所述辅料由第一辅料和第二辅料组成，所述第一辅料为硬脂酸钙或二氧化硅，所述第二辅料由淀粉、糊精和羧甲基纤维素钠组成。该过瘤胃组氨酸可提高奶牛的产奶量，节约日粮蛋白质，大幅增加牧场收益。

Description

一种新型过瘤胃组氨酸及其制备方法与应用

技术领域

本发明属于动物营养技术领域，具体涉及一种新型过瘤胃组氨酸及其制备方法与应用。

背景技术

最近几年研究发现，在含有低蛋白日粮中添加组氨酸可显著提高产奶量；且在提供了合适的蛋白、蛋氨酸和赖氨酸的日粮中，添加组氨酸与不添加相比，显著提高奶牛的产奶量和生产性能。近期，在宾夕法尼亚州立大学进行的研究，泌乳母牛通常以北美的饲料原料(玉米青贮、苜蓿半干青贮、玉米谷物等)为主的饲粮，指明了组氨酸是一种限制性氨基酸。

2015年我国提出“粮改饲”重大改革政策，重点是调整玉米种植结构，引导种植全株的青贮玉米，低组氨酸含量的玉米青贮将作为反刍动物的主要粗饲料来源。其次，由于成本和环保的双重压力，国家强制执行调低日粮蛋白比列，减少豆粕的用量，促进饲料行业健康可持续的发展，低的蛋白日粮和青贮玉米的使用，此种日粮结构极有可能导致奶牛日粮中组氨酸的缺乏，从而将低奶牛的生产性能和产奶量。因此组氨酸在奶牛上的应用，开始受到更多的关注。

由于瘤胃的微生物作用，日粮中直接添加组氨酸，将会在瘤胃中降解，不能达到小肠。这样不仅达不到添加组氨酸的效果，还会造成组氨酸的浪费。过瘤胃组氨酸，使其在瘤胃中不被降解，直接到达小肠而被吸收利用。在奶牛日粮中添加经过保护处理的组氨酸，可以提高蛋白质的利用率，节约蛋白质饲料，降低生产成本，提高奶牛产奶量；进而提高奶牛的生产的经济效益，同时减少粪尿中氮的排放，对降低环境污染具有重要作用。

目前过瘤胃组氨酸的研究报道较少，为此本发明提供以一种过瘤胃保护组氨酸及其制备方法，以提高产奶量及生产性能，增加经济效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型过瘤胃组氨酸及其制备方法与应用，该过瘤组氨酸可节约蛋白质日粮，同时提高奶牛的产奶量，大幅增加牧场收益。本发明采用的是过瘤胃脂肪粉，可完全地通过瘤胃直达小肠，不影响瘤胃微生物活动，不会影响粗纤维的消化和代谢；纯植物性来源，棕榈油含量高；不是钙皂，具有良好的适口性；颗粒大小均匀，100％脂肪；无反式脂肪酸。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种新型过瘤胃组氨酸，由包衣和包核两部分组成，所述包衣为过瘤胃脂肪粉，所述包核的活性成分为组氨酸；所述包核是由活性成分组氨酸与辅料制备得到的颗粒；所述辅料由第一辅料和第二辅料组成，所述第一辅料为硬脂酸钙或二氧化硅，所述第二辅料由淀粉、糊精和羧甲基纤维素钠组成。

本发明研究发现，当辅料选择第一辅料(即硬脂酸钙或二氧化硅)，以及第二辅料(即淀粉、糊精和羧甲基纤维素钠)，能够较好的对组氨酸进行过瘤胃保护，显著降低在瘤胃中的降解率。其中当辅料选择硬脂酸钙、淀粉、糊精和羧甲基纤维素钠时，对于组氨酸的过瘤胃保护效果更好。实验证明，使用第一辅料硬脂酸钙作为辅料制成的核颗粒物理化学性质稳定，产生粉尘少，吸附性强，易于成型，更利于后续包被操作。

在实验研究的基础上，本发明进一步研究确定了活性成分组氨酸与辅料的比例，以及辅料中各成分的用量比例。当活性成分组氨酸与所述辅料的质量比例为(45:55)-(55:45)，优选为50:50时；和/或所述辅料中第一辅料(即硬脂酸钙或二氧化硅)与淀粉、糊精、羧甲基纤维素钠质量比为(1.3-1.5):(12.4-12.6):(10-12)(0.09-0.11)时，对于组氨酸的过瘤胃保护效果更好。

具体地，活性成分组氨酸与所述辅料的质量比例可为45:55，46:54，50:50，54:56或55:45。

较佳地，所述新型过瘤胃组氨酸中，活性成分组氨酸与所述辅料的质量比例为50:50；和/或，所述辅料中第一辅料与淀粉、糊精、羧甲基纤维素钠质量比为1.4:12.5:11:0.1。

进一步的研究结果发现，包被组氨酸瘤胃降解率随脂肪粉的比例的提高而下降；然而，脂肪粉用量的增加，产品中的有效成分组氨酸的含量会逐渐降低。优选地，所述包核与包衣的质量比为(40:60)-(60:40)，更优选为(45:55)-(55:45)，较佳为50:50或55:45。

具体地，所述包核与所述包衣的质量比可为40:60，45:55，46:54，50:50，54:56，55:45或60:40。

在本发明一个具体实施方式中，所述包核与所述包衣的质量比可为50:50。

在本发明一个具体实施方式中，所述包核与所述包衣的质量比可为55:45。

进一步地，所述过瘤胃脂肪粉优选为棕榈油脂肪粉。采用本发明过瘤胃脂肪粉的优点在于可完全地通过瘤胃直达小肠，不影响瘤胃微生物活动，不会影响粗纤维的消化和代谢；纯植物性来源，棕榈油含量高；不是钙皂，具有良好的适口性；颗粒大小均匀，无载体，100％脂肪；无反式脂肪酸。

具体地，上述新型过瘤胃组氨酸中，组氨酸的含量为24％-26％，第一辅料的含量为1.3％-1.5％，淀粉的含量为12.4％-12.6％，糊精的含量为10％-12％，羧甲基纤维素钠的含量为0.09％-0.11％；余量为过瘤胃脂肪粉。

较佳地，上述新型过瘤胃组氨酸中，组氨酸的含量为25％、第一辅料的含量为1.4％，淀粉的含量为12.5％，糊精的含量为11％，羧甲基纤维素钠的含量为0.1％，余量为过瘤胃脂肪粉。

进一步地，本发明所述过瘤胃组氨酸为颗粒状，所述颗粒的粒径为0.90-1.10mm，其优点是粒径小，流动性好，利于快速通过瘤胃，减少产品在瘤胃中的停留时间，减少损耗。

进一步地，所述包核的粒径为0.40-0.60mm，或者粒径大于等于0.40mm小于0.60mm。

本发明所述过瘤胃组氨酸可由本领域常规方法制备。

具体地，本发明还提供上述过瘤胃组氨酸的制备方法，包括如下步骤：

1)制备包核颗粒

将组氨酸与所述辅料按比例均匀混合，用水进行调制，干燥，然后制成粒径为0.40-0.60mm的包核颗粒；

具体地，干燥可在流化制粒包衣机中进行，所述干燥中的加热温度为80℃，引风频率35Hz，转速45Hz，干燥时间为30分钟；在所述的干燥后对得到的颗粒进行筛分；

2)包核颗粒的包被

将所述过瘤胃脂肪粉熔化，对步骤1)得到的包核颗粒进行包被，得到过瘤胃保护组氨酸。

具体地，所述包被可用流化制粒包衣机进行，所述包被方法包括：将所述包核颗粒加热至35℃，在如下条件下将熔化的过瘤胃脂肪粉喷涂到包核颗粒表面：压缩空气温度100℃，蠕动泵转速8rpm，引风频率28Hz，转速49Hz，引风温度50℃，出风温度40℃。

本发明还包括上述过瘤胃组氨酸在制备反刍动物饲料或饲料添加剂方面的应用。

本发明所用原料均可市售购得，或按本领域常规方法制备。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可以相互组合，即得本发明各较佳实例。

此外，应理解，本文中，“包括”、“包含”、“含有”等术语的含义中也包括了“由……组成”、“由……构成”、“由……制成”等。

本发明采用的包被工艺合理，包被均匀完全，过瘤胃效果理想；所制得的过瘤胃组氨酸具有理想的物理形态，颗粒小，均匀，流动性好，易于在生产中直接使用。经牧场的使用证明，在奶牛日粮中添加本发明过瘤胃组氨酸，可提高奶牛的产奶量，节约蛋白日粮，获得可观的经济效益。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。

以下所用过瘤胃脂肪粉为棕榈油脂肪粉。

实施例1

一种过瘤胃组氨酸，由包衣和包核两部分组成，所述包衣为过瘤胃脂肪粉，所述包核的活性成分为组氨酸；所述包核是由活性成分组氨酸与辅料制备得到的颗粒，所述辅料为硬脂酸钙(第一辅料)以及淀粉、糊精、羧甲基纤维素钠；活性成分组氨酸与所述辅料的质量比例为50:50，所述辅料中硬脂酸钙、淀粉、糊精、羧甲基纤维素钠的质量比为1.4:12.5:11:0.1，所述包核与所述包衣的质量比为50:50。

本实施例还提供上述过瘤胃组氨酸的制备方法，包括以下步骤：

1)将组氨酸及辅料硬脂酸钙、淀粉、糊精、羧甲基纤维素钠按比例混合得到混合物，该混合物中，组氨酸的质量含量为50％，硬脂酸钙的质量含量为2.8％，淀粉的质量含量为25％，糊精的质量含量为22％，羧甲基纤维素钠的质量含量为0.2％；然后用水将该混合物调制成可以制粒的状态，用制粒机制备成颗粒，再用球形抛丸机抛丸，得到组氨酸颗粒；

将组氨酸颗粒放入流化制粒包衣机中进行干燥。设备加热温度为80℃，引风频率35Hz，转速45Hz，干燥30分钟。然后分别用30目和40目筛进行筛分，收集粒径为0.40-0.60mm的组氨酸包核颗粒；

2)将过瘤胃脂肪粉在大于60℃的温度下熔化，对步骤1)制备的组氨酸包核颗粒在流化制粒包衣机中采用底喷工艺进行包被，其中组氨酸包核颗粒与过瘤胃脂肪粉质量比为50:50，得到过瘤胃组氨酸。

包被时工艺参数为：将组氨酸包核颗粒加热至35℃，压缩空气温度100℃，蠕动泵转速8rpm，引风频率28Hz，转速49Hz，引风温度50℃，出风温度40℃，将熔化的过瘤胃脂肪粉全部喷涂到组氨酸包核颗粒表面，得到过瘤胃保护组氨酸。所得过瘤胃保护组氨酸为颗粒状，颗粒的直径为0.90-1.10mm。

上述过瘤胃组氨酸中，各组分含量：25％组氨酸、1.4％硬脂酸钙，

12.5％淀粉、11％糊精、0.1％羧甲基纤维素钠、50％脂肪粉。

实施例2

一种过瘤胃组氨酸，与实施例1的区别仅在于：将硬脂酸钙替换为等量的二氧化硅。制备方法参照实施例1。

实施例3

一种过瘤胃组氨酸，与实施例1的区别仅在于：所述包核与所述包衣的质量比为55:45。制备方法参照实施例1。

实施例4

一种过瘤胃组氨酸，与实施例1的区别仅在于：将硬脂酸钙替换为等量的二氧化硅，且所述包核与所述包衣的质量比为55:45。制备方法参照实施例1。

对比例1

一种过瘤胃组氨酸，与实施例1的区别仅在于：制备包核所用辅料仅为硬脂酸钙，即包核是由活性成分组氨酸与硬脂酸钙制备得到的颗粒，包核中组氨酸的含量为50％，余量为硬脂酸钙。制备方法参照

实施例1。

对比例2

一种过瘤胃组氨酸，与实施例1的区别仅在于：制备包核所用辅料仅为二氧化硅，即包核是由活性成分组氨酸与硬脂酸钙制备得到的颗粒，包核中组氨酸的含量为50％，余量为二氧化硅。制备方法参照

实施例1。

对比例3

一种过瘤胃组氨酸，与实施例1的区别仅在于：包核是由活性成分组氨酸与辅料制备得到的颗粒，包核中组氨酸的含量为50％，余量为辅料，制备包核所用辅料由硬脂酸钙和淀粉组成，二者质量比为2.8:25。制备方法参照实施例1。

对比例4

一种过瘤胃组氨酸，与实施例1的区别仅在于：制备包核所用辅料仅为糊精，即包核是由活性成分组氨酸与糊精制备得到的颗粒，包核中组氨酸的含量为50％，余量为糊精。制备方法参照实施例1。

对比例5

一种过瘤胃组氨酸，与实施例1的区别仅在于：制备包核所用辅料仅为羧甲基纤维素钠，即包核是由活性成分组氨酸与羧甲基纤维素钠制备得到的颗粒，包核中组氨酸的含量为50％，余量为羧甲基纤维素钠。制备方法参照实施例1。

实验例1过瘤胃组氨酸的性能评定

以10头装有永久性瘤胃瘘管的荷斯坦泌乳母牛为试验动物，采用瘤胃尼龙袋法分别测定本发明实施例1-4及对比例1-5制备的过瘤胃组氨酸和未经包被处理的过瘤胃组氨酸在0、2、6、12、24小时5个培养点的瘤胃降解率。其中0小时样品作为空白试验不放进奶牛瘤胃中降解，其余的时间段内样品放进瘤胃里降解。经过瘤胃降解后将样品袋取出，清洗干净，测定各尼龙袋中样品的含量并计算其降解率。

其降解率的计算方法如下：

降解率：(某培养时间点组氨酸的降解量÷校正装袋组氨酸的重量)×100％；

组氨酸某时间点的降解量：校正装袋组氨酸的重量—某培养时间点组氨酸的重量；

校正袋组氨酸的重量：实际装袋组氨酸重量×(1-组氨酸装袋逃逸率)；

组氨酸装袋逃逸率(％)：[(空白试验中组氨酸的重量-空白试验中组氨酸残余物的重量)÷空白试验中组氨酸的重量]×100％

测定结果见表1。表1中的数据为5次重复试验的平均值。

表1尼龙袋法测定的过瘤胃组氨酸中组氨酸的降解率(％)

注：同列数据肩标小写字母(a、b、c、d、e、f、g、h、i)表示差异显著(p＜0.05)，含相同字母或不标注表示不显著(p＞0.05)。

测定结果显示，未经包被处理的组氨酸基本上100％降解；实施例1过瘤胃组氨酸在瘤胃中培养12小时、24小时的降解率分别为6.66％和9.49％，显著优于实施例2-4和对比例1-5；实施例2过瘤胃组氨酸在瘤胃中停留12小时、24小时的降解率分别为9.33％和12.89％，显著优于实施例3-4及对比例1-5；对比例1显著优于对比例2-5。结果表明，硬脂酸钙或二氧化硅与羧甲基纤维素钠、淀粉、糊精组成的辅料可以显著降低组氨酸的降解率，较好地满足需求，尤以硬脂酸钙与羧甲基纤维素钠、淀粉、糊精组成的辅料效果最佳。

由测定结果还发现，包被组氨酸瘤胃降解率随脂肪粉的比例的提高而下降；然而，脂肪粉用量的增加，产品中的有效成分组氨酸的含量会逐渐降低；从试验结果看，实施例1过瘤胃组氨酸的效果最佳。

实验例2过瘤胃组氨酸对泌乳牛生产性能的影响

1材料与方法

1.1试验奶牛的选择、分组与管理

选取平均泌乳时间为120d，年龄、胎次、体况、产奶量相近的荷斯坦奶牛48头，随机分为4组，每组12头，I、II、III组分别在基础日粮中每头每天添加5g、10g、15g实施例1制备的过瘤胃组氨酸；IV组为对照组，饲喂基础日粮。试验奶牛单槽饲养，早、中、晚3次饲喂，3次挤奶，过瘤胃组氨酸混于精料中，试验期30d。

1.2试验材料

试验材料为实施例1制备的过瘤胃组氨酸。

1.3检测项目

1.3.1产奶量及乳成分的测定

每天记录产奶量且按照早、中、晚4：3：3比例通过自动收奶设备收集牛乳50ml，用于乳汁成分的检测及分析，采用Milkoscan乳成分分析仪检测。

1.4数据处理

应用SPSS22.0软件ANOVN(单因素方差分析)进行数据分析，试验数据均以平均数±标准差表示。

2结果与分析

2.1过瘤胃组氨酸对泌乳奶牛生产性能的影响

表2过瘤胃组氨酸对泌乳奶牛生产性能的影响

注：同列数据肩标小写字母(a、b、c)表示差异显著(p＜0.05)，含相同字母或不标注表示不显著(p＞0.05)。

由表2可知，乳脂率、乳糖各组之间差异不显著；平均日产奶量：试验I组、II组、III组比对照组IV提高了3.31％、9.02％、9.87％，试验II组、III组与对照组IV差异显著(p＜0.05)；乳蛋白率：试验I组、II组、III组比对照组提高了3.99％、7.98％、10.12％，试验II组、III组与对照组IV差异显著(p＜0.05)。

3结论

通过在奶牛日粮中添加不同剂量的过瘤胃组氨酸，可显著提高奶牛的产奶量和乳蛋白率，大幅增加牧场经济效益。在本次试验中，试验组II、III之间差异不显著。考虑到经济成本，基础日粮中每头奶牛每天添加10g过瘤胃组氨酸即可满足要求。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种新型过瘤胃组氨酸，其特征在于，由包衣和包核两部分组成，所述包衣为过瘤胃脂肪粉；所述包核是由活性成分组氨酸与辅料制备得到的颗粒；所述辅料由第一辅料和第二辅料组成，所述第一辅料为硬脂酸钙或二氧化硅，所述第二辅料由淀粉、糊精和羧甲基纤维素钠组成。

2.根据权利要求1所述的过瘤胃组氨酸，其特征在于，活性成分组氨酸与所述辅料的质量比例为(45:55)-(55:45)；和/或，所述辅料中第一辅料与淀粉、糊精、羧甲基纤维素钠质量比为(1.3-1.5):(12.4-12.6):(10-12)(0.09-0.11)。

3.根据权利要求1所述的过瘤胃组氨酸，其特征在于，活性成分组氨酸与所述辅料的质量比例为50:50；和/或，所述辅料中第一辅料与淀粉、糊精、羧甲基纤维素钠质量比为1.4:12.5:11:0.1。

4.根据权利要求1-3任一项所述的过瘤组氨酸，其特征在于，所述包核与包衣的质量比为(40:60)-(60:40)，优选为(45:55)-(55:45)；更优选为50:50或55:45。

5.根据权利要求1-4任一项所述的过瘤胃组氨酸，其特征在于，所述过瘤胃脂肪粉优选为棕榈油脂肪粉。

6.根据权利要求1-5任一项所述的过瘤胃组氨酸，其特征在于，所述过瘤胃组氨酸为颗粒状，粒径为0.90-1.10mm；和/或，所述包核的粒径为0.40-0.60mm，或者粒径大于等于0.40mm小于0.60mm。

7.根据权利要求1-6任一项所述的过瘤胃组氨酸，其特征在于，所述过瘤胃组氨酸中，组氨酸的含量为24％-26％，第一辅料的含量为1.3％-1.5％，淀粉的含量为12.4％-12.6％、糊精的含量为10％-12％、羧甲基纤维素钠的含量为0.09％-0.11％；余量为过瘤胃脂肪粉。

8.根据权利要求7所述的过瘤胃组氨酸，其特征在于，所述过瘤胃组氨酸中，组氨酸的含量为25％、第一辅料的含量为1.4％，淀粉的含量为12.5％、糊精的含量为11％、羧甲基纤维素钠0.1％，余量为过瘤胃脂肪粉。

9.权利要求1-8任一项所述过瘤胃组氨酸的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)制备包核颗粒

将组氨酸与所述辅料按比例均匀混合，用水进行调制，干燥，制成粒径为0.40-0.60mm的包核颗粒；

2)包核颗粒的包被

将所述过瘤胃脂肪粉熔化，对步骤1)得到的包核颗粒进行包被，得到过瘤胃保护组氨酸。

10.权利要求1-8任一项所述过瘤胃组氨酸或权利要求9所述方法制备的过瘤胃组氨酸在制备反刍动物饲料或饲料添加剂方面的应用。