CN109601738A - 一种饮水型酸化剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种饮水型酸化剂及其制备方法和应用，每100ml酸化剂中含有：甲酸15～25ml、乳酸25～35ml、柠檬酸15～25g、富马酸5～15g、甲酸钙1～8g、丁酸钠1～8g、去离子水加到100ml。其制备方法：先在搅拌罐里注入水总量的50～80％，开启电源120r/min搅拌，缓慢添加富马酸，然后添加甲酸钙和丁酸钠，搅拌15min，待富马酸、甲酸钙和丁酸钠充分溶解于水后，再分别缓慢添加柠檬酸、乳酸和甲酸，最后加入剩余水搅拌均匀即得产品。与现有技术相比，本发明含有多种有机酸和有机酸盐，可以调节日粮系酸力，降低动物消化道pH值，提高消化酶活性，促进营养物质的消化，有效控制断奶保育仔猪腹泻，调节肠道微生态平衡，促进断奶保育仔猪的生长，同时，饮水用酸化剂的使用，可以大大降低动物机体内部、饲料和环境中病原微生物的生长和繁殖，可以直接减少抗生素的使用量，从而降低抗生素所带来的耐药性、残留和污染问题。

Description

一种饮水型酸化剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及饲料酸化剂，具体涉及一种饮水型酸化剂及其制备方法和应用。

背景技术

当前，不仅在人类自身还是在畜牧生产中，社会都越来越关注大规模抗生素的使用带来的细菌耐药性问题，为了避免无药可用的悲剧发生，有必要开始减少在饲料中抗生素的大量使用。酸化剂作为无毒、无害、安全、环保的抗生素替代品正受到人们的重视。

动物体内的各种消化酶都有其发挥消化活性适宜的pH值，而仔猪早期断奶后，仔猪胃内的pH升高，胃蛋白酶等消化酶活性降低，导致仔猪消化不良，仔猪发生腹泻，随之而来的就是抗生素治疗以及促生长的使用，造成超级细菌等耐药性、加大用量后造成药物残留等一系列问题影响到从土壤、环境、饲料、养殖动物、食品和人体健康循环的严重危害性。

仔猪肠道内几种有害的病原菌适宜繁殖的pH一般在6-8之间，当pH在4以下时，直接失活，而酸化剂的作用就是降低胃肠道pH来抑制病原菌的繁殖，促进乳酸菌、双歧杆菌等有益菌的生长繁殖，乳酸菌、双歧杆菌等进一步发酵产生乳酸，降低pH，促进动物肠道健康，提高生长性能。

本发明的产品含有多种有机酸和有机酸盐，可以调节日粮系酸力，降低动物消化道pH值，提高消化酶活性，促进营养物质的消化，有效控制断奶保育仔猪腹泻，调节肠道微生态平衡，促进断奶保育仔猪的生长，同时，饮水用酸化剂的使用，可以大大降低动物机体内部、饲料和环境中病原微生物的生长和繁殖，可以直接减少抗生素的使用量，从而降低抗生素所带来的耐药性、残留和污染问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种替代抗生素的饮水型酸化剂的制备方法与应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种饮水型酸化剂，其特征在于，所述的酸化剂包括以下组分：每100ml酸化剂中含有：甲酸15-25ml、乳酸25-35ml、柠檬酸15-25g、富马酸5-15g、甲酸钙1-8g、丁酸钠1-8g、去离子水加到100ml。

所述的酸化剂中每100ml含有：甲酸20ml、乳酸30ml、柠檬酸20g、富马酸10g、甲酸钙5g、丁酸钠5g、去离子水加到100ml。

所述的甲酸与甲酸钙按质量体积比3～4:1混合作为水溶性有机酸。

所述的甲酸由甲醇和一氧化碳在催化剂甲醇钠存在下反应，生成甲酸甲酯，然后再经水解生成甲酸和甲醇。甲醇可循环送入甲酸甲酯反应器，甲酸再经精馏得到的产品，其具有较强的灭菌性能。所述的柠檬酸是一种三羧酸类化合物，为无色半透明晶体或白色颗粒或白色结晶性粉末，是一种较强的有机酸，有3个H⁺可以电离，可有效杀灭饲料水管等管路中污染的细菌，再加上柠檬的清香味道，也可增加动物对食物的采食量。

所述的乳酸由丙酮酸经过乳酸脱氢酶发酵提纯后制得，为无色液体，具有较强的防腐保鲜和调味等功能，在饲料中可以降低胃内的PH值，起到活化消化酶、改善氨基酸消化能力的作用，并能促进肠道长皮细胞的生长。

所述的富马酸是将苯或丁烯与过量空气进行氧化反应生成富马酸酐，被循环的酸液吸收得到富马酸，其具有水果味道和灭菌作用，在饲料防腐保鲜剂中使用较多。

所述的甲酸钙是甲酸与熟石灰中和生产甲酸钙，经精制而得商品甲酸钙，作为新型仔猪饲料添加剂，能促进仔猪食欲和降低仔猪腹泻率。

所述的丁酸钠能够减少细胞内Ca²⁺的释放，抑制组蛋白脱乙酰酶诱导的细胞凋亡，是结肠上皮最好的氧化底物，占结肠细胞耗氧量的80％，解离后的丁酸无需经过肝胆吸收和复杂的三羧酸循环系统，可以直接为肠上皮细胞提供能量，是肠上皮细胞的快速能量源。

进一步地，所述的酸化剂使用的原料都是水溶性很好的原料，饮用后到达动物胃肠道内与其他食糜充分接触，混合均匀，降低pH能力较强。所述的酸化剂调节仔猪肠道内的pH至降低至6以下，优选pH值为4。

进一步地，所述的酸化剂能够快速且均匀地释放H+，破坏有害微生物的生存环境。所述的酸化剂在仔猪肠道内可在10-20s均匀地释放H⁺。

一种饮水型酸化剂的制备方法，其特征在于，按配方用量，先在搅拌罐里注入水总量的50～80％，开启电源120r/min搅拌，缓慢添加富马酸，然后添加甲酸钙和丁酸钠，搅拌15min，待富马酸、甲酸钙和丁酸钠充分溶解于水后，再分别缓慢添加柠檬酸、乳酸和甲酸，最后加入剩余水搅拌均匀即得产品。。

一种饮水型酸化剂的应用，其特征在于，所述的酸化剂不与固体饲料混合，在仔猪食用基础日粮之前0.5-1h，将所述酸化剂直接饲喂仔猪,不会因为跟饲料中的碱性物质以及含活性碳酸根物质发生化学反应而降低饲料营养浓度和使用效果。

所述的酸化剂的加入量为仔猪基础日粮0.1-0.3％。

进一步地，所述的酸化剂可以分子酸的形式透过细胞壁进入微生物细胞内，干扰DNA合成，从而杀灭有害微生物。

进一步地，所述的酸化剂中柠檬酸和富马酸可以进入机体三羧酸循环，直接提供能量和间接释放能量ATP。

与现有技术相比，本发明酸化剂组成成分中，甲酸及甲酸钙作为有机酸化剂，具有良好酸味，可提高饲料适口性，杀菌作用强，主要针对大肠杆菌、沙门氏菌、酵母菌和一些细菌，而对乳酸菌和真菌具有相对的耐受性，同时可为机体提供能量，并参与营养物质的代谢。乳酸作为饲料酸化剂成分其适口性较佳，具有较高的代谢能，还具有抑制病原菌的效果，也是最早使用的防腐剂之一。柠檬酸是最初在柠檬中提取出来的，目前工业上主要通过黑曲霉素发酵而成。柠檬酸一方面可以降低饲料PH值，另一方面作为抗氧化剂，可以增强机体的抗氧化能力，并促进机体对VA和VD的吸收，促进动物的生长。富马酸性质稳定，可直接进入机体三羧酸循环，存进在机体应激或危急状态下ATP的合成，为机体供能，同时，富马酸海能提高机体抗氧化功能，亦可以提高机体对钙、磷、镁、锌的吸收量，间接提高经济效益。丁酸钠主要减少机体细胞Ca²⁺的释放，抑制组蛋白脱乙酰酶，诱导细胞凋亡；促进肠粘膜发育，修复粘膜上皮细胞，活化淋巴细胞；调整胃肠道微生态平衡，促进有益菌群增殖；减少仔猪断奶后腹泻，克服断奶应激，提高仔猪成活率；增强饲料诱食性，提高采食量，提高动物生长性能；提高肠道挥发性脂肪酸含量，降低胃肠道PH值；加强肠道非特异性免疫，维护肠道健康；与酸化剂有较强的协同作用，抑菌促生长效果明显。其制备方法简单，条件可控性好，生产成本低，酸化性能稳定，适于降抗和替抗养殖，具有很好的应用前景。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

先在搅拌罐里注入40ml的水，开启电源120r/min搅拌，缓慢添加富马酸10g，然后添加甲酸钙5g和丁酸钠5g，搅拌15min，待富马酸、甲酸钙和丁酸钠充分溶解于水后，再分别缓慢添加柠檬酸20g、乳酸30ml和甲酸20ml，加入水至搅拌罐内反应物体积为100ml，搅拌均匀即得产品。

(1)实验设计

本实施例分为两个部分，第一部分为猪场饲喂试验，第二部分为消化生理实验。试验采用单因子试验设计，选择健康、体重接近的21日龄刚断奶仔猪600头，随机分为两组，每个处理10个重复，每个重复30头仔猪，试验期28天。

第一部分试验开始和试验结束时各组称重，计算各组仔猪平均日增重；试验结束时统计各组仔猪耗料量，计算平均日采食量；每天统计各组仔猪腹泻头数，腹泻率＝试验期各重复累计仔猪腹泻总头数/(试验期各重复总头数*试验日数)*100％。

第二部分消化生理试验，于试验期末随机从各试验组内随机选3头仔猪屠宰，以测定其消化道的pH值、消化道酶活性，培养盲肠和结肠内的大肠杆菌和乳酸杆菌。

基础日粮组成及营养成分

试验设计表

组别	日粮
		对照组	基础日粮
试验组	基础日粮+0.2％饮水用酸化剂

(2)饲养管理

本试验断奶仔猪采用高床位保育栏饲养，自由采食、自由饮水，供试仔猪的预防接种等按照猪场正常的防疫程序进行。供试仔猪全期试验28天，并于试验第15～20天时，采用全收粪法，收集供试仔猪粪样，并加入少量的盐酸固定粪氮。整个试验过程中，有专人24小时值班，每日认真观察和记录猪只采食量、腹泻头数、死亡头数。

(3)测试指标

采食量：准确称量每天的投料量和剩料量，用以计算断奶仔猪的采食量。

采食量(g)＝总投料量—剩料量

增重和日增重：准确称量各试验组每栏仔猪初始总体重，并于试验结束时再次称量每栏总重。

每栏增重＝每栏末重—每栏始重

日增重＝(每栏末重—每栏始重)/(试验天数*每栏仔猪数)

饲料转化率：根据试验仔猪饲料消耗和增重以及日增重计算试验各阶段以及整个试验期的饲料转化率。

饲料转化率＝平均日采食量/平均日增重

腹泻率和死亡率：试验期每天记录仔猪腹泻头数、天数以及仔猪的死亡数，用以计算腹泻率和成活率。

腹泻率(％)＝试验期内该组饲养日腹泻头数/试验期该组饲养日猪头数*100

死亡率(％)＝试验期末该组死亡猪头数/试验期始该组饲养猪头数*100

胃肠pH值：分别取胃、小肠内容物50ml，测定其pH值。

胃肠道几种酶的活性：无菌条件下提取试验仔猪的胃肠道内容物，测定胃蛋白酶、空肠和回肠胰蛋白酶和胰淀粉酶的活性。

大肠主要微生物：无菌条件下提取试验仔猪盲肠和结肠的内容物培养其大肠杆菌数和乳酸杆菌数。

(4)结果与分析

饮水用酸化剂对断奶仔猪生长性能的影响

组别	平均日增重g/d	平均日采食量g/d	料重比
				对照组	246.23±16.46	375.55±20.42	1.53±0.01
试验组	278.19±12.34	412.28±24.71	1.48±0.02

试验表明，试验组断奶仔猪平均日增重比对照组提高了12.9％，平均日采食量提高了9.8％，料肉比降低了0.05。饮水用酸化剂在一定程度上降低了日粮的系酸力，改善了日粮的适口性，也可能是日粮的酸性刺激了仔猪的食欲，提高了采食量，且提高了营养物质的消化利用率。

饮水用酸化剂对断奶仔猪腹泻率和死亡率的影响

组别	腹泻率/％	死亡率/％
			对照组	11.35±2.57	6.44
试验组	2.16±0.12	1.28

试验表明，试验组断奶仔猪与对照组相比其腹泻率降低了9.19％，死亡率降低了5.16％。饮水用酸化剂通过饮水进入胃肠道，抑制了大肠杆菌、沙门氏菌等致病菌的繁殖，促进肠道乳酸菌、双歧杆菌等有益菌的生长，进而提高营养物质的消化，降低腹泻和断奶仔猪的死亡率。

饮水用酸化剂对断奶仔猪胃、小肠内容物PH值的影响

组别	胃	小肠
			对照组	3.98±0.05	6.57±0.26
试验组	3.56±0.02	6.19±0.12

试验表明，饮水用酸化剂可以降低断奶仔猪胃内和小肠内的pH值。

饮水用酸化剂对断奶仔猪胃蛋白酶、空肠和回肠胰蛋白酶和胰淀粉酶的影响(U/ml)

组别	胃蛋白酶	空肠胰蛋白酶	空肠胰淀粉酶	回肠胰蛋白酶	回肠胰淀粉酶
						对照组	583.41±36.26	7.88±0.67	562.34±7.33	12.92±0.74	851.61±28.36
试验组	1121.47±46.29	12.89±0.74	543.88±4.56	14.96±0.48	725.49±25.79

试验表明，饮水用酸化剂可以明显提高断奶仔猪胃蛋白酶、空肠胰蛋白酶和回肠胰蛋白酶含量，同时会降低空肠胰淀粉酶合肥回肠胰淀粉酶的含量。

饮水用酸化剂对断奶仔猪盲肠和结肠内容物大肠杆菌和乳酸杆菌的影响log(cfu/g)

组别	盲肠大肠杆菌	结肠大肠杆菌	盲肠乳酸杆菌	结肠乳酸杆菌
					对照组	8.26±0.16	8.27±0.29	9.25±0.18	8.75±0.24
试验组	7.22±0.12	7.11±0.24	10.69±0.22	9.49±0.31

试验表明，饮水用酸化剂可以提高断奶仔猪盲肠和结肠内容物乳酸杆菌的含量，降低盲肠和结肠内容物大肠杆菌的含量。

实施例2

备料：甲酸15ml、乳酸25ml、柠檬酸15g、富马酸5g、甲酸钙1g和丁酸钠1g。

先在搅拌罐里注入50ml的水，开启电源120r/min搅拌，缓慢添加富马酸，然后添加甲酸钙和丁酸钠，搅拌15min，待富马酸、甲酸钙和丁酸钠充分溶解于水后，再分别缓慢添加柠檬酸、乳酸和甲酸，加入水至搅拌罐内反应物体积为100ml，搅拌均匀即得产品。

设计与实施例1相同的试验-对照组，酸化剂的加入量为仔猪基础日粮0.1％。试验表明，试验组断奶仔猪平均日增重比对照组提高了13.1％，平均日采食量提高了9.9％，料肉比降低了0.05。饮水用酸化剂在一定程度上降低了日粮的系酸力，改善了日粮的适口性，也可能是日粮的酸性刺激了仔猪的食欲，提高了采食量，且提高了营养物质的消化利用率。且试验组断奶仔猪与对照组相比其腹泻率降低了9.22％，死亡率降低了5.35％。饮水用酸化剂通过饮水进入胃肠道，抑制了大肠杆菌、沙门氏菌等致病菌的繁殖，促进肠道乳酸菌、双歧杆菌等有益菌的生长，进而提高营养物质的消化，降低腹泻和断奶仔猪的死亡率。

饮水用酸化剂可以明显提高断奶仔猪胃蛋白酶、空肠胰蛋白酶和回肠胰蛋白酶含量，同时会降低空肠胰淀粉酶合肥回肠胰淀粉酶的含量，提高断奶仔猪盲肠和结肠内容物乳酸杆菌的含量，降低盲肠和结肠内容物大肠杆菌的含量。

实施例3

备料：甲酸25ml、乳酸35ml、柠檬酸25g、富马酸15g、甲酸钙8g和丁酸钠8g。

先在搅拌罐里注入30ml的水，开启电源120r/min搅拌，缓慢添加富马酸，然后添加甲酸钙和丁酸钠，搅拌15min，待富马酸、甲酸钙和丁酸钠充分溶解于水后，再分别缓慢添加柠檬酸、乳酸和甲酸，加入水至搅拌罐内反应物体积为100ml，搅拌均匀即得产品。

设计与实施例1相同的试验-对照组，酸化剂的加入量为仔猪基础日粮0.3％。试验表明，试验组断奶仔猪平均日增重比对照组提高了13.7％，平均日采食量提高了10.1％，料肉比降低了0.06。饮水用酸化剂在一定程度上降低了日粮的系酸力，改善了日粮的适口性，也可能是日粮的酸性刺激了仔猪的食欲，提高了采食量，且提高了营养物质的消化利用率。且试验组断奶仔猪与对照组相比其腹泻率降低了9.35％，死亡率降低了5.62％。饮水用酸化剂通过饮水进入胃肠道，抑制了大肠杆菌、沙门氏菌等致病菌的繁殖，促进肠道乳酸菌、双歧杆菌等有益菌的生长，进而提高营养物质的消化，降低腹泻和断奶仔猪的死亡率。

饮水用酸化剂可以明显提高断奶仔猪胃蛋白酶、空肠胰蛋白酶和回肠胰蛋白酶含量，同时会降低空肠胰淀粉酶合肥回肠胰淀粉酶的含量，提高断奶仔猪盲肠和结肠内容物乳酸杆菌的含量，降低盲肠和结肠内容物大肠杆菌的含量。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种饮水型酸化剂，其特征在于，所述的酸化剂包括以下组分：每100ml酸化剂中含有：甲酸15-25ml、乳酸25-35ml、柠檬酸15-25g、富马酸5-15g、甲酸钙1-8g、丁酸钠1-8g、去离子水加到100ml。

2.根据权利要求1所述的一种饮水型酸化剂，其特征在于，所述的酸化剂中每100ml含有：甲酸20ml、乳酸30ml、柠檬酸20g、富马酸10g、甲酸钙5g、丁酸钠5g、去离子水加到100ml。

3.根据权利要求1所述的一种饮水型酸化剂，其特征在于，所述的甲酸与甲酸钙按质量体积比3～4:1混合作为水溶性有机酸。

4.根据权利要求1所述的一种饮水型酸化剂，其特征在于，所述的甲酸由甲醇和一氧化碳在催化剂甲醇钠存在下反应，生成甲酸甲酯，然后再经水解生成甲酸和甲醇；甲醇可循环送入甲酸甲酯反应器，甲酸再经精馏得到的产品；

所述的柠檬酸是一种三羧酸类化合物，为无色半透明晶体或白色颗粒或白色结晶性粉末，是一种较强的有机酸，有3个H⁺可以电离；

所述的乳酸由丙酮酸经过乳酸脱氢酶发酵提纯后制得，为无色液体；

所述的富马酸是将苯或丁烯与过量空气进行氧化反应生成富马酸酐，被循环的酸液吸收得到富马酸；

所述的甲酸钙是甲酸与熟石灰中和生产甲酸钙，经精制而得商品甲酸钙；

所述的丁酸钠能够减少细胞内Ca²⁺的释放，抑制组蛋白脱乙酰酶诱导的细胞凋亡，是结肠上皮最好的氧化底物，占结肠细胞耗氧量的80％，解离后的丁酸无需经过肝胆吸收和复杂的三羧酸循环系统，可以直接为肠上皮细胞提供能量，是肠上皮细胞的快速能量源。

5.根据权利要求1所述的一种饮水型酸化剂，其特征在于，所述的酸化剂调节仔猪肠道内的pH至降低至6以下，优选pH值为4。

6.根据权利要求1所述的一种饮水型酸化剂，其特征在于，所述的酸化剂在仔猪肠道内可在10-20s均匀地释放H⁺。

7.一种如权利要求1所述的饮水型酸化剂的制备方法，其特征在于，按配方用量，先在搅拌罐里注入水总量的50～80％，开启电源120r/min搅拌，缓慢添加富马酸，然后添加甲酸钙和丁酸钠，搅拌15min，待富马酸、甲酸钙和丁酸钠充分溶解于水后，再分别缓慢添加柠檬酸、乳酸和甲酸，最后加入剩余水搅拌均匀即得产品。

8.一种如权利要求1所述的饮水型酸化剂的应用，其特征在于，在仔猪食用基础日粮之前0.5-1h，将所述酸化剂直接饲喂仔猪。

9.根据权利要求9所述的饮水型酸化剂的应用，其特征在于，所述的酸化剂的加入量为仔猪基础日粮0.1-0.3％。