CN109619288A - 一种新型过瘤胃葡萄糖及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型过瘤胃葡萄糖及其制备方法与应用。所述新型过瘤胃葡萄糖,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葡萄糖;所述包核是由活性成分葡萄糖与辅料制备得到的颗粒,所述辅料为二氧化硅或硬脂酸钙,以及羧甲基纤维素钠。该过瘤胃葡萄糖用于预防奶牛能量负平衡及酮病,具有过瘤胃效果好,吸收率高优点,可有效预防和治疗奶牛酮病和脂肪肝等代谢疾病,同时提高奶牛的产奶量,大幅增加牧场收益。
Description
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葡萄糖及其制备方法与应用。
背景技术
近些年,我国奶牛养殖业发展迅速,规模化牧场逐渐取代小型牧场和养殖合作社等模式。奶牛养殖过程中存在的诸多问题也是影响牧场效益的重要因素。奶牛围产期能量负平衡是导致奶牛酮病、脂肪肝等代谢疾病及产奶量下降的主要原因。目前针对奶牛酮病等问题市场多采用饲喂过瘤胃胆碱进行预防。然而过瘤胃胆碱作用原理为合成VLDL(极低密度脂蛋白),转移肝脏中的甘油三酯,减轻脂肪肝,进而减轻奶牛酮病,不能从源头上减轻能量负平衡问题。而针对奶牛酮病采用的注射葡萄糖的方法较为繁琐,工作量大,且只能针对出现酮病症状的牛只使用,针对规模化牧场的群体预防和治疗无法推行该方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型过瘤胃葡萄糖及其制备方法与应用,该过瘤胃葡萄糖用于预防奶牛能量负平衡及酮病,具有过瘤胃效果好,吸收率高优点,可有效预防和治疗奶牛酮病和脂肪肝等代谢疾病,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,无载体,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:
一种新型过瘤胃葡萄糖,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葡萄糖;所述包核是由活性成分葡萄糖与辅料制备得到的颗粒;所述辅料为二氧化硅或硬脂酸钙,以及羧甲基纤维素钠。
本发明研究发现,当辅料选择第一辅料二氧化硅或硬脂酸钙,以及第二辅料羧甲基纤维素钠时,能够较好的对葡萄糖进行过瘤胃保护,显著降低在瘤胃中的降解率。其中当辅料选择二氧化硅和羧甲基纤维素钠时,对于葡萄糖的过瘤胃保护效果更好。实验证明,使用二氧化硅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葡萄糖与辅料的比例,以及辅料中各成分的用量比例。当活性成分葡萄糖与所述辅料的质量比例为(90:10)-(94:6),优选为92:8时;和/或所述辅料中第一辅料二氧化硅或硬脂酸钙与第二辅料羧甲基纤维素钠的质量比为(7.4-7.8):(0.2-0.6),优选为7.6:0.4时,对于葡萄糖的过瘤胃保护效果更佳。
进一步的研究结果发现,包被葡萄糖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,产品中的有效成分葡萄糖的含量会逐渐降低。优选地,所述包核与包衣的质量比为(40:60)-(70:30),更优选为(55:45)-(66:34)。
具体地,所述包核与所述包衣的质量比可为40:60,46:54,50:50,55:45,60:40,66:34或70:30。
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46:54。
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。
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66:34。
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,上述新型过瘤胃葡萄糖中,葡萄糖的含量为60%-61%,第一辅料二氧化硅或硬脂酸钙的含量为5.0%-5.2%,第二辅料羧甲基纤维素钠的含量为0.2%-0.3%;余量为过瘤胃脂肪粉。
较佳地,上述新型过瘤胃葡萄糖中,葡萄糖的含量为60.72%、第一辅料二氧化硅或硬脂酸钙的含量为5.016%,第二辅料羧甲基纤维素钠的含量为0.264%,余量为过瘤胃脂肪粉。
进一步地,本发明所述过瘤胃葡萄糖为颗粒状,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。
本发明所述过瘤胃葡萄糖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葡萄糖的制备方法,包括如下步骤:
1)制备包核颗粒
将葡萄糖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)得到的核颗粒进行包被,得到过瘤胃葡萄糖。
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葡萄糖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,葡萄糖含量高,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葡萄糖,可有效降低奶牛围产期酮病,脂肪肝发病率,提高奶牛的产奶量,获得可观的经济效益。
本发明过瘤胃葡萄糖可直接投放奶牛日粮中,便于大小型牧场使用。在日粮中补充过瘤胃葡萄糖,可直接增加奶牛的能量摄入,有效减轻能量负平衡带来的后果,预防和治疗奶牛酮病和脂肪肝,同时还可大幅提高奶牛产奶量。
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
一种过瘤胃葡萄糖,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葡萄糖;所述包核是由活性成分葡萄糖与辅料制备得到的颗粒,所述辅料为二氧化硅以及羧甲基纤维素钠;活性成分葡萄糖与所述辅料的质量比例为92:8,所述辅料中二氧化硅与羧甲基纤维素钠的质量比为7.6:0.4,所述包核与所述包衣的质量比为66:34。
本实施例还提供上述过瘤胃葡萄糖的制备方法,包括以下步骤:
1)将葡萄糖、二氧化硅和羧甲基纤维素钠按比例混合得到混合物,该混合物中,葡萄糖所占的质量比例为92%,二氧化硅所占的质量比例为7.6%,羧甲基纤维素钠所占的质量比例为0.4%,然后用水将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,得到葡萄糖颗粒;
将葡萄糖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的包核颗粒或粒径大于等于0.40mm小于0.60mm的颗粒;即为葡萄糖包核颗粒。
2)将过瘤胃脂肪粉在大于60℃的温度下熔化,对步骤1)制备的葡萄糖包核颗粒在流化制粒包衣机中采用底喷工艺进行包被,其中葡萄糖包核颗粒与过瘤胃脂肪粉质量比为66:34,得到过瘤胃葡萄糖。
包被时工艺参数为:将葡萄糖包核颗粒加热至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葡萄糖颗粒表面,得到过瘤胃葡萄糖。所得过瘤胃葡萄糖为颗粒状,颗粒的直径为0.90-1.10mm。
上述过瘤胃葡萄糖中,各组分含量:60.72%葡萄糖、5.016%二氧化硅、0.264%羧甲基纤维素钠、34%过瘤胃脂肪粉。
实施例2
一种过瘤胃葡萄糖,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3
一种过瘤胃葡萄糖,与实施例1的区别仅在于:将二氧化硅替换为等量的硬脂酸钙。制备方法参照实施例1。
实施例4
一种过瘤胃葡萄糖,与实施例1的区别仅在于:将二氧化硅替换为等量的硬脂酸钙,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
一种过瘤胃葡萄糖,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葡萄糖与二氧化硅制备得到的颗粒,包核中葡萄糖的含量为92%,余量为二氧化硅。制备方法参照实施例1。
对比例2
一种过瘤胃葡萄糖,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葡萄糖与羧甲基纤维素钠制备得到的颗粒,包核中葡萄糖的含量为92%,余量为羧甲基纤维素钠。制备方法参照实施例1。
对比例3
一种过瘤胃葡萄糖,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葡萄糖与硬脂酸钙制备得到的颗粒,包核中葡萄糖的含量为92%,余量为硬脂酸钙。制备方法参照实施例1。
实验例1过瘤胃葡萄糖的性能评定
以8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1-3制备的过瘤胃葡萄糖和未经包被处理的过瘤胃葡萄糖在0、2、6、12、24小时5个培养点的瘤胃降解率。其降解率的计算方法如下:
降解率:(某培养时间点葡萄糖的降解量÷校正装袋葡萄糖的重量)×100%;
葡萄糖某时间点的降解量:校正装袋葡萄糖的重量—某培养时间点葡萄糖的重量;
校正袋葡萄糖的重量:实际装袋葡萄糖重量×(1-葡萄糖装袋逃逸率);
葡萄糖装袋逃逸率(%):[(空白试验中葡萄糖的重量-空白试验中葡萄糖残余物的重量)÷空白试验中葡萄糖的重量]×100%测定结果见表1。
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葡萄糖中葡萄糖的降解率(%)
注:同列数据肩标小写字母(a、b、c、d、)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,未经包被处理的葡萄糖基本上100%降解;实施例1过瘤胃葡萄糖在瘤胃中培养12小时、24小时的降解率分别为5.86%和8.75%,显著优于实施例4和对比例1-3;实施例2过瘤胃葡萄糖在瘤胃中停留12小时、24小时的降解率分别为5.69%和8.34%,显著优于实施例4及对比例1-3;对比例1显著优于对比例2-3。结果表明,二氧化硅或硬脂酸钙与羧甲基纤维素钠组成的辅料可以显著降低葡萄糖的降解率,较好地满足需求,尤以二氧化硅与羧甲基纤维素钠组成的辅料效果最佳。单用二氧化硅的效果优于硬脂酸钙和羧甲基纤维素钠,但三者单用时葡萄糖的降解率仍较高,不能满足实际要求。
由测定结果还发现,包被葡萄糖瘤胃降解率随脂肪粉的比例的提高而下降;本次试验中,实施例2降解率略低于实施例1,然而,脂肪粉用量的增加,产品中的有效成分葡萄糖的含量会逐渐降低,且实施例1和实施例2降解率差异不显著,因此综合考虑可选用实施例1为最佳配方。
实验例2过瘤胃葡萄糖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
选取产后5~10d,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200g、350g、500g实施例1制备的过瘤胃葡萄糖,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,过瘤胃葡萄糖混于精料中,试验期30d。
1.2试验材料
试验材料为实施例1制备的过瘤胃葡萄糖。
1.3检测项目
1.3.1干物质的采食量
试验期内,每天准确记录各试验组给料量和采食后剩余饲料量,计算出每头试验牛每天干物质的实际采食量。
1.3.2产奶量及乳成分的测定
试验奶牛分别于试验前、第10天和第30天记录奶牛的产奶量,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。
1.3.3β-羟丁酸(BHBA)的测定
试验奶牛分别于试验前、第5天、10天晨饲前尾根静脉采血,用血酮仪(雅培)检测BHBA的含量。
1.4数据处理
应用SPSS24.0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过瘤胃葡萄糖对泌乳奶牛干物质采食量的影响
表2过瘤胃葡萄糖对泌乳奶牛干物质采食量的影响
注:同行数据肩标大写字母(A、B、C)表示差异显著(P<0.05);含相同字母表示差异不显著(P>0.05)。
由表2看出,试验I组、II组、III组比对照组提高了17.58%、16.03%、17.09%,差异显著(P<0.05)。
2.2过瘤胃葡萄糖对泌乳奶牛产奶量的影响
表3过瘤胃葡萄糖对泌乳奶牛产奶量的影响
注:同列数据肩标小写字母(a、b、c)表示差异极显著(P<0.01),含相同字母或不标注表示不显著(P>0.05),同行数据肩标大写字母(A、B、C)表示差异极显著(P<0.01),小写字母(e、f、g)表示差异显著(P<0.05),含相同字母表示差异不显著(P>0.05)。
由表3可知,试验I组试验第20天比试验前提高了27.20%,差异极显著(p<0.01);试验第10天比试验前提高了12.05%,差异显著(P<0.05)。II组、III组第20天比试验组分别提高31.37%、31.83%,差异极显著(P<0.01)。试验第20天,I组与IV组差异极显著(P<0.01)。
2.3过瘤胃葡萄糖对泌乳奶牛乳成分的影响
表4过瘤胃葡萄糖对泌乳奶牛乳成分的影响
注:同列数据肩标小写字母完全不同表示差异显著(P<0.05),含相同字母或不标注表示不显著(P>0.05),同行数据肩标大写字母完全不同表示差异显著(P<0.05),含相同字母表示不显著(P>0.05)。
由表4可知,乳糖、乳蛋白各组之间差异不显著。乳脂率:试验20天试验I组、II组、III组比试验前分别降低了8.66%、7.78%、8.89%,差异显著(P<0.05),试验I组、II组、III组试验10天比试验前分别降低了5.07%、1.79%、3.68%,差异不显著(P>0.05),各试验组与对照组IV差异不显著(P>0.05)。
2.4过瘤胃葡萄糖对泌乳奶牛血浆中BHBA含量的影响
表5过瘤胃葡萄糖对泌乳奶牛血浆中BHBA含量的影响
注:同列数据肩标小写字母(a、b、c)表示差异极显著(P<0.01),含相同字母或不标注表示不显著(P>0.05),同行数据肩标大写字母(A、B、C)表示差异极显著(P<0.01),含相同字母表示差异不显著(P>0.05)。
由表5看出,试验第5天试验I组、II组、III组比试验前降低了2.46%、8.47%、11.11%,差异不显著(P>0.01),试验第10天试验I组、II组、III组比试验前降低了25.41%、28.81%、30.95%,差异极显著(P<0.01),试验第5天各试验组与对照组差异极显著(P<0.01),试验第10天各试验组与对照组差异极显著(P<0.01)。
3讨论
3.1过瘤胃葡萄糖对泌乳奶牛干物质采食量的影响
充足的干物质采食量是奶牛满足其能量及营养物质的基础,也是维持奶品质与奶产量的必要保证,围产期奶牛由于生理变化导致采食量下降,为了满足机体的泌乳需要,将会动用体内蓄积的脂肪,脂肪分解所产生的大量游离脂肪酸会在体内蓄积,导致酮病、脂肪肝等疾病的发生。本试验中,试验I组、II组、III组比对照组提高了17.57%、16.03%、17.09%差异显著(P<0.05)。所添加过瘤胃葡萄糖提高了围产期奶牛的干物质的采食量,可缓解围产期奶牛能量负平衡现象的发生。
3.2过瘤胃葡萄糖对泌乳奶牛产奶量的影响
研究表明,真胃灌注一定剂量的葡萄糖可使产奶量显著上升(P<0.01),这与本试验结果相似。产奶量的提高可能是由于乳腺组织摄取葡萄糖的改变,乳腺对葡萄糖的利用率对产奶量有重要关系,本试验中第20天与试验前相比,I组、II组、III组比试验组分别提高27.20%、31.37%、31.82%,差异极显著(P<0.01)。试验第20天,I组与IV组差异极显著(P<0.01),添加350g(II组)过瘤胃葡萄糖时,提高产奶量最大。因此,泌乳早期饲喂过瘤胃葡萄糖能够有效地提高奶牛产奶量。
3.3过瘤胃葡萄糖对泌乳奶牛乳成分的影响
研究表明,过瘤胃葡萄糖对乳成分具有一定的影响,Rigout等和Lemosquet等报道,分别灌注葡萄糖2.4和1.5kg/d于十二指肠时,乳脂率显著降低,向十二指肠分别灌注葡萄糖1.5kg/d时,会轻微升高乳蛋白率,会使乳蛋白产量有增加的趋势。在本次试验中乳糖、乳蛋白各组之间差异不显著,乳脂率有下降的趋势,乳脂率降低与奶牛的牛乳量有一定的相关性,同一品种奶牛的产奶量越高,牛奶中的干物质和营养成分相对较低,但干物质的绝对量却依然很高。
3.4过瘤胃葡萄糖对泌乳奶牛血浆中BHBA含量的影响
本次试验中,试验各组BHBA的含量均在饲喂过瘤胃葡萄糖后呈现下降趋势,试验第5天、10天各试验组与对照组差异极显著(P<0.01)。结果表明,饲喂过瘤胃葡萄糖在预防奶牛酮病方面起着积极的作用。
4结论
通过在奶牛日粮中添加不同剂量的过瘤胃葡萄糖,可有效预防奶牛酮病的发生,同时显著提高奶牛的产奶量,大幅增加牧场经济效益。在本次试验中,各试验组之间差异不显著,考虑到经济成本,基础日粮中每头每天添加200g过瘤胃葡萄糖将满足使用。
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)
1.一种新型过瘤胃葡萄糖,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,所述包核的活性成分为葡萄糖;所述包核是由活性成分葡萄糖与辅料制备得到的颗粒;所述辅料为二氧化硅或硬脂酸钙,以及羧甲基纤维素钠。
2.根据权利要求1所述的过瘤胃葡萄糖,其特征在于,活性成分葡萄糖与所述辅料的质量比例为(90:10)-(94:6);和/或,所述辅料中二氧化硅或硬脂酸钙与羧甲基纤维素钠的质量比为(7.4-7.8):(0.2-0.6)。
3.根据权利要求1所述的过瘤胃葡萄糖,其特征在于,活性成分葡萄糖与所述辅料的质量比例为92:8;和/或,所述辅料中二氧化硅或硬脂酸钙与羧甲基纤维素钠的质量比为7.6:0.4。
4.根据权利要求1-3任一项所述的过瘤胃葡萄糖,其特征在于,所述包核与包衣的质量比为(40:60)-(70:30),优选为(55:45)-(66:34);更优选为46:54、55:45或66:34。
5.根据权利要求1-4任一项所述的过瘤胃葡萄糖,其特征在于,所述过瘤胃脂肪粉为棕榈油脂肪粉。
6.根据权利要求1-5任一项所述的过瘤胃葡萄糖,其特征在于,所述过瘤胃葡萄糖为颗粒状,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葡萄糖,其特征在于,所述新型过瘤胃葡萄糖中,葡萄糖的含量为60%-61%,第一辅料二氧化硅或硬脂酸钙的含量为5.0%-5.2%,第二辅料羧甲基纤维素钠的含量为0.2%-0.3%;余量为过瘤胃脂肪粉。
8.根据权利要求7所述的过瘤胃葡萄糖,其特征在于,所述新型过瘤胃葡萄糖中,葡萄糖的含量为60.72%、第一辅料二氧化硅或硬脂酸钙的含量为5.016%,第二辅料羧甲基纤维素钠的含量为0.264%,余量为过瘤胃脂肪粉。
9.权利要求1-8任一项所述过瘤胃葡萄糖的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)制备包核颗粒
将葡萄糖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;
2)包核颗粒的包被
将所述过瘤胃脂肪粉熔化,对步骤1)得到的核颗粒进行包被,得到过瘤胃葡萄糖。
10.权利要求1-8任一项所述过瘤胃葡萄糖或权利要求9所述方法制备的过瘤胃葡萄糖在制备反刍动物饲料或饲料添加剂方面的应用。
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