CN112314780A - 一种调控畜禽肠道健康的增强剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种调控畜禽肠道健康的增强剂及其制备方法。该增强剂由如下重量份的各组分均匀混合配制：有机酸复合物20.0‑40.0份；单宁提取物10.0‑20.0份；布拉迪酵母4.0‑10.0份；氨基酸锌络合物6.0‑10.0份；酵母水解物20.0‑60.0份。该增强剂能够内源性促进肠道结构完整性，同时外源性平衡肠道菌群结构，从而系统上来调控畜禽的肠道健康；有机酸复合物主要作用于消化道前段，单宁提取物协同布拉迪酵母能够在小肠后段发挥作用，从而整体上调控畜禽的肠道稳态。
Description
技术领域
本发明属于畜禽功能添加剂技术领域，具体涉及一种调控畜禽肠道健康的增强剂及其制备方法。
背景技术
我国农业农村部第194号公告规定：自2020年7月1日起，饲料企业停止生产含有促生长类药物饲料添加剂(AGPs)(中药除外)的商品饲料。2020年7月1日饲料端全面禁抗的正式实施开启了中国饲料行业的新纪元。
AGPs的替代(以下简称替抗)目前已经成为行业热点话题，各种行业热播你方唱罢我登场，明里暗里都在宣传添加剂的替抗作用，实际上健康养殖与品种、环境、管理和营养等因素都密切相关，需要各方面共同努力才能把养殖搞好，如营养环节单纯依靠营养活性物质(功能性添加剂)不能说解决所有问题，还需关注整个饲料系统中基本营养物质的安全性(如饲料抑菌、保鲜防霉等)和消化性(尤其注意幼龄动物消化生理及饲料的可消化性、抗营养因子及饲料原料的消化提升等)。当然，过去在AGPs的大树庇护下，良莠不齐的各类添加剂产品也能够浑水摸鱼，俘获人心。现在，大树的余茵消失，面对凛冽寒风，即便相同作用机理的添加剂产品，不同厂家的产品应用效果却不尽相同，这也证明了机理是需要优质产品来支撑的这样一个道理。
保证畜禽肠道健康是解决促生长类药物饲料添加剂替代的关键技术点之一，尤其是幼龄动物肠道发育不健全，极易受到来自内、外部各类抗原的刺激，从而导致肠道损伤，诱发炎症，发生腹泻甚至死亡等，给养殖业造成巨大的经济损失。健康的肠道应该具有细长绒毛和短态隐窝，以及固有粘膜层中有数量丰富的炎症细胞；肠道微生物群落具有种类多样性和功能多样性(Ducatelle et al.,2017)，肠道健康是一种维持肠道正常生理功能和稳态、抵抗感染和非传染性疾病的能力(王晶等，2019)，即具有结构完整性、微生物平衡态及功能完整性。
鉴于此，本发明专门提供一种调控畜禽肠道健康的增强剂。
发明内容
本发明的目的是提供一种调控畜禽肠道健康的增强剂及其制备方法。本发明提供的增强剂能够从内源促进肠道结构完整性、外源调节肠道菌群平衡态，进而系统上调控畜禽肠道内环境，促进肠道健康生长，提高机体健康状态。
本发明提供的调控畜禽肠道健康的增强剂，按照重量份数计，包含如下组分：
上述增强剂中，所述有机酸复合物选自甲酸、乳酸、丙酸、柠檬酸和富马酸中至少一种；具体为甲酸、乳酸、柠檬酸及其钙盐复合物；
所述单宁提取物中，微囊包被水解单宁酸提取物含量为50％；
所述布拉迪酵母中，布拉迪酵母活细胞数≥150亿个/g；
所述酵母水解物中含有酵母核酸、营养性小肽、甘露聚糖、β-葡聚糖及酵母代谢产物。
所述调控畜禽肠道健康的增强剂为下述1)-5)中任一种：
1)有机酸复合物40.0份，单宁提取物20.0份，布拉迪酵母10.0份，氨基酸锌络合物8.0份，酵母水解物22.0份；
2)有机酸复合物30.0份，单宁提取物20.0份，布拉迪酵母8.0份，氨基酸锌络合物10.0份，酵母水解物32.0份；
3)有机酸复合物30.0份，单宁提取物15.0份，布拉迪酵母8.0份，氨基酸锌络合物10.0份，酵母水解物37.0份；
4)有机酸复合物30.0份，单宁提取物10.0份，布拉迪酵母10.0份，氨基酸锌络合物10.0份，酵母水解物40.0份；
5)有机酸复合物20.0份，单宁提取物10.0份，布拉迪酵母6.0份，氨基酸锌络合物6.0份，酵母水解物58.0份。
本发明提供的制备所述调控畜禽肠道健康的增强剂的方法包括：
将所述各组分按照配比混匀，制粒，烘干而得。
更具体的，上述调控畜禽肠道健康的增强剂根据包括下述步骤的方法制备得到：
步骤一：将畜禽肠道健康增强剂的各个组分按照配方关系准确称量混合均匀；
步骤二：采用湿法制粒，制成粒度分散均匀的颗粒；
步骤三：采用流化床技术进行烘干。具体参数如下：湿法制粒；淀粉浆比例：3％-6％；干燥温度：60℃-80℃；颗粒大小：60-80目；水分含量≤5％；
步骤四：将制成的成品用铝箔袋包装。
另外，上述本发明提供的所述调控畜禽肠道健康的增强剂在如下任意一种中的应用，也属于本发明的保护范围：
a、降低畜禽的料重比；
b、降低畜禽的腹泻率；
c、提高畜禽的ADG和ADFI；
d、提高畜禽的肠道健康状况；
e、降低畜禽的粪便中有害菌含量的同时提高有益菌含量；
f、增加畜禽的空肠和回肠的绒毛高度；
g、降低畜禽的空肠和回肠的隐窝深度；
h、提高畜禽的空肠和回肠黏膜ZO-1和occludin mRNA的相对表达量；
g、提高畜禽的肠道的结构完整性；
i、改善畜禽小肠的屏障功能；
j、制备具有如上a至i中至少一种功能的产品中的应用。
具体的，所述畜禽为猪或禽。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1)本发明提供一种调控畜禽肠道健康的增强剂，是有机酸复合物、单宁提取物、布拉迪酵母、氨基酸锌络合物和酵母水解物复和配伍制粒而成。
有机酸复合物由甲酸、乳酸、丙酸、柠檬酸、富马酸中的一种或几种构成。AGPs在饲料端全面禁止，饲料及胃肠道中有害菌对机体，尤其是肠道来说是一个潜在的大威胁。甲酸是业界公认的杀灭和抑制革兰氏阴性菌最有效的短链脂肪酸；乳酸具有较好的适口性，且能够通过影响细菌的肽聚糖层来达到透化细胞膜的作用，更利于有机酸穿透细胞膜达到杀菌的目的；丙酸具有很好的防霉效果；柠檬酸除具有最佳的适口性外，较低的pKa值能够迅速解离，降低环境pH，以保证甲酸分子态的存在达到杀菌的目的；富马酸又名延胡索酸，具有一定的抑菌防霉效果，同时能够快速进入机体三羧酸循环体系中，提供能量。使用有机酸复合物一方面通过降低环境pH，抑制饲料等产品中有害菌增长；另一方面降低胃内pH，激活胃蛋白酶等内源酶活性，促进养分的消化吸收，同时低pH环境保证甲酸以分子态存在，减少消化道前端的有害菌数量，尤其是革兰氏阴性菌数量，从而改善胃肠道环境。
单宁提取物来源于意大利栗树木提取，通过低温冷凝喷雾包被技术获得天然水解单宁酸，可直接通过抑制微生物代谢过程中关键酶的活性，来影响微生物(革兰氏阴性菌和阳性菌)等原生物质的新陈代谢，具有极强的杀菌性；同时单宁酸以疏水键、多点氢键与蛋白质肽键等反应，形成鞣酸蛋白膜，具有极强的收敛性；单宁酸中的酚羟基和酯键结构很容易被氧化，是优良的氢供给体，具有良好的抗氧化作用(宋立江等，2000；杨锦华等，2006；Tina et al.,2001)，从而起到调控肠道菌群结构，控制腹泻等目的。
布拉迪酵母是一种能够耐受饲料制粒高温、适应动物胃肠道的专用活性酵母。酵母是一种典型的兼性厌氧微生物，在有氧和无氧条件下都能够存活，能够快速消耗肠道环境中的氧气来营造厌氧环境，以减少产气荚膜杆菌等有害菌(需氧菌)数量，进而平衡肠道菌群、促进肠道健康。
氨基酸锌络合物可以通过肠上皮组织中的氨基酸通道吸收进入体内发挥作用。锌元素作为机体内300多种酶的重要组成部分和激活剂，能够影响核酸、蛋白质、碳水化合物、脂类等物质的代谢过程；同时锌能够参与上皮细胞紧密连接蛋白的形成，维持肠上皮细胞的完整性，从而促进肠道的结构完整性。
酵母水解物是由酵母液体培养、深层发酵获得的含有酵母核酸、营养性小肽、甘露聚糖、β-葡聚糖及对机体有益的发酵代谢产物。其中的酵母核酸类物质可促进细胞增殖、分化，加速肠绒毛的损伤修复，同时作为鲜味物质可激活肠道上的鲜味受体通路，调节肠道自我修复，增加机体的养分吸收效率；营养性小肽的特殊诱食效果，增加适口性，并可直接通过肠上皮细胞被机体吸收，降低肠道负担同时，提高了养分的消化吸收率；酵母代谢产物能够改善肠道的微生态环境，提高机体的免疫机能。
通过上述各个组分的合理配合使用，一方面促进肠道绒毛生长、降低隐窝深度，增加肠道紧密性，内源性促进肠道结构完整性，另一方面改善肠道微生物群落的种类多样性和功能多样性，外源性平衡肠道的微生物平衡态，从而系统上来调控畜禽的肠道功能健康；有机酸复合物主要作用于消化道前段，单宁提取物协同布拉迪酵母能够在小肠后段发挥作用，从而整体上调控畜禽的肠道稳态。本发明制备的营养制剂属于营养添加剂类，绿色安全无残留，效果明显，使用方便。
(2)本发明的制备方法流程简单，易操作，有效保证原料的营养功效，稳定性佳；产品流散性好，易消化，对提高畜禽肠道的健康具有积极意义。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径获得。下述实施例所用单宁提取物购自意大利亚士可化工大药厂，商品名为丹宁诺，微囊包被单宁酸，TANNINO 50；所用布拉迪酵母购自安琪酵母股份有限公司，产品编号为82001155；所用氨基酸锌络合物购自美国金宝公司；所用酵母水解物购自安琪酵母股份有限公司，产品编号为82001111、82001332、82000768。下述实施例所用有机酸复合物为甲酸、乳酸、柠檬酸及其钙盐复合物；所述甲酸、乳酸和柠檬酸及其钙盐复合物中，甲酸、乳酸、柠檬酸的典型值为46％，16％和7.5％，可购自荷兰PETIB.V.公司，商品名称为TAMINCO混合型饲料添加剂酸化剂PROGIT SF2/特明科胃肠益生剂SF2。
所述单宁提取物中，微囊包被水解单宁酸提取物含量为50％；
所述布拉迪酵母中，布拉迪酵母活细胞数≥150亿个/g；
所述酵母水解物中含有酵母核酸、营养性小肽、甘露聚糖、β-葡聚糖及酵母代谢产物。
实施例1
分别称取有机酸复合物40.0份，单宁提取物20.0份，布拉迪酵母10.0份，氨基酸锌络合物8.0份，酵母水解物22.0份；混合均匀后制粒得到本发明提供的调控畜禽肠道健康的增强剂。
所用单宁提取物中，微囊包被水解单宁酸提取物含量为50％；
所用布拉迪酵母中，布拉迪酵母活细胞数≥150亿个/g。
所用酵母水解物为产品编号为82001111的产品。
实施例2
分别称取有机酸复合物30.0份，单宁提取物20.0份，布拉迪酵母8.0份，氨基酸锌络合物10.0份，酵母水解物32.0份；混合均匀后制粒得到本发明提供的调控畜禽肠道健康的增强剂。
所用单宁提取物中，微囊包被水解单宁酸提取物含量为50％；
所用布拉迪酵母中，布拉迪酵母活细胞数≥150亿个/g。
所用酵母水解物为产品编号为82001111的产品。
实施例3
分别称取有机酸复合物30.0份，单宁提取物15.0份，布拉迪酵母8.0份，氨基酸锌络合物10.0份，酵母水解物37.0份；混合均匀后制粒得到本发明提供的调控畜禽肠道健康的增强剂。
所用单宁提取物中，微囊包被水解单宁酸提取物含量为50％；
所用布拉迪酵母中，布拉迪酵母活细胞数≥150亿个/g。
所用酵母水解物为82001332的产品。
实施例4
分别称取有机酸复合物30.0份，单宁提取物10.0份，布拉迪酵母10.0份，氨基酸锌络合物10.0份，酵母水解物40.0份；混合均匀后制粒得到本发明提供的调控畜禽肠道健康的增强剂。
所用单宁提取物中，微囊包被水解单宁酸提取物含量为50％；
所用布拉迪酵母中，布拉迪酵母活细胞数≥150亿个/g。
所用酵母水解物为82001332的产品。
实施例5
分别称取有机酸复合物20.0份，单宁提取物10.0份，布拉迪酵母6.0份，氨基酸锌络合物6.0份，酵母水解物58.0份；混合均匀后制粒得到本发明提供的调控畜禽肠道健康的增强剂。
所用单宁提取物中，微囊包被水解单宁酸提取物含量为50％；
所用布拉迪酵母中，布拉迪酵母活细胞数≥150亿个/g。
所用酵母水解物为82000768的产品。
对比例1
一种断奶仔猪饲料A，基础饲粮组成及营养水平见表1：
表1、基础饲粮组成及营养水平(风干基础)
(1)维生素预混料为每千克饲粮提供：VA 6000IU，VD3 4000IU，VE 10IU，VK3 10mg，VB1 0.8mg，VB26.4mg，VB6 2.4mg,VB12 0.012mg，D-生物素0.38mg，叶酸0.2mg，烟酸14mg，D-泛酸10mg。
(2)矿物元素预混料为每千克饲粮提供：FeSO4·H2O 350.88g，CuSO4·5H2O25.00g，MnSO4·H2O 13.24g，ZnSO4·H2O 292.78g，KI 8.31g，Na2SeO3 35.71g，石粉(载体)1274.07g。
实施例6
将实施例1产品按照0.5％比例添加到饲料A中。
实施例7
将实施例2产品按照0.5％比例添加到饲料A中。
实施例8
将实施例3产品按照0.5％比例添加到饲料A中。
实施例9
将实施例4产品按照0.5％比例添加到饲料A中。
实施例10
将实施例5产品按照0.5％比例添加到饲料A中。
实施例11、效果对比试验
1试验设计
选择体况相似、胎次接近的24日龄断奶的“杜×长×大”仔猪30头，根据体重相近原则，随机分为6个处理组，每个处理5个重复。1组为对照组，饲喂断奶仔猪饲料A，2-6组饲喂实施例6-10的饲料。试验期共21天。
2饲养管理
按照猪场的常规管理方式进行饲养管理。仔猪每天8:00、12:00、16:00、20:00准时饲喂，每次饲喂量以料槽内略有剩余为标准，自由饮水。舍内温度控制在25～28℃,相对湿度控制在60％～75％。
3样品采集
于试验结束前5天的每天早上，每个试验组随机采集3头断奶仔猪新鲜粪便约
100g，检测粪便中乳酸杆菌、双歧杆菌、大肠杆菌、沙门氏菌的数量，其中乳酸杆菌和双歧杆菌于37℃培养箱厌氧培养24～48h后计数，大肠杆菌和沙门氏菌于37℃下恒温需氧培养12～24h后计数，记录每克粪便中菌群总数，用对数(log10 cfu/g)表示(参考李平等，2019)。
试验结束后,每个处理挑选1只接近重复平均体重的仔猪屠宰,迅速分离肠段,取空肠、回肠中间5～10cm,用生理盐水洗净外壁，清除内容物,滤纸吸干,剪开肠管,用经焦碳酸二乙酯(DEPC)处理过的载玻片轻轻刮取肠黏膜,放入2mL离心管中,-80℃保存。
4指标测定
4.1生长性能及腹泻率
在试验第1天和第22天早上对仔猪进行空腹称重，记录试验期间每个重复组的耗料情况，计算试验全期的平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)和料重比(F/G)。每日早晚观察仔猪粪便情况，记录每个重复腹泻仔猪头次,最后计算腹泻率(当腹泻评分为≤2时，认为仔猪腹泻)，公式如下：
腹泻率(％)＝试验期腹泻仔猪头次/(试验仔猪头数×试验天数)×100％。
腹泻情况评判标准如下：
粪便便评分依据：
1分：液状粪便。可能不包含任何特定物质，常呈斑块状而非单一块粪便。液状粪便也可能含有黏液或血液。收集非常困难，常在地面留下便渍。
2分：软便，不成形。粪便软，不表现任何圆柱状；不成形的软便也常被称作牛饼样粪便。
3分：软便，成形。粪便软，但仍呈现一定形状。该类粪便容易裂开，收集后丢失起初形状，且在地面留下便渍。
4分：硬便。粪便硬，呈圆柱状。该类粪便不容易裂开。
5分：极干粪便。该类粪便极干且硬，不会粘附地面。排出时在地面滚动。收集后地面无便渍，维持起初形状。极干粪便经常呈多个粪球排出。
4.2小肠形态
用4％多聚甲醛将肠道组织固定,然后经脱水、包埋、切片和染色等标准操作程序处理后,用光学显微镜镜检并拍照。
肠绒毛测定方法：每组内每张切片随机挑选至少5个40倍视野进行拍照。应用Image-ProPlus 6.0软件以40倍标尺为标准，每张切片选取5根完整的绒毛，分别测量绒毛长度、隐窝深度，并计算绒隐比。
5数据分析
试验结果以“平均值±标准差”表示。
6结果与分析
6.1肠道增强剂对断奶仔猪生长性能和腹泻率的影响
表2肠道增强剂对断奶仔猪生长性能和腹泻率的影响
由表2可知，与断奶仔猪日粮组(1组)相比，添加肠道增强剂组(2-6组)降低了试验断奶仔猪的料重比和腹泻率，提高了断奶仔猪的ADG和ADFI。其中2组(实施例1)的腹泻率最低，表明饲喂本发明的肠道增强剂可以显著提高断奶仔猪的肠道状况，解决腹泻难题。
6.2肠道增强剂对粪便微生物菌群的影响
表3肠道增强剂对断奶仔猪粪便微生物菌群的影响(log10 cfu/g)
由表3结果可知，饲料中添加肠道增强剂组(2-6组)均不同程度的降低了试验断奶仔猪粪便中大肠杆菌和沙门氏菌有害菌含量，同时提高了乳酸杆菌和双歧杆菌等有益菌含量。此结果表明饲喂本发明的肠道增强剂可以有效调控断奶仔猪肠道中的菌群状态，从而改善肠道内环境。
6.3肠道增强剂对断奶仔猪小肠形态的影响
表4肠道增强剂对断奶仔猪小肠形态的影响
由表4结果可知，与断奶仔猪日粮组(1组)相比，饲料中添加肠道增强剂组(2-6组)能够增加空肠和回肠的绒毛高度，降低隐窝深度，绒毛高度/隐窝深度高于对照组(1组)。从空肠和回肠的绒毛高度、隐窝深度及绒毛高度/隐窝深度的变化可知，饲喂本发明的肠道增强剂可以促进肠道组织的生长发育。
6.4肠道增强剂对断奶仔猪肠道黏膜紧密连接蛋白mRNA相对表达量的影响
紧密连接蛋白是肠道通透性的结构基础，其中闭合小环蛋白-1(ZO-1)和咬合蛋白(occludin)是观察肠道紧密连接屏障功能和通透性功能的重要指标(胡彩虹等，2009；BERKES et al，2003)。
表5肠道增强剂对断奶仔猪肠道黏膜紧密连接蛋白mRNA相对表达量的影响
由表5结果可知，饲料中添加肠道增强剂组(2-6组)能够提高空肠和回肠黏膜ZO-1和occludin mRNA的相对表达量。说明饲喂本发明的肠道增强剂可以提高肠道的结构完整性，改善仔猪小肠的屏障功能。
综上所述，本发明提供的肠道健康的增强剂各组分绿色健康、产品稳定，营养丰富，易消化吸收，适口性好，从内源的促进肠道结构完整性和外源的调控肠道菌群平衡两方面系统调控畜禽的胃肠道环境，从而改善机体的健康状态，与目前AGPs替代环境下市场需求贴合度高，市场前景好。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，但在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。
Claims (6)
1.一种调控畜禽肠道健康的增强剂，按照重量份数计，包含如下组分：
2.根据权利要求1所述的增强剂，其特征在于：所述有机酸复合物选自甲酸、乳酸、丙酸、柠檬酸和富马酸中至少一种；具体为甲酸、乳酸、柠檬酸及其钙盐复合物；
所述单宁提取物中，微囊包被水解单宁酸提取物含量为50％；
所述布拉迪酵母中，布拉迪酵母活细胞数≥150亿个/g；
所述酵母水解物中含有酵母核酸、营养性小肽、甘露聚糖、β-葡聚糖及酵母代谢产物。
3.根据权利要求1或2所述的增强剂，其特征在于：所述调控畜禽肠道健康的增强剂为下述1)-5)中任一种：
1)有机酸复合物40.0份，单宁提取物20.0份，布拉迪酵母10.0份，氨基酸锌络合物8.0份，酵母水解物22.0份；
2)有机酸复合物30.0份，单宁提取物20.0份，布拉迪酵母8.0份，氨基酸锌络合物10.0份，酵母水解物32.0份；
3)有机酸复合物30.0份，单宁提取物15.0份，布拉迪酵母8.0份，氨基酸锌络合物10.0份，酵母水解物37.0份；
4)有机酸复合物30.0份，单宁提取物10.0份，布拉迪酵母10.0份，氨基酸锌络合物10.0份，酵母水解物40.0份；
5)有机酸复合物20.0份，单宁提取物10.0份，布拉迪酵母6.0份，氨基酸锌络合物6.0份，酵母水解物58.0份。
4.一种制备权利要求1-3任一所述调控畜禽肠道健康的增强剂的方法包括：
将所述各组分按照配比混匀，制粒，烘干而得。
5.权利要求1-3任一所述调控畜禽肠道健康的增强剂在如下任意一种中的应用：
a、降低畜禽的料重比；
b、降低畜禽的腹泻率；
c、提高畜禽的ADG和ADFI；
d、提高畜禽的肠道健康状况；
e、降低畜禽的粪便中有害菌含量的同时提高有益菌含量；
f、增加畜禽的空肠和回肠的绒毛高度；
g、降低畜禽的空肠和回肠的隐窝深度；
h、提高畜禽的空肠和回肠黏膜ZO-1和occludin mRNA的相对表达量；
g、提高畜禽的肠道的结构完整性；
i、改善畜禽小肠的屏障功能；
j、制备具有如上a至i中至少一种功能的产品中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：所述畜禽为猪或禽。
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