CN112715756A - 一种增强免疫功能和改善肠道形态的复合物及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种增强免疫功能和改善肠道形态的复合物及其应用，复合物包括以下组分及重量份含量：γ‑氨基丁酸富马酸盐5‑9份、半乳低聚糖0.2‑0.5份、L‑抗坏血酸钠0.25‑0.75份、甾醇酯1‑3份、姜黄素或改性姜黄素2‑5份及丙氨酰谷氨酰胺二肽5‑9份；应用时，将复合物加入至基础日粮中。与现有技术相比，本发明从抗氧化、抗应激、免疫激活等多维度增强动物免疫功能，降低发病率，同时改善肠道形态，提高生长潜力和饲料利用率，无毒副、无耐药，又可替代抗生素，具有很好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于动物饲料技术领域，涉及一种增强免疫功能和改善肠道形态的复合物及其应用。
背景技术
在集约化、规模化的养殖条件下，动物因饲养密度、免疫接种、病毒感染、惊吓等受到应激，容易出现腹泻、肠道菌群失衡等生理问题，严重影响到动物生长发育，造成生产性能降低，肉质下降，给养殖场的生产效益造成巨大损失。抗生素虽然能够缓解上述情况，但会引起动物肠道菌群紊乱、细菌耐药性增强、动物免疫力下降，带来炎症或毒副作用，还严重影响了动物产品品质和食用安全性，间接危害人类健康，也造成了药物残留和环境污染。在饲料全面禁抗的趋势下，针对促进动物健康生长的问题，寻找一种既增强免疫功能和改善肠道形态又可替代抗生素的饲料配方，具有重大意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种增强免疫功能和改善肠道形态的复合物及其应用，能够替代抗生素的使用。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种增强免疫功能和改善肠道形态的复合物，该复合物包括以下组分及重量份含量：γ-氨基丁酸富马酸盐5-9份、半乳低聚糖0.2-0.5份、L-抗坏血酸钠0.25-0.75份、甾醇酯1-3份、姜黄素或改性姜黄素2-5份及丙氨酰谷氨酰胺二肽5-9份。
进一步地，该复合物包括以下组分及重量份含量：γ-氨基丁酸富马酸盐6-8份、半乳低聚糖0.3-0.5份、L-抗坏血酸钠0.4-0.6份、甾醇酯1-3份、姜黄素3-5份及丙氨酰谷氨酰胺二肽6-8份。
或者，该复合物包括以下组分及重量份含量：γ-氨基丁酸富马酸盐6-8份、半乳低聚糖0.3-0.5份、L-抗坏血酸钠0.4-0.6份、甾醇酯1-3份、改性姜黄素3-5份及丙氨酰谷氨酰胺二肽6-8份。
进一步地，所述的改性姜黄素是由改性剂对姜黄素进行改性而制得。
进一步地，所述的改性剂包括魔芋多糖及卵清蛋白。
进一步地，所述的改性姜黄素中，姜黄素、魔芋多糖及卵清蛋白的质量比为(2-5):(3-5):(1-3)。
进一步地，所述的改性姜黄素的制备方法为：将改性剂配制成质量浓度为1-3wt％的改性剂水溶液，之后将姜黄素滴加到改性剂水溶液中进行充分搅拌，经干燥后即得到所述的改性姜黄素。
优选地，滴加速率为2-5mL/min，搅拌速率为100-300rpm。
优选地，干燥为喷雾干燥，此干燥方式能较大程度维持原料的活性成分所具有的活性。
一种增强免疫功能和改善肠道形态的复合物的制备方法，该方法为：将半乳低聚糖、L-抗坏血酸钠混合后，再依次加入γ-氨基丁酸富马酸盐、甾醇酯、姜黄素或改性姜黄素、丙氨酰谷氨酰胺二肽，混合均匀即得到所述的复合物。
一种增强免疫功能和改善肠道形态的复合物的应用，应用时，将复合物加入至基础日粮中。
进一步地，所述的复合物在基础日粮中的添加比例为0.5-2wt％。
本发明中，各组分的作用如下：
γ-氨基丁酸富马酸盐：是以富马酸作为酸配体的盐，能在机体应激或危急状态下快速供能，提高抗应激能力，显著改善动物生产性能，主要表现在日增重、日采食量以及饲料报酬方面，与相同剂量的γ-氨基丁酸原粉相比具有更好的效果。
半乳低聚糖：是优良免疫激活剂和抗氧化剂，可选择性促进有益菌增殖、抑制有害菌生长，不被消化酶降解，通过末端凝集有害微生物来抑制致病菌侵染，可以同时刺激乳酸杆菌和双歧杆菌的增殖使之形成优势菌来改善肠道微生物；同时对病原微生物有识别、粘附和排除作用，此外还可以物理吸附或直接结合霉菌毒素。
在本发明中，半乳低聚糖可提高益生菌在肠道益生作用，使其活性更优，并与肠道益生菌协同改善动物肠胃功能，提高动物生长性能，显著减少腹泻发生，还可作为免疫调节剂激活免疫系统应答；此外，可以加强机体对氨基酸的吸收利用，提高对饲粮蛋白质的利用率，改善猪肉的品质和风味，且其生产原料来源于中国资源量大而未充分开发的植物胶(田菁胶)，其推广应用可以降低养殖场抗生素的使用及残留，对于保护环境和人类健康以及进一步开发中国丰富的野生植物资源具有重大意义。
L-抗坏血酸钠：除了作为抗氧化剂，还可作为维生素C原料，溶于水中形成近中性弱酸性的溶液，避免过酸、过碱环境对敏感维生素的破坏，减少饲料投喂过程中维生素的溶出损失，提高饲料效率，促进动物健康生长。
甾醇酯：通过对植物甾醇进行酯化处理得到甾醇酯，可显著改善其水溶性，解决天然植物甾醇难溶于水、溶解性和生物利用性很低、应用效果不稳定等缺陷，通过水解成为游离型甾醇被吸收，进而抑菌抗炎、免疫调节，降低腹泻率，并可改善动物肠道形态，提高十二指肠和空肠绒毛高度/隐窝深度比值，同时还可以改善其营养价值，更利于动物吸收，与复合物中的其他组分也有更好的协同作用，此外还可以改善猪肉风味。
姜黄素：是植物提取物兼免疫抑制剂，抗菌消炎、抗病毒、抗氧化，提高综合效益；还可以改善仔猪的肠道形态和消化吸收功能，以及缓解肠黏膜屏障功能损伤，促进生长发育。
改性姜黄素：通过改性剂提高姜黄素的溶解度和生物利用度，使之不易被水解、氧化，增强了稳定性，利用效率更高。此外，改性还能够掩盖姜黄素的特殊气味，增加动物采食量，进一步提高利用效率。
具体而言，本发明采用的改性剂具有优良的分散性能与两亲性能(既亲水又亲油)；其中，改性剂的卵清蛋白结构暴露的疏水基团能够与姜黄素亲油吸附，从而很好地相容形成稳定乳液；而改性剂的魔芋多糖结构具有大量的亲水基团，提高了改性姜黄素的亲水性，使姜黄素在饲料中的分散性及稳定性更好，利用效率更高。此外，改性之后姜黄素包覆在内部，掩盖了它的特殊气味，增加采食量，进一步提高利用效率。主要原因为：在改性剂的制备中，一方面魔芋多糖通过羟基接枝到卵清蛋白结构上，增加了分子间空间位阻，使蛋白内部的疏水基团暴露在外，提高改性剂的亲油吸附性能；另一方面，喷雾干燥也有利于蛋白展开，进而内部疏水基团的暴露，进一步提高改性剂的亲油吸附性能；此外，姜黄素接枝魔芋多糖增加分子间空间位阻与静电排斥作用，使其不易团聚、分散性更好。
丙氨酰谷氨酰胺二肽：可以提高采食量和日增重，降低腹泻率，改善动物肠道形态，提高十二指肠和空肠绒毛高度/隐窝深度比值，并保护肠道结构与功能发育，提高生长潜力。谷氨酰胺是一种重要的营养物质，是合成核酸和谷胱甘肽的前体物质，具有多种生理功能，对动物健康与生长意义重大，但因其溶解度低、不稳定，易转化为有毒的焦谷氨酸和氨，对热敏感且吸收率低，在饲料中所需的适宜添加量大，导致其应用受限；本发明采用的丙氨酰谷氨酰胺二肽稳定性和溶解度更高，耐高温，添加量低，无毒副，可被机体快速有效地分解为丙氨酸和谷氨酰胺，增强其营养吸收、免疫力和抗氧化力，缓解外部应激，减少肠道损伤，且改善肠道形态，维持肠道功能完整性，提高动物生产性能。
与现有技术相比，本发明含有γ-氨基丁酸富马酸盐、半乳低聚糖、L-抗坏血酸钠、甾醇酯、姜黄素或改性姜黄素、丙氨酰谷氨酰胺二肽，各成分协同增效。其中，γ-氨基丁酸富马酸盐、L-抗坏血酸钠、姜黄素或改性姜黄素共同提高抗氧化能力；γ-氨基丁酸富马酸盐和丙氨酰谷氨酰胺二肽协同作用，缓解外部应激，减少肠道损伤；半乳低聚糖、姜黄素或改性姜黄素协同抗菌抑菌，免疫激活，还可以改善肠道菌群，提高益生菌在肠道益生作用，与益生菌协同改善动物肠胃功能；甾醇酯、姜黄素或改性姜黄素与丙氨酰谷氨酰胺二肽协同改善肠道形态，提高十二指肠和空肠绒毛高度/隐窝深度比值，保护肠道结构与功能发育，提高生长潜力。从配方整体上看，本发明从抗氧化、抗应激、免疫激活等多维度增强动物免疫功能，降低发病率，同时改善肠道形态，提高生长潜力和饲料利用率，无毒副、无耐药，又可替代抗生素，具有很好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，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。
下述实施例中未注明的具体技术或条件，均按照本领域内常规的技术或条件或按照产品说明书进行。未注明生产厂商的试剂或仪器，均为可以通过市购获得的常规产品。参照美国NRC(2012)猪营养需要，配制全价日粮进行试验。
实施例1-4：
采用单因子设计，选择健康状况、体重接近的外三元“杜长大”，体重为10.5±0.5kg的270头健康生长猪，随机分为9个处理组(每个处理组3个重复，每个重复10头猪)，分别为对照组1(空白对照组)、对照组2(金霉素对照组)、对照组3-5(复合物对照组)和实施例组1-4。其中，对照组2向基础日粮(参照美国NRC(2012)猪营养需要)中加入金霉素，对照组3-5和实施例组1-4分别向基础日粮(参照美国NRC(2012)猪营养需要)中加入相应的复合物。
基础日粮组成见表1，各组中复合物组成见表2。
表1基础日粮组成(单位：wt％)
| 日粮组成 | 对照组1 | 对照组2 | 对照组3-5和实施例组1-4 |
| 玉米 | 70.6 | 70.6 | 70.6 |
| 豆粕46.5％ | 18 | 18 | 18 |
| 麦麸 | 6 | 5.9 | 5.5 |
| 石粉 | 1 | 1 | 1 |
| 磷酸氢钙 | 1 | 1 | 1 |
| 食盐 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
| 预混料 | 3 | 3 | 3 |
| 添加物 | 0 | 0.1(金霉素) | 0.5(复合物) |
| 合计 | 100 | 100 | 100 |
其中，豆粕46.5％指的是蛋白质含量为46.5wt％的豆粕。预混料指市面上销售的常见猪预混料，预混料为每千克日粮提供VA5000IU、VD 1500IU、VE 12mg、VK3 2mg、VB1 1mg、VB2 3mg、VB6 2mg、VB12 12μg、烟酸14mg、叶酸0.4mg、泛酸7mg、胆碱350mg、铁100mg、锌100mg、锰30mg、铜10mg、硒0.3mg、碘0.5mg。
表2各组中复合物组成(单位：重量份)
表2中，改性姜黄素是由改性剂对姜黄素进行改性而制得。改性姜黄素中，姜黄素、魔芋多糖及卵清蛋白的质量比为3:4:2。改性姜黄素的制备方法为：将改性剂配制成质量浓度为2wt％的改性剂水溶液，之后将姜黄素滴加到改性剂水溶液中进行充分搅拌，经干燥后即得到所述的改性姜黄素。
预饲期7天，饲喂30天，试验期间饲养管理程序和免疫程序参照常规的商品猪饲养管理手册进行，记录试验期内耗料量并称重。试验结束后，测定猪的生产性能指标(表3)；并从每组随机选择3头进行前腔静脉采血5mL，将静置离心出的血清转移至EP管中，冷冻送检，测定结果见表4；此后，从颈静脉放血处死，处死后立即打开腹腔，在十二指肠、空肠截取2cm长的组织样，用生理盐水冲洗干净后用10％甲醛溶液固定24h，然后将组织样本进行水洗、脱水、透明、浸蜡、包埋、切片(5μm)并用苏木精-伊红(HE)染色，封片，观测组织样本的绒毛高度和隐窝深度，并计算绒毛高度与隐窝深度比值，试验结果见表5。
表3复合物对仔猪的生长性能比较
由表3可以看出，与未加入本发明复合物或仅加入本发明部分复合物组分的对照组相比，在日粮中添加本发明复合物的实施例组1-4的仔猪日增重更高，料重比、腹泻率均较对照组更低，其中腹泻率不高于10％，明显低于对照组，表明本发明复合物对减少仔猪腹泻具有良好的效果。通过饲喂本发明的复合物可提高动物采食量、日增重和饲料利用率，提高生长性能，同时改善肠道功能，降低腹泻率。
表4复合物对仔猪的血清指标比较
| 项目 | IgG(g/L) | IgM(g/L) | IgA(g/L) | C3(g/L) | C4(g/L) |
| 对照组1 | 2.32 | 0.62 | 0.21 | 0.26 | 0.12 |
| 对照组2 | 2.43 | 0.65 | 0.21 | 0.27 | 0.13 |
| 对照组3 | 2.66 | 0.68 | 0.22 | 0.27 | 0.14 |
| 对照组4 | 2.71 | 0.69 | 0.22 | 0.28 | 0.14 |
| 对照组5 | 2.76 | 0.69 | 0.22 | 0.28 | 0.14 |
| 实施例组1 | 2.78 | 0.71 | 0.23 | 0.29 | 0.15 |
| 实施例组2 | 2.83 | 0.75 | 0.24 | 0.32 | 0.16 |
| 实施例组3 | 2.81 | 0.74 | 0.24 | 0.31 | 0.15 |
| 实施例组4 | 2.85 | 0.76 | 0.25 | 0.33 | 0.17 |
由表4可以看出，添加本发明复合物后，抗体水平和补体水平均有提高，表明本发明可以增强免疫活性，提高动物免疫力，降低发病率。
表5复合物对仔猪的肠道绒毛高度和隐窝深度比较
表5中十二指肠绒毛高度、十二指肠隐窝深度、空肠绒毛高度和空肠隐窝深度的单位均为μm。由表5可以看出，与对照组相比，实施例组中十二指肠绒毛高度、十二指肠绒毛高度与隐窝深度的比值、空肠绒毛高度、空肠绒毛高度与隐窝深度的比值均显著提高(P<0.05)，而十二指肠隐窝深度和空肠隐窝深度均有所下降。可见，通过饲喂本发明的复合物可改善肠道形态，保护肠道结构与功能发育，提高生长潜力。
综上所述，本发明实施例的复合物所选组分均安全无毒，可替代抗生素使用；并且各组分间具有较好的协同作用，配伍使用比单一使用效果更加稳定；再者，本发明从抗氧化、抗应激、免疫激活等多维度增强动物免疫机能，降低发病率，同时改善肠道形态，提高生长潜力和饲料利用率，天然、无毒副、无耐药，又可替代抗生素，具有很好的应用前景。
实施例5：
一种增强免疫功能和改善肠道形态的复合物，该复合物包括以下组分及重量份含量：γ-氨基丁酸富马酸盐6份、半乳低聚糖0.5份、L-抗坏血酸钠0.4份、甾醇酯3份、姜黄素3份及丙氨酰谷氨酰胺二肽8份。
该复合物的制备方法为：将半乳低聚糖、L-抗坏血酸钠混合后，再依次加入γ-氨基丁酸富马酸盐、甾醇酯、姜黄素、丙氨酰谷氨酰胺二肽，混合均匀即得到复合物。
应用时，将复合物加入至基础日粮中，复合物在基础日粮中的添加比例为0.5wt％。
实施例6：
一种增强免疫功能和改善肠道形态的复合物，该复合物包括以下组分及重量份含量：γ-氨基丁酸富马酸盐8份、半乳低聚糖0.3份、L-抗坏血酸钠0.6份、甾醇酯1份、姜黄素5份及丙氨酰谷氨酰胺二肽6份。
该复合物的制备方法为：将半乳低聚糖、L-抗坏血酸钠混合后，再依次加入γ-氨基丁酸富马酸盐、甾醇酯、姜黄素、丙氨酰谷氨酰胺二肽，混合均匀即得到复合物。
应用时，将复合物加入至基础日粮中，复合物在基础日粮中的添加比例为2wt％。
实施例7：
一种增强免疫功能和改善肠道形态的复合物，该复合物包括以下组分及重量份含量：γ-氨基丁酸富马酸盐7份、半乳低聚糖0.4份、L-抗坏血酸钠0.5份、甾醇酯2份、姜黄素4份及丙氨酰谷氨酰胺二肽7份。
该复合物的制备方法为：将半乳低聚糖、L-抗坏血酸钠混合后，再依次加入γ-氨基丁酸富马酸盐、甾醇酯、姜黄素、丙氨酰谷氨酰胺二肽，混合均匀即得到复合物。
应用时，将复合物加入至基础日粮中，复合物在基础日粮中的添加比例为1wt％。
实施例8：
一种增强免疫功能和改善肠道形态的复合物，该复合物包括以下组分及重量份含量：γ-氨基丁酸富马酸盐6份、半乳低聚糖0.5份、L-抗坏血酸钠0.4份、甾醇酯3份、改性姜黄素3份及丙氨酰谷氨酰胺二肽8份。
其中，改性姜黄素是由改性剂对姜黄素进行改性而制得。改性剂包括魔芋多糖及卵清蛋白。改性姜黄素中，姜黄素、魔芋多糖及卵清蛋白的质量比为2:5:1。改性姜黄素的制备方法为：将改性剂配制成质量浓度为3wt％的改性剂水溶液，之后将姜黄素滴加到改性剂水溶液中进行充分搅拌，经干燥后即得到改性姜黄素。
该复合物的制备方法为：将半乳低聚糖、L-抗坏血酸钠混合后，再依次加入γ-氨基丁酸富马酸盐、甾醇酯、改性姜黄素、丙氨酰谷氨酰胺二肽，混合均匀即得到复合物。
应用时，将复合物加入至基础日粮中，复合物在基础日粮中的添加比例为0.5wt％。
实施例9：
一种增强免疫功能和改善肠道形态的复合物，该复合物包括以下组分及重量份含量：γ-氨基丁酸富马酸盐8份、半乳低聚糖0.3份、L-抗坏血酸钠0.6份、甾醇酯1份、改性姜黄素5份及丙氨酰谷氨酰胺二肽6份。
其中，改性姜黄素是由改性剂对姜黄素进行改性而制得。改性剂包括魔芋多糖及卵清蛋白。改性姜黄素中，姜黄素、魔芋多糖及卵清蛋白的质量比为5:3:3。改性姜黄素的制备方法为：将改性剂配制成质量浓度为1wt％的改性剂水溶液，之后将姜黄素滴加到改性剂水溶液中进行充分搅拌，经干燥后即得到改性姜黄素。
该复合物的制备方法为：将半乳低聚糖、L-抗坏血酸钠混合后，再依次加入γ-氨基丁酸富马酸盐、甾醇酯、改性姜黄素、丙氨酰谷氨酰胺二肽，混合均匀即得到复合物。
应用时，将复合物加入至基础日粮中，复合物在基础日粮中的添加比例为2wt％。
实施例10：
一种增强免疫功能和改善肠道形态的复合物，该复合物包括以下组分及重量份含量：γ-氨基丁酸富马酸盐7份、半乳低聚糖0.4份、L-抗坏血酸钠0.5份、甾醇酯2份、改性姜黄素4份及丙氨酰谷氨酰胺二肽7份。
其中，改性姜黄素是由改性剂对姜黄素进行改性而制得。改性剂包括魔芋多糖及卵清蛋白。改性姜黄素中，姜黄素、魔芋多糖及卵清蛋白的质量比为3:4:2。改性姜黄素的制备方法为：将改性剂配制成质量浓度为2wt％的改性剂水溶液，之后将姜黄素滴加到改性剂水溶液中进行充分搅拌，经干燥后即得到改性姜黄素。
该复合物的制备方法为：将半乳低聚糖、L-抗坏血酸钠混合后，再依次加入γ-氨基丁酸富马酸盐、甾醇酯、改性姜黄素、丙氨酰谷氨酰胺二肽，混合均匀即得到复合物。
应用时，将复合物加入至基础日粮中，复合物在基础日粮中的添加比例为1wt％。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种增强免疫功能和改善肠道形态的复合物，其特征在于，该复合物包括以下组分及重量份含量：γ-氨基丁酸富马酸盐5-9份、半乳低聚糖0.2-0.5份、L-抗坏血酸钠0.25-0.75份、甾醇酯1-3份、姜黄素或改性姜黄素2-5份及丙氨酰谷氨酰胺二肽5-9份。
2.根据权利要求1所述的一种增强免疫功能和改善肠道形态的复合物，其特征在于，该复合物包括以下组分及重量份含量：γ-氨基丁酸富马酸盐6-8份、半乳低聚糖0.3-0.5份、L-抗坏血酸钠0.4-0.6份、甾醇酯1-3份、姜黄素3-5份及丙氨酰谷氨酰胺二肽6-8份。
3.根据权利要求1所述的一种增强免疫功能和改善肠道形态的复合物，其特征在于，该复合物包括以下组分及重量份含量：γ-氨基丁酸富马酸盐6-8份、半乳低聚糖0.3-0.5份、L-抗坏血酸钠0.4-0.6份、甾醇酯1-3份、改性姜黄素3-5份及丙氨酰谷氨酰胺二肽6-8份。
4.根据权利要求1所述的一种增强免疫功能和改善肠道形态的复合物，其特征在于，所述的改性姜黄素是由改性剂对姜黄素进行改性而制得。
5.根据权利要求4所述的一种增强免疫功能和改善肠道形态的复合物，其特征在于，所述的改性剂包括魔芋多糖及卵清蛋白。
6.根据权利要求5所述的一种增强免疫功能和改善肠道形态的复合物，其特征在于，所述的改性姜黄素中，姜黄素、魔芋多糖及卵清蛋白的质量比为(2-5):(3-5):(1-3)。
7.根据权利要求4所述的一种增强免疫功能和改善肠道形态的复合物，其特征在于，所述的改性姜黄素的制备方法为：将改性剂配制成质量浓度为1-3wt％的改性剂水溶液，之后将姜黄素滴加到改性剂水溶液中进行充分搅拌，经干燥后即得到所述的改性姜黄素。
8.一种如权利要求1所述的增强免疫功能和改善肠道形态的复合物的制备方法，其特征在于，该方法为：将半乳低聚糖、L-抗坏血酸钠混合后，再依次加入γ-氨基丁酸富马酸盐、甾醇酯、姜黄素或改性姜黄素、丙氨酰谷氨酰胺二肽，混合均匀即得到所述的复合物。
9.一种如权利要求1至7任一项所述的增强免疫功能和改善肠道形态的复合物的应用，其特征在于，应用时，将复合物加入至基础日粮中。
10.根据权利要求9所述的一种增强免疫功能和改善肠道形态的复合物的应用，其特征在于，所述的复合物在基础日粮中的添加比例为0.5-2wt％。
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