CN113349291A - 一种新型过瘤胃淀粉酶制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型过瘤胃淀粉酶制备方法,属于酶制剂技术领域,包括如下步骤:(1)包被材料的制备;(2)芯层的制备;(3)包被处理。通过本发明制备方法制备的淀粉酶具有很好的活性,在反刍动物进行进食时能有效的发挥作用,提高淀粉的消化利用率,也即提高日粮的生物利用度,从而提高产能。
Description
技术领域
本发明属于酶制剂技术领域,具体涉及一种新型过瘤胃淀粉酶制备方法。
背景技术
碳水化合物是反刍动物日粮的主要组成部分,可分为纤维性碳水化合物和非纤维性碳水化合物,后者主要包括淀粉、蔗糖和果胶等,是反刍动物日粮重要的能量来源。其在日粮中的含量对反刍动物采食、生产性能、瘤胃发酵、营养物质消化和生理代谢等具有重要影响。
据报道。常规日粮中,非纤维性碳水化合物含量约占到36%~42%,其中淀粉占20%~27%,其它占15%~18%。淀粉在瘤胃内发酵成挥发性脂肪酸,挥发性脂肪酸被瘤胃壁吸收参加机体代谢,供机体利用,并为微生物蛋白合成提供能量。淀粉在瘤胃的消化率由于原料种类不同,消化率不同,玉米作为奶牛日粮中的主要淀粉来源,其玉米中淀粉的瘤胃消化率为50%左右,其余将会被转入到小肠内在淀粉酶的作用下,转化成葡萄糖供机体组织利用,没被消化利用的转入大肠中,一部分在大肠中主要发酵生成挥发性脂肪酸,未被利用的将最终由粪便排出体外,造成浪费。如到达小肠的淀粉能更多转化为葡萄糖被机体吸收利用,将对动物生产性能具有一定的积极作用,多说报道认为,淀粉在小肠内的消化和以葡萄糖形式吸收的能力利用效率较在瘤胃内发酵和以肝脏中丙酸糖原异生作用的能量利用效率要高,增加小肠内消化的淀粉数量可以提高代谢能的利用效率,降低甲烷和发酵热损失;提高小肠淀粉的消化量对奶牛的健康具有一定的实际意义。淀粉酶可以促进淀粉的消化,促进营养物质的吸收和利用,通过添加淀粉酶来提高淀粉的消化率是一个有效途径,酶制剂最初应用于猪、鸡等单胃动物时,可提高动物对饲料养分的消化和生产性能,作用机理也较为清楚。目前淀粉酶在猪、鸡上应用较普遍,然而淀粉酶在反刍动物上的应用鲜有报道,这是主要是因为直接添加淀粉酶,大部分维淀粉酶在瘤胃中被微生物破坏而失活,能够到达小肠被利用的很少。因此,针对现有技术中将未经过处理的淀粉酶直接加入奶牛日粮大部分淀粉酶在瘤胃中降解,设计一种经过特殊工艺处理后的新型的过瘤胃淀粉酶在奶牛进行应用,通过包被处理的淀粉酶可以增加淀粉的消化量,促进营养物质的消化吸收,降低营养物质的损失,提高饲料利用率,提高动物生产性能。现今也有关于此方面的研究报道,但是往往在包被过程中由于加工工艺的缺陷导致酶发生部分失活的现象,另外还有的包被后的酶在进入胃中无法得到很好的释放,从而起促进效果也就受到了限制。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种新型过瘤胃淀粉酶制备方法,通过本发明制备方法制备的淀粉酶具有很好的活性,在进行进食时能有效的发挥作用,提高淀粉的消化利用率,也即提高日粮的生物利用度,从而提高产能。
为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:
一种新型过瘤胃淀粉酶制备方法,包括如下步骤:
(1)包被材料的制备:
a. 称取相应重量份的柑橘皮80~90份、甜菜渣40~60份、葡萄皮30~40份、海藻4~6份清洗干净后置于石灰水中浸渍处理,完成后得混合物A备用;
b. 将操作a中所得的混合物A浸入白醋中,浸泡处理30~50min后,滤出用纯水清洗3~5次得混合物B备用;
c. 将操作b中所得的混合物B置于微射流高压均质机内进行高压均质处理,完成后取出均质产物备用;
d. 称取相应重量份的步骤c所得的均质产物30~40份、海藻酸钠2~4份、羧甲基纤维素0.8~0.9份、纯水12~14份共同置于锅内进行熬胶处理,在熬胶的同时进行声-磁耦合处理,完成后即得包被材料备用;
(2)芯层的制备:
a. 将淀粉酶与氢化油按照重量比为1:3~5混匀后得混合物C备用;
b. 将操作a中所得的混合物C、淀粉、纯水按照重量比为1:10~16:10~16混匀后,挤压成40~80目的微丸备用;
c. 将操作b中所得的微丸置于真空干燥箱内进行低温真空干燥至含水率为0.4~0.8%即得芯材备用;
(3)包被处理:
应用流化床将步骤(2)所得的芯材悬浮在空气中,然后将步骤(1)所得的包被材料以喷雾形式加到流化床上,在悬浮滚动的状态下,对芯材进行包裹,再进行冷空气干燥处理即可。
进一步地,步骤(1)操作a中所述的浸渍处理时控制石灰水内的温度为60~70℃,浸渍处理的时间为2~3h。
进一步地,步骤(1)操作b中所述的白醋浸泡处理时控制白醋内的温度为40~50℃。
进一步地,步骤(1)操作c中所述的均质处理时控制微射流高压均质机的工作压力为60~90MPa,均质处理的时间为3~5min。
进一步地,步骤(1)操作d中所述的声-磁耦合处理时控制声波的频率为40~60kHz,磁场强度为70~90mT。
通过采用上述技术方案,将柑橘皮、甜菜渣、葡萄皮、海藻进行合适的比例清洗去除污渍、油渍之后进入石灰水中浸泡,然后进行酸中和,再进行微射流高压均质处理,通过在振荡反应腔中对物料进行高速碰撞,高频振荡、瞬时压降和强烈剪切、气穴作用等作用,从而来改善原料的结构和功能活性,在处理的过程中严格控制处理的压力和处理的时间,在保持黏度的情况下,改善其加工特性,并促进包被淀粉酶进入胃内后被有效的释放,从而发挥作用。将所得的均质产物与海藻酸钠、羧甲基纤维素、纯水按照合适比例混合后进行熬胶处理,在熬胶的过程中借助超声波和磁场的耦合作用,促进包衣的均质化并防止气泡的产生,提高包被产物的产出率,同时还能改善包被材料的表面活性,进一步促进其在胃内对淀粉酶的释放,从而提高日粮的消化率,提高奶牛的生产性能,并且此方法制备的包被材料安全环保。
进一步地,步骤(2)操作c中所述的低温真空干燥处理时控制真空度为3~9Pa,温度为30~40℃。
通过采用上述技术方案,将淀粉酶与载体制成微丸之后进行低温真空干燥处理,能很好的保障淀粉酶的活性,并能提高芯层性能的稳定性,防止其在包被过程中发生酶失活的现象。
本发明相比现有技术具有以下优点:
通过本发明制备方法制备的淀粉酶具有很好的活性,在进行进食时能有效的发挥作用,提高淀粉的消化利用率,也即提高日粮的生物利用度,从而提高产能。
具体实施方式
一种新型过瘤胃淀粉酶制备方法,包括如下步骤:
(1)包被材料的制备:
a. 称取相应重量份的柑橘皮80~90份、甜菜渣40~60份、葡萄皮30~40份、海藻4~6份清洗干净后置于石灰水中浸渍处理,浸渍处理时控制石灰水内的温度为60~70℃,浸渍处理2~3h后得混合物A备用
b. 将操作a中所得的混合物A浸入白醋中,40~50℃浸泡处理30~50min后,滤出用纯水清洗3~5次得混合物B备用;
c. 将操作b中所得的混合物B置于微射流高压均质机内进行高压均质处理,均质处理时控制微射流高压均质机的工作压力为60~90MPa,均质处理3~5min后取出均质产物备用;
d. 称取相应重量份的步骤c所得的均质产物30~40份、海藻酸钠2~4份、羧甲基纤维素0.8~0.9份、纯水12~14份共同置于锅内进行熬胶处理,在熬胶的同时进行声-磁耦合处理,声-磁耦合处理时控制声波的频率为40~60kHz,磁场强度为70~90mT,完成后即得包被材料备用;
(2)芯层的制备:
a. 将淀粉酶与氢化油按照重量比为1:3~5混匀后得混合物C备用;
b. 将操作a中所得的混合物C、淀粉、纯水按照重量比为1:10~16:10~16混匀后,挤压成40~80目的微丸备用;
c. 将操作b中所得的微丸置于真空干燥箱内进行低温真空干燥至含水率为0.4~0.8%即得芯材备用,低温真空干燥处理时控制真空度为3~9Pa,温度为30~40℃;
(3)包被处理:
应用流化床将步骤(2)所得的芯材悬浮在空气中,然后将步骤(1)所得的包被材料以喷雾形式加到流化床上,在悬浮滚动的状态下,对芯材进行包裹,再进行冷空气干燥处理即可。
为了对本发明做更进一步的解释,下面结合下述具体实施例进行阐述。
实施例1
一种新型过瘤胃淀粉酶制备方法,包括如下步骤:
(1)包被材料的制备:
a. 称取相应重量份的柑橘皮80份、甜菜渣40份、葡萄皮30份、海藻4份清洗干净后置于石灰水中浸渍处理,浸渍处理时控制石灰水内的温度为60℃,浸渍处理2h后得混合物A备用
b. 将操作a中所得的混合物A浸入白醋中,40℃浸泡处理30min后,滤出用纯水清洗3次得混合物B备用;
c. 将操作b中所得的混合物B置于微射流高压均质机内进行高压均质处理,均质处理时控制微射流高压均质机的工作压力为60MPa,均质处理3min后取出均质产物备用;
d. 称取相应重量份的步骤c所得的均质产物30份、海藻酸钠2份、羧甲基纤维素0.8份、纯水12份共同置于锅内进行熬胶处理,在熬胶的同时进行声-磁耦合处理,声-磁耦合处理时控制声波的频率为40kHz,磁场强度为70mT,完成后即得包被材料备用;
(2)芯层的制备:
a. 将淀粉酶与氢化油按照重量比为1:3混匀后得混合物C备用;
b. 将操作a中所得的混合物C、淀粉、纯水按照重量比为1:10:10混匀后,挤压成40目的微丸备用;
c. 将操作b中所得的微丸置于真空干燥箱内进行低温真空干燥至含水率为0.4%即得芯材备用,低温真空干燥处理时控制真空度为3Pa,温度为30℃;
(3)包被处理:
应用流化床将步骤(2)所得的芯材悬浮在空气中,然后将步骤(1)所得的包被材料以喷雾形式加到流化床上,在悬浮滚动的状态下,对芯材进行包裹,再进行冷空气干燥处理即可。
实施例2
一种新型过瘤胃淀粉酶制备方法,包括如下步骤:
(1)包被材料的制备:
a. 称取相应重量份的柑橘皮85份、甜菜渣50份、葡萄皮35份、海藻5份清洗干净后置于石灰水中浸渍处理,浸渍处理时控制石灰水内的温度为65℃,浸渍处理2.5h后得混合物A备用
b. 将操作a中所得的混合物A浸入白醋中,45℃浸泡处理40min后,滤出用纯水清洗4次得混合物B备用;
c. 将操作b中所得的混合物B置于微射流高压均质机内进行高压均质处理,均质处理时控制微射流高压均质机的工作压力为75MPa,均质处理4min后取出均质产物备用;
d. 称取相应重量份的步骤c所得的均质产物35份、海藻酸钠3份、羧甲基纤维素0.85份、纯水13份共同置于锅内进行熬胶处理,在熬胶的同时进行声-磁耦合处理,声-磁耦合处理时控制声波的频率为50kHz,磁场强度为80mT,完成后即得包被材料备用;
(2)芯层的制备:
a. 将淀粉酶与氢化油按照重量比为1:4混匀后得混合物C备用;
b. 将操作a中所得的混合物C、淀粉、纯水按照重量比为1:13:13混匀后,挤压成60目的微丸备用;
c. 将操作b中所得的微丸置于真空干燥箱内进行低温真空干燥至含水率为0.6%即得芯材备用,低温真空干燥处理时控制真空度为6Pa,温度为35℃;
(3)包被处理:
应用流化床将步骤(2)所得的芯材悬浮在空气中,然后将步骤(1)所得的包被材料以喷雾形式加到流化床上,在悬浮滚动的状态下,对芯材进行包裹,再进行冷空气干燥处理即可。
实施例3
一种新型过瘤胃淀粉酶制备方法,包括如下步骤:
(1)包被材料的制备:
a. 称取相应重量份的柑橘皮90份、甜菜渣60份、葡萄皮40份、海藻6份清洗干净后置于石灰水中浸渍处理,浸渍处理时控制石灰水内的温度为70℃,浸渍处理3h后得混合物A备用
b. 将操作a中所得的混合物A浸入白醋中,50℃浸泡处理50min后,滤出用纯水清洗5次得混合物B备用;
c. 将操作b中所得的混合物B置于微射流高压均质机内进行高压均质处理,均质处理时控制微射流高压均质机的工作压力为90MPa,均质处理5min后取出均质产物备用;
d. 称取相应重量份的步骤c所得的均质产物40份、海藻酸钠4份、羧甲基纤维素0.9份、纯水14份共同置于锅内进行熬胶处理,在熬胶的同时进行声-磁耦合处理,声-磁耦合处理时控制声波的频率为60kHz,磁场强度为90mT,完成后即得包被材料备用;
(2)芯层的制备:
a. 将淀粉酶与氢化油按照重量比为1:5混匀后得混合物C备用;
b. 将操作a中所得的混合物C、淀粉、纯水按照重量比为1:16:16混匀后,挤压成80目的微丸备用;
c. 将操作b中所得的微丸置于真空干燥箱内进行低温真空干燥至含水率为0.8%即得芯材备用,低温真空干燥处理时控制真空度为9Pa,温度为40℃;
(3)包被处理:
应用流化床将步骤(2)所得的芯材悬浮在空气中,然后将步骤(1)所得的包被材料以喷雾形式加到流化床上,在悬浮滚动的状态下,对芯材进行包裹,再进行冷空气干燥处理即可。
实施例4
一种新型过瘤胃淀粉酶制备方法,包括如下步骤:
(1)包被材料的制备:
a. 称取相应重量份的柑橘皮85份、甜菜渣50份、葡萄皮35份、海藻5份清洗干净后置于石灰水中浸渍处理,浸渍处理时控制石灰水内的温度为65℃,浸渍处理2.5h后得混合物A备用
b. 将操作a中所得的混合物A浸入白醋中,45℃浸泡处理40min后,滤出用纯水清洗4次得混合物B备用;
c. 称取相应重量份的步骤b所得的混合物B 35份、海藻酸钠3份、羧甲基纤维素0.85份、纯水13份共同置于锅内进行熬胶处理,在熬胶的同时进行声-磁耦合处理,声-磁耦合处理时控制声波的频率为50kHz,磁场强度为80mT,完成后即得包被材料备用;
(2)芯层的制备:
a. 将淀粉酶与氢化油按照重量比为1:4混匀后得混合物C备用;
b. 将操作a中所得的混合物C、淀粉、纯水按照重量比为1:13:13混匀后,挤压成60目的微丸备用;
c. 将操作b中所得的微丸置于真空干燥箱内进行低温真空干燥至含水率为0.6%即得芯材备用,低温真空干燥处理时控制真空度为6Pa,温度为35℃;
(3)包被处理:
应用流化床将步骤(2)所得的芯材悬浮在空气中,然后将步骤(1)所得的包被材料以喷雾形式加到流化床上,在悬浮滚动的状态下,对芯材进行包裹,再进行冷空气干燥处理即可。
实施例5
一种新型过瘤胃淀粉酶制备方法,包括如下步骤:
(1)包被材料的制备:
a. 称取相应重量份的柑橘皮85份、甜菜渣50份、葡萄皮35份、海藻5份清洗干净后置于石灰水中浸渍处理,浸渍处理时控制石灰水内的温度为65℃,浸渍处理2.5h后得混合物A备用
b. 将操作a中所得的混合物A浸入白醋中,45℃浸泡处理40min后,滤出用纯水清洗4次得混合物B备用;
c. 将操作b中所得的混合物B置于微射流高压均质机内进行高压均质处理,均质处理时控制微射流高压均质机的工作压力为75MPa,均质处理4min后取出均质产物备用;
d. 称取相应重量份的步骤c所得的均质产物35份、海藻酸钠3份、羧甲基纤维素0.85份、纯水13份共同置于锅内进行熬胶处理,完成后即得包被材料备用;
(2)芯层的制备:
a. 将淀粉酶与氢化油按照重量比为1:4混匀后得混合物C备用;
b. 将操作a中所得的混合物C、淀粉、纯水按照重量比为1:13:13混匀后,挤压成60目的微丸备用;
c. 将操作b中所得的微丸置于真空干燥箱内进行低温真空干燥至含水率为0.6%即得芯材备用,低温真空干燥处理时控制真空度为6Pa,温度为35℃;
(3)包被处理:
应用流化床将步骤(2)所得的芯材悬浮在空气中,然后将步骤(1)所得的包被材料以喷雾形式加到流化床上,在悬浮滚动的状态下,对芯材进行包裹,再进行冷空气干燥处理即可。
实施例6
一种新型过瘤胃淀粉酶制备方法,包括如下步骤:
(1)包被材料的制备:
称取相应重量份的海藻酸钠3份、羧甲基纤维素0.85份、纯水13份共同置于锅内进行熬胶处理,在熬胶的同时进行声-磁耦合处理,声-磁耦合处理时控制声波的频率为50kHz,磁场强度为80mT,完成后即得包被材料备用;
(2)芯层的制备:
a. 将淀粉酶与氢化油按照重量比为1:4混匀后得混合物C备用;
b. 将操作a中所得的混合物C、淀粉、纯水按照重量比为1:13:13混匀后,挤压成60目的微丸备用;
c. 将操作b中所得的微丸置于真空干燥箱内进行低温真空干燥至含水率为0.6%即得芯材备用,低温真空干燥处理时控制真空度为6Pa,温度为35℃;
(3)包被处理:
应用流化床将步骤(2)所得的芯材悬浮在空气中,然后将步骤(1)所得的包被材料以喷雾形式加到流化床上,在悬浮滚动的状态下,对芯材进行包裹,再进行冷空气干燥处理即可。
实施例7
一种新型过瘤胃淀粉酶制备方法,包括如下步骤:
(1)包被材料的制备:
a. 称取相应重量份的柑橘皮85份、甜菜渣50份、葡萄皮35份、海藻5份清洗干净后置于石灰水中浸渍处理,浸渍处理时控制石灰水内的温度为65℃,浸渍处理2.5h后得混合物A备用
b. 将操作a中所得的混合物A浸入白醋中,45℃浸泡处理40min后,滤出用纯水清洗4次得混合物B备用;
c. 将操作b中所得的混合物B置于微射流高压均质机内进行高压均质处理,均质处理时控制微射流高压均质机的工作压力为75MPa,均质处理4min后取出均质产物备用;
d. 称取相应重量份的步骤c所得的均质产物35份、海藻酸钠3份、羧甲基纤维素0.85份、纯水13份共同置于锅内进行熬胶处理,在熬胶的同时进行声-磁耦合处理,声-磁耦合处理时控制声波的频率为50kHz,磁场强度为80mT,完成后即得包被材料备用;
(2)芯层的制备:
a. 将淀粉酶与氢化油按照重量比为1:4混匀后得混合物C备用;
b. 将操作a中所得的混合物C、淀粉、纯水按照重量比为1:13:13混匀后,挤压成60目的微丸备用;
c. 将操作b中所得的微丸置于真空干燥箱内进行自然风干至含水率为0.6%即得芯材备用;
(3)包被处理:
应用流化床将步骤(2)所得的芯材悬浮在空气中,然后将步骤(1)所得的包被材料以喷雾形式加到流化床上,在悬浮滚动的状态下,对芯材进行包裹,再进行冷空气干燥处理即可。
对照组
申请号为:CN201910501812.7公开的一种过瘤胃保护淀粉酶及其制备方法。
为了对比本申请效果,分别用实施例2、实施例4~7的方法对应制备过瘤胃淀粉酶,以及对照组的方法制备过瘤胃保护淀粉酶,然后对实施例2、对照组以及实施例4~7中制备的新型过瘤胃淀粉酶的过瘤胃率性能评定:
其瘤胃降解率的测定结果见表1。
表1:尼龙袋法测定的过瘤胃淀粉酶的降解率(%)
由上表1数据可以看出,未经包被处理的过瘤胃淀粉酶在12h基本上被降解,而实施例2制备过瘤胃淀粉酶在瘤胃中培养12小时降解率为17.24%,因此通过本制备方法处理后的新型过瘤胃蛋白酶,其过瘤胃率高达82%,效果显著。
为了进一步对比本发明效果,将实施例2、实施例4~7的方法对应制备过瘤胃淀粉酶,以及对照组的方法制备过瘤胃保护淀粉酶分别添加到奶牛的日粮中,添加量为每头牛每天添加60g,采用同样的方式饲喂一个月后,进行奶牛日粮消化率以及生产性能的测试,具体试验对比数据如下表2所示:
表2:组奶牛日粮消化率以及生产性能测试结果
由上表2可以看出,通过本发明制备方法制备的淀粉酶具有很好的活性,在进行进食时能有效的发挥作用,提高淀粉的消化利用率,也即提高日粮的生物利用度,从而提高产能。
Claims (6)
1.一种新型过瘤胃淀粉酶制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)包被材料的制备:
a. 称取相应重量份的柑橘皮80~90份、甜菜渣40~60份、葡萄皮30~40份、海藻4~6份清洗干净后置于石灰水中浸渍处理,完成后得混合物A备用;
b. 将操作a中所得的混合物A浸入白醋中,浸泡处理30~50min后,滤出用纯水清洗3~5次得混合物B备用;
c. 将操作b中所得的混合物B置于微射流高压均质机内进行高压均质处理,完成后取出均质产物备用;
d. 称取相应重量份的步骤c所得的均质产物30~40份、海藻酸钠2~4份、羧甲基纤维素0.8~0.9份、纯水12~14份共同置于锅内进行熬胶处理,在熬胶的同时进行声-磁耦合处理,完成后即得包被材料备用;
(2)芯层的制备:
a. 将淀粉酶与氢化油按照重量比为1:3~5混匀后得混合物C备用;
b. 将操作a中所得的混合物C、淀粉、纯水按照重量比为1:10~16:10~16混匀后,挤压成40~80目的微丸备用;
c. 将操作b中所得的微丸置于真空干燥箱内进行低温真空干燥至含水率为0.4~0.8%即得芯材备用;
(3)包被处理:
应用流化床将步骤(2)所得的芯材悬浮在空气中,然后将步骤(1)所得的包被材料以喷雾形式加到流化床上,在悬浮滚动的状态下,对芯材进行包裹,再进行冷空气干燥处理即可。
2.根据权利要求1所述一种新型过瘤胃淀粉酶制备方法,其特征在于,步骤(1)操作a中所述的浸渍处理时控制石灰水内的温度为60~70℃,浸渍处理的时间为2~3h。
3.根据权利要求1所述一种新型过瘤胃淀粉酶制备方法,其特征在于,步骤(1)操作b中所述的白醋浸泡处理时控制白醋内的温度为40~50℃。
4.根据权利要求1所述一种新型过瘤胃淀粉酶制备方法,其特征在于,步骤(1)操作c中所述的均质处理时控制微射流高压均质机的工作压力为60~90MPa,均质处理的时间为3~5min。
5.根据权利要求1所述一种新型过瘤胃淀粉酶制备方法,其特征在于,步骤(1)操作d中所述的声-磁耦合处理时控制声波的频率为40~60kHz,磁场强度为70~90mT。
6.根据权利要求1所述一种新型过瘤胃淀粉酶制备方法,其特征在于,步骤(2)操作c中所述的低温真空干燥处理时控制真空度为3~9Pa,温度为30~40℃。
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CN110637930A (zh) * | 2019-06-11 | 2020-01-03 | 武瑞 | 过瘤胃保护淀粉酶及其制备方法 |
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- 2021-02-02 CN CN202110141241.8A patent/CN113349291A/zh active Pending
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