CN114027402A - 基于纯化螯合工艺的抗应激饲料添加剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于纯化螯合工艺的抗应激饲料添加剂及其制备方法和应用，根据动物生理和营养调控等理论，饲料添加剂包括壳寡糖钾、葡萄糖氧化酶、二氧化硅。本发明提供的动物抗应激添加剂不含有任何抗生素、抗病毒制剂和生长激素，能够调剂动物体内电解质和酸解平衡、增强超氧化岐化酶活性，缓解各种应激，实现动物抗应激目的。是一种安全、高效的新型绿色饲料添加剂，可长期添加于各种生长阶段的养殖动物。
Description
技术领域
本发明属于螯（络）合饲料添加剂生产技术领域，具体涉及一种基于螯（络）合技术的高纯度壳寡钾抗应激饲料添加剂及其制备方法和应用。
背景技术
壳寡糖是指 D－氨基葡萄糖以 β－1.4 糖苷键连接的低聚糖，由壳聚糖酶解制得研究发现，饲粮中添加壳寡糖可以促进动物的生长，改善机体肠道环境，抑制有害菌的生长，影响肠道菌落形成。此外，壳寡糖可以增强机体部分器官的功能，增加生物体部分酶的活性，总超氧化物歧化酶（T-SOD）、过氧化物酶（POD）和溶菌酶（LSZ）活性，抑制某些有害物质的分泌。
钾是动物机体内的常量元素，也是维持生命不可或缺的必需物质。它在生物体的生理活动方面起着十分重要的作用，包括维持细胞电压、改变细胞膜电位和产生神经冲动。另外，钾还在氧化还原调节、酸碱平衡和新陈代谢过程中扮演着关键的角色。目前饲料中添加的氯化钾、硫酸钾等，这些无机钾盐，存在不足，例如有苦味，影响适口性；有氯离子、硫酸根离子等影响酸碱平衡，可以造成养殖动物拉稀、饲料便等现象，困扰养殖户。
发明内容
为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于纯化螯合工艺的抗应激饲料添加剂及其制备方法和应用，该抗应激饲料添加剂可缓解应激、提高采食量和抗氧化能力，改善动物的健康水平。
为了实现上述目标，本发明的第一方面采用如下的技术方案：基于纯化螯合工艺的抗应激饲料添加剂，其特征在于：按照重量份数计，包括以下组分：
壳寡糖钾 45～85份
葡萄糖氧化酶 5～30份
二氧化硅 1～10份
所述壳寡糖钾是通过酶反应获得：
酶反应的具体步骤为：向质量分数80～90％的壳聚糖溶液中一次或者分批加入纤维素酶和葡萄糖氧化酶，流加质量分数10～20％的磷酸氢二钾（流加速度1.5～3升/分钟，流加时间为2～4小时），以维持溶液pH5.0～7.0，维持温度55±0.5℃，通入压缩空气，通气量为0.5～1vvm，维持罐压0.2～0.5MPa，搅拌转速为250～300r/min，反应时间20～24小时；测得残糖<0.3％，流加质量分数为10～20%的磷酸氢二钾达到理论反应需求量（流加速度1.5～3升/分钟，流加时间为1～2小时），并调节pH为6.5～7.5，维持0.5～1小时后，催化反应结束；灭酶与脱色：反应结束后，加入活性炭并加热（80～90℃，保持1～3小时），过滤得到无色溶液；将过滤所得到的无色溶液，减压蒸发浓缩，得到壳寡糖钾质量分数大于70％的溶液；结晶干燥：将溶液流化床干燥，粉碎备用。
通过加入酶，促进了反应进行；而流加磷酸氢二钾并维持一定的罐压、通气量、温度、pH、反应时间兼顾了反应效率以及产物纯度、活性；通过再流加磷酸氢二钾达到理论反应需求量确保了充分反应，最大可能增加产物产量、纯度。
酶反应即纯化螯（络）合工艺。残糖即残留壳聚糖。灭酶指：使纤维素酶和葡萄糖氧化酶失活。当一次加入纤维素酶和葡萄糖氧化酶时，加入的纤维素酶与壳聚糖的质量比为1：100～200；加入的葡萄糖氧化酶与壳聚糖的质量比为1：100～200。
当分批加入纤维素酶和葡萄糖氧化酶时，每隔2-4min加一次纤维素酶，加入的纤维素酶总量与壳聚糖的质量比为1：100～200；酶解结束后加入的葡萄糖氧化酶总量与壳聚糖的质量比为1：100～200。
优选地，按照重量份数计，还包括以下组分：
柠檬酸钠 4～8份
酵母硒 5～9份
酵母铬 5～9份
复合维生素 2～4份
所述的复合维生素由1-2份维生素A、1-2份维生素D3、1-2份维生素E、0.5-1份维生素B1、0.5-1份维生素B2、0.5-1份维生素B6、0.5-1份烟酸、0.5-1份叶酸、1-2份维生素C、1-2份抗氧化剂组成；所述的抗氧化剂为没食子酸丙脂。
所述纤维素酶、葡萄糖氧化酶是饲料添加剂目录规定产品，通过黑曲霉生物发酵而成。所述磷酸氢二钾是饲料添加剂目录规定产品，食品级壳聚糖外观为白色及浅黄色半透明片状固体，水分<8%，脱乙酰度>85%，灰分水分<0.8%。
优选地，所述的壳寡糖钾、纤维素酶、葡萄糖氧化酶、二氧化硅的粒径均在80～120目范围内。所述的柠檬酸钠、酵母硒、酵母铬的粒径也均在80～120目范围内。
优选地，按照重量份数计，包括以下组分：
壳寡糖钾 50～80份
葡萄糖氧化酶 8～25份
二氧化硅 2～9份。
更进一步地，按照重量份数计，包括以下组分：
壳寡糖钾 52～80份
葡萄糖氧化酶 10～28份
二氧化硅 3～8份。
本发明的第二方面是提供前述的抗应激饲料添加剂的制备方法，将各组分一起放入搅拌机中搅拌 5～10 分钟，充分混匀，然后计量、包装，即得成品。
本发明的第三方面是提供一种包含前述的抗应激饲料添加剂的动物饲料。抗应激饲料添加剂在动物饲料中的添加量为200～500克/吨。所述的动物饲料可以是全价配合饲料、以及预混料和浓缩料。
本发明的第四方面是提供前述的抗应激饲料添加剂或者动物饲料在缓解应激和/或提高采食量中的应用。或者，抗应激饲料添加剂或者动物饲料在提高谷草转氨酶、超氧化歧化酶的活力、总抗氧化能力、降低丙二醛的含量或降低养殖动物的肝脏损伤及死淘率中的应用。 或者前述的抗应激饲料添加剂或者动物饲料在调节动物体内电解质和酸解平衡或增强超氧化岐化酶活性中的应用。
本发明中的络合钾（壳寡糖钾），是根据动物生理和营养调控等理论，由磷酸氢二钾和壳聚糖在特殊工艺条件下反应，获得壳寡糖钾溶液、再通过干燥而制成。
壳寡糖钾具有维持细胞功能正常，激活内源酶等功能，在饲料添加200～500克/吨，提高采食量，缓解应激。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：本发明提供的动物抗应激饲料添加剂（创新点包括壳寡糖钾、葡萄糖氧化酶、二氧化硅的组合及含量配比或者壳寡糖钾、葡萄糖氧化酶、二氧化硅、柠檬酸钠、酵母硒、酵母铬的组合及含量配比，后者更优）不含有任何抗生素、抗病毒制剂和生长激素，能够调剂动物体内电解质和酸解平衡、增强超氧化岐化酶活性，缓解各种应激，实现动物抗应激目的，且能提高采食量、降低料肉比、降低腹泻率、提高成活率。是一种安全、高效的新型绿色饲料添加剂，可长期添加于各种生长阶段的养殖动物。
此复合碱性阳离子抗应激剂可以有效的提高谷草转氨酶、超氧化歧化酶的活力，总抗氧化能力，有效降低丙二醛的含量。在饲料添加200～500克/吨，可显著降低养殖动物的肝脏损伤及死淘率，提高养殖动物的抗氧化能力，改善动物机体的健康水平，从而达到抗应激的目的。
此动物抗应激饲料添加剂还可降低猪肉中不饱和脂肪的含量，提高怀孕和产后母猪的应激性（产后发情率更高，提高母猪采食量，减少背膘损失）。
附图说明
图1为本发明的抗应激饲料添加剂的制备工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
实施例1
一种动物抗应激饲料添加剂，所述添加剂包括：壳寡糖钾、葡萄糖氧化酶、二氧化硅，其添加剂的组成含量为 ：
壳寡糖钾 60份
葡萄糖氧化酶 15份
二氧化硅 5份
所述壳寡糖钾是通过酶反应获得；酶反应的具体步骤为：向质量分数85％的壳寡糖溶液（溶剂为水，溶质为壳寡糖）中加入纤维素酶和葡萄糖氧化酶（一次加入纤维素酶和葡萄糖氧化酶，加入的纤维素酶总量与壳聚糖的质量比为1：150，加入的葡萄糖氧化酶总量与壳寡糖的质量比为1：150），流加15％的磷酸氢二钾溶液（溶剂为水），流加速度2升/分钟，流加时间为2小时，以维持溶液pH5.0～7.0，维持温度55±0.5℃，通入压缩空气，通气量为1vvm，维持罐压0.2～0.5MPa，搅拌转速为300r/min，反应时间24小时；测得残糖<0.3％，流加15％的磷酸氢二钾溶液达到理论反应需求量（流加速度2升/分钟，流加时间为1.5小时），并通过磷酸氢二钾调节pH为7.0，维持1小时后，催化反应结束；灭酶与脱色：反应结束后，加入活性炭并加热（90℃，保持1小时，过滤得到无色溶液；将过滤所得到的无色溶液，减压蒸发浓缩，得到壳寡糖钾质量分数为75％的溶液；结晶干燥：将溶液流化床干燥，粉碎备用。
将壳寡糖钾、葡萄糖氧化酶、二氧化硅一起放入搅拌机中搅拌 10 分钟，充分混匀，然后计量、包装，即得成品。
实施例2
一种动物抗应激饲料添加剂，所述添加剂包括：壳寡糖钾、葡萄糖氧化酶、二氧化硅，其添加剂的组成含量为 ：
壳寡糖钾 80份
葡萄糖氧化酶 15份
二氧化硅 5份
该实施例制备步骤与实施例1雷同，这里不再详细描述。
实施例3
一种动物抗应激饲料添加剂，该添加剂包括：壳寡糖钾、葡萄糖氧化酶、二氧化硅，其添加剂的组成含量为 ：
壳寡糖钾 52份
葡萄糖氧化酶 20份
二氧化硅 8份
该实施例制备步骤与实施例1雷同，这里不再详细描述。
实施例4
一种动物抗应激饲料添加剂，其添加剂的组成含量为 ：
壳寡糖钾 70份
葡萄糖氧化酶 15份
二氧化硅 7份
柠檬酸钠 8份
酵母硒 8份
酵母铬 8份
复合维生素 2份
所述的复合维生素由1份维生素A、1份维生素D3、1份维生素E、0.5份维生素B1、0.5份维生素B2、0.5份维生素B6、0.5份烟酸、0.5份叶酸、1份维生素C、1份抗氧化剂组成，这里的组分含量指其在复合维生素中的含量；所述的抗氧化剂为没食子酸丙脂，本段中的份数指各组分在复合维生素中的含量，而不是在抗应激饲料添加剂中的含量。
壳寡糖钾的制备方法同实施例1。
将壳寡糖钾、葡萄糖氧化酶、二氧化硅、柠檬酸钠、酵母硒、酵母铬、复合维生素一起放入搅拌机中搅拌 10 分钟，充分混匀，然后计量、包装，即得成品。
实施例5
一种动物抗应激饲料添加剂，其添加剂的组成含量为 ：
壳寡糖钾 52份
葡萄糖氧化酶 20份
二氧化硅 8份
柠檬酸钠 8份
酵母硒 8份
酵母铬 8份
复合维生素 2份
该实施例制备步骤与实施例4雷同，这里不再详细描述。
对比例1
以壳寡糖作为添加剂。
应用例1
选择240头杜长大三元商品猪，对照组1、对照组2、对照组3、试验组1、试验组2、试验组3、试验组4、试验组5分别包括30头仔猪。
对照组1饲喂日粮(即全价配合饲料)。对照组2饲喂日粮(即全价配合饲料)+壳寡糖（壳寡糖在全价配合饲料中的添加量为300g/吨）。对照组3饲喂日粮(即全价配合饲料)+抗生素（抗生素在全价配合饲料中的添加量为200g/吨，抗生素即硫酸粘杆菌素）。
试验组1饲喂全价饲料+实施例1的动物抗应激饲料添加剂（每吨全价饲料添加动物抗应激饲料添加剂300g），试验组2饲喂全价饲料+实施例2的动物抗应激饲料添加剂（每吨全价饲料添加动物抗应激饲料添加剂300g），试验组3饲喂全价饲料+实施例3的动物抗应激饲料添加剂（每吨全价饲料添加动物抗应激饲料添加剂300g），试验组4饲喂全价饲料+实施例4的动物抗应激饲料添加剂（每吨全价饲料添加动物抗应激饲料添加剂300g），试验组5饲喂全价饲料+实施例5的动物抗应激饲料添加剂（每吨全价饲料添加动物抗应激饲料添加剂300g）。
饲喂上述饲料28天，测定仔猪重量、腹泻率、成活率等。期间让仔猪以饲养基地日常习惯进行管理。然后继续用上述饲料饲养直至可屠宰，屠宰后计算生猪肉的不饱和脂肪含量、饱和脂肪含量、总成活率。保持日常光照时间，按规定程序进行防疫及消毒，若出现病猪，统计；猪头数，并进行单独隔离饲养，如有死亡，则不计算死亡猪的各项参数。
表1 实验效果对比
从表1可知，本发明通过添加少量的抗应激饲料添加剂以及壳寡糖钾、葡萄糖氧化酶、二氧化硅的组合及含量配比或者壳寡糖钾、葡萄糖氧化酶、二氧化硅、柠檬酸钠、酵母硒、酵母铬的组合及含量配比（更优），即可降低料肉比、提高采食量和日增重，提高免疫能力、降低腹泻率和死淘率。此外，本发明的抗应激饲料添加剂还减少了猪肉中不饱和脂肪含量，人类在食用猪肉时可以减少不饱和脂肪摄入，有利于人类身体健康。
应用例2
选择210头身体情况相同的长大二元母猪，对照组1、对照组2、试验组1、试验组2、试验组3、试验组4、试验组5分别包括30头母猪。
对照组1饲喂日粮(即全价配合饲料)。对照组2饲喂日粮(即全价配合饲料)+壳寡糖（壳寡糖在全价配合饲料中的添加量为300g/吨）。
试验组1饲喂全价饲料+实施例1的动物抗应激饲料添加剂（每吨全价饲料添加动物抗应激饲料添加剂300g），试验组2饲喂全价饲料+实施例2的动物抗应激饲料添加剂（每吨全价饲料添加动物抗应激饲料添加剂300g），试验组3饲喂全价饲料+实施例3的动物抗应激饲料添加剂（每吨全价饲料添加动物抗应激饲料添加剂300g），试验组4饲喂全价饲料+实施例4的动物抗应激饲料添加剂（每吨全价饲料添加动物抗应激饲料添加剂300g），试验组5饲喂全价饲料+实施例5的动物抗应激饲料添加剂（每吨全价饲料添加动物抗应激饲料添加剂300g）。
饲喂上述饲料15天（母猪产前7天、生产当日、产后7天），计算母猪日均采食量、母猪平均背膘损失、产后7天内发情率。
表2 母猪日均采食量、母猪平均背膘损失、产后7天内发情率
| 项目 | 对照组1 | 对照组2 | 试验组1 | 试验组2 | 试验组3 | 试验组4 | 试验组5 |
| 母猪日均采食量（kg） | 5.36 | 6.45 | 7.08 | 7.09 | 7.12 | 7.16 | 7.18 |
| 母猪平均背膘损失mm | 11 | 7 | 2.5 | 3 | 2.5 | 2.5 | 2.5 |
| 母猪产后7天内发情率% | 10 | 30 | 96.7 | 93.3 | 96.7 | 93.3 | 96.7 |
从表2可知，本发明的抗应激饲料添加剂提升了母猪采食量，减少母猪背膘损失，并且提高了产后发情率，大幅度提高应激能力。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.基于纯化螯合工艺的抗应激饲料添加剂，其特征在于：按照重量份数计，包括以下组分：
壳寡糖钾 45～85份
葡萄糖氧化酶 5～30份
二氧化硅 1～10份
所述壳寡糖钾是通过酶反应获得：
酶反应的具体步骤为：向质量分数80～90％的壳聚糖溶液中一次或者分批加入纤维素酶和葡萄糖氧化酶，流加质量分数10～20％的磷酸氢二钾溶液以维持溶液pH5.0～7.0，维持温度55±0.5℃，通入压缩空气，通气量为0.5～1vvm，维持罐压0.2～0.5MPa，搅拌转速为250～300r/min，反应时间20～24小时；测得残糖 < 0.3％，流加磷酸氢二钾，并通过磷酸氢二钾调节pH为6.5～7.5，维持0.5～1小时后，催化反应结束；灭酶与脱色：反应结束后，加入活性炭并加热，过滤得到无色溶液；将过滤所得到的无色溶液，减压蒸发浓缩，得到壳寡糖钾质量分数大于70％的溶液；结晶干燥：将溶液流化床干燥，粉碎备用。
2.根据权利要求1所述的基于纯化螯合工艺的抗应激饲料添加剂，其特征在于：按照重量份数计，还包括以下组分：
柠檬酸钠 4～8份
酵母硒 5～9份
酵母铬 5～9份
复合维生素 2～4份
所述的复合维生素由1-2份维生素A、1-2份维生素D3、1-2份维生素E、0.5-1份维生素B1、0.5-1份维生素B2、0.5-1份维生素B6、0.5-1份烟酸、0.5-1份叶酸、1-2份维生素C、1-2份抗氧化剂组成；所述的抗氧化剂为没食子酸丙脂。
3.根据权利要求1所述的基于纯化螯合工艺的抗应激饲料添加剂，其特征在于：所述的壳寡糖钾、葡萄糖氧化酶、二氧化硅的粒径均在80～120目范围内。
4.根据权利要求1所述的基于纯化螯合工艺的抗应激饲料添加剂，其特征在于：按照重量份数计，包括以下组分：
壳寡糖钾 52～80份
葡萄糖氧化酶 10～28份
二氧化硅 3～8份。
5.权利要求1-4任意一项所述的抗应激饲料添加剂的制备方法，其特征在于：将各组分一起放入搅拌机中搅拌 5～10 分钟，充分混匀，然后计量、包装，即得成品。
6.包含权利要求1-4任意一项所述的抗应激饲料添加剂的动物饲料，其特征在于：抗应激饲料添加剂在动物饲料中的添加量为200～500克/吨。
7.权利要求1-4任意一项所述的抗应激饲料添加剂或者权利要求6所述的动物饲料在缓解应激和/或提高采食量中的应用。
8.权利要求1-4任意一项所述的抗应激饲料添加剂或者权利要求6所述的动物饲料在提高谷草转氨酶、超氧化歧化酶的活力、总抗氧化能力、降低丙二醛的含量或降低养殖动物的肝脏损伤及死淘率中的应用。
9.权利要求1-4任意一项所述的抗应激饲料添加剂或者权利要求6所述的动物饲料在调节动物体内电解质和酸解平衡或增强超氧化岐化酶活性中的应用。
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