CN115024389A - 一种缓释非蛋白氮添加剂及其制备和使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种缓释非蛋白氮添加剂及其制备和使用方法，所述缓释非蛋白氮添加剂包括组分N‑甲酰基脲。实际使用中，所述缓释非蛋白氮添加剂中N‑甲酰基脲含量可为10％‑100％。本发明缓释非蛋白氮添加剂，氮含量高，且更耐微生物分解，缓释效果更佳，能提高微生物将氨转化蛋白氮的转化率。可替代传统蛋白氮饲料，使非蛋白氮含量占总氮含量的2/3。同时产品生产工艺简单，产品为粉状固体，且全水溶，易于使用，不仅易于掺混与固体饲料中，也便于溶解后用于反刍动物饮水中。
Description
技术领域：
本发明涉及一种缓释非蛋白氮添加剂及其制备和使用方法，属于饲料技术领域。
背景技术：
豆饼、棉籽饼、鱼粉、肉粉等动植物源蛋白质饲料含有较高的蛋白质，是反刍动物优良的蛋白质来源，然而其价格较高，目前世界各国都采用添加非蛋白氮作为蛋白质的补充来源，降低饲养成本，更能同时达到促进反刍动物生长发育、毛发生长和乳汁分泌。
常用非蛋白氮如尿素，在使用时必须控制其用量，由于尿素在瘤胃内分解过快，超过微生物利用速度的4倍，绝大多数的发酵产物，未被瘤胃微生物利用合成菌体蛋白质，而是直接经瘤胃壁吸收代谢排出体外，使得尿素的利用率降低，并且有中毒的危险性。因而在饲养动物时，也很难大比例替代传统动植物源蛋白。为了增加非蛋白氮在饲料中的配比以补充蛋白质的功能，同时避免氨中毒现象，提高氮的利用效率，人们开发出了多种方法，其中重要的一种方法就是开发本身更具缓释性能的非蛋白氮原料。现在，在反刍动物中使用的缓释非蛋白氮有异丁叉二脲、磷酸脲、脂肪酸脲等，且缓释性能并不尽人意，这些非蛋白氮在使用时一般不超过总氮含量的1/3，不超过饲料干物质总量的1％。目前，仅有美国专利PCT/US95/07044公开了一种将尿素和氯化钙溶液反应得到缓释非蛋白氮的过程，这种非蛋白氮可以使饲料中非蛋白氮添加量翻倍，可将非蛋白氮中对应的尿素含量提升至总氮含量的2/3，提升至饲料干物质总量的2％。但是其产品生产工艺以38％氯化钙溶液为反应原料，反应完成后仍含有大量水溶液，用于饲料时，需将溶液中大量水分烘干，得到固体产品，造成极大不便和大量多余的热量消耗。
因而，开发更多可供选择的新型的更具缓释效果非蛋白氮原料仍旧是反刍动物饲料行业一项挑战性的任务。
发明内容：
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种缓释非蛋白氮添加剂及其制备和使用方法，提高非蛋白氮用量，有效取代常规蛋白饲料来降低成本的同时，生产工艺简单且产品便于使用。
本发明的技术方案如下：
一种缓释非蛋白氮添加剂，所述缓释非蛋白氮添加剂包括组分N-甲酰基脲。
根据本发明，优选的，所述缓释非蛋白氮添加剂，进一步还包含组分尿素。
根据本发明，优选的，实际使用中，所述缓释非蛋白氮添加剂中N-甲酰基脲含量可为100％。
根据本发明，优选的，实际使用中，所述缓释非蛋白氮添加剂中N-甲酰基脲含量可为10％-100％；进一步优选50％-100％，更优选80％-100％。
根据本发明，N-甲酰基脲氮含量较高，为31.8％，高于其他缓释非蛋白氮，可以以更小的用量取代更多的常规蛋白氮，进一步降低饲喂成本，且较尿素具有更高的耐脲酶分解能力，具有更好的缓释性能，能进一步提高微生物将氨转化蛋白氮的转化率。
根据本发明，还提供一种缓释非蛋白氮添加剂的制备方法，包括步骤如下：
将甲酸和尿素混合后不断搅拌破碎，加热反应一定时间后烘干，粉碎即得。该方法简单，所制得产品便于使用。
甲酸和尿素反应过程中容易结块，需使用捏合机或强力搅拌机等破碎装置来保证反应充分。
根据本发明，优选的，甲酸和尿素的摩尔比为(1.5～1)：(1～4)，进一步优选的甲酸和尿素的摩尔比为(1.2～1)：(1～2)；
优选的，当甲酸和尿素的摩尔比为(1.2～1)：1时，得到的缓释非蛋白氮添加剂产品中，N-甲酰基脲含量大于60％。
根据本发明，优选的，在加热时使用精馏装置分水，此时所得非缓释非蛋白氮添加剂中N-甲酰基脲含量大于80％。
根据本发明，优选的，反应温度为30-120℃，进一步优选的，反应温度为40-90℃。
根据本发明，优选的，进一步向反应体系中加入催化剂，所述催化剂选自五氧化二磷、浓磷酸、酸酐类化合物中的一种或几种。
根据本发明，优选的，反应时间为1-72小时，进一步优选的，反应时间为4-48小时，更优选为4-12小时。
根据本发明，还提供一种上述非蛋白氮添加剂的使用方法，包括：将上述非缓释非蛋白氮添加剂，用于饲料中或反刍动物的饮水中。
本发明所述非蛋白氮添加剂也可通过在外包裹。
本发明所述非蛋白氮添加剂添加到反刍动物饲料中，最高占饲料中总氮含量的2/3仍能较好的促进反刍动物的生长和产量。
进一步地，所述非缓释非蛋白氮添加剂，用于饲料中含量低于饲料干物质总量的2％，用于饮水中低于1‰。
根据本发明，还提供N-甲酰基脲作为缓释非蛋白氮添加剂的应用，进一步优选为，作为反刍动物饲养过程中缓释非蛋白氮添加剂的应用。
本发明的有益效果：
本发明缓释非蛋白氮添加剂，氮含量高，且更耐微生物分解，缓释效果更佳，能提高微生物将氨转化蛋白氮的转化率。可替代传统蛋白氮饲料，使非蛋白氮含量占总氮含量的2/3。同时产品生产工艺简单，产品为粉状固体，且全水溶，易于使用，不仅易于掺混与固体饲料中，也便于溶解后用于反刍动物饮水中。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步说明，但不限于此。
实施例1：非蛋白氮添加剂的制备
将甲酸和尿素以摩尔比1.2:1混合，加入3％含量的五氧化二磷后不断搅拌破碎，加热至110℃精馏装置分水，反应4小时后烘干，粉碎得到。经高效液相色谱检测，N-甲酰基脲含量98％。
实施例2：非蛋白氮添加剂的制备
将甲酸和尿素以摩尔比1.1:1混合，加入5％含量的浓磷酸后不断搅拌破碎，加热至80℃，反应6小时后烘干，粉碎得到。经高效液相色谱检测，N-甲酰基脲含量92％，余量为尿素。
实施例3：非蛋白氮添加剂的制备
将甲酸和尿素以摩尔比1:1混合，加入3％含量的五氧化二磷后不断搅拌破碎，加热至70℃，反应8小时后烘干，粉碎得到。经高效液相色谱检测，N-甲酰基脲含量84％，余量为尿素。
实施例4：非蛋白氮添加剂的制备
将甲酸和尿素以摩尔比1:1.2混合，加入2％含量的五氧化二磷后不断搅拌破碎，加热至60℃，反应10小时后烘干，粉碎得到。经高效液相色谱检测，N-甲酰基脲含量71％，余量为尿素。
实施例5：非蛋白氮添加剂的制备
将甲酸和尿素以摩尔比1:2混合，加入5％含量的乙酸酐后不断搅拌破碎，加热至60℃，反应12小时后烘干，粉碎得到。经高效液相色谱检测，N-甲酰基脲含量58％，余量为尿素。
实验例1：脲酶分解效果
分别在尿素、实验例1产品中加入脲酶，以气体检测管检测氨气(购买自无锡市净尚环境检测有限公司)，气体检测管可测量通过管内的氨气含量，因而通过持续观察气体检测管变色区域上端所指数据来判断释放出的氨气量。
实验结果表明，实验例产品1完全不变色，表明脲酶完全不能对N-甲酰基脲作用，而尿素则在脲酶存在下很快将气体检测管变成蓝色。本发明产品可以抵抗脲酶的分解作用，提高非蛋白氮的缓释性。
实验例2：饲喂实验
选取牧场中30头品种、畜龄、体重基本相同的奶牛，分为三组，一组为对照组，两组为实验组。对照组饲喂基础日粮，试验组用尿素产品及本发明产品等比例替代基础日粮中的豆粕，试验饲粮与对照组等氮等能量。每日于7:00、12:00、19:00挤奶后饲喂，全天自由饮水。实验1组饲喂饲料为尿素代替基础日粮中豆粕的1/3，实验2组饲喂饲料为实施例1产品代替基础日粮中豆粕的2/3。30天后分别测定实验组和对照组奶牛的产奶量和乳脂率，结果表明实验2组较对照组产奶量提高17％，乳脂率提高6％。实验一组较对照组产奶量和乳脂率都略有降低，但差异不显著。说明本发明非蛋白氮添加剂除能大幅替代常规蛋白质产品，降低成本外，还可以促进奶牛产奶，并提高牛奶的品质。
实验例3：饮水饲喂实验
选取牧场中20头品种、畜龄、体重基本相同的肉牛，分为两组，一组为对照组，一组为实验组。对照组采用尿素舔块补充非蛋白氮，实验组在其饮用水中加入1‰的实施例1产品，自由饮水或舔食。两组饲料饲喂为含天然蛋白氮饲料，饲喂量及饲喂时间均相同。4个月后，分别检测二组体重变化，结果表明实验组肉牛平均体重较对照组增加12％，表明本发明非蛋白氮添加剂能有效提高氮利用率，促进肉牛增重。
对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (10)
1.一种缓释非蛋白氮添加剂，其特征在于，所述缓释非蛋白氮添加剂包括组分N-甲酰基脲。
2.根据权利要求1所述的缓释非蛋白氮添加剂，其特征在于，所述缓释非蛋白氮添加剂还包含组分尿素。
3.根据权利要求2所述的缓释非蛋白氮添加剂，其特征在于，所述缓释非蛋白氮添加剂中N-甲酰基脲含量为10％-100％；优选50％-100％，进一步优选80％-100％。
4.一种权利要求1所述的缓释非蛋白氮添加剂的制备方法，包括步骤如下：
将甲酸和尿素混合后不断搅拌破碎，加热反应一定时间后烘干，粉碎即得。
5.根据权利要求4所述的缓释非蛋白氮添加剂的制备方法，其特征在于，甲酸和尿素的摩尔比为(1.5～1)：(1～4)，优选的甲酸和尿素的摩尔比为(1.2～1)：(1～2)。
6.根据权利要求4所述的缓释非蛋白氮添加剂的制备方法，其特征在于，在加热时使用精馏装置分水。
7.根据权利要求4所述的缓释非蛋白氮添加剂的制备方法，其特征在于，反应温度为30-120℃；优选的，反应时间为1-72小时。
8.根据权利要求4所述的缓释非蛋白氮添加剂的制备方法，其特征在于，进一步向反应体系中加入催化剂，所述催化剂选自五氧化二磷、浓磷酸、酸酐类化合物中的一种或几种。
9.一种权利要求1所述的非蛋白氮添加剂的使用方法，包括：将非缓释非蛋白氮添加剂，用于饲料中或反刍动物的饮水中；
优选的，所述非蛋白氮添加剂添加到反刍动物饲料中，最高占饲料中总氮含量的2/3；
优选的，所述非缓释非蛋白氮添加剂，用于饲料中含量低于饲料干物质总量的2％，用于饮水中低于1‰。
10.一种N-甲酰基脲作为缓释非蛋白氮添加剂的应用；优选的，作为反刍动物饲养过程中缓释非蛋白氮添加剂的应用。
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2022
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