CN115024391A - 一种抗菌饲料添加剂及其制备方法以及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种抗菌饲料添加剂，由氧化镓与小分子物质制备而成，所述小分子物质选自L‑半胱氨酸、D‑半胱氨酸、谷胱甘肽及谷氨酸中的一种或多种。本发明提供的抗菌饲料添加剂由氧化镓与小分子物质制备而成，氧化镓与小分子物质通过将细菌自身所需营养元素和代谢作为切入点，靶向干扰有害菌的代谢途径，从而达到协同的抑菌、抗菌效果，且对动物体几乎不产生影响。本发明从细菌本身入手，破坏细菌营养元素的吸收、生存条件和干扰细菌的代谢过程从而导致细菌凋亡。
Description
技术领域
本发明属于饲料添加剂技术领域，具体涉及一种抗菌饲料添加剂及其制备方法以及应用。
背景技术
作为20世纪最重要的医学发现之一的抗生素，仍然是21世纪治疗动物和人类感染性疾病的基本手段。然而，有确凿证据表明，滥用抗生素会导致细菌病原体产生普遍耐药性。目前，欧盟已禁止将抗生素用作饲料添加剂，我国在饲料中禁用或限用抗生素亦已成为必然。为此，迫切需要研制高效、安全的抗生素替代品。但目前尚无单一一种饲料添加剂可替代饲用抗生素。因此，寻找新的、安全的联合抗菌药物替代抗生素已成为亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种抗菌饲料添加剂及其制备方法以及应用，本发明提供的抗菌饲料添加剂具有良好的抑菌、抗菌效果，可替代抗生素。
本发明提供了一种抗菌饲料添加剂，由氧化镓与小分子物质制备而成，所述小分子物质选自L-半胱氨酸、D-半胱氨酸、谷胱甘肽及谷氨酸中的一种或多种。
优选的，所述氧化镓与小分子物质的质量比为(0.02～0.2):(0.01～0.8)。
优选的，所述小分子物质选自谷胱甘肽。
本发明还通过了一种上述抗菌饲料添加剂的制备方法，包括以下步骤：
将氧化镓和小分子物质分别分散于超纯水中后，依次进行混合搅拌、固液分离和干燥，得到抗菌饲料添加剂。
优选的，包括以下步骤：
A)将氧化镓粉末加入至超纯水中，进行磁力搅拌，得到氧化镓分散液；
B)将小分子物质加入至超纯水中，进行磁力搅拌，得到小分子物质分散液；
C)将小分子物质分散液加入至氧化镓分散液中，同时进行磁力搅拌，得到固液混合物；
D)将所述固液混合物进行离心，去除上清液后，得到固体物质；
E)将所述固体物质干燥，得到抗菌饲料添加剂；
步骤A)与步骤B)没有顺序限制。
优选的，步骤A)、步骤B)和步骤C)中的磁力搅拌的转速为400～700rpm。
步骤A)中，所述磁力搅拌的时间为1～2h；
步骤B)中，所述磁力搅拌的时间为10～40min；
步骤C)中，所述磁力搅拌的时间为4～6h。
优选的，步骤E)中，干燥的温度为40～80℃。
本发明还提供了一种饲料，包括上述抗菌饲料添加剂。
优选的，所述抗菌饲料添加剂占饲料的重量百分比为0.01％～0.5％。
优选的，所述饲料用于饲喂家禽和/或家畜。
优选的，所述饲料用于饲喂鸡、鸭、鹅、鸽、猪、牛、羊。
优选的，所述饲料用于饲喂鸡和/或猪。
与现有技术相比，本发明提供了一种抗菌饲料添加剂，由氧化镓与小分子物质制备而成，所述小分子物质选自L-半胱氨酸、D-半胱氨酸、谷胱甘肽及谷氨酸中的一种或多种。本发明提供的抗菌饲料添加剂由氧化镓与小分子物质制备而成，氧化镓与小分子物质通过将细菌自身所需营养元素和代谢作为切入点，靶向干扰有害菌的代谢途径，从而达到协同的抑菌、抗菌效果，且对动物体几乎不产生影响。本发明从细菌本身入手，破坏细菌营养元素的吸收、生存条件和干扰细菌的代谢过程从而导致细菌凋亡。
附图说明
图1为本发明制备的含有抗菌添加剂的分散液的数码照片。
具体实施方式
本发明提供了一种抗菌饲料添加剂，由氧化镓与小分子物质制备而成，所述小分子物质选自L-半胱氨酸、D-半胱氨酸、谷胱甘肽及谷氨酸中的一种或多种。
在本发明中，所述小分子物质优选为谷胱甘肽。
其中，所述氧化镓与小分子物质的质量比为(0.02～0.2):(0.01～0.8)。优选为0.05:0.02、0.05:0.025、0.05:0.05、0.05:0.1、0.05:0.15、0.05:0.2，或(0.02～0.2):(0.01～0.8)之间的任意值。
本发明还提供了一种上述抗菌饲料添加剂的制备方法，包括以下步骤：
将氧化镓和小分子物质分别分散于超纯水中后，依次进行混合搅拌、固液分离和干燥，得到抗菌饲料添加剂。
具体的，所述抗菌饲料添加剂的制备方法包括以下步骤：
A)将氧化镓粉末加入至超纯水中，进行磁力搅拌，得到氧化镓分散液；
B)将小分子物质加入至超纯水中，进行磁力搅拌，得到小分子物质分散液；
C)将小分子物质分散液加入至氧化镓分散液中，同时进行磁力搅拌，得到固液混合物；
D)将所述固液混合物进行离心，去除上清液后，得到固体物质；
E)将所述固体物质干燥，得到抗菌饲料添加剂；
步骤A)与步骤B)没有顺序限制。
其中，步骤A)、步骤B)和步骤C)中的磁力搅拌的转速为400～700rpm，优选为400、500、600、700，或400～700rpm之间的任意值。
步骤A)中，所述磁力搅拌的时间为1～2h，优选为1、1.5、2，或1～2h之间的任意值；
步骤B)中，所述磁力搅拌的时间为10～40min，优选为10、20、30、40，或10～40min之间的任意值；
步骤C)中，所述磁力搅拌的时间为4～6h，优选为4、5、6，或4～6h之间的任意值。
步骤D)中，所述离心的转速为3000～6000r/min，优选为3000、4000、5000、6000，或3000～6000r/min之间的任意值，时间为5～10min，优选为5、6、7、8、9、10，或5～10min之间的任意值。
步骤E)中，干燥的温度为40～80℃，优选为40、50、60、70、80，或40～80℃之间的任意值。
本发明对所述干燥的方式并没有特殊限制，本领域技术人员公知的干燥方法即可。在本发明中，可以选用电热风干燥箱进行干燥。
本发明还提供了一种饲料，其特征在于，包括上述抗菌饲料添加剂。所述抗菌饲料添加剂占饲料的重量百分比为0.01％～0.5％，优选为0.01％、0.03％、0.05％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％，或0.01％～0.5％之间的任意值。
所述饲料用于饲喂家禽和/或家畜。优选的，所述饲料用于饲喂鸡、鸭、鹅、鸽、猪、牛、羊。进一步优选的，所述饲料用于饲喂鸡和/或猪。
本发明提供的抗菌饲料添加剂由氧化镓与小分子物质制备而成，氧化镓与小分子物质通过将细菌自身所需营养元素和代谢作为切入点，靶向干扰有害菌的代谢途径，从而达到协同的抑菌、抗菌效果，且对动物体几乎不产生影响。本发明从细菌本身入手，破坏细菌营养元素的吸收、生存条件和干扰细菌的代谢过程从而导致细菌凋亡，实现良好的抗菌效果。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的抗菌饲料添加剂及其制备方法以及应用进行说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
一种抗菌饲料添加剂的制备包括以下步骤：
1.在80mL的烧杯中加入50mL超纯水，称0.05g的氧化镓粉末加入上述超纯水中，然后在磁力搅拌器上以600rpm的转速进行搅拌使其均匀分散，大约1h即可。
2.称0.025g的谷胱甘肽分散于5mL的超纯水中并在磁力搅拌器上搅拌30min。
3.将步骤2中的溶液缓慢加入步骤1溶液同时在磁力搅拌器下连续搅拌4h使其充分吸附。参见图1，图1为本发明制备的含有抗菌添加剂的分散液的数码照片。
4.将步骤3混合溶液在5000r/min下离心分离8min，倒掉上清液之后把所得的产物放入60℃的电热风干燥箱中干燥一晚即可得到抗菌饲料添加剂。
将获得的抗菌饲料添加剂进行抗菌测试，如表1。
实施例2
一种抗菌饲料添加剂的制备包括以下步骤：
1.在80mL的烧杯中加入50mL超纯水，称0.05g的氧化镓粉末加入上述超纯水中，然后在磁力搅拌器上以600rpm的转速进行搅拌使其均匀分散，大约1h即可。
2.称0.05g的谷胱甘肽分散于5mL的超纯水中并在磁力搅拌器上搅拌30min。
3.将步骤2中的溶液缓慢加入步骤1溶液同时在磁力搅拌器下连续搅拌4h使其充分吸附。
4.将步骤3混合溶液在5000r/min下离心分离8min，倒掉上清液之后把所得的产物放入60℃的电热风干燥箱中干燥一晚即可得到抗菌饲料添加剂。
将获得的抗菌饲料添加剂进行抗菌测试，如表1。
实施例3
一种抗菌饲料添加剂的制备包括以下步骤：
1.在80mL的烧杯中加入50mL超纯水，称0.05g的氧化镓粉末加入上述超纯水中，然后在磁力搅拌器上以600rpm的转速进行搅拌使其均匀分散，大约1h即可。
2.称0.1g的谷胱甘肽分散于5mL的超纯水中并在磁力搅拌器上搅拌30min。
3.将步骤2中的溶液缓慢加入步骤1溶液同时在磁力搅拌器下连续搅拌4h使其充分吸附。
4.将步骤3混合溶液在5000r/min下离心分离8min，倒掉上清液之后把所得的产物放入60℃的电热风干燥箱中干燥一晚即可得到抗菌饲料添加剂。
将获得的抗菌饲料添加剂进行抗菌测试，如表1。
实施例4
一种抗菌饲料添加剂的制备包括以下步骤：
1.在80mL的烧杯中加入50mL超纯水，称0.05g的氧化镓粉末加入上述超纯水中，然后在磁力搅拌器上以600rpm的转速进行搅拌使其均匀分散，大约1h即可。
2.称0.15g的谷胱甘肽分散于5mL的超纯水中并在磁力搅拌器上搅拌30min。
3.将步骤2中的溶液缓慢加入步骤1溶液同时在磁力搅拌器下连续搅拌4h使其充分吸附。
4.将步骤3混合溶液在5000r/min下离心分离8min，倒掉上清液之后把所得的产物放入60℃的电热风干燥箱中干燥一晚即可得到抗菌饲料添加剂。
将获得的抗菌饲料添加剂进行抗菌测试，如表1。
实施例5
一种抗菌饲料添加剂的制备包括以下步骤：
1.在80mL的烧杯中加入50mL超纯水，称0.05g的氧化镓粉末加入上述超纯水中，然后在磁力搅拌器上以600rpm的转速进行搅拌使其均匀分散，大约1h即可。
2.称0.2g的谷胱甘肽分散于5mL的超纯水中并在磁力搅拌器上搅拌30min。
3.将步骤2中的溶液缓慢加入步骤1溶液同时在磁力搅拌器下连续搅拌4h使其充分吸附。
4.将步骤3混合溶液在5000r/min下离心分离8min，倒掉上清液之后把所得的产物放入60℃的电热风干燥箱中干燥一晚即可得到抗菌饲料添加剂。
实施例6
一种抗菌饲料添加剂的制备包括以下步骤：
1.在80mL的烧杯中加入50mL超纯水，称0.05g的氧化镓粉末加入上述超纯水中，然后在磁力搅拌器上以600rpm的转速进行搅拌使其均匀分散，大约1h即可。
2.称0.1g的L-半胱氨酸分散于5mL的超纯水中并在磁力搅拌器上搅拌30min。
3.将步骤2中的溶液缓慢加入步骤1溶液同时在磁力搅拌器下连续搅拌4h使其充分吸附。
4.将步骤3混合溶液在5000r/min下离心分离8min，倒掉上清液之后把所得的产物放入60℃的电热风干燥箱中干燥一晚即可得到抗菌饲料添加剂。
将获得的抗菌饲料添加剂进行抗菌测试，如表1。
实施例7
一种抗菌饲料添加剂的制备包括以下步骤：
1.在80mL的烧杯中加入50mL超纯水，称0.05g的氧化镓粉末加入上述超纯水中，然后在磁力搅拌器上以600rpm的转速进行搅拌使其均匀分散，大约1h即可。
2.称0.1g的D-半胱氨酸分散于5mL的超纯水中并在磁力搅拌器上搅拌30min。
3.将步骤2中的溶液缓慢加入步骤1溶液同时在磁力搅拌器下连续搅拌4h使其充分吸附。
4.将步骤3混合溶液在5000r/min下离心分离8min，倒掉上清液之后把所得的产物放入60℃的电热风干燥箱中干燥一晚即可得到抗菌饲料添加剂。
将获得的抗菌饲料添加剂进行抗菌测试，如表1。
实施例8
一种抗菌饲料添加剂的制备包括以下步骤：
1.在80mL的烧杯中加入50mL超纯水，称0.05g的氧化镓粉末加入上述超纯水中，然后在磁力搅拌器上以600rpm的转速进行搅拌使其均匀分散，大约1h即可。
2.称0.02g的谷氨酸分散于5mL的超纯水中并在磁力搅拌器上加热至80℃搅拌30min使其溶解。
3.将步骤2中的溶液缓慢加入步骤1溶液同时在磁力搅拌器下连续搅拌4h使其充分吸附。
4.将步骤3混合溶液在5000r/min下离心分离8min，倒掉上清液之后把所得的产物放入60℃的电热风干燥箱中干燥一晚即可得到抗菌饲料添加剂。
将获得的抗菌饲料添加剂进行抗菌测试，如表1。
对比例1
称量0.05g的氧化镓粉末加在50mL的去离子水中，在磁力搅拌器的作用下以600rpm的转速搅拌，使其均匀分散，大约1h即可。
将获得的氧化镓溶液进行抗菌测试。
对比例2
称量0.15g的谷胱甘肽加在50mL的去离子水中，在磁力搅拌器的作用下以600rpm的转速搅拌，30min后形成均一的溶液即可。
将获得的谷胱甘肽溶液进行抗菌测试。
抗菌性能测试方法：
以抗菌率为检测标准，采用悬浮菌液法。(1)将金黄色葡萄球菌、大肠杆菌分别划线接种在营养琼脂平板培养基上，在37℃培养箱内培养24h后取单一菌落转接于营养肉汤培养基中，在37℃培养箱内培养16h。
(2)将上述培养后菌液取出1mL放入第一个装有9mL生理盐水的试管中，吹吸数次混匀后取出1mL放入第二个试管，此时菌液浓度为10-2，如此反复进行，使菌液浓度稀释至3～4×103cfu/mL以内。
(3)取2mL稀释后菌液分别滴入到18mL含20ppm氧化镓的生理盐水中，以2mL稀释后菌液滴入到18mL无粉末的生理盐水中作为空白对照组。无菌操作接菌后，放置于摇床上，37℃以每分钟100转摇瓶培养。
(4)培养一定时间后，用移液器分别吸取500μL金黄色葡萄球菌、大肠杆菌菌液于已灭菌的平皿中，取冷却至50℃左右的营养琼脂培养基20mL左右倒入平皿中并与菌液混勻后，放入37℃恒温培养箱中倒置培养24h。
(5)利用菌落计数法考查抗菌率：抗菌率用￡计，数值以％表示，按式以下公式计算：￡＝(1-N/N0)X100％，其中：N0—空白对照菌落数，单位为cfu/mL；N—反应后的菌落数，单位为cfu/mL。
表1.抗菌添加剂材料的抗菌性能对比
实施例9
抗菌剂添加入仔猪基础饲料中用于饲喂断奶仔猪
将氧化镓与谷胱甘肽以1：2的质量比例制备为抗菌添加剂(实施例3制备的抗菌添加剂)，之后再与仔猪基础饲料分别以0.2％、0.3％和0.4％的比例进行掺杂。
选取140头21日龄的断奶仔猪，体重相近且均为公猪，编号分成七组，每组两个重复，每个重复10头仔猪。七组仔猪按在饲养过程中设施条件一致，饲喂时间为45天，方法为勤添少给，自由采食，自由饮水。
实施例10
第1组20头仔猪为对照组均用不添加抗菌添加剂的仔猪基础饲料进行饲喂，生长状况如表2所示。
实施例11
第2组实验组20头仔猪的饲喂饲料为添加有占仔猪基础饲料总质量的0.2％的抗菌添加剂，生长状况如表2所示。
实施例12
第3组实验组20头仔猪的饲喂饲料为添加有占仔猪基础饲料总质量的0.3％的抗菌添加剂，生长状况如表2所示。
实施例13
第4组实验组20头仔猪的饲喂饲料为添加有占仔猪基础饲料总质量的0.4％的抗菌添加剂，生长状况如表2所示。
对比例1
第5组对比组20头仔猪的饲喂饲料为添加有占仔猪基础饲料总质量的0.3％对比例1制备的抗菌添加剂，生长状况如表2所示。
对比例2
第6组对比组20头仔猪的饲喂饲料为添加有占仔猪基础饲料总质量的0.3％对比例2制备的抗菌添加剂，生长状况如表2所示。
抗生素组
第7组对比组20头仔猪的饲喂饲料为添加有占仔猪基础饲料总质量的0.2％阿伏霉素抗生素，生长状况如表2所示。
断奶仔猪生产性能指标：日增重、耗料量、料重比、腹泻头数、饲料转化率。在试验开始和结束时，对断奶仔猪个体称重各一次，计算日增重、称量耗料量、测算料重比。数据处理采用SAS统计软件进行分析合Duncan氏多重比较。
表2.仔猪的生长状况
通过表2可以看出，本发明所制备的抗菌饲料添加剂不仅提高了仔猪的食欲而且降低了腹泻发生的概率，说明本发明的抗菌饲料添加剂可以应用于断奶仔猪的饲料中。
实施例14
抗菌剂添加入基础饲料中用于饲喂肉仔鸡
将氧化镓与谷胱甘肽以1：2的质量比例制备为抗菌添加剂，之后再与肉仔鸡基础饲料分别以0.01％、0.03％和0.05％的比例进行掺杂。
选取28只体重一致身体状况良好的成年肉公鸡，自由采食，自由喝水，饲喂两个月后观察肉公鸡的食量和生病次数状况。
实施例15
用不添加抗菌添加剂的肉公鸡基础饲料进行饲喂，食量和生病状况如表3所示。
实施例16
饲喂饲料为添加有占肉公鸡基础饲料总质量的0.01％的实施例4制备的抗菌添加剂，食量和生病状况如表3所示。
实施例17
饲喂饲料为添加有占肉公鸡基础饲料总质量的0.03％的实施例4制备的抗菌添加剂，食量和生病状况如表3所示。
实施例18
饲喂饲料为添加有占肉公鸡基础饲料总质量的0.05％的实施例4制备的抗菌添加剂，食量和生病状况如表3所示。
对比例1
饲喂饲料为添加有占肉公鸡基础饲料总质量的0.03％的对比例1制备的抗菌添加剂，食量和生病状况如表3所示。
对比例2
饲喂饲料为添加有占肉公鸡基础饲料总质量的0.05％的对比例2制备的抗菌添加剂，食量和生病状况如表3所示。
抗生素组
饲喂饲料为添加有占肉公鸡基础饲料总质量的0.03％的黄霉素抗生素，食量和生病状况如表3所示。
表3.肉公鸡的生长状况
| 日采食量 | 两个月腹泻次数 | |
| 实施例15 | 98g | 5次 |
| 实施例16 | 113g | 2次 |
| 实施例17 | 137g | 0次 |
| 实施例18 | 156g | 0次 |
| 对比例1 | 109g | 1次 |
| 对比例2 | 105g | 2次 |
| 抗生素组 | 143g | 0次 |
通过表3可知，添加了本发明抗菌添加剂的饲料饲喂肉公鸡与没有添加的饲料饲喂肉公鸡相比，提高公鸡的日采食量和降低了生病次数，说明该抗菌饲料添加剂可以应用于肉公鸡饲料中。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种抗菌饲料添加剂，其特征在于，由氧化镓与小分子物质制备而成，所述小分子物质选自L-半胱氨酸、D-半胱氨酸、谷胱甘肽及谷氨酸中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的抗菌饲料添加剂，其特征在于，所述氧化镓与小分子物质的质量比为(0.02～0.2):(0.01～0.8)。
3.根据权利要求1所述的抗菌饲料添加剂，其特征在于，所述小分子物质选自谷胱甘肽。
4.一种如权利要求1～3任意一项所述的抗菌饲料添加剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将氧化镓和小分子物质分别分散于超纯水中后，依次进行混合搅拌、固液分离和干燥，得到抗菌饲料添加剂。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A)将氧化镓粉末加入至超纯水中，进行磁力搅拌，得到氧化镓分散液；
B)将小分子物质加入至超纯水中，进行磁力搅拌，得到小分子物质分散液；
C)将小分子物质分散液加入至氧化镓分散液中，同时进行磁力搅拌，得到固液混合物；
D)将所述固液混合物进行离心，去除上清液后，得到固体物质；
E)将所述固体物质干燥，得到抗菌饲料添加剂；
步骤A)与步骤B)没有顺序限制。
6.根据权要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤A)、步骤B)和步骤C)中的磁力搅拌的转速为400～700rpm；
步骤A)中，所述磁力搅拌的时间为1～2h；
步骤B)中，所述磁力搅拌的时间为10～40min；
步骤C)中，所述磁力搅拌的时间为4～6h。
7.根据权要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤E)中，干燥的温度为40～80℃。
8.一种饲料，其特征在于，包括权利要求1～3任意一项所述的抗菌饲料添加剂。
9.根据权利要求8所述的饲料，其特征在于，所述抗菌饲料添加剂占饲料的重量百分比为0.01％～0.5％。
10.根据权利要求8所述的饲料，其特征在于，所述饲料用于饲喂家禽和/或家畜。
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