CN117918460B - 一种用于反刍动物过瘤胃营养物质包被的多糖组合物及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于反刍动物过瘤胃营养物质包被的多糖组合物及其应用，涉及畜牧饲料加工技术领域。本发明将低脂果胶、改性的葡甘聚糖、海藻酸钠混合制备多糖组合物，将制备的多糖组合物作为制备过瘤胃营养物质包被产品的膜材，使制备的营养物质包被产品在瘤胃中的降解降低。使用碳酸钠、γ‑聚谷氨酸改性葡甘聚糖，使改性后的葡甘聚糖成膜性能更好，多糖组合物成分安全，形成的膜层有助于保护反刍动物的胃肠道健康。

Description

一种用于反刍动物过瘤胃营养物质包被的多糖组合物及其 应用

技术领域

本发明涉及畜牧饲料加工技术领域，具体涉及一种用于反刍动物过瘤胃营养物质包被的多糖组合物及其应用。

背景技术

反刍动物的胃包括瘤胃、网胃、瓣胃、皱胃四个胃，除瘤胃外，其他三个胃都没有胃腺，不能分泌胃液。瘤胃中栖息着多样的各种微生物，反刍动物之所以能够有效地消化粗饲料主要是依靠瘤胃中微生物的作用。由于瘤胃强大的消化吸收功能，饲料中添加的一些营养物质(包括蛋白质、氨基酸、非蛋白氮、脂肪、淀粉、维生素类等)进入瘤胃后会被瘤胃微生物所降解，使得通过瘤胃到达小肠的营养物质量很少。

过瘤胃技术可将蛋白质、脂肪等营养物质经过特殊的技术处理，使其被保护起来，过瘤胃技术的目的是既要保护足够比例的营养物质，不被瘤胃微生物降解而进入小肠，同时又要保护过瘤胃后的营养物质进入小肠后，能在小肠内被有效地消化和利用。使用过瘤胃技术可降低营养物质在瘤胃中的降解率，增加营养物质在小肠的消化和吸收，从而提高营养物质的吸收和利用率。

目前国内外市场上已经形成了过瘤胃淀粉，脂肪，氨基酸，维生素等技术和产品的应用，但是这些产品存在着释放率低、量产工艺复杂、成本高等问题，严重影响产业化进程。因此，如何生产制备一种用于反刍动物过瘤胃营养物质包被的材料，使利用该材料制备的过瘤胃营养物质包被产品过瘤胃效果好、小肠中释放率高、且生产工艺简单，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种用于反刍动物过瘤胃营养物质包被的多糖组合物及其应用，本发明将低脂果胶、改性葡甘聚糖、海藻酸钠复合形成多糖组合物作为制备过瘤胃营养物质包被产品的膜材，使用本发明提供的多糖组合物制备的过瘤胃营养物质包被产品过瘤胃效果好，在到达肠道后能够迅速释放、显著提高了反刍动物对营养物质的利用效率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明第一方面，提供了一种用于反刍动物过瘤胃营养物质包被的多糖组合物，所述多糖组合物是由改性葡甘聚糖和海藻酸钠按照质量比（0.8-1）：（1-1.5）：1组成；

所述改性葡甘聚糖由如下方法制备而成：

称取葡甘聚糖加入蒸馏水中，搅拌均匀得到葡甘聚糖溶液，将碳酸钠加入葡甘聚糖溶液中，升温至55℃-60℃处理1-2h后，加入γ-聚谷氨酸，水浴加热20-25min，冷却，制备得到改性葡甘聚糖。

所述多糖组合物是由改性葡甘聚糖和海藻酸钠按照质量比0.8：1.2：1组成。

本发明第二方面，提供了上述多糖组合物在制备高过瘤胃率反刍动物过瘤胃营养物质包被产品中的应用。

所述过瘤胃营养物质包括氨基酸、蛋白、葡萄糖、胆碱、益生菌和脂肪中的一种或多种。

所述反刍动物过瘤胃营养物质包被产品通过将过瘤胃营养物质挤压成圆球形营养物质核芯，将上述多糖组合物加热至70℃~80℃，再喷涂于圆球形营养物质核芯表面，固化成膜制得。

所述多糖组合物包裹圆球形营养物质核芯表面形成的膜层占过瘤胃营养物质包被产品的重量比为0.5%~2%。

本发明的有益效果：

（1）本发明将低脂果胶、改性葡甘聚糖，海藻酸钠混合制备了一种用于反刍动物过瘤胃营养物质包被的多糖组合物，使用本发明提供的多糖组合物制备的过瘤胃营养物质包被产品过瘤胃效果好，在到达肠道后能够迅速释放、显著提高了过瘤胃营养物质在反刍动物瘤胃中的过瘤胃率和在小肠中的释放率，从而有效提高了反刍动物对蛋白、益生菌等营养物质的利用效率。

（2）本发明改性了葡甘聚糖，使改性后的葡甘聚糖具有更好的成膜性能，其中，碳酸钠提供碱性环境使葡甘聚糖能够形成稳定的凝胶状态，γ-聚谷氨酸具有调节肠道菌群的作用，使改性后的葡甘聚糖在稳定形成凝胶的同时，也可促进肠道健康。

（3）本发明制备的过瘤胃营养物质包被产品所使用的多糖组合物成分安全，制备的过瘤胃营养物质包被产品呈圆球形，能够减小表面积，阻碍瘤胃微生物附着，降低瘤胃中微生物对制备的过瘤胃营养物质包被产品的降解。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

如前所述，瘤胃具有强大的消化吸收功能，饲料中添加的一些营养物质进入瘤胃后会被瘤胃微生物所降解，使得通过瘤胃到达小肠的营养物质量很少。低脂果胶是食品领域应用比较广泛的可形成凝胶的材料，其果胶分子运动缓慢，能够形成有序的交联结构，是基础成膜材料。葡甘聚糖是一种非离子型高分子多糖，在魔芋中含量很高，具有高分子材料特性和多种生理活性功能，研究表明，葡甘聚糖有利于维护人的结肠细胞基因组稳定性，具有维护肠道健康的作用，但其水溶胶稳定性较差。海藻酸钠流动性好，具有黏着性，能成膜，并有促进肠道蠕动的作用。

基于此，本发明使用碳酸钠、γ-聚谷氨酸改性葡甘聚糖，碳酸钠提供碱性环境，经加热脱水使葡甘聚糖能够形成稳定的凝胶状态，γ-聚谷氨酸作为一种高分子聚合物，具有黏性，能够被生物降解，还能够调节肠道菌群，两者作用后，使改性的葡甘聚糖成膜性能更好。将成分安全的低脂果胶、改性的葡甘聚糖、海藻酸钠混合制备多糖组合物，通过三者的协同作用，使利用本发明提供的多糖组合物制备的过瘤胃营养物质包被产品在瘤胃中降解率降低。利用本发明提供的多糖组合物制备的过瘤胃营养物质包被产品为直径呈0.8-1.2mm圆球形颗粒、适口性好，可快速通过瘤胃，不会引起反刍，缩短饲料在瘤胃的停留时间，进一步提高营养物质的过瘤胃率。

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明，而非限制本发明的范围。

下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，按照本领域内的文献所描述的技术或者按照产品说明书进行。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例所用葡甘聚糖购自强森魔芋公司的KJ-30特级魔芋葡甘聚糖；γ-聚谷氨酸购自西安泽邦生物科技有限公司；海藻酸钠购自默克生物公司；所用低脂果胶购自河南锦成德生物科技有限公司。所用玉米蛋白粉购自上海阔泉生物科技有限公司。

实施例中，人工体外模拟瘤胃释放率参照Papas A M, Sniffen C J, Muscato TV.Effectiveness of rumen protected methionine for delivering methioninepostruminally in dairy cows[J]. J Dairy Sci,1984,67:545-552.记载的方法并加以修改。

人工模拟瘤胃消化液：5.72g柠檬酸，52.09g磷酸氢二钠溶解于少量蒸馏水中，继续使用蒸馏水定容至1000ml，苹果酸溶液调节PH=6.6。

人工模拟小肠消化液：称取6.8g磷酸氢二甲用500mL蒸馏水溶解，加入0.25g胰蛋白酶，9.375g胰脂肪酶，83.3mg胰淀粉酶，蒸馏水定容至1000mL，使用0.1M氢氧化钠调节PH=7.8。

实施例1：多糖组合物的制备

1.改性葡甘聚糖的制备

（1）称取5kg葡甘聚糖加入10L蒸馏水中，搅拌均匀得到葡甘聚糖溶液；

（2）向溶解后的葡甘聚糖溶液中加入1kg碳酸钠搅拌均匀，55℃水浴加热条件下处反应1h后，加入200g的γ-聚谷氨酸搅拌均匀，45℃水浴加热条件下反应20min后，置于25℃恒温箱形成凝胶，得到改性葡甘聚糖。

2.制备多糖组合物

称取0.8kg低脂果胶、1.2kg改性葡甘聚糖、1kg海藻酸钠混合均匀，加入4L蒸馏水75℃水浴加热条件下溶解并反应20min后，置于25℃恒温箱形成凝胶，制备得到多糖组合物。

实施例2：利用多糖在组合物制备过瘤胃营养物质包被产品

（1）将20kg玉米蛋白粉加入3L水混匀，然后挤压成直径呈0 .8mm的圆球形蛋白核芯，在40℃烘干25min，得到干燥的圆球形蛋白核芯；

（2）取0.2kg多糖组合物，加热至75℃，得到多糖组合物溶液，将多糖组合物溶液迅速均匀喷涂在干燥的圆球形蛋白核芯表面，降低温度至25℃，使多糖组合物溶液迅速固化成膜，制备得到包膜量为1%的过瘤胃营养物质包被产品。

实施例3：体外模拟过瘤胃营养物质包被产品的过瘤胃率效果检测

称取20g实施例2制备的过瘤胃营养物质包被产品，均匀分成4组，每组5g，放入50ml离心管底部，再加入25ml人工模拟的动物瘤胃的消化液（PH=6.6），盖紧离心管瓶盖，放入39℃的恒温水浴摇床中，以过瘤胃率= A2/A1×100%（A1为产品初始重量，A2为处理完成烘至恒重的产品重量），取4组检测的平均值，记录在12h、24h、48h离心管中产品的过瘤胃率。

检测结果表明，本发明制备的过瘤胃营养物质包被产品12h的过瘤胃率为96.8%，24h的瘤胃释放率为95.4%， 48h的瘤胃释放率为86%，检测结果表明，以本发明提供的多糖组合物制备的过瘤胃营养物质包被产品过瘤胃效果较好，有效缓解了蛋白核芯在瘤胃中的释放，提高过瘤胃率。

实施例4：小肠释放率效果检测

将实施例3中经瘤胃消化24h后的过瘤胃包被产品残渣放入50ml离心管底部，加入15mL人工模拟的小肠消化液，于39℃下旋转培养24h。然后取出包被产品残渣冲洗干净，65℃烘干至恒重，以小肠释放率= (A2-A3)/A2×100%（A2为经人工模拟瘤胃消化液处理后烘至恒重的产品重量，A3为经人工模拟小肠消化液处理完成烘至恒重的产品重量），取4组检测的平均值，计算得到以本发明提供的多糖组合物制备的过瘤胃营养物质包被蛋白饲料的小肠消化率为94.7%。

实施例5：包被产品过瘤胃效果协同作用检测

设置对照组、对比例1-2，并将其与实施例2制备的过瘤胃营养物质包被产品按照实施例3记录的方法进行过瘤胃释放效果检测（24h），以验证本发明以低脂果胶、改性的葡甘聚糖、海藻酸钠混合制备的多糖组合物作为膜材制备的过瘤胃营养物质包被产品，在提高过瘤胃率上是否具有协同效果。

对照组，对比例1-2具体设置如下：

对照组：与实施例2制备过瘤胃营养物质包被产品步骤相比，仅将喷涂在蛋白核芯表面的多糖组合物替换为等量的低脂果胶，其余与实施例2相同。

对比例1：与实施例2制备过瘤胃营养物质包被产品步骤相比，仅将喷涂在蛋白核芯表面的多糖组合物替换为等量的低脂果胶和改性葡甘聚糖，且低脂果胶和改性葡甘聚糖质量比为0.8：1.2，其余与实施例2相同。

对比例2：与实施例2制备过瘤胃营养物质包被产品步骤相比，仅将喷涂在蛋白核芯表面的多糖组合物替换为等量的低脂果胶和海藻酸钠，且低脂果胶和改性葡甘聚糖质量比为0.8：1，其余与实施例2相同。

经检测，对照组制备的过瘤胃包被产品24h的瘤胃释放率为60.8%，对比例1制备的过瘤胃包被产品24h的瘤胃释放率为83.2%，对比例2制备的过瘤胃包被产品24h的瘤胃释放率为72.4%。

检测结果表明，本发明制备的过瘤胃营养物质包被产品相对于对照组、对比例1-2制备的过瘤胃营养物质包被产品的过瘤胃率高，说明本发明以低脂果胶、改性葡甘聚糖、海藻酸钠三者混合制备的多糖组合物作为膜材制备的过瘤胃营养物质包被产品在提高过瘤胃率上具有协同增效作用。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改

等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于反刍动物过瘤胃营养物质包被的多糖组合物，其特征在于，所述多糖组合物是由低脂果胶、改性葡甘聚糖和海藻酸钠按照质量比（0.8-1）：（1-1.5）：1组成；

所述改性葡甘聚糖由如下方法制备而成：

称取葡甘聚糖加入蒸馏水中，搅拌均匀得到葡甘聚糖溶液，将碳酸钠加入葡甘聚糖溶液中，55℃-60℃处理1-2h后，加入γ-聚谷氨酸，水浴加热20-25min，冷却，制备得到改性葡甘聚糖。

2.根据权利要求1所述的多糖组合物，其特征在于，所述多糖组合物是由低脂果胶、改性葡甘聚糖和海藻酸钠按照质量比0.8：1.2：1组成。

3.权利要求1或2所述的多糖组合物在制备高过瘤胃率反刍动物过瘤胃营养物质包被产品中的应用。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述过瘤胃营养物质包括氨基酸、蛋白、葡萄糖、胆碱、益生菌和脂肪中的一种或多种。

5.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述反刍动物过瘤胃营养物质包被产品通过将过瘤胃营养物质挤压成圆球形营养物质核芯，将权利要求1或2所述的多糖组合物加热至70℃~80℃，再迅速喷涂于圆球形营养物质核芯表面，固化成膜制得。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述多糖组合物包裹圆球形营养物质核芯表面形成的膜层占过瘤胃营养物质包被产品的重量比为0.5%~2%。