CN111990541A - 生物包被型饲料酸化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于动物饲料领域，涉及一种生物包被型饲料酸化剂及其制备方法，按重量百分比计，该生物包被型饲料酸化剂包括如下组分：15‑35%的甲酸、15‑35%乳酸、2‑10%柠檬酸、30‑48%的酵母细胞壁以及10‑20%糊精或明胶。本发明提供了一种可提高短链脂肪酸包被率以及包被产品的包材可被动物机体利用的生物包被型饲料酸化剂及其制备方法。
Description
技术领域
本发明属于动物饲料领域，涉及一种饲料酸化剂及制备方法，尤其涉及生物包被型饲料酸化剂及其制备方法。
背景技术
在养殖业禁抗替抗的大背景下，酸化剂的应用越来越广泛。这是由于酸化剂既有促消化的作用，又可以起到抑菌杀菌的效果[1]。而短链脂肪酸是有机酸中抑菌效果最好的[2]。
与苯甲酸、山梨酸、以及丁酸钠相比，甲酸表现出最强的抑菌杀菌效果[3]。在断奶仔猪饲料中添加0.5％甲酸提高乳酸杆菌：肠道菌比值，从而提高肠道菌群平衡[4]。在生长育肥猪日粮中添加1.8％甲酸，通过改变近段胃肠道微生态环境，降低胃和远端小肠的总需氧菌数量，可以降低整个胃肠道乳酸菌数量和肠道菌以及酵母数量[5]。添加0.85％甲酸显著降低空肠中大肠菌、肠道菌和产乳酸菌计数，降低结肠中大肠菌和产乳酸菌计数，降低空肠肠道菌计数[6]。单独添加甲酸钙并不能显著降低E.Coli K88攻毒的断奶仔猪回肠和盲肠大肠杆菌的数量[7]，Bosi等[8](2007)也发现E.Coli K88攻毒的断奶仔猪中E.Coli K88粪中***量并没有减少，而粪总大肠杆菌数量降低。
在断奶仔猪饲料中添加0.5％和0.6％甲酸均能显著降低回肠细菌计数和细菌产生挥发性脂肪酸(VFA)数量。添加0.96％甲酸可以提高胃与十二指肠的VFA中丁酸比例，而添加0.48％甲酸和0.58％富马酸混合物只能提高胃中VFA中丁酸含量，但十二指肠中丁酸比例并未提高[9]。添加0.85％甲酸显著增加肠道食糜中丁酸含量[6]。
而在有机酸中抑菌杀菌效果最好的短链脂肪酸却很难使用。这是由于这些短链脂肪的存在形式为挥发性的液体，加工使用过程中存在诸多不便。如腐蚀加工设备，危害工人健康，降低产品稳定性等。但在替抗的性能方面考量，短链脂肪酸具有提高动物生长性能，改善肠道健康，抑菌杀菌等替抗功效。因此，使用特殊的加工工艺将短链脂肪酸包被为固体颗粒，可以大大增加短链脂肪酸的利用率。
目前现有的短链脂肪酸包被工艺基本都是采用固体吸附，然后硬脂酸包被的工艺。这类包被工艺的短链脂肪酸有效含量低，一般不超过40％，壁材需求量大，而壁材如硬脂酸，氢化植物油等难以被机体吸收利用，因此包被后产品中短链脂肪酸含量低，总产品利用率不高，有些成分还会对动物机体造成负担，难以发挥作用。
酵母细胞壁主要为一种糖类外壳。酵母细胞壁是由大约20.5％的各类氨基酸，大约24.5％甘露聚糖，26.5％B-葡聚糖组成。细胞壁中的蛋白质结构主要为甘露糖-蛋白复合体，其中的葡聚糖和甘露聚糖都是类似于纤维素的结构性多糖，而β-葡聚糖是类似淀粉一样的葡萄糖分子链，但这些葡萄糖通过不同结构的分子键而联系到一起。
酵母细胞壁具有一种特殊的细胞吸附特性，其能够在消化道中与一些物质进行紧密结合，例如：毒素、抗维生素、病毒和病原菌等紧密结合，从而达到对整个肠道黏膜和消化道的保护、防御的作用[10-13]。酵母细胞壁中的甘露聚糖是一类特殊的多糖，该物质能够被选择性地消化吸收，被机体肠道内的有益微生物利用。当饲喂动物这类短链甘露聚糖时，虽然该类物资不能够被动物消化吸收代谢，但是却可以在动物肠道中被有些细菌选择性的快速利用，因此，它可以迅速促进这些细菌的生长和繁殖，达到促进动物健康的目的[14-15]。
经大量镜检发现，酵母水解或破壁后留下的酵母细胞壁上存在2～4个小孔洞，这些小孔洞形状均一，犹如鸡蛋壳上的钻孔。而酵母细胞壁可作为天然的短链脂肪酸包材材料-壁材。并且酵母细胞壁在动物体内具有很好的生物学功能，可增强短链脂肪酸的作用。
申请号是201910809157.1的发明申请中，公开了一种冷凝喷雾包被型饲料酸制剂及其制备方法，该饲料酸制剂按重量百分比计，包括如下组分：10-30％的丁酸，2-5％的乳酸、3-10％的富马酸，7-15％的二氧化硅，40-75％的氢化植物油和/或棕榈酸和/或单硬脂酸甘油酯。其通过选用改良丁酸、并辅以乳酸、富马酸等三羧酸，经特殊冷凝喷雾包被工艺制成的酸制剂很好的克服了普通丁酸盐或丁酸甘油酯类的产品使用缺陷，具良好有过胃性能、且在肠道中能缓释出游离丁酸分子，作用于空肠、回肠等细菌密集地带，更加高效的为肠道提供能量以及抑菌、降低pH，促进动物肠道有益微生物增殖。不难发现，现有技术存在以下缺点：1)包被材料比例太高，使得有效成分含量低；2)包被材料基本无法被动物利用或对动物机体生产性能无帮助；3)固体吸附材料，如二氧化硅，对机体没有营养或功能作用；4)包被设备及工艺复杂，产品生产过程中损耗大，产出率不高。
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发明内容
发明目的：为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种可提高短链脂肪酸包被率以及包被产品的包材可被动物机体利用的生物包被型饲料酸化剂及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种生物包被型饲料酸化剂，按重量百分比计，所述生物包被型饲料酸化剂包括如下组分：15-35％的甲酸、15-35％乳酸、2-10％柠檬酸、30-48％的酵母细胞壁以及10-20％糊精或明胶。
作为优选，按重量百分比计，所述生物包被型饲料酸化剂包括如下组分：20-30％的甲酸、18-25％的乳酸、2-8％柠檬酸、40-48％的酵母细胞壁以及10-15％糊精或明胶。
作为优选，本发明所采用的酵母细胞壁是20目全通粉状酵母细胞壁，20目全通粉状酵母细胞壁的含义是小于等于20目。
一种用于制备如前所述的生物包被型饲料酸化剂的方法，所述方法包括以下步骤：
S00)按前述的生物包被型饲料酸化剂的重量百分比称取甲酸、乳酸、柠檬酸、酵母细胞壁以及糊精/或明胶；
S01)固液混合：将甲酸、乳酸、柠檬酸混合均匀后与粉状酵母细胞壁混合吸附搅拌，得到混合物A；
S02)固固混合：将步骤S01)制得的混合物A在固固混合机与糊精/或明胶混合均匀，得到混合物B；
S03)包被完成后，将混合物B经上料机提升后进入自动分筛机，筛取混合物B，得生物包被型饲料酸化剂成品。
作为优选，本发明所采用的步骤S01)中的吸附搅拌时间为60min-180min，转速10rpm。
作为优选，本发明所采用的步骤S02)中混合物A与糊精/或明胶混合均匀时的混合均匀度≤5％，混合时间为180s-300s。
作为优选，本发明所采用的步骤S03)是筛取20-60目的混合物B的颗粒，得生物包被型饲料酸化剂成品。
如前所述的生物包被型饲料酸化剂在提高胃蛋白酶活性和/或改善肠道健康时的应用。
如前所述的生物包被型饲料酸化剂在提高断奶仔猪胃蛋白酶活性和/或改善断奶仔猪肠道健康时的应用。
本发明的优点是：
本发明提供了一种生物包被型饲料酸化剂及其制备方法，由于酵母细胞壁在胃内不能消化分解，只能在肠道内消化吸收，并到达调节肠道菌群、提高机体免疫力和促生长的作用。酵母细胞壁包被的甲酸、乳酸和柠檬酸在胃内水环境中释放缓慢，起到缓慢降低胃内pH值，提高胃蛋白酶活性，提高饲料消化率的作用。酵母细胞壁在肠道内消化吸收后，甲酸、乳酸和柠檬酸被释放，有效杀灭肠道内的有害菌，并作为能量物质被肠道细胞吸收利用，改善肠道健康。本发明的全部成分均可成为动物机体消化利用的一部分，无污染无浪费，具有设备简单，包被成本低，效率高，以及有良好的社会效益和经济效益；本发明解决了包被产品的包材对动物营养无价值，该用酵母细胞壁作为包材，即可到达包被的目的，酵母细胞壁也被动物机体利用，无污染无浪费。
附图说明
图1是本发明所采用的包被设备的原理示意图；
图2是本发明所采用的包被设备的结构示意图；
其中：
1-精密电子称；2-电子称；3-台秤、4-投料斗栅筛；5-脉冲除尘器；6-斗式提升机；7-永磁筒；8-双轴桨叶混合机；9-缓冲仓；10-螺旋输送机；11-斗式提升机；12-脉冲除尘器；13-成品仓；14-启动阀门；15-缓冲斗；16-自动定量打包称；17-封口机；18-脉冲除尘器。
具体实施方式
本发明提供了一种生物包被型饲料酸化剂，按重量百分比计，该生物包被型饲料酸化剂包括如下组分：15-35％的甲酸、15-35％乳酸、2-10％柠檬酸、30-48％的酵母细胞壁以及10-20％糊精或明胶。优选的，按重量百分比计，本发明所提供的生物包被型饲料酸化剂包括如下组分：20-30％的甲酸、18-25％的乳酸、2-8％柠檬酸、40-48％的酵母细胞壁以及10-15％糊精或明胶。
酵母细胞壁是20目全通粉状酵母细胞壁。
同时，参见图1以及图2，本发明还提供了一种用于制备如前所述的生物包被型饲料酸化剂的方法，该方法包括以下步骤：
S00)按生物包被型饲料酸化剂的重量百分比称取甲酸、乳酸、柠檬酸、酵母细胞壁以及糊精/或明胶；
S01)固液混合：将甲酸、乳酸、柠檬酸混合均匀后与粉状酵母细胞壁混合吸附搅拌，得到混合物A；吸附搅拌时间为60min-180min，转速10rpm。
S02)固固混合：将步骤S01)制得的混合物A在固固混合机与糊精/或明胶混合均匀，得到混合物B；混合物A与糊精/或明胶混合均匀时的混合均匀度≤5％，混合时间为180s-300s。
S03)包被完成后，将混合物B经上料机提升后进入自动分筛机，筛取20-60目的混合物B，得生物包被型饲料酸化剂成品。
本发明所提供的生物包被型饲料酸化剂在提高胃蛋白酶活性和/或改善肠道健康时的应用，尤其是在提高断奶仔猪胃蛋白酶活性和/或改善断奶仔猪肠道健康时的应用。
试验一
本发明提供了一种生物包被型饲料酸化剂，包括甲酸15％、乳酸15％、柠檬酸2％、酵母细胞壁48％以及糊精20％。做了如下动物试验：
1)试验设计和试验动物：
本试验采用单因子试验设计，试验分为对照组和试验组I、试验组II和试验组III，即对照组在基础日粮里添加1kg/T甲酸包被型酸化剂(市场上某甲酸包被型产品)，试验组I是在基础日粮里添加0.5kg/T生物包被型饲料酸化剂，试验组II是在基础日粮里添加1kg/T生物包被型饲料酸化剂，试验组III是在基础日粮里添加1.5kg/T生物包被型饲料酸化剂。
试验动物选用80头平均21日龄，平均体重6.7±0.51kg的“杜长大”断奶仔猪，随机分为2个处理，每个处理40头猪。试验期14天。
2)试验饲粮
试验饲粮为玉米-豆粕型饲料，营养标准参考NRC2012，详见表1。
表1基础日粮组成及营养水平(风干基础)
| 原料 | 含量％ | 营养水平 | 含量％ |
| 玉米 | 58.60 | 消化能DE(MJ/kg) | 13.68 |
| 豆粕 | 17.50 | 粗蛋白质cp | 20.40 |
| 膨化大豆 | 7.50 | 钙Ca | 0.95 |
| 鱼粉 | 4.00 | 有效磷 | 0.39 |
| 乳清粉 | 4.30 | 钠 | 0.27 |
| 代乳粉 | 4.00 | 赖氨酸 | 1.30 |
| 食盐 | 0.30 | 苏氨酸 | 0.87 |
| 石粉 | 1.22 | 蛋氨酸+胱氨酸 | 0.78 |
| 磷酸氢钙 | 1.16 | 赖氨酸盐酸盐 | 0.35 |
| DL-蛋氨酸 | 0.07 | 预混料 | 1.00 |
预混料为每千克日粮提供：VA 8000IU，VD3 3450IU，VE 35IU，VB2 4.5mg，泛酸15mg，烟酸25mg，生物素0.15mg，氯化胆碱500mg，Cu 100mg，Mn 60mg，Zn 150mg，Fe 150mg。
营养水平均为计算值。
3)饲养管理
本试验在沭阳某猪场进行。试验期间猪只自由采食，饮水，饲养管理及免疫流程按照猪场日常管理进行。
4)结果与分析
由表2可见，本发明与对照组相比，末重增加了1.9％，采食量和日增重分别提高了1.5％和12％，料肉比降低了9.1％，腹泻率降低了43％。此试验结果表明，本发明能显著改善断奶仔猪生产性能，是一种经济高效型饲料添加剂。
表2生物包被型酸化剂对断奶仔猪生产性能的影响
| 对照组 | 试验组I | 试验组II | 试验组III | |
| 始重/kg | 6.70 | 6.70 | 6.69 | 6.70 |
| 末重/kg | 10.33 | 10.27 | 10.53 | 10.35 |
| 日增重/g/d | 218.27<sup>a</sup> | 222.41 | 244.41<sup>b</sup> | 219.47 |
| 日采食量/g/d | 288.57 | 287.62 | 292.76 | 282.54 |
| 料肉比 | 1.32<sup>b</sup> | 1.29 | 1.20<sup>a</sup> | 1.29 |
| 腹泻率/％ | 9.10 | 8.70 | 5.20 | 4.40 |
试验二
试验设计：
选取180头体重、胎次相近的(21±1)日龄“杜×长×大”断奶仔猪，按体重一致原则随机分成3组，分别为抗生素组和试验组，每组6个重复，每个重复10头猪。试验期为28d，分为2个阶段：断奶后第1-14天为第1阶段，第15-28天为第2阶段。
抗生素组在第1-14天基础饲粮中添加20mg/kg吉他霉素、70mg/kg金霉素、30mg/kg杆菌肽锌、1600mg/kg氧化锌，在第15-28天基础饲粮中添加50mg/kg效高素、70mg/kg金霉素；试验I组全程+2kg/T生物包被型酸化剂2；试验II组全程+生物包被酸化剂3。生物包被型酸化剂2的组成：甲酸35％、乳酸15％、柠檬酸10％、酵母细胞壁30％、糊精10％。生物包被型酸化剂3的组成：甲酸15％、乳酸35％、柠檬酸10％、酵母细胞壁30％、糊精10％。
试验日粮：
参照我国《猪饲养标准》(NY/T 65-2004)3～8kg和8～20kg仔猪营养需要量配制玉米-豆粕型基础饲粮，其组成及营养水平见表3。
表3
预混料为每千克日粮提供：VA 11000IU，VD 1100IU，VE 80IU，VK 2.5mg，VB1 5mg，VB2 16mg，VB3 150mg，VB6 35mg，VB12 0.1mg，叶酸1.5mg，D-泛酸50mg，烟酸25mg，赖氨酸2g，氯化胆碱1g，Cu 6mg，Mn 4mg，Zn 100mg，Fe 100mg，Se 0.3mg，I 0.14mg。
营养水平均为计算值。
饲养管理：
本试验在山东济宁某猪场进行。试验期间猪只自由采食，饮水，饲养管理及免疫流程按照猪场日常管理进行。
结果分析：
由表4可知，本发明所提供的生物包被型酸化剂对仔猪断奶后第1-14天、第15-28天和第1-28天的平均日增重、平均日采食量、料重比均没有产生显著影响，并使仔猪断奶后第1-14天的平均日增重提高9.6％，平均日采食量提高5.5％。因此，本发明所提供的生物包被型酸化剂可替代抗生素在断奶仔猪上的作用。
表4生物包被型酸化剂替抗生素的作用
实施三：
试验分组及处理
150头平均日龄为21d，平均体重为(6.98±0.45)kg的杜长大三元杂交断奶仔猪，按体重、性别和胎次基本一致原则分为对照组、试验组A和试验组B组，每组10头，设5个重复，饲养7d适应期后，试验组(A组、B组)于平均28日龄开始，依次按0.2％拌料添加生物包被型酸化剂4(组成：甲酸25％，乳酸19％，柠檬酸6％，酵母细胞壁35％，糊精15％)，生物包被型酸化剂5(组成：甲酸19％，乳酸25％，柠檬酸6％，酵母细胞壁39％，糊精11％)。
试验猪于哺乳期(14d)进行公猪去势，平均日龄21d时断奶，28日龄对猪群用猪瘟疫苗常规免疫。并分别于开始与实验结束时对各组猪只重，计算料重比。
日粮组成与营养水平：
参照我国《猪饲养标准》(NY/T 65-2004)仔猪营养需要量配制玉米-豆粕型基础饲粮，其组成及营养水平见表5。
表5基础日粮组成及营养水平(风干基础)
预混料为每千克日粮提供：VA 8000IU，VD3 3450IU，VE 35IU，VB2 4.5mg，泛酸15mg，烟酸25mg，生物素0.15mg，氯化胆碱500mg，Cu 100mg，Mn 60mg，Zn 150mg，Fe 150mg。
营养水平均为计算值。
试验结果：
表6生物包被型酸化剂对断奶仔猪生长性能的影响
| 对照组 | 试验组A | 试验组B | |
| 初重kg | 7.56 | 7.56 | 7.65 |
| 末重kg | 22.40 | 24.87 | 23.77 |
| 平均日增重g/d | 354.29 | 412.14 | 383.81 |
| 平均日采食量g/d | 712.40 | 692.97 | 698.71 |
| 料重比 | 2.01 | 1.68 | 1.82 |
由表6可见，本发明A和B组分别与对照组相比，末重分别增加了11％和6％，日增重分别提高了16.3％和8.3％，日采食量分别减少了2.7％和1.9％，料肉比分别降低了16.4％和9.5％。此试验结果表明，本发明能显著改善断奶仔猪生产性能，是一种经济高效型饲料添加剂。
同时，经检测分析，当前市场上的包被型酸化剂产品中有机酸含量普遍偏低，而本发明所提供的生物包被型酸化剂的甲酸含量≥15％，乳酸含量≥15％，远远高于市场其他包被产品，数据如下表7：
表7
注：X宝500(购买于加拿大Jefo公司)、微X酸(购买于上海美农科技股份有限公司)和酸N II(广东绿生源饲料科技有限公司)的包材为硬脂酸，江苏奥迈生物科技有限公司化验室检测其中成分。
参见图1，本发明混合物A的生产加工工艺图，原料桶里分别装有甲酸、乳酸、柠檬酸和酵母细胞壁，按比例混合在固液混合机内，充分混合后，得到混合物A。图2是本发明所提供的为混合物A与糊精或明胶混合的固固混合加工工艺过程图。将混合物A和糊精经精密电子秤1、电子秤2和台秤3称重后，投入投料筛4，打开脉冲除尘器5除尘，经过斗式提升机6和永磁筒7进去双轴桨叶混合机08，混合时间为180s-300s，转速为10rpm，混合结束后，进入缓冲仓09内，经螺旋输送机10、斗式提升机11和脉冲除尘器12，进入成品仓13，启动阀门14，成品进入缓冲斗15，经自动定量打包称16和封口机17，在脉冲除尘器18作用下，完成成品打包工作。本发明的生物包被型酸化剂所使用的设备主要为的固液混合机和固固混合机两个主体组成，而对比其他类型的包被型酸化剂所用设备基本为流化床设备进行包被。因此比较而言，本发明设备简单，易操作。
Claims (9)
1.一种生物包被型饲料酸化剂，其特征在于：按重量百分比计，所述生物包被型饲料酸化剂包括如下组分：15-35%的甲酸、15-35%乳酸、2-10%柠檬酸、30-48%的酵母细胞壁以及10-20%糊精或明胶。
2.根据权利要求1所述的生物包被型饲料酸化剂，其特征在于：按重量百分比计，所述生物包被型饲料酸化剂包括如下组分：20-30%的甲酸、18-25%的乳酸、2-8%柠檬酸、40-48%的酵母细胞壁以及10-15%糊精或明胶。
3.根据权利要求1或2所述的生物包被型饲料酸化剂，其特征在于：所述酵母细胞壁是20目全通粉状酵母细胞壁。
4.一种用于制备如权利要求1或2或3所述的生物包被型饲料酸化剂的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
S00）按权利要求1或2或3所述的生物包被型饲料酸化剂的重量百分比称取甲酸、乳酸、柠檬酸、酵母细胞壁以及糊精/或明胶；
S01）固液混合：将甲酸、乳酸、柠檬酸混合均匀后与粉状酵母细胞壁混合吸附搅拌，得到混合物A；
S02）固固混合：将步骤S01）制得的混合物A在固固混合机与糊精/或明胶混合均匀，得到混合物B；
S03）包被完成后，将混合物B经上料机提升后进入自动分筛机，筛取混合物B，得生物包被型饲料酸化剂成品。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述步骤S01）中的吸附搅拌时间为60min-180min，转速8-15rpm。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述步骤S02）中混合物A与糊精/或明胶混合均匀时的混合均匀度≤5%，混合时间为180s-300s。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述步骤S03）是筛取20-60目的混合物B的颗粒，得生物包被型饲料酸化剂成品。
8.如权利要求1或2或3所述的生物包被型饲料酸化剂在提高胃蛋白酶活性和/或改善肠道健康时的应用。
9.如权利要求1或2或3所述的生物包被型饲料酸化剂在提高断奶仔猪胃蛋白酶活性和/或改善断奶仔猪肠道健康时的应用。
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