一種豬用低碳氮排放的飼料添加劑的製作方法
2023-04-23 19:35:11
一種豬用低碳氮排放的飼料添加劑的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種豬用低碳氮排放的飼料添加劑，其組成為：延胡索酸0.5～2重量份、水滑石0.5～2重量份、纖維寡糖1～5重量份、蒙脫石氧化鋅複合物1～10重量份；或者延胡索酸0.5～2重量份、水滑石0.5～2重量份、纖維寡糖1～5重量份、沸石氧化鋅複合物1～10重量份。本發明的豬用低碳氮排放的飼料添加劑，將延胡索酸的降低甲烷產量功能、纖維寡糖的調節腸道微生態功能、蒙脫石/沸石氧化鋅複合物的保護腸黏膜和脲酶抑制以及吸附固氮功能、水滑石的緩釋載體功能等有機結合，產生協同組合效應，可降低豬氮排洩量30-70%，降低豬舍氨氣排放30-50%，降低甲烷排放20-30%。
【專利說明】一種豬用低碳氮排放的飼料添加劑
【技術領域】
[0001]本發明涉及飼料添加劑，尤其涉及一種豬用低碳氮排放的飼料添加劑。
【背景技術】
[0002]全球變暖主要是由大氣中過高濃度的溫室氣體引起溫室效應造成的。大氣中的二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和一氧化二氮(N2O)是3種重要的溫室氣體。據估測，因全球畜牧養殖業直接或者間接產生的溫室氣體佔年度全部排放總量的18%甚至更高(FA0，2006)。我國已發展成為世界最大的豬肉生產和消費大國。據FA0(2006)報告，我國是世界最大的動物糞便源性甲烷排放國，佔全球的22%，而其中80%以上來源於豬糞便。CH4作為重要的溫室氣體之一，其增暖潛勢約是CO2的23倍，對全球變暖的貢獻率為19%，僅次於CO2(55%)。畜牧業向大氣排放甲烷包括兩種途徑，一種是家畜通過胃腸道體內發酵產生甲烷以噯氣或屁的形式釋放到大氣中；另一種途徑是家畜排出的糞、尿等有機物通過體外厭氧發酵產生甲烷釋放到大氣中。可見，我國畜牧養殖業，尤其是生豬生產，在消耗大量自然資源的同時也向環境中排放大量的溫室氣體，發展低碳養豬業是建設低碳型社會的重要組成和必然要求。
[0003]長期以來，人們一直認為瘤胃產甲烷是動物養殖業中溫室氣體的主要來源，而一直忽視了單胃動物後腸甲烷的生成，實際上，在我國，豬的養殖數量巨大，而豬每天甲烷產量在1.5L左右，因此，該部分溫室氣體的生成總量不容忽視。另一方面，產甲烷菌對單胃動物後腸的微生物發酵還有深遠的影響，當日糧中的纖維類物質到達後腸，在大量微生物作用下，水解生成短鏈脂肪酸(主要是乙酸、丙酸、丁酸)和氣體(氫氣、二氧化碳、甲烷)等初級發酵產物。產甲烷菌能夠利用氫，使腸道維持較低的氫氣壓，從而促進產氫菌的代謝和其他產物的生成，最終促進纖維素等有機物質的降解；因此，單胃動物後腸中甲烷的形成也有利於微生物的代謝。但有別於反當動物瘤胃代謝，單胃動物後腸中同時存在大量的乙酸還原菌，這些乙酸還原菌可以利用氫生成乙酸，因此，加快代謝氫向乙酸支路的轉化，有助於降低甲烷的生成。
[0004]規模化豬場排放的氨氣(NH3)對環境的汙染越來越受到人們的關注。一個年產10萬頭的豬場，每小時可向大氣中排放159kg氨氣。豬場所釋放出的氨氣主要是由糞中的微生物脲酶催化尿中尿素產生的。脲酶又名尿素醯胺水解酶，廣泛的存在於各種細菌、真菌和植物中，它在自然條件下的氮循環中發揮著重要的作用，動物含氮化合物在代謝過程能產生大量尿素，在自然條件下，尿素會緩慢的分解，產生氨氣，但在脲酶存在的條件下，尿素的分解速度比一般情況下快IO14倍。目前，常用的脲酶抑制劑主要有磷酸二醯胺、磷酸三醯胺、乙醯氧肟酸、苯醌等，主要運用在人類醫學和土壤上，較少用於養豬業。而且許多脲酶抑制劑對人體或環境本身就有害，為減少養豬業中氨氣所造成的環境汙染，必須研究高效安全的新型脲酶抑制劑。
[0005]腸道是動物消化吸收飼料中營養成分的最重要場所，其功能狀態決定了碳、氮和其他營養物質吸收利用程度和排放總量。因此，改善腸道功能對於提高飼料利用效率、減少糞便源性溫室氣體排放和飼料資源的消耗具有重要意義。在現實生產條件下，存在多種不利因素，如飼料中黃麴黴毒素、過氧化脂質、營養不平衡性等以及各種應激反應(如熱應激、氧化應激、疾病感染等)，都會導致腸道功能紊亂和衰減，增加了碳氮的排放，阻礙生豬低碳養殖的發展。提高飼料利用效率是降低碳排放的前提，腸道是決定碳和營養物質吸收利用的關鍵因素和亟待解決的問題。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種豬用低碳氮排放的飼料添加劑。
[0007]—種豬用低碳氮排放的飼料添加劑組成為:延胡索酸0.5?2重量份、水滑石0.5?2重量份、纖維寡糖I?5重量份、蒙脫石氧化鋅複合物I?10重量份。
[0008]所述的蒙脫石氧化鋅複合物中氧化鋅的重量百分含量為5?20%。
[0009]另一種豬用低碳氮排放的飼料添加劑組成為:延胡索酸0.5?2重量份、水滑石0.5?2重量份、纖維寡糖I?5重量份、沸石氧化鋅複合物I?10重量份。
[0010]所述的沸石氧化鋅複合物中氧化鋅的重量百分含量為5?20%。
[0011]延胡索酸又名富馬酸，反丁烯二酸，化學式是C4H404。水滑石是由帶正電荷的主體層板和層間陰離子通過非共價鍵的相互作用組裝而成化合物，它的結構類似於水鎂石Mg(OH)2，典型的化合物是鎂鋁碳酸根型水滑石=Mg6Al2(OH)16.4H20。利用水滑石具有的插層組裝性能和生物相容性，將其作為生物藥物分子的傳輸載體具有很高的應用價值。延胡索酸可充當氫的受體與甲烷菌競爭豬腸道的可利用氫，降低甲烷生成，水滑石對延胡索酸具有緩釋作用，可更好發揮延胡索酸降低豬腸道甲烷產量的功能。
[0012]纖維寡糖(cello-oligosaccharide, COS)是卩比喃型葡萄糖單元通過β _1，4鍵連接在一起的寡糖，是以纖維二糖、纖維三糖、纖維四糖為主的低聚糖，由於構成纖維寡糖的單體只有葡萄糖，因此纖維寡糖也叫葡寡糖。體內外試驗表明，纖維寡糖可以促進雙歧桿菌，乳酸桿菌等有益微生物的增殖，同時抑制大腸桿菌和梭菌等增殖，改善腸道微生態，纖維寡糖在腸道發酵產生短鏈脂肪酸，降低腸道pH。但添加纖維寡糖會引起豬大腸發酵過度，豬拉稀糞較多。
[0013]蒙脫石氧化鋅複合物和沸石氧化鋅複合物均具有保護腸黏膜和促進腸黏膜損傷修復的作用，可保護腸上皮屏障。蒙脫石/沸石氧化鋅複合物和纖維寡糖同時添加，可以消除纖維寡糖過度發酵致豬消化道的不良反應。而且，蒙脫石/沸石氧化鋅複合物可抑制脲酶活性，並具有吸附固氮的功能，可降低氨氣釋放。
[0014]本發明的豬用低碳氮排放的飼料添加劑，將延胡索酸的降低甲烷產量功能、纖維寡糖的調節腸道微生態功能、蒙脫石/沸石氧化鋅複合物的保護腸黏膜和脲酶抑制以及吸附固氮功能、水滑石的緩釋載體功能等有機結合，產生協同組合效應，可降低豬氮排洩量30-70%,降低豬舍氨氣排放30-50%，降低甲烷排放20-30%。
【具體實施方式】
[0015]一種豬用低碳氮排放的飼料添加劑組成為:延胡索酸0.5?2重量份、水滑石0.5?2重量份、纖維寡糖I?5重量份、蒙脫石氧化鋅複合物I?10重量份。
[0016]另一種豬用低碳氮排放的飼料添加劑組成為:延胡索酸0.5?2重量份、水滑石0.5~2重量份、纖維寡糖I~5重量份、沸石氧化鋅複合物I~10重量份。
[0017]所述的延胡索酸、水滑石、纖維寡糖為市售商品。所述的蒙脫石氧化鋅複合物中氧化鋅的重量百分含量為5~20%。所述的沸石氧化鋅複合物中氧化鋅的重量百分含量為5~20%。
[0018]豬用低碳氮排放的飼料添加劑的製備方法是，將延胡索酸和水滑石均研磨至大於200目，然後將兩者混合均勻，再與纖維寡糖和蒙脫石氧化鋅複合物混合均勻。
[0019]或者將延胡索酸和水滑石均研磨至大於200目，然後將兩者混合均勻，再與纖維寡糖和沸石氧化鋅複合物混合均勻。
[0020]本發明結合以下實例作進一步的說明。
[0021]實施例1
預備:根據文獻 「Preparation of zinc oxide - montmori I 1nite hybrids，，(見:Khaorapapong, N., N.Khumchoo, M.0gawa.Mater.Lett.2011, 65:657 - 660)的方法製備蒙脫石氧化鋅複合物。按重量百分比計，蒙脫石氧化鋅複合物中氧化鋅的含量為10%。
[0022]50公斤延胡索酸和50公斤水滑石，均研磨至大於200目，然後將兩者混合均勻，混合物再與纖維寡糖100公斤、蒙脫石氧化鋅複合物100公斤混合後拌勻，即得一種豬用低碳氮排放的飼料添加劑(Feed additive to reduce C and N emission, FA-RCNE)? 在豬飼料中的添加量為0.1-θ.5%。
[0023]48頭體重30 kg左右的杜長大生長豬按飼養試驗要求分成2組，每組設3個重複，每個重複8頭，對照組飼餵基礎飼糧，試驗組飼餵含0.20% FA-RCNE的飼糧，試驗期60d。每天測量豬舍氨氣和甲烷濃度。飼養試驗後，採用全收糞法進行氮排洩試驗，試驗期共計7 d，其中預試期3 d，正試期4 d。結果表明，與對照組相比，FA-RCNE組顯著增加(P <0.05)迴腸和結腸內容中乳酸桿菌數量，顯著降低(P < 0.05)迴腸和結腸內容中大腸桿菌和梭菌數量，提高十二指腸、空腸和迴腸絨毛高度/隱窩深度的比率32%0° < 0.05)，降低空腸、迴腸和結腸螢光素標記葡聚糖(FD4)通透性(P < 0.05)，提高豬粗蛋白質消化率24% Ο°<0.05)，降低氮排洩量32% Ο°<0.05)，降低糞便脲酶活性38% (Ρ<0.05)，分別降低豬舍氨氣和甲烷排放38%（p〈0.05)和25% （p〈0.05)。
[0024]實施例2
予頁備:根據文獻 「ZnO/montmorillonite for photocatalytic and photochemicaldegradation of methylene blue」(見:Fatimah, I, Wang, SB, ffulandari, D.App1.Clay Sc1.2011，53，553-560.)的方法製備蒙脫石氧化鋅複合物。按重量百分比計，蒙脫
石氧化鋅複合物中氧化鋅的含量為5%。
[0025]200公斤延胡索酸和200公斤水滑石，均研磨至大於200目，然後將兩者混合均勻，混合物再與纖維寡糖500公斤、蒙脫石氧化鋅複合物1000公斤混合後拌勻，即得一種豬用低碳氮排放的飼料添加劑(Feed additive to reduce C and N emission, FA-RCNE)? 在豬飼料中的添加量為0.1-θ.5%。
[0026]延胡索酸、纖維寡糖、蒙脫石氧化鋅複合物、FA-RCNE對糞便體外培養的氨釋放影響。試驗分5個處理:分別為對照組、延胡索酸組、纖維寡糖組、蒙脫石氧化鋅複合物組，FA-RCNE組。每個處理組設3個重複，試驗期7天，每天測定排洩物中氨的產生量和脲酶活性。結果表明，延胡索酸和纖維寡糖對排洩物中脲酶活性和氨氣釋放量無顯著影響。蒙脫石氧化鋅複合物降低排洩物中脲酶活性18%，降低氨氣釋放量20%。FA-RCNE降低排洩物中脲酶活性43%，降低氨氣釋放量40%。
[0027]48頭體重60 kg左右的杜長大肥育豬按飼養試驗要求分成2組，每組設3個重複，每個重複8頭，對照組飼餵基礎飼糧，試驗組飼餵含0.50% FA-RCNE的飼糧，試驗期60 d。每天測量豬舍氨氣和甲烷濃度。飼養試驗後，採用全收糞法進行氮排洩試驗，試驗期共計7山其中預試期3 d，正試期4 d。結果表明，與對照組相比，FA-RCNE組顯著增加(P < 0.05)迴腸和結腸內容中乳酸桿菌數量，顯著降低0°〈0.05)迴腸和結腸內容中大腸桿菌和梭菌數量，顯著提高十二指腸、空腸和迴腸絨毛高度/隱窩深度的比率0°〈 0.05)，提高豬粗蛋白質消化率27% O°〈0.05)，降低氮排洩47% O°〈0.05)，降低糞便脲酶活性42% (/X0.05)，分別降低豬舍氨氣和甲烷排放45% O°<0.05)和20% (/X0.05)。
[0028]實施例3
予頁備:根據文獻「Ultraviolet resistance and antimicrobial properties ofZnO-supported zeolite filled isotactic polypropylene composites，，(見:Jiang, J.,Li, G., Ding, Q., Mai, K.C., Polym.Degrad.Stabi1.2012，97，833-838.)的方法製備沸石氧化鋅複合物。按重量百分比計，沸石氧化鋅複合物中氧化鋅的含量為20%。
[0029]100公斤延胡索酸和100公斤水滑石，均研磨至大於200目，然後將兩者混合均勻，混合物再與纖維寡糖300公斤、蒙脫石氧化鋅複合物200公斤混合後拌勻，即得一種豬用低碳氮排放的飼料添加劑(Feed additive to reduce C and N emission, FA-RCNE)? 在豬飼料中的添加量為0.1~θ.5%。
[0030]通過在豬糞便中添加延胡索酸、纖維寡糖、沸石氧化鋅複合物、FA-RCNE，研究其對糞便氨釋放的影響。試驗分5個處理組，分別為對照組、延胡索酸組、纖維寡糖組、沸石氧化鋅複合物組、FA-RCNE組，每個處理組設3個重複。試驗期7天，每天測定糞便中氨的產生量，糞樣脲酶活性。結果表明，延胡索酸和纖維寡糖對糞便中脲酶活性和氨氣釋放量無顯著影響。沸石氧化鋅複合物降低排洩物中脲酶活性21%，降低氨氣釋放量28%。FA-RCNE降低排洩物中脲酶活性48%，降低氨氣釋放量54%。
[0031]48頭體重60 kg左右的杜長大肥育豬按飼養試驗要求分成2組，每組設3個重複，每個重複8頭，對照組飼餵基礎飼糧，試驗組飼餵含0.40% FA-RCNE的飼糧，試驗期60 d。每天測量豬舍氨氣和甲烷濃度。飼養試驗後，採用全收糞法進行氮排洩試驗，試驗期共計7d，其中預試期3 d，正試期4 d。結果表明，與對照組相比，FA-RCNE組提高豬粗蛋白質消化率25% QKQ.05)，降低氮排洩42% QKQ.05)，降低糞便脲酶活性40% QKQ.05)，分別降低豬舍氨氣和甲烷排放50% O°<0.05)和30% O°〈0.05)。
【權利要求】
1.一種豬用低碳氮排放的飼料添加劑，其特徵在於其組成為:延胡索酸0.5?2重量份、水滑石0.5?2重量份、纖維寡糖I?5重量份、蒙脫石氧化鋅複合物I?10重量份。
2.根據權利要求1所述的一種豬用低碳氮排放的飼料添加劑，其特徵在於，所述的蒙脫石氧化鋅複合物中氧化鋅的重量百分含量為5?20%。
3.一種豬用低碳氮排放的飼料添加劑，其特徵在於其組成為:延胡索酸0.5?2重量份、水滑石0.5?2重量份、纖維寡糖I?5重量份、沸石氧化鋅複合物I?10重量份。
4.根據權利要求3所述的一種豬用低碳氮排放的飼料添加劑，其特徵在於，所述的沸石氧化鋅複合物中氧化鋅的重量百分含量為5?20%。
【文檔編號】A23K1/18GK103766658SQ201410030261
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月23日 優先權日:2014年1月23日
【發明者】胡彩虹, 宋澤和, 肖堪, 焦樂飛, 柯亞露, 宋娟 申請人:浙江大學