植物和植物提取物作為飼料添加劑影響瘤胃發酵的用途的製作方法

2023-06-02 06:59:31

專利名稱：植物和植物提取物作為飼料添加劑影響瘤胃發酵的用途的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種添加劑用於提高瘤胃發酵中能量或氮的保留，或者用於減少乳酸 酸中毒的用途，所述添加劑含有來自植物材料、植物提取物或等同天然物的精油化合物中 的一種或多種組分。所述化合物適於通過動物飼料或飲用水以口服方式施予反芻動物。
背景技術：
瘤胃是反芻動物，例如駱駝、綿羊和山羊的第一個胃。其結構和營養意義如 Hungate (1966)所述。瘤胃使這些動物能消化對於大多數非反芻動物來說不適合的高纖維 植物材料。瘤胃是很大的器官，奶牛中瘤胃含有超過150kg的消化物，其中所有消化都是通 過微生物來進行的。瘤胃以下述方式進化，所述方式使得動物能夠從微生物的纖維消化活 動獲得好處。終產物，揮發性脂肪酸通過瘤胃壁被吸收，用於能量和蛋白合成。瘤胃前腸 發酵較之後腸發酵的主要好處是發酵期間形成的微生物細胞轉到皺胃，在那裡它們會被消 化，其胺基酸能被吸收。因此，與後腸發酵不同，微生物的胺基酸可被宿主動物利用。因此 瘤胃是生長在貧瘠牧場上的食草動物進化出的高效器官。瘤胃發酵也帶來一些缺點。甲烷作為厭氧發酵的天然後果產生(Himgate，1966)。 甲烷的釋放還體現了來自動物的能量損失。此外，甲烷是潛在的溫室氣體，所以，反芻動物 會損害環境(Leng，1992)。反芻動物在對膳食蛋白的利用上較之其它物種效率更低。反芻 動物的氮損失例外地高，尤其是牧草動物(Nolan，1975)。這是環境問題也是經濟問題，因為 富含氮的排洩物對環境造成影響。此外，反芻動物還特有作為瘤胃微生物發酵受損的直接 後果發生的消化紊亂。過去化學和抗生素添加劑已被用於減輕這些問題中的一些。此類物質在食物鏈中 的存在對於調控機構和消費者來說愈發不被接受了。因此，對於反芻牲畜問題的解決方法 應當是天然的、可持續的。進入反芻動物的膳食蛋白以明顯不受控制的途徑分解，這導致氨的形成以及隨後 尿中氮的流失(Nolan，197 。氮保持(retention)的低效率，代表很大的經濟損失，導致動 物的代謝壓力，還通過富含氮的垃圾對環境造成了負擔。如果分解過程可被減少，這些問題 也將減少。此外，提高反芻動物中蛋白保持的第二種可能性是遏制反芻動物瘤胃纖毛原生動 物的種群。原生動物消耗瘤胃中大量的細菌，它們的分解能導致從瘤胃發酵來的微生物蛋 白的淨產量降低高達50% (Wallace et al.，1997)。如果原生動物可被遏制，形成的氨將 會更少，對膳食蛋白補充的需要也更少。正常情況下，乳酸是瘤胃發酵的次要產物。但是，當過快引入迅速降解的飼料時， 或者當濃縮物(concentrate)佔到膳食中的高比例時，揮發性脂肪酸的產量將超過瘤胃的 緩衝能力。這可能導致瘤胃中很低的PH值，這樣就僅有產乳酸細菌能夠生長了(Russell & Hino,1987)。
因為乳酸比揮發性脂肪酸酸性更強，PH降得甚至更多，所以不可能恢復正常發酵， 動物會死亡。但是，更典型地，高濃縮物膳食的反芻動物會遭遇亞臨床酸中毒，這是痛苦的， 並且會降低生產效率，雖然沒有生命威脅。化學緩衝劑可以改善這種情況，但是，如果產乳 酸細菌的生長能被遏制將會更好。公開文本WO 03/094628描述了如下嘗試通過添加一種或多種精油化合物，降 低反芻動物消化活動導致的甲烷產生，所述精油化合物選自由檸檬油精、丁香油酚、水楊酸 酯、喹啉、香草、百裡酚和甲酚所構成的組。同時，瘤胃中的微生物活動和揮發性脂肪酸(例 如丙酸)的產生可被保持為可接受的水平。發明目的和

發明內容
本發明的目的是一般而言地、合併性地針對瘤胃中的消化紊亂，提高對能量的利 用，以及增加反芻動物生長可獲得的氮源。該目的可通過下述方法達到有利於揮發性脂肪 酸的形成(所述脂肪酸可經過瘤胃壁被吸收，可用於能量和蛋白合成)，以及減少膳食蛋白 和微生物蛋白的分解。其它方法是用於限制甲烷形成以及用於控制或遏制產乳酸細菌的。根據本發明，可通過下述方法來達到所述的目的，將一種添加劑(適合地，通過 動物飼料或飲用水)通過口服施予，所述添加劑含有選自由Lonicera japonica (金銀 花)、Gentiana asclepidea>Gentiana Iutea (龍膽根)、Eugenia caryophyIlata (丁香)、 Bellis perennis ( ) >01ea europaea ( ^ ! ) >Symphytum officinale (聚合草)、 Carduus pycnocephalus ( ^1^ 1) >Paeoniae alba radix (白)、Populus tremula ( 洲山楊)、Prunus avium(甜櫻桃)、Salix caprea(黃花柳)、Rheum nobile (高山大黃)、 Helianthemum canum、Arctostaphylos uva-ursi (熊果)、Peltiphyllum peltatum(盾葉 草)、Epilobium montanum、Knautia arvensis (歐洲山蘿蔔)、Latuca sativa (萵苣)禾口 Urtica dioica(異株蕁麻)所構成的組的植物材料及其提取物和β-香葉烯中的一種或多 種組分。施予動物的組分的總量適合在每天每kg體重0. 02mg至20g之間。本發明的組分全都顯示出如下性質很有用於瘤胃發酵效率，而沒有值得考慮的 缺陷。這些組分中的一些會遏制原生動物的活性，其它組分會降低蛋白水解活性、甲烷形成 活性或乳酸的產生。本發明還涉及含有所定義組分中一種或多種的添加劑和飼料組合物。發明詳述因為所述組分可以以不同途徑影響發酵，因此，根據本發明的目的將特定化合物 組合以優化發酵是有利的。廣泛的研究已經顯示，來自 Helianthemum canum、Arctostaphylos uva-ursi (熊 果)、Epilobium montanum、Knautia arvensis (歐洲 山蘿 卜)禾口 Peltiphyllum peltatunK盾葉草)的植物材料及其提取物所構成的亞組的組分會很可觀地降低瘤胃的蛋 白水解。此外，這些組分全都能抑制原生動物的活性，它們中的大多數還對其它重要的發酵 參數(例如，甲烷產量、揮發性脂肪酸的含量、消化率、微生物生物質和/或發酵效率)有有 利影響。最合適的組分是來自Arctostaphylos uva-ursi (熊果)、Knautia arvensis (歐 洲山蘿蔔)和Helianthemum canum的植物材料及其提取物。最優選的組分是來自Knautia arvensis(歐洲山蘿蔔)的植物材料及其提取物，尤其是甲醇提取物。來自 Lonicera japonica (金銀花)、Gentiana asclepidea、Gentiana Iutea (龍IJiIH ) > Eugenia caryophyllata ( ) > Bellis perennis ( ) > Olea europaea ( ？！ 根橄欖)和Symphytum officinale (聚合草)的植物材料及其提取物和β -香葉烯形成 了另一亞組，該亞組的組分能抑制瘤胃流體中纖毛原生動物的細菌分解活性。Eugenia caryophyllata(丁香)還能增加微生物生物質，降低甲烷形成。Bellis perennis (雛菊) 對甲烷產生有少量降低作用，其還能提高發酵效率以及微生物生物質的產生，而Symphytum officinale (聚合草)能增加發酵效率，降低酸中毒作用。β _香葉烯對原生動物活性具 有適當的抑制作用，還發現其具有降低甲烷產生的用途。從Lonicera japonia的花製備 的提取物還能抑制原生動物活性，但僅能抑制至大約60%。從該亞組中優選的組分是來自 Bellis perennis ( ) > Eugenia caryophyllata ( ) > Olea europaea ( ^ ! ) 和Symphytum officinale (聚合草)的植物材料及其提取物，尤其是Bellis perennis (雛 菊)和Gentiana ascl印idea的甲醇和水提取物。^ξ 自 Carduus pycnocephalus ( ^ 1^f ) > Paeoniae alba radix (白 )、 Populus tremula (歐洲山楊)、Prunus avium(甜樓舉兆)、Salix caprea (黃花杉P )禾口 Rheum nobile (高山大黃)的植物材料及其提取物形成了第三亞組，其組分適合用於降低 瘤胃消化物中的甲烷形成活性。對於這些組分而言，沒有觀察到對其它發酵參數的重要 有害作用。優選的組分是來自Carduus pycnocephalus (芸香苷)、Populus tremula (歐 洲山楊)和Mieum nobile(高山大黃)的植物材料及其提取物，尤其優選的是Carduus pycnocephalus (芸香苷)禾口 Rheum nobile (高山大黃)。最後，第四亞組由來自Latuca sativa(萵苣)和totica dioica(異株蕁麻)的 植物材料及其提取物形成。這些組分能降低乳酸的活性和/或形成。Latuca sativa(萵 苣)一些時候被稱為Latuca virosa，其還能降低甲烷的產生以及原生動物活性，還能增加 揮發性脂肪酸的形成。totica dioica(異株蕁麻)還有額外的作用，其能抑制蛋白水解和 原生動物活性，並且有利於揮發性脂肪酸的形成。在本發明的一種合適的實施方式中，添加劑含有來自上文定義的亞組中不止一組 的組分，添加劑含有來自全部四個亞組的組分可能是有好處的。有利地，添加劑含有選自下 述每組的至少一種組分，所述的組由下述物質構成i)來自 Knautia arvensis(歐洲山蘿蔔)、Arctostaphylos uva-ursi (熊果)禾口 Helianthemum canum的植物材料及其提取物，ii) 自 Bellis perennis (售佳胃)、Eugenia caryophyllata ( T ^ ) > Olea europaea ( ^ ! ) >Lonicera japonica ( ^1 )禾口 Symphytum officinale ( M^n ) 的植物材料及其提取物，iii)來自 Carduus pycnoc 印 halus (芸香昔)、Populus tremula (歐洲山楊)禾口 Rheum nobile (高山大黃)的植物材料及其提取物，以及iv)來自Latuca sativa (萵苣)和Urtica dioica (異株蕁麻)的植物材料及其 提取物。屬於i)-iv)組的組分的總量適合為按重量計，根據本發明存在的組分的總量的 20-100 %，優選地，40-100 %。根據本發明的植物材料的提取物包括但不限於，浸膏(concrete)、精油、樹脂質物 (resinoid)、酊劑、淨油(absolute)和淨油(absoluteoil)。當生產植物或植物部分的提取物時，水、有機溶劑及其混合物可以根據傳統方法使用，也可以應用乾餾。合適的有機溶劑 的例子是甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙酸乙酯、甲乙醚、二乙醚、亞甲基氯、氯仿、四氯化碳、苯、 甲苯、石油醚和丙酮。 施予動物的組分的總量取決於組分是精油化合物、植物材料提取物還是植物材 料。當組分都是β-香葉烯和/或提取物的時候，施予的量通常在每天每kg體重0. l-50mg, 而當組分僅由植物材料構成時，施予的量通常在每天每kg體重0. 02-10g。
本發明的添加劑可以含有除本發明組分外的其它成分。合適地，添加劑含有按重 量計，0. 1-100%的所述組分，優選地，0. 2-90%，以及還含有生長促進劑、香料、吸收支持物 和/或其它飼料成分。優選地，生長促進劑、香料、吸收支持物和/或其它飼料成分的總量 為按添加劑重量計10至75%。在任何組分是植物材料的情況下，它們適合被乾燥，以及 在其與添加劑中其它成分(如果有的話)混合之前被碾為顆粒或粉末。合適的生長促進劑和香料的例子是甲酚、茴香腦(anethol)、十一和/或十二內 酯、紫羅蘭酮、鳶尾酮、姜酚、哌啶、亞丙基苯酞(phatalide)、亞丁基苯酞、辣椒素和/或丹 寧酸。支持物可以含有，例如，按重量計40-50%的木纖維、按重量計8-10%的硬脂酸、按 重量計4-5%的薑黃粉、按重量計4-5%的迷迭香粉、按重量計22-28%的石灰石、按重量計 1-3%的樹膠(例如阿拉伯膠)、按重量計5-50%的糖和/或澱粉以及按重量計5-15%的 水。其它飼料成分適合選自由維生素、酶、礦物鹽、磨碎的穀物、含有蛋白的組分、含有碳水 化合物的組分、小麥粗粉和/或麥麩所構成的組。添加劑合適以下述量加入到根據本發明 的飼料組合物中，所述量為飼料通常將含有按重量計0. 4ppm-80%的所述組分。根據本發明的飼料組合物通常含有下述成分(含量是基於飼料乾重計算的)a)按乾重計0-80 %的穀物，b)按乾重計0-30 %的脂肪，c)按乾重計0-85%的、不同於穀物的類型的含蛋白營養物，以及d)按乾重計10ppm-40%的本發明的組分。按乾重計，a) -d)的總量優選為至少50%。當製備所述飼料組合物時，添加劑可與由穀物(例如，碾碎或壓碎的小麥、燕麥、 大麥、玉米和水稻)、植物蛋白來源(基於，例如，油菜籽、大豆和向日葵籽)、動物蛋白來源、 磨拉石和奶製品(例如，多種奶粉或乳清粉)所構成的乾燥成分混合。所有乾燥成分混合 之後，可以加入液體成分以及加熱後會成為液體的成分。液體成分可由脂類(例如，脂肪， 例如，植物脂肪，可選地，加熱後可被液化的)和/或羧酸(例如脂肪酸)構成。充分混合 之後，得到粉狀或顆粒狀的一致性物質，這取決於對成分進行碾磨的程度。為防止貯存期間 的分離，優選地，向動物飼料中加入水，然後進行傳統的制粒、膨脹或擠出工藝。可以通過幹 燥除去任何過量的水。如果需要的話，可將得到的顆粒狀動物飼料壓碎為更小的顆粒大小。 所描述的飼料組合物通常與乾燥的綠色草料和/或青貯飼料組合施予。飲用水補充劑可以含有按乾重計至少的所述組分，適合地，按乾重計1_99%， 優選地，按乾重計10-50%。除一種或多種所述組分之外，所述補充劑還可以含有按乾重計 1-99%的大量其它成分。其它成分的合適例子是，礦物鹽、維生素、增強健康和生長的添加 劑、香料、水溶性的或水可分散的載體(例如，糖、奶粉、奶副產品和纖維素衍生物)、分散劑 和穩定劑(例如，水溶性的或水可分散的聚合物)和其混合物。當製備飲用水時，補充劑通常以如下量添加，所述量使得所述組分的濃度為按重量計lppm-10%。在本發明的範圍內，還可以生產飼料組合物的懸浮液。當飼料被製備來用於即時 消耗時，這是尤其優選的。下述實施例將進一步闡述本發明。
實施例在本發明的實施例中，用植物材料、植物材料提取物和精油化合物的樣品進行了 大量的試驗。植物材料被凍幹，碾磨，經過Imm的篩。樣品如下所示。
樣品號植物名稱樣品描述1Arctostaphylos uva-ursi (熊果)葉和莖2Bellisperennis (雛菊)植物，主要是葉3Carduus pycnocephalus (芸香苷)莖、葉和花的混合物4Epilobium montanum葉子5Eugenia caryophyllata (丁香)乾燥胚種6Gentiana asclepidea葉和莖的製備物
權利要求
1.熊果(Arctostaphylosuva-ursi)的植物材料及其提取物用於生產用於影響瘤胃 發酵以及增加反芻動物對能量和氮源的可利用性的添加劑的用途。
2.如權利要求1所述的用途，其特徵在於，所述添加劑用於降低所述瘤胃消化的蛋白 水解活性。
3.如權利要求1或2所述的用途，其特徵在於，施予的組分的總量為每天每kg反芻動 物體重0. 02mg至20g。
全文摘要
植物和植物提取物作為飼料添加劑影響瘤胃發酵的用途。選自Eugenia caryophyllata(丁香)、Bellis perennis(雛菊)、Olea europaea(帶根橄欖)、Symphytum officinale(聚合草)、Carduus pycnocephalus(芸香苷)、Paeoniae alba radix(白芍)、Populus tremula(歐洲山楊)、Prunus avium(甜櫻桃)、Salix caprea(黃花柳)、Rheum nobile(高山大黃)、Helianthemum canum、Arctostaphylos uva-ursi(熊果)、Peltiphyllum peltatum(盾葉草)、Epilobium montanum、Knautia arvensis(歐洲山蘿蔔)、Latuca sativa(萵苣)和Urtica dioica(異株蕁麻)及其提取物以及β-香葉烯的植物材料、植物提取物和天然等同組分的用途，用於影響瘤胃發酵以及用於增加反芻動物對能量和氮源的可利用性。
文檔編號A61K36/28GK102132778SQ20111004950
公開日2011年7月27日 申請日期2005年4月15日 優先權日2004年4月16日
發明者克勞斯·貝克爾, 埃倫·霍夫曼, 塞普塔·D·達飛, 斯特凡·慕特澤爾, 洛佩茲·帕恩特·塞卡帝諾, 理察·羅薩, 納特斯卡·塞耶, 羅伯特·約翰·華萊士, 費格斯·勞倫斯·茂德 申請人:帝斯曼智慧財產權資產管理有限公司