抗微生物酸化飼料產品及其生產方法
2023-12-05 07:08:26 2
專利名稱:抗微生物酸化飼料產品及其生產方法
發明領域本發明涉及飼料應用領域。更明確地，本發明涉及被包被的抗微生物酸化產品及其生產方法。
發明背景有機酸及其鹽通常替代動物生產方案中的非治療性抗生素的用途。已顯示向動物食物中加入有機酸提供了許多有利方面，例如動物中消化酶pH降低和胰腺分泌增多，從而導致提高的蛋白和能量消化吸收率，這對於胃部鹽酸和乳酸產量不足的斷奶小豬特別重要。其他有利方面是對胃腸黏膜的正效應、飼料中的抗微生物作用、提供飼料的衛生性和胃腸道中的抗微生物作用，從而導致增加的宿主動物對食物能量和營養物的利用率。
動物產業中有機酸及其鹽的有利的示例包括甲酸、乙酸、丙酸、山梨酸、苯甲酸、丁酸、乳酸和無機磷酸。
已進行了許多研究不同有機酸的不同水平對動物的生長性能的影響的試驗，φverland等人(J.Anim.Sci.2000，781875-1884)公開了評估0.6、0.8和1.2％二甲酸鉀對生長育肥豬(growing-finishing pig)的影響的試驗。結果顯示至少0.8％的二甲酸鉀是產生顯著效應所必需的。
Roth等人(Agribiol.Res.1996，49(4)307-317)使用甲酸和甲酸鹽的組合的製劑(總酸含量70-80％)，就所述製劑對豬的生長性能的功效對其進行檢驗。以0.65％、1.30％和1.95％的量加入受試產品。只有1.95％產生顯著的生長反應。 飼料轉化效率在包含1.30％和1.95％水平的產品中是有效的。
Partanen等人(Animal Feed Sci. Tech.2001，93137-155)在豬的研究中使用了0.85％的甲酸和8g/kg飼料(0.8％)的包合水平，這導致顯著提高的來自高纖維膳食的幾種胺基酸的表觀迴腸消化率。
Rot和Raczek(Feed magazine，2003(4)，p.105-110)研究了不同水平的山梨酸對飼料轉化效率和豬的生長性能的影響。0.05％的山梨酸足以抑制動物飼料中的黴菌和真菌，而0.55％和1％的山梨酸分別將生長速率增加了7％和16％。然而在1.0％山梨酸的劑量水平上，飼料轉化效率只得到少量提高。
使用有機酸作為飼料酸化劑的不利方面在於需要高劑量，從而使其用途受到其高成本的限制。一些有效的有機酸的其他不利方面是其腐蝕性的性質和異味。
US 2002/0086090公開了混合酸的固體製劑。所述用於混合物的酸是山梨酸和至少一種在室溫下呈液體狀態的有機酸和至少一種在室溫下呈固體狀態的有機酸。所述混合物是純的酸混合物，即酸之間沒有發生化學反應，沒有形成包衣。可將液態的酸直接和固態的酸混合或將其吸附在載體上後再與固態的酸混合。
WO 9707687公開了由多孔載體和有機酸的核芯材料和可選自有機酸的包衣材料構成的顆粒體。在比較實施例2中，將二氧化矽材料和兩種有機酸即甲酸和丙酸的酸混合物混合，形成未包被的被吸收物產品。在實施例3中，將二氧化矽材料和甲酸混合併用pKa值比甲酸低的檸檬酸的熔化物進行包被。
WO 2004006689公開了包含甲酸(二甲酸)鹽的核芯的被包被的製劑。包被材料可選自脂肪酸、有機酸或其衍生物等。所述製劑還可包含其他成分和/或添加劑例如有機酸。資料中沒有提供混合本發明的組分的暗示和示例。
本發明的目的本發明的目的是提供新的和改進的酸化產品，在動物膳食中，該產品在低包合水平上是有效的。
本發明的第二個目的是提供具有高抗微生物效果的產品。
本發明的第三個目的是提供生產抗微生物酸化產品的方法。
本發明的第四個目的是提供新的和改進類型的包衣(其用於固體酸化添加劑)及其生產方法。
本發明的第五個目的是提供具有酸控釋的固體酸化添加劑。
本發明的第六個目的是提供和預混料相容的抗微生物飼料酸化劑。
發明概述現已發現可用本發明的抗微生物酸化飼料產品和方法達到這些目的。
因此，本發明的飼料產品包含核芯和包衣，所述核芯包含多孔載體和至少一種酸，所述包衣包含至少一種有機酸和所述酸的鹽、酯或甘油酯，其中核芯中的至少一種酸的pKa值低於包衣中的至少一種有機酸的pKa值。
可根據下列的方法生產飼料產品，所述方法包括提供載體和向所述載體加入至少一種核芯酸和有機包衣酸、所述酸的鹽、酯或甘油酯；其中至少一種核芯酸的pKa值低於包衣中的至少一種有機酸的pKa值。
發明詳述本發明涉及形成核芯的載體中的至少一種酸和包圍所述核芯的包衣中的至少一種有機酸或所述酸的鹽、酯或甘油酯的用途，其中核芯中的至少一種酸的pKa值低於包衣中至少一種有機酸的pKa值。
理論上，通過用至少一種弱有機酸或所述酸的鹽、酯或甘油酯的包衣覆蓋包含載體和至少一種強酸的核芯，包衣中的有機酸或其鹽、酯或甘油酯的抗微生物作用因來自核芯酸的較強的酸(H+-離子)的持續供給而得到增強。導致產生大表面的產品的顆粒形狀可進一步增強產品的抗微生物作用。
較強的核芯酸的pKa值優選＜4，較弱的有機包衣酸的pKa值優選＞4。
核芯酸優選選自磷酸(pKa＝2.15)、甲酸(pKa＝3.75)、乳酸(pKa＝3.82)、檸檬酸(pKa＝3.13)和延胡索酸(pKa＝3.02)或其組合。
有機包衣酸(或所述酸的鹽、酯或甘油酯)優選選自丁酸(pKa＝4.82)、山梨酸(pKa＝4.76)、苯甲酸(pKa＝4.19)、己二酸(pKa＝4.43)和弱酸癸酸和辛(caparic)酸，或其組合。
本發明的飼料產品的核芯可包含不同的酸，只要這些酸中的至少一種具有低於有機包衣酸中的至少一種的pKa值的pKa值。
除了至少一種酸外，核芯優選可包含鹽，例如二甲酸鹽(diformiate)。然而，由於酸的內容物的原因，核芯的pH總是酸性的。核芯的pH優選低於4。
在本發明的一個實施方案中，核芯不含二甲酸鹽。
本發明的飼料產品的包衣可包含不同的有機酸、所述酸的鹽、酯或甘油酯，只要這些有機酸中的至少一種具有高於至少一種核芯酸的pKa值的pKa值。
本發明的飼料產品，按重量計算，優選包含30-60％的載體，10-70％的核芯酸和2-10％的包衣酸。
所述包衣還可包含至少一種脂肪酸、優選至少一種長鏈脂肪酸。所述脂肪酸可選自所有商購獲得的C10-C24脂肪酸，優選的酸是硬脂酸和棕櫚酸。
本發明的飼料產品的核芯中的載體可以是具有將酸吸附入其孔中的能力的多孔有機或無機材料。
用於本發明飼料產品的優選的載體是硅藻土。硅藻土的優選的粒度大小是50-1000μm。
本發明的飼料產品的粒度優選是0.05-2.0mm、優選是0.2-1.5mm。
本發明的包衣可具有基本上緊密的結構。然而，本發明的優選的包衣具有或多或少的能夠使來自產品的核芯的酸擴散通過包衣，從而使強酸能夠從產品的核芯持續釋放。
可根據產品中所用的酸和使用所述產品的部位處的條件調整本發明的包衣的多孔性。
包衣的多孔結構優選是0.2-2μm。
任選地可對本發明的產品進行氨化。
本發明的產品可以是進一步包含維生素、微量元素及其他添加劑的預混料的部分。
根據下列方法可生產本發明的抗微生物酸化飼料產品提供載體；向所述載體加入至少一種核芯酸和有機包衣酸或所述酸的鹽、酯或甘油酯；其中至少一種核芯酸的pKa值低於包衣中的至少一種有機酸的pKa值。
至少一種核芯酸和包衣中的至少一種有機酸或所述有機酸的鹽、酯或甘油酯可以液體形式或粉劑形式存在，可通過混合和/或噴霧進行應用。可以水溶液、弱酸溶液或熔化物的形式和任選地與至少一種長鏈脂肪酸混合和任選地在加熱的載體上使用至少一種有機包衣酸或所述酸的鹽、酯或甘油酯。
在本發明方法的不同實施方案的下列描述中，至少一種核芯酸的pKa值低於至少一種有機包衣酸的pKa值。
1.根據第一實施方案，提供了載體，向所述載體中加入了至少一種核芯酸和至少一種有機包衣酸的鹽、所述酸的酯或甘油酯的水溶液。
1A.向所述載體中加入至少一種酸以形成核芯，然後向核芯加入至少一種有機包衣酸的鹽、或酯或甘油酯的水溶液。
當用於核芯時，來自具有更高pKa值的有機酸的酸鹽的陽離子將和具有更低pKa值的核芯酸的陰離子反應，這將導致在核芯的表面產生包含兩種組分的包衣，即一種組分是較強的核芯酸的鹽，一種組分是弱固體有機酸。
優選，通過噴霧將至少一種有機包衣酸的鹽或所述酸的酯或甘油酯的水溶液敷塗到核芯，水溶液優選是環境溫度，更優選是15-60℃。
水溶液中的鹽的濃度按重量計算優選至少是30％。
包衣溶液優選由選自山梨酸鉀、苯甲酸鈉和棕櫚酸鈉的鹽的水溶液製備。
1B.將至少一種有機包衣酸的鹽、所述酸的酯或甘油酯的水溶液與至少一種核芯酸預混合。速發反應在溶液中形成了沉澱，導致懸浮液的產生。向載體中加入該懸浮液，優選通過噴霧加入，在載體上形成多孔包衣。
1C.分別地或同時地向載體中加入至少一種有機包衣酸的鹽、所述酸的酯或甘油酯的水溶液以及至少一種核芯酸，優選通過噴霧加入。
2.根據第二實施方案，提供了載體，向其中加入至少一種核芯酸和至少一種有機包衣酸、或所述酸的鹽、酯或甘油酯以及至少一種脂肪酸。
2A.提供載體；向所述載體中加入至少一種形成核芯的核芯酸；將至少一種脂肪酸和至少一種有機包衣酸或所述酸的鹽、酯或甘油酯的熔化混合物敷塗所述核芯。
該應用方法特別適合於山梨酸、苯甲酸、癸酸和辛酸。
2B.提供載體；向所述載體中加入至少一種形成核芯的核芯酸；將至少一種脂肪酸的熔化物敷塗核芯，然後在所述脂肪酸固化之前將至少一種有機包衣酸或所述酸的鹽、酯或甘油酯以粉劑的形式敷塗核芯。
該應用方法特別適合於丁酸鈣、苯甲酸和山梨酸。
2C.提供載體；向所述載體中加入至少一種形成核芯的核芯酸；加熱核芯；將至少一種脂肪酸和至少一種有機包衣酸或所述酸的鹽、酯或甘油酯以粉劑混合物的形式敷塗核芯。
2D.提供載體；向所述載體中加入至少一種形成核芯的核芯酸；加熱核芯和至少一種脂肪酸；在所述脂肪酸固化之前將至少一種有機包衣酸或所述酸的鹽、酯或甘油酯以粉劑的形式敷塗被脂肪酸包被的核芯。
3.根據本發明方法的第三實施方案，提供了載體，將其和至少一種有機包衣酸、所述酸的鹽、酯或甘油酯的粉劑混合，然後在水存在的情況下，將至少一種核芯酸以液體形式用於載體，優選通過噴霧施用，由此形成包衣。
4.根據第四實施方案，提供載體，向其中加入懸浮液(通過將至少一種在水和酸中具有低溶解性的固體有機包衣酸、酯或甘油酯和至少一種液態核芯酸混合而形成該懸浮液)，將該懸浮液噴霧至載體上。
附圖詳述圖1a顯示實施例1的具有山梨酸包衣的被包被的顆粒(SEM，200X)。
圖1b顯示通過山梨酸鉀和甲酸之間的反應形成的實施例1的包衣中的山梨酸晶體網格結構(SEM，1000X)。
圖2顯示實施例2的被包被的顆粒，該顆粒具有棕櫚酸熔化物中的山梨酸的包衣(SEM，100X)。
圖3顯示實施例3的被包被的顆粒，該顆粒具有硬脂酸和苯甲酸的包衣(SEM，200X)。
圖4顯示本發明的飼料產品在不同的飼餵率下對育肥豬的生長性能的影響。
下列實施例和附圖只用作舉例說明本發明，並不表示以任何方式進行限定。
實施例1本實施例展示使用pKa＞4的有機酸的鹽的水溶液包被核芯。
開始時，將10kg的硅藻土裝入Pascal滾筒拌合機中，並用7.5kg氨化的甲酸(pKa＝3.75)將其浸潤，然後在保持翻轉的同時，將水(0.47kg)和山梨酸鉀(0.47kg，山梨酸的pKa＝4.76)的溶液噴霧至浸潤的硅藻土上。所述溶液容易地被浸潤的硅藻土吸收，和甲酸的反應發生，從而形成具有山梨酸包衣的鬆散自由流動的產品。
圖1a中顯示所得的被包被的顆粒，圖1b顯示包衣中的山梨酸晶體。在實施例4、6和7中使用該實施例的產品。
實施例 2本實施例展示用脂肪酸的熔化物包被核芯，之後其用pKa＞4的有機酸的粉劑包被。
在用加熱的空氣從外部加熱混合器碗的同時，在家用混合器中用250g熱(90℃)磷酸(77％，pKa＝2.15)浸潤280g硅藻土。當床溫已升高至大約70℃時，將熔化的脂肪酸(棕櫚酸80℃，52g)噴霧至浸潤的硅藻土上。在大約3分鐘的翻轉後，當溫度保持在脂肪酸的固化界限之上的同時，將山梨酸(18g，pKa＝4.76)以粉劑的形式撒在床上，該山梨酸被包埋在脂肪酸層中。停止加熱，在冷卻期間使床保持翻轉。將床冷卻至大約45℃的溫度產生了用山梨酸包被的自由流動的產品。圖2顯示本實施例的被包被的顆粒。
實施例3本實施例展示了使用脂肪酸的熔化物和pKa＞4的有機酸包被核芯。
在家用混合器中，用300g乳酸(80％，pKa＝3.82)和90g磷酸(77％，pKa＝2.15)的熱(90℃)混合物浸潤570g硅藻土和10g延胡索酸(pKa＝3.02)的混合物。如實施例2中所述，外部加熱床，直至溫度達到大約80℃，乳酸含量大約為26％。將100g含有75％的脂肪酸(硬脂酸)和25％的苯甲酸(pKa＝4.19)的熱熔化物(85℃)噴霧至翻轉的床上。停止加熱，在冷卻期間使床保持翻轉。將床冷確至大約38℃的溫度產生了自由流動的被包被的產品。圖3顯示了本實施例的被包被的顆粒。
實施例4本實施例顯示和未包被的被吸收的產品(對該產品的產品A和E進行了氨化處理)比較的來自本發明的產品的酸蒸發。
表1顯示了受試產品和酸釋放試驗的結果。
在20.0℃±1℃下，將1001/小時±10％的溫控氣流引導通過裝有100ml樣品、直徑為50mm的樹脂型盒。試驗溫度保持在20.0℃±1℃。通過流量計測量空氣的體積。將樣品暴露於這樣的氣流，該氣流來自置於試驗表面上方30mm的中心玻璃管。氣流攜帶的酸霧被捕獲於樹脂型盒中的吸收溶液中，所述樹脂型盒包含～150ml＞2％的甲酸鈉溶液，以酚酞作為指示劑。首先用1.0-n NaOH滴定溶液以產生顏色改變(紅色)。在10分鐘的吸收後，將溶液滴定回紅色。用相同的樣品重複該程序3次。結果顯示為3次滴定的平均值。蒸發的酸的值表示為克甲酸/m3氣體，不考慮其他酸的含量。
表1
氨化的未包被的產品A和E顯示比未包被的產品C更低的酸釋放。產品的包被減少33-57％的強核芯酸的釋放。產品C已獲得比產品B更厚的山梨酸包衣，這導致更顯著的酸釋放的減少。為減少產品中所需的山梨酸的量，如表1中關於產品E所顯示的，可加入脂肪酸(棕櫚酸)。
實施例5本實施例顯示包含本發明的抗微生物酸化產品的飼料預混料的維生素穩定性。
進行所述研究，因為在飼料預混料的貯藏期間，來自酸化產品的游離磷酸可能和維生素A反應。
本發明的產品包含硅藻土和磷酸的核芯和根據表2中的A、B或C的包衣。產品A未被包被，通過將50％的山梨酸鉀水溶液敷塗核芯產生產品B，通過使用脂肪酸(棕櫚酸)熔化物和山梨酸的混合物產生產品C。各飼料預混料包含維生素、微量元素和按重量計算70％的表2中的產品A-C中的一種。
表2
本發明產品的包衣有效地防止酸從表2所示的產品中的釋放。
實施例6本實施例顯示本發明的產品對禽類飼料中的鼠傷寒沙門(氏)桿菌(Salmonella typhimurium)的48小時存活率的抗微生物影響。
人為地用鼠傷寒沙門(氏)桿菌汙染1千克食物並混合均勻，以確保該生物體在食物中的均勻分布。
1)用本發明的飼料產品(來自實施例1的產品)處理200g被汙染的食物，所述飼料產品包含硅藻土和甲酸的核芯以及1.86％的山梨酸的包衣。
2)用液態甲酸/丙酸處理200g被汙染的食物的第2份樣品。
3)用被吸附至二氧化矽載體上的液態甲酸處理200g被汙染的食物的第3份樣品。
4)使200g食物保持未處理狀態，作為參照。
將樣品在室溫下貯存在密封的容器中，以一定的時間間隔就汙染性微生物(鼠傷寒沙門(氏)桿菌)對樣品進行測定。將用於回收所述生物的標準方法用於常規的分析。向緩衝的腖水中加入食物樣品並充分混合。將上清液塗布在煌綠瓊脂(BGA)上，溫育並檢查集落的生長。
不同樣品1-44的包合率inclusion rate和試驗的結果顯示於表3和4中。
表3
如表3中所示，在使用本發明的被包被的產品的情況下，大約0.4％的酸陰離子濃度導致5％的存活率，而在使用液體酸的情況下，導致12％的存活率。
和用液體甲酸以及被吸附在二氧化矽載體上的甲酸處理的樣品相比，以低包合水平使用本發明的飼料產品(其包含硅藻土和甲酸的核芯以及山梨酸的包衣)處理的樣品，在更低的酸陰離子的包合率下顯示更高的鼠傷寒沙門(氏)桿菌的減少(表3和4)。
表4
實施例7本實施例顯示本發明飼料產品對生長/育肥豬的性能的影響。
在育肥豬中，將本發明的抗微物酸化飼料產品的劑量效應和具有/不具有生長促進劑的基礎膳食的劑量效應進行比較，該比較始於大約21kg的活畜重量，終於屠宰時的105kg活畜重量。兩個基礎膳食(生長和育肥)包含下列添加劑
1.無生長促進劑的對照飼料。
2.40g/噸的卑黴素(Maxus)(抗生素)，只在生長期使用(從大約21至54kg LW)3.0.3％的飼餵率的發明的產品(ex 1)。
4.0.6％的飼餵率的發明的產品(ex 1)。
5.1.2％的飼餵率的發明的產品(ex 1)。
本發明產品包含硅藻土載體和甲酸的核芯以及由實施例1的液體山梨酸鉀方法產生的山梨酸包衣。來自甲酸的陰離子的濃度和上述發明產品3-5的山梨酸濃度顯示於表5。
表5
在本實施例中使用芬蘭長白豬x約克郡豬，每欄4隻豬，每個處理10欄。對於所有處理，餵養相同，隨意地限制在大約85％。表6提供了膳食組分和營養物明細。
表6.飼料配方
飼料單位(FU)等於9.3MJ/NE結果顯示於表7和圖4。
表7.試驗的不同時期的豬的性能
*根據Dunnett檢驗(p＜0.05)，和對照處理相比的顯著差異。
#根據Dunnett檢驗(p＜0.05)，和卑黴素處理相比的顯著差異；只在生長期加入卑黴素。
本發明產品對胃損傷沒有負作用，並趨於減少食管區域的惡性改變。
本發明的受試產品甚至在最低的包合水平即0.3％的水平(包含0.11％的酸陰離子)時也顯著地提高生長-育肥豬的生長性能，更高的包合水平進一步提高反應。0.11％的酸陰離子可與Partanen等人(Animal Feed Sci. Tech.2001，93137-155)相比，在該文獻中使用了超過6倍的酸性離子含量(0.85％甲酸和0.8％的包合水平，產生大約0.68％的酸陰離子水平)獲得本發明的效果。
權利要求
1.包含核芯和包衣的抗微生物酸化飼料產品，所述核芯包含多孔載體和至少一種酸，所述包衣包含至少一種有機酸或所述酸的鹽、酯或甘油酯，其中至少一種核芯酸的pKa值低於至少一種有機包衣酸的pKa值。
2.權利要求
1的產品，其中至少一種核芯酸比至少一種有機包衣酸強。
3.權利要求
1或2的產品，其中核芯酸的pKa值＜4。
4.權利要求
1至3中任一項的產品，其中有機包衣酸的pKa值＞4。
5.權利要求
1至4中任一項的產品，其中有機包衣酸選自丁酸、山梨酸、苯甲酸、己二酸、癸酸和辛酸或是其組合。
6.權利要求
1至5中任一項的產品，其中核芯酸選自磷酸、甲酸、乳酸、檸檬酸和延胡索酸，或是其組合。
7.權利要求
1至6中任一項的產品，其中所述產品按重量計算包含30-60％的載體、按重量計算10-70％的核芯酸和按重量計算1-10％的包衣中的有機酸。
8.權利要求
1至7中任一項的產品，其中包衣還包含至少一種脂肪酸，優選長鏈脂肪酸。
9.權利要求
1至8中任一項的產品，其中所述載體是硅藻土。
10.權利要求
1至9中任一項的產品，其中核芯的pH少於4。
11.生產權利要求
1-10的抗微生物酸化飼料產品的方法，其包括提供載體；向所述載體加入至少一種核芯酸和至少一種有機包衣酸的鹽、所述酸的酯或甘油酯的水溶液；其中至少一種核芯酸的pKa值低於至少一種有機包衣酸的pKa值。
12.生產權利要求
1-10的抗微生物酸化飼料產品的方法，其包括提供載體；向所述載體加入至少一種核芯酸和至少一種有機包衣酸、或所述酸的鹽、酯或甘油酯以及至少一種脂肪酸；其中至少一種核芯酸的pKa值低於至少一種有機包衣酸的pKa值。
13.生產權利要求
1-10的抗微生物酸化飼料產品的方法，其包括提供載體；向所述載體加入至少一種有機包衣酸或所述酸的鹽、酯或甘油酯的粉劑；和在水存在的情況下加入至少一種液體形式的核芯酸；其中至少一種核芯酸的pKa值低於至少一種有機包衣酸的pKa值。
14.生產權利要求
1-10的抗微生物酸化飼料產品的方法，其包括提供載體；向所述載體加入通過將至少一種固體有機包衣酸、酯或甘油酯和至少一種液態核芯酸混合而產生的懸浮液；其中至少一種核芯酸的pKa值低於至少一種有機包衣酸的pKa值。
15.權利要求
1至10中的產品用作動物飼料的防腐劑的用途。
16.權利要求
1至10中的產品用於提高動物健康、生長和飼料利用率的用途。
17.包含權利要求
1至10的產品和維生素以及微量礦物質的預混料。
專利摘要
本發明涉及包含核芯和包衣的抗微生物酸化飼料產品及其生產方法，所述核芯包含多孔載體和至少一種酸，所述包衣包含至少一種有機酸、或所述酸的鹽、酯或甘油酯，其中核芯中至少一種酸的pKa值低於包衣中的至少一種有機酸的pKa值。
文檔編號A23K1/16GK1993058SQ20058002176
公開日2007年7月4日 申請日期2005年6月10日
發明者N·揚松, J·赫爾曼松, B·尼爾松 申請人:凱米拉格羅浩股份公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan