專利名稱：用于牲畜飼料的改進添加劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總的來說涉及反芻動物飼料組合物，該組合物含有單獨的非離子型表面活性劑或者含有與消化增強劑結合的非離子型表面活性劑，本發(fā)明還涉及增強反芻動物型牲畜的飼料利用效率的方法。更具體說，本發(fā)明涉及非離子型表面活性劑在粒狀或液體反芻動物飼料添加劑中的穩(wěn)定化。
背景技術：
在反芻動物的消化過程中，會發(fā)生厭氧發(fā)酵，在此期間蛋白質和碳水化合物得到降解。人們期望在反芻動物的消化過程中能夠控制蛋白酶和碳水化合物酶活性以便優(yōu)化消化過程。
由于飼料是反芻動物產業(yè)中的主要成本，因此增強消化效率成為此工業(yè)中的驅動性目標。雖然飼草仍然是主要飼料來源，但很多人都相信在過去的二十年來，飼料被反芻動物的利用效率相對沒有改變。增強消化效率的新的創(chuàng)新需要兼顧所出現的環(huán)境問題，即關于大部分制乳地區(qū)的地下水污染。雖然如此，深度理解飼料加工和細菌消化的作用要求能夠完全操控瘤胃的消化過程。Cheng等“Microbial ecologyand physiology of feed degradation within the rumen”，Physiologicalaspects of digestion and metabolism in ruminantsProceedings of theseventh international symposium on ruminant physiology，Tsuda編，1991)確認了以下三個普通性因素影響著飼料的微生物消化(a)控制細菌對營養(yǎng)物利用的植物結構；(b)控制消化性微生物共生體粘著和發(fā)育的微生物因素以及(c)粘著微生物的定向水解酶的復合物。飼料加工實踐，例如磨碎通常是為了通過暴露易感底物結合部位來增加酶-底物的相互作用。
為增加飼料利用效率，人們已通過使用外源酶(Feng等“Effect ofenzyme additives on in situ and in vitro degradation of maturecool-season grass forage”，J.Anim.Sci.70(Suppl.1)309(1996))和諸如離子載體抗生素、甲烷產生抑制劑、蛋白水解或脫氨基抑制劑及緩沖劑的化合物(Jouany，“Methods of manipulating the microbialmetabolism in the rumen”，Ann.Zootech.4349-62(1994))來實現對瘤胃內消化的操控。通過使用這些化合物實現消化效率的增加是使微生物發(fā)酵途經發(fā)生大的移變的結果。例如，選擇性使用抗生素可以改變瘤胃微生物種群并且最終影響所消化的終產品。然而，抗生素只能在產肉動物中使用，因為有抗生素被傳移至奶中的危險。用外源酶喂養(yǎng)的動物的產量響應是不一致的。據顯示，外源酶可增加(Beauchemin等“Fibrolytic enzymes increase fiber digestibility and growth rate ofsteers fed dry forages”，Can.J.Anim.Sci.75641-644(1995))、不影響(Perry等“Effects of supplemental enzymes on nitrogen balance，digestibility of energy and nutrients and on growth and feed efficiencyof cattle”，J.Anim.Sci.25760-764(1966))、和甚至降低(Svozil等“Application of a cellulolytic preparation in nutrition of lambs”，Sbor.Ved Praci.VUVZ Prhrelice 2269-78(1989))喂養(yǎng)飼草或濃縮物基料飲食的反芻動物的生長性。這種不一致性部分歸因于有為數眾多的可用酶制劑、使用方法及其與不同類型飲食的相互作用。
據發(fā)現，甲烷的長鏈脂肪酸和鹵素同系物可降低瘤胃內的甲烷產生(Van Nevel等“Manipulation of rumen fermentation”，The RumenMicrobial Ecosystem.，編者P.N.Hobson.Elsevier Applied Science，倫敦，pp.387 et seq.(1988))。甲烷產生的減少通常與氨基酸、特別是支鏈氨基酸的脫氨基作用的降低及丙酸產生的增加有關聯。這些添加劑的應用受到限制的主要原因在于在處理約1個月后瘤胃微生物能夠適應并降解它們。另一個缺點是這種有益效果似乎僅在有助于甲烷產生的飼草基飲食中是一致的。
緩沖劑主要在如下條件下才使用其中飼喂高含量的谷物可以誘導活性發(fā)酵并且引發(fā)瘤胃中產生過量的酸。它們通過將pH調控和保持在纖維素水解微生物可以具有最大有效性(pH＝6-7)的程度來發(fā)揮作用。然而，當飼喂緩沖劑時，淀粉和蛋白質的消化通常會降低，對細胞壁碳水化合物的消化影響不一致(Jouany“Methods ofmanipulating the microbial metabolism in the rumen”，Ann.Zootech.4349-62(1994))。
表面活性劑已經在食品加工工業(yè)中用作乳化劑和增補劑(Griffin等“Surface Active Agents”，Handbook of Food Additives，第2版，T.E.Furia編，CRC出版社，紐約，p 397 et seq.(1972))并且還用作清潔劑。表面活性劑的最公知的物理化學性能是當放入溶液中時的界面活性。它們在界面處排列的能力反映了它們呈現最大能量穩(wěn)定取向的趨勢。一種類型的非離子型表面活性劑(聚氧乙烯脫水山梨醇酯)是通過將環(huán)氧乙烷與脫水山梨醇脂肪酸酯加成聚合來合成。這種非離子型親水乳化劑是非常有效的保鮮劑，因而在各種焙烤制品中使用。它們以聚山梨酸酯(polysorbates)的形式是廣泛已知的。Castanon等研究了聚山梨酸酯吐溫80對報紙水解的作用“表面活性劑吐溫80對包裝酶水解的影響(“Effects of the surfactant Tween 80 on enzymatichydrolysis of newspaper”，Biotechnol.& Bioeng.231365(1981))。
再近來，Shelford等在US專利6,221,381(2001年4月24日授權)公開了當將非離子型表面活性劑以約0.01-1％(w/w)的濃度與反芻動物飼料摻混并且將此飼料飼喂給反芻動物時，可以從這些動物中預計有明顯提高的生產量。生產量提高可以表現在產奶量提高、增重速率增加、飼料轉化成體組織或奶的效率提高和/或糞尿的產生減少。該專利還公開了當將非離子型表面活性劑以約0.01-1％(w/w)的濃度與諸如聚糖酶的消化酶結合，再與反芻動物飼料摻混時，食用所說飼料的反芻動物具有更高的飼料轉化率和生產量。
在US專利6,221,381的一個實施方案中，將非離子型表面活性劑涂敷到載體上，如次乙酰塑料、硅藻土或二氧化硅上，并且與飼料摻混，然后將飼料飼喂給動物。當動物食用飼料時，表面活性劑涂敷載體表面可以增強酶和/或細菌的粘附。
盡管US專利6,221,381的方法和組合物據發(fā)現可以顯著增強乳畜群的產奶量并且顯著增強飼育場黃牛的增重量，但現在發(fā)現，當涂敷至粒狀載體上時，含有不飽和脂肪酸鏈的液體非離子型表面活性劑物質會遭受快速表面活性劑降解和酸敗產生。本發(fā)明提供改進的組合物和方法，利用經穩(wěn)定化處理的非離子型表面活性劑來實質性延長含表面活性劑液體飼料添加劑和涂敷表面活性劑的粒狀飼料增強組合物的保質期。本發(fā)明所述的組合物和方法可以優(yōu)化反芻動物的消化過程，增強反芻動物的生產量，減少廢物的產生并且最終改進收益性。
發(fā)明概述本發(fā)明提供用于增強反芻動物飼料利用效率的新的和意想不到的方法和組合物，其中所說的反芻動物諸如黃牛、綿羊、山羊、鹿、野牛、水牛和駱駝。具體說，目前發(fā)現，當將抗氧化劑物料添加到US專利6,221,381(將此文獻引入本文作為參考)所公開類型的液體或粒狀飼料添加劑的非離子型表面活性劑中時，可以使所得的改進的飼料添加劑產品具有顯著延長的保質期。然后，將這種改進的液體或粒狀飼料添加劑產品摻混到反芻動物飼料中，其摻混量對本發(fā)明的液體飼料添加劑來說為約20-約60g/母牛/天并且對粒狀飼料添加劑來說為約40-約120g/母牛/天，可以使得這些動物的生產量明顯提高。生產量提高可以體現在產奶量提高、增重速率增加、飼料轉化成體組織或奶的效率提高和/或糞尿的產生減少。還發(fā)現，當將經過穩(wěn)定化處理的非離子型表面活性劑與諸如聚糖酶的消化酶結合，并且與反芻動物的飼料摻混時，食用此所說飼料的反芻動物具有更高的飼料轉化效率和產量，其中以飼料添加劑中的表面活性劑的重量對飼喂給反芻動物的飼料的重量之比為基礎，所說的非離子型表面活性劑的濃度為約0.01-1％(w/w)的濃度。
在其它方面，本發(fā)明提供改善瘤胃內的發(fā)酵的組合物和方法，使發(fā)酵通過消耗乙酸而朝著產生更多的丙酸。相比在乙酸代謝過程中所產生的熱量，動物中的丙酸代謝過程中產生較少的熱量。因此，本發(fā)明的方法和組合物可以用來減輕反芻動物中的熱應力效果。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方案中，將非離子型表面活性劑與適宜的抗氧化劑混合，然后涂敷在粒狀載體上，如次乙酰塑料、硅藻土或二氧化硅上，形成粒狀飼料添加劑物料。然后，在給動物喂養(yǎng)飼料之前，可以將此飼料添加劑與動物飼料摻混。將涂敷顆粒與飼料混合應確保表面活性劑在整個飼料原料中均勻分布，從而每當動物食用飼料時，可增強酶和/或細菌的附著，同時涂層中包含的抗氧化劑可顯著增強粒狀飼料添加劑產品的保質期。
優(yōu)選實施方案的詳細描述根據本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供用于增強反芻動物飼料利用效率的方法和組合物，包括向動物的飼料添加足夠量的非離子型表面活性劑涂敷的粒狀飼料添加劑，以便增強動物對這種飼料的利用率。在本發(fā)明的這個方面中，粒狀飼料添加劑的涂層中，除含有表面活性劑外，還含有足夠量的抗氧化劑材料，用以顯著增加粒狀飼料添加劑的保質期。
本文中，術語“飼料效率”或“飼料利用率”或“飼料轉化率”是指獲得指定增重量或產奶量所必需的飼料的量。具體說，飼料效率或利用率表達的是動物將飼料轉化成增重或產奶的效率。飼料效率按飼料的重量對增重量(或產奶量)的比來表示。
雖然術語“飼料效率”和“增重”經常一起使用，但從上述定義中可以看出的，這二者之間存在明顯區(qū)別。具體說，飼料效率的確定取決于一定的增重量或產奶量，而增重量或絕對產奶量的確定不取決于一定的飼料效率。對動物生產者或乳牛飼養(yǎng)者來說，這種區(qū)別特別具有意義。具體說，實現增重或產奶的同時，飼料效率可以是很少、沒有甚至是負的變化。由此，對動物生產者而言，僅僅獲得增重或產奶方面的增加，對動物的生長來說可能未必是更經濟有效的方法。而生產者在確定生產成本時關注許多因素，飼料利用效率可能是最重要的并且對生產每磅肉的成本具有最大的影響。
由此，本發(fā)明的一個方面提供新的粒狀飼料添加劑和方法，用于增強反芻動物針對一定量動物飼料的增重，包括向飼料添加足夠量的粒狀飼料添加劑，以便增強動物的增重，其中粒狀飼料添加劑含有涂敷有非離子型表面活性劑和抗氧化劑的粒狀底物。在本發(fā)明的其它方面中，提供用于增強反芻動物產奶的方法和組合物，包括向動物的飼料添加足夠量的粒狀飼料添加劑，以便增強動物的產奶，其中粒狀飼料添加劑含有涂敷有非離子型表面活性劑和抗氧化劑的粒狀底物。在本發(fā)明的其它方面，提供用于減少熱應力在反芻動物中不利影響的方法和組合物，包括向動物的飼料添加足夠量的涂敷在粒狀載體上的非離子型表面活性劑，以便增強動物的飼料利用效率、增強動物的增重和/或增強動物的產奶。
本發(fā)明的另一個方面提供新的液體飼料添加劑和方法，用于增強反芻動物針對一定量動物飼料的增重，包括向飼料添加足夠量的液體飼料添加劑以便增強動物的增重，其中飼料添加劑含有非離子型表面活性劑和抗氧化劑。在本發(fā)明的其它方面，提供用于增強反芻動物產奶的方法和組合物，包括向動物的飼料添加足夠量的液體飼料添加劑，以便增強動物的產奶，其中飼料添加劑含有非離子型表面活性劑和抗氧化劑。在本發(fā)明的其它方面，提供用于減少熱應力在反芻動物中不利影響的方法和組合物，包括向動物的飼料添加足夠量的非離子型表面活性劑，以便增強動物的飼料利用效率、增強動物的增重和/或增強動物的產奶。
本文中，術語“反芻動物”是指蹄子具有偶數趾的動物，其具有3或4個室的復合胃，并且這種動物的特征是它將已吞咽的物質再進行咀嚼。反芻動物的一些實例包括黃牛、綿羊、山羊、鹿、野牛、水牛和駱駝。
本文中，“表面活性劑”包括表面活性試劑，其是有機或有機金屬分子，表現出導致稱作表面活性現象的極性和溶解性能。對此，最常認識的現象是兩種不可溶混性流體之間的邊界的縮減。表面活性劑包括起乳化劑、潤濕劑、增溶劑、洗滌劑、懸浮劑、結晶改良劑(水性和非水性的)、絡合劑作用和其它用途的表面活性試劑。在本發(fā)明實踐中最適用的表面活性劑是非離子型表面活性劑，包括但不限于聚氧乙烯脫水山梨醇單油酸酯(吐溫60)，聚氧乙烯脫水山梨醇三油酸酯(吐溫80)，聚氧乙烯脫水山梨醇單硬脂酸酯，烷基三甲基溴化銨，十二烷基三甲基溴化銨，十六烷基三甲基溴化銨，混合的烷基三甲基溴化銨，十四烷基三甲基溴化銨，氯芐烷銨，苯索氯銨，芐基二甲基十二烷基溴化銨，芐基二甲基十六烷基溴化銨，芐基三甲基氯化銨，芐基三甲基甲醇銨，鯨蠟基溴化吡啶鎓，鯨蠟基氯化吡啶鎓，鯨蠟基三丁基溴化磷鏻，鯨蠟基三甲基溴化銨，溴化十烷雙胺，二甲基二(十八烷基)溴化銨，甲基苯索氯銨(methylbenzethonium chloride)，甲基混合三烷基氯化銨，甲基三辛基氯化銨，n，n′，mb′-聚乙烯(10)-n-牛油基-1，3-二氨基丙烷和4-甲基吡啶十二烷基硫酸鹽。在本發(fā)明最優(yōu)選的形式中，非離子型表面活性劑選自聚氧乙烯脫水山梨醇單油酸酯(吐溫60)和聚氧乙烯脫水山梨醇三油酸酯(吐溫80)。
本發(fā)明中，術語“抗氧化劑”包括與動物飼料相容并且適宜在動物飼料中使用的抗氧化劑化合物。可用的抗氧化劑包括，例如丁基化羥基茴香醚(BHA)，丁基化羥基甲苯(BHT)，乙氧基喹，沒食子酸丙酯，叔丁基氫醌(TBHQ)，生育酚類等等?？寡趸瘎┩ǔＪ且钥捎行э@著增加飼料添加劑保質期(如通過顯著降低本發(fā)明表面活性劑物料的酸敗轉化速率)的量在粒狀飼料添加劑的涂敷料中使用。以用于涂敷粒狀飼料添加劑物料的表面活性劑溶液計，抗氧化劑的可使用量通常為約50-約5000ppm，更優(yōu)選約100-約2000ppm，并且最優(yōu)選約200-約1000ppm。
在本發(fā)明的一個實施方案中，將本發(fā)明的表面活性劑和抗氧化劑與粒狀載體底物混合，以便在載體底物上形成涂層，其中含有約10％-約70％(wt/wt)、更優(yōu)選約20％-約65％(wt/wt)并且最優(yōu)選約40％-約60％(wt/wt)的表面活性劑，以粒狀載體和涂敷料的總重量計。以涂敷產品的總重量計，表面活性劑/抗氧化劑涂敷料的特別適用的量為約50％(wt/wt)?？捎糜诒景l(fā)明表面活性劑/抗氧化劑涂敷料的粒狀載體物質包括適用于飼料添加劑用途的基本上惰性的粒狀載體物質。適宜的粒狀載體物質包括但不限于次乙酰塑料，硅藻土和二氧化硅。具體說，可以使用的載體的非限定性實例包括，例如次乙酰塑料(FisherScientific Co.，新澤西，USA)，硅藻土(Sigma Chemical Co.St.Louis，MO)和LuctaCarrierTM二氧化硅(Lucta，S.A.，巴塞羅那，西班牙)。
可以將如上所述形成的本發(fā)明的涂敷的粒狀飼料添加劑以足以增強動物飼料利用效率的量添加到動物飼料中。本發(fā)明中，當與動物飼料混合時，粒狀飼料添加劑的有效量一般為約40-約120g粒狀飼料添加劑/母牛/天，更優(yōu)選約60-約100g粒狀飼料添加劑/母牛/天。當于動物飼料混合時，液體飼料添加劑的有效量一般為約20-約60g液體飼料添加劑/母牛/天，更優(yōu)選約30-約50g液體飼料添加劑/母牛/天。
可在本發(fā)明實踐中使用的飼料或喂養(yǎng)料包括飼草和谷物飼料，如牧草和豆類飼草、農作物殘留物、谷粒、豆類副產物和其它農業(yè)副產物。在所得的飼料需要加工或儲藏的情形中，可以在加工或儲藏之前將飼料用表面活性劑和/或酶處理。對飼草而言，加工可以包括干燥、青貯、斬碎、制丸、切塊或打包，對谷粒和豆類種子而言，加工包括滾碾、調和、磨碎、破碎、崩爆、擠壓、制丸、壓塊、微?；?、焙炒、薄片化、蒸煮和/或爆裂。
本文中，“飼草”包括用作動物飼料的切割的植物原料的地上生長部分，包括單子葉植物和雙子葉植物。其實例包括但不限于鴨茅、梯牧草屬、巨羊茅，黑麥草、苜蓿、紅豆草、三葉草和巢菜。
本文中，“谷物飼料”是指可給反芻動物喂養(yǎng)的植物的種子并且可以包括或不包括外層皮、莢或種殼。其實例包括但不限于玉米、小麥、大麥、高粱、黑小麥、黑麥、低芥酸菜籽(canola)和大豆。
本發(fā)明可以與其它飼料加工技術或儲藏方法結合，并且可以包括在加工過程中或者包括在儲藏過程中?？梢耘c本發(fā)明結合使用的其它加工技術包括但不限于對飼草的干燥、青貯、斬拌、磨碎、制丸、壓塊或打包和對谷物飼料和豆類種子的干燥、滾碾、調和、磨碎、破碎、崩爆、擠壓、制丸、壓塊、微?；⒈撼?、薄片化、蒸煮和或爆裂。儲藏可以包括但不限于青貯和制干草。
優(yōu)選，將本發(fā)明的改進的粒狀飼料添加劑均勻撒布到飼料原料中。所得的飼料可以直接飼喂給牲畜或者儲存并且以后喂養(yǎng)。所得的飼料組合物對延長時間期限是有效的，如延長至至少三年或更長，取決于飼料組合物的性質、儲存條件等等。
除上述的飼料和粒狀或液體飼料添加劑外，本發(fā)明的組合物中還可以含有一種或多種附加的用于增強反芻動物消化過程的試劑。這種試劑包括，例如5-磷酸吡哆醛；富馬酸及其鹽；山梨酸及其鹽；對苯甲酸酯；苯甲酸；聚二甲基硅氧烷-聚醚；不飽和醇；膨潤土；蛋白水解酶和/或碳水化合物酶，如聚糖酶、半纖維素酶、纖維素酶、果膠酶、木聚糖酶和淀粉酶；乳酸菌接種物，如包括干酪乳桿菌(Lactobacilluscasei)，嗜酸乳桿菌(L.acidophilus)，唾液乳桿菌(L.salivarius)，棒狀乳桿菌棒狀亞種(L.corymiformis subsp coryniformis)，彎曲乳桿菌(L.curvatus)，植物乳桿菌(L.plantarum)，短乳桿菌(L.brevis)，布氏乳桿菌(L.buchneri)，發(fā)酵乳桿菌(L.fermentum)，綠色乳桿菌(L.viridescens)，Pdiococcus acidilacti，P.cerevisiae，P.pentosaceus，糞鏈球菌(Streptococcus faecalis)，屎鏈球菌(S.faecium)，乳酸鏈球菌(S.lactis)，布氏乳桿菌(L.buchneri)，發(fā)酵乳桿菌(L.fermentum)，綠色乳桿菌(L.viridenscens)，德氏乳桿菌(L.delbrueckiin)，乳脂明串珠菌(Leuconostoc cremoris)，葡萄聚明串珠菌(L.dextranicum)，腸膜明串珠菌(L.mesenteroides)或噬檸檬酸明串珠菌(L.citrovorum)，以及聚醚羧酸離子載體抗生素，如莫能菌素(參見，例如Westley，Adv.Appl.Microbiology 22177-223(1977))。在將表面活性劑與外源聚糖酶結合使用的情形中，當表面活性劑占飼料干重量的約0.01％數量級時，本發(fā)明的生產飼料組合物的方法是最有效的。在使用表面活性劑而不使用外源酶的情形中，當表面活性劑濃度不超過飼料干重量的約0.2％時，本發(fā)明的組合物是最有效的。
實施例1加速氧化試驗用聚乙烯20脫水山梨醇單油酸酯(Polysorbate 80)和一定量下表所示抗氧化劑的混合物50％w/w(以顆粒和涂料總重量計)涂敷固體二氧化硅顆粒(LuctaCarrierTM二氧化硅，Lucta，S.A.，巴塞羅那，西班牙)，或者其中不用抗氧化劑作為對照。將液體抗氧化劑(例如乙氧基喹)與Polysorbate 80以表中所示的濃度直接混合。將固體抗氧化劑(例如，BHA或BHT)溶解于適宜的溶劑(例如乙醇)中，然后與Polysorbate 80以所列的濃度混合。然后，使用Rancimat試驗，測定涂層的氧化穩(wěn)定性。氧化穩(wěn)定性與油的組分如何容易氧化從而在油中產生異味有關，并且通過加速氧化法用儀器分析測定。關于脂肪穩(wěn)定性測定的美國油化學家協會官方方法Cd 12-57活性氧法(re′vd1989)；Rancimat(Laubli，M.W.和Bruttel，P.A.，JOACS 63792-795(1986))；Joyner，N.T.和J.E.McIntyre，油和皂(1938)15184(Schaal烘箱試驗的改良)。Rancimat法是作為AOM法(活性氧法)的自動版本發(fā)的，用于測定脂肪和油的誘導時間。在此方法中，將通過自氧化產生的高度揮發(fā)性有機酸吸收到水中，并且用來指示誘導時間。下表中所用的縮寫具有以下含義BHT＝丁基化羥基甲苯BHA＝丁基化羥基茴香醚EQ＝乙氧基喹表1

表2

表3

表4

表5

表6

實施例2加速氧化/保質期試驗將非離子型表面活性劑聚氧乙烯20脫水山梨醇單油酸酯(Polysorbate 80)以50％w/w的量涂敷到二氧化硅顆粒上(即以50gPolysorbate 80/50g二氧化硅的比例)，其中或者不添加抗氧化劑(對照)或者添加抗氧化劑。保質期試驗通過感官專家小組測定在40℃下儲存的樣品的酸敗氣味來進行，對每種樣品作出酸敗的評分(評分為0表示沒有酸敗氣味，評分為10表示酸敗氣味的程度最高)。結果示于下表7。
表7

實施例3野外試驗反芻動物具有消化膳食纖維組分的能力，這歸因于瘤胃中的微生物發(fā)酵。然而，如果給飲食補充一種或多種營養(yǎng)活性成分如酶、緩沖劑、精油、維生素和氨基酸，可以提高飼料轉化率。飲食可消化性的提高與飼料攝取量的增加有聯系，這在泌乳的第一階段期間是特別明顯的。根據本發(fā)明，使用用抗氧化劑穩(wěn)定化的表面活性劑飼料添加劑可以增加產奶量并且還可以引起身體狀況的改善，因為很少的營養(yǎng)會從牛自己的組織中流失。
為野外測試本發(fā)明，開發(fā)一種以乳牛用的營養(yǎng)活性配料為基礎的飼料添加劑，這里描述為飼料添加劑A，由維生素補劑、精油、味道增強劑、非離子性表面活性劑和抗氧化劑組成。飼料添加劑A的具體配方如下
飼料添加劑A組合物

*迷迭香油(α-蒎烯)，桉樹油(桉樹腦)，丁香精油(丁香酚)，對-茴香醛，γ-十一烷酸內酯，芐醇，肉桂醛，苯甲醛配方中包括煙酸是由于給高產乳牛補充煙酸可通過降低脂肪和身體蛋白質的活動性并且增加葡萄糖的血漿含量改進它們的代謝效率。這樣可導致較高的產奶量(Jaster，E.A.等“Feeding supplementalniacin for milk production in six dairy herds”，JDairy Sci.，631737(1983))，乳脂肪的增加(Fronk，T.J.等“Effect of dry periodoverconditioning on subsequent metabolic disorders and performanceof dairy cows”，J.Dairy Sci.621804(1980)和蛋白質的增加(Cervantes，A.等“Effects of nicotinamide on milk composition andproduction in dairy cows fed supplemental fat”，J.Dairy Sci.79105(1996))，特別是在熱季期間(Muller，L.D.等“Supplemental niacin forlactating cows during summer feeding”，J.Dairy Sci.，691416(1986))。補充煙酸的效果可能在未產過犢母牛泌乳第一階段期間，并且在熱應力條件下更明顯(NRC，Nutrient requirements of dairycattle，第6次修訂版。National Academy Press.華盛頓，D.C.，pp.47(1989))。
制劑的野外試驗在“Las Traviesas”農場(Saprogal，西班牙)進行一個完整的泌乳周期。在野外試驗中，將總共100頭母牛按它們的分娩次數分成兩群1.第一次分娩(G1或未產過犢母牛)
2.一次以上分娩(G2或成熟母牛)當產仔期開始時，將每頭動物分配到兩個處理組的任一組T1或對照組不添加飼料添加劑AT2或飼料添加劑A組添加80g/母牛/天的飼料添加劑A各群(未產過犢母牛對成熟母牛)分配到各處理組中的個體數顯得略微不平衡(表8)，飼料添加劑A處理組包括60％未產過犢母牛，而對照處理組包括52％未產過犢母牛。泌乳數的記錄對兩個組來說是相似的，允許進行良好的預測，直至305天。當對照組結束時，所有母牛的40％泌乳超過300天，有針對至少一個完全泌乳的記錄并且所有動物的超過65％超過250天在泌乳。在實驗期間結束時不具有至少3個完全記錄的得自母牛的數據(產奶量和奶分析)不作為統(tǒng)計學分析。
表8動物的分布及按照分群方式和處理方式進行分析的記錄(包括乳的對照，19/11/00)

飼料添加劑A如下供給。將840kg小麥與160kg飼料添加劑A混合，并且將混合物制成丸狀，來制備飼料。將500g丸狀混合物每日傳飼喂T2組的動物，由此提供80g飼料添加劑A加420g小麥。T1組的動物(沒有飼料添加劑A)每日被飼喂420g小麥，以便平衡處理組T2(飼料添加劑A)中所含的這種谷物的量。
在例行的農場活動后，對動物進行照料，包括每天的早晨和下午兩次擠奶期間。
喂養(yǎng)安排包括將適合泌乳的基礎定糧每天兩次飼喂給所有的母牛，所說的泌乳包括每日產最多25kg奶。其成分和營養(yǎng)組成如表9A和9B所示。
表9A基礎定糧成分組成

表9B基礎定糧營養(yǎng)組成

給此基礎定糧補充產量飼料(其組成見表9C和9D)，比例為1kg飼料/所產的25kg基本量以外的2.5kg的額外的奶。
表9C產量飼料成分組成

表9D產量飼料營養(yǎng)組成

將飼料添加劑A以小麥基料的丸狀飼料形式供給并且劑量為500g丸/母牛/天。用含飼料添加劑A的飼料丸替代等量的產量飼料。產奶量低于25kg/天并因此不飼喂產量飼料的母牛，只給予補充有飼料添加劑A/小麥混合物的基礎定糧。飼料添加劑A/小麥混合物的營養(yǎng)組成見表10A和10B。
表10小麥/飼料添加劑A混合料營養(yǎng)分析

記錄并且分析以下參數產奶量每母牛/天的產奶量，使用來自農場的每月產量對照。
奶品質蛋白質和脂肪分析及體細胞數，按每月為基礎。
體重從泌乳期開始至結束，每兩個月評價體重變化，使用稱重帶測定胸圍。產仔/受孕間隔(生育力指數)測定產仔和第一次生育服務之間的時間。將那些在實驗結束時沒有受孕的母牛從統(tǒng)計學分析中去除。
母牛評價包括四肢評價、乳房和最終形態(tài)等級評定。
統(tǒng)計學分析為統(tǒng)計學分析每日產奶量(MY，kg/天)，使用SAS MIXED方法(Littell，R.C.等，SAS System for Mixed Models，Cary，NC，SASInstitute Inc.1996)來開發(fā)四階多項式模型，根據泌乳日，并且用無規(guī)回歸系數。該模型用作固定效果處理(對照對飼料添加劑A)和群(未產過犢母牛對成熟母牛)。
使脂肪、蛋白質和體細胞數的進展適合三次多項式方程。將體細胞數換算成“線性分數”，按照下式考慮體細胞數的對數函數線性分數＝Log(細胞數×103)/Log2在模型上使用無規(guī)系數可以使動物與動物之間的回歸系數有所不同，各個系數由固定段和無規(guī)段構成，其中所說的無規(guī)段按照通過模型本身所估計的分布變化。此外，該模型可以在單一動物上進行重復測定，并且允許比較兩種曲線之間任何指定點中存在的差異。第三個特點是可以從方程式中進行系數比較，但這個選擇被放棄，因為這些系數不具有任何生物學意義。
結果和討論形態(tài)學得分的分析對每個動物的足和腿、乳房組合部位進行評分并且進行最終的綜合評分，目的是檢測各群之間和各處理組之間可能的起源差異或隨機差異。即使此值比ICO遺傳值的準確度低，其中所說的遺傳值包括生產參數的重量計算(10％kg脂肪+51％kg蛋白質+5％蛋白質的百分比)和分數值(4％四肢得分+15％乳房得分+15％最終形態(tài)得分)，但單獨的形態(tài)學得分被認為是遺傳潛力的相關指標。此數值往往強調動物的第一次分娩；因此在本實驗中，觀察到未產過犢母牛的數值低于成熟母牛的數值是正常的。然而，在實驗中，沒有檢測到處理組之間的明顯差異(76.2對76.7；表11)，所以可以推測，兩個群的遺傳潛力在起源處是平衡的，并且不影響飼料添加劑A的評價。
表11形態(tài)學得分

每日產量和累積產量分析農場的對照母牛是高產母牛，對未產過犢母牛及成熟母牛而言，產量高峰接近40kg/母牛/天(表12)，并且305天的累積產量達9429kg/母牛(表12)，這些數據相當于平均產量31kg奶/母牛/天。
表12連續(xù)泌乳日的產奶量比較，以kg/天計，按照處理方式進行比較

補充飼料添加劑A可以導致從第30天泌乳日開始產奶量有顯著增加(0.81kg/母牛/天，相當于平均增加2.6％)。這個結果使得從第四個泌乳月開始具有統(tǒng)計學意義，增量達到最高3kg/母牛/天，(6.8％；表12)。從第300天開始，產量增加(17.8％；表12)，但它們不再具有統(tǒng)計學意義，因為增加的變化性并且達到泌乳曲線的這個后期階段的動物數下降。
表13連續(xù)泌乳日的產奶量比較，以kg/天計，按照分群方式和處理方式進行比較

按照分群方式分析添加飼料添加劑A的結果，顯然第一次分娩的母牛顯出比其它母牛更好的響應(21.6％對11.5％；表13)。累積產奶量分析顯示出的走向與每日產量相同補充飼料添加劑A的效果從第一個泌乳月開始非常明顯。305天時的累積產奶量提高了8.1％，或者767kg奶/母牛。顯然，未產過犢母牛群動物的響應程度比成熟母牛群的動物高，分別為13.3％對3.4％(參見表15)。
表14連續(xù)泌乳日的累積產奶量(以kg計)和百分比差異，按照處理方式進行分析

表15累積產奶量(kg/母牛)和處理方式之間按照分群方式分析存在的差異(kg/母牛和％)

圖3給出了對照和飼料添加劑A之間在累積奶量(以kg/母牛計)和泌乳方面差異的評估曲線。三次方程是良好的跟蹤泌乳日的預測工具，因為其R2顯出非常高的值。
y＝-0.0184x3+1.3849x2-1.1995x-1.241R2＝0.9999脂肪、蛋白質和體細胞數的數值和曲線分析如表16所示，乳蛋白的百分比不受分群結果(未產過犢母牛對成熟母牛)的影響。然而，脂肪百分比受影響，因為未產過犢母牛群中顯出的脂肪數值明顯高于成熟母牛群。處理比較(對照對飼料添加劑A)顯示在蛋白質或脂肪組成方面沒有差異。用脂肪數值對產奶量的標準化(3.7％或4％脂肪作為參照值)不能給統(tǒng)計學分析提供任何改進，這可能是由于從個體母牛中獲得的乳脂肪數值的變化性高的原因(數據未顯示)。此外，通常來說，脂肪和蛋白質的標準化是對305天泌乳的累積產量、按平均蛋白質或脂肪數值進行的，而不是按每日奶量數值進行的。
表16蛋白質、脂肪和體細胞數值的平均平方最小值，按照分群方式和處理方式進行分析

1ns；不明顯；*p＜0.05；**；p＜0.01；***p＜0.0012按照體細胞數的對數函數計算，參見Lundeen，T.，“Mastitismanagementmonitoring SCC reduces mastitis incidence”，Feedstuffs，92001年1月8日。
蛋白質平均數值沒有顯出明顯差異。然而，在成熟母牛中，數值曲線分析從泌乳第170天至第250天產生明顯差異。這說明在此期間，喂養(yǎng)飼料添加劑A的成熟母牛所產的奶中蛋白質含量比對照組低0.1％(表17)。這個下降無論在未產過犢母?；蛟诳偟膭游锓治鰠R總中沒有發(fā)現，如前面的表16的評注中所顯示的。關于奶中蛋白質含量的曲線顯示有一個平穩(wěn)下降，平行于兩個群和處理組所共有的產奶的增加。用飼料添加劑A喂養(yǎng)的母牛中，累積凈蛋白質產量較高，因為這些動物的產奶量有明顯的增加。
表17乳蛋白質含量比較，按照分群方式和處理方式進行比較

就乳脂肪而言，無論是未產過犢母?；蚴浅墒炷概Ｖ谢蛘邔⑦@兩群一起考慮，它們的處理之間沒有明顯差異。然而，成熟母牛中的差異揭示了某種趨勢，即脂肪含量的略微下降與飼料添加劑A處理是有聯系的。如同蛋白質一樣，累積的總脂肪產量在飼料添加劑A喂養(yǎng)的母牛中較高，因為這些動物的產奶量明顯較高。由于個體變化中的差異，在處理和群之間沒有明顯差異，盡管當分析絕對平均數時各群之間存在差異。
表18針對體細胞數(SCC)的線性指數(線性得分，LS)的主等價量

采納自Lundeen，2001，同上就體細胞數(SCC)而言，對線性指數(“線性得分”-LS)進行統(tǒng)計學分析。此數值由細胞數的實際數值的對數函數計算而得(參見第3部分)。LS和SCC之間的相互關系見表18，采納自Lundeen的成果(2001)。LS差異在未產過犢母牛和成熟母牛之間是明顯的(P＜0.01)并且在處理之間也是明顯的(P＜0.05)，并且與飼料添加劑A處理的較高指數有關系。在第305天，平均差異是0.66個線性點(參見表16)。SCC不作為用于初期母牛分類的參數，所說的初期分類使飼料添加劑A群中的動物具有較高的原始數，其被攜帶在整個泌乳期中?？傮w農場記錄證實，成熟母牛(分娩一次以上)顯出LS-SCC水平高于4.0，與是否處理無關。這個水平可以認為是準病理學的。高于6.0線性點的水平是臨床乳腺炎的指示，其在8頭喂養(yǎng)飼料添加劑A的動物和在4頭中心動物中得到證實。另一方面，SCC差異引起飼料添加劑A處理的經濟性能的降低。正如美國國家乳腺炎委員會所報道，LS每增加一點可使第一次分娩母牛的泌乳總產奶量減少100kg并且使分娩過一次以上的母牛減少200kg。這些數值的平均數分別為0.35和0.70kg/母牛/天。
身體狀況和產仔至受孕的間隔作為身體狀況的評估，在實驗開始時和此后每2/3個月記錄每個動物的腰圍(barrel perimeter)。在泌乳期結束時，按此方式對每頭動物進行四次測量。然而，數據顯示這種方法不夠精確并且即使在個體水平上也有非常寬泛的變化性。
就生育力而言，使用產仔和第一次生育服務之間的時間間隔作為指標。在試驗結束時并且使用至2001年1月為止的生育力數據，農場的平均數為140天，比最佳間隔稍長，并且使得產仔至產仔的時間間隔清楚地確定為400天以上。這可能時由于IBR感染的影響，這個事實是由農場的獸醫(yī)提出的。研究顯示，在超過150天的試驗結束時有更多的對照母牛發(fā)育成熟(open)(19.2％的對照母牛和12.5％的飼料添加劑A母牛)。
在產仔至受孕間隔方面，各群之間沒有顯著差異(對未產過犢母牛而言，減少3.0天)，但在處理組之間差異是明顯的，經匯總，對飼料添加劑A喂養(yǎng)的動物而言，平均減少24.7天(P＝0.1093，表11)。喂養(yǎng)飼料添加劑A的第一次分娩動物對產仔至受孕間隔的響應減少了33.8天，而較多成熟母牛的響應稍微小一些，間隔減少了9.7天。
表19產仔至受孕間隔的比較結果(以天數計)，按照分群方式和處理方式進行比較，以及通過處理發(fā)育成熟(open)母牛的百分比。

1.從產仔開始超過150天的試驗結束時母牛發(fā)育成熟的百分比。
2.處理手段之間的差異具有統(tǒng)計學意義(P＝0.1093)總體討論對用于野外測試的農場進行的整體評價顯示，305天泌乳期限內平均產奶量為31kg/母牛/天，含有4.38％脂肪和3.30％蛋白質。SCC數值相當高并且特別在分娩一次以上的母牛中更是如此，其平均線性數值為4.0，接近臨床階段的邊界。對一些個體，確定出線性數值高于6.0的乳腺炎。產仔至受孕間隔為約140天，比所預計的長，并且產仔至產仔間隔發(fā)現為大約400天。獸醫(yī)還診斷出一些IBR病例(傳染性牛鼻氣管炎)。
給飲食補充飼料添加劑A導致產奶量非常明顯增加并且產仔至受孕間隔明顯減少(表18)。脂肪和蛋白質含量據觀察差異不明顯，但當評價實驗的經濟時必須被算在內。飼料添加劑A處理有助于乳脂肪和乳蛋白的累積產量。最后，SCC分析顯示，當考慮飼料添加劑A處理過動物的明顯較高(0.7LS-SCC點，第4.3部分)的起始數值時，飼料添加劑A不影響這個參數。
表20對照和處理組中主要參數比較結果總結

1FAA＝飼料添加劑A結論野外測試的評估結論是，305天泌乳期間的平均產奶量超過9400kg/母牛(4.38％脂肪和3.30％蛋白質)。體細胞數相當高，特別是對分娩一次以上的母牛更是如此，其獲得的線性指數(Ll-SCC)為4.0。產仔至受孕間隔稍低于最佳值，經計算一些為139天并且可能與農場檢測到的IBR感染并發(fā)。
在飲食中補充飼料添加劑A導致平均產奶量有非常明顯(P＜0.01)的提高(8.1％或額外的767kg奶/母牛/泌乳期)，同時脂肪和蛋白質含量有輕微、不明顯的下降，分別達到4.30％和3.24％。飼料添加劑A組中的母牛開始實驗時的體細胞線性指數比對照母牛高0.7個點，這個因素僅僅是隨機結果。體細胞數中的差異在整個實驗的過程中是穩(wěn)定的并且結論是飼料添加劑A不影響此參數。最后，飼料添加劑A引起統(tǒng)計學意義(P＝0.11)的產仔至受孕間隔的減少25天。
基本奶成本為US$0.258/l，小牛價值US$172.20并且不包括生產成本，此實驗的經濟評估對飼料添加劑A喂養(yǎng)的母牛的超過US$233/母牛/泌乳期的成本來說是正數。
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權利要求
1.用于反芻動物的飼料添加劑，含有足夠量的非離子型表面活性劑以增強動物對飼料的利用率和足夠量的抗氧化劑以增強非離子型表面活性劑氧化穩(wěn)定性。
2.權利要求1的飼料添加劑，其中將非離子型表面活性劑和抗氧化劑涂敷到粒狀載體上。
3.權利要求1的飼料添加劑，其中非離子型表面活性劑選自聚氧乙烯脫水山梨醇單油酸酯，聚氧乙烯脫水山梨醇三油酸酯，聚氧乙烯脫水山梨醇單硬脂酸酯，烷基三甲基溴化銨，十二烷基三甲基溴化銨，十六烷基三甲基溴化銨，混合的烷基三甲基溴化銨，十四烷基三甲基溴化銨，氯苯烷銨，苯索氯銨，芐基二甲基十二烷基溴化銨，芐基二甲基十六烷基溴化銨，芐基三甲基氯化銨，芐基三甲基甲醇銨，鯨蠟基溴化吡啶鎓，鯨蠟基氯化吡啶鎓，鯨蠟基三丁基溴化磷鏻，鯨蠟基三甲基溴化銨，溴化十烷雙胺，二甲基二(十八烷基)溴化銨，甲基苯索氯銨，甲基混合三烷基氯化銨，甲基三辛基氯化銨，n，n′，mb′-聚乙烯(10)-n-牛油基-1，3-二氨基丙烷和4-甲基吡啶十二烷基硫酸鹽。
4.權利要求3的飼料添加劑，其中非離子型表面活性劑選自聚氧乙烯脫水山梨醇單油酸酯和聚氧乙烯脫水山梨醇三油酸酯。
5.權利要求2的飼料添加劑，其中以粒狀載體基底和涂層的總重量計，非離子型表面活性劑占表面活性劑的約10％-約70％(wt/wt)。
6.權利要求5的飼料添加劑，其中以粒狀載體基底和涂層的總重量計，非離子型表面活性劑占表面活性劑的約40％-約60％(wt/wt)。
7.權利要求1的飼料添加劑，其中抗氧化劑選自丁基化羥基茴香醚(BHA)，丁基化羥基甲苯(BHT)，乙氧基喹，沒食子酸丙酯，叔丁基氫醌(TBHQ)和生育酚。
8.權利要求1的飼料添加劑，其中以涂層中所用的表面活性劑計，抗氧化劑的存在量為約100-約2000ppm。
9.權利要求2的飼料添加劑，其中固體粒狀載體選自次乙酰塑料，硅藻土和二氧化硅。
10.權利要求1的飼料添加劑，其還含有至少一種消化增強劑。
11.權利要求10的飼料添加劑，其中至少一種消化增強劑是乳酸菌接種物。
12.權利要求10的飼料添加劑，其中至少一種消化增強劑是莫能菌素。
13.用于增強反芻動物的飼料利用率的方法，包括向動物飼料中添加足夠量的飼料添加劑以增強動物對飼料的利用率，其中飼料添加劑中含有非離子型表面活性劑和足夠量的抗氧化劑以增強非離子型表面活性劑的氧化穩(wěn)定性。
14.權利要求13的方法，其中將非離子型表面活性劑和抗氧化劑涂敷到粒狀載體基底上。
15.權利要求13的方法，其中非離子型表面活性劑選自聚氧乙烯脫水山梨醇單油酸酯，聚氧乙烯脫水山梨醇三油酸酯，聚氧乙烯脫水山梨醇單硬脂酸酯，烷基三甲基溴化銨，十二烷基三甲基溴化銨，十六烷基三甲基溴化銨，混合的烷基三甲基溴化銨，十四烷基三甲基溴化銨，氯苯烷銨，苯索氯銨，芐基二甲基十二烷基溴化銨，芐基二甲基十六烷基溴化銨，芐基三甲基氯化銨，芐基三甲基甲醇銨，鯨蠟基溴化吡啶鎓，鯨蠟基氯化吡啶鎓，鯨蠟基三丁基溴化磷鏻，鯨蠟基三甲基溴化銨，溴化十烷雙胺，二甲基二(十八烷基)溴化銨，甲基苯索氯銨，甲基混合三烷基氯化銨，甲基三辛基氯化銨，n，n′，mb′-聚乙烯(10)-n-牛油基-1，3-二氨基丙烷和4-甲基吡啶十二烷基硫酸鹽。
16.權利要求14的方法，其中非離子型表面活性劑選自聚氧乙烯脫水山梨醇單油酸酯和聚氧乙烯脫水山梨醇三油酸酯。
17.權利要求13的方法，其中非離子型表面活性劑占飼料干重量的約0.01％-1％(wt/wt)。
18.權利要求17的方法，其中非離子型表面活性劑占飼料干重量的約0.01％-0.3％(wt/wt)。
19.權利要求13的方法，其中抗氧化劑選自丁基化羥基茴香醚(BHA)，丁基化羥基甲苯(BHT)，乙氧基喹，沒食子酸丙酯，叔丁基氫醌(TBHQ)和生育酚。
20.權利要求14的方法，其中以涂層中所用的表面活性劑計，抗氧化劑的存在量為約100-約2000ppm。
21.權利要求14的方法，其中粒狀載體基底選自次乙酰塑料，硅藻土和二氧化硅。
22.權利要求13的方法，其還包括將至少一種消化增強劑添加到飼料中。
23.權利要求22的方法，其中至少一種消化增強劑是乳酸菌接種物。
24.權利要求20的方法，其中至少一種消化增強劑是莫能菌素。
全文摘要
本發(fā)明提供改進的粒狀飼料添加劑和通過將該飼料添加劑添加到動物飼料中來增強反芻動物的飼料利用效率的方法，其中所述飼料添加劑含增強動物對飼料利用率的非離子型表面活性劑和足夠量的增強飼料添加劑保質期的抗氧化劑。該方法和組合物可以提高動物的增重量和/或產奶量。
文檔編號A23K1/175GK1543315SQ02810727
公開日2004年11月3日 申請日期2002年4月23日 優(yōu)先權日2001年4月24日
發(fā)明者鄭國展, J·索拉 申請人:不列顛哥倫比亞大學