一種豬用低碳氮排放的飼料添加劑的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)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、蒙脫石氧化鋅復(fù)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、沸石氧化鋅復(fù)合物1～10重量份。本發(fā)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(chǎn)量功能、纖維寡糖的調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)功能、蒙脫石/沸石氧化鋅復(fù)合物的保護(hù)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(jī)結(jié)合，產(chǎn)生協(xié)同組合效應(yīng)，可降低豬氮排泄量30-70%，降低豬舍氨氣排放30-50%，降低甲烷排放20-30%。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種豬用低碳氮排放的飼料添加劑
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)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(shù)】
[0002]全球變暖主要是由大氣中過(guò)高濃度的溫室氣體引起溫室效應(yīng)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(jù)估測(cè)，因全球畜牧養(yǎng)殖業(yè)直接或者間接產(chǎn)生的溫室氣體占年度全部排放總量的18%甚至更高(FA0，2006)。我國(guó)已發(fā)展成為世界最大的豬肉生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)。據(jù)FA0(2006)報(bào)告，我國(guó)是世界最大的動(dòng)物糞便源性甲烷排放國(guó)，占全球的22%，而其中80%以上來(lái)源于豬糞便。CH4作為重要的溫室氣體之一，其增暖潛勢(shì)約是CO2的23倍，對(duì)全球變暖的貢獻(xiàn)率為19%，僅次于CO2(55%)。畜牧業(yè)向大氣排放甲烷包括兩種途徑，一種是家畜通過(guò)胃腸道體內(nèi)發(fā)酵產(chǎn)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(jī)物通過(guò)體外厭氧發(fā)酵產(chǎn)生甲烷釋放到大氣中。可見(jiàn)，我國(guó)畜牧養(yǎng)殖業(yè)，尤其是生豬生產(chǎn)，在消耗大量自然資源的同時(shí)也向環(huán)境中排放大量的溫室氣體，發(fā)展低碳養(yǎng)豬業(yè)是建設(shè)低碳型社會(huì)的重要組成和必然要求。
[0003]長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直認(rèn)為瘤胃產(chǎn)甲烷是動(dòng)物養(yǎng)殖業(yè)中溫室氣體的主要來(lái)源，而一直忽視了單胃動(dòng)物后腸甲烷的生成，實(shí)際上，在我國(guó)，豬的養(yǎng)殖數(shù)量巨大，而豬每天甲烷產(chǎn)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(chǎn)甲烷菌對(duì)單胃動(dòng)物后腸的微生物發(fā)酵還有深遠(yuǎn)的影響，當(dāng)日糧中的纖維類(lèi)物質(zhì)到達(dá)后腸，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(jí)發(fā)酵產(chǎn)物。產(chǎn)甲烷菌能夠利用氫，使腸道維持較低的氫氣壓，從而促進(jìn)產(chǎn)氫菌的代謝和其他產(chǎn)物的生成，最終促進(jìn)纖維素等有機(jī)物質(zhì)的降解；因此，單胃動(dòng)物后腸中甲烷的形成也有利于微生物的代謝。但有別于反當(dāng)動(dòng)物瘤胃代謝，單胃動(dòng)物后腸中同時(shí)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(zhuǎn)化，有助于降低甲烷的生成。
[0004]規(guī)?；i場(chǎng)排放的氨氣(NH3)對(duì)環(huán)境的污染越來(lái)越受到人們的關(guān)注。一個(gè)年產(chǎn)10萬(wàn)頭的豬場(chǎng)，每小時(shí)可向大氣中排放159kg氨氣。豬場(chǎng)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(chǎn)生的。脲酶又名尿素酰胺水解酶，廣泛的存在于各種細(xì)菌、真菌和植物中，它在自然條件下的氮循環(huán)中發(fā)揮著重要的作用，動(dòng)物含氮化合物在代謝過(guò)程能產(chǎn)生大量尿素，在自然條件下，尿素會(huì)緩慢的分解，產(chǎn)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酰胺、磷酸三酰胺、乙酰氧肟酸、苯醌等，主要運(yùn)用在人類(lèi)醫(yī)學(xué)和土壤上，較少用于養(yǎng)豬業(yè)。而且許多脲酶抑制劑對(duì)人體或環(huán)境本身就有害，為減少養(yǎng)豬業(yè)中氨氣所造成的環(huán)境污染，必須研究高效安全的新型脲酶抑制劑。
[0005]腸道是動(dòng)物消化吸收飼料中營(yíng)養(yǎng)成分的最重要場(chǎng)所，其功能狀態(tài)決定了碳、氮和其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收利用程度和排放總量。因此，改善腸道功能對(duì)于提高飼料利用效率、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(xiàn)實(shí)生產(chǎn)條件下，存在多種不利因素，如飼料中黃曲霉毒素、過(guò)氧化脂質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)不平衡性等以及各種應(yīng)激反應(yīng)(如熱應(yīng)激、氧化應(yīng)激、疾病感染等)，都會(huì)導(dǎo)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(yǎng)殖的發(fā)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收利用的關(guān)鍵因素和亟待解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)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、蒙脫石氧化鋅復(fù)合物I?10重量份。
[0008]所述的蒙脫石氧化鋅復(fù)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、沸石氧化鋅復(fù)合物I?10重量份。
[0010]所述的沸石氧化鋅復(fù)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(xué)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(guò)非共價(jià)鍵的相互作用組裝而成化合物，它的結(jié)構(gòu)類(lèi)似于水鎂石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(yīng)用價(jià)值。延胡索酸可充當(dāng)氫的受體與甲烷菌競(jìng)爭(zhēng)豬腸道的可利用氫，降低甲烷生成，水滑石對(duì)延胡索酸具有緩釋作用，可更好發(fā)揮延胡索酸降低豬腸道甲烷產(chǎn)量的功能。
[0012]纖維寡糖(cello-oligosaccharide, COS)是卩比喃型葡萄糖單元通過(guò)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，由于構(gòu)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(nèi)外試驗(yàn)表明，纖維寡糖可以促進(jìn)雙歧桿菌，乳酸桿菌等有益微生物的增殖，同時(shí)抑制大腸桿菌和梭菌等增殖，改善腸道微生態(tài)，纖維寡糖在腸道發(fā)酵產(chǎn)生短鏈脂肪酸，降低腸道pH。但添加纖維寡糖會(huì)引起豬大腸發(fā)酵過(guò)度，豬拉稀糞較多。
[0013]蒙脫石氧化鋅復(fù)合物和沸石氧化鋅復(fù)合物均具有保護(hù)腸黏膜和促進(jìn)腸黏膜損傷修復(fù)的作用，可保護(hù)腸上皮屏障。蒙脫石/沸石氧化鋅復(fù)合物和纖維寡糖同時(shí)添加，可以消除纖維寡糖過(guò)度發(fā)酵致豬消化道的不良反應(yīng)。而且，蒙脫石/沸石氧化鋅復(fù)合物可抑制脲酶活性，并具有吸附固氮的功能，可降低氨氣釋放。
[0014]本發(fā)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(chǎn)量功能、纖維寡糖的調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)功能、蒙脫石/沸石氧化鋅復(fù)合物的保護(hù)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(jī)結(jié)合，產(chǎn)生協(xié)同組合效應(yīng)，可降低豬氮排泄量30-70%,降低豬舍氨氣排放30-50%，降低甲烷排放20-30%。
【具體實(shí)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、蒙脫石氧化鋅復(fù)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、沸石氧化鋅復(fù)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復(fù)合物中氧化鋅的重量百分含量為5~20%。所述的沸石氧化鋅復(fù)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制備方法是，將延胡索酸和水滑石均研磨至大于200目，然后將兩者混合均勻，再與纖維寡糖和蒙脫石氧化鋅復(fù)合物混合均勻。
[0019]或者將延胡索酸和水滑石均研磨至大于200目，然后將兩者混合均勻，再與纖維寡糖和沸石氧化鋅復(fù)合物混合均勻。
[0020]本發(fā)明結(jié)合以下實(shí)例作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0021]實(shí)施例1
預(yù)備:根據(jù)文獻(xiàn) “Preparation of zinc oxide - montmori I 1nite hybrids，，(見(jiàn):Khaorapapong, N., N.Khumchoo, M.0gawa.Mater.Lett.2011, 65:657 - 660)的方法制備蒙脫石氧化鋅復(fù)合物。按重量百分比計(jì)，蒙脫石氧化鋅復(fù)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，均研磨至大于200目，然后將兩者混合均勻，混合物再與纖維寡糖100公斤、蒙脫石氧化鋅復(fù)合物100公斤混合后拌勻，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(zhǎng)大生長(zhǎng)豬按飼養(yǎng)試驗(yàn)要求分成2組，每組設(shè)3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)8頭，對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)飼糧，試驗(yàn)組飼喂含0.20% FA-RCNE的飼糧，試驗(yàn)期60d。每天測(cè)量豬舍氨氣和甲烷濃度。飼養(yǎng)試驗(yàn)后，采用全收糞法進(jìn)行氮排泄試驗(yàn)，試驗(yàn)期共計(jì)7 d，其中預(yù)試期3 d，正試期4 d。結(jié)果表明，與對(duì)照組相比，F(xiàn)A-RCNE組顯著增加(P <0.05)回腸和結(jié)腸內(nèi)容中乳酸桿菌數(shù)量，顯著降低(P < 0.05)回腸和結(jié)腸內(nèi)容中大腸桿菌和梭菌數(shù)量，提高十二指腸、空腸和回腸絨毛高度/隱窩深度的比率32%0° < 0.05)，降低空腸、回腸和結(jié)腸熒光素標(biāo)記葡聚糖(FD4)通透性(P < 0.05)，提高豬粗蛋白質(zhì)消化率24% Ο°<0.05)，降低氮排泄量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(shí)施例2
予頁(yè)備:根據(jù)文獻(xiàn) “ZnO/montmorillonite for photocatalytic and photochemicaldegradation of methylene blue”(見(jiàn):Fatimah, I, Wang, SB, ffulandari, D.App1.Clay Sc1.2011，53，553-560.)的方法制備蒙脫石氧化鋅復(fù)合物。按重量百分比計(jì)，蒙脫
石氧化鋅復(fù)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，均研磨至大于200目，然后將兩者混合均勻，混合物再與纖維寡糖500公斤、蒙脫石氧化鋅復(fù)合物1000公斤混合后拌勻，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、蒙脫石氧化鋅復(fù)合物、FA-RCNE對(duì)糞便體外培養(yǎng)的氨釋放影響。試驗(yàn)分5個(gè)處理:分別為對(duì)照組、延胡索酸組、纖維寡糖組、蒙脫石氧化鋅復(fù)合物組，F(xiàn)A-RCNE組。每個(gè)處理組設(shè)3個(gè)重復(fù)，試驗(yàn)期7天，每天測(cè)定排泄物中氨的產(chǎn)生量和脲酶活性。結(jié)果表明，延胡索酸和纖維寡糖對(duì)排泄物中脲酶活性和氨氣釋放量無(wú)顯著影響。蒙脫石氧化鋅復(fù)合物降低排泄物中脲酶活性18%，降低氨氣釋放量20%。FA-RCNE降低排泄物中脲酶活性43%，降低氨氣釋放量40%。
[0027]48頭體重60 kg左右的杜長(zhǎng)大肥育豬按飼養(yǎng)試驗(yàn)要求分成2組，每組設(shè)3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)8頭，對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)飼糧，試驗(yàn)組飼喂含0.50% FA-RCNE的飼糧，試驗(yàn)期60 d。每天測(cè)量豬舍氨氣和甲烷濃度。飼養(yǎng)試驗(yàn)后，采用全收糞法進(jìn)行氮排泄試驗(yàn)，試驗(yàn)期共計(jì)7山其中預(yù)試期3 d，正試期4 d。結(jié)果表明，與對(duì)照組相比，F(xiàn)A-RCNE組顯著增加(P < 0.05)回腸和結(jié)腸內(nèi)容中乳酸桿菌數(shù)量，顯著降低0°〈0.05)回腸和結(jié)腸內(nèi)容中大腸桿菌和梭菌數(shù)量，顯著提高十二指腸、空腸和回腸絨毛高度/隱窩深度的比率0°〈 0.05)，提高豬粗蛋白質(zhì)消化率27% O°〈0.05)，降低氮排泄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(shí)施例3
予頁(yè)備:根據(jù)文獻(xiàn)“Ultraviolet resistance and antimicrobial properties ofZnO-supported zeolite filled isotactic polypropylene composites，，(見(jiàn):Jiang, J.,Li, G., Ding, Q., Mai, K.C., Polym.Degrad.Stabi1.2012，97，833-838.)的方法制備沸石氧化鋅復(fù)合物。按重量百分比計(jì)，沸石氧化鋅復(fù)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，均研磨至大于200目，然后將兩者混合均勻，混合物再與纖維寡糖300公斤、蒙脫石氧化鋅復(fù)合物200公斤混合后拌勻，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(guò)在豬糞便中添加延胡索酸、纖維寡糖、沸石氧化鋅復(fù)合物、FA-RCNE，研究其對(duì)糞便氨釋放的影響。試驗(yàn)分5個(gè)處理組，分別為對(duì)照組、延胡索酸組、纖維寡糖組、沸石氧化鋅復(fù)合物組、FA-RCNE組，每個(gè)處理組設(shè)3個(gè)重復(fù)。試驗(yàn)期7天，每天測(cè)定糞便中氨的產(chǎn)生量，糞樣脲酶活性。結(jié)果表明，延胡索酸和纖維寡糖對(duì)糞便中脲酶活性和氨氣釋放量無(wú)顯著影響。沸石氧化鋅復(fù)合物降低排泄物中脲酶活性21%，降低氨氣釋放量28%。FA-RCNE降低排泄物中脲酶活性48%，降低氨氣釋放量54%。
[0031]48頭體重60 kg左右的杜長(zhǎng)大肥育豬按飼養(yǎng)試驗(yàn)要求分成2組，每組設(shè)3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)8頭，對(duì)照組飼喂基礎(chǔ)飼糧，試驗(yàn)組飼喂含0.40% FA-RCNE的飼糧，試驗(yàn)期60 d。每天測(cè)量豬舍氨氣和甲烷濃度。飼養(yǎng)試驗(yàn)后，采用全收糞法進(jìn)行氮排泄試驗(yàn)，試驗(yàn)期共計(jì)7d，其中預(yù)試期3 d，正試期4 d。結(jié)果表明，與對(duì)照組相比，F(xiàn)A-RCNE組提高豬粗蛋白質(zhì)消化率25% QKQ.05)，降低氮排泄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(quán)利要求】
1.一種豬用低碳氮排放的飼料添加劑，其特征在于其組成為: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、蒙脫石氧化鋅復(fù)合物I?10重量份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種豬用低碳氮排放的飼料添加劑，其特征在于，所述的蒙脫石氧化鋅復(fù)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，其特征在于其組成為: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、沸石氧化鋅復(fù)合物I?10重量份。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種豬用低碳氮排放的飼料添加劑，其特征在于，所述的沸石氧化鋅復(fù)合物中氧化鋅的重量百分含量為5?20%。
【文檔編號(hào)】A23K1/18GK103766658SQ201410030261
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2014年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月23日
【發(fā)明者】胡彩虹, 宋澤和, 肖堪, 焦樂(lè)飛, 柯亞露, 宋娟 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)