一種沸石丁酸粉劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種沸石丁酸粉劑及其制備方法和應(yīng)用。一種沸石丁酸粉劑，該沸石粉劑由96～99wt％沸石和1～4wt％丁酸組成；可通過以下方法制備得到：按重量百分?jǐn)?shù)將1～7mol/L丁酸溶液89wt％～94wt％和活化后的沸石6wt％～11wt％混合后，置于磁力攪拌器中加熱攪拌2～5小時、靜置、洗滌、過濾，將分離得到的固體物料進(jìn)行干燥，干燥后的物料進(jìn)行粉碎至顆粒細(xì)度≤0.1毫米，即制得沸石丁酸粉劑。該粉劑解決了丁酸的揮發(fā)性與奶酪酸敗樣氣味，防止其在動物腸道前段被分解吸收等弊端，在飼料中添加0.5％～2％沸石丁酸粉劑即可提高肉雞生產(chǎn)性能，促進(jìn)腸道生長發(fā)育，具有改善抗氧化功能、調(diào)節(jié)胃腸道微生態(tài)和保護(hù)腸道形態(tài)的作用。
【專利說明】一種沸石丁酸粉劑及其制備方法和應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于飼料源活性物質(zhì)領(lǐng)域，具體涉及一種沸石丁酸粉劑及其制備方法和應(yīng) 用。

【背景技術(shù)】
[0002] 腸道是動物最大的消化器官和免疫器官，腸道的健康和完整性對動物生產(chǎn)性能潛 力的發(fā)揮和健康尤為重要。但腸道易受吞食進(jìn)入的有機(jī)物及有毒物質(zhì)損害，從而損傷機(jī)體 的保護(hù)屏障，影響動物對飼料的正常消化吸收，嚴(yán)重者會導(dǎo)致細(xì)菌的易位和腸功能障礙。長 期以來，在生產(chǎn)中控制飼料和環(huán)境污染主要依靠使用抗生素?？股刈鳛橐志涂咕Ч?顯著的一種藥物，自從人們發(fā)現(xiàn)它對動物的促生長作用以來，一直被廣泛應(yīng)用到畜禽飼料 中，來平衡腸道微生物菌群，提高生產(chǎn)性能，抑制腸道特異性致病菌，提高機(jī)體免疫力。然 而，抗生素自使用以來，一直倍受爭議，因為它的殘留和耐藥性，讓人們?yōu)榇烁鼮閾?dān)心；此 夕卜，抗生素的濫用還可導(dǎo)致腸道微生態(tài)紊亂以及繼發(fā)性的免疫抑制。近年來，有關(guān)抗生素替 代品在防治動物疾病的研究很多，主要有中草藥或其提取物、寡糖、有機(jī)酸、益生菌等。
[0003] 飼料中添加酸化劑能提高飼料的酸度、降低飼料的緩沖能力，同時具有殺菌、抑 菌、防止飼料霉變的作用。能夠促進(jìn)動物消化道微生物區(qū)系結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和平衡、降低胃腸道 pH值，提高消化酶活性及飼料養(yǎng)分的利用率、提供抗應(yīng)激能源，提高抗應(yīng)激和免疫能力、促 進(jìn)腸內(nèi)細(xì)胞的增值，抑制腫瘤細(xì)胞生長、改善日糧適口性、防腐作用。還可促進(jìn)鐵、銅等微量 元素的吸收和利用，減輕其對環(huán)境的污染。乙酸、丙酸和丁酸這3種有機(jī)酸一起被認(rèn)為是最 主要的3種短鏈脂肪酸（Short Chain Fatty Acids, SCFAs)，其在維持結(jié)腸正常生理方面起 到非常重要的作用，而且它們是結(jié)腸中發(fā)酵產(chǎn)生的重要產(chǎn)物。丁酸又被認(rèn)為是結(jié)腸重要的 能量來源，是細(xì)胞增殖的控制因素。丁酸對在不同病理狀態(tài)下的小腸，如結(jié)腸瘤的形成、潰 瘍性大腸炎、大腸炎的轉(zhuǎn)移及結(jié)腸損傷等都有有益影響，其還可在腸吸收不良的情況下，與 其他SCFAs協(xié)同補(bǔ)充腸外的營養(yǎng)。丁酸作為一種有機(jī)酸，除具有與抗生素相類似的抗菌及 抗腫瘤等功能外，還具有調(diào)節(jié)機(jī)體物質(zhì)代謝、促進(jìn)腸道組織發(fā)育、改善機(jī)體免疫功能、調(diào)節(jié) 腸道微生物及電解質(zhì)平衡等作用。并作為防腐劑、防霉劑和酸度調(diào)節(jié)劑被先后列入到了我 國頒布的《飼料添加劑品種目錄（2008)》與《飼料添加劑品種目錄（2013)》中。
[0004] 丁酸具有揮發(fā)性、具有特殊的奶酪酸敗樣氣味，目前飼料中應(yīng)用的丁酸多為丁酸 鹽（丁酸鈉或丁酸鉀）、丁酸甘油酯等形式。該種形式的丁酸會在腸道前段被迅速分解吸 收，難以到達(dá)腸道后段，這大大降低了腸道的保護(hù)功效。為了解決其在腸道前段被分解吸收 不能達(dá)到后段腸道的問題，目前主要采用包膜技術(shù)對丁酸鈉進(jìn)行控釋，但這種方法工藝復(fù) 雜，成本1?昂。
[0005] 沸石是一種由硅氧四面體（Si04)和鋁氧四面體（A104)所組成的硅鋁酸鹽化合物， 它的結(jié)構(gòu)呈骨架狀，其內(nèi)部孔道和空穴中存在大量流動性較強(qiáng)的陽離子，水和/或小分子 化合物。我國也蘊(yùn)含著豐富的沸石礦藏，自1972年在浙江縉云第一次發(fā)現(xiàn)沸石礦后，目前， 全國已發(fā)現(xiàn)礦床400多處，主要集中在沿海地區(qū)，且儲量大，品質(zhì)好。沸石具有吸附性、離子 變換性、離子選擇性、催化性、多成分性以及很高的活性和抗毒性。
[0006] 丁酸作為一種有機(jī)酸，除了具有有機(jī)酸化劑所共有的促進(jìn)動物消化道微生物區(qū)系 結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和平衡、降低胃腸道pH值，提高消化酶活性及飼料養(yǎng)分的利用率、提供抗應(yīng)激 能源，提高抗應(yīng)激和免疫能力、促進(jìn)腸內(nèi)細(xì)胞的增值，抑制腫瘤細(xì)胞生長、改善日糧適口性、 防腐作用的作用效果之外，還能夠為動物腸道細(xì)胞，尤其是盲腸和結(jié)腸細(xì)胞，提供快速能量 來源。由于豬奶干物質(zhì)中含有超過3. 8%的丁酸鹽，憑著本能、幼畜斷奶后對含有母源性物 質(zhì)具有強(qiáng)烈的依存性和趨向性，丁酸可以作為一種誘食劑。短鏈脂肪酸（SFCA)及腸道自 身分泌的膽汁、腸液、肽類物質(zhì)及各種酶類（如：胰蛋白酶、溶菌酶等），他們不僅調(diào)節(jié)機(jī)體 的代謝，而且可以降低局部微環(huán)境的pH，抑制致病菌的生長和繁殖，阻止了有害菌黏附于腸 上皮細(xì)胞，促進(jìn)了腸道的蠕動，有利于毒素及致病菌的及時排出體外，是腸道屏障的重要組 成部分。丁酸具有揮發(fā)性、具有特殊的奶酪酸敗樣氣味，目前飼料中應(yīng)用的丁酸多為丁酸鹽 (丁酸鈉或丁酸鉀）、丁酸甘油酯等形式。該種形式的丁酸會在腸道前段被迅速分解吸收， 導(dǎo)致難以有有效量的丁酸到達(dá)腸道后段，這大大降低了腸道的保護(hù)功效。為了解決其在腸 道前段被分解吸收不能達(dá)到后段腸道的問題，目前主要采用包膜技術(shù)對丁酸鈉進(jìn)行控釋， 但這種方法工藝復(fù)雜，成本高昂。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對丁酸在生產(chǎn)中應(yīng)用的局限性和彌補(bǔ)市場相關(guān)產(chǎn)品的空白，本發(fā)明的目的在于 提供一種以沸石為載體的沸石丁酸粉劑。
[0008] 本發(fā)明的另一目的在于提供沸石丁酸粉劑的制備方法。
[0009] 本發(fā)明的又一目的在于提供沸石丁酸粉劑的應(yīng)用。
[0010] 本發(fā)明的技術(shù)方案可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0011] 一種沸石丁酸粉劑，該沸石粉劑由96?99wt%沸石和1?4wt%丁酸組成；所述 的沸石丁酸粉劑通過以下方法制備得到：按重量百分?jǐn)?shù)將1?7mol/L 丁酸溶液89wt%? 94wt %和活化后的沸石6wt %?1 lwt %混合后，置于磁力攪拌器中加熱攪拌、靜置、洗滌、 過濾，將分離得到的固體物料在90?105°C下進(jìn)行干燥，干燥后的固體物料進(jìn)行粉碎至顆 粒細(xì)度< 0. 1毫米，即制得沸石丁酸粉劑。
[0012] 所述的沸石丁酸粉劑中，優(yōu)選將沸石在300?500°C茂福爐中活化2?4小時得到 所述的活化后的沸石。
[0013] 所述的沸石丁酸粉劑中，所述的沸石中斜發(fā)沸石的含量不低于55%，優(yōu)選為所述 的沸石中斜發(fā)沸石的質(zhì)量百分含量不低于80%。
[0014] 所述的沸石丁酸粉劑中，所述加熱攪拌的攪拌轉(zhuǎn)速為100?200轉(zhuǎn)/分，溫度為 40?80°C，加熱攪拌時間為2?5小時。
[0015] 本發(fā)明所述的沸石丁酸粉劑的制備方法，包含以下步驟：按重量百分?jǐn)?shù)將1? 7mol/L 丁酸溶液89wt %?94wt %和活化后的沸石6wt %?1 lwt %混合后，置于磁力攪拌器 中加熱攪拌2?5小時、靜置、洗滌、過濾，將分離得到的固體物料在90?105°C下進(jìn)行干 燥，干燥后的固體物料進(jìn)行粉碎至顆粒細(xì)度< 〇. 1毫米，即制得沸石丁酸粉劑。
[0016] 其中，將沸石在300?500°C茂福爐中活化2?4小時得到所述的活化后的沸石。
[0017] 所述的沸石中斜發(fā)沸石的含量不低于55%，優(yōu)選為所述的沸石中斜發(fā)沸石的質(zhì)量 百分含量不低于80%。
[0018] 所述加熱攪拌的攪拌轉(zhuǎn)速為100?200轉(zhuǎn)/分，溫度為40?80°C，加熱攪拌時間 為2?5小時，優(yōu)選3?4小時。
[0019] 本發(fā)明所述的沸石丁酸粉劑在在制備動物飼料中的應(yīng)用。
[0020] -種動物飼料，在常規(guī)飼料中添加0%?3%本發(fā)明所述的沸石丁酸粉劑，優(yōu)選在 常規(guī)飼料中添加〇. 5%?2%本發(fā)明所述的沸石丁酸粉劑。
[0021] 本發(fā)明的有益效果為：
[0022] 1、本發(fā)明根據(jù)畜禽（豬、雞、鴨）的生理特點(diǎn)、沸石的理化性質(zhì)、丁酸的生物學(xué)功 能，采用平衡震蕩的方法，將特定量的丁酸吸附固定在活化的沸石的內(nèi)部孔道和空穴中，摸 索了沸石吸附丁酸的最佳條件，提供了一種制備沸石丁酸粉劑的制備方法。
[0023] 2、本發(fā)明將沸石和丁酸的生物學(xué)作用相結(jié)合，利用沸石的承載、吸附和緩釋作用， 使得丁酸在整個腸道中得到緩釋，克服了現(xiàn)有丁酸常規(guī)制劑在動物腸道中吸收不均勻，以 及丁酸具有特殊的奶酪酸敗樣氣味的缺陷，提高丁酸的利用效率；同時由于本發(fā)明制劑原 料價廉易得，制備方法簡單，克服了現(xiàn)有的丁酸緩釋或控釋制劑工藝復(fù)雜，成本高昂的不 足。本發(fā)明沸石丁酸粉劑可直接添加到動物飼料中，可有效的降低料重比、提高肉雞消化性 能和促進(jìn)肉雞腸道發(fā)育。

【具體實施方式】
[0024] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明不受其限制：
[0025] 實施例1
[0026] 稱取一定量的沸石（沸石中斜發(fā)沸石含量為86% )在350°C茂福爐中活化3小時， 然后置于恒溫器中待用。
[0027] 配制4mol/L 丁酸溶液，將沸石和丁酸按照1:14的比例（4mol/L 丁酸溶液的百分 比為93. 3%，沸石的百分含量為6.67% )混合置于磁力攪拌器中加熱攪拌（溫度控制在 60°C左右），轉(zhuǎn)速為120轉(zhuǎn)/分，加熱攪拌時間為4小時。反應(yīng)結(jié)束后靜置、用蒸餾水洗去未 加載的酸離子，過濾溶液直至濾液呈中性。將分離得到的固體物料在90?105°C下進(jìn)行干 燥，干燥后的固體物料輸入磨粉機(jī)中進(jìn)行磨粉，磨粉后的顆粒細(xì)度< 〇. 074毫米得沸石丁 酸粉劑。使用ZRY-2P型綜合熱分析儀器對沸石和沸石丁酸粉劑進(jìn)行差熱分析表征熱行為， 根據(jù)質(zhì)量損失算得沸石中丁酸含量為3. 8%。
[0028] 實施例2沸石丁酸粉劑的動物試驗
[0029] 為了驗證緩釋型丁酸在肉雞生產(chǎn)中的應(yīng)用效果，將按實施例2方法制備的沸石丁 酸粉劑進(jìn)行肉雞飼養(yǎng)試驗。將同一品種的288只AA肉雞隨機(jī)分為6組，每組6重復(fù)，每重 復(fù)8只雞：第一組為對照組，飼喂基礎(chǔ)日糧；第二組在基礎(chǔ)日糧的基礎(chǔ)上添加0. 05 %丁酸 鈉，第三組在基礎(chǔ)日糧的基礎(chǔ)上添加1 %斜發(fā)沸石，第四到第六組分別在基礎(chǔ)日糧的基礎(chǔ)上 添加0. 5%、1 %、2%的沸石丁酸粉劑，試驗期為21d。試驗前對雞舍進(jìn)行全面的清洗、消毒。 定時飼喂飼料，每天兩次。試驗中觀察雞群的精神狀態(tài)，記錄試驗雞每天的采食量。分別于 l、21d稱重，以各重復(fù)為單位計算不同生長階段雞的體增重（BWG)、采食量（FI)及料重比 (F/G)。21d時從每個處理中隨機(jī)選擇8只雞，稱重屠宰后，迅速剖開腹腔，取出脾臟、法氏 囊、腺胃、胰腺。取出腸道擠空食糜，對其各段腸道進(jìn)行稱重和測量，記錄重量和長度。免疫 器官指數(shù)（g/kg)=器官重量（g)/活重（kg)。十二指腸長：從肌胃底部至十二指腸的升袢 處的距離。空腸長：從十二指腸的升袢處至卵黃囊憩室的距離?；啬c長：從卵黃囊憩室至回 盲直結(jié)合部的距離。盲腸長：從回盲直結(jié)合部至盲腸遠(yuǎn)側(cè)部（尖部）的距離。
[0030] 試驗結(jié)果表明：和對照組相比，日糧中添加0. 05%丁酸鈉、1%斜發(fā)沸石和0. 05% 沸石丁酸粉劑和1%沸石丁酸粉劑平均日采食量差異不顯著（P>〇. 05);和其他組相比，添 加2%沸石丁酸粉劑能夠顯著提高平均日采食量（P < 0. 05)。和對照組相比，日糧中添加 0. 05%丁酸鈉、0. 5%、1 %和2%沸石丁酸粉劑能夠顯著提高21d肉雞體增重（P < 0. 05)。 和對照組、丁酸鈉組和斜發(fā)沸石組相比，日糧中添加0. 5%、1%和2%的沸石丁酸粉劑能夠 顯著降低料重比（P< 0.05)。表明日糧中添加沸石丁酸粉劑能夠提高肉雞體增重、降低料 重比，效果優(yōu)于斜發(fā)沸石組和丁酸鈉組。
[0031] 和對照組相比，日糧中添加0. 5%、1%和2%的沸石丁酸粉劑能夠顯著增加肉雞 胸腺指數(shù)（P < 〇. 05);和其余各組相比，日糧中添加1%斜發(fā)沸石顯著降低胸腺指數(shù)（P <0.05)。和對照組相比，各組之間脾臟指數(shù)差異不顯著（P>0. 05)。和對照組相比，添加 0. 05 % 丁酸鈉和0. 5 %、1 %和2 %沸石丁酸粉劑能夠顯著增加法氏囊指數(shù)（P < 0. 05)，且和 添加0. 05%丁酸鈉相比，添加0. 5%、1 %和2%沸石丁酸粉劑能夠顯著增加法氏囊指數(shù)（P < 0. 05)。和對照組相比，添加0. 05 % 丁酸鈉、1 %斜發(fā)沸石和0. 5 %、1 %沸石丁酸粉劑能夠 顯著增加胰腺指數(shù)（P < 〇. 05)，和丁酸鈉組和斜發(fā)沸石組相比，添加0. 5 %、1 %沸石丁酸粉 劑能夠顯著增加胰腺指數(shù)（P < 0. 05)。由此可見在肉雞日糧中添加不同劑量的沸石丁酸粉 劑均能不同程度提高機(jī)體的免疫功能及消化功能，效果優(yōu)于斜發(fā)沸石組和丁酸鈉組。
[0032] 和對照組相比，添加0. 05%丁酸鈉、1 %斜發(fā)沸石和0. 5%、1 %、2%沸石丁酸粉劑 能夠顯著增加十二指腸、空腸長度（P < 0. 05)，和丁酸鈉組和斜發(fā)沸石組相比，添加0. 5%、 1 %沸石丁酸粉劑能夠顯著增加十二指腸長度（P < 〇. 05)，和丁酸鈉組和斜發(fā)沸石組相比， 添加0. 5%、1 %和2%沸石丁酸粉劑能夠顯著增加空腸長度（P < 0. 05)。和對照組相比，添 加1 %斜發(fā)沸石和〇. 5%、1 %、2%沸石丁酸粉劑能夠顯著增加回腸長度（P < 0. 05)。由此 可見肉雞日糧中添加不同沸石丁酸粉劑均能不同程度能夠提高機(jī)體腸道發(fā)育，且效果優(yōu)于 斜發(fā)沸石組和丁酸鈉組。
[0033] 表1不同濃度沸石丁酸粉劑對肉雞生產(chǎn)性能的影響
[0034]

【權(quán)利要求】
1. 一種沸石丁酸粉劑，其特征在于該沸石粉劑由96?99wt %沸石和1?4wt %丁酸 組成；所述的沸石丁酸粉劑通過以下方法制備得到：按重量百分?jǐn)?shù)將1?7mol/L 丁酸溶液 89wt %?94wt %和活化后的沸石6wt %?1 lwt %混合后，置于磁力攪拌器中加熱攪拌、靜 置、洗滌、過濾，將分離得到的固體物料在90?105°C下進(jìn)行干燥，干燥后的固體物料進(jìn)行 粉碎至顆粒細(xì)度< 0. 1毫米，即制得沸石丁酸粉劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的沸石丁酸粉劑，其特征在于將沸石在300?500°C茂福爐中 活化2?4小時得到所述的活化后的沸石。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的沸石丁酸粉劑，其特征在于所述的沸石中斜發(fā)沸石的含 量不低于55%，優(yōu)選為所述的沸石中斜發(fā)沸石的質(zhì)量百分含量不低于80%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的沸石丁酸粉劑，其特征在于所述加熱攪拌的攪拌轉(zhuǎn)速為 100?200轉(zhuǎn)/分，溫度為40?80°C，加熱攪拌時間為2?5小時。
5. 權(quán)利要求1所述的沸石丁酸粉劑的制備方法，其特征在于包含以下步驟：按重量百 分?jǐn)?shù)將1?7mol/L 丁酸溶液89wt%?94wt%和活化后的沸石6wt%?llwt%混合后，置 于磁力攪拌器中加熱攪拌、靜置、洗滌、過濾，將分離得到的固體物料在90?105°C下進(jìn)行 干燥，干燥后的固體物料進(jìn)行粉碎至顆粒細(xì)度< 〇. 1毫米，即制得沸石丁酸粉劑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的沸石丁酸粉劑的制備方法，其特征在于將沸石在300? 500°C茂福爐中活化2?4小時得到所述的活化后的沸石。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的沸石丁酸粉劑的制備方法，其特征在于所述的沸石中斜 發(fā)沸石的含量不低于55%，優(yōu)選為所述的沸石中斜發(fā)沸石的質(zhì)量百分含量不低于80%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的沸石丁酸粉劑的制備方法，其特征在于所述加熱攪拌的攪拌 轉(zhuǎn)速為100?200轉(zhuǎn)/分，溫度為40?80°C，加熱攪拌時間為2?5小時。
9. 權(quán)利要求1所述的沸石丁酸粉劑在在制備動物飼料中的應(yīng)用。
10. -種動物飼料，其特征在于在常規(guī)飼料中添加〇%?3%的權(quán)利要求1所述的沸石 丁酸粉劑，優(yōu)選在常規(guī)飼料中添加〇. 5%?2%的權(quán)利要求1所述的沸石丁酸粉劑。
【文檔編號】A23K1/16GK104041676SQ201410289212
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】王恬, 吳亞男, 周巖民, 張莉莉 申請人:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)