聚蘋果酸鈣在制備飼料酸化劑中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于生物飼料領(lǐng)域，具體涉及聚蘋果酸鈣在制備飼料酸化劑中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚蘋果酸（Polymalic acid，PMA)由出芽短梗霉（Aureobasidium pullulans)發(fā) 酵生產(chǎn)，以L-蘋果酸為唯一單體在體內(nèi)聚合而成，是一種新型完全生物降解性高分子材 料。作為一種脂肪族聚酯，PMLA具有高度的生物相容性、生物降解性和生物可吸收性、安全 無毒等優(yōu)點(diǎn)。此外，聚蘋果酸的聚合單體為L(zhǎng)-蘋果酸，與檸檬酸相比，蘋果酸具有酸度大、 味道柔和、滯留時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)，是一種畜禽使用的優(yōu)良酸化劑。
[0003] 酸味劑是能使飼料酸化，增加幼齡畜禽不成熟消化道酸度的物質(zhì)。研究表明，使用 酸化劑能降低胃腸道PH值，可以調(diào)控胃腸道微生物菌群平衡，抑制有害菌群繁殖，同時(shí)還 可以促進(jìn)營養(yǎng)成分吸收，提高消化酶活性和日糧消化率等。酸化劑已成為畜禽養(yǎng)殖中占有 重要地位的一類飼料添加劑，當(dāng)前酸化劑主要分為單一酸化劑和復(fù)合酸化劑兩大類。單一 酸化劑包括無機(jī)酸（鹽酸、磷酸等）和有機(jī)酸（乳酸、檸檬酸、富馬酸等）。復(fù)合酸化劑由不 同種酸化劑按一定比例復(fù)合而成的產(chǎn)品。但兩類酸化劑在使用過程，容易被堿中和，失去酸 化作用，均存在胃中釋放和吸收過快等缺點(diǎn)，添加的酸通常無法到達(dá)畜禽小腸，不能有效降 低小腸中的PH值，不能達(dá)到抑制有害微生物生長(zhǎng)，促進(jìn)有益菌生長(zhǎng)的目的。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)酸化劑在腸道內(nèi)緩慢釋放的目的，近年來開發(fā)緩釋型酸化劑，如一種緩釋 復(fù)合型豬用酸化劑的制備方法（專利申請(qǐng)?zhí)?01310633389. 9)、一種飼用腸道緩釋型復(fù)合 酸化劑及其制備方法（專利申請(qǐng)?zhí)?01410609157.4)等，但這類緩釋型酸化劑生產(chǎn)過程需 加入微囊化材料，經(jīng)噴霧、制粒、干燥等工序制備獲得，相比復(fù)合酸化劑，需要投入大量生產(chǎn) 設(shè)備和緩釋材料，大幅度提高酸化劑的生產(chǎn)成本。此外，畜禽養(yǎng)殖為提高生產(chǎn)品質(zhì)，如蛋雞 養(yǎng)殖中通常在飼料中添加大量無機(jī)碳酸鈣作為補(bǔ)鈣劑，容易導(dǎo)致畜禽腹瀉，采食及存活率 下降等問題。因此，急需一種不需要微囊化的緩控釋放酸化劑，同時(shí)還能補(bǔ)充有機(jī)鈣，提高 畜禽生長(zhǎng)性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供聚蘋果酸鈣在制備飼料酸化劑中的應(yīng)用，聚蘋 果酸鈣具有天然緩控釋酸化劑及補(bǔ)鈣劑雙重功能，無需加入微囊化材料，降低生產(chǎn)品質(zhì)。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0007] 聚蘋果酸鈣在制備飼料酸化劑中的應(yīng)用。
[0008] 優(yōu)選的，所述聚蘋果酸鈣作為飼料酸化劑提高畜禽生產(chǎn)性能中的應(yīng)用。
[0009] 優(yōu)選的，所述畜禽為豬、牛、羊、雞或鴨。
[0010] 更優(yōu)選的，所述畜禽為豬，所述生產(chǎn)性能為抗病能力、生長(zhǎng)性能或肉品質(zhì)。
[0011] 更優(yōu)選的，所述畜禽為雞，所述生產(chǎn)性能為產(chǎn)蛋率、肉品質(zhì)或生長(zhǎng)性能。
[0012] 本發(fā)明中聚蘋果酸鈣可以由其他方法生產(chǎn)的聚蘋果酸鈣提供，為了進(jìn)一步降低聚 蘋果酸鈣的成本，采用發(fā)酵法生產(chǎn)聚蘋果酸在，通過在發(fā)酵過程流加碳酸鈣或氫氧化鈣控 制發(fā)酵液PH值，發(fā)酵生成聚蘋果酸鈣，優(yōu)選的，所述聚蘋果酸鈣由產(chǎn)聚蘋果酸的短梗霉屬 菌種在碳酸鈣或氫氧化鈣控制PH為5-6. 5條件下發(fā)酵而得。
[0013] 更優(yōu)選的，所述產(chǎn)聚蘋果酸的短梗霉屬菌種為保藏號(hào)為CCTCC NO :M 2012223的 出芽短梗霉（Aureobasidium pullulans) 〇
[0014] 優(yōu)選的，所述發(fā)酵的方法為將活化的菌種接種于發(fā)酵培養(yǎng)基中，在溫度為23~ 30°C、通氣體積比在1 :0. 8~1. 6、殘?zhí)菨舛仍?0g/L以上發(fā)酵96~200小時(shí)，發(fā)酵過程中 流加碳酸鈣或氫氧化鈣控制pH為5~6. 5 ;所述發(fā)酵培養(yǎng)基中含糖50-200g/L、氮源l-5g/ L、KH2PO40.00 5-0. 3g/L、ZnSO40.00 5-0. 3g/L、MgSO40.00 5-0. 3g/L，余量為水。
[0015] 優(yōu)選的，所述發(fā)酵后還包括提取聚蘋果酸，具體為：去除發(fā)酵液中發(fā)酵菌體，得到 含聚蘋果酸鈣的發(fā)酵清液，然后將發(fā)酵清夜?jié)饪s，滅菌，得含聚蘋果酸鈣的濃縮液。
[0016] 更優(yōu)選的，所述發(fā)酵后還包括提取聚蘋果酸，具體為：去除發(fā)酵液中發(fā)酵菌體，得 到含聚蘋果酸鈣的發(fā)酵清液，然后向發(fā)酵清夜中加入相當(dāng)于發(fā)酵清夜1~4倍體積的體積 分?jǐn)?shù)為80-100%的乙醇或甲醇溶液，4-10°C冷凍12~36小時(shí)，得到聚蘋果酸鈣沉淀。
[0017] 本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明利用聚蘋果酸鈣具有天然緩控釋酸化劑及補(bǔ)鈣劑 雙重功能，聚蘋果酸的緩釋特性，將分解產(chǎn)生蘋果酸從畜禽胃組織逐漸釋放到小腸，改善腸 道的pH和微環(huán)境，同時(shí)攜帶的有機(jī)鈣有利于腸道吸收。畜禽飼喂試驗(yàn)表明添加聚蘋果酸鈣 復(fù)合飼料添加劑后，可有效改善仔豬、蛋雞或肉雞的腸道菌群，明顯增加采食量，鈣利用效 率高于無機(jī)鈣，同時(shí)發(fā)現(xiàn)聚蘋果酸鈣在仔豬上應(yīng)用具有顯著的抗應(yīng)激作用，可提高仔豬抗 病能力和豬肉品質(zhì)；蛋雞上應(yīng)用可提高蛋雞生產(chǎn)性能和蛋品質(zhì)；肉雞上應(yīng)用也可提高肉雞 的生長(zhǎng)性能。并且本發(fā)明將聚蘋果酸鈣作為飼料酸化劑完全不同于市場(chǎng)銷售的通過緩釋包 衣形成的緩釋酸化劑和補(bǔ)鈣劑，將緩釋型酸化劑、有機(jī)鈣補(bǔ)鈣等功能于一體，具有生產(chǎn)成本 低、效果明顯以及多重功能等優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方 法，通常按照常規(guī)條件或按照制造廠商所建議的條件。
[0019] 實(shí)施例1
[0020] 制備聚蘋果酸鈣的方法，包括如下步驟：
[0021] (1)菌種種子培養(yǎng)：取保藏號(hào)為CCTCC NO :M 2012223的出芽短梗霉 (Aureobasidium pullulans)接種于含50mL種子培養(yǎng)基的搖瓶中（搖瓶體積為500mL)，在 溫度為25°C，轉(zhuǎn)速為220rpm條件下培養(yǎng)48小時(shí)；
[0022] (2)聚蘋果酸發(fā)酵：取步驟（1)的培養(yǎng)液按接種量為10%接種于含220L發(fā)酵培養(yǎng) 基的300L發(fā)酵罐中，然后在溫度為25°C、通氣比在l :l(v/v)以上、殘?zhí)菨舛仍?0g/L以上 發(fā)酵144小時(shí)，發(fā)酵過程中流加0&〇) 3溶液控制pH為6. 0 ;發(fā)酵后檢測(cè)聚蘋果酸鈣產(chǎn)量，結(jié) 果顯示本實(shí)施例聚蘋果酸鈣的產(chǎn)量為156g/L ;
[0023] (3)提取聚蘋果酸鈣：將步驟（2)的聚蘋果酸發(fā)酵液用板框過濾，去除發(fā)酵菌體， 得到含聚蘋果酸鈣的發(fā)酵清液，然后將發(fā)酵清夜?jié)饪s后，高溫（135-15(TC )瞬時(shí)滅菌后灌 裝，得到含聚蘋果酸鈣的復(fù)合酸化劑的濃縮液；或向發(fā)酵清夜中加入相當(dāng)于發(fā)酵清夜2倍 體積的體積分?jǐn)?shù)為95%的乙醇溶液，4°C冷凍24小時(shí)，得到聚蘋果酸鈣沉淀，檢測(cè)沉淀中鈣 含量為鈣含量：33. 1%，聚蘋果酸含量：69. 2%。
[0024] 本實(shí)施例中種子培養(yǎng)基為：葡萄糖60g/L、硝酸銨3g/L、KH2PO 4O. 2g/L、ZnSO4O. Ig/ L、MgSO4O. 15g/L、玉米漿 2g/L 和 CaC0320g/L，溶劑為水。
[0025] 發(fā)酵培養(yǎng)基為：葡萄糖 120g/L、硫酸銨 3g/L、KH2PO4O. 2g/L、ZnSO4O. 15g/L、 MgSO4O. 2g/L，溶劑為水。
[0026] 實(shí)施例2
[0027] 制備聚蘋果酸鈣的方法，包括如下步驟：
[0028] (1)菌種種子培養(yǎng)：取保藏號(hào)為CCTCC NO :M 2012223的出芽短梗霉 (Aureobasidium pullulans)接種于含50mL種子培養(yǎng)基的搖瓶中（搖瓶體積為500mL)，在 溫度為25°C，轉(zhuǎn)速為220rpm條件下培養(yǎng)48小時(shí)；
[0029] (2)聚蘋果酸發(fā)酵：取步驟⑴的培養(yǎng)液按接種量為10%接種于含220L發(fā)酵培養(yǎng) 基的300L發(fā)酵罐中，然后在溫度為25°C、通氣比在1 :1.2(v/v)以上、殘?zhí)菨舛仍?0g/L以 上發(fā)酵150小時(shí)，發(fā)酵過程中流加 CaCO^液控制pH為5. 5 ;發(fā)酵后檢測(cè)聚蘋果酸鈣產(chǎn)量， 結(jié)果顯示本實(shí)施例聚蘋果酸鈣的產(chǎn)量為167g/L ;
[0030] (3)提取聚蘋果酸鈣：將步驟（2)的聚蘋果酸發(fā)酵液用板框過濾，去除發(fā)酵菌體， 得到含聚蘋果酸鈣的發(fā)酵清液，然后將發(fā)酵清夜?jié)饪s后，高溫（135-15(TC )瞬時(shí)滅菌后灌 裝，得到含聚蘋果酸鈣的復(fù)合酸化劑的濃縮液；或向發(fā)酵清夜中加入相當(dāng)于發(fā)酵清夜2倍 體積的體積分?jǐn)?shù)為甲醇溶液，4°C冷凍24小時(shí)，得到聚蘋果酸鈣沉淀，檢測(cè)沉淀中鈣含量為 鈣含量：33. 1%，聚蘋果酸含量：69. 2%。
[0031] 本實(shí)施例中種子培養(yǎng)基為：葡萄糖60g/L、硝酸銨3g/L、KH2PO 4O. 2g/L、ZnSO4O. Ig/ L、MgSO4O. 15g/L、玉米漿 2g/L 和 CaC0320g/L，溶劑為水。
[0032] 發(fā)酵培養(yǎng)基為：葡萄糖 120g/L、硫酸銨 3g/L、KH2PO4O. 2g/L、ZnSO4O. 15g/L、 MgSO4O. 2g/L，溶劑為水。
[0033] 上述實(shí)施例1和實(shí)施例2中，發(fā)酵菌種還可以為美國農(nóng)業(yè)部菌種保藏中心（NRRL)， 美國典型培養(yǎng)物保藏中心（ATCC)，中國普通微生物菌種保藏管理中心（CGMCC)等機(jī)構(gòu)保 藏或自然分離產(chǎn)聚蘋果酸的Aureobasidium屬菌種。菌種種子培養(yǎng)在種子培養(yǎng)基中，在 溫度為23~30°C，轉(zhuǎn)速為180~300rpm條件下培養(yǎng)36-96小時(shí)；種子培養(yǎng)基各組分濃度 如下均可，葡萄糖 40-100g/L、硝酸銨 l-5g/L、KH2PO40.00 5-0. 3g/L、ZnSO40.00 5-0. 3g/L、 MgSO40.00 5-0. 3g/L、玉米漿 0· 05-0. 3g/L 和 CaC0310-50g/L。
[0034] 聚蘋果酸發(fā)酵的條件在培養(yǎng)溫度23-30 °C、轉(zhuǎn)速200-400rpm，通氣比 1:0. 8-1:1. 6,控制殘?zhí)菨舛仍?0g/L以上，培養(yǎng)時(shí)間為96-200小時(shí)，發(fā)酵過程中流加 CaCO3 控制發(fā)酵液pH為5-6. 5均可，也可以流加 Ca (OH) 2控制pH為5-6. 5,在此條件下形成聚蘋果 酸鈣，發(fā)酵培養(yǎng)基各組分濃度如下均可，葡萄糖、蔗糖、木糖、糖蜜、乳糖和果糖中的一種或 多種組合50-200g/L、氮源為硫酸銨、氯化銨、硝酸鉀或硝酸鈉 l-5g/L、KH2PO40.00 5-0. 3g/ L、ZnSO40.00 5-0. 3g/L，MgSO40.00 5-0. 3g/L。
[0035] 提取聚蘋果酸鈣中去除發(fā)酵菌體還可以采用膜分離過濾（超濾膜或無機(jī)陶瓷 膜），制備聚蘋果酸鈣沉淀可向發(fā)酵清夜中加入相當(dāng)于發(fā)酵清夜1~4倍體積的體積分?jǐn)?shù) 為80~100的乙醇溶液或甲醇，4~KTC冷凍12~36小時(shí)均可，制得的聚蘋果酸鈣沉淀 經(jīng)干燥后粉碎可與飼料或基礎(chǔ)料混合使用；含聚蘋果酸鈣的復(fù)合酸化劑的濃縮液可用于畜 禽飼料基礎(chǔ)料拌料或與飲用水混合。
[0036] 實(shí)施例3
[0037] 聚蘋果酸鈣復(fù)合添加劑仔豬飼喂效果
[0038] 選擇健康斷奶仔豬16頭，分為4個(gè)處理，每個(gè)處理4個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)1頭斷奶仔 豬。仔豬斷奶日齡平均為21日齡，平均斷奶體重8. 01±0. 21kg，各處理斷奶仔豬的初始體 重差異不顯著（P> 0.01)。參照中國（2004)《豬的營養(yǎng)需要》配制成不含碳酸鈣（CaCO3) 玉米-豆柏型基礎(chǔ)日糧?；A(chǔ)日糧Ca的含量為0. 63%，8~20kg階段仔豬Ca的需要設(shè)為 0. 88 %。試驗(yàn)處理設(shè)為無機(jī)鈣組，添加碳酸鈣（CaC03:Ca