一种寡糖饲料添加剂及其生产方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN200310113515.4	申请日：	2003.11.13
公开号：	CN1615727A	公开日：	2005.05.18
当前法律状态：	撤回	有效性：	无权
法律详情：	发明专利申请公布后的视为撤回\|\|\|实质审查的生效\|\|\|公开
IPC分类号：	A23K1/16	主分类号：	A23K1/16
申请人：	中国科学院微生物研究所;
发明人：	马延和; 薛燕芬; 温洪; 张继民
地址：	100080北京市海淀区中关村北一条13号
优先权：
专利代理机构：	北京纪凯知识产权代理有限公司	代理人：	关畅
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内容摘要

本发明公开了一种寡糖饲料添加剂及其生产方法，目的是提供一种添加量低、作用明显的寡糖饲料添加剂及其生产方法。本发明的寡糖饲料添加剂是以半乳甘露寡糖和葡萄甘露寡糖中至少一种为有效成分；所述半乳甘露寡糖为四至十糖，其单糖组成及比例为甘露糖∶半乳糖＝2∶1－3∶1；所述葡萄甘露寡糖为二至八糖，其单糖组成及比例为甘露糖∶葡萄糖＝2∶1－3∶1。在饲料中添加0.08－0.2％的本发明的寡糖饲料添加剂，在无抗生素添加的情况下，降低了动物腹泻率，提高了机体免疫力，提高了动物生产性能，利于解决动物产品的抗生素残留问题，从而赢得更高的养殖效益。本发明的寡糖饲料添加剂可广泛用于家畜和家禽的饲养，具有广阔的工业前景。

权利要求书

1、  一种寡糖饲料添加剂，以半乳甘露寡糖和葡萄甘露寡糖中至少一种为有效成分；所述半乳甘露寡糖为四至十糖，其单糖组成及比例为甘露糖∶半乳糖＝2∶1-3∶1；所述葡萄甘露寡糖为二至八糖，其单糖组成及比例为甘露糖∶葡萄糖＝2∶1-3∶1。

2、  根据权利要求1所述的寡糖饲料添加剂，其特征在于：所述半乳甘露寡糖是以田菁胶和/或瓜胶为原料，通过β-甘露聚糖酶酶解得到的。

3、  根据权利要求2所述的寡糖饲料添加剂，其特征在于：所述β-甘露聚糖酶酶解步骤为：在54-56℃的温水中，顺序加入Na₂CO₃，NaHCO₃，β-甘露聚糖酶，田菁胶和/或瓜胶，并保温15-17小时后，将pH调至5.5-6.0，再加入活性炭，然后升温至95-100℃并保持15分钟。

4、  根据权利要求1或2或3所述的寡糖饲料添加剂，其特征在于：所述寡糖饲料添加剂的有效成分为半乳甘露寡糖；所述半乳甘露寡糖的单糖组成及比例为甘露糖∶半乳糖＝2∶1。

5、  根据权利要求1所述的寡糖饲料添加剂，其特征在于：所述葡萄甘露寡糖是以魔芋多糖为原料，通过β-甘露聚糖酶酶解得到的。

6、  根据权利要求5所述的寡糖饲料添加剂，其特征在于：所述β-甘露聚糖酶酶解步骤为：在54-56℃的温水中，顺序加入Na₂CO₃，NaHCO₃，β-甘露聚糖酶，魔芋多糖，并保温15-17小时后，将pH调至5.5-6.0，再加入活性炭，然后升温至95-100℃并保持15分钟。

7、  根据权利要求1或5或6所述的寡糖饲料添加剂，其特征在于：所述寡糖饲料添加剂的有效成分为葡萄甘露寡糖；所述葡萄甘露寡糖的单糖组成及比例为甘露糖∶葡萄糖＝2∶1。

8、  一种生产寡糖饲料添加剂的方法，是以田菁胶和/或瓜胶和/或魔芋多糖为原料，通过β-甘露聚糖酶酶解，酶解液再经后处理得到的。

9、  根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述β-甘露聚糖酶酶解步骤为在54-56℃的温水中，顺序加入Na₂CO₃，NaHCO₃，β-甘露聚糖酶，田菁胶和/或瓜胶和/或魔芋多糖，并保温15-17小时后，将pH调至5.5-6.0，再加入活性炭，然后升温至95-100℃并保持15分钟。

10、  根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于：所述酶解液的后处理包括纯化、浓缩和干燥。

说明书

一种寡糖饲料添加剂及其生产方法
技术领域
本发明涉及饲料领域中一种饲料添加剂及其生产方法，特别涉及一种寡糖饲料添加剂及其生产方法。
背景技术
在饲料中使用抗生素所带来的种种弊端，已为越来越多的国家和养殖者所认识，许多国家已通过立法加以禁用，无残留天然的畜禽生长促进剂日益受到人们的关注。
以寡糖等天然活性物质代替抗生素开发“绿色饲料”，将是饲料行业发展的一个重要趋势。寡糖是指由二至十个单糖单位通过糖苷键连接起来形成直链或具分枝的一类糖，许多寡糖类物质具有细胞间信息识别等特殊的生理功能，从目前的研究看，寡糖对动物体主要有以下作用：促进动物生长；防治腹泻；增强动物免疫力；提高动物的抗病能力；减少粪便及粪便中氨气等腐败物质的量；提高动物对营养物质的吸收率；降低血清胆固醇；通便等。因此寡糖的应用极有利于动物养殖。功能性甘露寡糖是饲料添加剂中很有发展潜力的品种之一。寡糖克服了以前所有抗生素、益生素等在饲料应用中的不足，用量少、纯天然、无残留且稳定性强，并具有生产成本低，效果明显、易于推广应用等特点，可有效应用于饲料行业中。至今已经用于饲料添加剂的寡糖品种有果寡糖、异麦芽寡糖和酵母甘露寡糖等，猪、鸡、兔等动物的饲喂试验证实对动物增重有明显的改善，提高了饲料利用率，降低了有害物的排放。
效果较好的酵母甘露寡糖来源于酵母细胞的提取物，是由甘露糖和葡萄糖通过以α-1，6糖苷键连接构成的寡糖，据报道酵母甘露寡糖具有下列功能：通过优化肠道微生态系，形成以双歧杆菌和乳酸杆菌为优势菌的肠道菌群，对宿主起到有益的保健功能；对病原微生物有识别、粘附和排除作用；可作为免疫调节剂，具有激活免疫系统应答的作用。这一特性也引起人们很大的兴趣。目前人们普遍认为酵母甘露寡糖可以增强动物的非特异性免疫。关于酵母甘露寡糖提高畜禽生产性能方面的研究已有报道，报道表明酵母甘露寡糖可以提高猪的增重和饲料转化率，其原因是酵母甘露寡糖对肠道组织有保护和营养作用，把减少肠上皮细胞代谢所节省的能量用于瘦肉组织生长。有关低聚糖对断奶仔猪消化道微生物区系、消化道生态环境及生长性能的研究较多，但结果不尽一致，其原因是多方面的。第一，寡糖种类不同，作用效果也有所不同；第二，动物的饲养条件对寡糖的添加效果影响很大，从理论上讲，粗放情况下其作用效果更显著；第三，日粮中是否添加抗生素及抗生素添加量影响试验结果。
目前使用的饲用寡糖不能完全取代抗生素，在饲料中使用寡糖的同时，抗生素仍按常规量的半量添加。
发明创造内容
本发明的目的是提供一种添加量低、作用明显的寡糖饲料添加剂及其生产方法。
本发明所提供的寡糖饲料添加剂，是以半乳甘露寡糖和葡萄甘露寡糖中至少一种为有效成分；所述半乳甘露寡糖为四至十糖，其单糖组成及比例为甘露糖∶半乳糖＝2∶1-3∶1；所述葡萄甘露寡糖为二至八糖，其单糖组成及比例为甘露糖∶葡萄糖＝2∶1-3∶1。
其中，当寡糖饲料添加剂的有效成分为半乳甘露寡糖时，所述半乳甘露寡糖的单糖组成及比例优选为甘露糖∶半乳糖＝2∶1-3∶1；当寡糖饲料添加剂的有效成分为葡萄甘露寡糖时，所述葡萄甘露寡糖的单糖组成及比例优选为甘露糖∶葡萄糖＝2∶1-3∶1。
所述半乳甘露寡糖是以田菁胶和/或瓜胶为原料，通过β-甘露聚糖酶酶解得到的。所述β-甘露聚糖酶酶解步骤为：在54-56℃的温水中，顺序加入Na₂CO₃，NaHCO₃，β-甘露聚糖酶，田菁胶和/或瓜胶，并保温15-17小时后，将pH调至5.5-6.0，再加入活性炭，然后升温至95-100℃并保持15分钟。
所述葡萄甘露寡糖是以魔芋多糖为原料，通过β-甘露聚糖酶酶解得到的。所述β-甘露聚糖酶酶解步骤为：在54-56℃的温水中，顺序加入Na₂CO₃，NaHCO₃，β-甘露聚糖酶，魔芋多糖(魔芋精粉)，并保温15-17小时后，将pH调至5.5-6.0，再加入活性炭，然后升温至95-100℃并保持15分钟。
一种生产寡糖饲料添加剂的方法，是以田菁胶和/或瓜胶和/或魔芋多糖(魔芋精粉)等富含甘露聚糖类物质的农产品为原料，通过β-甘露聚糖酶酶解，酶解液再经后处理得到的。
所述β-甘露聚糖酶酶解步骤可为在54-56℃的温水中，顺序加入Na₂CO₃，NaHCO₃，β-甘露聚糖酶，田菁胶和/或瓜胶和/或魔芋多糖(魔芋精粉)，并保温15-17小时后，将pH调至5.5-6.0，再加入活性炭，然后升温至95-100℃并保持15分钟。
所述酶解液的后处理步骤包括纯化、浓缩和干燥。
上述酶解液经过滤、浓缩、离胶、喷雾干燥，即可制备以β-1，4糖苷键相连组成的直链或支链的甘露寡糖。
本发明的半乳甘露寡糖饲料添加剂在早期断奶仔猪日粮中添加0.05-0.2％，可明显提高平均日采食量和平均日增重，并可降低腹泻的发生。半乳甘露寡糖饲料添加剂在早期断奶仔猪日粮中可完全取代抗生素，并可取得更好的生产性能。
本发明的半乳甘露寡糖饲料添加剂在肉仔鸡日粮中的应用效果在一定程度上可以替代饲料中的抗生素；同时，半乳甘露寡糖饲料添加剂可以增加体液的免疫机能，提高血清新城疫抗体滴度。和抗生素同时使用时，在饲料中添加0.08％的半乳甘露寡糖饲料添加剂和50ppm的金霉素及盐霉素，肉仔鸡的采食量、日增重和饲料转化效率较好。
本发明的葡萄甘露寡糖饲料添加剂在獭兔生长时期的日粮中添加0.05％-0.1％，能使其生长速率获得稳步的提高。在4-6周龄的试验阶段中，与基础日粮组的体重相比，抗生素组提高5.71％，葡萄甘露寡糖组提高幅度达16.16％；在7-9周龄的试验阶段中，与基础日粮组的体重相比，抗生素组提高9.86％，葡萄甘露寡糖饲料添加剂组提高幅度高达27.33％。研究表明葡萄甘露寡糖饲料添加剂使獭兔综合体质提高地同时，其皮毛质量也有非常大的改善。在饲料中添加0.08-0.2％本发明的寡糖饲料添加剂，在无抗生素添加的情况下，降低了动物腹泻率，提高了机体免疫力及动物生产性能，利于解决动物产品的抗生素残留问题，从而赢得更高的养殖效益。
本发明的寡糖饲料添加剂可广泛用于家畜和家禽的饲养，具有广阔的工业前景。
具体实施方式
实施例1、以田菁胶为原料生产半乳甘露寡糖饲料添加剂
2.5吨反应罐中装1.8吨水，升温至55℃，顺序加入Na₂CO₃4.8公斤，NaHCO₃3公斤，β-甘露聚糖酶1.8×10⁷单位，田菁胶180公斤。搅拌速度150转/分，55℃保温16小时。用HCl调pH至5.5-6.0，加入颗粒状活性炭10公斤，升温至100℃并保持15分钟，冷却至70℃放罐，用板框进行过滤，过阴阳离子交换柱，再用减压浓缩罐在70-80℃进行浓缩，喷雾干燥获得半乳甘露寡糖饲料添加剂。半乳甘露寡糖含量80％以上，寡糖主要组分为4-10糖，单糖含量5％以下，寡糖的单糖组成为甘露糖和半乳糖，比例约为2∶1。
实施例2、以魔芋精粉为原料生产葡萄甘露寡糖饲料添加剂
2.5吨反应罐中装1.8吨水，升温至55℃，顺序加入Na₂CO₃ 4.8公斤，NaHCO₃3公斤，β-甘露聚糖酶1.8×10⁷单位，魔芋精粉180公斤。搅拌速度150转/分，55℃保温16小时。用HCl调pH至5.5-6.0，加入颗粒状活性炭10公斤，升温至100℃并保持15分钟，冷却至70℃放罐，用板框进行过滤，过阴阳离子交换柱，再用减压浓缩罐在70-0℃进行浓缩，喷雾干燥获得葡萄甘露寡糖饲料添加剂。葡萄甘露寡糖含量80％以上，寡糖主要组分为2-8糖，单糖含量10％以下，寡糖的单糖组成为甘露糖和葡萄糖，比例约为2∶1。
实施例3、半乳甘露寡糖饲料添加剂对肉仔鸡生产性能及免疫机能的影响
选用360只平均体重为42.44±0.17g的AA肉仔鸡，研究半乳甘露寡糖对肉仔鸡生产性能及免疫机能的影响。如表1所示，试验共分四个处理(抗生素组、0.08％半乳甘露寡糖饲料添加剂+抗生素组、0.12％半乳甘露寡糖饲料添加剂+抗生素组、0.12％半乳甘露寡糖饲料添加剂组)，每处理6个重复，每重复15只鸡，在第38天心脏无菌采血测新城疫抗体滴度。
                       表1  试验设计
处理      1-3周                     4-6周             第7周
I          抗生素1                  抗生素
II         0.08％MOS²+抗生素    0.08％MOS+抗生素    0.08％MOS
III        0.12％MOS+抗生素      0.12％MOS+抗生素    0.12％MOS
IV         0.12％MOS             0.12％MOS           0.12％MOS
¹金霉素添加量为50ppm，盐霉素为40ppm
²MOS为半乳甘露寡糖饲料添加剂
饲养管理参照《Avian肉仔鸡饲养手册》进行，自由采食与饮水。免疫程序依次是：第7天进行传支和新城疫二联苗首免(滴鼻点眼)；第14天进行法氏囊首免(滴鼻点眼)；第21天进行法氏囊二免(饮水免疫)；第28天进行传支和新城疫二联苗二免(饮水免疫)。
在38日龄时，每个处理每重复随机抽取2只鸡，无菌心脏采血5ml，分离血清，-20℃保存待测。在49日龄时每个处理每个重复随机抽取2只鸡，宰杀解剖分离免疫器官(胸腺、脾脏和法氏囊)并称重，和活体重相比计算相对重量。
通过上述方法过程，喂养本发明半乳甘露寡糖饲料添加剂，在肉仔鸡日粮中的应用效果在一定程度上可以替代饲料中的抗生素；同时，半乳甘露寡糖饲料添加剂能显著提高血清新城疫抗体滴度的水平(P＜0.05)(表2)，可以增加体液的免疫机能。二者同时使用时，在饲料中添加0.08％的半乳甘露寡糖饲料添加剂和50ppm的金霉素及盐霉素，肉仔鸡的采食量、日增重和饲料转化效率较好。
表2，半乳甘露寡糖对新城疫病毒疫苗血清抗体滴度的影响(Mean±SD)
处理          I            II         III         IV
抗体滴度    5.0±1.0    7.0±1.3    7.0±0.8    6.5±0.8
实施例3、半乳甘露寡糖饲料添加剂对仔猪生产性能的影响
选用体重8.4±0.27kg杜×长×大28天断奶仔猪72头，随机分为3个处理，每个处理6个重复，每个重复4头猪。处理组的设置如表3所示，处理三组日粮分别为：处理1：0.12％的半乳甘露寡糖饲料添加剂；处理2：50ppm的金霉素+0.08％的半乳甘露寡糖饲料添加剂；处理3：100ppm的金霉素。
饲养管理：仔猪断奶后立即分群并转入保育舍，所有圈舍均为网上平养，条缝式钢筋地板，栏舍面积2×2m²，全封闭式猪舍，以排气扇通风，自由采食和乳头式饮水器饮水。猪舍平均温度为25℃。试验由专人管理，专人记录，其它日常管理按常规进行。严格按本研究室免疫和预防程序操作。
                   表3  处理组的几种添加物的组合情况

*(半乳甘露寡糖)
                   表4  半乳甘露寡糖饲料添加剂对仔猪生产性能的影响

^*a，b同行之间肩标不同者差异显著(p＜0.05)
试验结果如表4所示，表明三个处理组中平均日增重处理一组最高(556g/d)，处理三组次之(519g/d)，处理二组相对最差(473g/d)，并且处理一组、处理二组之间差异显著(p＜0.05)；处理一组的平均日增重比处理二提高17.55％，比处理三组提高7.13％。平均日采食量处理一组、处理二组之间差异显著(p＜0.05)，处理一组比处理二、处理三组的平均日采食量明显提高。但是，饲料转化率三组之间差异不显著(p＞0.05)。另外，喂养期间，处理二、三组各有一头轻微腹泻，注射青链霉素一天后好转，处理一组无腹泻发生，这表明半乳甘露寡糖饲料添加剂可提高仔猪生产性能且有减少腹泻发生的趋势。
早期断奶仔猪日粮中添加0.12％的半乳甘露寡糖饲料添加剂可明显提高平均日采食量和平均日增重(p＜0.05)，并可降低腹泻的发生。半乳甘露寡糖饲料添加剂在早期断奶仔猪日粮中可完全取代抗生素，并可取得更好的生产性能。半乳甘露寡糖饲料添加剂和抗生素联合使用则降低了使用效果。
实施例4、葡萄甘露寡糖饲料添加剂对獭兔生产性能及免疫机能的影响
选用4周龄断奶、德系与美系杂交的獭兔56窝，每窝选体重近似的兔4只，分为4个处理，每个处理设7个重复，每个重复8只，共计224只。试验分前后两期，前期4-6周龄每个重复在2个笼内饲养，后期7-10周龄改为单兔单笼饲养。全期试验均自由采食，颗粒饲料、食槽进食、饮水器饮水，其它日常管理按獭兔生产常规进行。处理日粮的配置如表5所示。
                  表5  处理组的几种添加物的组合情况

处理组基础日粮寡糖菌球净A组B组C组D组对照组抗生素组寡糖+抗组寡糖组++++ / / 0.05％ 0.10％ / 0.10％ 0.10％ /

喂养本发明葡萄甘露寡糖饲料添加剂后，獭兔体重增长明显，其促生长作用明显高于抗生素。在獭兔生长时期，日粮中添加葡萄甘露寡糖饲料添加剂能使得其生长速率获得稳步提高。在4-6周龄的试验阶段中，与基础日粮组的体重相比，抗生素组提高5.71％(P＜0.01)，寡糖+抗组提高6.61％(P＜0.01)，而寡糖组提高幅度达16.16％(P＜0.01)；在7-9周龄的试验阶段中，与基础日粮组的体重相比，抗生素组提高9.86％(P＜0.01)，寡糖+抗组提高13.44％(P＜0.01)，而寡糖组提高幅度高达27.33％(P＜0.01)
单位增重的饲料消耗是衡量添加剂是否有效的最重要的生产指标。单位增重饲料消耗统计结果如表6所示，表明4-6周龄阶段寡糖组与对照组相比单位增重饲料消耗降幅达35.32％(P＜0.01)，显著低于抗生素组和寡糖+抗组，下降幅度分别为19.31％和17.12％(P＜0.05)；7-10周龄阶段极显著低于对照组(21.31％，P＜0.01)，显著低于抗生素组(13.06％，P＜0.05)，与寡糖+抗组相比差异不显著。寡糖通过对消化道的调理，增强其对营养的消化吸收能力，节省了单位增重的饲料消耗，从而提高了獭兔养殖的经济效益。
表6 单位增重饲料消耗统计对比4-6周龄对照组抗生素组寡糖+抗组寡糖组寡糖+抗组抗生素组对照组4.075.085.216.29-2.22 ^**-1.22 ^*-1.08 ^*-35.32％-19.31％-17.12％-1.15 ^*-0.14 ^*-21.96％-2.64％-1.01 ^*-19.84％7~9周龄对照组抗生素组寡糖+抗组寡糖组寡糖+抗组抗生素组对照组7.467.798.589.48-2.02 ^**-1.69 ^**-0.90-21.31％-17.82％-9.49％-1.12 ^*-0.79-13.06％-8.33％-0.33-4.25％

葡萄甘露寡糖饲料添加剂对消化道的调理功能不仅仅表现在采食量的增加和饲料利用率的提高，由于葡萄甘露寡糖饲料添加剂对动物综合体质的促进作用，在獭兔生产中就显得尤为重要，综合体质的提高使动物的皮毛有非常大的改善，葡萄甘露寡糖饲料添加剂的皮毛质量具有绝对的优势，这也从一个侧面证明本发明饲料添加剂对獭兔整体机能的改善作用是非常明显的。