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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610195983.8 (22)申请日 2016.03.31 (71)申请人 中国农业大学 地址 100193 北京市海淀区圆明园西路2号 (72)发明人 杨红建 张振威 文亚 张智慧 王彦芦 仇武松 李艳华 (74)专利代理机构 北京卫平智业专利代理事务 所(普通合伙) 11392 代理人 董琪 (51)Int.Cl. A23K 50/10(2016.01) A23K 10/30(2016.01) A23K 10/37(2016.01) (54)发明名称 一种葡萄籽原花青。
2、素添加剂及其制备方法 与应用 (57)摘要 本发明公开了一种葡萄籽原花青素添加剂 及其制备方法与应用。 葡萄籽原花青素添加剂是 由葡萄籽原花青素、 玉米淀粉、 稻壳粉按照重量 比(315):1:2的比例进行均匀混合制成。 在畜 牧养殖业生产实践中， 尤其在反刍饲料加工中添 加葡萄籽原花青素添加剂， 可显著减少瘤胃发酵 二氧化碳和氢气的生成量高达34和78， 进而 有效减少甲烷排放高达45。 该葡萄籽原花青素 添加剂制备方法简单、 可操作性强， 适用于奶牛、 肉牛、 肉羊等反刍动物养殖实践应用， 可显著抑 制反刍动物甲烷温室气体的排放， 对提高饲料能 量利用效率、 节能减排和控制温室效应具有十分。
3、 重要的意义。 权利要求书1页 说明书7页 CN 105831433 A 2016.08.10 CN 105831433 A 1.一种葡萄籽原花青素添加剂， 其特征在于： 包括葡萄籽原花青素、 玉米淀粉和稻壳 粉， 所述葡萄籽原花青素、 玉米淀粉和稻壳粉的重量比为(315):1:2。 2.如权利要求1所述的葡萄籽原花青素添加剂的制备方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： (1)将葡萄籽原花青素过100目分级筛备用； (2)将玉米淀粉和稻壳粉作为载体， 分别过60目分级筛备用； (3)将葡萄籽原花青素、 玉米淀粉和稻壳粉按重量比(315):1:2的比例进行均匀混 合， 制成葡萄籽原花青素添加剂。。
4、 3.如权利要求1所述的葡萄籽原花青素添加剂的应用， 其特征在于： 所述葡萄籽原花青 素添加剂在制备抑制瘤胃发酵甲烷生成的饲料中的应用。 4.如权利要求3所述的葡萄籽原花青素添加剂的应用， 其特征在于： 所述葡萄籽原花青 素添加剂用于制备泌乳奶牛全混合日粮， 每吨全混合日粮中添加100250kg葡萄籽原花青 素添加剂， 混合均匀。 5.如权利要求4所述的葡萄籽原花青素添加剂的应用， 其特征在于： 使用时为确保混合 均匀， 将葡萄籽原花青素粉剂与全混合日粮中的原料进行预先混合。 6.如权利要求3所述的葡萄籽原花青素添加剂的应用， 其特征在于： 所述葡萄籽原花青 素添加剂用于制备育肥牛羊精料补充料。
5、， 每吨精料补充料中添加100-250kg葡萄籽原花青 素添加剂， 混合均匀。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 105831433 A 2 一种葡萄籽原花青素添加剂及其制备方法与应用 技术领域 0001 本发明涉及一种葡萄籽原花青素添加剂及其制备方法与应用， 具体说是一种抑制 瘤胃发酵甲烷生成的葡萄籽原花青素添加剂及其制备方法与应用。 背景技术 0002 近几年来， 随着全球变暖问题的日益凸显， 包括甲烷(CH4)、 二氧化碳(CO2)等在内 的温室气体排放越来越受到人们的重视。 畜牧业生产实践中的瘤胃发酵会产生大量的甲烷 菌和甲烷(CH4)， 反刍家畜如肉牛、 奶牛、 山羊、 绵羊。
6、等是CH4排放的主要贡献者。 有研究报道， 反刍动物瘤胃中每年产生的CH4占人类活动全球甲烷排放总量的37。 瘤胃发酵CH4排放不 仅对温室效应产生了不可忽视的影响， 而且对反刍动物饲料能量利用也造成了很大浪费。 据统计， 反刍动物饲料中610的总能量以CH4排放的方式被浪费掉了。 因此， 如何实现瘤 胃发酵CH4减排已成为全球研究热点。 0003 甲烷菌参与有机物厌氧降解， 生成CH4， 主要存在于反刍动物的瘤胃、 人类的消化 系统、 稻田等厌氧环境中。 有研究表明， 自然界中甲烷菌生成CH4的途径包括： 利用有机物 厌氧发酵过程所产生的H2， 通过乙酸的去甲基作用生成CH4； 利用发酵过程。
7、所产生的H2， 通 过CO2的还原反应生成CH4； 利用发酵过程中产生的甲酸等含一碳甲基基团化合物的还原 反应产生CH4。 0004 反刍动物瘤胃中栖息的原虫、 细菌和真菌等微生物将饲料等有机物进行发酵， 产 生大量的甲酸、 乙酸、 丙酸等挥发性脂肪酸， 以及CO2和H2， 瘤胃甲烷菌可有效地将CO2、 H2、 甲 酸、 乙酸等初级发酵产物代谢生成CH4。 0005 有研究表明， 反刍动物的日粮中添加莫能菌素等离子载体可提高丙酸生成量， 减 少氢生成， 短时间内甲烷排放量可减少25， 但因动物会产生适应而出现抑制， 功效不持 久。 日粮中添加亚麻油等不饱和脂肪酸， 也可减少甲烷排放， 但极易抑。
8、制纤维消化与动物采 食。 此外还有使用抗生素来抑制反刍动物甲烷排放的报道， 但很容易导致动物体内抗生素 的残留， 对食品安全造成威胁。 有文献报道， 向瘤胃内添加或接种能够将CO2和H2转化为乙酸 的产乙酸菌， 通过取代栖息在瘤胃中甲烷菌来减少甲烷的生成。 0006 葡萄籽原花青素是葡萄籽的一种天然提取物， 是一种不具有任何急、 慢性毒性， 不 致畸， 不致癌， 不会引起过敏和突变的安全性较高的植物性提取物。 它具有抗氧化性、 抗肿 瘤活性、 抗炎、 抗过敏、 抗辐射、 抗突变等功能， 对血管内皮细胞有保护作用， 在保健食品、 医 药及化妆品领域作为防癌、 抗突变、 防治心血管疾病药物的有效成。
9、分， 是一种安全无毒的天 然抗氧化剂。 0007 有研究报道， 原花青素具有极强的抗氧化活性， 具有超强的自由基清除能力， 其抗 氧化能力是维生素E的50倍， 维生素C的20倍。 还有报道称原花青素可通过加快肿瘤细胞凋 亡和阻滞细胞周期抑制多种癌细胞。 而在畜牧养殖业生产实践中， 利用葡萄籽原花青素添 加剂抑制瘤胃发酵甲烷生成的研究资料在国内外未见报道。 说 明 书 1/7 页 3 CN 105831433 A 3 发明内容 0008 针对现有技术中存在的缺陷， 本发明的目的在于提供一种葡萄籽原花青素添加剂 及其制备方法， 用于抑制瘤胃发酵甲烷生成。 0009 为达到以上目的， 本发明采取的技。
10、术方案是： 0010 一种葡萄籽原花青素添加剂， 包括葡萄籽原花青素、 玉米淀粉和稻壳粉， 所述葡萄 籽原花青素、 玉米淀粉和稻壳粉的重量比为(315):1:2。 0011 一种葡萄籽原花青素添加剂的制备方法， 包括以下步骤： 0012 (1)将葡萄籽原花青素(grape-seed proanthocyanidins,简称GSP)过100目分级 筛备用； 0013 (2)将玉米淀粉和稻壳粉作为载体， 分别过60目分级筛备用； 0014 (3)将葡萄籽原花青素、 玉米淀粉和稻壳粉按重量比(315):1:2的比例进行均匀 混合， 制成葡萄籽原花青素添加剂。 0015 GSP是一类由不同数量的单体黄。
11、烷-3-醇缩合而成的聚多酚类物质， 为深紫红色固 体粉末状， 其纯度不低于95， 可溶于水、 甲醇、 乙醇、 乙酸乙酯等极性溶剂， 不溶于乙醚、 氯 仿等极性较小的溶剂。 0016 所述葡萄籽原花青素添加剂在制备抑制瘤胃发酵甲烷生成的饲料中的应用。 0017 所述葡萄籽原花青素添加剂用于制备泌乳奶牛全混合日粮： 每吨全混合日粮中添 加100250kg葡萄籽原花青素添加剂， 混合均匀。 使用时为确保混合均匀， 可将葡萄籽原花 青素粉剂与全混合日粮中诸如玉米等谷物饲料原料进行预先混合。 0018 所述葡萄籽原花青素添加剂用于制备育肥牛羊精料补充料： 每吨精料补充料中添 加100-250kg葡萄籽原。
12、花青素添加剂， 混合均匀。 0019 此外， 考虑到葡萄籽原花青素添加剂的高效性和添加成本， 在生产实际中可适当 降低葡萄籽原花青素添加剂的添加量。 0020 例如， 每吨全混合日粮中添加12kg葡萄籽原花青素添加剂。 0021 每吨精料补充料中添加1-2kg葡萄籽原花青素添加剂。 0022 本发明的有益效果： 0023 本发明提供的葡萄籽原花青素添加剂在不同饲料原料来源的日粮底物条件下， 可 使瘤胃发酵CO2、 H2的生成量降低34和78， 而CO2、 H2是瘤胃内甲烷菌生产CH4所利用的重 要底物。 继而， 葡萄籽原花青素添加剂可以减少瘤胃内甲烷的排放高达45。 所述葡萄籽原 花青素添加剂。
13、制备方法简单、 可操作性强， 适用于奶牛、 肉牛、 肉羊等反刍动物养殖实践应 用， 可显著抑制反刍动物甲烷温室气体的排放， 对提高饲料能量利用效率与减少温室效应 具有很高的实用价值。 具体实施方式 0024 有研究表明， 不同饲料组成成分和不同饲料原料来源， 都会对甲烷的生成产生影 响。 为此， 在试验中， 选用三种不同饲料原料来源的全混合日粮模式， 对本发明中葡萄籽原 花青素添加剂抑制瘤胃发酵甲烷产量的应用进一步详细说明。 0025 实施例如下： 说 明 书 2/7 页 4 CN 105831433 A 4 0026 实施例1： 在玉米秸秆+优质蛋白饲料来源型日粮下添加不同剂量葡萄籽原花青素。
14、 添加剂对瘤胃发酵甲烷生成的影响 0027 本试验设计了三种不同配比的葡萄籽原花青素添加剂(表1)， 0028 分别对瘤胃发酵甲烷生成的抑制效果进行了分析比较。 0029 表1不同剂量葡萄籽原花青素添加剂处理 0030 0031 以泌乳期荷斯坦奶牛为试验动物， 以玉米秸秆+优质蛋白饲料来源型日粮为饲料 发酵底物， 其配方为： 玉米秸秆36.08， 豆粕11.28， 菜粕4.19， 棉粕3.14， 膨化大豆 3.06， 甜菜渣4.16， 全棉籽10.44， 玉米25.54， 小麦麸0， 石粉0.73， 食盐0.46， 小苏打0.92。 0032 用分析天平称取0.5g上述饲粮底物至厌氧发酵瓶中。。
15、 按照表1向厌氧发酵瓶中添 加葡萄籽原花青素添加剂(对照， 1， 2和3)， 各添加剂组和对照组分别设置10个发酵瓶重复， 每个发酵瓶添加50mL的液体培养基(pH 6.85)， 接种25mL泌乳奶牛瘤胃食糜混合微生物， 并 用高纯氮气驱除发酵瓶液面上方的空气。 将上述各处理组中的5个发酵瓶分别通过输液针 头和输液管连接到事先已编号的铝箔气袋， 然后置于39恒温培养箱中进行厌氧培养6h， 24h， 48h和72h用于收集发酵气体， 测定气体组分浓度； 将上述各处理组中剩余5个发酵瓶分 别于AGRS-III型微生物发酵微量产气自动记录仪的各个气路接口连接后， 在39条件下厌 氧发酵72h， 并由。
16、记录仪自动实时记录总产气量。 试验测试结束后， 将铝箔袋中收集的气体 样品， 采用气相色谱法测定H2、 CH4、 CO2气体组分浓度。 然后结合微生物发酵微量产气自动记 录仪获得的累积产气量， 分别计算出瘤胃微生物发酵6h， 24h， 48h和72h时的H2、 CO2、 CH4的产 生量。 0033 表2、 玉米秸秆+优质蛋白饲料来源型日粮下葡萄籽原花青素添加剂对瘤胃发酵甲 烷生成的影响 说 明 书 3/7 页 5 CN 105831433 A 5 0034 0035 0036 由表2可知， 在玉米秸秆+优质蛋白饲料来源型日粮模式下， 在发酵24h后， H2、 CO2、 CH4产气量趋于平稳。。
17、 葡萄籽原花青素添加剂对H2、 CO2、 CH4的生成均呈现不同抑制作用。 在 发酵24h后， 葡萄籽原花青素添加剂可使H2和CO2的生成量分别降低77.98和25.95； 在发 酵48h后， 葡萄籽原花青素添加剂可降低H2和CO2的生成量高达73.35和23.72； 在发酵 72h后， 葡萄籽原花青素添加剂可减少H2和CO2的生成量高达72.54和23.13。 0037 综上所述， 葡萄籽原花青素添加剂高效抑制了CH4生成所需底物H2、 CO2的生成。 根 据瘤胃发酵24h48h的试验结果， 可见添加葡萄籽原花青素添加剂对瘤胃微生物发酵甲烷 排放的抑制效率高达18.1845.45。 0038。
18、 实施例2： 在玉米秸秆+杂粕蛋白饲料来源型日粮下添加不同剂量葡萄籽花青素添 说 明 书 4/7 页 6 CN 105831433 A 6 加剂对瘤胃发酵甲烷生成的影响 0039 以泌乳期荷斯坦奶牛为试验动物， 以玉米秸秆+杂粕蛋白饲料来源型日粮为饲料 发酵底物， 其配方为： 玉米秸秆36.06， 豆粕0， 菜粕9.63， 棉粕6.70， 膨化大豆0， 甜菜 渣7.08， 全棉籽10.44， 玉米23.5， 小麦麸4.48， 石粉0.73， 食盐0.46， 小苏打 0.92。 其精料中用优质豆粕饲料原料替代了一部分杂粕原料， 能够代表我国北方中小规 模奶牛养殖场时常配制的不同营养水平混合日粮类。
19、型。 H2、 CO2、 CH4的产量测定方法同实施 例1。 0040 表3、 玉米秸秆+杂粕蛋白饲料来源型日粮下葡萄籽原花青素添加剂对瘤胃发酵甲 烷生成的影响 0041 0042 由表3可知， 在玉米秸秆+杂粕蛋白饲料来源型日粮模式下， 在发酵24h后， H2、 CO2、 CH4产气量趋于平稳。 葡萄籽原花青素添加剂对CO2、 CH4的生成均呈现不同抑制作用。 在发酵 24h后， 葡萄籽原花青素添加剂可使H2和CO2的生成量分别降低72.46和27.95； 在发酵 说 明 书 5/7 页 7 CN 105831433 A 7 48h后， 葡萄籽原花青素添加剂可降低H2和CO2的生成量高达65.。
20、21和26.57； 在发酵72h 后， 葡萄籽原花青素添加剂可减少H2和CO2的生成量高达64.13和26.31。 0043 综上所述， 葡萄籽原花青素添加剂高效抑制了CH4生成所需底物H2、 CO2的生成。 根 据瘤胃发酵24h48h的试验结果， 可见添加葡萄籽原花青素添加剂对瘤胃微生物发酵甲烷 排放的抑制效率高达1043.82。 0044 实施例3： 在苜蓿干草+玉米青贮饲料来源型日粮下添加不同剂量葡萄籽花青素添 加剂对瘤胃发酵甲烷生成的影响 0045 以泌乳期荷斯坦奶牛为试验动物， 以苜蓿干草+玉米青贮饲料来源型日粮为饲料 发酵底物， 其配方为： 玉米秸秆0， 苜蓿干草18.3， 玉米青。
21、贮19.77， 豆粕11.26， 菜粕 4.19， 棉粕2.13， 膨化大豆2.06， 甜菜渣4.16， 全棉籽10.44， 玉米25.54， 小麦 麸0， 石粉0.73， 食盐0.46， 小苏打0.92。 其粗饲料来源由全株玉米青贮和优质苜蓿干 草组成， 可代表我国规模化集约饲养牛场时常采用的全混合日粮。 H2、 CO2、 CH4的产量测定方 法同实施例1。 0046 表4、 苜蓿干草+玉米青贮饲料来源型日粮下添加葡萄籽原花青素添加剂对瘤胃发 酵甲烷生成的影响 0047 说 明 书 6/7 页 8 CN 105831433 A 8 0048 0049 由表4可知， 在苜蓿干草+玉米青贮饲料来。
22、源型日粮模式下， 在发酵24h后， H2、 CO2、 CH4产气量趋于平稳。 葡萄籽原花青素添加剂对CO2、 CH4的生成均呈现不同的抑制作用。 在发 酵24h后， 葡萄籽原花青素添加剂可抑制H2和CO2的生成高达78.63和21.13； 在发酵48h 后， 葡萄籽原花青素添加剂可使H2和CO2的生成量分别降低73.74和18.23； 在发酵72h 后， 葡萄籽原花青素添加剂可减少H2和CO2的生成量高达71.42和17.63。 0050 综上所述， 葡萄籽原花青素添加剂高效抑制了CH4生成所需底物H2、 CO2的生成。 根 据瘤胃发酵24h48h的试验结果， 可见添加葡萄籽原花青素添加剂对瘤胃微生物发酵甲烷 排放的抑制效率高达10.0437.27。 0051 精料补充料的实施例与全混合日粮的实施例同理， 不再列举。 0052 本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。 说 明 书 7/7 页 9 CN 105831433 A 9 。