聚蘋果酸鈣在制備飼料酸化劑中的應用

聚蘋果酸鈣在制備飼料酸化劑中的應用
【技術領域】
[0001] 本發明屬于生物飼料領域，具體涉及聚蘋果酸鈣在制備飼料酸化劑中的應用。
【背景技術】
[0002] 聚蘋果酸（Polymalic acid，PMA)由出芽短梗霉（Aureobasidium pullulans)發 酵生產，以L-蘋果酸為唯一單體在體內聚合而成，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 無毒等優點。此外，聚蘋果酸的聚合單體為L-蘋果酸，與檸檬酸相比，蘋果酸具有酸度大、 味道柔和、滯留時間長等特點，是一種畜禽使用的優良酸化劑。
[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。研究表明，使用 酸化劑能降低胃腸道PH值，可以調控胃腸道微生物菌群平衡，抑制有害菌群繁殖，同時還 可以促進營養成分吸收，提高消化酶活性和日糧消化率等。酸化劑已成為畜禽養殖中占有 重要地位的一類飼料添加劑，當前酸化劑主要分為單一酸化劑和復合酸化劑兩大類。單一 酸化劑包括無機酸（鹽酸、磷酸等）和有機酸（乳酸、檸檬酸、富馬酸等）。復合酸化劑由不 同種酸化劑按一定比例復合而成的產品。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，添加的酸通常無法到達畜禽小腸，不能有效降 低小腸中的PH值，不能達到抑制有害微生物生長，促進有益菌生長的目的。
[0004] 為實現酸化劑在腸道內緩慢釋放的目的，近年來開發緩釋型酸化劑，如一種緩釋 復合型豬用酸化劑的制備方法（專利申請號201310633389. 9)、一種飼用腸道緩釋型復合 酸化劑及其制備方法（專利申請號201410609157.4)等，但這類緩釋型酸化劑生產過程需 加入微囊化材料，經噴霧、制粒、干燥等工序制備獲得，相比復合酸化劑，需要投入大量生產 設備和緩釋材料，大幅度提高酸化劑的生產成本。此外，畜禽養殖為提高生產品質，如蛋雞 養殖中通常在飼料中添加大量無機碳酸鈣作為補鈣劑，容易導致畜禽腹瀉，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，同時還能補充有機鈣，提高 畜禽生長性能。

【發明內容】

[0005] 有鑒于此，本發明的目的在于提供聚蘋果酸鈣在制備飼料酸化劑中的應用，聚蘋 果酸鈣具有天然緩控釋酸化劑及補鈣劑雙重功能，無需加入微囊化材料，降低生產品質。
[0006] 為實現上述發明目的，本發明提供如下技術方案：
[0007] 聚蘋果酸鈣在制備飼料酸化劑中的應用。
[0008] 優選的，所述聚蘋果酸鈣作為飼料酸化劑提高畜禽生產性能中的應用。
[0009] 優選的，所述畜禽為豬、牛、羊、雞或鴨。
[0010] 更優選的，所述畜禽為豬，所述生產性能為抗病能力、生長性能或肉品質。
[0011] 更優選的，所述畜禽為雞，所述生產性能為產蛋率、肉品質或生長性能。
[0012] 本發明中聚蘋果酸鈣可以由其他方法生產的聚蘋果酸鈣提供，為了進一步降低聚 蘋果酸鈣的成本，采用發酵法生產聚蘋果酸在，通過在發酵過程流加碳酸鈣或氫氧化鈣控 制發酵液PH值，發酵生成聚蘋果酸鈣，優選的，所述聚蘋果酸鈣由產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條件下發酵而得。
[0013] 更優選的，所述產聚蘋果酸的短梗霉屬菌種為保藏號為CCTCC NO :M 2012223的 出芽短梗霉（Aureobasidium pullulans) 〇
[0014] 優選的，所述發酵的方法為將活化的菌種接種于發酵培養基中，在溫度為23~ 30°C、通氣體積比在1 :0. 8~1. 6、殘糖濃度在20g/L以上發酵96~200小時，發酵過程中 流加碳酸鈣或氫氧化鈣控制pH為5~6. 5 ;所述發酵培養基中含糖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] 優選的，所述發酵后還包括提取聚蘋果酸，具體為：去除發酵液中發酵菌體，得到 含聚蘋果酸鈣的發酵清液，然后將發酵清夜濃縮，滅菌，得含聚蘋果酸鈣的濃縮液。
[0016] 更優選的，所述發酵后還包括提取聚蘋果酸，具體為：去除發酵液中發酵菌體，得 到含聚蘋果酸鈣的發酵清液，然后向發酵清夜中加入相當于發酵清夜1~4倍體積的體積 分數為80-100%的乙醇或甲醇溶液，4-10°C冷凍12~36小時，得到聚蘋果酸鈣沉淀。
[0017] 本發明的有益效果在于：本發明利用聚蘋果酸鈣具有天然緩控釋酸化劑及補鈣劑 雙重功能，聚蘋果酸的緩釋特性，將分解產生蘋果酸從畜禽胃組織逐漸釋放到小腸，改善腸 道的pH和微環境，同時攜帶的有機鈣有利于腸道吸收。畜禽飼喂試驗表明添加聚蘋果酸鈣 復合飼料添加劑后，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 率高于無機鈣，同時發現聚蘋果酸鈣在仔豬上應用具有顯著的抗應激作用，可提高仔豬抗 病能力和豬肉品質；蛋雞上應用可提高蛋雞生產性能和蛋品質；肉雞上應用也可提高肉雞 的生長性能。并且本發明將聚蘋果酸鈣作為飼料酸化劑完全不同于市場銷售的通過緩釋包 衣形成的緩釋酸化劑和補鈣劑，將緩釋型酸化劑、有機鈣補鈣等功能于一體，具有生產成本 低、效果明顯以及多重功能等優點。
【具體實施方式】
[0018] 下面對本發明的優選實施例進行詳細的描述。實施例中未注明具體條件的實驗方 法，通常按照常規條件或按照制造廠商所建議的條件。
[0019] 實施例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：取保藏號為CCTCC NO :M 2012223的出芽短梗霉 (Aureobasidium pullulans)接種于含50mL種子培養基的搖瓶中（搖瓶體積為500mL)，在 溫度為25°C，轉速為220rpm條件下培養48小時；
[0022] (2)聚蘋果酸發酵：取步驟（1)的培養液按接種量為10%接種于含220L發酵培養 基的300L發酵罐中，然后在溫度為25°C、通氣比在l :l(v/v)以上、殘糖濃度在20g/L以上 發酵144小時，發酵過程中流加0&〇) 3溶液控制pH為6. 0 ;發酵后檢測聚蘋果酸鈣產量，結 果顯示本實施例聚蘋果酸鈣的產量為156g/L ;
[0023] (3)提取聚蘋果酸鈣：將步驟（2)的聚蘋果酸發酵液用板框過濾，去除發酵菌體， 得到含聚蘋果酸鈣的發酵清液，然后將發酵清夜濃縮后，高溫（135-15(TC )瞬時滅菌后灌 裝，得到含聚蘋果酸鈣的復合酸化劑的濃縮液；或向發酵清夜中加入相當于發酵清夜2倍 體積的體積分數為95%的乙醇溶液，4°C冷凍24小時，得到聚蘋果酸鈣沉淀，檢測沉淀中鈣 含量為鈣含量：33. 1%，聚蘋果酸含量：69. 2%。
[0024] 本實施例中種子培養基為：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] 發酵培養基為：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：取保藏號為CCTCC NO :M 2012223的出芽短梗霉 (Aureobasidium pullulans)接種于含50mL種子培養基的搖瓶中（搖瓶體積為500mL)，在 溫度為25°C，轉速為220rpm條件下培養48小時；
[0029] (2)聚蘋果酸發酵：取步驟⑴的培養液按接種量為10%接種于含220L發酵培養 基的300L發酵罐中，然后在溫度為25°C、通氣比在1 :1.2(v/v)以上、殘糖濃度在20g/L以 上發酵150小時，發酵過程中流加 CaCO^液控制pH為5. 5 ;發酵后檢測聚蘋果酸鈣產量， 結果顯示本實施例聚蘋果酸鈣的產量為167g/L ;
[0030] (3)提取聚蘋果酸鈣：將步驟（2)的聚蘋果酸發酵液用板框過濾，去除發酵菌體， 得到含聚蘋果酸鈣的發酵清液，然后將發酵清夜濃縮后，高溫（135-15(TC )瞬時滅菌后灌 裝，得到含聚蘋果酸鈣的復合酸化劑的濃縮液；或向發酵清夜中加入相當于發酵清夜2倍 體積的體積分數為甲醇溶液，4°C冷凍24小時，得到聚蘋果酸鈣沉淀，檢測沉淀中鈣含量為 鈣含量：33. 1%，聚蘋果酸含量：69. 2%。
[0031] 本實施例中種子培養基為：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] 發酵培養基為：葡萄糖 120g/L、硫酸銨 3g/L、KH2PO4O. 2g/L、ZnSO4O. 15g/L、 MgSO4O. 2g/L，溶劑為水。
[0033] 上述實施例1和實施例2中，發酵菌種還可以為美國農業部菌種保藏中心（NRRL)， 美國典型培養物保藏中心（ATCC)，中國普通微生物菌種保藏管理中心（CGMCC)等機構保 藏或自然分離產聚蘋果酸的Aureobasidium屬菌種。菌種種子培養在種子培養基中，在 溫度為23~30°C，轉速為180~300rpm條件下培養36-96小時；種子培養基各組分濃度 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] 聚蘋果酸發酵的條件在培養溫度23-30 °C、轉速200-400rpm，通氣比 1:0. 8-1:1. 6,控制殘糖濃度在20g/L以上，培養時間為96-200小時，發酵過程中流加 CaCO3 控制發酵液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，發酵培養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酵菌體還可以采用膜分離過濾（超濾膜或無機陶瓷 膜），制備聚蘋果酸鈣沉淀可向發酵清夜中加入相當于發酵清夜1~4倍體積的體積分數 為80~100的乙醇溶液或甲醇，4~KTC冷凍12~36小時均可，制得的聚蘋果酸鈣沉淀 經干燥后粉碎可與飼料或基礎料混合使用；含聚蘋果酸鈣的復合酸化劑的濃縮液可用于畜 禽飼料基礎料拌料或與飲用水混合。
[0036] 實施例3
[0037] 聚蘋果酸鈣復合添加劑仔豬飼喂效果
[0038] 選擇健康斷奶仔豬16頭，分為4個處理，每個處理4個重復，每個重復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)《豬的營養需要》配制成不含碳酸鈣（CaCO3) 玉米-豆柏型基礎日糧。基礎日糧Ca的含量為0. 63%，8~20kg階段仔豬Ca的需要設為 0. 88 %。試驗處理設為無機鈣組，添加碳酸鈣（CaC03:Ca