用于反刍动物的饲料补充剂的用途

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用于反刍动物的饲料补充剂的用途
申请号	CN201480032579.8	申请日	2014-06-03	公开(公告)号	CN105307503A	公开(公告)日	2016-02-03
申请人	里奇技术解决方案公司;			发明人	格雷姆·道格拉斯·科尔斯;
摘要	一种提高反刍动物的饲料利用率的饲料补充剂的用途，其中，所述饲料补充剂是由制备的前体与沉淀反应产物的多价阳离子源反应而制备的，其中所述制备的前体含有有机酸，其中：所述制备的前体是由植物前体制备的，所述植物前体选自由未干燥的发酵副产物、未干燥的发酵产物、未干燥的酸性植物材料和未干燥的果渣构成的组；以及，所述制备的前体包含C3/C4有机酸。
权利要求	1.一种提高反刍动物的饲料利用率的饲料补充剂的用途，其中，所述饲料补充剂是由制备的前体与沉淀反应产物的多价阳离子源反应而制备的，其中所述制备的前体含有有机酸，其中：所述制备的前体是由植物前体制备的，所述植物前体选自由未干燥的发酵副产物、未干燥的发酵产物、未干燥的酸性植物材料和未干燥的果渣构成的组；以及，所述制备的前体包含C3/C4有机酸。 2.如权利要求1所述的饲料补充剂的用途，其中，所述饲料补充剂占喂养给所述反刍动物的干物质的质量的25％。 3.一种通过给反刍动物投喂饲料补充剂而提高所述反刍动物的饲料利用率的方法，其中，所述饲料补充剂是由制备的前体与沉淀反应产物的多价阳离子源反应而制备的，其中所述制备的前体含有有机酸，其中：所述制备的前体是由植物前体制备的，所述植物前体选自由未干燥的发酵副产物、未干燥的发酵产物、未干燥的酸性植物材料和未干燥的果渣构成的组；以及，所述制备的前体包含C3/C4有机酸。 4.如权利要求3中所述的方法，其中，所述饲料补充剂占喂养给所述反刍动物的干物质的质量的25％。 5.如权利要求3或4所述的方法或如权利要求1或2中所述的用途，其中，所述多价阳离子选自由钙、镁、铁、铜、钴、铬、钼和锰构成的组。 6.如权利要求3或4所述的方法或如权利要求1或2中所述的用途，其中，所述提高饲料的利用率导致牛奶产量或品质的提高，而不会降低动物的体况。
说明书全文	用于反刍动物的饲料补充剂的用途技术领域 [0001] 本发明涉及一种由植物材料制备的饲料补充剂的用途，所述植物材料包含有机酸，优选地，所述植物材料是发酵副产物、发酵产物或者果渣，其和多价阳离子源反应，所述饲料补充剂改善反刍动物饲料的利用率。背景技术 [0002] 在反刍动物饲料中使用矿物质或其他添加剂是众所周知的，但是，在大多数情况下，这些添加剂的作用是弥补特定饮食需求(例如，饮食中的镁)的缺乏，代替更高成本的饲料，或者提供有特定效果的物质(例如，抗生素或酶)。这些添加剂具有特定明确的作用效果，但是并没有提高饲料的利用率。 [0003] 已知乙酸和丙酸可以提高乳脂肪含量和产奶量，但是它们不会影响动物的饲料利用率。 [0004] 本说明书中所有关于现有技术的讨论均并非承认这些现有技术是广泛已知的或者构成本领域公知常识的一部分。 [0005] 本发明的目的是通过使用饲料补充剂(所述饲料补充剂是由发酵副产物制备的或通过发酵过程制备的)，提高反刍动物的饲料利用率，或至少为消费者提供有利的选择。发明内容 [0006] 本发明涉及一种饲料补充剂的使用，所述饲料补充剂提高了饲料的利用率，所述饲料补充剂通过制备的前体(含有有机酸)与多价阳离子源反应而制备。优选地，有机C3/C4酸占制备的前体的干物质的质量的至少20％，且乙酸含量不超过总有机酸的10％。 [0007] 优选地，制备的前体是由植物材料前体制备的，所述植物材料前体选自由未干燥的发酵副产物，未干燥的发酵产物，未干燥的果渣和未干燥的酸性植物材料构成的组。 [0008] 优选地，多价阳离子选自钙、镁、铁、铜、钴、铬、钼和锰。 [0009] 优选地，以上多价阳离子源是氧化物、碳酸盐、氢氧化物、磷酸盐、卤化物或硫酸盐。 [0010] 优选地，所述饲料补充剂的pH值为4～8。 [0011] 优选地，所述饲料补充剂被投喂给反刍动物。优选地，所述饲料补充剂和额外的饲料和/或添加剂一起投喂。 [0012] 优选地，提高饲料利用率导致动物牛奶产量或质量提高，但不会减弱动物的体况。优选地，提高饲料利用率导致体重增加和/或改善肉质。 [0013] 本发明还包括提高反刍动物的饲料利用率的饲料补充剂的用途，所述饲料补充剂是通过制备的前体(前体中包含有机酸)与沉淀反应产物的多价阳离子源反应而制备的，其中： [0014] 制备的前体是由植物前体制备的，所述植物前体选自由未干燥的发酵副产物，未干燥的发酵产物，未干燥的果渣和未干燥的酸性植物材料构成的组；以及，[0015] 制备的前体包含C3/C4有机酸。 [0016] 本发明进一步包括一种通过给反刍动物投喂饲料补充剂提高反刍动物的饲料利用率的方法，所述饲料补充剂是由制备的前体(前体包含有机酸)与沉淀反应产物的多价阳离子源反应而制备的，其中， [0017] 制备的前体是由植物前体制备的，所述植物前体选自由未干燥的发酵副产物，未干燥的发酵产物，未干燥的果渣和未干燥的酸性植物材料构成的组；以及，[0018] 制备的前体包含C3/C4有机酸。 [0019] 优选地，饲料补充剂占投喂给反刍动物的干物质的质量的25％。附图说明 [0020] 仅仅作为实例，以下将结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，其中，[0021] 图1是显示饲料补充剂的制备的流程图； [0022] 图2是显示饲料补充剂的使用的方框图； [0023] 图3是曲线图，显示了采用实施例1的饲料补充剂投喂的畜群的产乳量比同样饮食情况下但没有采用饲料补充剂投喂的畜群的产乳量增加。 [0024] 定义： [0025] C3/C4酸：含有3或4个碳原子的有机酸(例如，氨基酸、羧酸、二羧酸、三羧酸)。 [0026] 饲料利用率：能够被动物利用的饲料比例。 [0027] 多价阳离子：电荷至少为+2的阳离子。具体实施方式 [0028] 本发明来源于发现由发酵副产物或发酵产物与多价阳离子反应制备的饲料补充剂可提高肉或奶产量和/或质量，而对动物健康不会造成不利影响。改善效果超过仅有阳离子浓度或特定已知化合物所预期的效果，这使发明人感到惊讶，发明人进行了大量试验来确认效果。目前，这些试验已经显示出部分或全部以下有益效果： [0029] --提高生长速率及增强产犊后身体恢复； [0030] --提高牛奶产量及组分； [0031] -减少甲烷的产生； [0032] -减少每单位乳固体产生的排泄物的量； [0033] -更有效的氮代谢(在实施例1中可见)； [0034] -增加体重和肉的营养价值；以及， [0035] -减少粪便的排泄。 [0036] 在主要由饲料补充剂构成的饮食中或者采用饲料补充剂补充的饮食中都能观察到这些效果。在描述了饲料补充剂的制备之后将提供试验结果。 [0037] 参考图1，显示了由前体和阳离子源制备饲料补充剂的优选方法(如图2中所使用)，该方法包括以下顺序步骤： [0038] A.制备前体(1)；以及， [0039] B.使制备的前体(2)和一种或多种阳离子源(3)反应。 [0040] 前体(1)可以是任何含有有机酸的基于植物的物质，这些基于植物的物质包括被发酵的基于植物的物质和被发酵和蒸馏的基于植物的物质。可选的物质范围广泛，包括：来自葡萄酒酿造的榨渣(压榨之后的果皮、种子等)和其他水果果渣；发酵或蒸馏副产物，包括来自牛奶，大米，土豆，谷物或水果发酵过程的副产物(例如，湿酒糟(wet distillers grains,WDG)，浓缩蒸馏可溶物(condensed distillers soluble,CDS)，酒糟水(thin stillage)，乳浆(wheys)，葡萄榨渣蒸馏残渣等等)。 [0041] 制备的前体(2)应该包含有机酸和/或有机酸残基，优选为不少于20％，但当前体是酒糟水时，其在浓缩前可以低至1％。除了有机酸浓度，还期望以下一种或多种： [0042] --存在C3～C6糖类以及它们的聚合物，包括甘油和酯；和/或 [0043] --存在具有高蛋白质功效比值的蛋白质；和/或 [0044] --存在非淀粉多糖。 [0045] 优选具有20％～30％的有机酸(乙酸不超过总酸量的10％，剩下的物物富含乳酸或其他C3/C4酸)，5％～15％的甘油，5％～50％的蛋白质和5％～50％的非淀粉多糖(多数是来源于谷物的阿糖基木聚糖，来源于植物细胞壁的果胶，和/或酵母细胞壁成份)。 [0046] 在步骤A中，通过测定相关化学成分(例如，有机酸的浓度和含水量)，并调整这些成份到预先设定的水平，制备的前体(2)可以由前体(1)简单地制备。在这种情况下，制备的前体(2)和前体(1)基本上是相同的。可选地，在步骤A中，前体(1)可能经过一个或多个下列过程以转化为制备的前体(2)： [0047] --额外的发酵； [0048] --混合多种前体； [0049] --添加加工助剂； [0050] --添加C3/C4酸，优选乳酸； [0051] --通过减少/添加水调整浓度。 [0052] 在步骤B中，制备的前体(2)与多价阳离子反应源(3)反应，形成中间反应产物(4)。在步骤B中，制备的前体(2)中至少有一些有机酸和以下一种或多种成份与多价阳离子源(3)反应： [0053] --蛋白质的末端羧基残基， [0054] --酸性氨基酸， [0055] --碳水化合物内的羧基和其他酸性残基，以及 [0056] --其他酸性残基， [0057] 多价阳离子源(3)包含一种或多种多价阳离子，其在使用水平上是无毒且具有营养的，例如，Mg,Ca,Fe,Cu,Co,Mn,Zn和Mo。发生的反应可能涉及螯合某些有机酸，中和某些酸类，形成盐或螯合物/复合物，或仅仅形成不溶性物质。 [0058] 在多数情况下，希望在反应过程中监测pH值，一旦达到所需的pH值，就停止添加多价阳离子源(3)。在大多数情况下，认为pH值不允许超过8，但这仍有待确认。期望中间反应产物(4)的最终pH值在4～7.5之间。 [0059] 多价阳离子源(3)可以是天然矿物质，例如，石灰石、白云石、菱镁矿。但是，多价阳离子源(3)也可以包括一种或多种自然或人工来源的一个或多个多价阳离子的氧化物、碳酸盐、氢氧化物、氯化物、硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐等。如果使用天然矿物质，它们需要有足够高的品质，以最小化对最终产品的任何污染。 [0060] 中间反应产物(4)随后可能会被用作饲料补充剂(5)(也就是说，中间反应产物(4)就是反应产物)，或需要进一步处理。预计中间反应产物(4)的进一步处理将包括干燥和粉碎。在正常压力或降压(例如，真空)的情况下，可以采用任何已知的手段进行干燥，包括喷雾干燥、烘箱干燥、微波干燥、红外干燥和RF(无线电频率)干燥。所得的物质是饲料补充剂(5)。 [0061] 参考图2，图2显示了饲料补充剂(5)的使用，其中，饲料补充剂(5)和可选的物质(例如，额外的饲料(6)和/或添加剂(7))被投喂给动物(8)。 [0062] 如果饲料补充剂(5)是从葡萄果渣中制备的，那么它可以作为饲料喂给动物，不需要进一步的补充剂。如果饲料补充剂(5)是从湿酒糟(WDG)和浓缩蒸馏可溶物(CDS)中制备的，那么可能需要提供额外的饲料(6)，额外的饲料(6)可能仅仅来自牧草或青贮饲料或其他动物饲料。添加剂(7)可以是矿物质源，抗生素，或任何其他常规添加到动物(8)的饮食中的添加剂。 [0063] 应当注意的是，添加有多价阳离子的干酒糟(Distillers Dried Grains,DDG)被作为饲料补充物，没有观察到生长速度和产奶量(通过能量和蛋白质含量预期)的差别。我们认为，该过程以及由该过程制备的补充剂，以相对热稳定的沉淀物形式保护有价值的C3/C4酸，就这一点而论，预干燥的发酵物质(例如，干酒糟(DDG)或干酒糟及其可溶物(DDGS))是不合适的。我们认为，C3/C4酸沉淀物意味着当饲料补充剂(5)最终被干燥时，酸类物质的生物学活性得以保留。关键是在前体的任何最终干燥之前添加多价阳离子源。 [0064] 由于目的是提供易碎的、稳定的饲料补充剂(5)，可能有必要通过添加吸附剂/能吸收的物质(例如麦麸、干草等)“固化(fix)”在室温下是液体的物质，例如，甘油或任何其他通常液态高沸点的种类。 [0065] 从试验到目前为止，我们相信饲料补充剂(5)应该不超过动物(8)摄入的干物质的25％，但这在一定程度上是由成本驱动的。尽管含量可以通过推荐的多价阳离子的日常需求量而确定，但是我们认为反应产物(中间反应产物(4)的最终状态)应该占投喂的干物质的2％～10％。 [0066] 虽然实施例限定为单一的多价阳离子，但也可以使用混合物(例如，包含镁、钙、锰的混合物)。 [0067] 应该注意的是，阳离子源(3)可以直接添加到酒糟水中，以形成中间反应产物(4)。然后，该物质被干燥或浓缩，以形成饲料补充剂(5)。酒糟水可能含有低至0.5％的C3/C4有机酸，其在任何浓缩步骤之前在稳定C3/C4有机酸方面是有优势的。 [0068] 还应该注意的是，额外的C3/C4有机酸可以被添加，作为制备前体(2)的一部分，以标准化制备过程。 [0069] 前体(1)可以是酸性植物材料，其中，酸性植物材料的pH值低于5，例如，柠檬汁、桃、李子、芋头、西红柿、苹果、杏等。 [0070] 制备和试验以下饲料补充剂仅仅作为举例之用。 [0071] 实施例1 [0072] 补充剂-Mg(LMg)的添加 [0073] 从正常的来自设备(澳大利亚，新南威尔士州，Shoalhaven Starches有限公司)的产物中收集蒸馏浓缩可溶性(Distillers condensed solubles(DCS))糖浆，输送到Halcyon Products有限公司(墨尔本，维多利亚省)的场地。在正常情况下，该来源的DCS含有大约25％的乳酸(dmb，按干物质计算)，但是这批货的乳酸含量偏低，因此，补充了工业级乳酸(All Raw Materials有限公司，新南威尔士州)。 [0074] DCS被加热到55℃，与商业饲料级的氧化镁(Causmag国际有限公司，墨尔本，维多利亚省)反应，连续搅拌和监测pH值。当pH值达到7，停止添加氧化镁，制备的产物准备进行干燥。小规模的喷雾干燥研究表明，需要引入一些麦芽糊精来提高流动性，因此，将10％的额外的麦芽糊精与熟化的DCS混合。 [0075] 利用传统技术对所得的混合物进行喷雾干燥，以20kg/包包装在防水塑料袋中，再装入纸箱中，以进行存储和运输。表1中列出了其成分(Dairy One公司，伊萨卡，纽约，美国)。 [0076] 表1：补充剂-Mg(LMg)的一般成分 [0077] [0078] [0079] 通过近红外光谱(NIR)估算可消化的能量是14.4MJ/kg。 [0080] 试验组饮食 [0081] 出于试验目的，预计补充剂-Mg(LMg)中的镁的有效性类似于氯化镁或硫酸镁中镁的有效性，即大约65％。若要提供6.5g吸收的镁，因此要求每天摄入足够的补充剂-Mg(LMg)，以提供总共10g镁，400g的喷雾干燥产品可以获得这个量。 [0082] 为方便起见，将400g补充剂-Mg(LMg)并入到2kg饮食中，剩下的物质由1600g本地生长的新一季冬小麦(12.2％蛋白质，dmb)组成。制造商(Seales Winslow有限公司，廷沃尔德，新西兰)往这种混合物中添加了0.1％的制造商专有的风味增强剂。制造和投喂了19.9吨的这种饮食。 [0083] 对照组饮食 [0084] 对照组饮食由在2kg补充剂中的40g乳制品营养级氧化镁(Causmag国际企业有限公司，墨尔本，维多利亚省)构成。补充剂由与试验组饮食一样的小麦组成，并且增加了足量的大豆粉(46％蛋白质，dmb)(Viterra有限公司,奥克兰,新西兰)，以弥补小麦和试验组饮食配方的补充剂-Mg(LMg)之间的蛋白质含量方面的差异。对照组饮食中也添加了同样的专有的风味增强剂。制造和投喂了119.0吨这样的饮食。 [0085] 组分 [0086] 两种补充剂的组分是由一个独立的试验室(营养试验室，食品、营养和人类健康研究所，梅西大学，北帕默斯顿，新西兰)测定的。结果如表2所示。 [0087] 表2:添加剂组分 [0088] [0089] [0090] 饲养 [0091] 出于实际原因，有必要通过旋转平台上的饲养装置给整个畜群提供所需的镁。为此，投喂了更多的对照组饮食，因为对照组饮食被供给没有被投喂试验组饮食的所有产奶畜群成员。在动物被分配到试验组5天后，开始投喂补充剂。 [0092] 分娩前(pre-parturition) [0093] 将要分娩的动物被分到一个与农场中其他动物分开的畜群中。该奶牛群每天被带到挤奶棚，投喂给它们已分配的日常定额饮食。 [0094] 当奶牛产犊时，它被获准进入产犊后群组，作为主要兽群的一部分，根据下面描述的方案来补充营养。 [0095] 产奶的奶牛 [0096] 产犊时，奶牛被包括在主要畜群中。该牛群每天被挤奶两次，每只动物根据它所在的组接受补充剂。每次产奶时，采用1kg合适的饮食的方式，外加100毫升糖蜜，以进一步提高可接受性。正在遭受不良事件(例如，乳腺炎或残废)的动物从主要畜群中分离出来，在主要畜群挤奶完成之后，进入特别室挤奶。产犊完成之后，畜群开始被悄悄解下绳索饲养，因此这些正在遭受不利影响的动物在主要畜棚中的不同围栏中被投喂相同的基础饮食。 [0097] 结果与讨论 [0098] 本试验的目的是提供对照组和试验组饮食，对照组和试验组饮食会导致相似的营养和行为结果。 [0099] 补充剂组分 [0100] 考虑到在试验组和对照组两种情况下，所提供的补充剂少于每天摄入的干物质总量的10％，除了镁含量，试验组和对照组补充剂在组分上的差异并不显著。 [0101] 体况 [0102] 在分配到试验组之前，原始牛群组有一系列体况评分，从3.5(体重显著不足，该得分的牛群是最近购买的)到5(理想体重)。初始体况评分低于4.0的动物没有被包括在试验组中，在产犊之前，观察了体况评分高的动物。正如所料，产犊导致体况评分下降约0.5个体况评分单位。 [0103] 随后估算的平均体况评分显示组间没有显著差异。正如所料，所有动物产犊后体况迅速恢复，因此，在一个月的哺乳期后，几乎所有动物的体况评分轻松地进入4.5～5.0的范围。因此，看来试验组饮食对体况评分或产犊后恢复速率没有影响。 [0104] 产量数据 [0105] 每天以每头牛24小时的牛奶量形式收集牛奶产量数据。使用允许不平衡数据分析的一般线性模型进行方差分析(ANOVA)，表明进行试验组饮食的奶牛的产奶量有小而显著的整体优势(25.01升/天vs 24.21升/天；p＝0.001)。但是，在饮食和时间之间有非常明显的相互作用(图3)。 [0106] 似乎这种相互作用是由于需要适应试验组饮食中一种或多种组分，但是一旦完成了这种适应，在牛奶产量方面有持续的显著的优势。如果忽略试验起初四个星期(在该期间奶牛产犊)，饮食和时间之间的相互作用会完全消失，正如所料，由试验组饮食传达的这种优势会增加(26.95升/天vs 24.89升/天，或8％)。 [0107] 在该试验中，样本奶牛以一个单独的组管理。尽管这一组的动物数量较少，但是各种处理之间的类似差异仍然非常显著(23.6升/天vs 21.6升/天(p＝0.000)，或9％)。 [0108] 在该试验中，牛奶的品质信息含有显示牛奶尿素含量的结果，牛奶尿素含量显示对照组和试验组饮食之间有10％的差异，表明在试验组饮食投喂的动物中的氮代谢有相似的提高。 [0109] 实施例2 [0110] 该试验是在与实施例1相同的大环境下进行的，除了其是在春天而不是秋天进行的，且牛被投喂牧草而不是储存的草料。该试验中的牛的数量是实施例1中的近三倍，牛奶产量再一次获得了小而显著的提高。与第一个试验相比，该试验也显示乳固形物浓度有大幅增加，乳固形物产量约增加了13％。这个结果很出乎意料。令人惊讶的是，停止投喂补充剂-Mg(LMg)后，这种增长仍持续了两个月。 [0111] 实施例3 [0112] 在初步研究中，来自Pinot Noir葡萄酒生产中的红葡萄榨渣被投喂给有50头阿伯丁安格斯阉牛的畜群，在屠宰之前投喂3个月，作为混合的干草和冬季牧草的添加剂。所有动物很好地接受了这种产物，一被投递下去，每日配额就会被吃掉。到屠宰时，该组动物的平均日增重是1.86kg，而由同样的管理者按照惯例放牧的动物的平均日增重为1.5kg。通过传统市场渠道出售时，该牛群价格更高，畜体质量(carcase quality)被认为是非凡的。 [0113] 因此，在第二年，通过一种通常用于保存猕猴桃果渣的商业化酶把Pinot Noir葡萄榨渣制成青贮饲料贮藏。用碳酸钙调整pH值，以适应酶制剂的要求。完成二次发酵时，引起物质中的乳酸水平增加，储存的果渣如上述方式被投喂。在这种情况下，尽管在试验时有一段时间天气极其寒冷，也达到了几乎完全一样的体重增加。从试验组中独立选择出的一只典型动物进入“(原味澳洲)paddock to plate”竞赛。在42只动物中，被选择的阉牛在构造(conformation)竞赛中排名第二，在畜体质量竞赛中排名第八(切(premium cuts)得太大了)，在食用品质竞赛中排名第二，总体上排名第三。整个两个季度的试验过程中，没有不良事件发生。 [0114] 关键词 [0115] 1.前体； [0116] 2.制备的前体； [0117] 3.阳离子源； [0118] 4.中间反应产物； [0119] 5.饲料补充剂； [0120] 6.额外的饲料； [0121] 7.添加剂； [0122] 8.动物。