家禽用纳米氧化锌-GABA添加剂的制备方法和应用与流程

未命名 09-24 阅读:108 评论:0

家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂的制备方法和应用
技术领域
1.本发明涉及家禽饲料应用领域,具体地说,涉及一种家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂的制备方法和应用。


背景技术:

2.锌是家禽重要的营养素来源。锌是家禽生长必须的微量元素,家禽缺锌会造成鸡生长性能下降和腿骨变形,锌对鸡的繁殖性能也有很大的影响,此外,锌还具有一定的免疫功能。缺锌时,生长鸡生长发育缓慢,羽毛生长不良,诱发皮炎。成年鸡产蛋量减少,蛋壳变薄,种蛋孵化率降低,胚胎出现畸形。如何添加和利用锌的问题。氧化锌具有一定的杀菌作用,但是,缺乏较高的组织靶向性。


技术实现要素:

3.本发明的目的在于提供一种家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂的制备方法和应用。本发明具有效果好、见效快、抗菌谱广、可代谢不残留、摄入简单、工艺简单和易量产的优点,能够实现增效降本。
4.本发明的技术方案如下:家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂的制备方法,包括如下步骤:
5.步骤1、取80-120mg的纳米氧化锌,溶于5-15ml的去离子水中,超声分散,得到纳米氧化锌溶液;
6.步骤2、取0.05-0.2mol/l的gaba去离子水溶液0.3-0.8ml,加入到步骤1中的纳米氧化锌溶液,超声15-25min;
7.步骤3、将超声后的混合液磁力搅拌2-3h,然后移入离心管,每支离心管另加等体积的乙醇或水溶液,然后在离心机中使用8000-12000rpm进行离心,离心后倒掉上清液,将沉淀重新超声溶回去离子水中,得到成品。
8.上述的家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂的制备方法,步骤1中,纳米氧化锌的质量为100mg,去离子水的体积为10ml。
9.前述的家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂的制备方法,步骤2中,gaba去离子水溶液的浓度为0.1mol/l,体积为0.5ml。
10.前述的家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂的制备方法,步骤3中,离心机的转速为10000rpm。
11.前述的家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂的应用,采用包含家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂的饲料或饮用水中饲喂家禽。
12.前述的家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂的应用,每千克饲料或饮用水中,家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂的添加量为30mg。
13.前述的家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂的应用,所述饲料中还包括重量份占比为10-20%的发酵豆粕。
14.前述的家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂的应用,所述发酵豆粕的制备是将豆粕高温蒸汽灭菌后冷却,将酿酒酵母菌液和家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂均匀喷洒在豆粕上,然后在20-30℃下发酵3-5天,发酵完成后在真空干燥箱中低温干燥。
15.与现有技术相比,本发明制备的家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂是以具有较高细胞相容性和组织靶向性的纳米氧化锌为基底物质并对其进行有机酸表面修饰,以对动物抗应激和采食量调控具有正向调节效果的γ-氨基丁酸(gaba)作为目标表面修饰物,合成获得zno-gaba。该物质的确定是基于其包含的游离氨基基团具有被氧化的潜在能力,当其接触到细菌内过多的氧自由基后,使该产品具有在接触细菌中过多的氧自由基后,被氧化为一氧化氮(no),而所产生no原位地与氧自由基继续产生反应,这一级联反应导致了另一种更活跃、杀菌能力更强的自由基——onoo
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,onoo
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是高度活性的,可引起生物杀灭活性,包括氧化和亚硝化应激的产生、dna损伤、dna合成/修复抑制、dna碱基脱氨、细胞功能受损等作用,可更活跃地执行杀菌功能。而该级联反应并不会在动物细胞内产生,因为动物细胞产生的氧自由基水平更低,当控制zno-gaba的添加量后,不会导致氧自由基攻击gaba的氨基而产生过多的no。同时,由于该技术下生成onoo
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属于原位产生,onoo
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的产生被精确地限制在细菌细胞中,对消化道内其他细胞和组织无副作用。进一步地,由于zno-gaba的组成为动物必需微量元素和功能性氨基酸,因此这两种物质在抗氧化、促采食和抗热应激方面的功能得到有效保存,故本发明所制备的家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂是一类兼具抗菌特性、抗应激特征和功能营养素的新型饲料添加剂,生产工艺简单,纳米氧化锌原料成本低,非常容易实现工业化量产。同时,由于zno和gaba均是动物饲料常用的添加剂,在产品生物安全性、有效性和成本方面具有较大优势。再进一步地,本发明的家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂可直接添加到饲料或饮用水中,即可达到抗菌目的,其摄入简单,简化了养殖操作,大大减轻养殖户的劳动力负担,有效降低劳动力成本。更进一步地,本发明还提供了一种家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂的应用,该应用方法中是将酿酒酵母菌液和家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂均匀喷洒在豆粕上,然后进行发酵,发酵后的豆粕与正常饲料一起饲喂家禽,这种方式的好处在于酿酒酵母菌液发酵能够产生gaba,在饲喂家禽后能够作为zno-gaba的补充,另一方面酿酒酵母菌液发酵时可以将无机的锌元素进行吸收,进而转换成有机锌,方便家禽的吸收,促进家禽的生长。
附图说明
16.图1是纳米氧化锌颗粒的粒径分布及平均粒径;
17.图2是纳米氧化锌的透射电镜照片;
18.图3是合成的纳米氧化锌的x射线衍射图谱及氧化锌标准衍射图谱。
具体实施方式
19.下面结合实施例和附图对本发明作进一步的说明,但并不作为对本发明限制的依据。
20.实施例1:家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂的制备方法,包括如下步骤:
21.步骤1、取85mg的纳米氧化锌,溶于10ml的去离子水中,超声分散,得到纳米氧化锌溶液;
22.步骤2、取0.05mol/l的gaba(伽马氨基丁酸)去离子水溶液0.8ml,加入到步骤1中的纳米氧化锌溶液,超声25min;
23.步骤3、将超声后的混合液磁力搅拌2-3h,然后移入离心管,每支离心管另加等体积的乙醇或水溶液,然后在离心机中使用10000rpm进行离心,离心后倒掉上清液,将沉淀重新超声溶回去离子水中,得到成品。
24.实施例2:家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂的制备方法,包括如下步骤:
25.步骤1、取110mg的纳米氧化锌,溶于15ml的去离子水中,超声分散,得到纳米氧化锌溶液;
26.步骤2、取0.15mol/l的gaba去离子水溶液0.6ml,加入到步骤1中的纳米氧化锌溶液,超声20min;
27.步骤3、将超声后的混合液磁力搅拌2-3h,然后移入离心管,每支离心管另加等体积的乙醇或水溶液,然后在离心机中使用10000rpm进行离心,离心后倒掉上清液,将沉淀重新超声溶回去离子水中,得到成品。
28.实施例3:家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂的制备方法,包括如下步骤:
29.步骤1、取100mg的纳米氧化锌,溶于10ml的去离子水中,超声分散,得到纳米氧化锌溶液;
30.步骤2、取0.1mol/l的gaba去离子水溶液0.5ml,加入到步骤1中的纳米氧化锌溶液,超声20min;
31.步骤3、将超声后的混合液磁力搅拌2-3h,然后移入离心管,每支离心管另加等体积的乙醇或水溶液,然后在离心机中使用10000rpm进行离心,离心后倒掉上清液,将沉淀重新超声溶回去离子水中,得到成品。
32.实施例4:家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂的应用,将实施例3制备的家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂投入饲料中饲喂家禽;其中,每千克饲料中,家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂的添加量为30mg。
33.实施例5:家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂的应用,将实施例3制备的家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂投入饮用水中饲喂家禽;其中,每千克饮用水中,家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂的添加量为30mg。
34.实施例6:家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂的应用:准备饲料,以饲料饲喂家禽。本实施例中所述饲料中包括重量份占比为15%的发酵豆粕,所述发酵豆粕的制备是将豆粕高温蒸汽灭菌后冷却,将酿酒酵母菌液和家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂均匀喷洒在豆粕上,进行发酵然后在25℃下发酵4天,发酵完成后在真空干燥箱中低温干燥。其中,每百公斤豆粕使用1公斤的酿酒酵母菌液,纳米氧化锌抗生素的添加量占总饲料重量的0.003%。
35.对照例1:饲喂常规的含有纳米氧化锌的饲料,饲喂量与实施例4相同。
36.对照例2:饲喂常规的饲料,饲喂量与实施例4相同。
37.为了验证本发明的效果,对本发明制备的纳米氧化锌-gaba进行观察和试验。本发明的纳米氧化锌-gaba材料体系是由粒径小于10nm的纳米氧化锌颗粒(如图1所示,图1为纳米氧化锌颗粒的粒径分布及平均粒径)及其表面连接的γ-氨基丁酸(c4h9no2,gaba)组成,可在去离子水里能均匀长时间分散。如图2所示,图2为纳米氧化锌的透射电镜照片,从图2中可以看出,由于纳米氧化锌的表面存在着许多缺陷,纳米氧化锌的表面缺陷如氧空位可
以自发产生活性氧(ros),而ros可以与氨基酸小分子gaba发生作用进而产生no/onoo

。如图3所示,图3为合成的纳米氧化锌的x射线衍射图谱(上)及氧化锌标准衍射图谱(下)。从图2和图3表现出纳米氧化锌-gaba材料体系的微观结构和化学性能可以证明本发明不需要紫外或可见光照射,就可以在生物体内外自主产生no/onoo

,且产生浓度与材料浓度成正相关。其中,no是一种在介导多种生理过程中都发挥着多功能作用的生物因子,其中包括神经元信号传导、血管调节、宿主防御和其他生理/病理生理过程。且no浓度不同对生物体也会起不同作用,高浓度可杀死细胞,而低浓度可保护细胞甚至利于生物体。
38.进一步地,以实施例4-6和对照例1-2进行饲喂实验对比,其中,实施例4和实施例6的饮用水中不含家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂,实施例5的饲料中不含家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂。
39.实验的比较包括产蛋对比:选择体重相近的(2kg)、健康的母鸡2000只,随机分为5组,饲喂60天,每只鸡定量饲喂饲料和饮用水,检测鸡的蛋产量与质量,产蛋结果如表1所示:
[0040][0041][0042]
表1
[0043]
表1的结果表明,实施例4-6中饲喂添加家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂的饲料或者饮用水的母鸡在产蛋率相比对比文件1和对比文件2上有所提升,而且蛋壳的强度和厚度上均质量较好,其中实施例6达到最优表现。
[0044]
生长对比,选择体重相近的(0.5kg)、健康的公鸡50只,随机分为5组,饲喂30天,每只鸡定量饲喂饲料和饮用水,检测公鸡生长水平,结果如表2所示:
[0045][0046]
表2
[0047]
表2的结果表明,实施例4-6中饲喂添加家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂的饲料或者饮用水的母鸡在生长增重率相比对比文件1和对比文件2上有所提升,而且羽毛生长和健康情况情况均有不错的表现,而未添加氧化锌的对比例2存在着病鸡的情况,说明存在细菌感染的问题。
[0048]
从以上结果可以看出,本发明制备的家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂可以使得鸡生长性能上升,对鸡的繁殖性能也有很大的提高,还能够实现抗菌的效果。本发明制备的家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂是以具有较高细胞相容性和组织靶向性的纳米氧化锌为基底物质并对其进行有机酸表面修饰,以对动物抗应激和采食量调控具有正向调节效果的γ-氨基丁酸(gaba)作为目标表面修饰物,合成获得zno-gaba。该物质的确定是基于其包含的游离氨基基团具有被氧化的潜在能力,当其接触到细菌内过多的氧自由基后,使该产品具有在接触细菌中过多的氧自由基后,被氧化为一氧化氮(no),而所产生no原位地与氧自由基继续产生反应,这一级联反应导致了另一种更活跃、杀菌能力更强的自由基——onoo
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是高度活性的,可引起生物杀灭活性,包括氧化和亚硝化应激的产生、dna损伤、dna合成/修复抑制、dna碱基脱氨、细胞功能受损等作用,可更活跃地执行杀菌功能。而该级联反应并不会在动物细胞内产生,因为动物细胞产生的氧自由基水平更低,当控制zno-gaba的添加量后,不会导致氧自由基攻击gaba的氨基而产生过多的no。同时,由于该技术下生成onoo
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属于原位产生,onoo
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的产生被精确地限制在细菌细胞中,对消化道内其他细胞和组织无副作用。进一步地,由于zno-gaba的组成为动物必需微量元素和功能性氨基酸,因此这两种物质在抗氧化、促采食和抗热应激方面的功能得到有效保存,故本发明所制备的家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂是一类兼具抗菌特性、抗应激特征和功能营养素的新型饲料添
加剂,生产工艺简单,纳米氧化锌原料成本低,非常容易实现工业化量产。同时,由于zno和gaba均是动物饲料常用的添加剂,在产品生物安全性、有效性和成本方面具有较大优势。再进一步地,本发明的家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂可直接添加到饲料或饮用水中,即可达到抗菌目的,其摄入简单,简化了养殖操作,大大减轻养殖户的劳动力负担,有效降低劳动力成本。更进一步地,本发明还提供了一种家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂的应用,该应用方法中是将酿酒酵母菌液和家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂均匀喷洒在豆粕上,然后进行发酵,发酵后的豆粕与正常饲料一起饲喂家禽,这种方式的好处在于酿酒酵母菌液发酵能够产生gaba,在饲喂家禽后能够作为zno-gaba的补充,另一方面酿酒酵母菌液发酵时可以将无机的锌元素进行吸收,进而转换成有机锌,方便家禽的吸收,促进家禽的生长。

技术特征:
1.家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:步骤1、取80-120mg的纳米氧化锌,溶于5-15ml的去离子水中,超声分散,得到纳米氧化锌溶液;步骤2、取0.05-0.2mol/l的gaba去离子水溶液0.3-0.8ml,加入到步骤1中的纳米氧化锌溶液,超声15-25min;步骤3、将超声后的混合液磁力搅拌2-3h,然后移入离心管,每支离心管另加等体积的乙醇或水溶液,然后在离心机中使用8000-12000rpm进行离心,离心后倒掉上清液,将沉淀重新超声溶回去离子水中,得到成品。2.根据权利要求1所述的家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂的制备方法,其特征在于:步骤1中,纳米氧化锌的质量为100mg,去离子水的体积为10ml。3.根据权利要求1所述的家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂的制备方法,其特征在于:步骤2中,gaba去离子水溶液的浓度为0.1mol/l,体积为0.5ml。4.根据权利要求1所述的家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂的制备方法,其特征在于:步骤3中,离心机的转速为10000rpm。5.根据权利要求1-4任一项所述的家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂的应用,其特征在于:采用包含家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂的饲料或饮用水中饲喂家禽。6.根据权利要求5所述的家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂的应用,其特征在于:每千克饲料或饮用水中,家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂的添加量为30mg。7.根据权利要求5所述的家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂的应用,其特征在于:所述饲料中还包括重量份占比为10-20%的发酵豆粕。8.根据权利要求7所述的家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂的应用,其特征在于:所述发酵豆粕的制备是将豆粕高温蒸汽灭菌后冷却,将酿酒酵母菌液和家禽用纳米氧化锌-gaba添加剂均匀喷洒在豆粕上,然后在20-30℃下发酵3-5天,发酵完成后在真空干燥箱中低温干燥。

技术总结
本发明公开了一种家禽用纳米氧化锌-GABA添加剂的制备方法和应用,包括如下步骤:取80-120mg的纳米氧化锌,溶于5-15mL的去离子水中,超声分散,得到纳米氧化锌溶液;取0.05-0.2mol/L的GABA去离子水溶液0.3-0.8mL,加入到纳米氧化锌溶液中,超声15-25min;将超声后的混合液磁力搅拌2-3h,然后移入离心管,每支离心管另加等体积的乙醇或水溶液,然后在离心机中使用8000-12000RPM进行离心,离心后倒掉上清液,将沉淀重新超声溶回去离子水中,得到成品。本发明具有效果好、见效快、抗菌谱广、可代谢不残留、摄入简单、工艺简单和易量产的优点,能够实现增效降本。能够实现增效降本。能够实现增效降本。


技术研发人员:姚凯勇 蔡杰 邓人仁 王迪铭 刘晨星
受保护的技术使用者:杭州申浙家禽有限公司
技术研发日:2023.05.30
技术公布日:2023/9/22
版权声明

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