专利名称：：环保营养型畜禽饲用高浓度复合水解酶的制作方法
技术领域：
：本发明涉及畜禽饲料添加剂，尤指一种畜禽饲料用复合水解酶。
发明内容利用纯化的外源消化酶在体外复配设计和混合技术，根据天然饲料原料中不可消化物质或低消化率的目标底物的种类和浓度，按照畜禽的消化代谢能力和饲料生产的工业要求，通过一次性添加高浓度复配剂以达到配套满足至少4种主要外源消化酶(植酸酶，木聚糖酶、葡聚糖酶、甘露聚糖酶+果胶酶)的需要量，达到在动物体内顺序启动水解反应消化目标底物的目的。复配剂为经温度稳定性后加工的无粉尘的微粒，容重与配合饲料在同一数量级。本发明的配方为一种环保营养型畜禽饲用高浓度复合水解酶，它是一种畜禽饲用的添加剂，其特征是它每公斤含有的物质及量如下植酸酶A0.8～2.8mio.FTU植酸酶B0.09～0.65mio.FYT植酸酶C0.25～0.75mio.PPUβ-木聚糖酶10～30mio.EXUβ-葡聚糖酶0.35～1.6mio.BGU甘露聚糖酶7000～30000U果胶酶700～3000PSU上述酶配合辅料制成复合水解酶。其中，mio.FTU＝百万植酸酶活性单位，(FYT和PPU均同为植酸酶活性单位的不同文字表示方式，源自不同的植酸酶来源地文字)mio.EXU＝百万木聚糖酶活性单位，mio.BGU＝百万葡聚糖酶活性单位，U＝甘露聚糖酶活性单位，PSU＝果胶酶活性单位。本发明的特征还在于所说的辅料为除静电剂、干燥防霉剂和赋形剂，每公斤复合水解酶中含有除静电剂2～30g干燥防霉剂0.75～2.5g赋形剂10～350g。所说的除静电剂为植物油与乙氧基喹啉联用，植物油与乙氧基喹啉之间的比例关系为10∶1。配方中还加有助附着剂，所说的助附着剂为轻质碳酸钙或淀粉与植物油联用，轻质碳酸钙或淀粉与植物油之间并无固定的比例关系。所说的赋形剂选自重质碳酸钙、轻质微粒型磷酸氢钙、麸皮和淀粉。所说的干燥防霉剂为丙酸钙或丙酸钠。使用时在猪和禽饲料中每单位添加量为120～200克/吨饲料，变化幅度±10～20克(即如设计添加量为120克时(蛋禽)变化幅度为±10，而设计添加量为160-200克时(猪和肉禽)变化幅度为±20克)，能为每公斤饲料提供的包括潜在营养价值在内的营养成分数量见表1。表1本发明配方添加量范围在饲料中引入的成份含量和营养成份表2按照配方设计添加量在饲料中引入的酶含量和释放的潜在营养价值含量本表格内的数值与下面实际投料配方1相对应。在使用200克本发明复合酶添加到饲料后，成分能被检测出，且落在设计量范围。而潜在营养价值是动物食入使用了复合酶后在体内营养成分的增加量，因此必须使用动物试验方法才能够检测出来。下面较详细地阐述本发明的工作原理商业用途的人工养殖畜禽及部分特殊用途的动物必须进食饲料。天然饲料中碳水化合物、蛋白质、钙、磷等营养素为维持生命和生产所必需，但碳水化合物、蛋白质、钙、磷的消化率随饲料的原料中相对应的抗消化因子和动物种类而差异极大，未消化的部分浪费了资源并排泄出体外，对环境造成污染。使植酸、木聚糖、葡聚糖、甘露聚糖和果胶成为饲料中的有害因子的外源的主要原因是在单胃动物体内无内源水解植酸、木聚糖、葡聚糖、甘露聚糖及其果胶的酶。因此本配方发明的核心功能部分为四个主要层次种类，比例，配制工艺和综合协同加效作用。兹将天然饲料中与本配方发明有关的有害因子的状况简介如下植酸天然饲料原料中含1～5％的植酸，存在于几乎所有禾本科和豆科种子中。被植酸结合的磷占饲料原料总磷的70～100％。在制成商品饲料后，仍然有近50％的总磷，即0.25～0.3％的磷和0.1％的钙因植酸而不可利用，又构成抑制动物生长的有害因子，同时还限制淀粉和蛋白质的消化，增加了从粪便直接排出体外的数量，污染环境。本发明通过添加外源植酸酶的方式，使在畜禽的消化道中(口腔、食道、嗉囊、胃和肠道前段)将进食的植酸水解，释放出可利用磷、钙、能量和蛋白质。戊聚糖(木聚糖)和葡聚糖天然饲料原料中含3～12％的戊聚糖。属于非淀粉5个C多糖类碳水化合物，其中以木聚糖为主。天然饲料中含有0.08～7％葡聚糖，属于非淀粉6个C多糖类碳水化合物。存在于几乎所有禾本科和豆科种子中，以麦类籽实中含量最高。本发明的目标动物不能消化戊聚糖和葡聚糖，不可利用。又因物理性覆盖作用限制了其它养分的消化，是动物生长的有害因子。木聚糖和葡聚糖在肠道内吸附大量水分，在随粪便排出体外时增加粪便的含水量使粘度增加，对动物造成障碍。本发明则通过添加外源木聚糖酶和葡聚糖酶的方式，使在畜禽的消化道中(口腔、食道、嗉囊、胃、肠道)将饲料中的木聚糖和葡聚糖水解，释放出可利用的能量和蛋白质，降低粪便的含水量使粘度下降，对禽类排泄物的影响更显著。甘露聚糖+果胶天然饲料中含有0.02～5％甘露聚糖和果胶。存在于几乎所有禾本科和豆科种子中，以豆类籽实中甘露聚糖含量最高，是动物生长的有害因子，不可消化，随粪便排出体外，本发明通过添加外源甘露聚糖酶和果胶酶的方式，使在畜禽的消化道中(口腔、食道、嗉囊、胃、肠道)将饲料中的甘露聚糖和果胶水解。另外，值得指出的是，本发明所添加的植酸酶，木聚糖酶和葡聚糖酶之间能配合产生协同增效作用。原理是木聚糖、葡聚糖属于构成植物细胞壁的结构性非淀粉和非纤维素类碳水化合物多糖和类多糖。充分消化和破坏细胞壁结构，增加细胞内植酸与外源植酸酶的接触机会，达到进一步提高植酸水解率的效果。利用植酸酶和非碳水化合物多糖酶的综合加效作用释放出钙，能满足3～16％的总钙需要量；释放出的磷满足70～100％的总磷需要量；提供96～124Kcal代谢能/公斤饲料；释放出的蛋白质能满足总蛋白质需要量的4～4.5％。释放量均为可利用数量，可以从饲料中作等量扣减，替代出相同数量的无机钙、无机磷、代谢能和蛋白质。粪便总排泄量减少40％或以上，粪便干物质减少20％或以上。实现满足畜禽营养要求的条件下保护环境、降低饲料成本和提高上述有害因子含量高的原料使用比例的目的。由于本发明配方设计水分含量低，目标成份的化学纯度高，细度高，所以必须除静电，所用的除静电剂采用植物油(vegetableoil)与乙氧基喹啉(EQ)联用，要求低凝固点、低饱和度的植物油，较佳的植物油为棉籽油或菜籽油，也可用大豆油或花生油。植物油与乙氧基喹啉之间的比例关系为10∶1。由于本发明配方设计中的有效成分含量高，目标物比例大，物理特性相差大，采用轻质碳酸钙(calciumcarbonate)或淀粉与植物油联用作为助附着剂，可增加载体与被承物之间的附着力。干燥剂和防霉剂为丙酸钙，同一种物质提供两种功能，利用丙酸盐的强吸水性，在水分升高的时候发挥干燥剂的作用。而利用丙酸分子对微生物的抑制作用，在有发霉风险的时候发挥防霉剂的作用。也可以使用丙酸钠作为干燥防霉剂。以下再对本发明的技术要点作更加详细描述和总结一、包括在本发明配方内的全部酶在单胃动物体内均无内源分泌，无酶蛋白质结构的同源性，无同功酶。因此无负反馈作用，不影响动物体内自身酶系统的分泌和代谢。首次将4种微生物来源的植酸酶、木聚糖酶、葡聚糖酶、甘露聚糖酶和果胶酶按比例高浓度复配。辅助增效因子，在稳定发挥各自独立的消化水解功能的基础上，利用四者之间的协同增效作用。二、首次在复合消化酶配方中增加减轻磷和氮污染的功能，直接替代磷酸氢钙和骨粉等无机磷原料。三、首次在消化酶复合配方中确定了高于自身重量1～2个数量级的综合潜在营养价值总量，可以直接替代钙、磷、代谢能和蛋白质等营养成分的同时创造配方空间达3～4％。四、根据不同成分的消化、吸收和功能部位，利用不同微生物来源植酸酶的pH和释放特性，采取对应配位设计和对原料特性进行修饰，达到与消化道部位的时间同步和部位吻合目的；根据影响酶需要量的5大因素(饲料组成结构、预期生产性能、不同动物种类的消化道机构和品种及年龄阶段、环境温湿度、饲料的加工工艺)设计配方成分的绝对含量和比例。五、利用被替代目标营养素的成本经济性能分析设计，具有在保持畜禽的生产性能不变的前提下降低饲料生产成本的功能。六、采取超高含量浓度，微量添加，固定添加量设计(推荐添加量±10-20克/吨，即当固定添加量设计为120克时，推荐的添加量范围是在固定添加量的基础上±10克；同样当固定添加量设计为200克时，推荐的添加量范围是在固定添加量的基础上±20克)。达到有效成分的种类多、绝对含量高、添加量小的目的。节省饲料配方空间，添加量范围系数F(F＝添加量上限/添加量下限)由2.5降为1.18～1.22，下降了近50％。消除了企业在生产中使用添加量的盲目性。七、采用完全无药化的饲料安全型和畜产品安全型环保产品设计。在本发明配方内所有物质都源自正常的营养物质。关键技术为酶的最佳剂量和配比，以及利用不同酶之间营养物质的互作、协同累加效应实现设计目标。重要比例包括植酸酶∶可利用磷；植酸酶∶总钙；植酸酶∶植酸；植酸酶∶结构性非淀粉和非纤维素类碳水化合物多糖和类多糖酶；木聚糖酶∶葡聚糖酶；木聚糖酶∶戊聚糖；葡聚糖酶∶β-葡聚糖。八、利用非干燥方法大幅度降低配方的理论设计水分含量，利用不同后保护工艺措施的酶制剂降低对温度和湿度的敏感性，达到复合后维持各种有效成分的生物利用率不变的前提下提高稳定性的目的，12个月内保证最低有效成分无损失。九、利用成分的后加工工艺和流动剂保持良好的流动性。十、利用赋形剂/助附着剂(轻质碳酸钙或淀粉)保证本配方组分的均匀度和添加到饲料后的混合均匀度。十一、专门化设计，配方的动物适用对象针对性强，而加工适用对象宽。本发明的技术优点1、在保护环境方面所产生的有益效果·磷和氮为畜禽生长和生产所必需，而食入的磷绝大部分重新排出体外，其中主要为植物中未被消化的部分。由于养殖业的发展和集约化规模的扩大，排泄物中的磷和氮构成了对环境造成污染的巨大威胁。利用酶在动物体内释放天然谷物中的磷满足70％或以上的磷需要量。因此替代出饲料中等量的无机磷。磷的排泄量减少30％以上；钙的排泄量减少3％以上；氮的排泄量减少8～10％；粪便总排泄量减少40％或以上，粪便干物质减少20％或以上；直接从污染源减少养殖禽业对水源环境的污染。是目前最有效的治理方法；·本发明的配方产品可替代自身重量40～75倍的磷酸氢钙，大幅度降低磷矿的开采强度，直接减少磷酸氢钙企业对矿产地植被的破坏，减少磷矿周围环境的粉尘污染和对地表水源的污染；·由于大幅度降低了磷酸氢钙的使用量，使饲料厂内外的粉尘污染降低；·木聚糖酶和葡聚糖酶减少氮的排泄量6～8％；粪便鲜重40％以上、粪便总量(干物质基础)20％以上。减少集约化养殖企业冲洗饲合用水量50％以上。·本发明配方不含有害物质，也不产生有害代谢产物，在粪便中无富集作用。符合排泄物无公害化的发展趋势和要求。2、在节约资源方面所带来的有益效果·由于畜禽饲料中80％以上为植物性原料，含有大量植酸，为近50年来一直无法清除的有害因子，是营养研究领域和饲料养殖业面临的难题。利用酶变废为宝，释放出被植酸整合而无法被畜禽利用的矿物质、蛋白质和能量，将污染物转化为可利用资源；·磷在全球范围内是最宝贵和紧缺的限制性资源。中国的人均占有量更是如此，磷成为饲料中价格最高的营养成分。本发明的配方在显著减少西南地区对磷矿的掠夺性开采及节省优质的蛋白质资源的同时，还大量节省开采磷矿所需要的电力和每年由西南地区60～70万吨饲用磷酸氢钙的运力，最终降低了饲料的成本；·由于畜禽饲料中80％以上为植物性原料，含有大量的非淀粉多糖类碳水化合物，是饲料中正常存在的有害因子，只能利用外源酶将其水解变废为宝，释放出被包裹而无法被畜禽利用的矿物质、蛋白质和能量，将原来通过随粪便排泄掉的营养素充分利用；·能量在中国是紧缺的限制性资源，饲料用能源原料价格普遍高于国际市场。同时能量成本在饲料总成本中占的比例最大。蛋白质在全球范围内是最贵和紧缺的限制性资源。中国的人均占有量更是如此。本发明的配方显著提高二者的消化率，例如对猪而言，每公斤释放出相当于130公斤的优质玉米+55公斤大豆粕提供的能量(600,000Kcal代谢能)和蛋白质(35公斤)，同时还大量节省种植玉米和大豆所需要的资源和每年由产地到用户的运力；·对配方的酶比例和添加量的优化设计使添加量和需要量在最大程度上吻合，避免了因添加量不足影响效果或盲目增加添加量造成的浪费。3、在提高畜产品卫生质量方面所产生的有益效果·改善和提高畜产品的质量是面对欧美畜产品竞争压力的唯一出路，是中国养殖业持续发展的前提。本发明的配方为配合国家严禁在饲料中添加有害物质的法令，促进逐渐减少及最终停止使用非营养类的促生长/生产性能的药物、抗生素和物质提供了一个解决方案。产品和畜体均无不良物质污染和残留，向全面符合畜产品安全要求的方向发展，为肉类和蛋进入国际市场创造条件；·为提高畜产品质量提供饲料的卫生质量保障。作为生产饲料必需的添加剂，完全无伴生副产物及非目标物提供了这项保障。在6个月使用期内及其随后的可预见的超保质期后均不产生有害物质成分。因而从原料层次杜绝了使用非营养类的促生长/生产性能的药物、抗生素和物质而可能导致的一切不良后果。为饲料企业提供了最终产品的卫生安全保证，使饲料产品符合安全要求；·大幅度降低或彻底杜绝了因磷酸氢钙导致的氟中毒；·有效地回避了动物性骨粉的腐败霉变风险和引发类似英国“疯牛症”等烈性传染病的潜在风险。4、在提高饲料业和养殖业经济效益方面的优点·使用本发明的配方可以替代自身重量1～2个数量级的对应原料量，直接减少企业原料的运输和仓储周转量；·杜绝因含有害物的微量添加剂造成的饲料潜在污染风险造成的质量问题和经济损失；·预混合技术和等养分平衡原理，通过高浓度复配剂一次性最佳剂量添加即达到配套满足畜禽对12种维生素的基础代谢需要和生产需要量，同时还至少提供所需要的70％或以上的可利用磷及其至少3％可利用钙。使用简化，无需复杂计算，同时降低人为计量错误的概率，为技术水平偏低的中小型企业和养殖专业户解决了盲目添加造成的过量浪费和不足缺乏的两大难题；·饲料中最昂贵的养分首先是磷，其次是蛋白质。通过替代这两个养分降低饲料成本，同时释放出的配方重量空间为利用最低成本优化设计进一步降低成本提供了机会；·通过植酸酶提高养分的消化率而增加净养分供应量，使生产性能(产蛋率，产蛋量，饲料转化效率，蛋壳完好率，日增重)得到提高；综上所述，本发明通过直接提高钙、磷、碳水化合物和蛋白质的消化率，减少粪便排泄量，同时可以降低畜禽饲料中对应营养物质的添加量。既减少了畜禽通过排泄物向环境中排放的钙、磷、碳水化合物和氮，彻底改变以往被动处理污染物的方法，从污染源治理入手解决养殖业对环境造成的污染，同时不仅未增加治理成本，又能通过节约饲料原料，降低成本，为畜牧业创造独特的显著双重社会和经济效益。表3实际投料配方1*植物油中已经含有乙氧基喹啉，比例为10∶1。表4实际投料配方2*植物油中已经含有乙氧基喹啉，比例为10∶1。表5实际投料配方3*植物油中已经含有乙氧基喹啉，比例为10∶1。其中Hemisell(US)是商品名，相对于本发明配方中的甘露聚糖酶。它来源于微生物发酵，生产者如美国ChemGen公司，甘露聚糖酶的标示量为1500甘露聚糖酶活单位(U)/g。β-葡聚糖酶、果胶酶包含在本发明配方中的β-木聚糖酶中，如商品NGB酶，荷兰DMS公司生产，β-葡聚糖酶标示量为不低于1200β-葡聚糖酶活单位(BGU)/g；果胶酶标示量为4果胶酶活单位(U)/g，β-木聚糖酶标示量为不低于55000β-木聚糖酶活单位(EXU)/g。实际投料配方中的NP5000，RONOZYMEP，2500Finase5000表示商品代号或规格。其添加量栏中的单位是克，其中酶含量为植酸酶A不低于5000植酸酶活性单位/g，植酸酶B标示量为2500植酸酶活性单位/g，植酸酶C不低于5000植酸酶活性单位/g，通过换算所得到的酶活性值在本发明配方中所表示的范围内。权利要求1.环保营养型畜禽饲用高浓度复合水解酶，它是一种畜禽饲用的添加剂，其特征是它每公斤含有的物质及量如下植酸酶A0.8～2.8mio.FTU植酸酶B0.09～0.65mio.FYT植酸酶C0.25～0.75mio.PPUβ-木聚糖酶10～30mio.EXUβ-葡聚糖酶0.35～1.6mio.BGU甘露聚糖酶7000～30000U果胶酶700～3000PSU上述酶配合辅料制成复合水解酶。2.根据权利要求1所述的环保营养型畜禽饲用高浓度复合水解酶，其特征是所说的辅料为除静电剂、干燥防霉剂和赋形剂，每公斤复合水解酶中含有除静电剂2～30g干燥防霉剂0.75～2.5g赋形剂10～350g。3.根据权利要求1或2所述的环保营养型畜禽饲用高浓度复合水解酶，其特征是所说的除静电剂为植物油与乙氧基喹啉联用，植物油与乙氧基喹啉之间的比例关系为10∶1。4.根据权利要求1或2所述的环保营养型畜禽饲用高浓度复合水解酶，其特征是配方中还加有助附着剂，所说的助附着剂为轻质碳酸钙或淀粉与植物油联用。5.根据权利要求1或2所述的环保营养型畜禽饲用高浓度复合水解酶，其特征是所说的赋形剂选自重质碳酸钙、轻质微粒型磷酸氢钙、麸皮和淀粉。6.根据权利要求1或2所述的环保营养型畜禽饲用高浓度复合水解酶，其特征是所说的干燥防霉剂为丙酸钙或丙酸钠。全文摘要本发明公开一种环保营养型畜禽饲用高浓度复合水解酶，它是一种畜禽饲用的添加剂，其特征是它每公斤含有的物质及量如下植酸酶A0.8～2.8mio.FTU，植酸酶B0.09～0.65mio.FYT，植酸酶C0.25～0.75mio.PPU，β－木聚糖酶10～30mio.EXU，β－葡聚糖酶0.35～1.6mio.BGU，甘露聚糖酶7000～30000U，果胶酶700～3000PSU，上述酶与除静电剂、干燥防霉剂和赋形剂制成复合水解酶。本发明可以直接减轻以生产为目的的各种家畜、家禽因饲料未消化成分对环境组成的污染，配方组成中所含有的物质均归类为允许使用的营养成份或添加物质，用本发明可以生产各种商品饲料，也可以由养殖企业直接使用。文档编号A23K1/16GK1426694SQ0114476公开日2003年7月2日申请日期2001年12月21日优先权日2001年12月21日发明者黄曼莉申请人:黄曼莉