专利名称：一种反刍动物日粮的蛋白添加料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及动物饲料的添加料及制备方法，具体为一种反刍动物日粮的蛋白添加料及其制备方法。
背景技术：
随着社会经济的发展，对畜产品特别是牛羊产品的需求与日俱增。畜牧业的飞跃性发展，导致饲料紧缺已经成为一个世界性普遍关注的问题，尤其是蛋白质是动物营养中的一种主要限制性营养物，特别是对以放牧饲养和以粗饲料为主要日粮成分的反刍动物，蛋白质饲料的不足引起了畜牧界的高度重视。而研究表明牛羊等反刍动物瘤胃可以利用非蛋白氮(NPN)作为蛋白质饲料来源，合成机体蛋白质，非蛋白氮在反刍动物消化道内，首先转化为菌体蛋白，然后在消化酶的作用下，和天然蛋白质一样，被反刍家畜消化利用。经过近一个世纪的研究之后，非蛋白氮在反刍动物营养中应用愈来愈多，可供实用的非蛋白氮的种类也越来越多，效果也在不断提高，其中尿素可以有效地替代反刍动物饲料中的一部分蛋白质，提高低蛋白饲料的消化利用率，同时提高动物的生长和生产水平，化学和微生物学分析及示踪物的使用证明尿素氮可以在瘤胃中转化为氨基酸和真蛋白，最后形成组织蛋白和奶蛋白。但由于非蛋白氮化合物在反刍动物瘤胃内分解释放氨的速度过快，特别是农用氮肥，如尿素，不经加工而直接饲喂反刍动物，非蛋白氮化物进入动物瘤胃后，在瘤胃尿酶的作用下，很快分解形成氨态氮，超过瘤胃微生物合成菌体蛋白的速度，造成大量的氨充积瘤胃，被瘤胃壁吸收入血而使血氨浓度异常升高，导致动物中毒，从而使这一有效的蛋白饲料资源在生产实践中的应用上受到了很大的限制。
发明内容
本发明为了解决现有非蛋白氮饲料进入反刍动物瘤胃后分解而产生氨态氮的速度过快而导致动物中毒的问题而提供一种无毒副作用、具有一定的氨缓释效果的反刍动物日粮的蛋白添加料及其制备方法。
本发明是采用如下技术方案实现的反刍动物日粮的蛋白添加料，是由下列重量百分比的原料配制而成玉米粉60-70％，尿素20-30％，膨润土5-10％，双乙酸钠1-2％，其配制方法包括以下步骤(1)将玉米粉、尿素、膨润土、双乙酸钠进行检验、净化、粉碎的预加工；(2)然后将加工好的原材料准确称量并按比例混合、搅拌；(3)调节混合物料的水分为15-25％；(4)将混合物料在温度为110-150℃、时间为10s-60s的条件下糊化并挤压成条状即可。
本发明所述的配方中还包括作为扩繁剂的枯草杆菌制剂，其加入量外比0.5-2％，即枯草杆菌制剂的加入量为所有配料重量之和的0.5-2％。枯草杆菌制剂可通过枯草杆菌进行培养扩繁而制成，也可从市场上购买，只要保证枯草杆菌制剂的浓度大于或等于106亿/克即可。在反刍动物饲料的添加料中加入一定数量的高活性枯草杆菌，使微生态制剂与反刍动物非常规饲料有机结合，具有促进反刍动物营养代谢以及纤维素的降解作用，强化了粗纤维类碳水化合物的营养作用，加快蛋白质的合成速度，提高了“NPN”添加料的利用效率。
本发明所述的最佳配方是玉米粉60-70％，尿素20-30％，膨润土5-10％，双乙酸钠1-2％和枯草杆菌制剂0.5-2％(外比)。所述的最佳制备方法如下将玉米粉，尿素，膨润土，双乙酸钠分别进行品质检验、净化、粉碎等检验、净化、粉碎的预加工工序；然后严格按照配方比例准确称量各种原材料，混合后进行充分的机械搅拌；对充分搅拌后的混合物料再通过磨片式粉碎机进行二次粉碎，搅拌，使物料细度达到10目以上；根据不同原材料的水分含量，计算出混合物料的水分含量，并调节其最佳含水量为17-20％；然后将混合物料在温度为140-150℃、时间为10s-20s的条件下糊化并挤压成条状；最后待物料自然冷却后以喷涂的形式添加0.5-2％(外比)枯草杆菌制剂，搅拌均匀、脱水干燥即可。本发明所述的蛋白添加料与整个饲料的配比可根据蛋白添加料中蛋白质的含量以及所饲喂对象的不同而适当添加，一般以提供日粮总蛋白需要量的30％为宜。在上述工艺过程中，将原材料混合均匀后，通过机械挤压加热，温度上升到140-150℃使淀粉凝胶化，并部分受到破坏，从而形成容易消化的碳水化合物，尿素被融化，均匀地被淀粉分隔、包裹。饲用时，随着淀粉层逐渐分解，尿素酶才能逐渐发挥作用，这样就保证了氨的均匀缓慢释出，使动物更有效地利用NPN，此外，物料中含有大量的易消化碳水化合物，为瘤胃微生物的发育和繁殖以及形成菌体蛋白创造了良好的条件。物料在高温、高压的挤压过程中不超过60s，对物料中固有的营养物质起到了一定的保护作用。
本发明所述的尿素[CO(NH2)2]为白色、无臭，结晶状，有苦味，易溶于水，吸湿性强，尿素水解后释放出氨，散发出一种刺鼻的尿垢味。尿素可以有效地代替反刍动物日粮中的部分蛋白质，同时可提高反刍动物低蛋白日粮中粗纤维的消化率，进而提高增重、泌乳以及增加氮的保留量。研究表明，尿素氮可以在瘤胃中转化为氨基酸和真蛋白，最终形成组织蛋白和乳蛋白。本发明所述的尿素可为现有普通尿素，但为了达到更好的效果，本发明对饲用尿素质量作如下要求研究中考虑到杂质的含量和饲用的安全性，对用作NPN饲料原料的尿素制定出规格要求外观呈白色或淡色小颗粒；含氮量绝干物质基础，不低于46.1％；二缩尿含量不高于3％；含水量不高于0.25％；颗粒组成1-4毫米的颗粒不低于93％，其中2-3毫米的颗粒不低于50％，小于1毫米的颗粒不高于5％。机械强度颗粒受压时，机械强度不低于300克。
本发明所述的膨润土作为尿素的离散稀释剂和载体，其本身所含元素一般在11种以上，主要有硅、钙、铝、钾、镁、铁、钠等。当然，其产地不同而成分也有所不同，本发明所用的膨润土为河北省宣华市所产，其元素含量见表1
研究表明，膨润土作为尿素的稀释剂和载体，具有多方面功用首先是膨润土本身就是天然的饲料添加剂，含有牛、羊生长发育所必需的常量和微量元素，具有一定的营养作用；同时膨润土高度的离散性和润滑性，可增加NPN饲料中氮素的离散性和均匀度，可有效防止NPN饲料在生产、运输和贮藏过程的结块凝集，延长其贮藏和保质期限；其次是具有高度的氨吸附和置换作用，在瘤胃氨浓度升高时，具有吸附氨作用，从而减少或降低氨通过瘤胃壁进入血液，对瘤胃氨浓度的变化起到缓冲的作用。
本发明所述的玉米粉在此有两个作用，一是以玉米粉为载体，首先是在日粮中加入非蛋白氮的同时，提供瘤胃微生物的发酵能源，增加瘤胃微生物的活性，促进瘤胃微生物蛋白的合成速度，从而加大非蛋白氮的利用效率；二是大量的玉米粉受热糊化并裹被于尿素周围，形成包被尿素，缓解瘤胃尿素酶与尿素的直接接触，降低尿素的降解速度，起到氨缓释作用。
本发明所述的双乙酸钠为饲料级，一方面作为调味剂，可调节牛羊等反刍动物对NPN饲料的适口性，另一方面可与尿素形成分子间化合物，降低尿素的降解速度，起到氨缓释作用。
根据本发明所述的配方以及制备方法所配制的反刍动物“NPN”日粮的蛋白添加料的主要原料成分含量分析表如下表2
从上表可看出，“NPN”饲料添加料中粗蛋白达到76％，同时含有1.6个奶牛能量单位，14亿/克枯草杆菌，完全达到了反刍动物生长发育所需求的多元化营养。
此外，本发明为了验证其在实际喂养反刍动物中的效果及安全性做了如下试验(1)氨缓释效果试验首先通过模拟瘤胃环境，采用恒温(39℃)水浴脲酶法，分别测定商品尿素和本发明的氨释放速率。以含氮量计算，本发明与商品尿素的含氮量一致，均为0.45-0.5克，结果表明，商品尿素与“NPN”饲料添加料的放氨速度截然不同常规尿素，氨释放快，半小时达到高峰，氨氮浓度达到40mg/g以上；而本发明的氨氮释放缓慢、均匀、持久，半小时氨氮浓度为20mg/g左右，相当于商品尿素氨释放速度的1/2，特别是高峰期到来较晚，两小时后方达到高峰(23mg/g)。试验表明，本发明的氨缓释效果良好，达到了预期目标。见附图1，以纵轴为氨态氮浓度、单位为mg/g，横轴为持续时间、单位为小时，描绘出本发明与商品尿素的氨态氮释放效果图，从附图中可明显看出，商品尿素和本发明在等量氮素含量的情况下，尿素很快达到氨态氮浓度的高峰，而本发明释氨速度缓慢平缓，具有可靠的安全性。
(2)毒性试验在畜牧所试验牛场，选用7-8月龄育成小公牛5头，应用本发明的蛋白添加料，完全取代日粮蛋白质补充料，进行毒性试验，试验日粮组成列于表3单位千克
注相当于每日供给商品尿素100克，蛋白当量为280克。
按照常规饲养方式，精饲料定量供给，粗饲料自由采食，运动场自由饮水，观察其行为表现。经过40多天的试验观察，未发现任何异常反应或不良表现。在试验末期的第40天早上饲喂后两小时，10时左右采集血样，进行血常规分析，谷丙转氨酶、尿素氮均在正常范围之内，饲用后2小时血常规指标测定，分析结果见表4单位mg/Dl、酶活单位
(3)饲喂肉牛试验于2002年9月-12月在娄烦县许家滩肉牛养殖场进行了为期90天的肉牛育肥试验研究试验选用西门塔尔改良架子牛24头，根据体重、年龄、膘情等区分为试验组和对照组，每组12头牛。试验组和对照组基础日粮以及饲养管理方法完全一致。试验组牛在常规日粮精饲料的基础上，每头每天补充本发明的蛋白添加料100克，与精料补充料混合均匀，分两次饲喂。对照组只喂常规精饲料，不添加本发明的蛋白添加料。
试验牛日粮粗饲料为玉米秸秆，即玉米收获子实后，经切草机铡切后投喂，满足供应，自由采食。而精料补充料则限量供给，按照育肥牛饲养标准计算供给量，平均每头日供给精饲料2.85千克，其精料补充料的组成及营养成分列于表5
而供试牛增重结果，试验牛始重、末重及试验期增重列于表6
在整个试验期内，试验组平均每头牛总增重89千克，日增重达到988.9克；而对照组牛平均每头总增重68.6千克，日增重762.2克；试验组比对照组多增重20.4千克，日增重提高226.7克，提高29.7％。经t检验，差异显著(P＜0.05)。
以当时肥牛市价每千克活重8.5元计算，每头牛多增重20千克，折价170元，除去本发明的蛋白添加料的成本27元(日喂100克，90天总消耗9千克，以3.0元/千克计)，应用本发明的蛋白添加料育肥一头肉牛，可获直接经济效益140多元，效益显著。
(4)饲喂奶牛试验于2004年3-6月又在山阴县古城镇对32头中国荷斯坦奶牛进行了为期60天的饲喂奶牛试验，方法与结果简述于下选用体重、年龄、胎次、泌乳期进展相近似的泌乳牛32头，随机区分为试验组和对照组，每组各16头奶牛。试验组和对照组在饲养管理上完全一致，每天饲喂三次，同时挤奶三次，运动场上自由饮水。
试验牛日粮粗饲料为玉米秸秆黄干贮，同时供给一定数量的糟渣类饲料(新鲜豆腐渣10千克/头/日)，玉米秸秆黄干贮在上槽期间自由采食，满足供应。
试验组和对照组牛的日粮精饲料基本一致，试验组采用本发明的蛋白添加料取代一定数量的常规蛋白质添加料——胡麻饼。试验组和对照组日粮精饲料组成及其营养成分分别列于表7和表8试验组精料添加料主要营养成分分析表表7
对照组精料添加料主要营养成分分析表 表8
经统计分析，试验60天，试验组和对照组头日进食干物质总量分别为23.29千克和23.20千克，试验组略高于对照组，说明添加本发明的蛋白添加料日粮同样具有良好的适口性。
试验前试验组和对照组产奶量基本一致，而试验期60天，试验组总产奶量16108千克，平均头日生产鲜奶16.78千克；对照组总产鲜奶15289千克，平均头日生产鲜奶15.93千克。试验组比对照组多产鲜奶819千克，平均头日多产鲜奶0.85千克。以鲜奶批价2元/千克计，相当于日增收1.7元。
同时，试验期精料补充料定量供给，平均头日供给9.0千克。试验组采用432千克本发明的蛋白添加料替换出蛋白质补充料胡麻饼920千克，即平均每头每日节省日粮胡麻饼958克，以当时市价2.0元/千克胡麻饼(含蛋白33％)折算，替换920千克胡麻饼，合计1840元，消耗432千克本发明的蛋白添加料，以3.0元计算成本，投入1296元，精饲料总成本下降544元，即试验组比对照组饲料成本下降544元，对照组平均头日节约饲料成本0.57元。试验结果表明，应用本发明的蛋白添加料饲喂奶牛，头日增收节支合计达2.27元，应用效益显著。
本发明采用上述所说的配方及制备方法所生产出来的“NPN”饲料添加料经过山西省饲料监察所检验，所得的检测结果如表10所示，其检测报告见附件1，名称为反刍动物NPN日粮的蛋白添加料检验报告，表9
总之，本发明采用尿素作为非蛋白氮的来源，含氮量高，无毒无害，同时加入玉米粉、双乙酸钠等，使蛋白添加料的氨态氮释放速度降低到常规市售尿素的50％左右，且平稳、持久，提高了反刍动物“NPN”添加料的生物学价值，增强了“NPN”添加料应用于生产实践的安全性和有效性；而且蛋白质当量达到70％以上，高于当前任何一种蛋白质添加料，使用方便、安全可靠、效果稳定，原料广泛、价格低廉，推广应用效果显著。
图1为本发明与商品尿素的氨释放速度比较曲线图中1-商品尿素的曲线2-本发明的曲线具体实施方式
实施例1蛋白添加料的配方为60％玉米粉，30％尿素，9％膨润土，1％双乙酸钠和枯草杆菌制剂0.5％(外比)，其制备方法如下将玉米粉，尿素，膨润土，双乙酸钠分别进行品质检验、净化、粉碎等检验、净化、粉碎的预加工工序；然后严格按照配方比例准确称量各种原材料，混合后进行充分的机械搅拌；对充分搅拌后的混合物料再通过磨片式粉碎机进行混合揉搓粉碎，使物料细度达到10目；根据不同原材料的水分含量，计算出混合物料的水分含量，并调节其含水量为15％；然后将混合物料在温度为110℃、时间为10s的条件下糊化并挤压成条状；最后待物料自然冷却后喷涂浓度为0.5％枯草杆菌制剂，搅拌均匀、脱水干燥即可。
实施例2蛋白添加料的配方为70％玉米粉，20％尿素，9.5％膨润土，0.5％双乙酸钠和枯草杆菌制剂1.5％(外比)，其制备方法如下将玉米粉，尿素，膨润土，双乙酸钠分别进行品质检验、净化、粉碎等检验、净化、粉碎的预加工工序；然后严格按照配方比例准确称量各种原材料，混合后进行充分的机械搅拌；对充分搅拌后的混合物料再通过磨片式粉碎机进行混合揉搓粉碎，使物料细度达到50目；根据不同原材料的水分含量，计算出混合物料的水分含量，并调节其最佳含水量为25％；然后将混合物料在温度为150℃、时间60s的条件下糊化并挤压成条状；最后待物料自然冷却后喷涂2％枯草杆菌制剂，搅拌均匀、脱水干燥即可。
实施例3蛋白添加料的配方为65％玉米粉，25％尿素，8.5％膨润土，1.5％双乙酸钠和枯草杆菌制剂1％(外比)，其制备方法如下将玉米粉，尿素，膨润土，双乙酸钠分别进行品质检验、净化、粉碎等检验、净化、粉碎的预加工工序；然后严格按照配方比例准确称量各种原材料，混合后进行充分的机械搅拌；对充分搅拌后的混合物料再通过磨片式粉碎机进行二次粉碎，使物料细度达到100目；根据不同原材料的水分含量，计算出混合物料的水分含量，并调节其最佳含水量为20％；然后将混合物料在温度为140℃、时间为20s的条件下糊化并挤压成条状；最后待物料自然冷却后喷涂1％枯草杆菌制剂，搅拌均匀、脱水干燥即可。
实施例4蛋白添加料的配方为70％玉米粉，22％尿素，6.2％膨润土，1.8％双乙酸钠和枯草杆菌制剂2％(外比)。其制备方法如下将玉米粉，尿素，膨润土，双乙酸钠分别进行品质检验、净化、粉碎等检验、净化、粉碎的预加工工序；然后严格按照配方比例准确称量各种原材料，混合后进行充分的机械搅拌；对充分搅拌后的混合物料再通过磨片式粉碎机进行二次粉碎，使物料细度达到150目；根据不同原材料的水分含量，计算出混合物料的水分含量，并调节其最佳含水量为17％；然后将混合物料在温度为150℃、时间为45s的条件下糊化并挤压成条状；最后待物料自然冷却后喷涂0.8％枯草杆菌制剂，搅拌均匀、脱水干燥即可。
实施例5蛋白添加料的配方为67％玉米粉，26％尿素，5.7％膨润土，1.3％双乙酸钠和枯草杆菌制剂1.3％(外比)。其制备方法如下将玉米粉，尿素，膨润土，双乙酸钠分别进行品质检验、净化、粉碎等检验、净化、粉碎的预加工工序；然后严格按照配方比例准确称量各种原材料，混合后进行充分的机械搅拌；对充分搅拌后的混合物料再通过磨片式粉碎机进行二次粉碎，使物料细度达到200目；根据不同原材料的水分含量，计算出混合物料的水分含量，并调节其最佳含水量为22％；然后将混合物料在温度为150℃、时间为45s的条件下糊化并挤压成条状；最后待物料自然冷却后喷涂1.5％枯草杆菌制剂，搅拌均匀、脱水干燥即可。
权利要求
1.一种反刍动物日粮的蛋白添加料，其特征是由下列重量百分比的原料配制而成玉米粉60-70％，尿素20-30％，膨润土5-10％，双乙酸钠1-2％。
2.根据权利要求1所述的反刍动物日粮的蛋白添加料，其特征是还包括作为扩繁剂的枯草杆菌制剂，其加入量外比0.5-2％。
3.根据权利要求2所述的反刍动物日粮的蛋白添加料，其特征是所述的枯草杆菌制剂的浓度大于或等于106亿/克。
4.制备如权利要求1或2或3所述的一种反刍动物日粮的蛋白添加料的制备方法，其特征是包括如下步骤(1)将玉米粉、尿素、膨润土、双乙酸钠进行检验、净化、粉碎的预加工；(2)然后将加工好的原材料准确称量并按比例混合、搅拌；(3)调节混合物料的水分为15-25％；(4)将混合物料在温度为110-150℃、时间为10s-60s的条件下糊化并挤压成条状即可。
5.根据权利要求4所述的反刍动物日粮的蛋白添加料的制备方法，其特征是物料成型后进行冷却，同时均匀喷涂枯草杆菌制剂，搅拌、脱水干燥。
6.根据权利要求4或5所述的反刍动物日粮的蛋白添加料的制备方法，其特征是加工过程中混合物料的水分调整在17-20％。
7.根据权利要求4或5所述的反刍动物日粮的蛋白添加料的制备方法，其特征是混合物料在温度为140-150℃、时间为10s-20s的条件下糊化并挤压成条状。
8.根据权利要求4或5所述的反刍动物日粮的蛋白添加料的制备方法，其特征是原材料在按比例混合后进行二次粉碎，物料细度大于或等于10目。
全文摘要
本发明涉及动物饲料的添加料及制备方法，具体为一种反刍动物日粮的蛋白添加料及其制备方法，解决了现有非蛋白氮饲料进入反刍动物瘤胃后分解而产生氨态氮的速度过快而导致动物中毒的问题，由玉米粉、尿素、膨润土、双乙酸钠配制而成，将原材料进行检验、净化、粉碎的预加工，然后称量并按比例混合、搅拌，调节混合物料的水分为20－25％，在温度为110－150℃、时间为10s－60s的条件下糊化并挤压成条状，使蛋白添加料的氨态氮释放速度大大降低，提高了反刍动物“NPN”添加料的生物学价值，增强了应用于生产实践的安全性和有效性；而且蛋白质当量达到70％以上，使用方便、安全可靠，原料广泛、价格低廉，推广应用效果显著。
文档编号A23K1/22GK1907090SQ200610048139
公开日2007年2月7日 申请日期2006年8月11日 优先权日2006年8月11日
发明者关超, 杨效民, 王作尊, 王海存, 李帆, 张玉换, 温东, 靳光, 韩一超 申请人:山西省农业高新技术园区管理服务中心