一种降低饲料重金属在罗非鱼体内吸收和残留的混合型饲料添加剂的制作方法
【专利摘要】本发明公开了降低饲料重金属在罗非鱼体内吸收和残留的混合型饲料添加剂。其组分及每千克饲料添加剂中含有壳聚糖200-500克、槲皮素50-300克、大蒜素25-175克、α-硫辛酸50-200克，余量为载体。该混合型饲料添加剂可用于降低饲料重金属在罗非鱼体内吸收和残留。其在罗非鱼配合饲料中的添加量为饲料重量的0.2％-4％，可明显减少重金属在罗非鱼肠道、肝脏、肌肉、养殖水体中的水平，增加粪便中重金属的排出，并无造成二次污染；还能提高肝胰脏抗氧化能力，有效缓解重金属对生长的抑制作用。所用原料易得、成本适中、安全有效、无配伍禁忌、配制简单、添加量低等特点，应用前景良好。
【专利说明】一种降低饲料重金属在罗非鱼体内吸收和残留的混合型饲料添加剂
【技术领域】
[0001]本发明涉及饲料添加剂领域，尤其涉及一种降低饲料重金属在罗非鱼体内吸收和残留的混合型饲料添加剂。
【背景技术】
[0002]罗非鱼又称非洲鲫鱼，世界水产业的重点科研培养的淡水养殖鱼类，且被誉为未来动物性蛋白质的主要来源之一，我国是世界上罗非鱼最大的养殖和出口国，罗非鱼地方集约化养殖程度不断提高。然而，随着环境污染的加剧，重金属可能通过植物性饲料、动物性饲料以及矿物质饲料进入罗非鱼体内，重金属一旦在体内蓄积，一般难以清除到体外。进入鱼体内的重金属可使机体产生大量的自由基，破坏机体氧化和抗氧化体系之间的平衡状态，对神经系统、消化系统，泌尿生殖系统、内分泌系统、免疫系统以及骨骼等各大系统造成损害，进而诱发疾病及抑制鱼类的生长。据报道，在受污染地区的植物性饲料原料、微量元素预混料、配合饲料、鱼粉中都存在不同程度的污染现象，养殖鱼类的饲料中常见的重金属是铅和铺。
[0003]要降低重金属对鱼类的体内残留及毒害作用，必须严格按照《饲料卫生标准》GB13078-2001及相关的法律法规，控制饲料原料质量，尽量避免加工、储运过程的重金属污染，减少摄入量和体内蓄积。在实际生产中，饲料重金属污染的监测难度较大，即便是饲料中重金属已经符合国家标准的情况下，低剂量的重金属仍然会产生蓄积作用，在鱼体内产生慢性毒性，生长受到抑制，影响养殖的经济效益。因此，必须采用确实有效的技术最大程度降低饲料重金属的潜在危害，减少重金属对鱼类的危害及其在产品中的残留，从而促进鱼类生长性能发挥。
[0004]发明专利ZL200410053308.9公开了钛柱撑蒙脱石在饲料工业中的应用，将钛柱撑蒙脱石作为饲料添加剂应用于被有毒有害物质污染的畜禽及水产品的饲料中，利用其良好的表面活性和比表面积，在动物体内有效吸附铅、镉、汞等重金属以及砷、氟、有机磷、黄曲霉及病原微生物。
[0005]专利申请CN201110366010.3公开了一种减少动物产品重金属残留的混合型预混合饲料及其制备方法和应用，按质量百分含量计，该混合型预混合饲料包含无机吸附剂40 %?88 %、有机吸附剂0.6 %?9 %、有机无机吸附剂5 %?25 %、超微粉碎茶粉5 %?30%、硒 0.0002%?0.015%和维生素 C0.2%?10%。
[0006]目前，降低饲料重金属对陆生动物的毒性主要是通过在肠道内发挥吸附剂的吸附作用，降低重金属肠道的吸收和体内残留。重金属的吸附剂主要分为无机吸附剂和有机吸附剂，无机吸附剂(硅酸盐矿物如:沸石、天然沸石、凹凸棒石粘土、膨润土及其改性产品等)以物理吸附为主，对重金属的吸附力弱、特异性差、吸附稳定性不强，吸附和解吸速率快，应用于鱼类养殖领域存在“二次污染”的风险。而有机吸附剂(壳聚糖，酵母菌、乳酸菌等微生物及其发酵产物)主要以化学吸附为主，对重金属的吸附力强、特异性强、吸附稳定而不易解吸，安全性高。通过添加植物性添加剂、微量元素硒及维生素C等物质对提高机体抗氧化能力和减少动物产品重金属残留方面有一定作用。而未提取有效活性物质的植物性添加剂使用剂量大、活性物质含量低；微量元素硒和维生素C清除自由基、促排重金属的能力一般，势必会影响降低饲料重金属在鱼体内吸收和残留的效果。
[0007]此外，减少重金属对陆生动物机体的毒害及促排的技术措施还有:(1)在饲料中外源补充钙、锌等矿物质元素，通过在肠道内与重金属离子吸收有关的载体竞争性结合，一定程度可降低重金属的毒性。但农业部第1224号公告《饲料添加剂安全使用规范》中规定了微量矿物质元素的最高限量值，使用不当会带来饲料产品中微量元素超标、产品不合格、元素不平衡、环境污染等新的问题。(2)使用重金属络合剂如依地酸钙、金属硫蛋白、二巯基丁二酸钠等能快速络合体内大量的重金属，在哺乳促排效果不错，但多在重金属急性毒性方面使用，鱼类饲料中长期使用这些络合剂必然会影响必需微量元素的正常代谢，甚至造成某些脏器的损伤。
[0008]由于罗非鱼的物种、饲料组成、养殖环境、消化生理特点、对重金属的敏感程度等许多方面与陆生动物存在很大的差别，需要研发针对鱼类饲料重金属危害的添加剂产品；使用无机吸附剂、体内抗氧化能力及促排重金属能力差的活性物质，难以满足目前罗非鱼养殖企业及罗非鱼产品安全的需要。
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于提供一种降低饲料重金属在罗非鱼体内残留的混合型饲料添加剂。
[0010]为实现上述目的，本发明提供一种降低饲料重金属在罗非鱼体内残留的混合型饲料添加剂，其特征在于，其组分及每千克饲料添加剂中含有壳聚糖200-500克、槲皮素50-300克、大蒜素25-175克、α -硫辛酸50-200克，余量为载体。
[0011]具体的，所述组分及每千克饲料添加剂中含有壳聚糖200-350克、槲皮素100-300克、大蒜素50-175克、α-硫辛酸75-200克，余量为载体。
[0012]具体的，所述组分及每千克饲料添加剂中含有壳聚糖200-300克、槲皮素150-300克、大蒜素75-175克、α-硫辛酸100-200克，余量为载体。
[0013]更具体的，所述组分及每千克饲料添加剂中含有壳聚糖200-300克、槲皮素225-300克、大蒜素112.5-175克、α -硫辛酸125-200克，余量为载体。
[0014]上述任何一种混合型饲料添加剂中所述壳聚糖分子量为10000-200000道尔顿，脱乙酰度85%以上。
[0015]上述任何一种混合型饲料添加剂中所述载体为脱脂米糠或面粉。
[0016]一种降低饲料重金属在罗非鱼体内残留的混合型饲料添加剂制备方法，其特征在于，将能通过80筛的壳聚糖、槲皮素、大蒜素、α -硫辛酸与载体混合，混合5-10分钟，添加剂的混合均匀度变异系数小于5%，即得降低饲料重金属在罗非鱼体内残留的混合型饲料添加剂。
[0017]所述降低饲料重金属在罗非鱼体内残留的混合型饲料添加剂用于罗非鱼配合饲料的用途。
[0018]所述的混合型饲料添加剂在罗非鱼配合饲料中的添加量为饲料重量的0.2% -4% ;优选为 0.4% -2%。
[0019]本发明提供一种降低饲料重金属在罗非鱼体内残留的混合型饲料添加剂(即由一种或一种以上饲料添加剂与载体或稀释剂按一定比例混合，但不属于添加剂预混合饲料的饲料添加剂产品)。通过对多种活性物质的集成组装，发挥协同效应，采用多层次技术措施来最大限度降低饲料重金属在鱼类体内的吸收残留以及毒害作用。具体包括以下三个方面:(1)利用对重金属特异性吸附、吸附力强、不易解吸的有机吸附剂壳聚糖在肠道内高效吸附重金属，减少在肠道内的吸收和体内蓄积；(2)多种高活性的物质组合通过在体内直接清除因重金属体内产生的过多自由基，提高机体抗氧化能力，缓解未被吸附剂吸附而被机体吸收的重金属所致的氧化损伤；(3)利用具有促排重金属作用的多种活性物质组合提高机体解毒能力或者体内螯合重金属，促进重金属排出，进一步减少在体内的蓄积。
[0020]本发明所述的壳聚糖生产原料来自虾蟹壳，是世界上天然存在的仅次于纤维素产量的天然高分子材料，是唯一带正电碱性多糖。其分子中含有大量-NH2 和-OH，可与重金属离子结合形成螯合物，属于特异性强、吸附力强、不易解吸的化学吸附，并且还不会吸附常规离子，这是因为重金属具有能用于成键的空d轨道以及较高的电荷/半径比，很容易与各种配位体形成稳定的配位化合物。壳聚糖吸附水环境重金属报道较多，其吸附条件如:pH值、吸附时间、吸附温度等与鱼体肠道环境条件接近，已有研究表明也其在鱼体内能够吸附重金属。壳聚糖进入鱼体后，难以被分解，大部分随粪便排出体外。此外，壳聚糖属于无毒物质，安全性毋庸置疑。壳聚糖具有资源丰富、制备方法简单、价格低廉的优点。本发明中壳聚糖分子量为10000-200000道尔顿，脱乙酰度85%以上。
[0021]所述的槲皮素是一种广泛存在于自然界水果、蔬菜和谷物中的植源性黄酮类化合物，具有抗氧化、抗肿瘤、抗菌消炎、保护肝肾和心血管及止腹泻等作用。其中槲皮素的抗氧化作用与其他生物学活性密切相关。它的抗氧化作用主要通过分子结构中的酚羟基直接清除自由基，抑制自由基生成的相关酶活性，螯合诱导氧化的金属离子，通过细胞信号转导途径调节抗氧化酶的表达等方面来实现。研究表明，槲皮素被鱼体吸收后，以黄酮苷元形式存在，可提高鱼体的抗氧化能力，降低肝脏的氧化损伤，并减少重金属铅和镉的蓄积。槲皮素还能使被氧化的维生素C和维生素E恢复活性，起到节约这些维生素的作用。槲皮素在人类保健品方面应用较多，随着从植物中提取槲皮素的技术日渐成熟，其在动物饲料中的应用已成为可能；近来关于槲皮素作为饲料添加剂的急性毒性和致突变性评价的研究表明了其安全性,可以放心地应用到动物的饲料中。
[0022]所述的大蒜素化学名称为二烯丙基三硫化合物，是大蒜的主要活性成分，可化工合成。大蒜素能清除自由基，抑制脂质过氧化物对膜结构的损伤。其与自由基反应时，迅速分解产生一种次磺酸。次磺酸和自由基间的反应相当的迅速，这一反应只受这两个分子接触时间的限制。大蒜素的抗氧化活性部位是-S(O)S-CH2-CH = CH2。并能在体内螯合重金属，且持续促排重金属的作用，有效排除体内蓄积的重金属铅和镉。大蒜素是无毒、无副作用、无残留的绿色安全饲料添加剂，来源广泛，成本低廉。
[0023]所述的α-硫辛酸是一种超强型的抗氧化剂，被称为“万能抗氧化剂”。它既具有水溶性又具有脂溶性，可以深入到细胞中的各个部位而发挥抗氧化作用，其效果优于维生素C和维生素Ε。α -硫辛酸含有双硫五元环结构，电子密度很高，具有显著的亲电子性和与自由基反应的能力，可以直接清除自由基，还能保存和再生其它抗氧化剂，如维生素C和E等。α-硫辛酸还是一种重金属螯合剂，可通过SH基团与重金属结合，降低重金属的毒性。它的巯基很容易进行氧化还原反应，可保护巯基酶免受重金属离子的毒害。此外，α-硫辛酸还具有强化肝脏解毒能力的功能，增加其它抗氧化剂消灭自由基的能力。
[0024]本发明涉及的原料均市售可得，粉碎粒度均在80目以上。
[0025]本发明所述的混合型饲料添加剂产品可添加罗非鱼配合饲料中，添加量为配合饲料重量的0.2% _4%，优选的添加量为0.4% -2%。
[0026]本发明的有益效果为:
[0027](I)根据重金属对鱼体产生毒害作用的规律，利用多层次的技术措施，采用具有特异吸附重金属、提高机体抗氧化能力及促排重金属作用较强的多种生物活性物质进行集成组装，提供一种降低饲料重金属在罗非鱼体内吸收和残留的混合型饲料添加剂。
[0028](2)应用本配方，不仅降低鱼体肠道重金属的吸收量，促进重金属排出，减轻环境污染，还能提高鱼体肝脏抗氧化能力，通过本发明中各种活性物质的其他生物学作用，促进鱼类生长，可获得经济效益、社会效益双丰收，符合国家安全健康养殖的政策方针。
[0029](3)该饲料添加剂的原料易得、成本适中、安全有效、无配伍禁忌、配制简单、添加量低等特点，应用前景良好。
[0030]本发明的实施例验证了罗非鱼饲料中适量使用本发明的混合型饲料添加剂，可明显减少重金属在肠道、肝脏、肌肉、养殖水体中的水平，增加粪便中重金属的排出，并无造成二次污染；还能提高肝胰脏抗氧化能力，有效缓解重金属对生长的抑制作用。
【具体实施方式】
[0031]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
[0032]以下实施例所用的大蒜素是市场上购买的50 %大蒜素粉。其他成分也均可以市场上购买得到。
[0033]实施例1:混合型饲料添加剂的制备
[0034]分别准确称取壳聚糖500克、槲皮素150克、50%大蒜素粉50克、α -硫辛酸50克、面粉250克，投入混合机混合均匀后打包即得降低饲料重金属在罗非鱼体内残留的混合型饲料添加剂。
[0035]实施例2:混合型饲料添加剂的制备
[0036]分别准确称取壳聚糖200克、槲皮素300克、50%大蒜素粉100克、α -硫辛酸100克、面粉300克，投入混合机混合均匀后打包即得降低饲料重金属在罗非鱼体内残留的混合型饲料添加剂。
[0037]实施例3:混合型饲料添加剂的制备
[0038]分别准确称取壳聚糖300克、槲皮素225克、50%大蒜素粉150克、α -硫辛酸200克、面粉125克，投入混合机混合均匀后打包即得降低饲料重金属在罗非鱼体内残留的混合型饲料添加剂。
[0039]实施例4:混合型饲料添加剂的制备
[0040]分别准确称取壳聚糖350克、槲皮素50克、50%大蒜素粉225克、α -硫辛酸125克、脱脂米糠250克，投入混合机混合均匀后打包即得本饲料添加剂。
[0041]实施例5:混合型饲料添加剂的制备
[0042]分别准确称取壳聚糖200克、槲皮素100克、50%大蒜素粉350克、α -硫辛酸75克、脱脂米糠275克，投入混合机混合均匀后打包即得本饲料添加剂。
[0043]实施例6:混合型饲料添加剂的制备
[0044]分别准确称取壳聚糖250克、槲皮素250克、50%大蒜素粉275克、α -硫辛酸50克、脱脂米糠175克，投入混合机混合均匀后打包即得本饲料添加剂。
[0045]实施例7:效果验证试验(降低饲料铅在罗非鱼体内吸收和残留的效果试验)
[0046]以下参数采用南京建成生物工程研究所试剂盒测定有关抗氧化指标，用石墨炉原子吸收光谱法测定重金属水平。
[0047]试验用鱼为罗非鱼鱼苗225尾，随机分为3个处理组，即对照组、饲料铅污染组、添加剂试验组,每个处理组3个重复，每缸25尾鱼，平均体重为11.60±0.20g/尾。对照组饲喂基础饲料，其铅水平为1.45mg/kg ;铅污染组饲喂在基础饲料中添加硝酸铅(以铅计500mg/kg)配制成的饲料；添加剂试验组饲喂在铅污染饲料(即铅污染组的饲料)中添加
1.2重量％的实施例1产品而配制成的饲料。
[0048]试验的基础饲料为罗非鱼商品料(粗蛋白水平为30.4%，粗脂肪水平为5.7%，消化能为11.8MJ/kg)。试验鱼饱食投喂，试验期为49d，计算生长性能指标，试验期末取样试验结束后，解剖试验鱼后分离肝胰脏和肌肉，用于测定肝胰脏丙二醛(MDA)水平、抗氧化能力(超氧化物歧化酶，SOD ;过氧化氢酶，CAT ;谷胱甘肽过氧化物酶，GSH-Px ;总抗氧化力，T-A0C)以及鱼组织中重金属残留铅水平。在试验的最后三天进行静水试验，收集粪便及养殖水体水样，测定重金属铅水平。所有数据采用Excel软件进行整理，SPSS17.0软件ANOVA模块进行单因素方差分析，用LSD法作多重比较，结果用平均值土标准差(Mean土SD)表/Jn7 P<0.05表不均数间差异显著。实验结果见表1、2和表3。
[0049]如表I所示，本试验中饲料铅污染组的试验期末重、摄食量、增重率均显著低于对照组和试验组(P〈0.05)，对照组与添加剂试验组间无显著差异(P>0.05);饲料系数和死亡率各个处理组间无显著差异(P>0.05)。说明试验中该剂量的饲料铅可显著抑制罗非鱼的生长性能，而使用本发明的添加剂产品可有效缓解饲料铅对生长的抑制。
[0050]不同组罗非鱼的肝脏抗氧化指标变化见表2。与对照组相比，饲料铅污染组的SOD活性、CAT活性、GSH-Px活性、T-AOC水平显著降低(P〈0.05)，MDA水平显著升高(P〈0.05)，表明试验中该剂量的饲料铅明显诱导罗非鱼肝脏发生氧化应激；在铅污染的饲料中使用本发明的添加剂后，其肝脏抗氧化指标与对照组接近(P>0.05)，说明罗非鱼肝脏的抗氧化能力得到了明显改善。
[0051]不同组罗非鱼体内铅残留情况见表3。与对照组相比，饲料铅污染组的肠道、肝脏和肌肉中铅残留水平显著高于对照组(P〈0.05)，尤其是肌肉中的残留水平高于食品安全国家标准?食品中污染物限量(GB2762-2012)。使用本发明添加剂的试验组各组织器官的铅残留水平显著降低(P〈0.05)，肌肉中的残留水平低于食品安全国家标准?食品中污染物限量，却仍显著高于对照组(P〈0.05)。这是由于本试验中饲料铅水平很高所致，约为对照组的300倍以上，在鱼类养殖过程中一般远低于本试验的饲料铅污染程度。因此，在实践中应用本添加剂可能会出现更好的效果。
[0052]不同组罗非鱼粪便及养殖水体的重金属铅水平见表3。饲料铅污染组罗非鱼粪便和养殖水体中的铅水平显著高于对照组(p〈0.05)，使用了本发明的添加剂后试验组粪便中的铅水平显著增加(P〈0.05)，而养殖水体中的铅水平显著降低(P〈0.05)，说明有较多的铅从粪便排出，粪便中的铅结合稳定，不会发生解离而造成二次污染。
[0053]表1实施例1产品对罗非鱼生长性能的影响表
[0054]
【权利要求】
1.一种降低饲料重金属在罗非鱼体内残留的混合型饲料添加剂，其特征在于，其组分及每千克饲料添加剂中含有壳聚糖200-500克、槲皮素50-300克、大蒜素25-175克、α -硫辛酸50-200克，余量为载体。
2.权利要求1所述降低饲料重金属在罗非鱼体内残留的混合型饲料添加剂，其特征在于，所述组分及每千克饲料添加剂中含有壳聚糖200-350克、槲皮素100-300克、大蒜素50-175克、α -硫辛酸75-200克，余量为载体。
3.权利要求1所述降低饲料重金属在罗非鱼体内残留的混合型饲料添加剂，其特征在于，所述组分及每千克饲料添加剂中含有壳聚糖200-300克、槲皮素150-300克、大蒜素75-175克、α -硫辛酸100-200克，余量为载体。
4.权利要求1所述降低饲料重金属在罗非鱼体内残留的混合型饲料添加剂，其特征在于，所述组分及每千克饲料添加剂中含有壳聚糖200-300克、槲皮素225-300克、大蒜素112.5-175克、α-硫辛酸125-200克，余量为载体。
5.权利要求1所述降低饲料重金属在罗非鱼体内残留的混合型饲料添加剂，其特征在于，所述壳聚糖分子量为10000-200000道尔顿，脱乙酰度85%以上。
6.权利要求1所述降低饲料重金属在罗非鱼体内残留的混合型饲料添加剂，其特征在于，所述载体为脱脂米糠或面粉。
7.—种权利要求1所述降低饲料重金属在罗非鱼体内残留的混合型饲料添加剂的制备方法，其特征在于，将能通过80筛的壳聚糖、槲皮素、大蒜素、α -硫辛酸与载体混合，混合5-10分钟，添加剂的混合均匀度变异系数小于5%，即得降低饲料重金属在罗非鱼体内残留的混合型饲料添加剂。
8.权利要求1所述降低饲料重金属在罗非鱼体内残留的混合型饲料添加剂用于罗非鱼配合饲料的用途。
9.权利要求8所述用于罗非鱼配合饲料的用途，其特征在于，所述的混合型饲料添加剂在罗非鱼配合饲料中的添加量为饲料重量的0.2% -4%。
10.权利要求8所述用于罗非鱼配合饲料的用途，其特征在于，所述的混合型饲料添加剂在罗非鱼配合饲料中的添加量为饲料重量的0.4% -2%。
【文档编号】A23K1/16GK104171594SQ201410333325
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年7月14日 优先权日:2014年7月14日
【发明者】翟少伟, 陈学豪 申请人:集美大学