本发明涉及饲料领域，更具体的涉及一种降低反刍动物氮排泄量的饲料添加剂及其制备方法。
背景技术：
饲料蛋白原料是动物营养需求的重要来源，目前饲料营养师在优化饲料配方时主要考虑动物对蛋白和碳水化合物饲料的需求，尽量根据瘤胃的降解特征设计饲料配方，但是大量试验验证了当反刍动物日粮中添加足量的可降解蛋白饲料，但反刍动物消化道内含氮物质的降解利用速率与消化道内能量载体物质降解速率不协调，将短期内造成给予瘤胃微生物的能量载体物质与氮源降解不协调或是不同步，瘤胃微生物的生长障碍，减少蛋白质流入真胃和小肠系膜的数量，使动物的生产能力没有被充分的发挥出来，使大量的营养物质没有被动物体利用便经尿液和粪便直接排出体外造成环境污染；因此，采用饲料添加剂来解决反刍动物大量排泄蛋白饲料造成蛋白饲料浪费的问题，但是现有的饲料添加剂种类单一，适口性差，成本过高且易造成动物瘤胃内氨中毒的现象。
技术实现要素：
本发明提供一种降低反刍动物氮排泄量的饲料添加剂及其制备方法，用以解决现有技术中反刍动物对氮源物质消化吸收的限制作用造成蛋白饲料营养物质吸收率低，且饲料添加剂适口性差，成本过高的问题。
具体的，降低反刍动物氮排泄量的饲料添加剂，按照重量份数，其原料组成为782-3128份缓释尿素和1564份过瘤胃保护性蛋氨酸；
其中，所述缓释尿素按照重量份数包括：322-1288份饲料级尿素，345-1380份丙烯酸树脂IV，115-460份预糊化淀粉；所述过瘤胃保护性蛋氨酸按照重量份数包括：204份壁材，1360份DL-蛋氨酸芯材；
壁材按照重量份数包括：153份丙烯酸树脂IV和51份乙基纤维素；所述DL-蛋氨酸芯材按照重量份数包括408份稀释剂和952份DL-蛋氨酸。
优选的，稀释剂为食品级微晶纤维素纳，所述DL-蛋氨酸的纯度为99.00％。
优选的，乙基纤维素为食品级辅料。
优选的，饲料级尿素中氮含量为60.06％，所述饲料级尿素的纯度为99.09％，颗粒直径为1mm-5mm。
优选的，丙烯酸树脂IV和预糊化淀粉均为食品级辅料。
降低反刍动物氮排泄量的饲料添加剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)缓释尿素的制备；
将345-1380份丙烯酸树脂IV进行粉碎预处理，处理后丙烯酸树脂IV为60-80目，将粉碎后的丙烯酸树脂IV在无水乙醇中充分溶解后装入气动喷枪内；称取322-1288份饲料级尿素放入包衣机内，利用气动喷枪将丙烯酸树脂IV溶液均匀喷洒在饲料级尿素表面，其中包衣机旋转速度为70转/min，烘干温度为55℃，气动喷枪的压力为0.2kpa；当饲料级尿素表面的丙烯酸树脂IV烘干后，称取115-460份预糊化淀粉放入包衣机内，进行包被，制得缓释尿素；
(2)过瘤胃保护性蛋氨酸的制备；
将408份微晶纤维素纳、153份丙烯酸树脂IV和51份乙基纤维素分别进行粉碎预处理，处理后均为60-80目；将408份粉碎后的微晶纤维素纳与952份DL-蛋氨酸充分搅拌混匀后，经过干法制粒机制得DL-蛋氨酸芯材，所述DL-蛋氨酸芯材为20目，颗粒直径为0.7-1.0mm；将153份粉碎后的丙烯酸树脂IV和51份粉碎后的乙基纤维素充分搅拌均匀后，在无水乙醇中充分溶解，得到壁材；将壁材装入气动喷枪中，将1360份DL-蛋氨酸芯材装入包衣机中，使壁材均匀的喷洒在DL-蛋氨酸芯材外表面，制得过瘤胃保护性蛋氨酸，其中，包衣机转速为70转/min，烘干温度为55℃，气动喷枪的压力为0.2kpa；
(3)饲料添加剂的制备；
将制得的缓释尿素和过瘤胃保护性蛋氨酸在混合机内进行混合，混合时间为5min，混合后称重、包装，即得降低反刍动物氮排泄量的饲料添加剂。
优选地，缓释尿素的制备步骤中，丙烯酸树脂IV对饲料级尿素的包被以及预糊化淀粉的包被，包被率均大于93％。
优选的，过瘤胃保护性蛋氨酸的制备步骤中，壁材对DL-蛋氨酸芯材包被时，包被率大于93％。
优选的，饲料添加剂的制备步骤中，混合机内进行混合后的要求变异系数＜5％。
本发明中的饲料添加剂各成分协同作用，可明显降低反刍动物对氮的排泄量，增加氮在组织内的沉积量，同时起到改善养殖环境，提高养殖效益的效果，未添加任何有毒有害不符合国家饲料添加剂添加标准的物质，不会对动物体本身产生损害；其中，缓释尿素在瘤胃内被逐步释放出来时，能供给瘤胃微生物足够氮源，它能控制氨态氮缓慢而均匀释放，使其不被脲酶快速降解，不会产生氨浓度快速升高致中毒的现象，保持氨态氮降解速度与微生物利用氨的速度相适应，从而提高了瘤胃微生物蛋白的合成率，很大程度上减少了氮浪费和环境污染；应用氮同步释放原理将过瘤胃保护性蛋氨酸和缓释尿素进行合理的搭配，过瘤胃保护性蛋氨酸进入肠道被吸收后，最大化消除限制性氨基酸的限制作用，两者相互配合使得反刍动物体内含氮物质与能量的载体物质降解利用率协调或同步，从而促进瘤胃微生物的生长，使动物的生产能力被充分的发挥出来；使用化学聚合物作为包被材料，对反刍动物的消化吸收不会产生任何不良反应，且替代了植物性或动物性原料，有效降低了成本；使用的预糊化淀粉消化吸收率很高，可被反刍动物直接利用，未使用有刺激性气味的物质，不会对适口性造成影响。
具体实施方式
实施例1
本发明实施例1提供的降低反刍动物氮排泄量的饲料添加剂，按照重量份数，其原料组成为782份缓释尿素和1564份过瘤胃保护性蛋氨酸；其中，缓释尿素按照重量份数包括：322份饲料级尿素，345份丙烯酸树脂IV，115份预糊化淀粉；过瘤胃保护性蛋氨酸按照重量份数包括：204份壁材，1360份DL-蛋氨酸芯材；壁材按照重量份数包括：153份丙烯酸树脂IV和51份乙基纤维素；DL-蛋氨酸芯材按照重量份数包括408份微晶纤维素纳和952份DL-蛋氨酸。
其中，饲料级尿素中氮含量为60.06％，纯度为99.09％，颗粒直径为1mm；丙烯酸树脂IV和预糊化淀粉均为食品级辅料；乙基纤维素也为食品级辅料；DL-蛋氨酸的纯度为99.00％。
具体的，降低反刍动物氮排泄量的饲料添加剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)缓释尿素的制备；
将345份丙烯酸树脂IV进行粉碎预处理，处理后丙烯酸树脂IV为60目，将粉碎后的丙烯酸树脂IV在无水乙醇中充分溶解后装入气动喷枪内；称取322份饲料级尿素放入包衣机内，利用气动喷枪将丙烯酸树脂IV溶液均匀喷洒在饲料级尿素表面，其中包衣机旋转速度为70转/min，烘干温度为55℃，气动喷枪的压力为0.2kpa，包被率大于93％；当饲料级尿素表面的丙烯酸树脂IV烘干后，称取115份预糊化淀粉放入包衣机内，进行包被，包被率大于93％，制得缓释尿素。
(2)过瘤胃保护性蛋氨酸的制备；
将408份微晶纤维素纳、153份丙烯酸树脂IV和51份乙基纤维素分别进行粉碎预处理，处理后均为60目；将408份粉碎后的微晶纤维素纳与952份DL-蛋氨酸充分搅拌混匀后，经过干法制粒机制得DL-蛋氨酸芯材，DL-蛋氨酸芯材为20目，颗粒直径为0.7mm；将153份粉碎后的丙烯酸树脂IV和51份粉碎后的乙基纤维素充分搅拌均匀后，在无水乙醇中充分溶解，得到壁材；将壁材装入气动喷枪中，将1360份DL-蛋氨酸芯材装入包衣机中，使壁材均匀的喷洒在DL-蛋氨酸芯材外表面，包被率大于93％制得过瘤胃保护性蛋氨酸，其中，包衣机转速为70转/min，烘干温度为55℃，气动喷枪的压力为0.2kpa。
(3)饲料添加剂的制备；
将制得的缓释尿素和过瘤胃保护性蛋氨酸在混合机内进行混合，混合机内进行混合后的要求变异系数＜5％，混合时间为5min，混合后称重、包装，即得降低反刍动物氮排泄量的饲料添加剂。
对上述降低反刍动物氮排泄量的饲料添加剂取样检测，得出蛋氨酸含量≥57.97％、过瘤胃保护性蛋氨酸有效释放率≥73.96％、尿素产品的含量≥13.76％、缓释尿素在120分钟内的水解率≥60.06％、缓释尿素在120分钟时氨氮释放量≥260.01mg/g。
实施例2
本发明实施例2提供的降低反刍动物氮排泄量的饲料添加剂，按照重量份数，其原料组成为1564份缓释尿素和1564份过瘤胃保护性蛋氨酸；其中，缓释尿素按照重量份数包括：644份饲料级尿素，690份丙烯酸树脂IV，230份预糊化淀粉；过瘤胃保护性蛋氨酸按照重量份数包括：204份壁材，1360份DL-蛋氨酸芯材；壁材按照重量份数包括：153份丙烯酸树脂IV和51份乙基纤维素；DL-蛋氨酸芯材按照重量份数包括408份微晶纤维素纳和952份DL-蛋氨酸。
其中，饲料级尿素中氮含量为60.06％，纯度为99.09％，颗粒直径为3mm；丙烯酸树脂IV和预糊化淀粉均为食品级辅料；乙基纤维素也为食品级辅料；DL-蛋氨酸的纯度为99.00％。
具体的，降低反刍动物氮排泄量的饲料添加剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)缓释尿素的制备；
将690份丙烯酸树脂IV进行粉碎预处理，处理后丙烯酸树脂IV为70目，将粉碎后的丙烯酸树脂IV在无水乙醇中充分溶解后装入气动喷枪内；称取644份饲料级尿素放入包衣机内，利用气动喷枪将丙烯酸树脂IV溶液均匀喷洒在饲料级尿素表面，其中包衣机旋转速度为70转/min，烘干温度为55℃，气动喷枪的压力为0.2kpa，包被率大于93％；当饲料级尿素表面的丙烯酸树脂IV烘干后，称取230份预糊化淀粉放入包衣机内，进行包被，包被率大于93％，制得缓释尿素。
(2)过瘤胃保护性蛋氨酸的制备；
将408份微晶纤维素纳、153份丙烯酸树脂IV和51份乙基纤维素分别进行粉碎预处理，处理后均为70目；将408份粉碎后的微晶纤维素纳与952份DL-蛋氨酸充分搅拌混匀后，经过干法制粒机制得DL-蛋氨酸芯材，DL-蛋氨酸芯材为20目，颗粒直径为0.8mm；将153份粉碎后的丙烯酸树脂IV和51份粉碎后的乙基纤维素充分搅拌均匀后，在无水乙醇中充分溶解，得到壁材；将壁材装入气动喷枪中，将1360份DL-蛋氨酸芯材装入包衣机中，使壁材均匀的喷洒在DL-蛋氨酸芯材外表面，包被率大于93％制得过瘤胃保护性蛋氨酸，其中，包衣机转速为70转/min，烘干温度为55℃，气动喷枪的压力为0.2kpa。
(3)饲料添加剂的制备；
将制得的缓释尿素和过瘤胃保护性蛋氨酸在混合机内进行混合，混合机内进行混合后的要求变异系数＜5％，混合时间为5min，混合后称重、包装，即得降低反刍动物氮排泄量的饲料添加剂。
对上述降低反刍动物氮排泄量的饲料添加剂取样检测，得出蛋氨酸含量为≥42.47％、过瘤胃保护性蛋氨酸有效释放率≥73.96％、尿素产品的含量≥20.59％、缓释尿素在120分钟内的水解率≥60.06％、缓释尿素在120分钟时氨氮释放量≥260.01mg/g。
实施例3
本发明实施例3提供的降低反刍动物氮排泄量的饲料添加剂，按照重量份数，其原料组成为3128份缓释尿素和1564份过瘤胃保护性蛋氨酸；其中，缓释尿素按照重量份数包括：1288份饲料级尿素，1380份丙烯酸树脂IV，460份预糊化淀粉；过瘤胃保护性蛋氨酸按照重量份数包括：204份壁材，1360份DL-蛋氨酸芯材；壁材按照重量份数包括：153份丙烯酸树脂IV和51份乙基纤维素；DL-蛋氨酸芯材按照重量份数包括408份微晶纤维素纳和952份DL-蛋氨酸。
其中，饲料级尿素中氮含量为60.06％，纯度为99.09％，颗粒直径为5mm；丙烯酸树脂IV和预糊化淀粉均为食品级辅料；乙基纤维素也为食品级辅料；DL-蛋氨酸的纯度为99.00％。
具体的，降低反刍动物氮排泄量的饲料添加剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)缓释尿素的制备；
将1380份丙烯酸树脂IV进行粉碎预处理，处理后丙烯酸树脂IV为80目，将粉碎后的丙烯酸树脂IV在无水乙醇中充分溶解后装入气动喷枪内；称取1288份饲料级尿素放入包衣机内，利用气动喷枪将丙烯酸树脂IV溶液均匀喷洒在饲料级尿素表面，其中包衣机旋转速度为70转/min，烘干温度为55℃，气动喷枪的压力为0.2kpa，包被率大于93％；当饲料级尿素表面的丙烯酸树脂IV烘干后，称取460份预糊化淀粉放入包衣机内，进行包被，包被率大于93％，制得缓释尿素。
(2)过瘤胃保护性蛋氨酸的制备；
将408份微晶纤维素纳、153份丙烯酸树脂IV和51份乙基纤维素分别进行粉碎预处理，处理后均为80目；将408份粉碎后的微晶纤维素纳与952份DL-蛋氨酸充分搅拌混匀后，经过干法制粒机制得DL-蛋氨酸芯材，DL-蛋氨酸芯材为20目，颗粒直径为1.0mm；将153份粉碎后的丙烯酸树脂IV和51份粉碎后的乙基纤维素充分搅拌均匀后，在无水乙醇中充分溶解，得到壁材；将壁材装入气动喷枪中，将1360份DL-蛋氨酸芯材装入包衣机中，使壁材均匀的喷洒在DL-蛋氨酸芯材外表面，包被率大于93％制得过瘤胃保护性蛋氨酸，其中，包衣机转速为70转/min，烘干温度为55℃，气动喷枪的压力为0.2kpa。
(3)饲料添加剂的制备；
将制得的缓释尿素和过瘤胃保护性蛋氨酸在混合机内进行混合，混合机内进行混合后的要求变异系数＜5％，混合时间为5min，混合后称重、包装，即得降低反刍动物氮排泄量的饲料添加剂。
对上述降低反刍动物氮排泄量的饲料添加剂取样检测，得出蛋氨酸含量≥28.99％、过瘤胃保护性蛋氨酸有效释放率≥73.96％、尿素产品的含量≥27.45％、缓释尿素在120分钟内的水解率≥60.06％、缓释尿素在120分钟时氨氮释放量≥260.01mg/g。
将上述实施例1-实施例3中制备得到的降低反刍动物氮排泄量的饲料添加剂进行动物对比试验，试验时间为期80天，实验动物选用安装瘤胃瘘管的9月龄绵羊(羯羊)12只，组内组间初始体重差异不显著(P＞0.05)，试验设计采用4×4拉丁方设计具体设计见表1，将12只羊随机分为4个处理组，每组设3个重复。
表1 4×4拉丁方试验设计
饲养日粮：参照美国NRC(1998)绵羊营养需要配制而成，供试验动物各处理组的营养水平完全相同。各组基础日粮配配方见表2。试验组A组为对照组不添加缓释尿素和过瘤胃保护性蛋氨酸，严格按照《中国饲料添加剂添加标准》添加上述饲料添加剂，试验组B组为试验组在基础日粮基础上添加5.1kg/t饲料添加剂1(等值替代基础日粮中的蛋白值)、试验组C组为试验组在基础日粮基础上添加6.8kg/t饲料添加剂2(等值替代基础日粮中的蛋白值)、试验组D组为试验组在基础日粮基础上添加10.1kg/t饲料添加剂3(等值替代基础日粮中的蛋白值)，将各组日粮精确称重置于混合机混合5分钟后取样检测合格后饲喂给试验动物。饲料添加剂1、饲料添加剂2和饲料添加剂3分别对应实施例1、实施例2和实施例3中制备的降低反刍动物氮排泄量的饲料添加剂。
表2日粮配方及营养水平
预混料含FeSO4 16000mg/kg、CuSO4 5200mg/kg、ZnSO4 12000mg/kg、MnSO4·5H2O 10000mg/kg、沸石粉256g/kg、Na2SeO3 3g/kg、Co 120mg/kg、VA 200mg/kg、VD3 100mg/kg、VE 600mg/kg、KI 6g/kg、Mg 74g/kg、CaHPO4 300g/kg、NaCl 266g/kg。
按照常规饲养管理和进行免疫，单笼饲养，每日5：00、17：00以先精后粗顺序饲喂，自由饮水。
测定指标：瘤胃发酵指标有pH、氨态氮浓度、菌体蛋白合成量、各类挥发性脂肪酸产生量；氮代谢指标：日采食量(NI)、粪氮(FN)、尿中尿素氮(UUN)、尿氮(UN)，并计算出可消化氮(DN)、总排泄氮量(TEN)、沉积氮(RN)、UN/NI、(FN/NI)、RN/NI、氮的消化率。
数据处理方法：运用SAS 9.2分析软件方差分析中的ANOVA过程进行分析，用Duncan法进行多重比较。试验数据用平均值和均方误差(Standard error of least square means，SEM)表示，显著性在P＝0.05水平上进行分析。
测试结果如表3-表7所示：
由表3可知，组C在3h、6h和9h时间点时其pH在变化较其它组差异均显著(P＜0.05)，pH值的变化范围为6.27～6.71，其中D组的变化最大为5.43％，C组的波动范围最小为2.6％。即：在日粮中添加本发明饲料添加剂2后，绵羊瘤胃内pH值的处于较稳定的状态。
表3不同组合添加剂对羊瘤胃pH值的影响
注：同行无标注或标注相同字母时表明差异不显著(P＞0.05)，标注不同字母时表明差异显著(P＜0.05)。
表4不同组合添加剂对羊瘤胃氨态氮的影响(mg/100mL)
注：同行无标注或标注相同字母时表明差异不显著(P＞0.05)，标注不同字母时表明差异显著(P＜0.05)。
由表4可知，试验组与对照组相比在进食后瘤胃内氨态氮浓度上升了20％～25％，其中C组提高了25％(P＜0.05)。即：在绵羊日粮中添加本发明饲料添加剂2后，羊瘤胃内氨态氮浓度显著升高。
表5不同组合添加剂对羊瘤胃菌体蛋白浓度的影响(mg/100mL)
注：同行无标注或标注相同字母时表明差异不显著(P＞0.05)，标注不同字母时表明差异显著(P＜0.05)。
从表5可知四组中瘤胃内菌体蛋白在47.88～68.37mg/100mL之间变化。3h和9h时组C显著高于其它三组(P＜0.05)5.42％～9.67％，从整体看，组C在各个时间段内瘤胃内BCP浓度增加的幅度最大为25.47％。即：在绵羊日粮中添加本发明饲料添加剂2后，瘤胃内菌体蛋白浓度显著提高。
表6不同组合添加剂对羊瘤胃内各种VFA浓度的影响(mmol/L)
由表6可知四个处理组间各类挥发性脂肪酸在各个时间点时浓度差异均不显著(P＞0.05)，且均是在每隔3h进行有规律的上升和下降。从进食至3h加速上升到最高点，四组间乙酸与丙酸的比值(乙/丙)处于2.39～2.96，且组间各时间段无显著差异(P＞0.05)。即：在反刍动物日粮中添加本发明饲料添加剂后，对羊瘤胃内挥发性脂肪酸的影响不显著(P＞0.05)。
表7不同氮替代水平的RPMet与SRU对羊氮代谢的影响
续上表
注：同行无标注或标注相同字母时表明差异不显著(P＞0.05)，标注不同字母时表明差异显著(P＜0.05)。
由表7可知组A中UN和总氮的排出量显著高于其它三组(P＜0.05)19.97％～21.14％，四组间FN的排出量差异性不显著(P＞0.05)处于4.78～7.63g/d。组C的可消化氮显著高于其它三组6％～15％之间，而组B和组D的可消化氮显著高于组A达5％～7％。组B、组C和组D的RN显著高于组A。组C的RN占总NI的比例显著高于其它三组(P＜0.05)，组B和组D中RN占总NI的比例显著高于组A(P＜0.05)。FN、FN/TEN、UN/TEN、UUN、UUN/UN、氮的消化率这几项指标四组间差异均不显著(P＞0.05)，组B、组C、组D中总氮的排量与对照组相比分别减少13％、15％、11％。即：在绵羊日粮中添加本发明饲料添加剂2后，绵羊的氮沉积量较其它三组显著提高，且氮的排泄量显著降低。
由测试结果可知，在绵羊日粮中添加本发明饲料添加剂2后，与其它三组相比，反刍动物瘤胃发酵指标中pH、氨态氮、菌体蛋白、挥发性脂肪酸显著升高；反刍动物体内氮的沉积量显著升高，氮的排泄量减少15％。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。