一種葡萄籽原花青素添加劑及其制備方法與應用
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種葡萄籽原花青素添加劑及其制備方法與應用。葡萄籽原花青素添加劑是由葡萄籽原花青素、玉米淀粉、稻殼粉按照重量比(3～15):1:2的比例進行均勻混合制成。在畜牧養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)實踐中，尤其在反芻飼料加工中添加葡萄籽原花青素添加劑，可顯著減少瘤胃發(fā)酵二氧化碳和氫氣的生成量高達34％和78％，進而有效減少甲烷排放高達45％。該葡萄籽原花青素添加劑制備方法簡單、可操作性強，適用于奶牛、肉牛、肉羊等反芻動物養(yǎng)殖實踐應用，可顯著抑制反芻動物甲烷溫室氣體的排放，對提高飼料能量利用效率、節(jié)能減排和控制溫室效應具有十分重要的意義。
【專利說明】
一種葡萄籽原花青素添加劑及其制備方法與應用
技術(shù)領域
[0001] 本發(fā)明涉及一種葡萄籽原花青素添加劑及其制備方法與應用，具體說是一種抑制 瘤胃發(fā)酵甲烷生成的葡萄籽原花青素添加劑及其制備方法與應用。
【背景技術(shù)】
[0002] 近幾年來，隨著全球變暖問題的日益凸顯，包括甲烷(CH4)、二氧化碳(C0 2)等在內(nèi) 的溫室氣體排放越來越受到人們的重視。畜牧業(yè)生產(chǎn)實踐中的瘤胃發(fā)酵會產(chǎn)生大量的甲烷 菌和甲烷(CH 4)，反芻家畜如肉牛、奶牛、山羊、綿羊等是CH4排放的主要貢獻者。有研究報道， 反芻動物瘤胃中每年產(chǎn)生的CH 4占人類活動全球甲烷排放總量的37%。瘤胃發(fā)酵CH4排放不 僅對溫室效應產(chǎn)生了不可忽視的影響，而且對反芻動物飼料能量利用也造成了很大浪費。 據(jù)統(tǒng)計，反芻動物飼料中6~10%的總能量以CH 4排放的方式被浪費掉了。因此，如何實現(xiàn)瘤 胃發(fā)酵CH4減排已成為全球研究熱點。
[0003] 甲烷菌參與有機物厭氧降解，生成CH4,主要存在于反芻動物的瘤胃、人類的消化 系統(tǒng)、稻田等厭氧環(huán)境中。有研究表明，自然界中甲烷菌生成CH 4的途徑包括:①利用有機物 厭氧發(fā)酵過程所產(chǎn)生的H2,通過乙酸的去甲基作用生成CH 4;②利用發(fā)酵過程所產(chǎn)生的H2，通 過C02的還原反應生成CH 4;③利用發(fā)酵過程中產(chǎn)生的甲酸等含一碳甲基基團化合物的還原 反應產(chǎn)生CH4。
[0004] 反芻動物瘤胃中棲息的原蟲、細菌和真菌等微生物將飼料等有機物進行發(fā)酵，產(chǎn) 生大量的甲酸、乙酸、丙酸等揮發(fā)性脂肪酸，以及⑶ 2和出，瘤胃甲烷菌可有效地將C02、H2、甲 酸、乙酸等初級發(fā)酵產(chǎn)物代謝生成CH 4。
[0005] 有研究表明，反芻動物的日糧中添加莫能菌素等離子載體可提高丙酸生成量，減 少氫生成，短時間內(nèi)甲烷排放量可減少25%，但因動物會產(chǎn)生適應而出現(xiàn)抑制，功效不持 久。日糧中添加亞麻油等不飽和脂肪酸，也可減少甲烷排放，但極易抑制纖維消化與動物采 食。此外還有使用抗生素來抑制反芻動物甲烷排放的報道，但很容易導致動物體內(nèi)抗生素 的殘留，對食品安全造成威脅。有文獻報道，向瘤胃內(nèi)添加或接種能夠?qū)?》 2和出轉(zhuǎn)化為乙酸 的產(chǎn)乙酸菌，通過取代棲息在瘤胃中甲烷菌來減少甲烷的生成。
[0006] 葡萄籽原花青素是葡萄籽的一種天然提取物，是一種不具有任何急、慢性毒性，不 致畸，不致癌，不會引起過敏和突變的安全性較高的植物性提取物。它具有抗氧化性、抗腫 瘤活性、抗炎、抗過敏、抗輻射、抗突變等功能，對血管內(nèi)皮細胞有保護作用，在保健食品、醫(yī) 藥及化妝品領域作為防癌、抗突變、防治心血管疾病藥物的有效成分，是一種安全無毒的天 然抗氧化劑。
[0007] 有研究報道，原花青素具有極強的抗氧化活性，具有超強的自由基清除能力，其抗 氧化能力是維生素 E的50倍，維生素 C的20倍。還有報道稱原花青素可通過加快腫瘤細胞凋 亡和阻滯細胞周期抑制多種癌細胞。而在畜牧養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)實踐中，利用葡萄籽原花青素添 加劑抑制瘤胃發(fā)酵甲烷生成的研究資料在國內(nèi)外未見報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種葡萄籽原花青素添加劑 及其制備方法，用于抑制瘤胃發(fā)酵甲烷生成。
[0009] 為達到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：
[0010] -種葡萄籽原花青素添加劑，包括葡萄籽原花青素、玉米淀粉和稻殼粉，所述葡萄 籽原花青素、玉米淀粉和稻殼粉的重量比為(3~15): 1: 2。
[0011] -種葡萄籽原花青素添加劑的制備方法，包括以下步驟：
[0012] (1)將葡萄籽原花青素（grape-seed proanthocyanidins,簡稱GSP)過 100 目分級 篩備用；
[0013] (2)將玉米淀粉和稻殼粉作為載體，分別過60目分級篩備用；
[0014] (3)將葡萄籽原花青素、玉米淀粉和稻殼粉按重量比（3~15): 1:2的比例進行均勻 混合，制成葡萄籽原花青素添加劑。
[0015] GSP是一類由不同數(shù)量的單體黃烷-3-醇縮合而成的聚多酚類物質(zhì)，為深紫紅色固 體粉末狀，其純度不低于95%，可溶于水、甲醇、乙醇、乙酸乙酯等極性溶劑，不溶于乙醚、氯 仿等極性較小的溶劑。
[0016] 所述葡萄籽原花青素添加劑在制備抑制瘤胃發(fā)酵甲烷生成的飼料中的應用。
[0017] 所述葡萄籽原花青素添加劑用于制備泌乳奶牛全混合日糧:每噸全混合日糧中添 加100~250kg葡萄籽原花青素添加劑，混合均勻。使用時為確?；旌暇鶆?，可將葡萄籽原花 青素粉劑與全混合日糧中諸如玉米等谷物飼料原料進行預先混合。
[0018] 所述葡萄籽原花青素添加劑用于制備育肥牛羊精料補充料:每噸精料補充料中添 加100-250kg葡萄籽原花青素添加劑，混合均勻。
[0019] 此外，考慮到葡萄籽原花青素添加劑的高效性和添加成本，在生產(chǎn)實際中可適當 降低葡萄籽原花青素添加劑的添加量。
[0020] 例如，每噸全混合日糧中添加1~2kg葡萄籽原花青素添加劑。
[0021 ]每噸精料補充料中添加 l-2kg葡萄籽原花青素添加劑。
[0022]本發(fā)明的有益效果：
[0023]本發(fā)明提供的葡萄籽原花青素添加劑在不同飼料原料來源的日糧底物條件下，可 使瘤胃發(fā)酵C〇2、H2的生成量降低34%和78%，而C〇2、H2是瘤胃內(nèi)甲烷菌生產(chǎn)CH4所利用的重 要底物。繼而，葡萄籽原花青素添加劑可以減少瘤胃內(nèi)甲烷的排放高達45%。所述葡萄籽原 花青素添加劑制備方法簡單、可操作性強，適用于奶牛、肉牛、肉羊等反芻動物養(yǎng)殖實踐應 用，可顯著抑制反芻動物甲烷溫室氣體的排放，對提高飼料能量利用效率與減少溫室效應 具有很高的實用價值。
【具體實施方式】
[0024] 有研究表明，不同飼料組成成分和不同飼料原料來源，都會對甲烷的生成產(chǎn)生影 響。為此，在試驗中，選用三種不同飼料原料來源的全混合日糧模式，對本發(fā)明中葡萄籽原 花青素添加劑抑制瘤胃發(fā)酵甲烷產(chǎn)量的應用進一步詳細說明。
[0025] 實施例如下：
[0026] 實施例1:在玉米秸桿+優(yōu)質(zhì)蛋白飼料來源型日糧下添加不同劑量葡萄籽原花青素 添加劑對瘤胃發(fā)酵甲烷生成的影響
[0027] 本試驗設計了三種不同配比的葡萄籽原花青素添加劑(表1)，
[0028] 分別對瘤胃發(fā)酵甲烷生成的抑制效果進行了分析比較。
[0029]表1不同劑量葡萄籽原花青素添加劑處理
[0030]
[0031]以泌乳期荷斯坦奶牛為試驗動物，以玉米秸桿+優(yōu)質(zhì)蛋白飼料來源型日糧為飼料 發(fā)酵底物，其配方為:玉米秸桿36.08 %，豆柏11.28 %，菜柏4.19 %，棉柏3.14 %，膨化大豆 3.06%，甜菜渣4.16%，全棉籽10.44%，玉米25.54%，小麥麩0,石粉0.73%，食鹽0.46%， 小蘇打0.92 %。
[0032] 用分析天平稱取0.5g上述飼糧底物至厭氧發(fā)酵瓶中。按照表1向厭氧發(fā)酵瓶中添 加葡萄籽原花青素添加劑(對照，1，2和3)，各添加劑組和對照組分別設置10個發(fā)酵瓶重復， 每個發(fā)酵瓶添加50mL的液體培養(yǎng)基(pH 6.85)，接種25mL泌乳奶牛瘤胃食糜混合微生物，并 用高純氮氣驅(qū)除發(fā)酵瓶液面上方的空氣。將上述各處理組中的5個發(fā)酵瓶分別通過輸液針 頭和輸液管連接到事先已編號的鋁箱氣袋，然后置于39°C恒溫培養(yǎng)箱中進行厭氧培養(yǎng)6h， 24h，48h和72h用于收集發(fā)酵氣體，測定氣體組分濃度;將上述各處理組中剩余5個發(fā)酵瓶分 別于AGRS-III型微生物發(fā)酵微量產(chǎn)氣自動記錄儀的各個氣路接口連接后，在39°C條件下厭 氧發(fā)酵72h，并由記錄儀自動實時記錄總產(chǎn)氣量。試驗測試結(jié)束后，將鋁箱袋中收集的氣體 樣品，采用氣相色譜法測定H 2、CH4、C02氣體組分濃度。然后結(jié)合微生物發(fā)酵微量產(chǎn)氣自動記 錄儀獲得的累積產(chǎn)氣量，分別計算出瘤胃微生物發(fā)酵6h，24h，48h和72h時的H 2、C02、CH4的產(chǎn) 生量。
[0033] 表2、玉米秸桿+優(yōu)質(zhì)蛋白飼料來源型日糧下葡萄籽原花青素添加劑對瘤胃發(fā)酵甲 烷生成的影響
[0034]
[0036]由表2可知，在玉米秸桿+優(yōu)質(zhì)蛋白飼料來源型日糧模式下，在發(fā)酵24h后，H2、C02、 CH4產(chǎn)氣量趨于平穩(wěn)。葡萄籽原花青素添加劑對H2、C02、CH 4的生成均呈現(xiàn)不同抑制作用。在 發(fā)酵24h后，葡萄籽原花青素添加劑可使出和0)2的生成量分別降低77.98%和25.95% ;在發(fā) 酵48h后，葡萄籽原花青素添加劑可降低出和0)2的生成量高達73.35 %和23.72 % ;在發(fā)酵 72h后，葡萄籽原花青素添加劑可減少出和0)2的生成量高達72.54%和23.13%。
[0037]綜上所述，葡萄籽原花青素添加劑高效抑制了 CH4生成所需底物H2、C02的生成。根 據(jù)瘤胃發(fā)酵24h~48h的試驗結(jié)果，可見添加葡萄籽原花青素添加劑對瘤胃微生物發(fā)酵甲烷 排放的抑制效率高達18.18 %~45.45 %。
[0038]實施例2:在玉米秸桿+雜柏蛋白飼料來源型日糧下添加不同劑量葡萄籽花青素添 加劑對瘤胃發(fā)酵甲烷生成的影響
[0039] 以泌乳期荷斯坦奶牛為試驗動物，以玉米秸桿+雜柏蛋白飼料來源型日糧為飼料 發(fā)酵底物，其配方為：玉米秸桿36.06 %，豆柏0，菜柏9.63 %，棉柏6.70 %，膨化大豆0，甜菜 渣7.08 %，全棉籽10.44 %，玉米23.5 %，小麥麩4.48 %，石粉0.73 %，食鹽0.46 %，小蘇打 0.92%。其精料中用優(yōu)質(zhì)豆柏飼料原料替代了一部分雜柏原料，能夠代表我國北方中小規(guī) 模奶牛養(yǎng)殖場時常配制的不同營養(yǎng)水平混合日糧類型。H 2、C02、CH4的產(chǎn)量測定方法同實施 例1〇
[0040] 表3、玉米秸桿+雜柏蛋白飼料來源型日糧下葡萄籽原花青素添加劑對瘤胃發(fā)酵甲 烷生成的影響
[0041]
[0042]由表3可知，在玉米秸桿+雜柏蛋白飼料來源型日糧模式下，在發(fā)酵24h后，H2、C02、 CH4產(chǎn)氣量趨于平穩(wěn)。葡萄籽原花青素添加劑對C02、CH4的生成均呈現(xiàn)不同抑制作用。在發(fā)酵 24h后，葡萄籽原花青素添加劑可使出和0) 2的生成量分別降低72.46 %和27.95 % ;在發(fā)酵 48h后，葡萄籽原花青素添加劑可降低出和0)2的生成量高達65.21 %和26.57% ;在發(fā)酵72h 后，葡萄籽原花青素添加劑可減少出和0)2的生成量高達64.13%和26.31%。
[0043]綜上所述，葡萄籽原花青素添加劑高效抑制了 CH4生成所需底物H2、C02的生成。根 據(jù)瘤胃發(fā)酵24h~48h的試驗結(jié)果，可見添加葡萄籽原花青素添加劑對瘤胃微生物發(fā)酵甲烷 排放的抑制效率高達10%~43.82%。
[0044] 實施例3:在苜蓿干草+玉米青貯飼料來源型日糧下添加不同劑量葡萄籽花青素添 加劑對瘤胃發(fā)酵甲烷生成的影響
[0045] 以泌乳期荷斯坦奶牛為試驗動物，以苜蓿干草+玉米青貯飼料來源型日糧為飼料 發(fā)酵底物，其配方為：玉米秸桿〇,苜蓿干草18.3%，玉米青貯19.77%，豆柏11.26%，菜柏 4.19%，棉柏2.13%，膨化大豆2.06%，甜菜渣4.16%，全棉籽10.44%，玉米25.54%，小麥 麩0，石粉0.73 %，食鹽0.46 %，小蘇打0.92 %。其粗飼料來源由全株玉米青貯和優(yōu)質(zhì)苜蓿干 草組成，可代表我國規(guī)模化集約飼養(yǎng)牛場時常采用的全混合日糧。H2、C0 2、CH4的產(chǎn)量測定方 法同實施例1。
[0046] 表4、苜蓿干草+玉米青貯飼料來源型日糧下添加葡萄籽原花青素添加劑對瘤胃發(fā) 酵甲烷生成的影響
[0047]
[0048]
[0049] 由表4可知，在苜蓿干草+玉米青貯飼料來源型日糧模式下，在發(fā)酵24h后，H2、C02、 ch4產(chǎn)氣量趨于平穩(wěn)。葡萄籽原花青素添加劑對c〇2、ch4的生成均呈現(xiàn)不同的抑制作用。在發(fā) 酵24h后，葡萄籽原花青素添加劑可抑制H 2和⑶2的生成高達78.63%和21.13% ;在發(fā)酵48h 后，葡萄籽原花青素添加劑可使出和0)2的生成量分別降低73.74%和18.23%;在發(fā)酵72h 后，葡萄籽原花青素添加劑可減少出和0)2的生成量高達71.42%和17.63%。
[0050] 綜上所述，葡萄籽原花青素添加劑高效抑制了 CH4生成所需底物h2、c〇2的生成。根 據(jù)瘤胃發(fā)酵24h~48h的試驗結(jié)果，可見添加葡萄籽原花青素添加劑對瘤胃微生物發(fā)酵甲烷 排放的抑制效率高達10.04%~37.27%。
[0051] 精料補充料的實施例與全混合日糧的實施例同理，不再列舉。
[0052] 本說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬于本領域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【主權(quán)項】
1. 一種葡萄籽原花青素添加劑，其特征在于：包括葡萄籽原花青素、玉米淀粉和稻殼 粉，所述葡萄籽原花青素、玉米淀粉和稻殼粉的重量比為(3~15): 1:2。2. 如權(quán)利要求1所述的葡萄籽原花青素添加劑的制備方法，其特征在于，包括以下步 驟： (1) 將葡萄籽原花青素過100目分級篩備用； (2) 將玉米淀粉和稻殼粉作為載體，分別過60目分級篩備用； (3) 將葡萄籽原花青素、玉米淀粉和稻殼粉按重量比（3~15): 1:2的比例進行均勻混 合，制成葡萄籽原花青素添加劑。3. 如權(quán)利要求1所述的葡萄籽原花青素添加劑的應用，其特征在于:所述葡萄籽原花青 素添加劑在制備抑制瘤胃發(fā)酵甲烷生成的飼料中的應用。4. 如權(quán)利要求3所述的葡萄籽原花青素添加劑的應用，其特征在于:所述葡萄籽原花青 素添加劑用于制備泌乳奶牛全混合日糧，每噸全混合日糧中添加100~250kg葡萄籽原花青 素添加劑，混合均勻。5. 如權(quán)利要求4所述的葡萄籽原花青素添加劑的應用，其特征在于:使用時為確?；旌?均勻，將葡萄籽原花青素粉劑與全混合日糧中的原料進行預先混合。6. 如權(quán)利要求3所述的葡萄籽原花青素添加劑的應用，其特征在于:所述葡萄籽原花青 素添加劑用于制備育肥牛羊精料補充料，每噸精料補充料中添加 l〇〇_250kg葡萄籽原花青 素添加劑，混合均勻。
【文檔編號】A23K10/37GK105831433SQ201610195983
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月31日
【發(fā)明人】楊紅建, 張振威, 文亞, 張智慧, 王彥蘆, 仇武松, 李艷華
【申請人】中國農(nóng)業(yè)大學