專利名稱：具有保健和促生長作用的納米飼料添加劑及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種具有保健和促生長作用的納米飼料添加劑及其制備方法。
背景技術：
在現代畜牧業集約化、大型化、自動化、機械化的飼養管理條件下，動物飼養的生態環境惡化、疫病威脅、應激、營養限制等問題，需要一種或數種抗條件病原微生物藥物、抗寄生蟲藥物等保健劑的介入與應用。眾所周知，抗生素類生長促進劑、抗菌和抗寄生蟲藥物、高銅、高鋅制劑等用作飼料添加劑，促進了動物的生長，預防了病原菌感染、疾病的發生，對飼料工業及畜牧業的發展作出了巨大貢獻。但隨著科學認識的深入，人們對抗生素類、化學藥物所帶來的副作用有了更深刻的認識，如濫用抗生素引起動物內源性或二重感染，產生耐藥菌株，動物細胞免疫、體液免疫功能下降以及藥物在畜、禽產品中的殘留等等，使動物產品的安全問題日益突出；又如高銅、高鋅促生長劑引起了動物機體中毒，環境污染和資源浪費等副效應。基于這些原因，許多國家和飼養者反對抗生素類、化學藥物用作為飼料添加劑，甚至通過立法對愈來愈多的抗生素品種加以禁止。因此，無毒、無害、無污染的生長促進劑和保健劑的研究已愈來愈受到廣泛的重視。
中草藥作為飼料添加劑已日益受到國內外的重視。但目前市場上的中草藥添加劑多為粉劑或散劑等粗制品，不利于充分吸收，作用效果較緩慢，藥效低，浪費嚴重；不良的劑型使中草藥飼料添加劑用量偏大，通常為1～3％，有的竟高達5～10％。要使中草藥被動物更合理和有效地利用，必須進行深加工處理，以減少中草藥的用量，提高其利用率。
蒙脫石是一種雙八面體層狀結構的天然納米級鋁硅酸鹽礦物，在我國部分礦區，純度較高的納米蒙脫石礦物形成了數百萬噸級的大型礦床。由于其表面特殊的物理化學性質，具有很強的吸附、離子交換能力；對各種病毒(如輪狀病毒、冠狀病毒、流行性腹瀉病毒及傳染性胃腸炎病毒)、病原菌(如大腸桿菌、霍亂弧菌、空腸彎曲菌、金黃色葡萄球菌)以及所產生的毒素(起選擇性固定、抑制作用)等有優良的吸附能力；蒙脫石在消化道可形成膠體保護膜，并能加速受損粘膜上皮細胞的修復和再生，起到加強、修復、保護消化道粘膜屏障的作用；臨床上可用于治療急慢性腹瀉、腸應激綜合征、炎癥性腸病、食管炎、胃炎、消化性潰瘍以及非消化道疾病中伴隨的消化道癥狀。
發明內容
本發明的目的是提供一種具有保健和促生長作用的納米飼料添加劑及其制備方法。
納米飼料添加劑是由銅離子、鋅離子、生藥黃芪經水萃取法提取的活性成分與以蒙脫石礦物為原料處理而成的無機納米材料經離子交換、吸附反應制備而成的銅改性蒙脫石、鋅改性蒙脫石和黃芪活性成分～蒙脫石的復合物，并按以下比例銅改性蒙脫石∶鋅改性蒙脫石∶黃芪活性成分改性蒙脫石＝1∶0.5～20∶1～5配制而成的飼料添加劑。
納米飼料添加劑制備方法的步驟如下1)制備銅改性蒙脫石a)將解聚分散、分離提純的蒙脫石礦物，連同相當于礦物重量約5％～15％的氯化鈉，加水攪拌均勻，制成濃度20％～30％的懸浮液礦漿，水洗4～7次；b)加入相當于礦物重量5％～30％的CuCl2或Cu(NO3)2或CuSO4·5H2O，用水重新制成濃度5％～15％的礦漿，用稀氫氧化鈉溶液將漿料的pH值調節為4.5～6.5，水洗3～5次，過濾或離心脫水；c)濾渣在低于80℃下真空干燥，用氣流粉碎機干法粉碎，或步驟(b)所得漿料經噴霧干燥至含水量＜10％。
2)制備鋅改性蒙脫石a)將解聚分散、分離提純的蒙脫石礦物，連同相當于礦物重量約5％～15％的氯化鈉，加水攪拌均勻，制成濃度20％～30％的懸浮液礦漿，水洗4～7次；b)加入相當于礦物重量5％～40％的ZnCl2或Zn(NO3)2或ZnSO4·7H2O，用水重新制成濃度5％～15％的礦漿，用稀氫氧化鈉溶液將漿料的pH值調節為4.5～6.5，水洗4～6次，過濾或離心脫水；c)濾渣在低于80℃下真空干燥，用氣流粉碎機干法粉碎，或步驟(b)所得漿料經噴霧干燥至含水量＜10％。
3)制備黃芪活性成分～蒙脫石a)將生藥黃芪投入反應釜，按重量比加入4～5倍水，加溫至90℃～100℃，攪拌下萃取2～5小時，過濾，濾渣用水洗滌，按以上條件再萃取一次；合并二次濾液和洗液，真空濃縮；b)按重量比為生藥黃芪∶蒙脫石＝1∶3～6的比例加入解聚分散、分離提純的蒙脫石礦物，混合均勻，所得漿料在低于80℃下真空干燥，用氣流粉碎機干法粉碎。
4)復合將步驟(1)，(2)，(3)所得各組分按銅改性蒙脫石∶鋅改性蒙脫石∶黃芪活性成分～蒙脫石＝1∶0.5～20∶1～5的比例加入螺旋混合機充分混合。
5)將超微粉末狀的產品按添加量為0.1～1.0％直接添加到飼料中。本發明通過吸附、離子交換反應，把抗菌、促生長性銅離子和鋅離子植入蒙脫石晶格，制成金屬離子～無機納米材料。一方面，利用銅、鋅離子水合半徑小、電價高，插入至礦物晶格以提高礦物表面電勢，使成為帶高正電荷的陽離子型納米材料，提高其吸附病原微生物的能力；另一方面，利用納米材料巨大的比表面積和礦物的緩釋、控釋效應，提高金屬離子的活性，并使其作用效力更持久；從而使改性后的蒙脫石具有更強的吸附病原微生物的能力，并通過金屬離子的溶出兼有殺滅各種病原微生物的作用。黃芪是一種常用增強免疫力中藥，價格低廉、來源廣泛，其活性成分(含黃芪多糖、三萜皂甙、黃酮類、生物堿等)可通過水萃取法提取，本發明利用蒙脫石離子交換和吸附性能，把黃芪活性成分吸附在蒙脫石表面，形成黃芪活性成分～蒙脫石，對中草藥起了緩釋、控釋和增效作用。因此，本發明將銅、鋅離子具有的抗菌、促生長性能、黃芪的促免疫功能以及蒙脫石很強的離子交換、吸咐、定位等性能有機結合起來，提供了一種以納米蒙脫石為載體，以銅、鋅離子為抗菌、促生長活性組分，以黃芪活性成分為免疫促進劑的銅、鋅離子～蒙脫石～黃芪活性成分復合型納米飼料添加劑及其制備方法，并將該添加劑添加到飼料中作為生長促進劑和保健劑，生產安全動物產品。
本發明之納米飼料添加劑，作為動物生長促進劑和保健劑在飼料中的應用包括抗菌、抗病毒、提高動物成活率、降低動物腹瀉、提高動物增重和飼料轉化效率。該添加劑具有極強的抗病原微生物的能力，具有防抗藥性、生產成本低、使用安全等優點，能降低動物腹瀉率、提高動物成活率、提高動物增重和飼料轉化率。本發明之納米飼料添加劑的應用可從根本上消除抗生素類生長促進劑、抗菌和抗寄生蟲藥物、高銅、高鋅制劑等在畜產品中的殘留，生產出優質畜產品，減少環境污染，提高動物生產性能和人類健康水平，極大地提高養殖業的經濟效益。
具體實施例方式
本發明結合以下實例作進一步的說明。
2)制備鋅改性蒙脫石(a)將經解聚分散、分離提純后的蒙脫石礦物，連同相當于礦物重量15％的氯化鈉，加水攪拌均勻，制成濃度20％的懸浮液礦漿，水洗7次；(b)加入相當于礦物重量40％的Zn(NO3)2，用水重新制成濃度5％的礦漿，用稀氫氧化鈉溶液調節pH值，水洗6次，過濾；(c)濾渣在低于80℃下真空干燥，用氣流粉碎機干法粉碎。按上述步驟制得的鋅改性蒙脫石，鋅元素在鋅改性蒙脫石中的含量為10％。
3)制備黃芪活性成分～蒙脫石(a)將生藥黃芪投入反應釜，按重量比加入5倍水，加溫至90℃～100℃，攪拌下萃取5小時，過濾，濾渣用水洗滌，按以上條件再萃取一次；合并二次濾液和洗液。真空濃縮；(b)按重量比為生藥黃芪∶蒙脫石＝1∶6的比例加入提純的蒙脫石礦物，混合均勻，所得漿料在低于80℃下真空干燥，用氣流粉碎機干法粉碎。
4)復合將步驟1，2，3所得的各組分按銅改性蒙脫石∶鋅改性蒙脫石∶黃芪活性成分～蒙脫石＝1∶5∶1的比例加入螺旋混合機充分混合。體外研究表明，該納米飼料添加劑對大腸桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、輪狀病毒、流行性腹瀉病毒、傳染性胃腸炎病毒均有吸附和殺滅作用。添加0.1％納米飼料添加劑，使肉雞、育雛蛋雞和仔豬成活率分別提高8.47％，6.92％和2.70％；使肉雞和仔豬日增重分別提高11.30％和13.06％，使料重比分別降低5.14％和5.88％；使腹瀉率分別降低68.91％和60.66％。經急性毒性、蓄積毒性、致突變性(包括Ames試驗、小鼠骨髓嗜染紅細胞微核試驗、小鼠生殖細胞染色體畸變試驗)和亞慢性試驗，結果表明，該納米飼料添加劑無致突變、致畸作用，無蓄積毒性，長期作為畜禽飼料添加劑是安全的。
實施例21)制備銅改性蒙脫石(a)將經解聚分散、分離提純后的蒙脫石礦物，連同相當于礦物重量5％的氯化鈉，加水攪拌均勻，制成濃度30％的懸浮液礦漿，水洗4次；(b)加入相當于礦物重量15％的CuCl2，用水重新制成濃度10％的礦漿，用稀氫氧化鈉溶液調節pH值，水洗3次；(c)所得漿料經噴霧干燥至含水量＜10％。按上述步驟制得的銅改性蒙脫石，銅元素在銅改性蒙脫石中的含量為6％。
2)制備鋅改性蒙脫石(a)將經解聚分散、分離提純后的蒙脫石礦物，連同相當于礦物重量5％的氯化鈉，加水攪拌均勻，制成濃度30％的懸浮液礦漿，水洗4次；(b)加入相當于礦物重量25％的七水合硫酸鋅(ZnSO4·7H2O)，用水重新制成濃度10％的礦漿，用稀氫氧化鈉溶液調節pH值，水洗4次；(c)所得漿料經噴霧干燥至含水量＜10％。按上述步驟制得的鋅改性蒙脫石，鋅元素在鋅改性蒙脫石中的含量為4％。
3)制備黃芪活性成分～蒙脫石(a)將生藥黃芪投入反應釜，按重量比加入4倍水，加溫至90℃～100℃，攪拌下萃取2小時，過濾，濾渣用水洗滌，按以上條件再萃取一次；合并二次濾液和洗液。真空濃縮；(b)按重量比為生藥黃芪∶蒙脫石＝1∶4的比例加入提純的蒙脫石礦物，混合均勻，所得漿料在低于80℃下真空干燥，用氣流粉碎機干法粉碎。
4)復合將步驟1，2，3所得的各組分按銅改性蒙脫石∶鋅改性蒙脫石∶黃芪活性成分～蒙脫石＝1∶20∶1的比例加入螺旋混合機充分混合。體外研究表明，該納米飼料添加劑對大腸桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、輪狀病毒均有吸附和殺滅作用。添加0.5％納米飼料添加劑，使肉雞和仔豬日增重分別提高14.75％和10.24％，使料重比分別降低7.45％和8.03％；使腹瀉率分別降低94.50％和80.73％。經急性毒性、蓄積毒性、致突變性和亞慢性試驗，結果表明，該納米飼料添加劑無致突變、致畸作用，無蓄積毒性，長期作為畜禽飼料添加劑是安全的。
2)制備鋅改性蒙脫石(a)將經解聚分散、分離提純后的蒙脫石礦物，連同相當于礦物重量15％的氯化鈉，加水攪拌均勻，制成濃度20％的懸浮液礦漿，水洗7次；(b)加入相當于礦物重量20％的ZnCl2，用水重新制成濃度8％的礦漿，用稀氫氧化鈉溶液調節pH值，水洗5次，離心脫水；(c)濾渣在低于80℃下真空干燥，用氣流粉碎機干法粉碎。按上述步驟制得的鋅改性蒙脫石，鋅元素在鋅改性蒙脫石中的含量為8.5％。
3)制備黃芪活性成分～蒙脫石(a)將生藥黃芪投入反應釜，按重量比加入5倍水，加溫至90℃～100℃，攪拌下萃取2小時，過濾，濾渣用水洗滌，按以上條件再萃取一次；合并二次濾液和洗液。真空濃縮；(b)按重量比為生藥黃芪∶蒙脫石＝1∶5的比例加入提純的蒙脫石礦物，混合均勻，所得漿料在低于80℃下真空干燥，用氣流粉碎機干法粉碎。
4)復合將步驟1，2，3所得的各組分按銅改性蒙脫石∶鋅改性蒙脫石∶黃芪活性成分～蒙脫石＝1∶0.5∶5的比例加入螺旋混合機充分混合。
體外研究表明，該納米飼料添加劑對大腸桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌均有吸附和殺滅作用。添加0.4％納米飼料添加劑，使肉雞、育雛蛋雞和仔豬成活率分別提高9.14％，5.87％和5.49％；使肉雞和仔豬日增重分別提高9.70％和12.81％，使料重比分別降低10.43％和6.15％；使腹瀉率分別降低74.80％和80.81％。
2)制備鋅改性蒙脫石(a)將經解聚分散、分離提純后的蒙脫石礦物，連同相當于礦物重量15％的氯化鈉，加水攪拌均勻，制成濃度20％的懸浮液礦漿，水洗5次；(b)加入相當于礦物重量22％的Zn(NO3)2，用水重新制成濃度10％的礦漿，用稀氫氧化鈉溶液調節pH值，水洗6次；(c)所得漿料經噴霧干燥至含水量＜10％。按上述步驟制得的鋅改性蒙脫石，鋅元素在鋅改性蒙脫石中的含量為6％。
3)制備黃芪活性成分～蒙脫石(a)將生藥黃芪投入反應釜，按重量比加入4倍水，加溫至90℃～100℃，攪拌下萃取3小時，過濾，濾渣用水洗滌，按以上條件再萃取一次；合并二次濾液和洗液。真空濃縮；(b)按重量比為生藥黃芪∶蒙脫石＝1∶4的比例加入提純的蒙脫石礦物，混合均勻，所得漿料在低于80℃下真空干燥，用氣流粉碎機干法粉碎。
4)復合將步驟1，2，3所得的各組分按銅改性蒙脫石鋅改性蒙脫石
權利要求
1.一種具有保健和促生長作用的納米飼料添加劑，其特征在于，它是由銅離子、鋅離子、生藥黃芪經水萃取法提取的活性成分與以蒙脫石礦物為原料處理而成的無機納米材料經離子交換、吸附反應制備而成的銅改性蒙脫石、鋅改性蒙脫石和黃芪活性成分～蒙脫石的復合物，并按以下比例銅改性蒙脫石∶鋅改性蒙脫石∶黃芪活性成分～蒙脫石＝1∶0.5～20∶1～5配制而成。
2.根據權利要求1所述的一種具有保健和促生長作用的納米飼料添加劑，其特征在于所說銅改性蒙脫石以重量百分數計，銅元素在銅改性蒙脫石中的含量為1.5～8.5％。
3.根據權利要求1所述的一種具有保健和促生長作用的納米飼料添加劑，其特征在于所說鋅改性蒙脫石以重量百分數計，鋅元素在鋅改性蒙脫石中的含量為1.5～10％。
4.一種具有保健和促生長作用的納米飼料添加劑的制備方法，其特征在于它的步驟如下1)制備銅改性蒙脫石a)將解聚分散、分離提純的蒙脫石礦物，連同相當于礦物重量約5％～15％的氯化鈉，加水攪拌均勻，制成濃度20％～30％的懸浮液礦漿，水洗4～7次；b)加入相當于礦物重量5％～30％的CuCl2或Cu(NO3)2或CuSO4·5H2O，用水重新制成濃度5％～15％的礦漿，用稀氫氧化鈉溶液將漿料的pH值調節為4.5～6.5，水洗3～5次，過濾或離心脫水；c)濾渣在低于80℃下真空干燥，用氣流粉碎機干法粉碎，或步驟(b)所得漿料經噴霧干燥至含水量＜10％。2)制備鋅改性蒙脫石a)將解聚分散、分離提純的蒙脫石礦物，連同相當于礦物重量約5％～15％的氯化鈉，加水攪拌均勻，制成濃度20％～30％的懸浮液礦漿，水洗4～7次；b)加入相當于礦物重量5％～40％的ZnCl2或Zn(NO3)2或ZnSO4·7H2O，用水重新制成濃度5％～15％的礦漿，用稀氫氧化鈉溶液將漿料的pH值調節為4.5～6.5，水洗4～6次，過濾或離心脫水；c)濾渣在低于80℃下真空干燥，用氣流粉碎機干法粉碎，或步驟(b)所得漿料經噴霧干燥至含水量＜10％。3)制備黃芪活性成分～蒙脫石a)將生藥黃芪投入反應釜，按重量比加入4～5倍水，加溫至90℃～100℃，攪拌下萃取2～5小時，過濾，濾渣用水洗滌，按以上條件再萃取一次；合并二次濾液和洗液，真空濃縮；b)按重量比為生藥黃芪∶蒙脫石＝1∶3～6的比例加入解聚分散、分離提純的蒙脫石礦物，混合均勻，所得漿料在低于80℃下真空干燥，用氣流粉碎機干法粉碎。4)復合將步驟(1)，(2)，(3)所得各組分按銅改性蒙脫石∶鋅改性蒙脫石∶黃芪活性成分～蒙脫石＝1∶0.5～20∶1～5的比例加入螺旋混合機充分混合。
5.根據權利要求4所述的一種具有保健和促生長作用的納米飼料添加劑的制備方法，其特征在于所說銅改性蒙脫石以重量百分數計，銅元素在銅改性蒙脫石中的含量為1.5～8.5％。
6.根據權利要求4所述的一種具有保健和促生長作用的納米飼料添加劑的制備方法，其特征在于所說鋅改性蒙脫石以重量百分數計，鋅元素在鋅改性蒙脫石中的含量為1.5～10％。
全文摘要
本發明公開了一種具有保健和促生長作用的納米飼料添加劑及其制備方法。納米飼料添加劑是銅改性蒙脫石、鋅改性蒙脫石和黃芪活性成分～蒙脫石的復合物,并按以下比例:銅改性蒙脫石∶鋅改性蒙脫石∶黃芪活性成分～蒙脫石=1∶0.5～20∶1～5配制而成。本發明的納米飼料添加劑具有極強的抗菌、抗病毒作用,不產生耐藥性,能顯著提高動物成活率、降低動物腹瀉、提高動物增重和飼料轉化效率,可完全替代抗菌素類、抗菌有機合成制劑類、高銅高鋅類等保健、促生長飼料添加劑,能提高畜產品的食用安全性,避免耐藥菌株的產生和高銅、高鋅對環境的污染。
文檔編號A23K1/175GK1372815SQ02111100
公開日2002年10月9日 申請日期2002年3月18日 優先權日2002年3月18日
發明者許梓榮, 葉瑛, 夏枚生, 胡彩虹 申請人:浙江大學