[发明专利]颗粒饲料增补剂

说明书

背景

本公开一般地涉及反刍动物颗粒饲料增补剂。具体地说，本公开提供反刍动物颗粒饲料增补剂，其中生理活性物质在反刍动物的瘤胃中是稳定的并且在皱胃和随后的消化道中被消化和吸收。还公开了制备和使用该颗粒饲料增补剂的方法。

反刍动物是反刍亚目的哺乳动物，其具有分为4个形态不同的室的胃：瘤胃，蜂窝胃，重瓣胃，和皱胃。瘤胃和蜂窝胃派生自食道的末端部分，而只有重瓣胃和皱胃被认为是真正的胃。存在于瘤胃的细菌使反刍动物能消化纤维素物质，例如草。常规的消化发生在皱胃（有时称为真正的胃）中。众所周知的反刍动物包括家畜（cattle），羊(sheep)和山羊(goats)。

该瘤胃，实质上是连续的发酵桶，支持在中性条件下的各种微生物进攻和消化多数被摄取的饲料物品，这些饲料物品被反刍动物消费掉，作为它们常规生命循环的一部分。被摄取的蛋白质物质在瘤胃中被分解成为可溶解的肽和氨基酸而被微生物用作营养物质。一股富含微生物细胞的被摄取的营养物经过瘤胃流出，进入重瓣胃。重瓣胃的功能是将液体和固体分开。大量的液体重新进入瘤胃，而剩余物质进入皱胃。然后在皱胃中以在单胃中所见到的类似方式进行消化和吸收。分泌进入皱胃内腔的酶消化掉大量的物质，包括微生物细胞。被消化的微生物细胞向反刍动物提供蛋白质和氨基酸。

瘤胃中的微生物作用具有很大的优点，能将许多对宿主没有直接营养价值的饲料组分转化为能被宿主同化并利用的产品。例如，尿素可被转化为微生物蛋白质，其随后可被宿主动物消化和利用。纤维素可被转化为挥发性脂肪酸的混合物，其可作为宿主的能量来源。

不幸的是，这一微生物作用也显示出一些缺点。例如，高营养价值的可溶解蛋白质可在瘤胃中被分解和消化，并且部分地重新合成为低营养价值的微生物蛋白质。氨基酸也被瘤胃微生物进行了化学改变，微生物将氨基酸转化为二氧化碳，挥发性脂肪酸和氨。

动物中出现的所有蛋白质都是由超过20种不同的氨基酸的组合构成的。其中，10种“基本的”氨基酸在动物体内未得到足够地合成，动物必须摄取所述氨基酸。当反刍动物饮食中缺少该基本的氨基酸时，反刍动物的健康，牛奶生产等等都会收到负面影响。

在反刍动物生产中在动物的日常饮食中补充生物学活性物质，以便改善它们的健康状况和它们的生产效能，这是普遍的实际情况。有益的活性物质包括氨基酸，维生素类，酶类，营养物，例如蛋白质和碳水化合物，前生命期的(probiotic)微生物，生命起源以前的(prebiotic)食物，矿物盐，胆碱，等等。某些该类物质已经常规地存在于用于饲养动物的食物中。有时饮食中存在的基本活性物质的量可能是不充分的或不足以应付缺乏状态或高生产率的情势。因此，需要仔细地配制或补充反刍动物的日常饮食，以便解决这些关注的问题。

然而，当经口饲喂生理学活性物质例如氨基酸和蛋白质时，实质上大部分该物质(例如蛋白质，氨基酸等等)被瘤胃中的微生物分解，对于该动物来说，很难或不可能有效地利用所有这些给予的包含在饲料等中的蛋白质和氨基酸。于是，基本的氨基酸被破坏并且使得其无法被用于动物生产。动物生产受到个别基本的氨基酸补充的限制，这些氨基酸从整个瘤胃逃逸或旁路通过并到达较低的胃肠道，它们在这里可以被吸收和变为可被动物生产所利用。

因此，重要的是使该生物学活性物质通过瘤胃而不被微生物分解，以便使该生物学活性物质在皱胃和随后的消化道中被有效地消化和吸收。因而，已经花费了大量的努力，旨在提供下述形式的生物活性物质：该形式使其经过瘤胃而实质上不发生改变，且在皱胃中经受崩解和吸收。

设计了很多方法，用以增加通过瘤胃而不被瘤胃区系(microflora)降解的营养物质的量，进而将更大部分的该营养物质输送到较低的胃肠道，包括：加热和化学处理，用胶囊封和涂覆，使用氨基酸类似物和氨基酸的聚合物复合物。

例如，已经建议用保护性物质涂覆含有生物学活性物质的反刍动物饲料添加剂，例如用脂肪酸，硬化动物油，和硬化植物油。然而，用这些脂肪和油涂覆的颗粒不仅在瘤胃、而且也在皱胃和随后的消化道中都是稳定的，这使得该生物学活性物质在皱胃和随后的消化道中很难被释放。

被建议的另一种方法利用了瘤胃和皱胃之间的pH的差别，其中用在瘤胃环境中是不可溶解的、但在强酸性的皱胃中是可溶解的聚合物涂覆。这种聚合物包括聚乙烯吡咯烷酮，聚酰胺和化学改性的纤维素。这一溶液具有高生产成本的缺点，而且伴随有使用合成聚合物会将非生理学物质引入到动物饮食中去的事实。因而这种用聚合物涂覆的产品需要FDA的批准。