α型低聚木糖及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種寡糖飼料添加劑及其制備方法與應(yīng)用，具體設(shè)及一種α型低聚 木糖及其制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 食品安全已成為全社會(huì)普遍關(guān)注的一個(gè)焦點(diǎn)問題。而飼料安全與否對于確保食品 安全起著決定性的作用。由于具有提高動(dòng)物機(jī)體免疫能力、減少飼用抗生素使用、提高動(dòng)物 源性食品的品質(zhì)等功效，因而寡糖已成為飼用抗生素添加劑的主要替代產(chǎn)品之一。
[0003] 低聚木糖狂^ooligosaccha;rides，x〇巧又稱為木寡糖，是一種由2~7個(gè)木糖分 子通過糖巧鍵結(jié)合而成的功能性聚合糖，能選擇性增殖動(dòng)物機(jī)體結(jié)腸雙歧桿菌、乳酸桿菌 等有益菌，促進(jìn)有益菌定植增殖，抑制腸道有害菌粘附。同時(shí)，可增加短鏈脂肪酸的生成量， 降低動(dòng)物腸道抑值，促進(jìn)巧的吸收，提高動(dòng)物的生產(chǎn)性能，降低飼用抗生素的添加量。低聚 木糖已成為極具發(fā)展?jié)摿Φ木G色飼料添加劑。
[0004] 現(xiàn)有低聚木糖產(chǎn)品主要是W富含β型木聚糖的高等植物廢棄物如玉米忍、甘薦 渣、稻草、賴桿等通過生物酶如內(nèi)切型β木聚糖酶、半纖維素酶等降解方法制備生產(chǎn)的，因 此其分子形態(tài)為β型低聚木糖。尚未在自然界中發(fā)現(xiàn)α型低聚木糖。 陽〇化]目前，尚未有α型低聚木糖被用于畜禽養(yǎng)殖中。所W提供一種安全、有效，既能提 高畜禽產(chǎn)品質(zhì)量和品質(zhì)，又能拓展低聚木糖應(yīng)用價(jià)值的方法，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，具 有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種α型低聚木糖及其制備方法與應(yīng)用，本發(fā)明提供的制 備方法，過程簡單、能耗少、成本低、環(huán)保無污染，并且制備得到的α型低聚木糖能促進(jìn)動(dòng) 物腸道益生菌增殖生長，保障腸道健康發(fā)育，增加機(jī)體免疫力，提高動(dòng)物生產(chǎn)性能。
[0007] 本發(fā)明所提供的α型低聚木糖的制備方法，包括如下步驟：
[0008] W水為促進(jìn)劑和W濃鹽酸為催化劑的條件下，木糖經(jīng)反應(yīng)即得所述α型低聚木 糖。
[0009] 上述的制備方法中，所述濃鹽酸的摩爾濃度可為11~13111〇1/1，具體可為12mol/ L。
[0010] 上述的制備方法中，所述木糖的添加量可為：1~lOkg/L水，具體可為化g/L水；
[0011] 所述濃鹽酸的添加量可為：48~480血/L水，具體可為240血/L水。
[0012] 上述的制備方法中，所述反應(yīng)的溫度可為50~70°C，具體可為60°C，所述反應(yīng)的 時(shí)間可為48~72小時(shí)，具體可為55~65小時(shí)、55小時(shí)或65小時(shí)。
[0013] 上述的制備方法中，所述方法還包括如下步驟：所述反應(yīng)結(jié)束后，向所述反應(yīng)后的 體系中加入水進(jìn)行稀釋，然后加入氨氧化鋼水溶液調(diào)節(jié)所述體系的抑值至中性，經(jīng)真空濃 縮和冷卻結(jié)晶即可。
[0014] 上述的制備方法中，所述稀釋步驟中所加入的水的量為：5~l(K)L/kg木糖，具體 可為化/kg木糖或10化/kg木糖；
[0015] 所述氨氧化鋼水溶液的濃度為0. 1~lmol/1，具體可為0.Imol/L或Imol/L。
[0016] 本發(fā)明進(jìn)一步提供了上述方法制備的α型低聚木糖。
[0017] 本發(fā)明提供的α型低聚木糖中含有木糖、α-木二糖、α-木Ξ糖、α-木四糖 及更高聚合度的α型木寡糖，其中α-木二糖的質(zhì)量百分含量不低于42%，如42. 67%或 化 99%。
[0018] 本發(fā)明提供的α型低聚木糖可在畜禽養(yǎng)殖中作為飼料添加劑使用，如用于飼喂 養(yǎng)殖動(dòng)物或?qū)櫸?，養(yǎng)殖動(dòng)物如雞、豬、牛、羊、水產(chǎn)動(dòng)物等。
[0019] 本發(fā)明α型低聚木糖作為飼料添加劑用于飼喂母豬、仔豬或肉雞時(shí)，可按照下述 添加量進(jìn)行飼喂：所述α型低聚木糖在母豬料中的添加量為lOOg/噸，所述α型低聚木糖 在仔豬料中的添加量為60g/噸，所述α型低聚木糖在肉雞料中的添加量為60g/噸。
[0020] 本發(fā)明提供的制備方法，首次選擇木糖為原料，W無機(jī)酸為催化劑，通過化學(xué)合成 方法大量制備具有益生元功能的α型低聚木糖。相對現(xiàn)有的β型木聚糖制備生產(chǎn)技術(shù) 而言，本發(fā)明的制備方法操作過程簡單，產(chǎn)物收率高，制備生產(chǎn)成本低，且生產(chǎn)過程中無"Ξ 廢"排放，為一種綠色環(huán)保、高效的低聚木糖制備生產(chǎn)技術(shù)。
[0021] 本發(fā)明提供的α型低聚木糖，既為飼料添加劑領(lǐng)域增添了新的品種，也為飼料生 產(chǎn)者和養(yǎng)殖者選擇更加優(yōu)良、更符合飼料工業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)需要的飼料添加劑提供了前提保 證。
【附圖說明】
[0022] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備的α型低聚木糖的液相色譜圖。 陽02引圖2為β-木二糖的液相色譜圖。
[0024]圖3為D-木糖的液相色譜圖。 陽02引圖4為本發(fā)明實(shí)施例1制備的α-木二糖的"C-NMR譜圖。
[0026] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例1制備的α-木二糖的iH-NMR譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。
[0028] 下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。
[0029] 實(shí)施例1、制備α型低聚木糖
[0030] 取D-(+)-木糖5.Og，加入1ml水，60°C加熱溶解，加入240μ1濃肥1 (摩爾濃度 為12Μ)，60°C磁力攬拌65h。反應(yīng)結(jié)束后加入500ml水，攬拌均勻后，用0. 1Μ化0Η中和至 中性，通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀對反應(yīng)混合物進(jìn)行濃縮，加熱溫度為60°C，抽真空至0. 09MPaW下， 冷卻循環(huán)累制冷-l〇°C，濃縮至50ml后，自然冷卻結(jié)晶得到α型低聚木糖。
[0031] 本實(shí)施例制備的α型低聚木糖通過高效液相色譜進(jìn)行檢測，色譜條件如下：色 譜系統(tǒng)：Waters2695高效液相色譜；檢測器：Waters2414示差折光檢測器；色譜柱： Sugar-D(4.6I.DX250mm);流動(dòng)相：乙臘：水（4:1，v/v);檢測溫度：30.0°C;進(jìn)樣量： 20μ1 ;流速：1.Oml/min;檢測時(shí)間：20min。
[0032] 本實(shí)施例制備的α型低聚木糖液相色譜圖如圖1所示，β-木二糖的液相色譜圖 如圖2所不，D-木糖的液相色譜圖如圖3所不。對比圖1、圖2和圖3可W看出，本實(shí)施例 制備的α型低聚木糖的二糖組分峰（保留時(shí)間為9. 153分鐘）與β-木二糖（保留時(shí)間 為9. 531分鐘）并不相同。
[0033] 由于目前尚無市售的α-木二糖標(biāo)準(zhǔn)品，因而將二糖組分峰（保留時(shí)間為9. 153 分鐘）收集進(jìn)行核磁分析，"C-NMR譜圖如圖4所示，iH-NMR譜圖如圖5所示，"C-NMR譜圖 顯示該化合物具有10個(gè)C原子，為木二糖結(jié)構(gòu)；iH-NMR譜圖顯示該化合物的Η原子位移大 于5.0,二糖結(jié)合形式為α型結(jié)構(gòu)；結(jié)合核磁結(jié)構(gòu)解析，本實(shí)施例制備的二糖組分明確為 α-木二糖。
[0034] 本實(shí)施例制備的α型低聚木糖中α-木二糖含量為42.99 %，木糖含量為 57. 01 % (HPLC面積歸一法計(jì)算）。
[0035] 實(shí)施例2、制備α型低聚木糖
[0036] 取D- (+)-木糖100. 0kg，加入2化水，60°C加熱溶解，加入4.化濃肥1 (摩爾濃度 為12M)，60°C磁力攬拌55h，反應(yīng)結(jié)束后加入50化水，攬拌均勻，用1M化0H中和至中性，通 過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀對反應(yīng)混合物進(jìn)行濃縮，加熱溫度為60°C，抽真空至0. 09MPaW下，冷卻循環(huán) 累制冷-10°C，濃縮至50ml后，自然冷卻結(jié)晶得α型低聚木糖。
[0037] 經(jīng)高效液相色譜測定，本實(shí)施例制備的α型低聚木糖中，α-木二糖的含量為 42. 67%，木糖的含量為57. 33% (HPLC面積歸一法計(jì)算）。
[0038] 實(shí)施例3、實(shí)施例1制備的α型低聚木糖作為妊娠母豬料飼料添加劑
[0039] 試驗(yàn)采用單因子試驗(yàn)完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，選擇健康、體況相近已確認(rèn)妊娠55天左右的 "長白X大約克"2胎次母豬80頭，根據(jù)配種時(shí)間、體況及預(yù)產(chǎn)期等基本相近原則，隨機(jī)分 為4個(gè)處理，每個(gè)處理2個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)10頭豬。 柳4〇] 處理一：基礎(chǔ)日糧組（對照組）
[0041] 處理二：基礎(chǔ)日糧巧Oga型低聚木糖/噸
[0042] 處理Ξ:基礎(chǔ)日糧+100ga型低聚木糖/噸
[0043] 處理四：基礎(chǔ)日糧巧50ga型低聚木糖/噸
[0044] 開始飼喂各試驗(yàn)糧，妊娠母豬單體限位欄飼養(yǎng)，專人管理，每日分2次飼喂（早7 : 00和晚17 :00)自由飲水，按照豬場計(jì)劃進(jìn)行免疫和常規(guī)管理，每天觀察并記錄試驗(yàn)?zāi)肛i的 食欲、飲水個(gè)體行為等情況。 W45] 預(yù)飼期7天，正試期35天。
[0046] 母豬日糧參照豬飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)（NY/T65-2004)妊娠母豬營養(yǎng)需要標(biāo)準(zhǔn)配制玉米-豆巧 型基礎(chǔ)飼糧。基礎(chǔ)日糧配比及營養(yǎng)成分含量見表1。
[0047] 表1妊娠母豬基礎(chǔ)日糧配比及營養(yǎng)指標(biāo)
[0048]
[0049] *預(yù)混料為每千克日糧含維生素A8500IU、維生素D3000IU、維生素E30IU、銅 20mg、鐵lOOmg、儘 50g、鋒 80mg、艦 0. 2mg、砸 0. 3mg。
[0050] 飼喂效果如表2和表3所示。
[0051] 表2不同添加水平α型低聚木糖對妊娠母豬糞便指標(biāo)的影響
[0052]
[0053] 注：同行數(shù)據(jù)肩注有不同小寫字母者表示差異顯著（Ρ<0. 05)，不同大寫字母者表 示差異極顯著（Ρ<〇. 01)。下表同。
[0054] 母豬發(fā)生便秘常呈現(xiàn)拉便時(shí)間長，糞便干硬，部分表面附有粘液、發(fā)亮呈算盤珠狀 等特征。表2中的數(shù)據(jù)顯示，日糧中添加α型低聚木糖可增加糞便濕潤度，縮短母豬排便 時(shí)間，使糞堆高度降低。與對照組相比，添加250ga型低聚木糖組降低母豬排便時(shí)間差異 極顯著（P<