[发明专利]中等强度甘氨酸螯合铬新型饲料添加剂的制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及饲料生产技术领域，具体是涉及中等强度甘氨酸螯合铬新型饲料添加剂的制备方法及其应用。

背景技术

铬(III)是动物必须的微量元素之一，在体内具有重要的生物学功能，可促进动物生长，降低背膘厚度从而提高瘦肉率，提高母猪产子数和幼子成活率，提高奶牛的产奶量以及奶品质(麻益良等，2001)。此外，铬还是动物体内葡萄糖耐受因子(Glucose tolerance factor,GTF)的重要组成部分，可改变细胞受体对胰岛素的敏感性，调节机体糖类和脂类代谢，并可提高免疫球蛋白的含量，增强免疫力，提高机体抵抗外界不良环境的能力(李芳，2012)。目前，国家法规只允许在畜禽饲料中添加应用有机形态铬，如吡啶甲酸铬、酵母铬、蛋氨酸铬、烟酸铬等，因为其在动物体内吸收利用率(10-25％)明显高于无机铬(1-3％)，且安全性更高，不易发生铬中毒，因而引起人们的广泛关注(唐利华，2012；Vincent等，2004)。

Holwerda等(1995)根据有机微量元素络(螯)合物平衡关系及络(螯)合态和非络(螯)合态金属离子的半波电位差ΔE提出了表示络(螯)合强度的参数Q_f(Quotient of formation,Q_f)，并规定Q_f值0-10的为弱络(螯)合强度、10-100的为中等络(螯)合强度、100-1000的为强络(螯)合强度、1000的以上为极强络(螯)合强度。本发明人在此基础上，进一步改进了有机锰、有机锌、有机铁等有机微量元素络(螯)合强度的测定方法，并在不同形态锰、锌、铁在肉仔鸡小肠中的吸收和生物学利用率上做了大量工作，取得了一系列研究新成果。如用6日龄胰脏MT mRNA表达水平来评价不同螯合强度的有机锌源在肉仔鸡上的的相对生物学利用率，结果发现，以无机硫酸锌为100％，则中等螯合强度有机锌的相对生物学利用率最高(121％)，弱螯合强度有机锌与无机硫酸锌接近(100％)，偏极强螯合强度有机锌最差(72.3％)(黄艳玲，2007；Huang等，2009，2013)。用原位结扎灌注肠段法研究锌的吸收动力学模式时发现，锌在鸡十二指肠和空肠的吸收是一个饱和且有载体参与调节的过程，有机锌的吸收率高于无机锌，且吸收率与其螯合强度有密切的关系，以偏极强螯合强度有机锌吸收最好，中等螯合强度次之，弱螯合强度最差(Yu等，2008，2010)。为绕过肠道复杂体系的干扰，采用静脉注射法比较不同形态锌在肉仔鸡靶组织中的代谢利用率差异，发现鸡对有机锌的生物学组织有效性与其本身的螯合强度之间有着密切的相关性，并以中等螯合强度有机锌的靶组织代谢利用性最佳，弱螯合强度有机锌次之，偏极强螯合强度有机锌最差(沈素芳，2010；Shen等，2013)。在不同形态锰(Bai等，2008a，2008b，2012；Li等，2004，2005，2008，2011；Lu等，2007a，2007b；Luo等，2007；Ji等，2006a，2006b；Wang等，2011)和不同形态铜(Liu等，2012)的研究上也得到了类似的结果。以上系列新的研究成果都表明，有机微量元素的螯合强度是决定其生物学利用率的关键因素，畜禽对不同螯合强度有机微量元素的生物学利用率不尽相同，只有中等螯合强度的有机微量元素具有最高的生物学效价。因此，研究开发操作简单、原料廉价易得、合成成本较低的中等螯合强度有机微量元素生产工艺，对普及有机微量元素的推广使用，减少环境污染和促进生态健康养殖，均具有重要理论和现实指导意义。

文献1：腾冰(2000)报道了一种甘氨酸铬的制备方法，具体为用分析纯的六水氯化铬、分析纯甘氨酸作为反应原料，超纯水(18MΩ/cm)作为反应介质，操作流程为0.9M甘氨酸和0.3M六水氯化铬混合后加超纯水湿润，加热溶解后调节反应液pH值，再加入0.9M甘氨酸、0.3M氯化铬，再调节反应液pH值。在反应结束时抽滤反应液，用超纯水洗涤滤饼后再抽滤，再用95％乙醇洗涤滤饼，抽滤，最后烘干滤饼得到甘氨酸铬。该文献报道方法不仅使用的原料昂贵不适宜应用生产，而且合成过程中需分批次加入反应原料、调节pH值、反复洗涤产品，操作十分繁琐。此外，该方法的重现性很差，本发明人在实验室条件下参考该文献重复操作多次，均得到紫色的碱式甘氨酸铬，其原因可能与该方法原料投入的摩尔比太低(分析纯甘氨酸与分析纯六水氯化铬投入的摩尔比仅为3:1)有关。最后，该报道从未提及产品的螯合强度这一影响有机铬生物学效价的关键指标，参考该文献报道的操作无法实现通过反应工艺条件控制产品螯合强度。