确定对饲料原料营养价值的加工影响的方法技术

技术编号:22757997 阅读:27 留言:0更新日期:2019-12-07 05:13
本发明专利技术涉及一种测定对饲料原料和/或饲料的质量的加工影响的方法,其中测定了饲料原料和/或饲料的加工条件指标和动物物种中饲料原料和/或饲料的氨基酸的特定消化系数。本发明专利技术还涉及考虑所确定的加工影响的优化饲料的方法,以及由此获得和/或可获得的饲料。

Methods to determine the processing effect on the nutritional value of feed materials

The invention relates to a method for determining the processing influence on the quality of feed raw materials and / or feeds, wherein the processing condition index of feed raw materials and / or feeds and the specific digestibility coefficient of amino acids of feed raw materials and / or feeds in animal species are determined. The invention also relates to a method of optimizing a feed that takes into account the determined processing effect, and the feed thus obtained and / or obtainable.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】确定对饲料原料营养价值的加工影响的方法
本专利技术涉及一种用来确定对饲料原料和/或饲料营养价值的加工影响的方法,考虑到所确定的加工影响的饲料优化方法,以及由此获得的和/或可获得的饲料。
技术介绍
由于很多原因,饲料可能会对动物和各自的动物产品如肉和牛奶产生负面影响,在最坏的情况下也会对人类作为消费者产生负面影响。这方面的例子是错误选择饲料和配给量选择以及由此产生的营养和能量供应、饲料污染、坏掉的饲料中的生物负载和/或毒素负荷(霉菌毒素)以及植物饲料中所谓的抗营养因子。抗营养因子来自植物的次级代谢,仅存在于特定的植物物种中。它们在初级代谢中不起重要作用。相反,它们的功能是防御有害动物和害虫,调节并起到垂死物和香味的功能。抗营养因子对动物的负面影响包括摄食、动物性能降低、营养素消化率变化、代谢紊乱及其毒性。抗营养因子可以分为碳水化合物、蛋白质、酚类和酚类衍生物、葡萄糖苷和糖苷、螯合剂和硫代葡萄糖苷以及甲狀腺腫素的物质组,由此可以将单一化合物分组为多于一种物质类别。碳水化合物物质组的抗营养因子的例子是:-非淀粉多糖,其作为细胞壁的一部分存在,如戊糖,其存在于羽扇豆、大麦、玉米和黑麦中,β-葡聚糖,其存在于大麦和黑麦中,以及果胶,其存在于向日葵中。由于它们可溶胀,这些碳水化合物的导致在动物中掺入水,特别是在幼禽中,增加了食糜(chymus)的粘度,降低了饲料中的能量密度,降低了消化率,并且降低了在增长和性能;及-难消化的低聚糖,用于α-半乳糖苷如棉子糖、水苏糖、毛蕊花糖和筋骨草糖(ajugose),它们存在于羽扇豆、大豆和油菜籽中,并且其在盲肠/结肠中进行迅速的微生物转化,导致胃肠胀气和腹泻。蛋白质物质组的抗营养因子的例子是:-蛋白酶抑制剂,存在于蚕豆、豌豆、羽扇豆、大豆、瓜尔豆和大米(用于(幼)鸡、仔猪和食肉动物)中,其抑制胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的活性,从而降低蛋白质的消化率;及-凝集素(血凝集素),其存在于菜豆物种(蚕豆、豌豆、大豆和羽扇豆(用于单胃动物),它们与肠粘膜的受体结合,导致再吸收障碍,并在体外导致红细胞凝集。WO2011/109624A1公开了具有遗传等位基因(geneticallele)的大豆,用于在种子中产生降低的胰蛋白酶抑制剂含量。该文献还公开了超低胰蛋白酶抑制剂大豆的后代大豆植物,其中所述后代包含至少两种具有WO2011/109624A1的性状的大豆植物的组合,使得在相同环境条件下生长时,以5%显著程度对所述性状进行确定,所述后代大豆植物与WO2011/109624A1的大豆植物没有显著差异。酚类和酚衍生物的物质组的抗营养因子的实例是:-单宁(苯酚衍生物),存在于蚕豆和豌豆(用于家禽、猪和马)中,可降低饲料吸收,抑制蛋白水解酶,降低蛋白质消化率,从而导致便秘;-烷基间苯二酚,存在于大麦中,通常在小黑麦中,并且经常在小麦中(用于单胃动物),其导致对饲料摄取和生长的抑制;及-棉酚,存在于棉籽中(用于所有类型的动物),其具有溶血作用,因为它与铁结合并导致蛋黄变色,蛋白质代谢和精子发生紊乱以及肝和肾损伤。葡糖苷和糖苷的物质组的抗营养因子的实例是:-嘧啶–葡萄糖苷(vicin,convicin等),存在于蚕豆和野豌豆中(用于产蛋母鸡和母猪),导致脂肪代谢紊乱,产蛋性能和孵化率降低,及生育能力和泌乳失调;-α-半乳糖苷,存在于羽扇豆、蚕豆和豌豆中;-氰基葡萄糖苷,存在于菜豆物种(野豌豆、亚麻籽、木薯和羽扇豆)中(用于马和所有类型的牲畜),由于释放氢氰酸(呼吸毒物)导致中毒症状;及-皂甙,存在于蚕豆、豌豆和羽扇豆中(用于:(年轻的)鸡),其产生苦味,导致饲料摄取减少,具有溶血作用,也是维生素D的拮抗剂。生物碱物质组的抗营养因子的例子是:-生物碱鹰爪豆碱、羽扇豆素、羟基泛素、狹葉(angustifolin)、茄碱(solanin),存在于羽扇豆中,特别是在番茄和土豆中(用于:单胃动物,猪和牛),麦角生物碱,特别是存在于黑麦中,会产生苦味,导致饲料摄取减少,但最显著的是生物碱是有毒的,麦角生物碱可导致流产,-牛生物碱领域的麻痹和痉挛,因此导致牛奶产量下降;及-芥子油,存在于油菜籽中(用于:产蛋母鸡,特别是棕色蛋层),其中肠道细菌转化为三甲胺(TMA),当肝脏中的TMA氧化酶活性不够高时,其富集在肝脏中,并使蛋具有鱼腥味。螯合剂物质组的抗营养因子的例子是:-植酸,存在于例如玉米、玉米豆类和提取物碎片中(用于:单胃动物,猪和家禽),其通过与双电荷离子如Ca2+、Zn2+和Fe2+螯合而降低生物体中这些离子的可用性;及-棉酚,存在于棉籽中(用于所有类型的动物),因其它与铁结合而具有溶血作用,并导致蛋黄变色,蛋白质代谢和精子发生紊乱以及肝和肾损伤。硫代葡萄糖苷物质组的抗营养因子的例子是:-葡萄糖芸薹素(Glucobrassicin)、葡萄糖芫菁芥素(gluconapin)、glucobrassiconapin和甲状腺肿素原(progoitrin),都存在于油菜籽中(用于:繁殖动物,特别是猪,家禽和小牛,奶牛),在释放有毒异硫氰酸酯、硫氰酸盐和腈化合物时,可进行酶促裂解;其它硫代葡萄糖苷及其裂解产物导致饲料摄取减少,它们干扰生育效率和甲状腺激素的产生,它们促进甲状腺增大形成并导致甲状腺素进入乳汁。此外,甲状腺素(存在于大豆,亚麻籽和卷心菜中)导致甲状腺增大。上述抗营养因子的非限制性列表及其对动物的负面影响表明,抗营养因子对喂养实践有很大影响。因此,为了避免抗营养因子对动物的负面影响,应从用于制备饲料的原料中除去抗营养因子。在不可能从饲料原料中完全除去抗营养因子的情况下,则必须限制向动物供应抗营养因子,以避免对动物的不利影响。为了从饲料原料中除去抗营养因子或减少它们在饲料原料中的存在,需对用于制备饲料的原料进行加工,其中它们经受诸如烹饪或烘烤的热加工,除去蛋白酶抑制剂和凝集素及其它物质,或用碱加工,以去除例如芥子碱。因此,对许多饲料原料进行热加工。此外,还对进料产品进行热加工以除去水分。例如,GalenJ.Rokey等人的文章“Feedextrusionprocessdescription”(RevistaBrasileiradeZootecnia,卷39,页510-518,2010)公开了用于生产许多产品的挤出蒸煮在过去三十年中已经成熟,并提供了用于加工动物饲料的非常有用且经济的手段。该方法允许更好地利用可用的谷物和植物及动物蛋白质,以允许具有改进和独特饲喂特性的成本有效性和营养健全的饮食。该文章还公开了可口的、功能性的和定制的饲料可以由原料配方、系统配置和加工条件有利地制造。然而,这种热加工会导致饲料原料中的氨基酸的损坏。例如,具有氨基的化合物如氨基酸和蛋白质在还原化合物,特别是还原糖存在下进行Maillard反应。对于具有ε-氨基的赖氨酸尤其如此,其可以与饲料原料中的多种成分反应。由这些反应所产生的化合物可以部分地在动物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.确定对饲料原料和/或饲料的营养价值的加工影响的方法,包括以下步骤:/na)对加工过的饲料原料和/或饲料的样品进行/na1)对至少一种选自由胰蛋白酶抑制剂活性、脲酶活性、蛋白质在碱中的溶解度和蛋白质分散指数所组成的组中的参数进行定量分析;/na2)确定赖氨酸的反应量与赖氨酸总量的比例,包括定量分析赖氨酸的反应量和赖氨酸的总量,然后形成所述赖氨酸的反应量与赖氨酸总量的比例;及/na3)定量分析至少一种选自由甲硫氨酸、半胱氨酸、胱氨酸、苏氨酸、亮氨酸、精氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、组氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、甘氨酸、丝氨酸、脯氨酸、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸所组成的组中的氨基酸的量;/nb)将步骤a1)至a3)中获得的参数作为步骤a)中样品加工时间点的函数绘图;/nc)确定步骤b)的图中的区域,其中胰蛋白酶抑制剂活性以每克样品的胰蛋白酶的mg数表示的值大于4,在测定脲酶活性时pH值的增加大于0.35,蛋白质在碱中的溶解度值(以样品中可溶于碱性溶液的蛋白质的百分比表示的值大于85%,和/或蛋白质分散指数以样品原始氮含量的百分比表示的值大于40%,将如此获得的区域指定为加工不足;/nd)确定步骤b)的图中的区域,其中赖氨酸的反应量与赖氨酸总量之比的值小于90%,蛋白质分散指数以样品原始氮含量的百分比表示的值小于15%,和/或蛋白质在碱中的溶解度以样品中可溶于碱性溶液的蛋白质的百分比表示的值小于73%,将如此获得的区域指定为过度加工;/ne)确定步骤b)的图中的区域,其中胰蛋白酶抑制剂活性以每克样品的胰蛋白酶的mg数表示的值小于4,蛋白质在碱中的溶解度以样品中可溶于碱性溶液的蛋白质的百分比表示的值为73至85%,蛋白质分散指数以样品原始氮含量的百分比表示的值为15至40%,和/或赖氨酸的反应量与赖氨酸总量之比的值为至少90%,将如此获得的区域指定为适当加工;/n和/或/n从b)的图中减去步骤c)和d)中确定的区域,将如此获得的区域指定为适当加工;/nf)通过将步骤c)至e)中获得的区域标准化为相同的尺寸来生成加工量度,将它们分类为过度加工至加工不足,或反之亦然,并为标准化和分类的区域给出连续的量度;/ng)将步骤a1)至a3)中获得的参数值插入到幂级数中,并得到从各幂级数获得的值的平均值,其中所述平均值被指定为加工条件指标(PCI);/n及/nh)将步骤g)中获得的加工条件指标绘制到步骤f)中获得的加工量度中,以指示饲料原料和/或饲料是过度加工还是适当加工还是加工不足。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170213 EP 17155896.8;20170213 US 15/431,5971.确定对饲料原料和/或饲料的营养价值的加工影响的方法,包括以下步骤:
a)对加工过的饲料原料和/或饲料的样品进行
a1)对至少一种选自由胰蛋白酶抑制剂活性、脲酶活性、蛋白质在碱中的溶解度和蛋白质分散指数所组成的组中的参数进行定量分析;
a2)确定赖氨酸的反应量与赖氨酸总量的比例,包括定量分析赖氨酸的反应量和赖氨酸的总量,然后形成所述赖氨酸的反应量与赖氨酸总量的比例;及
a3)定量分析至少一种选自由甲硫氨酸、半胱氨酸、胱氨酸、苏氨酸、亮氨酸、精氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、组氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、甘氨酸、丝氨酸、脯氨酸、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸所组成的组中的氨基酸的量;
b)将步骤a1)至a3)中获得的参数作为步骤a)中样品加工时间点的函数绘图;
c)确定步骤b)的图中的区域,其中胰蛋白酶抑制剂活性以每克样品的胰蛋白酶的mg数表示的值大于4,在测定脲酶活性时pH值的增加大于0.35,蛋白质在碱中的溶解度值(以样品中可溶于碱性溶液的蛋白质的百分比表示的值大于85%,和/或蛋白质分散指数以样品原始氮含量的百分比表示的值大于40%,将如此获得的区域指定为加工不足;
d)确定步骤b)的图中的区域,其中赖氨酸的反应量与赖氨酸总量之比的值小于90%,蛋白质分散指数以样品原始氮含量的百分比表示的值小于15%,和/或蛋白质在碱中的溶解度以样品中可溶于碱性溶液的蛋白质的百分比表示的值小于73%,将如此获得的区域指定为过度加工;
e)确定步骤b)的图中的区域,其中胰蛋白酶抑制剂活性以每克样品的胰蛋白酶的mg数表示的值小于4,蛋白质在碱中的溶解度以样品中可溶于碱性溶液的蛋白质的百分比表示的值为73至85%,蛋白质分散指数以样品原始氮含量的百分比表示的值为15至40%,和/或赖氨酸的反应量与赖氨酸总量之比的值为至少90%,将如此获得的区域指定为适当加工;
和/或
从b)的图中减去步骤c)和d)中确定的区域,将如此获得的区域指定为适当加工;
f)通过将步骤c)至e)中获得的区域标准化为相同的尺寸来生成加工量度,将它们分类为过度加工至加工不足,或反之亦然,并为标准化和分类的区域给出连续的量度;
g)将步骤a1)至a3)中获得的参数值插入到幂级数中,并得到从各幂级数获得的值的平均值,其中所述平均值被指定为加工条件指标(PCI);

h)将步骤g)中获得的加工条件指标绘制到步骤f)中获得的加工量度中,以指示饲料原料和/或饲料是过度加工还是适当加工还是加工不足。


2.根据权利要求1的方法,还包括以下步骤:
i)通过以下方法确定动物的饲料原料和/或饲料中氨基酸的标准化回肠消化率(SID)系数
i1)定量分析与步骤a)相同样品中所述氨基酸的量(AAintake);
i2)将所述样品给予动物物种并确定所述氨基酸的内源性损失(AAbasal,excret.)和回肠氨基酸流出(AAileal,outflow);及
i3)将步骤i1)和i2)中获得的参数值插入到通式(II)中




j)将在步骤i)中获得的标准化回肠消化率系数作为在权利要求1的步骤g)中获得的加工条件指标的函数绘图,和/或在校准方程中将所述标准化回肠消化率系数作为在权利要求1的步骤g)中获得的加工条件指标的函数进行表述。


3.评估对饲料原料和/或饲料的营养价值的加工影响的方法,包括以下步骤:
A)对与权利要求1的步骤a)相同的饲料原料和/或饲料的样品进行近红外(NIR)光谱测量;
B)将步骤A)中获得的NIR光谱...

【专利技术属性】
技术研发人员:M·维尔塔夫斯凯I·赖曼J·菲克勒M·拉德马赫海尔绍恩
申请(专利权)人:赢创德固赛有限公司
类型:发明
国别省市:德国;DE

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