蛋壳粉呕吐毒素吸附剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了具有脱毒、肠道保健功能的蛋壳粉呕吐毒素吸附剂的制备方法，本方法将废弃蛋壳洗净、粉碎、灼烧后加入矿化偶联剂进行矿化改性，纯化杂质后加入有机酸表面活性剂充分反应，产物经沉淀、洗涤、干燥、过筛后，得到兼具脱毒、肠道保健功能的新型呕吐毒素吸附剂，可应用于畜禽饲料添加，改善畜禽肠道健康。改善畜禽肠道健康。改善畜禽肠道健康。

【技术实现步骤摘要】
蛋壳粉呕吐毒素吸附剂的制备方法


[0001]本专利技术涉及蛋壳粉呕吐毒素吸附剂的制备方法，属于新型功能性饲料添加剂研发领域。

技术介绍

[0002]我国是禽蛋生产与消费大国，年均有400万吨以上的废弃蛋壳随之产生。废弃的蛋壳、蛋壳膜中含有钙、生物活性肽、角蛋白等丰富的营养价值成分，我国蛋壳的利用率仅为总产量的1％
‑
2％，造成了大量蛋壳资源的浪费。因此，通过研发废弃蛋壳的深加工方法，可提高废弃蛋壳的经济附加值，促进农产品资源的高效利用。
[0003]霉菌毒素对饲料及原料的污染是一个全球性问题，呕吐毒素(又名脱氧雪腐镰刀菌烯醇，deoxynivalenol，DON)是最具代表性的一类B型单端胞霉烯族毒素，容易在玉米、小麦等饲料原料生长与储存过程中产生；呕吐毒素化学性质十分稳定，针对已经存在的饲料原料呕吐毒素污染问题采取的应对措施主要包括：添加非营养性吸附剂、微生物降解、化学异构修饰、生物酶去活及原料稀释。各种生物降解及化学修饰方法在使用过程中存在着反应条件苛刻、效果不稳定、改变饲料本身营养成分等问题；常用吸附剂在人工模拟的猪消化道中对呕吐毒素的吸附率仅有15％
‑
19％。
[0004]饲料及原料中的呕吐毒素会造成动物肠道屏障受损，引起肠道内病原菌及内毒素进入血液循环，导致动物炎性反应，损伤动物自我免疫与生长性能。因此，研发兼具呕吐毒素吸附、肠道保健性能的新型饲料添加剂是减轻饲料呕吐毒素危害、实现畜禽健康养殖安全且有效途径。
[0005]吸附法是处理饲料及原料中呕吐毒素超标的有效方法之一，蛋壳具有较大的表面积及丰富的孔洞结构，理论上具备良好的呕吐毒素吸附潜力。中国专利CN106955677A(一种基于离子液体改性的蛋壳/活性碳吸附剂及其制备方法)公开了一种离子改性的蛋壳与活性炭的制备方法，实现了对废水中重金属离子的高效吸附。至今为止，尚未有利用蛋壳粉改性为呕吐毒素吸附剂的相关案例。
[0006]有机酸，尤其短链脂肪酸已经被证实可以有效改善动物肠道健康。具体机制主要包括：调节动物肠道菌群，促进肠道组织对营养物质的吸收与代谢，以及通过调控转录因子及表观遗传机制来调控基因表达。目前，大量的动物试验表明，一定水平的短链脂肪酸/有机酸添加可提高猪、家禽、牛的产量，改善肉品质和饲料报酬，提高动物免疫力和成活率。因此，通过有机酸对废弃蛋壳粉进行改性与活化，是进一步提高废弃蛋壳功能价值的关键环节。
[0007]蛋壳主要成分是碳酸钙，本身具备多孔隙结构和良好的液相吸附性，且经一定条件的高温煅烧后能够保留多孔性能，并转化成氧化钙
‑
碳酸钙多级孔洞结构。硅烷偶联剂可以在该多级孔洞结构基础上形成硅矿体结构，提高蛋壳粉的疏水性与吸附性能，基于有机酸改性的蛋壳粉能兼备霉菌毒素吸附、肠道保健等功效。因此，将废弃蛋壳改性并开发为饲料呕吐毒素吸附剂具有良好的可行性与市场应用前景。

技术实现思路

[0008]针对饲料及原料中霉菌毒素污染对畜禽养殖的危害问题，本专利技术提供了蛋壳粉呕吐毒素吸附剂的制备方法。该制备方法实现了废弃蛋壳的资源再利用，成功利用高温灼烧、矿化改性、有机酸活化等方法提高了蛋壳粉的呕吐毒素吸附性能，同时有效发挥了有机酸的抗菌、肠道保健特性。该专利技术所制备的产品普遍具备呕吐毒素吸附、肠道保健等性能，能够被安全应用于畜禽饲料添加，改善畜禽肠道健康。
[0009]本专利技术的制备原理是：将蛋壳洗净、粉碎、灼烧后加入矿化偶联剂进行矿化改性，纯化杂质后加入有机酸表面活性剂进行改性，预产物经沉淀、焙烧、洗涤、干燥、过筛后，得到兼具脱毒、肠道保健功能的新型呕吐毒素吸附剂。
[0010]本专利技术(蛋壳粉呕吐毒素吸附剂的制备方法)涉及的技术方案包括以下步骤：
[0011]步骤一：收集一定量的新鲜蛋壳，洗净后，利用研磨机粉碎成均质，过100
‑
600目筛，经200
‑
700℃高温灼烧，以去除蛋壳表面附着的有机质，随后按比例(体积质量比为5：1或更高)加入足量的矿化改性剂，充分反应4
‑
12h，1000rpm
‑
20000rpm高速离心，弃除上清，利用足量去离子水清洗3次，去除未结合的矿化改性剂，过100
‑
600目筛去除杂质，纯化的蛋壳粉经干燥，得到具备良好疏水性与更大比表面积(BET)的“灼烧
‑
矿化改性蛋壳粉”。
[0012]步骤二(蛋壳粉的有机酸改性)：称取一定量的步骤一制取的“灼烧
‑
矿化改性蛋壳粉”，按照一定比例加入有机酸改性剂，在30
‑
90℃下充分反应4
‑
12h，1000rpm
‑
20000rpm高速离心，弃除上清以得到预产物。
[0013]步骤三(洗涤、干燥与均质化)：将步骤二中制取的预产物加入去离子水进行洗涤，除去未与蛋壳粉偶合的有机酸改性剂，在30
‑
90℃干燥4
‑
8h，利用研磨机粉碎成均质，过100
‑
600目筛，即得兼具脱毒、肠道保健功能的新型呕吐毒素吸附剂。
[0014]其中，步骤一所述的蛋壳原材料为鸡蛋壳、鸭蛋壳、鹅蛋壳、鹌鹑蛋壳、雉鸡蛋壳、鹧鸪蛋壳、鸽子蛋壳其中一种或者复配；所述的矿化改性剂为硅烷偶联剂(γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ－二乙烯三胺丙基甲基二甲氧基硅烷、N
‑2‑
氨乙基
‑3‑
氨丙基三甲氧基硅烷、N
‑2‑
氨乙基
‑3‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ
‑
氨丙基甲基二乙氧基硅烷)与正硅酸乙酯的一种或者复配，添加矿化改性剂的体积(L)与蛋壳粉的质量(kg)的比例为5:1或者更高。
[0015]其中，其中步骤二中所述有机酸为乳酸、柠檬酸、苹果酸、苯甲酸、酒石酸、甲酸、乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸、戊酸、异戊酸、己酸、4
‑
苯基丁酸其中一种或者复配，添加酸化剂的摩尔数(以H
+
的摩尔当量为换算标准，mol)与“灼烧
‑
矿化改性蛋壳粉”的质量比(kg)的添加比例为5：1或者更高。
[0016]其中，所制备的蛋壳粉呕吐毒素吸附剂的化学式普遍特征为：Ca5Si8O
20
(OH)2X4·
4H2O，其中X为酸改性剂的有机阴离子。以权利要求1步骤一、步骤二分别使用硅烷偶联剂、乙酸作为矿化改性剂及有机酸改性剂为例，所得蛋壳粉呕吐毒素吸附剂的分子式为Ca5Si8O
20
(OH)2Ac4·
4H2O。
[0017]与现有呕吐毒素吸附剂相比，本专利技术具有以下优势：
[0018]1、制备所需原料主要采用废弃蛋壳，属于废弃农产品资源再利用，绿色环保、成本低廉。
[0019]2、该制备方法工艺简单，生产条件容易控制与优化，利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.蛋壳粉呕吐毒素吸附剂的制备方法，其特征在于包括以下四个步骤：步骤一(蛋壳粉的灼烧、矿化改性)：收集一定量的新鲜蛋壳，清水洗净后，利用研磨机粉碎成均质，过100
‑
600目筛，经200
‑
700℃高温灼烧，以去除蛋壳表面附着的有机质，随后按一定比例加入足量矿化改性剂，充分反应4
‑
12h，1000rpm
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20000rpm高速离心，弃除上清，利用足量去离子水清洗3次，去除未结合的矿化改性剂，过100
‑
600目筛去除杂质，纯化的蛋壳粉经干燥，得到具备良好疏水性与更大比表面积(BET)的“灼烧
‑
矿化改性蛋壳粉”。步骤二(蛋壳粉的有机酸改性)：称取一定量的步骤一制取的“灼烧
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矿化改性蛋壳粉”，按照一定比例加入有机酸改性剂，在30
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90℃下充分反应4
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12h，1000rpm
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20000rpm高速离心，弃除上清以得到预产物。步骤三(洗涤、干燥与均质化)：将步骤二中制取的预产物依次加入去离子水进行洗涤，除去未与蛋壳粉偶合的有机酸改性剂，在30
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90℃干燥4
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8h，利用研磨机粉碎成均质，过100
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600目筛，即得兼具脱毒、肠道保健功能的新型呕吐毒素吸附剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所选取的蛋壳原材料为鸡蛋壳、鸭蛋壳、鹅蛋壳、鹌鹑蛋壳、雉鸡蛋壳、鹧鸪...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋谦，赵崇祺，沈海波，宋冠中，张海涵，马晓康，谭碧娥，印遇龙，
申请(专利权)人：湖南农业大学，
类型：发明
国别省市：