用于动物和水产饲料的营养补充剂及其制备方法与流程

用于动物和水产饲料的营养补充剂及其制备方法
发明领域
1.本发明涉及用于动物饲料(animal feed)和水产饲料(aquaculture diet)的营养补充剂(nutritional supplement)。更具体地，本发明涉及包含ω3和ω7的用于动物饲料和水产饲料的营养补充剂。
2.发明背景
3.已知营养补充剂可以增加动物的总体健康和对疾病的恢复力。营养补充剂可以直接添加到动物的即用型饲料(ready-to-use diet)中，或者可以在即用型饲料之外作为添加剂提供。例如，在鱼类中，已知将ω-3添加到饲料中提高鱼类特别是鲑鱼的免疫恢复力。除了对细菌和病毒感染性疾病以及扁形动物的免疫恢复力之外，免疫系统对于对寄生虫侵袭诸如海虱(sea lice)的恢复力也是重要的。海虱是寄生桡足类动物，其给世界范围内的鲑鱼养殖业造成了巨大的经济损失。通常需要频繁的化疗性治疗来防治这种寄生虫，并且可选择的措施诸如育种以改进宿主抗性是合意的。由海虱寄生虫引起的机械变化(mechanical alteration)和化学变化可以直接地(即抗凝结、血管扩张、坏死等)和间接地(通过应激诱导的免疫抑制)对宿主鱼类的炎性和免疫应答具有深远的影响。
4.二十碳五烯酸(epa)和二十二碳六烯酸(dha)是ω-3脂肪酸(发现于油性鱼类(oily fish)和微藻类中)。这些脂肪酸及其代谢衍生物——氧化脂质(oxylipins)是生物活性分子，能够抑制炎症的多个方面，包括白细胞趋化性、粘附分子表达和白细胞-内皮粘附相互作用、炎性细胞因子的产生以及t细胞反应性。同时，epa和dha导致抗炎和炎症消退(inflammation resolving)和保护。ω-3脂肪酸的抗炎作用的潜在机制包括改变的细胞膜磷脂脂肪酸组成、脂筏(lipid raft)的破坏、对促炎转录因子(pro-inflammatory transcription factor)的激活的抑制(减少炎性基因的表达)和抗炎转录因子的激活。氧化脂质的生物学效应由与受体的相互作用或细胞内效应来介导。
5.虽然已知epa和dha是鲑鱼的饲料的有效的营养补充剂，能够有限地缓解海虱的不良作用，但epa和dha不提供针对海虱感染的完全屏蔽。因此，对可以以一致的、有效的并且可靠的方式减少虱感染的新的营养补充剂存在需求。
6.发明概述
7.本发明的一些方面可以涉及可以包括在鱼饲料中的营养补充剂。营养补充剂可以包含载体油；22wt.％-30wt.％的ω3；和8wt.％-20wt.％的ω7。在一些实施方案中，载体油可以是植物油。在一些实施方案中，ω3包括epa和dha脂肪酸。在一些实施方案中，ω3包括具有在1:10wt.％至10:1wt.％的范围内的比的epa和dha的混合物。
8.本发明的一些另外的方面可以涉及一种即用型饲料，其可以包含：0.7wt.％-7.5wt.％的ω3；2.0wt.％-7.7wt.％的ω7；和包含蛋白质、碳水化合物和油的混合物。在一些实施方案中，蛋白质可以是即用型鱼饲料的总重量的5wt.％-50wt.％。在一些实施方案中，碳水化合物是即用型饲料的总重量的5wt.％-50wt.％。在一些实施方案中，油是即用型鱼饲料的总重量的0.2wt.％-30wt.％。在一些实施方案中，ω3可以包括epa和dha脂肪酸。在一些实施方案中，载体油可以包括以下中的至少一种：鱼油和植物油。在一些实施方案
中，蛋白质可以源自以下中的至少一种：大豆蛋白浓缩物和动物副产品。
9.本发明的一些其他方面可以涉及一种制备营养补充剂的方法。该方法的实施方案包括：将包含ω3的油和包含ω7的油添加到混合器中；以及将包含ω3的油和包含ω7的油混合在一起。在一些实施方案中，包含ω3的油是以下中的至少一种：鱼油、裂壶藻油(schizochytrium oil)、gm菜籽油和鳀鱼油(anchovy oil)。在一些实施方案中，包含ω7的油是沙棘油(sea buckthorn oil)。在一些实施方案中，营养补充剂中ω3的最终量是0.22wt.％-30wt.％。在一些实施方案中，营养补充剂中ω7的最终量是8wt.％-20wt.％。
10.附图简述
11.被视为本发明的主题在说明书的结束部分被特别指出并且被清楚地要求保护。然而，本发明关于组织和操作方法，以及本发明的目的、特征和优点，在参照附图一起阅读时，通过参照以下详细描述可以被最好地理解，在附图中：
12.图1示出了根据本发明的一些实施方案的制备营养补充剂的方法的流程图；
13.图2是示出了用标准即用型饲料喂养的幼体鲑鱼的摄食率(feeding rate)与用根据本发明的一些实施方案的即用型饲料喂养的幼体鲑鱼的摄食率相比较的图。
14.将认识到，为了图示的简单和清楚，在图中示出的元件不一定按比例绘制。例如，为了清楚，一些元件的尺寸可以相对于其他元件被放大。此外，在认为适当的情况下，标记数字(reference numeral)可以在附图中重复以指示对应的元件或类似的元件。
15.本发明的实施方案的详细描述
16.在以下的详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，本领域技术人员将理解，本发明可以在没有这些具体细节的情况下实践。在其他情况下，没有详细地描述众所周知的方法、程序和部件，以免使本发明模糊。
17.本发明的一些方面可以涉及提供和/或制备营养补充剂，该营养补充剂可以增加动物、特别是鱼类对皮肤病和皮肤寄生虫的免疫恢复力。这样的营养补充剂可以包含相对高的量的ω3和ω7脂肪酸。根据本发明的一些实施方案的营养补充剂可以被包含在即用型饲料中。
18.ω3是在鱼饲料中已知的营养补充剂，尽管具有有限的免疫恢复作用。在一些实施方案中，发现将ω7添加到包含ω3的营养补充剂中增强了ω3的作用，并且另外增加了鱼皮的总体健康，因此可以增加鱼对海虱的恢复力，如本文下文讨论的。
19.根据本发明的一些实施方案的营养补充剂可以在载体油中包含22wt.％-30wt.％的ω3和8wt.％-20wt.％的ω7。该油可以是特定动物或动物群可食用的任何可食用油。例如，该油可以是植物油、鱼油及类似的油。
20.在一些实施方案中，ω3可以包括epa和dha脂肪酸的任何组合。在一些实施方案中，ω3可以包括范围从1∶10至10∶1的epa与dha的比的混合物。
21.在一些实施方案中，营养补充剂可以被包含在即用型饲料中。这样的即用型饲料可以包含0.7wt.％-7.5wt.％的ω3、2.0wt.％-4.0wt.％的ω7和包含蛋白质、碳水化合物和油的混合物。在一些实施方案中，ω3可以包括epa和dha脂肪酸的任何组合。
22.在一些实施方案中，蛋白质是即用型鱼饲料的总重量的5wt.％-50wt.％。在一些实施方案中，蛋白质可以源自以下中的至少一种：大豆蛋白浓缩物和动物副产品。
23.在一些实施方案中，碳水化合物是即用型鱼饲料的总重量的5wt.％-50wt.％。在
一些实施方案中，油是即用型鱼饲料的总重量的0.2wt.％-30wt.％。在一些实施方案中，油可以包括以下中的至少一种：鱼油和植物油。
24.在表1中给出了根据本发明的一些实施方案的鱼饲料的实例。
25.成分包含在饲料中的wt.％鱼粉35-5鱼油12-0动物副产品33-10玉米麸质7-1.4大豆蛋白浓缩物35-7小麦麸质粉4.7-0.9小麦原粒(raw wheat)23-10植物油27-6ω72-4ω3(epa+dha)0.7-7.5
26.表1：根据本发明的一些实施方案的鱼饲料
27.现在参照图1，图1是根据本发明的一些实施方案的制备营养补充剂的方法的流程图。在步骤110中，可以将包含ω3的油和包含ω7的油添加到混合器中。在一些实施方案中，混合器可以是被配置成将油混合的任何商业混合器，例如，混合器可以包括机械搅拌器、磁力搅拌器、超声波搅拌器及类似的混合器。表2包括一些包含ω3的油和包含ω7的油的来源的实例。
28.来源wt.％ω7wt.％epa和dha沙棘油300鱼油030裂壶藻油050gm菜籽油030鳀鱼油625微拟球藻油(nannochloropsis oil)1122(仅epa)
29.表2：包含ω3的油和包含ω7的油的来源
30.在一些实施方案中，包含ω3的油可以包括dha和epa两者。在一些实施方案中，该方法可以包括将dha添加到包含epa的油中，例如，50wt.％的源自裂壶藻油的dha可以被添加到微拟球藻油中。
31.在步骤120中，可以在混合器中混合包含ω3的油和包含ω7的油。在一些实施方案中，营养补充剂中ω3的最终量可以是22wt.％-30wt.％。在一些实施方案中，营养补充剂中ω7的最终量可以是8wt.％-20wt.％。
实施例
32.实施例1
33.在一些实施方案中，将100g的沙棘油与500g的鳀鱼油混合得到600g包含57g的ω-7和150g的ω3的油，这导致11wt.％的ω7和25wt.％的ω3。
34.实施例2
35.在一些实施方案中，将150g的沙棘油与300g的鱼油混合得到450g包含45g的ω-7和90g的ω3的油，这导致10wt.％的ω7和20wt.％的ω3。
36.实施例3
37.在一些实施方案中，将100g包含30g的ω-3的gm菜籽油与100g包含50g的ω-3的裂壶藻油和100g包含30g的ω-7的沙棘油混合，导致10wt.％的ω-7和26.6wt.％的ω-3。
38.实施例4
39.在一些实施方案中，将100g包含11g的ω-7和22g的epaω-3的微拟球藻油与30g包含9g的ω-3的裂壶藻油混合，导致8.5wt.％的ω-7和24wt.％的ω-3。
40.实验结果
41.实验1
42.研究了将ω3和ω7两者添加到鲑鱼的饲料中的作用。将根据本发明的一些实施方案的营养补充剂提供给鲑鱼，并且与包含ω3的第一饲料和不包含ω3或ω7的第二饲料进行比较。在本研究中，使用了四个500升的具有循环流动(circular flow-through)的罐，每个罐栖息有20条大西洋鲑鱼。温度是8.7℃，并且盐度是27.4ppt。四个罐中的每一个都提供有不同类型的饲料(feed)(例如，饲料(diet))。
43.用对照的基于植物的饲料(表示为[p])来喂养第一罐中的鲑鱼。用富含ω3的饲料(表示为[p+o3])来喂养第二罐中的鲑鱼。用富含ω7的饲料(表示为[p+o7])来喂养第三罐中的鲑鱼。用富含根据本发明的一些实施方案的包含ω3和ω7两者的营养补充剂的饲料(表示为[p+o3+o7])来喂养第四罐中的鲑鱼，ω3和ω7来自裂壶藻提取油和微拟球藻提取油的组合。
[0044]
所有的鱼首先用对照饲料[p]来喂养持续10天，并且然后向每个罐提供不同的饲料持续另外的12天。来自四个饲料组的鱼用鲑鱼疮痂鱼虱(l.salmonis)攻击(challenge)(每条鱼50个桡足幼体)。当大部分的虱达到成年期前的阶段(在感染后16-20天)时，进行虱的计数和取样。在四天的取样期期间，记录每条鱼上虱的数量目、阶段和性别。在表3中总结了在每个罐中的鲑鱼上检测到的虱的平均数目。
[0045][0046]
表3：在每个罐中的鲑鱼上检测到的虱的数目
[0047]
如从表3中可能明显的，使用根据本发明的一些实施方案的营养补充剂提供了针对海虱的最佳保护以及显著增强的(～80％)感染减少。如可以看出的，与ω3和ω7的联合作用相比，添加ω3对海虱感染提供了有限的保护。
[0048]
氧化脂质不仅作为生物“驱避剂(repellant)”起作用，而且活跃地参与皮肤、粘液和细胞水平上的广泛功能。其生物学作用通过与受体的相互作用或细胞内效应物(intracellular effector)来介导。在皮肤和粘膜中有活性的ω7增强了这些受体的效率和功能，从而增强免疫应答和氧化脂质的有效性。还注意到，桡足幼体对鱼的反应是快速地
游向它们，并且一旦附着就“做出它们的决定”是否留在宿主鱼上。在不同的实验组中，它们的决定不同。
[0049]
实验2
[0050]
在刚由淡水入海的幼体鲑鱼(juvenile salmon smolt)上测试源自藻类油(algae oil)的包含ω3和ω7两者的饲料的效果。当刚由淡水入海的鲑鱼达到约100g的平均重量时，它们被放入6个具有1米直径的罐中。200条刚由淡水入海的幼体鲑鱼栖息在每个罐。3个罐中的刚由淡水入海的幼体鲑鱼用根据本发明的一些实施方案的即用型饲料来喂养，并且另外3个罐中的刚由淡水入海的幼体鲑鱼用商业的刚由淡水入海的幼体鲑鱼饲料喂养。
[0051]
表4和表5总结了每种饲料的原材料以及营养含量和营养价值。
[0052][0053]
表4-饲料的原材料配方，百分比(％)
[0054][0055]
表5-营养组成，克每公斤饲料
[0056]
现在参照图2，图2示出了与用根据本发明的实施方案的饲料喂养的幼体鲑鱼相比，用对照商业饲料(黑色圆形)喂养的幼体鲑鱼的每日摄食率。与对照饲料相比，用富含藻类的饲料喂养的鲑鱼的初始每日摄食率较低。在以后的阶段，对于两种饲料，摄食率变得相似。这种差异可能与以下的事实有关：在实验前的早期阶段，幼体鲑鱼已经用普通的鲑鱼食物喂养。
[0057]
在将鲑鱼放入罐中之前，用5条小鱼和5条较大的鱼测试肉的脂肪酸分析。在喂养2
个月后和喂养3个月后，从每个罐进行另外的测量。在表6中总结了在喂养3个月后的过程结束时的结果。
[0058][0059]
sfa＝饱和脂肪酸；mufa＝单不饱和脂肪酸；pufa＝多不饱和脂肪酸；tfa＝反式脂肪酸；epa＝二十碳五烯酸；dpa＝二十二碳五烯酸；dha＝二十二碳六烯酸；pa＝棕榈油酸ω7(c16:1n-7)
[0060]
表6在用根据本发明的实施方案的饲料和对照饲料喂养的鱼的鱼肉中测量的总脂肪酸中脂肪酸的百分比。
[0061]
如可以从表中清楚地示出的，在用根据本发明的实施方案的饲料喂养的鲑鱼中检测到脂肪酸的量的较大增加。更具体地，ω3和ω7的量呈现较大增加。
[0062]
虽然本发明的某些特征已经在本文中被说明和描述，但是本领域普通技术人员现在将想到许多修改、替换、变化和等效物。因此，应当理解，所附权利要求旨在涵盖落入本发明的真实精神内的所有此类修改形式和变化形式。此外，不同实施方案的特征或要素可以与其他实施方案一起使用或与其他实施方案组合。