复合型霉菌毒素吸附剂及其制备方法和应用

本发明涉及吸附材料领域，尤其涉及非金属矿物原料制备功能性吸附材料用于吸附饲料中不同极性毒素的，具体来讲，涉及复合型霉菌毒素吸附剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、菌毒素是由一些真菌产生的次级代谢产物，目前已发现近400种，种类多且毒性大。常见的霉菌毒素有：黄曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、呕吐毒素、赭曲霉毒素等，这些毒素常存在于粮食作物与混合饲料中，霉菌毒素具有破坏肠道屏障、免疫调节以及导致细胞死亡的毒性作用。

2、黏土矿物，如蒙脱石、凹凸棒石等是一类具有大比表面积、吸附性能强的非金属矿物。其亲水性较强，比表面积大，吸附性能好，广泛应用于吸附土壤中的重金属和水中的有毒有害物质等，还能作为良好的粘结剂、脱色脱油剂、饲料添加剂等。

3、目前在饲料行业中，针对黄曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、赭曲霉毒素和呕吐毒素等多种毒素共存体系，矿物对其脱除效果均较差。主要缺陷表现为单一吸附材料对复合体系中不同极性的多种毒素吸附效果不理想；尤其对弱极性霉菌毒素，如玉米赤霉烯酮和赭曲霉毒素的吸附率很差。当前，既能脱除饲料中弱极性的霉菌毒素的同时，保证对强极性毒素的高效吸附效果的吸附剂尚未报道。

4、因此，研究一种用于脱除饲料中弱极性的霉菌毒素的同时，保证对强极性毒素的高效吸附效果的复合型吸附剂具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本发明的目的之一在于实现对饲料中常见的几种霉菌毒素的高效脱除，本发明的目的之二在于利用湿法和干法改性后的黏土矿物配置成复合型霉菌毒素吸附剂，本发明的目的之三在于降低霉菌毒素吸附处理的生产和时间成本，本发明的目的之四在于降低霉菌毒素通过饲料途径对动物机体的损伤。

2、为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种复合型霉菌毒素吸附剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

3、经过破碎、磨粉、除杂和过筛，将膨润土原矿和凹凸棒土原矿分别制成蒙脱石矿粉和凹凸棒石矿粉；

4、将蒙脱石矿粉和凹凸棒石矿粉分别进行有机改性处理，制得有机改性蒙脱石矿粉和有机改性凹凸棒石矿粉；

5、将蒙脱石矿粉、凹凸棒石矿粉、有机改性蒙脱石矿粉和有机改性凹凸棒石矿粉按质量份数配比后搅拌均匀，制得复合型霉菌毒素吸附剂。

6、可选择地，所述膨润土原矿包括钠基、钙基膨润土中的一种或两种，所述膨润土原矿中蒙脱石的含量为50～85％，杂质矿物有石英、伊利石、方解石、长石。

7、可选择地，所述凹凸棒石原矿为沉积型凹凸棒石黏土，所述凹凸棒石原矿中凹凸棒石的含量为70～80％，杂质矿物主要为蒙脱石，含少量石英和白云石。

8、可选择地，所述除杂是在破碎和磨粉过程中通过筛分或重力分级将原矿中难破碎的部分杂质矿物分离除去，所述杂质矿物包括石英、长石及白云石。

9、可选择地，所述蒙脱石矿粉和所述凹凸棒石矿粉的粒度为-100～-325目，纯度分别为60～95％和75～90％。

10、可选择地，所述有机改性处理包括干法和湿法两种有机改性方法。

11、可选择地，所述湿法有机改性方法包括以下步骤：

12、将有机改性剂、冰乙酸与水按配比混合后进行搅拌处理，得到有机改性剂混合溶液；

13、称取所述蒙脱石矿粉或所述凹凸棒石矿粉置于有机改性剂混合溶液中，在40～70℃条件下，以100～200r/min转速搅拌20min～120min进行有机改性处理，分别获得有机改性蒙脱石矿浆或有机改性凹凸棒石矿浆；

14、将有机改性蒙脱石矿浆或有机改性凹凸棒石矿浆进行过滤、干燥和打粉处理，获得有机改性蒙脱石矿粉或有机改性凹凸棒石矿粉。

15、可选择地，所述有机改性剂包括壳聚糖、纤维素和甲壳素中的一种或多种。

16、可选择地，所述有机改性剂混合液的质量配比为：有机改性剂8～12份、冰乙酸2～6份、水150～240份。

17、可选择地，所述搅拌处理是将称量的有机改性剂、冰乙酸和饮用水加入搅拌罐中进行搅拌，形成黏性溶液。

18、可选择地，所述有机改性处理称取的蒙脱石矿粉或凹凸棒石矿粉的质量份数为90～110份，有机改性混合液162～256份。

19、可选择地，所述干法有机改性方法包括以下步骤：

20、称取所述蒙脱石矿粉或所述凹凸棒石矿粉在40～60℃条件下，300～500r/min转速搅拌3～5分钟，使物料温度达到100℃～115℃，持续搅拌3～5分钟，获得搅拌后的蒙脱石矿粉或凹凸棒石矿粉；

21、按配比称取有机改性剂和冰乙酸加入到搅拌后的蒙脱石矿粉或凹凸棒石矿粉中，在100～300r/min转速下搅拌2～3分钟，分别获得干法改性有机蒙脱石矿粉或干法有机改性凹凸棒石矿粉；

22、其中，所述蒙脱石矿粉或凹凸棒石矿粉称取的质量份数为90～110份，所述有机改性剂包括壳聚糖、纤维素和甲壳素中的一种或多种，所述有机改性剂8～12份、冰乙酸2～6份。

23、可选择地，所述蒙脱石矿粉、有机改性蒙脱石矿粉、凹凸棒石矿粉、有机改性凹凸棒石矿粉的质量份数比为(35～50)份：(20～10)份：(25～35)份：(20～5)份；

24、本发明另一方面提供了一种复合型霉菌毒素吸附剂，所述霉菌毒素吸附剂由上述的方法制备得到，所述吸附剂的粒度为-100～-325目，阳离子交换容量为10～140mmol/100g。

25、可选择地，所述霉菌毒素包括黄曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、呕吐毒素、赭曲霉毒素的一种或多种，所述霉菌毒素吸附剂对黄曲霉毒素、玉米赤霉烯酮和赭曲霉毒素的吸附率分别为：81.0～88.9％、72.6～83.3％和67.9～87.8％。

26、本发明再一方面提供了一种复合型霉菌毒素吸附剂在动物饲料中的应用，所述应用方法包括：将复合型霉菌毒素吸附剂与动物饲料按质量比(2～6)：100配比并混合均匀。

27、可选择地，所述复合型霉菌毒素吸附剂对动物饲料中霉菌毒素的吸附率为65.0～83.0％。

28、与现有技术相比，本发明的有益效果包括以下内容中的至少一项：

29、1)本发明制备的复合型霉菌毒素吸附剂，以蒙脱石、凹凸棒石等为原料，其内外比表面积大(蒙脱石理论值为800m2/g，凹凸棒石理论值为915m2/g)的特性，对霉菌毒素的吸附性强。

30、2)本发明利用蒙脱石、凹凸棒石制备的复合型霉菌毒素吸附剂，可用于饲料行业对霉菌毒素的有效吸附脱除，以及用于对牲畜胃肠道黏膜的保护和抗菌等。

31、3)本发明制备的复合型黏土矿物霉菌毒素吸附剂，对常见的霉菌毒素如黄曲霉毒素(吸附率88.9％)、玉米赤霉烯酮(吸附率82.6％)、赭曲霉毒素(吸附率78.8％)等都具有优异的广谱吸附效。

32、4)本发明生产所用的原/辅料绿色环保、性能优异且含有动物机体所需的有益物质，具有较好的经济效益和社会效益。

33、5)本发明的改性工艺更易工业化，将湿法和干法改性后的黏土矿物进行复配，对不同的霉菌毒素具有优异的吸附效果，且对弱极性玉米赤霉烯酮和赭曲霉毒素的吸附效果尤为显著。

34、6)本发明制备方法工艺简单、生产成本低、原料丰富、绿色环保，易于规模化生产。