离子聚合物在用于制备动物饲料添加剂的生物质加工中的用途的制作方法

1.本发明涉及一种动物饲料添加剂，其包括寡糖、蛋白质、脂质、酚类化合物和矿物质，其中所述寡糖包括葡聚糖、木聚糖、阿拉伯聚糖和甘露聚糖，并且其中所述寡糖的聚合度(dp)为dp1至dp30，并且本发明涉及一种由生物质制备所述动物饲料添加剂的方法。


背景技术：

2.通过将抗素生添加到动物饲料中来使用抗生素作为生长和健康促进剂是众所周知的。然而，出于对使用此类化合物的担忧，特别是对使用此类化合物的残留物及它们对耐抗生素细菌发展的影响的担忧，仍然需要提供替代性策略和替代性动物饲料添加剂。


技术实现要素：

3.本发明的一个方面提供了一种动物饲料添加剂，其包括寡糖、蛋白质、脂质、酚类化合物和矿物质，其中所述寡糖选自包括葡聚糖、木聚糖、阿拉伯聚糖和/或甘露聚糖的组，并且其中所述寡糖的聚合度(dp)为dp1至dp30。
4.本发明的另一方面提供了一种动物饲料组合物，其包括动物食品和/或基本动物饮食配方和有效量的本发明的动物饲料添加剂。
5.本发明的另一方面提供了一种喂养动物的方法，其包括用本发明的动物饲料组合物或本发明的动物饲料添加剂来喂养单胃动物。
6.本发明的另一方面提供了一种提高动物的增重的方法，其包括用本发明的动物饲料组合物或本发明的动物饲料添加剂来喂养所述动物。
7.本发明的另一方面提供了一种生产本发明的动物饲料添加剂的方法，所述方法包括以下步骤：
8.a)提供生物质；
9.b)任选地，测定生物质中的脂质、蛋白质和/或碳水化合物的含量；
10.c)任选地，对生物质进行预处理；
11.d)任选地，从生物质中去除脂质和/或蛋白质；
12.e)使生物质与催化剂接触以形成反应混合物，其中催化剂是离子聚合物或离子聚合物的组合、离子聚合物网络、固体负载型离子聚合物和/或掺有离子聚合物的聚合物膜；
13.f)降解反应混合物中的生物质以产生液相和固相，其中液相包含动物饲料添加剂，固相包含残留的生物质；
14.g)将液相的至少一部分与固相分离；以及
15.h)从分离的液相中回收动物饲料添加剂。
16.其中所述离子聚合物(ip)由式i的单体组成：
[0017][0018]
或由式i的第一单体和至少一个第二单体组成：
[0019][0020]
所述第二单体选自由以下组成的组：
[0021][0022][0023]
其中
[0024]
n和m独立地选自1、2、3、4、5、6；
[0025]
z和w独立地选自0、1、2、3；
[0026]
z1、z2和z3是各自独立地选自包括以下的组的阳离子：
[0027][0028][0029]
r1、r2、r3、r4、r5、r6和r7各自独立地选自包括以下的组：键、h、c
1-c6烷基、c
1-c6烯丙基、ch
3-(ch2)p-o-(ch2)q-ch3、c
1-c6烷氧基、c
1-c6烷氧基烷基、苄基、-so3h、-(ch2)q-so3h，
条件是r1、r2、r3、r4、r5、r6和r7中的两个各自是键；
[0030]
p和q独立地选自0、1、2、3、4、5、6；
[0031]
l是任选的连接基，并且l如果存在，则其每次出现都独立地选自h、取代或未取代的c
1-c
20
亚烷基、亚烯基、亚炔基以及取代或未取代的c
5-c
10
芳基，其中，取代基选自包括以下的组：h、-so3h、-cooh、-[p(＝o)(oh)2]、-[p(＝o)(oh)]、-o-so3h、-o-cooh、-o-[p(＝o)(oh)2]、-o-[p(＝o)(oh)]；
[0032]
a是任选的酸性基团，并且a如果存在，则其每次出现都独立地选自包括以下的组：h、-so3h、-cooh、-[p(＝o)(oh)2]、-[p(＝o)(oh)]、-o-so3h、-o-cooh、-o-[p(＝o)(oh)2]、-o-[p(＝o)(oh)]、-ch
2-cooh，条件是当z和w为0时，a存在于式iv中；
[0033]
x-选自包括以下的组：f-、cl-、br-、i-、clo
4-、bf
4-、pf
6-、asf
6-、sbf
6-、no
2-、no
3-、hso
4-、so
42-、po
43-、hpo
42-、cf3co
2-、cf3co
3-、co
32-、cf3so
3-、c
1-c6羧酸根、cn-、scn-、ocn-、cno-、n
3-、甲苯磺酸根、甲磺酸根、三氟甲烷磺酸根、三氟乙烷磺酸根、二-三氟甲烷磺酰氨基、多库酯根(docusate)、二甲苯磺酸根；
[0034]
ra是c
1-c
24
烷基；
[0035]
rb和rc各自独立地选自包括h和ch3的组或不存在；
[0036]
rd是c
1-c
24
亚烷基或c
1-c
24
烷基，任选地被c
1-c
24
烷基取代；
[0037]
re和rf各自独立地是c
1-c
24
烷基；
[0038]
y是n或o，条件是当y为o时，rc不存在；
[0039]
r选自包括c
1-c
24
烷基和c
5-c
10
芳基的组或不存在；
[0040]
其中所述离子聚合物网络包含交联的一种或多种离子聚合物(ip)；
[0041]
其中固体载体具有至少一个表面，所述表面包含所述一种或多种离子聚合物(ip)或所述离子聚合物网络；
[0042]
其中所述聚合物膜包含所述一种或多种离子聚合物(ip)或所述离子聚合物网络。
[0043]
本发明的另一方面提供了一种离子聚合物(ip)，其由式i的第一单体和至少一个第二单体组成：
[0044][0045]
所述第二单体选自由以下组成的组：
[0046][0047]
条件是至少式v的第二单体或至少式vi的第二单体存在于所述离子聚合物(ip)中，
[0048]
其中
[0049]
n和m独立地选自1、2、3、4、5、6；
[0050]
z和w独立地选自0、1、2、3；
[0051]
z1、z2和z3是各自独立地选自包括以下的组的阳离子：
[0052][0053][0054]
r1、r2、r3、r4、r5、r6和r7各自独立地选自包括以下的组：键、h、c
1-c6烷基、c
1-c6烯丙基、ch
3-(ch2)p-o-(ch2)q-ch3、c
1-c6烷氧基、c
1-c6烷氧基烷基、苄基、-so3h、-(ch2)q-so3h，
条件是r1、r2、r3、r4、r5、r6和r7中的两个各自是键；
[0055]
p和q独立地选自0、1、2、3、4、5、6；
[0056]
l是任选的连接基，并且l如果存在，则其每次出现都独立地选自h，取代或未取代的c
1-c
20
亚烷基、c
1-c
20
亚烯基、c
1-c
20
亚炔基以及取代或未取代的c
5-c
10
芳基，其中，取代基选自包括以下的组：h、-so3h、-cooh、-[p(＝o)(oh)2]、-[p(＝o)(oh)]、-o-so3h、-o-cooh、-o-[p(＝o)(oh)2]、-o-[p(＝o)(oh)]；
[0057]
a是任选的酸性基团，并且a如果存在，则其每次出现都独立地选自包括以下的组：h、-so3h、-cooh、-[p(＝o)(oh)2]、-[p(＝o)(oh)]、-o-so3h、-o-cooh、-o-[p(＝o)(oh)2]、-o-[p(＝o)(oh)]、-ch
2-cooh，条件是当z和w为0时，a存在于式iv中；
[0058]
x-选自包括以下的组：f-、cl-、br-、i-、clo
4-、bf
4-、pf
6-、asf
6-、sbf
6-、no
2-、no
3-、hso
4-、so
42-、po
43-、hpo
42-、cf3co
2-、cf3co
3-、co
32-、cf3so
3-、c
1-c6羧酸根、cn-、scn-、ocn-、cno-、n
3-、甲苯磺酸根、甲磺酸根、三氟甲烷磺酸根、三氟乙烷磺酸根、二-三氟甲烷磺酰氨基、多库酯根、二甲苯磺酸根；
[0059]
ra是c
1-c
24
烷基；
[0060]
rb和rc各自独立地选自包括h和ch3的组或不存在；
[0061]
rd是c
1-c
24
亚烷基或c
1-c
24
烷基，任选地被c
1-c
24
烷基取代；
[0062]
re和rf各自独立地是c
1-c
24
烷基；
[0063]
y是n或o，条件是当y为o时，rc不存在；
[0064]
r选自包括c
1-c
24
烷基和c
5-c
10
芳基的组或不存在。
附图说明
[0065]
图1示出了在不同处理下的动物性能。
[0066]
图2示出了对死亡率和健康禽类状况的评估。
[0067]
图3示出了第1天至第21天的fcr。
[0068]
图4示出了第1天至第42天的总重量校正的fcr。
具体实施方式
[0069]
本文所提及的所有出版物、专利申请、专利和其他参考文献都通过引用整体并入。本文所讨论的出版物和申请仅是为了说明其在本技术提交日期之前公开而提供。本文中的任何内容均不应解释为承认本发明由于在先发明而无权提前公布。此外，材料、方法和实例仅为说明性的，并不旨在限制。
[0070]
在发生矛盾的情况下，以包括定义的本说明书为准。除非另有定义，本文所使用的全部技术和科学术语都具有与本文的主题所属领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。如本文所使用的，提供以下定义以促进对本发明的理解。
[0071]
术语“包含”通常在包括的意义上使用，也就是说，允许存在一个或多个特征或组分。正如在说明书和权利要求书中所使用的，术语“包含”可以包括“由
……
组成”和/或“基本由
……
组成”有关方面描述的类似实施方案。
[0072]
如说明书和权利要求书中所使用的，单数形式的不定冠词(“a”、“an”和“the”)包括复数的所指物，除非上下文另有明确规定。
[0073]
如说明书和权利要求书中所使用的，本文中在诸如“a和/或b”的短语中使用的术语“和/或”旨在包括“a和b”、“a或b”、“a”、和“b”。
[0074]“烯丙基”基团是具有结构式h2c＝ch-ch2r的取代基，其中r是分子的其余部分。
[0075]
术语“单体”是指能够进行聚合或共聚从而为大分子(聚合物)的基本结构贡献结构单元的分子。
[0076]
如本文所用，“交联”是指两个或多个单体、寡聚物或更长的聚合物链通过交联剂例如元素、分子基团、化合物或另一种寡聚物或聚合物的桥而连接。交联可形成聚合物网络(其可以是二维或三维的)，其中聚合物亚基与多种交联剂相互连接并且没有自由端。交联可以在暴露于刺激(例如热或光)时发生。结果，一些交联过程在升高的温度下发生，而一些交联过程也可以在室温或较低的温度下发生。随着交联密度的增加，材料的性能可以从热塑性转变为热固性。
[0077]
如本文所用，术语“动物”是指通常饲养在农场、动物运营(operation)、动物园中的动物，并且包括牛、家禽、猪、绵羊、水生物种和马物种。优选地，“动物”是家禽，例如鸡、火鸡、鸭、鹌鹑、鹅。
[0078]
如本文所用，术语“饲料”泛指任何种类的液体或固体材料，其用于养育动物，并用于维持动物(包括新生动物和幼小发育动物)的正常或加速生长。
[0079]“饲料添加剂”组合物是指适合于通过掺入动物食物和/或水中而掺入动物饮食中的组合物。
[0080]
如本文所用，“酚类化合物”是一组小分子，其特征在于它们的结构具有至少一个酚单元。
[0081]
如本文所用，“动物性能”可以通过动物的饲料效率和/或增重和/或通过饲料转化率和/或饲料中营养物的消化率(例如氨基酸消化率)和/或饲料中的可消化能量或可代谢能量和/或通过氮保留来确定。优选地，“动物性能”是由动物的饲料效率和/或增重和/或通过饲料转化率来确定的。
[0082]“改进的动物性能”是指与不包含所述动物饲料添加剂的饲料相比，在饲料中使用本发明的动物饲料添加剂所导致的提高的饲料效率、和/或提高的增重和/或降低的饲料转化率和/或改进的饲料中营养物或能量的消化率和/或改进的氮保留。优选地，“改进的动物性能”是指提高的饲料效率和/或提高的增重和/或降低的饲料转化率。
[0083]
如本文所用，术语“饲料效率”是指当动物在一段时间内被随意喂养或喂养指定量的食物时发生的动物的增重量。
[0084]“提高的饲料效率”是指与在没有所述动物饲料添加剂存在的情况下喂养的动物相比，在饲料中使用根据本发明的动物饲料添加剂所导致的提高的每单位饲料摄入的增重。
[0085]
如本文所用，术语“饲料转化率”(fcr)是为增加具体量的动物体重而喂养给动物的饲料的量。改进的饲料转化率意味着较低的饲料转化率。“较低的饲料转化率”或“改进的饲料转化率”是指与当饲料不包含所述动物饲料添加剂时提高具体量的动物体重所需的饲料量相比，在饲料中使用动物饲料添加剂导致需要喂养给动物以提高相同量的动物体重的较低的饲料量。
[0086]
如本文所用，“消化率”或“营养物消化率”是指从胃肠道或胃肠道的具体部分例如
小肠消失的营养物的部分。营养物消化率可以测量为施用于受试者的营养物与受试者粪便中出来的营养物之间的差异，或施用于受试者的营养物与胃肠道的具体部分例如回肠的食糜中残留的营养物之间的差异。如本文所用，营养物消化率可以通过营养物摄入量和通过在一段时间总收集排泄物的方式排泄的营养物之间的差异来测量；或使用不被动物吸收的惰性标记物，并允许研究人员计算在整个胃肠道或胃肠道的部分中消失的营养物的量来测量。这种惰性标记物可以是二氧化钛、氧化铬或酸不溶性灰。消化率可以表示为饲料中营养物的百分比，或饲料中每质量单位营养物的可消化营养物的质量单位。如本文所用，营养物消化率包括淀粉消化率、脂肪消化率、蛋白质消化率和氨基酸消化率。
[0087]
如本文所用，“能量消化率”(或可消化能量)是指消耗的饲料的总能量减去粪便的总能量或消耗的饲料的总能量减去动物的胃肠道的具体部分例如回肠中的残留食糜的总能量。如本文所用，“可代谢能量”是指表观可代谢能量，是指消耗的饲料的总能量减去粪便、尿液和消化的气体产物中所含的总能量。使用与测定营养物消化率相同的方法，能量消化率和代谢能量可以测量为总能量摄入量与在粪便中排泄的总能量或存在于胃肠道的具体部分中的食糜的总能量之间的差异，并用适当的氮排泄量校正以计算饲料的代谢能量。
[0088]“提高的增重”是指与用不存在所述动物饲料添加剂的饲料喂养的动物相比，用包含动物饲料添加剂的饲料喂养的增重的动物。
[0089]
损伤评分是用于确定传染性物种的致病性的标准。“0”表示正常，“1”表示小肠有少量粘液，“2”表示小肠黏膜坏死，“3”表示小肠黏膜和内容物脱落和出血。
[0090]
本发明的一个方面提供了一种适用于喂养单胃动物，特别是家禽的动物饲料添加剂。本发明的动物饲料添加剂包括寡糖、蛋白质和/或蛋白质水解物、脂质、酚类化合物和矿物质，其中所述寡糖选自包括葡聚糖、木聚糖、阿拉伯聚糖和/或甘露聚糖的组，并且其中所述寡糖的聚合度(dp)为dp1至dp30。
[0091]
在一个实施方案中，本发明的动物饲料添加剂由寡糖、蛋白质、脂质、酚类化合物、矿物质和水分组成，其中所述寡糖选自包括葡聚糖、木聚糖、阿拉伯聚糖和/或甘露聚糖的组，并且其中所述寡糖的聚合度(dp)为dp1至dp30。
[0092]
根据本发明的一个实施方案，所述动物饲料添加剂包括(按重量％计)：
[0093]-总寡糖：25％至100％，优选为25％至95％或25％至75％
[0094]-蛋白质和/或蛋白质水解物：0％至55％，优选为5％至55％或10％至55％
[0095]-脂质：0％至5％，优选为0.5％至2％
[0096]-酚类化合物：0％至55％，优选为2.5％至55％
[0097]-矿物质：《10％，优选为0％至4％，优选为2.5％至4％
[0098]-水分：《10％，优选为《5％或0％至5％
[0099]
其中所述寡糖选自包括以下的组：
[0100]-葡聚糖：按总寡糖的重量计，0％至40％，优选为3％至40％
[0101]-木聚糖：按总寡糖的重量计，0％至50％，优选为10％至50％
[0102]-阿拉伯聚糖：按总寡糖的重量计，0％至50％，优选为0％至40％，优选为3％至40％
[0103]-甘露聚糖：按总寡糖的重量计，0％至30％，优选为2％至30％
[0104]
并且其中所述寡糖的聚合度(dp)的分布为：
[0105]-dp1：0％至30％，优选为1％至30％
[0106]-dp2至dp30：》70％，优选为70％至75％或70％至100％。
[0107]
根据本发明的另一实施方案，所述动物饲料添加剂由以下组成(按重量％计)：
[0108]-总寡糖：25％至100％，优选为25％至95％或25％至75％
[0109]-蛋白质和/或蛋白质水解物：0％至55％，优选为5％至55％或10％至55％
[0110]-脂质：0％至5％，优选为0.5％至2％
[0111]-酚类化合物：0％至55％，优选为2.5％至55％
[0112]-矿物质：《10％，优选为0％至4％，优选为2.5％至4％
[0113]-水分：《10％，优选为《5％或0％至5％
[0114]
其中所述寡糖选自包括以下的组：
[0115]-葡聚糖：按总寡糖的重量计，0％至40％，优选为3％至40％
[0116]-木聚糖：按总寡糖的重量计，0％至50％，优选为10％至50％
[0117]-阿拉伯聚糖：按总寡糖的重量计，0％至50％，优选为0％至40％，优选为3％至40％
[0118]-甘露聚糖：按总寡糖的重量计，0％至30％，优选为2％至30％
[0119]
并且其中所述寡糖的聚合度(dp)的分布为：
[0120]-dp1：0％至30％，优选为1％至30％
[0121]-dp2至dp30：》70％，优选为70％至75％或70％至100％。
[0122]
葡聚糖、木聚糖、阿拉伯聚糖和甘露聚糖是存在于本发明的动物饲料添加剂中的主要寡糖。其他寡糖也可以存在于本发明的动物饲料添加剂中。
[0123]
一个具体实施方案提供了本发明的动物饲料添加剂，其中所述寡糖包含β-(1,4)-连接的木糖单元、被α-(1,3)阿拉伯糖取代的β-(1,4)-连接的木糖单元、形成(1,3)-(1,4)-β-d-葡聚糖分子的连接的葡萄糖单元。
[0124]
另一具体实施方案提供了本发明的动物饲料添加剂，其中所述寡糖包括在其结构上呈直链和支链的阿拉伯木寡糖，优选地，其具有至少一个位于寡糖主链的还原端处的阿拉伯糖或木糖。
[0125]
寡糖中的阿拉伯糖和木糖单元之间的比率根据反应条件和所应用的离子聚合物而变化。因此，在一个实施方案中，在本发明的动物饲料添加剂中，支链寡糖包含阿拉伯糖和木糖单元，优选地，阿拉伯糖/木糖比率为0.4至1.2，优选地，比率为0.4至1.0，优选地，比率为0.45至1.0，优选地，比率为0.5至0.9。在本发明的动物饲料添加剂的一个实施方案中，支链寡糖或直链寡糖包含木糖单元并且实际上不含阿拉伯糖基。
[0126]
在一个实施方案中，本发明的动物饲料添加剂中的寡糖和/或蛋白质的平均分子量小于10kda，优选小于7.5kda，优选小于5kda，优选小于4kda，优选小于2kda。
[0127]
在本发明的动物饲料添加剂的一个实施方案中，所述寡糖包含连接在一起的至少两个(β1-4)连接的葡萄糖单元。
[0128]
在本发明的动物饲料添加剂的一个实施方案中，所述寡糖包含连接在一起的至少两个(β1-4)连接的木糖单元。
[0129]
在本发明的动物饲料添加剂的一个实施方案中，所述寡糖包含至少一个由连接至主链的(1-3)连接的阿拉伯糖单元或(1-4)连接的木糖单元组成的支链。
[0130]
在本发明的动物饲料添加剂的一个实施方案中，所述寡糖包括二糖并且所述二糖通过两个木糖单元或一个阿拉伯糖和木糖单元之间的(1-3)键进行连接。
[0131]
在本发明的动物饲料添加剂的一个实施方案中，所述寡糖包括至少一个三糖，其中木糖在两个葡萄糖单元之间通过(1-4)键进行连接(glc(α1-4)xyl(α1-4)glc)或在一个阿拉伯糖和木糖单元之间通过(1-4)键进行连接(ara(α1-6)[xyl(β1-4)]glc)。
[0132]
在本发明的动物饲料添加剂的一个实施方案中，所述寡糖包括至少一个与葡萄糖醛酸连接的二糖(ara(aα1-3)xyl(β1-2)]glca或glca(α1-2)xyl(β1-4)xyl)。
[0133]
在本发明的动物饲料添加剂的一个实施方案中，所述寡糖包含至少一个木糖单元或木糖和阿拉伯糖，其与半乳糖或鼠李糖以及葡萄糖醛酸连接(xyl(β1-3)[gal(β1-2)]glca和xyl(β1-4)xyl(β1-3)rha(α1-2)gala或xyl(β1-2)ara(α1-3)[gal(β1-2)]glca)。
[0134]
在本发明的动物饲料添加剂的一个实施方案中，所述寡糖包括至少一个可以被o-乙酰基-和4-o-甲基葡糖醛酸基团取代的木糖或阿拉伯糖单元。
[0135]
在本发明的动物饲料添加剂的一个实施方案中，所述寡糖包含连接在一起的至少两个(α1-2)连接的甘露糖单元。
[0136]
在本发明的动物饲料添加剂的一个实施方案中，所述寡糖包含至少一个甘露糖单元，其与连接在一起的至少两个(α1-2)连接的甘露糖单元以(α1-3)连接(man(α1-3)man(α1-2)man)。
[0137]
在本发明的动物饲料添加剂的一个实施方案中，所述寡糖包含(α1-2)连接的甘露糖单元和(β1-3)和/或(β1-6)葡萄糖单元的混合物(glc(β1-6)[man(α1-2)[man(α1-2)glc(β1-6)]man)。
[0138]
在本发明的动物饲料添加剂的一个实施方案中，所述寡糖包含(β1-3)和(β1-6)葡萄糖单元的混合物glc(β1-3)glc(β1-3)glc(β1-6)glc(β1-3)glc(β1-3)glc(β1-3)glc(β1-3)glc。
[0139]
在本发明的动物饲料添加剂的一个实施方案中，所述寡糖包含作为取代基的n-乙酰葡糖胺。
[0140]
在本发明的动物饲料添加剂的一个实施方案中，所述寡糖包含作为取代基的蛋白质残基或肽(例如与glypro连接的(β1-4)连接的两个葡萄糖单元)。
[0141]
在本发明的动物饲料添加剂的一些实施方案中，所述蛋白质是水溶性蛋白质。在本发明的动物饲料添加剂的其他实施方案中，所述蛋白质水解物包括诸如寡肽和多肽的肽以及游离氨基酸。在一些实施方案中，存在于所述蛋白质水解物中的肽是糖肽和/或与碳水化合物连接的肽。在一些实施方案中，所述蛋白质水解物中的寡肽和/或多肽的分子量小于10,000da，优选为500da至8000da。所述肽通常含有2至20个或更多个的氨基酸。所述肽可以是生物活性的。本发明的动物饲料添加剂的蛋白质水解物是水溶性的，具有改进的溶解性能和2.5％以上的水解度。
[0142]
在一些实施方案中，本发明的动物饲料添加剂的蛋白质水解物包含肽和游离氨基酸，其中所述蛋白质水解物是水溶性的，具有改进的溶解性能和2.5％以上的水解度，并且其中所述肽是寡肽和多肽，任选地连接至碳水化合物，分子量小于10,000da。
[0143]
在本发明的动物饲料添加剂的一些实施方案中，脂质选自包括脂肪酸、游离脂肪酸、甘油脂(例如甘油三酯)、甘油磷脂、鞘脂、甾醇、异戊烯醇、糖脂、聚酮的组。
[0144]
在本发明的动物饲料添加剂的一些实施方案中，酚类化合物选自包括酚酸、类黄酮、丹宁、香豆素、木酚素、醌、芪(stilben)和姜黄素的组。
[0145]
在本发明的动物饲料添加剂的一些实施方案中，矿物质是选自包括al、ca、fe、k、mg、mn、na、p、zn、cu、si和/或其盐(slat)的组的无机化合物。
[0146]
本发明的动物饲料添加剂能够改变涉及动物性能的家畜(单胃动物、反刍动物、鱼类)的生理或调节功能。因此，本发明的动物饲料添加剂特别适用于喂养动物，特别是出生后直接喂养的家禽，例如肉鸡。
[0147]
可以使用本领域已知的方法，例如us 5,314,692中公开的方法，将本发明的动物饲料添加剂制成饲料的预混物。
[0148]
本发明的动物饲料添加剂可用作抗生素的替代饲料添加剂并补充到动物饮食中，特别是出生后直接喂养的家禽例如肉鸡，因为它们对肠道发育、抗应激、改进的动物性能和整体动物健康具有积极影响。事实上，与对照饮食相比，富含阿拉伯木寡糖(axos)的饮食可以表现出益生元特性并改进肉鸡的性能。axos可以通过促进健康的细菌发酵，增强短链脂肪酸(scfa)和抗菌物质的产生，对健康产生有益影响。更具体地，可以观察到丁酸scfa产量的增加和沙门氏菌的减少。肠道微生物群的变化也会影响鸡的生长性能，并提高饲料转化率(fcr)、进食量和体重。包含木寡糖(xos)的饮食也显示出益生元作用。需要非常低的掺入以实现对动物健康和性能以及蛋壳质量的改善。促进健康的细菌诸如乳酸杆菌(lactobacillus)和罗氏菌属(roseburia)在xos喂养鸡的盲肠微生物群中的比例较高，导致乙酸和丁酸scfa产量增加。在水产养殖中，补充有axos或xos的饮食对鱼类(主要是西伯利亚鲟和非洲鲶鱼)的肠道微生物结构及其生长性能也显示出积极的效果。事实上，可以显著提高总scfa产量、吞噬细胞(phagocity)活性、增重、比生长率和fcr。
[0149]
除了寡糖之外，存在于本发明的动物饲料添加剂中的蛋白质水解物有效地优化了农场动物的营养以及它们的健康(特别是肠道健康)和福祉。生物活性肽被定义为蛋白质中氨基酸序列的片段，其赋予的生物功能超过其营养价值。它们具有抗菌、抗氧化、抗高血压和免疫调节活性。这些生物活性肽的长度通常为2至20个氨基酸残基，但有些可能由》20个的氨基酸残基组成。此外，蛋白质水解物可能会影响感官特性，即外观、质地、颜色和风味。
[0150]
在一个实施方案中，本发明的动物饲料添加剂可用于以干物质为基础，以总饮食的所需百分比来补充动物饮食。本文所述的动物饲料添加剂也可用作提供所需量的寡糖、脂质、酚类化合物和氨基酸的动物饲料或饲料补充剂。本发明的动物饲料添加剂可以以总饲料的高百分比来使用，以使单胃动物的饲料的营养组分最大化。掺入到单胃动物饮食中的本发明的动物饲料添加剂的相对量可以取决于例如正在喂养的动物的物种、性别或农业用途。此外，掺入到具体饮食中酒糟的相对量可以取决于饮食的营养目标。
[0151]
根据一个实施方案，本发明的动物饲料添加剂可以与其他组分如酶组合使用。因此，本发明还提供了动物饲料添加剂，其进一步包括选自木聚糖酶、纤维素酶、植酸酶或其组合的组的酶。
[0152]
本发明的动物饲料添加剂适合口服施用。本发明的动物饲料添加剂可以与饲料和/或与饮用水混合。
[0153]
本发明的另一方面提供了一种动物饲料组合物，其包括动物食品和/或基本动物饮食制剂和有效量的本发明的动物饲料添加剂。在一个优选实施方案中，动物饲料组合物
适用于家禽。通常，动物食品和基本动物饮食是适合喂养动物，优选单胃动物，更优选家禽的任何食品和饮食。此类食品和饮食在本领域中是众所周知的并且通常包含碳水化合物来源(例如谷物)、蛋白质和氨基酸、脂肪、矿物质和维生素的混合物。
[0154]
本发明的一个方面提供了一种喂养动物的方法，其包括用包括本发明的动物饲料添加剂的动物饲料组合物来喂养单胃动物。
[0155]
本发明的动物饲料组合物可用于喂养单胃动物，例如家禽(例如肉鸡、蛋鸡、肉种鸡、火鸡、鸭、鹅、水禽)、猪、宠物(例如狗、猫)、反刍动物或鱼。优选地，本发明的动物饲料组合物是用于单胃动物例如家禽(例如肉鸡、蛋鸡、肉种鸡、火鸡、鸭、鹅、水禽)的饲料。
[0156]
本发明的动物饲料添加剂的推荐添加量或动物饲料饮食中的剂量取决于几个因素，并且可能会根据以下因素而变化：动物种类(例如肉鸡(用于养肥的鸡)或仔猪)；动物生命周期和喂养方式(例如，所使用的不同饲料及其使用期限；蠕变(断奶前(pre-starter))饲料的使用和开始使用；断奶时仔猪的年龄等)。通常，将本发明的动物饲料添加剂以0.001％至15.00％或0.001％至5.00％(重量/重量完整饲料)的剂量率添加，以提供改进的动物性能。
[0157]
本发明的动物饲料添加剂或本发明的动物饲料组合物可以以固体或液体制剂或其替代物的形式使用。固体制剂的实例包括散剂、糊剂、大丸剂、胶囊剂、丸剂、片剂、粉剂和颗粒剂，它们可以是可润湿的、喷雾干燥的或冷冻干燥的。液体制剂的实例包括但不限于水溶液、有机或水-有机溶液、悬浮液和乳液。在一些应用中，本发明的动物饲料添加剂可以与饲料混合或在饮用水中施用。
[0158]
本发明的另一方面提供了一种方法，用于通过将动物食品和/或基本动物饮食制剂与本发明的动物饲料添加剂混合在一起来生产本发明的动物饲料组合物。
[0159]
本发明的另一方面提供了提高动物增重的方法，其包括用本发明的动物饲料添加剂或本发明的动物饲料组合物来喂养所述动物。
[0160]
本发明的一个方面提供了一种用于将生物质水解成本发明的具有高消化率和高效益的动物饲料添加剂的方法。
[0161]
在一个实施方案中，本发明提供了一种从生物质生产根据本发明的动物饲料添加剂的方法，所述方法包括以下步骤：
[0162]
a)提供生物质；
[0163]
b)任选地，测定生物质中的脂质、蛋白质和/或碳水化合物的含量；
[0164]
c)任选地，对生物质进行预处理；
[0165]
d)任选地，从生物质中去除脂质和/或蛋白质；
[0166]
e)使生物质与催化剂接触以形成反应混合物，其中催化剂是离子聚合物或离子聚合物的组合、离子聚合物网络、固体负载型离子聚合物和/或掺有离子聚合物的聚合物膜；
[0167]
f)降解反应混合物中的生物质以产生液相和固相，其中液相包含所述动物饲料添加剂，固相包含残留的生物质；
[0168]
g)将液相的至少一部分与固相分离；以及
[0169]
h)从分离的液相中回收动物饲料添加剂。
[0170]
在一个实施方案中，步骤e)使生物质与催化剂接触以形成反应混合物包括：向生物质中加入水或适当的有机溶剂和有效量的催化剂以形成反应混合物，其中催化剂是本发
明的离子聚合物或本发明的离子聚合物的组合、本发明的离子聚合物网络、掺有本发明的离子聚合物的膜和/或本发明的固体负载型离子聚合物；降解步骤f)包括在适当的时间加热步骤e)的反应混合物，随后冷却至室温(通常为20℃至25℃)。
[0171]
在从生物质生产本发明的动物饲料添加剂的方法的一些实施方案中，所述方法还包括在降解步骤f)期间施加n2或co2的压力。压力范围可以为20巴至300巴，优选为20巴至150巴。
[0172]
如本文所用，术语“生物质”是指可以在用于生产本发明的动物饲料添加剂的方法中使用的活的或死的生物材料。在一些实施方案中，生物质选自包括以下的组：废酵母浆、废大麦、颗粒、坚果或(牛)饼；作物或作物残茬：玉米、大豆、高粱、燕麦、大麦、椰仁干、谷壳、外皮或果壳、甜菜废料；去皮产品；鱼粉；肉骨粉；糖蜜；油饼和压滤饼；寡糖；保存的饲料植物：青贮饲料；海藻；无论是完整的还是通过压碎、研磨等制备的种子和谷物；发芽的谷物和豆类；酵母提取物。
[0173]
任选地，在任何使用之前，基于标准方法测定生物质中的碳水化合物和/或脂质的含量。可以使用涉及甲醇、氯仿和水的混合物(2：1：0.8，体积/体积/体积)的folch方法(folch j,lees m,stanley,ghs,1957,226,497
–
509)测定/提取脂质，然后进行相分离。根据例如“生物质中结构性碳水化合物和木质素的测定”的nrel方案进行碳水化合物的测定。例如，将1ml的72％硫酸添加到100mg的生物质中。将浆料在30℃搅拌1小时，然后加入28ml去离子水。将混合物在120℃下高压蒸汽灭菌1小时，冷却至室温，并用于通过hplc进行糖分析，以及用于在205nm波长使用紫外分光光度法进行酸溶木质素测定。根据bradford蛋白质测定法，相同的水解物用于蛋白质分析。来自酸水解的残留物用100ml水洗涤，然后在105℃下干燥，以测定klason木质素。
[0174]
本文所述方法中使用的生物质的任选的预处理使用选自由以下组成的组的一种或多种方法：洗涤、溶剂萃取、溶剂-溶胀、粉碎、研磨、蒸汽预处理、汽爆预处理、稀酸预处理、热水预处理、碱预处理、石灰预处理、湿式氧化、湿式爆炸、氨纤维爆炸、有机溶剂预处理、生物预处理、氨渗滤、超声、电穿孔、微波、超临界co2、超临界h2o、臭氧和γ辐射。生物质的任选的预处理包括例如研磨生物质。为了克服反应速率受表面反应和质量传递限制的障碍，强烈建议通过球磨对生物质进行预处理，这会使得纤维素材料的结晶度降低和比表面积增加。根据对生物质所进行的机械球磨，结构颗粒尺寸减小、纤维素聚合度降低并且纤维素的无定形含量增加。
[0175]
本文所述方法中使用的对生物质中的脂质和/或蛋白质的任选的去除提供了更富含纤维产物的生物质，以用于根据步骤f)的进一步降解。脂质的去除是通过本领域已知的方法进行的，例如机械压制、有机溶剂或超临界co2。蛋白质的去除是通过本领域已知的方法进行的，例如酶、醇、具有盐和/或表面活性剂的水，或挤压。
[0176]
在本发明的用于从生物质生产根据本发明的动物饲料添加剂的方法中使用的一些离子聚合物由阴离子和如wo 2019/058270 a1(其全部内容通过引用并入本文)中所公开的含有阳离子的聚合物主链组成。具体地，在本发明的用于从生物质生产根据本发明的动物饲料添加剂的方法中使用的离子聚合物(ip)由式i的单体组成：
[0177][0178]
或由式i的第一单体和至少一个第二单体组成：
[0179][0180]
所述第二单体选自由以下组成的组：
[0181][0182]
其中
[0183]
n和m独立地选自1、2、3、4、5、6；优选地，n和m独立地选自1、2、3；最优选地，n是2且m是1或2。
[0184]
z和w独立地选自0、1、2、3；优选地，z和w独立地选自0和1；最优选地，z和w是0或1。
[0185]
z1、z2和z3是各自独立地选自包括以下的组的阳离子：
[0186][0187]
优选地，z1、z2和z3是各自独立地选自包括以下的组的阳离子：
[0188][0189]
最优选地，z1、z2和z3是各自独立地选自包括以下的组的阳离子：
[0190][0191]
r1、r2、r3、r4、r5、r6和r7各自独立地选自包括以下的组：键、h、c
1-c6烷基、c
1-c6烯丙基、ch
3-(ch2)p-o-(ch2)q-ch3、c
1-c6烷氧基、c
1-c6烷氧基烷基、苄基、-so3h、-(ch2)q-so3h，条件是r1、r2、r3、r4、r5、r6和r7中的两个各自是键；优选地，r1、r2、r3、r4、r5、r6和r7各自独立地选自包括键、h、c
1-c6烷基的组，条件是r1、r2、r3、r4、r5、r6和r7中的两个各自是键；最优选地，r1、r2、r3、r4、r5、r6和r7各自独立地选自包括键和h的组，条件是r1、r2、r3、r4、r5、r6和r7的两个各自是键；
[0192]
p和q独立地选自0、1、2、3、4、5、6；
[0193]
l是任选的连接基，并且l如果存在，则其每次出现都独立地选自h，取代或未取代的c
1-c
20
亚烷基、c
1-c
20
亚烯基、c
1-c
20
亚炔基以及取代或未取代的c
5-c
10
芳基，其中，取代基选自包括以下的组：h、-so3h、-cooh、-[p(＝o)(oh)2]、-[p(＝o)(oh)]、-o-so3h、-o-cooh、-o-[p(＝o)(oh)2]、-o-[p(＝o)(oh)]，优选地，l不存在；
[0194]
a是任选的酸性基团，并且a如果存在，则其每次出现都独立地选自包括以下的组：h、-so3h、-cooh、-[p(＝o)(oh)2]、-[p(＝o)(oh)]、-o-so3h、-o-cooh、-o-[p(＝o)(oh)2]、-o-[p(＝o)(oh)]、-ch
2-cooh，条件是当z和w为0时，a存在于式iv中；优选地，a如果存在，则其每次出现都独立地选自包括h、-so3h、-cooh、-o-cooh、-ch
2-cooh的组，条件是当z和w为0时，a存在于式iv中；最优选地，a不存在，或a如果存在，则其每次出现都独立地选自包括h、-cooh、-ch
2-cooh的组，条件是当z和w为0时，a存在于式iv中；
[0195]
x-选自包括以下的组：f-、cl-、br-、i-、clo
4-、bf
4-、pf
6-、asf
6-、sbf
6-、no
2-、no
3-、hso
4-、so
42-、po
43-、hpo
42-、cf3co
2-、cf3co
3-、co
32-、cf3so
3-、c
1-c6羧酸根、cn-、scn-、ocn-、cno-、n
3-、甲苯磺酸根、甲磺酸根、三氟甲烷磺酸根、三氟乙烷磺酸根、二-三氟甲烷磺酰氨基、多库
酯根、二甲苯磺酸根；优选地，x-选自包括f-、cl-、hso
4-、so
42-、po
43-、hpo
42-、cf3co
2-、cf3co
3-、cf3so
3-的组；最优选地，x-选自包括cl-、hso
4-、so
42-、cf3so
3-的组。
[0196]
ra是c
1-c
24
烷基；
[0197]
rb和rc各自独立地选自包括h和ch3的组或不存在，优选地，rc不存在；
[0198]
rd是c
1-c
24
亚烷基或c
1-c
24
烷基，任选地被c
1-c
24
烷基取代，优选是c
1-c2亚烷基或c
1-c2烷基；
[0199]
re和rf各自独立地是c
1-c
24
烷基，优选是ch3；
[0200]
y是n或o，条件是当y为o时，rc不存在；
[0201]
r选自包括c
1-c
24
烷基和c
5-c
10
芳基的组或不存在。
[0202]
在本发明的离子聚合物(ip)的一些实施方案中，式vi的第二单体是
[0203][0204]
在本发明的离子聚合物的一些实施方案中，式i的(第一)单体是
[0205][0206]
在本发明的离子聚合物的一些实施方案中，z1和z2是相同的(一致的)。在其他实施方案中，z1和z2是不同的。
[0207]
在本发明的离子聚合物的一些实施方案中，当z1和z2是其中r2和r5是键并且r1、r3和r4是h时，n不是4。
[0208]
在本发明的离子聚合物的其他实施方案中，当z1和z2是其中r2和r5是键并且n是4时，r1、r3和r4中的至少一个不是h。
[0209]
在本发明的离子聚合物的一些优选实施方案中，c
1-c6羧酸根选自包括甲酸根、乙酸根、丙酸根、丁酸根、己酸根、马来酸根、富马酸根、草酸根、乳酸根、丙酮酸根的组。
[0210]
在包含第一单体和第二单体的本发明的离子聚合物中，不同单体之间的比例可以是任何合适的比例，并且可以根据待处理的生物质而变化。在一些实施方案中，第一单体和
第二单体以1：1的比例存在。
[0211]
根据一些实施方案，本发明提供了根据式i的选自包括以下的组的单体：
[0212]
[0213][0214]
根据又一实施方案，本发明提供了根据式i的选自包括以下的组的单体：
[0215][0216]
根据一些实施方案，本发明提供了根据式ii的单体
[0217][0218]
根据一些实施方案，本发明提供了选自包括以下的组的离子聚合物：
[0219]
[0220]
[0221][0222]
x和y是各自独立地在范围1至1000内选择的整数；优选为1至500或1至200；更优选为1至100或1至50；
[0223]
根据其他实施方案，本发明提供了选自包括以下的组的离子聚合物：
[0224]
[0225][0226]
x和y是各自独立地在范围1至1000内选择的整数；优选为1至500或1至200；更优选为1至100或1至50；
[0227]
本发明的另一方面提供了一种离子聚合物(ip)，其由式i的第一单体和至少一个第二单体组成：
[0228][0229]
所述第二单体选自由以下组成的组：
[0230]
[0231][0232]
条件是至少式v的第二单体或至少式vi的第二单体存在于离子聚合物(ip)中，
[0233]
其中
[0234]
n和m独立地选自1、2、3、4、5、6；优选地，n和m独立地选自1、2、3；最优选地，n是2且m是1或2。
[0235]
z和w独立地选自0、1、2、3；优选地，z和w独立地选自0和1；最优选地，z和w是0或1。
[0236]
z1、z2和z3是各自独立地选自包括以下的组的阳离子：
[0237][0238]
优选地，z1、z2和z3是各自独立地选自包括以下的组的阳离子：
[0239][0240]
最优选地，z1、z2和z3是各自独立地选自包括以下的组的阳离子：
[0241][0242]
r1、r2、r3、r4、r5、r6和r7各自独立地选自包括以下的组：键、h、c
1-c6烷基、c
1-c6烯丙基、ch
3-(ch2)p-o-(ch2)q-ch3、c
1-c6烷氧基、c
1-c6烷氧基烷基、苄基、-so3h、-(ch2)q-so3h，条件是r1、r2、r3、r4、r5、r6和r7中的两个各自是键；优选地，r1、r2、r3、r4、r5、r6和r7各自独立地选自包括键h、c
1-c6烷基的组，条件是r1、r2、r3、r4、r5、r6和r7中的两个各自是键；最优选地，r1、r2、r3、r4、r5、r6和r7各自独立地选自包括键和h的组，条件是r1、r2、r3、r4、r5、r6和r7中的两个各自是键；
[0243]
p和q独立地选自0、1、2、3、4、5、6；
[0244]
l是任选的连接基，并且l如果存在，则其每次出现都独立地选自h，取代或未取代的c
1-c
20
亚烷基、c
1-c
20
亚烯基、c
1-c
20
亚炔基以及取代或未取代的c
5-c
10
芳基，其中，取代基选自包括以下的组：h、-so3h、-cooh、-[p(＝o)((oh)2]、-[p(＝o)(oh)]、-o-so3h、-o-cooh、-o-[p(＝o)((oh)2]，-o-[p(＝o)(oh)]，优选地，l不存在；
[0245]
a是任选的酸性基团，并且a如果存在，则其每次出现都独立地选自包括以下的组：h、-so3h、-cooh、-[p(＝o)(oh)2]、-[p(＝o)(oh)]、-o-so3h、-o-cooh、-o-[p(＝o)(oh)2]、-o-[p(＝o)(oh)]、-ch
2-cooh，条件是当z和w为0时，a存在于式iv中；优选地，a如果存在，则其每次出现都独立地选自包括h、-so3h、-cooh、-o-cooh、-ch
2-cooh的组，条件是当z和w为0时，a存在于式iv中；最优选地，a不存在，或a如果存在，则其每次出现都独立地选自包括h、-cooh、-ch
2-cooh的组，条件是当z和w为0时，a存在于式iv中；
[0246]
x-选自包括以下的组：f-、cl-、br-、i-、clo
4-、bf
4-、pf
6-、asf
6-、sbf
6-、no
2-、no
3-、hso
4-、so
42-、po
43-、hpo
42-、cf3co
2-、cf3co
3-、co
32-、cf3so
3-、c
1-c6羧酸根、cn-、scn-、ocn-、cno-、n
3-、甲苯磺酸根、甲磺酸根、三氟甲烷磺酸根、三氟乙烷磺酸根、二-三氟甲烷磺酰氨基、多库酯根、二甲苯磺酸根；优选地，x-选自包括f-、cl-、hso
4-、so
42-、po
43-、hpo
42-、cf3co
2-、cf3co
3-、
cf3so
3-的组；最优选地，x-选自包括cl-、hso
4-、so
42-、cf3so
3-的组；
[0247]
ra是c
1-c
24
烷基；
[0248]
rb和rc各自独立地选自包括h和ch3的组或不存在；优选地，rc不存在；
[0249]
rd是c
1-c
24
亚烷基或c
1-c
24
烷基，任选地被c
1-c
24
烷基取代，优选是c
1-c2亚烷基或c
1-c2烷基；
[0250]
re和rf各自独立地是c
1-c
24
烷基；优选是ch3；
[0251]
y是n或o，条件是当y为o时，rc不存在；
[0252]
r选自包括c
1-c
24
烷基和c
5-c
10
芳基的组或不存在。
[0253]
在本发明的离子聚合物(ip)的一些实施方案中，式vi的第二单体是
[0254][0255]
在本发明的离子聚合物的一些实施方案中，式i的第一单体是
[0256][0257]
在本发明的离子聚合物的一些实施方案中，z1和z2是相同的(一致的)。在其他实施方案中，z1和z2是不同的。
[0258]
在本发明的离子聚合物的一些实施方案中，当z1和z2是其中r2和r5是键并且r1、r3和r4是h时，n不是4。
[0259]
在本发明的离子聚合物的其他实施方案中，当z1和z2是其中r2和r5是键并且n是4时，r1、r3和r4中的至少一个不是h。
[0260]
本发明的离子聚合物(ip)可以通过几种方法来合成，包括但不限于在不同溶剂(水、乙腈、醇(甲醇、乙醇、丙醇等)、甲苯、thf)中的适当离子种类的直接聚合、非ip的化学修饰等(参见实施例)。聚合可以包括不同的方法，例如自由基聚合、活性/可控自由基聚合、可逆加成-断裂转移、离子聚合和配位聚合。可以在聚合之前或之后根据偏好设计阴离子结构。由于具体官能团的存在，所得的离子聚合物(ip)结合了离子单体的一般性能和固体催
化剂的赋能性能。在本发明的实施方案中，使用阳离子和阴离子制备盐，其中阳离子和阴离子中的一种或至少一种包含可以使用aibn或其他引发剂聚合的乙烯基。这本质上是非常简单的方法，并且离子聚合物通过洗涤和过滤去除过量的aibn来纯化。在本发明的具体实施方案中，制备了包含1-(1-乙烯基咪唑)乙基-3-乙烯基咪唑][二氯化物])的盐。该盐是一种纯的化合物，其然后使用自由基引发剂aibn来聚合。通过洗涤和过滤去除过量的aibn来纯化该离子聚合物。作为二氯化物阴离子的替代，二三氟甲烷磺酸根(ditriflate)阴离子可以在聚合前通过阴离子交换反应获得。
[0261]
本发明还提供了包含交联的一种或多种本发明的离子聚合物的离子聚合物网络。
[0262]
在一些实施方案中，本发明的离子聚合物网络还包含衣康酸、柠檬酸和/或1,4-丁二醇。
[0263]
在其他实施方案中，本发明的离子聚合物网络还包含一种或多种金属催化剂。在一些实施方案中，金属催化剂是金属盐。在优选实施方案中，金属盐中的阴离子选自包括以下的组：f-、cl-、br-、i-、clo
4-、bf
4-、pf
6-、asf
6-、sbf
6-、no
2-、no
3-、hso
4-、so
42-、po
43-、hpo
42-、cf3co
2-、cf3co
3-、co
32-、cf3so
3-、c
1-c6羧酸根、cn-、scn-、ocn-、cno-、n
3-、甲苯磺酸根、甲磺酸根、三氟甲烷磺酸根、三氟乙烷磺酸根、二-三氟甲烷磺酰氨基、多库酯根、二甲苯磺酸根，并且金属离子选自包括以下的组：na、ba、sr、ca、cd、sn、pb、fe、cu、zn、zr、mn、co、ni、li、al、cr、mg、mo、hg、ag、au、pt、rh、re、ti、pb、bi、ga、in、sn、ir、la、hf、ta、w、os。
[0264]
在一些优选实施方案中，c
1-c6羧酸根选自包括甲酸根、乙酸根、丙酸根、丁酸根、己酸根、马来酸根、富马酸根、草酸根、乳酸根、丙酮酸根的组。
[0265]
包含一种或多种金属催化剂的本发明的离子聚合物网络提供了离子聚合物-金属组合的更好的稳定性和可重复使用性。
[0266]
使用一种或多种金属催化剂的本发明的离子聚合物网络的制备通常包括将离子聚合物网络和金属盐在水/有机溶剂中混合或回流过夜。参见例如j.am.chem.soc.,2012,134,11852-11855；chem.cat.chem.,2016,8,2508
–
2515；j.org.chem.,2011,76(24),pp 10140
–
10147；inorg.chem.,2006,45,6396-6403。
[0267]
本发明的离子聚合物可以掺入膜中或附着于固体载体上。
[0268]
本发明的另一方面提供了包含本发明的离子聚合物的膜。在一些实施方案中，本发明提供了包含一种或多种本发明的离子聚合物的聚合物膜。通过向用于制备本发明的离子聚合物的盐中加入适当的共聚物(例如丙烯酸)，然后使该混合物聚合，就可以生成聚合物膜。当离子性单体与适当的有机酸/酸衍生物共聚时，膜形成方法是基于通过简单离子络合的无模板方法(参见k.et al,polym.chem.,2015,6,4855-4858；k.et al,acs macro lett.,2015,4(1),39-42；zhang s.et al,chem.sci.,2015,6,3684-3691)。例如，将离子单体溶解在dmso中，并于60℃搅拌2小时。然后将透明溶液倾倒在玻璃板上，并将溶剂在80℃的烘箱中蒸发。随后将所得的无孔干燥聚合物膜浸入氨水(0.2重量％)中过夜以用于孔形成和静电络合。膜很容易从玻璃板上剥离，并用水洗涤几次。
[0269]
本发明的另一方面提供了固体负载型离子聚合物。在一些实施方案中，本发明提供了具有包含一种或多种本发明的离子聚合物的至少一个表面的固体载体。可以将负载型离子聚合物固定在作为载体的不同的材料上：硅或碳(纳米管、线)源、石墨烯或氧化石墨烯、沸石、金属/金属合金或金属/金属合金氧化物。例如，feox载体已在烘箱中在存在氧气
的情况下于高温(500℃)被氧化，然后在存在hcl的情况下用溶于乙醇的硅烷混合物对其表面进行了改性。在室温下干燥后，用离子聚合物和aibn的甲醇溶液均匀地浸渍载体。在室温下干燥后，将获得的材料在95℃的烘箱中放置2小时。通过重复浸渍过程，可以实现所需的聚合物负载量。另一个实例是包含本发明的离子聚合物的不锈钢膜。将包含离子单体(0.2至0.5，摩尔比)、丙烯酸(0.1至0.6，摩尔比)和苯偶姻乙醚(1重量％，作为光引发剂)的混合物溶解到甲醇中，得到均一的溶液，然后通过浸润将其分散到不锈钢膜上，并在室温下通过用250nm波长的紫外线照射进行光交联。
[0270]
离子聚合物附接也可以通过表面接枝来进行，这需要通过uv或o3、o2、h2、或空气等离子体来激活载体。它涉及在聚合物表面上产生反应位点(自由基)，然后进行预聚物的共价连接，或更常见的是，进行这些自由基位点的单体聚合(参见alves p.et al,colloids and surfaces b:biointerfaces,volume 82,issue 2,1 february 2011,371
–
377；barbey r.et al.,chem.rev.,2009,109(11),5437
–
5527)。在聚合过程中也可以使用另一种共聚物或聚合引发剂(如在膜形成的情况下)。
[0271]
在用于生产本发明的动物饲料添加剂的方法的一些实施方案中，有机溶剂选自包括以下的组：醇(如甲醇、乙醇、丁醇、乙二醇等)、醚(如二甲氧基乙烷、二甘醇二甲醚、丁基甲基醚等)、酮(如甲基异丁基酮、n-甲基-2-吡咯烷酮等)、低共熔溶剂(如甘油、氯化胆碱、ο酸、氯代四丁基铵、聚(乙二醇)、氯化胆碱、乳酸、甘氨酸)。
[0272]
在本发明方法的一些实施方案中，回收动物饲料添加剂可以通过任何本领域已知的技术(例如过滤、离心或重力沉降)来进行。回收后，动物饲料添加剂可以以液体形式使用，也可以浓缩或干燥成粉末的形式使用。
[0273]
用于本文所述方法的本发明离子聚合物或其组合的有效量可以取决于几个因素，包括例如生物质的类型，生物质的量，生物质中的蛋白质、碳水化合物和/或脂质的含量，应用于生物质的预处理的类型和数量以及反应条件(例如温度和时间)。本发明的离子聚合物的有效量是指足以将生物质降解成本发明的动物饲料添加剂的量。在一些实施方案中，相对于生物质负载，本发明的离子聚合物的有效量通常为按重量/重量计的0.05：1至10：1、0.5：1至10：1、1：1至1：5，优选为0.1：1至1：5。
[0274]
在本文所述方法中使用的生物质与水的比例可以取决于几个因素，包括例如生物质的类型和生物质的量。在一些实施方案中，用于本文所述方法中的生物质与水或有机溶剂(例如醇、醚、酮、低共熔溶剂)的比例为按重量/体积计的1：100至1：1，优选为1：50至1：10。
[0275]
本文所述方法中使用的加热的优选温度曲线取决于所使用的生物质起始材料以及所产生的预期单体和寡聚物混合物。优选地，加热温度应保持在最高170℃，在一些实施方案中保持在最高150℃。在一些实施方案中，加热温度为50℃至170℃，或80℃至170℃，优选为100℃至150℃，或100℃至130℃。优选地，对于小规模应用，加热在高压加压釜反应器中进行，在密封之后，将其加热适当的反应时间和温度。
[0276]
在一些实施方案中，本文所述方法中的适当反应时间为例如10分钟至10小时，优选为0.5小时至5小时，或0.5小时至3小时，或1小时至3小时，这取决于生物质的类型和量。
[0277]
用于生产本发明的动物饲料添加剂的方法是在中等温度(通常低于150℃)下操作的，而现有技术方法则需要高于150℃的温度。另外，用于生产本发明的动物饲料添加剂的
方法提供了较少的副产物，从而更容易回收所需的产物。
[0278]
本发明的另一方面提供了一种通过本发明的用于生产动物饲料添加剂的方法获得的动物饲料添加剂。
[0279]
在本发明的一个实施方案中，通过本发明的用于生产动物饲料添加剂的方法获得的动物饲料添加剂包括寡糖、蛋白质和/或蛋白质水解物、脂质、酚类化合物和矿物质，其中所述寡糖选自包括葡聚糖、木聚糖、阿拉伯聚糖和/或甘露聚糖的组，并且其中所述寡糖的聚合度(dp)为dp1至dp30。在另一实施方案中，通过本发明的用于生产动物饲料添加剂的方法获得的动物饲料添加剂由寡糖、蛋白质、脂质、酚类化合物、矿物质和水分组成，其中所述寡糖选自包括葡聚糖、木聚糖、阿拉伯聚糖和/或甘露聚糖的组，其中所述寡糖的聚合度(dp)为dp1至dp30。在又一实施方案中，通过本发明的用于生产动物饲料添加剂的方法获得的动物饲料添加剂包括(按重量％计)
[0280]-总寡糖：25％至100％，优选为25％至95％或25％至75％
[0281]-蛋白质和/或蛋白质水解物：0％至55％，优选为5％至55％或10％至55％
[0282]-脂质：0％至5％，优选为0.5％至2％
[0283]-酚类化合物：0％至55％，优选为2.5％至55％
[0284]-矿物质：《10％，优选为0％至4％，优选为2.5％至4％
[0285]-水分：《10％，优选为《5％或0％至5％
[0286]
其中所述寡糖选自包括以下的组：
[0287]-葡聚糖：按总寡糖的重量计，0％至40％，优选为3％至40％
[0288]-木聚糖：按总寡糖的重量计，0％至50％，优选为10％至50％
[0289]-阿拉伯聚糖：按总寡糖的重量计，0％至50％，优选为0％至40％，优选为3％至40％
[0290]-甘露聚糖：按总寡糖的重量计，0％至30％，优选为2％至30％
[0291]
并且其中所述寡糖的聚合度(dp)的分布为：
[0292]-dp1：0％至30％，优选为1％至30％
[0293]-dp2至dp30：》70％，优选为70％至75％或70％至100％。
[0294]
根据另一实施方案，通过本发明的用于生产动物饲料添加剂的方法获得的动物饲料添加剂由以下组成(按重量％计)
[0295]-总寡糖：25％至100％，优选为25％至95％或25％至75％
[0296]-蛋白质和/或蛋白质水解物：0％至55％，优选为5％至55％或10％至55％
[0297]-脂质：0％至5％，优选为0.5％至2％
[0298]-酚类化合物：0％至55％，优选为2.5％至55％
[0299]-矿物质：《10％，优选为0％至4％，优选为2.5％至4％
[0300]-水分：《10％，优选为《5％或0％至5％
[0301]
其中所述寡糖选自包括以下的组：
[0302]-葡聚糖：按总寡糖的重量计，0％至40％，优选为3％至40％
[0303]-木聚糖：按总寡糖的重量计，0％至50％，优选为10％至50％
[0304]-阿拉伯聚糖：按总寡糖的重量计，0％至50％，优选为0％至40％，优选为3％至40％
[0305]-甘露聚糖：按总寡糖的重量计，0％至30％，优选为2％至30％
[0306]
并且其中所述寡糖的聚合度(dp)的分布为：
[0307]-dp1：0％至30％，优选为1％至30％
[0308]-dp2至dp30：》70％，优选为70％至75％或70％至100％。
[0309]
本发明的离子聚合物或其组合、掺有本发明的离子聚合物的膜和/或本发明的固体负载型离子聚合物及其用于生物质水解、分解或降解的用途的一个重要优点是它们在一锅化体系中使用以用于从生物质中分解和选择性提取上述动物饲料添加剂。此外，本发明的离子聚合物是不可溶的，因此不与本发明的动物饲料添加剂混合。
[0310]
本领域技术人员将理解，除了具体描述的那些之外，本文描述的发明易于进行变化和修改。应当理解，本发明包括所有这样的变化和修改，而不背离其精神或基本特征。本发明还包括在本说明书中单独或共同提及或指示的所有步骤、特征、组合物和化合物，以及所述步骤或特征的任何和所有组合或任何两个或更多个。因此，本公开被认为在所有方面都已说明，并不具有限制性，本发明的范围由所附权利要求表示，并且等同含义和范围内的所有改变均旨在包含在其中。
[0311]
参考以下实施例将更充分地理解前述描述。然而，这样的实施例是实施本发明的方法的示例，并不旨在限制本发明的应用和范围。
[0312]
实施例
[0313]
式vi单体的制备
[0314]
为了制备阳离子dmaemaq，将30mmol的dmaema溶解在适量的溶剂(溶剂可以是thf、乙腈、dcm、氯仿、乙醚等)中，然后小心加入36mmol的rx，其中x可以是卤化物、hso4-或r'so4-，并且r是烷基或芳基。将反应混合物在室温搅拌12小时。之后，将沉淀物过滤并加入冷己烷洗涤。最后，将所得产物在真空下干燥8小时，得到相应的dmaemaq单体的结晶固体。
[0315][0316]
从酵母浆料制备动物饲料添加剂(酵母水解物)
[0317]
将悬浮在1.7l水中的122g的酵母浆料(干基)与离子聚合物催化剂“ip1”一起在140℃搅拌1.5小时。反应后，将混合物冷却至室温，过滤并使用喷雾干燥器干燥液相。对所得产品(动物饲料添加剂)进行分析并用于家禽试验。所得的动物饲料添加剂(酵母浆料水解物)含有29.6％的寡糖，其中葡聚糖和甘露聚糖分别为19.2％和10.4％，dp《20。
[0318]
从干酵母细胞制备动物酵母添加剂(酵母水解物)
[0319]
将300g的干酵母与1.5g的离子聚合物催化剂“ip3”和4l的h2o在160℃混合1小时。反应后，将混合物冷却至室温，过滤，浓缩并使用醇沉淀法从液相中回收动物饲料添加剂。所得的干动物饲料添加剂(酵母水解物)含有31％的寡糖，其中葡聚糖和甘露聚糖分别为19％和12％，dp《20。
[0320]
从啤酒糟(bsg)制备动物饲料添加剂emb1
[0321]
将悬浮在3.75l水中的500g的啤酒糟(bsg)(干基)与离子聚合物催化剂“ip1”在140℃搅拌1小时。反应后，将混合物冷却至室温，过滤并使用喷雾干燥器干燥液相。对所得干燥粉末产品(动物饲料添加剂)emb1进行分析并用于家禽试验。emb1含有59％的寡糖，其中阿拉伯木聚糖和葡聚糖分别为41％和18％。emb1的组成如下所示：
[0322][0323]
从啤酒糟制备动物饲料添加剂emb2
[0324]
将悬浮在4l水中的267g的bsg(干基)在90℃搅拌1小时。然后，将混合物冷却至室温，过滤并将固相与“ip1”一起重新悬浮在2.850l水中并在140℃搅拌1小时。反应后，将混合物冷却至室温，过滤并使用喷雾干燥器干燥液相。对所得的干燥粉末产品(动物饲料添加剂)emb2进行分析并用于家禽试验。emb2含有62％的寡糖，其中阿拉伯木聚糖和葡聚糖分别为52％和10％。emb1的组成如下所示：
[0325][0326][0327]
从荞麦壳制备动物饲料添加剂emb3
[0328]
将悬浮在4l水中的400g的荞麦壳(干基)与离子聚合物催化剂“ip1”在140℃搅拌2小时。反应后，将混合物冷却至室温，过滤并使用喷雾干燥器干燥液相。对所得干燥粉末产品(动物饲料添加剂)emb3进行分析并用于家禽试验。emb3含有66％的寡糖，其中木聚糖和葡聚糖分别为33％和33％。emb3的组成如下所示：
[0329][0330]
在其饮食中添加了动物饲料添加剂(酵母水解物)的肉鸡的反应
[0331]
动物的使用和实验方案得到了机构动物实验委员会的批准。为幼小肉鸡雏鸡(出生0至28)制定了能量和营养平衡的饮食(表1和表2)。
[0332]
表1.饮食组成
[0333]
[0334][0335]
表2.营养物分析
[0336][0337]
[0338]
从商业孵化场获得若干日龄(day-olds)的雄性肉鸡(rearing cobb)雏鸡。将雏鸡单独称重并分配到6个笼子中(每个笼子8只雏鸡)，以使每个笼子的平均禽类重量相似。然后将8种饮食处理(表3)随机分配到6个笼子中。禽类在其生命的第14天受到球虫感染(通过巨型艾美耳球虫(e.maxima)(～5,000个卵囊))挑战和在其生命的第19天至第21天受到梭菌感染(产气芽孢杆菌(c.perfringens)(～108cfu/ml))挑战。将本发明的动物饲料添加剂(粉末形式的酵母浆料水解物和干酵母水解物)引入到预混物中以证明其有益效果，并在饮食制备期间添加到混合器中。在第0天、第14天、第21天、第28天记录体重。在第21天和第28天记录饲料摄入量。每天记录死亡率。在第28天进行损伤评分。使用sas的glm程序对数据进行分析。
[0339]
表3.实验处理
[0340][0341]
ys-h为酵母浆料水解物；dy-h是干酵母水解物
[0342]
得到的结果(图1)表明，在第14天至第28天期间，用dy-h喂养的鸡的增重(bwg)发生显著改善，而在第14天至第28天期间的每个剂量的ys-h的添加没有显著但倾向于改善bwg。在第14天至第28天期间，dy-h和较低剂量(不包括0.01％)的ys-h均显著改善了fcr。ys-h的功效倾向于呈剂量依赖性的轻微下降。
[0343]
此外，dy-h的添加显著降低了第21天至第28天的死亡率(图2)。在第21天至第28天期间，每个剂量的ys-h不显著但倾向于降低死亡率。dy-h和较低剂量的ys-h均能减轻肠道损伤。与ys-h相比，dy-h往往更有效。
[0344]
添加了动物饲料添加剂喂养的肉鸡的反应
[0345]
从商业孵化场获得若干日龄的健康的雄性肉鸡(cobb 430y)雏鸡。将雏鸡单独称重并分配到开放式鸡舍中的96个笼子中(每个笼子25只雏鸡)。然后将8种饮食处理(表1)和对照组随机分配到12个笼子中，并采用糊状饮食。盐霉素被用作所有雏鸡的球虫抑制剂，并且没有使用其他生长促进剂或霉菌毒素结合剂。在第1天、第21天、第42天记录体重。在第1天、第21天、第42天记录围栏饲料摄入量。每天记录死亡率和健康状况。第一周的温度最高为37，并且在试验的大部分天数里保持高温(超过33℃)，因此禽类可能受到热应激，这会影响性能。鸡舍里没有湿度控制。
[0346]
表4.用于家禽研究的实验处理
[0347][0348][0349]
表5.饮食制剂和处理鉴定
[0350]
[0351][0352]
评论
[0353]
死亡率在整个试验过程中很低，并且不受处理的影响。
[0354]
表6.本研究的每周的死亡率数据
[0355]
[0356][0357]
考虑到禽类受到热应激、被喂养基于糊状的低营养密度的饮食，其在21日龄时总体性能良好，因此改进空间有限。到第42天的性能一般，但考虑到饮食和热应激，结果是非常积极的。
[0358]
在第1天至第21天期间的fcr(图3)发生显著改善，显示出了对在该点(site)处的变化的良好控制。
[0359]
动物尸体数据(表7)确实显示出了显著的反应，但不是在关键的rtc或胸肉产量中。大多数处理降低了肝脏重量，这可能反映了所有处理都倾向于减少动物炎症和营养重新包装系统的负荷，这被认为是有益的。在emb1(内含物2)中，腹部脂肪最大，其次是emb3(内含物8)处理。腹部脂肪通常被用作能量充足的衡量标准，在这方面，这些处理似乎是有益的。
[0360]
表7.动物尸体数据
[0361][0362]
在第1天至第42天期间(图4)，根据模型或处理的p值，处理效果不显著，但一些处理确实超过了彼此之间的5％置信区间。一个实例是如下所示的总体重量校正的fcr，其中emb1(内含物3)处理似乎确实优于对照。
[0363]
在与上述类似的另外四个试验中，emb1与木聚糖酶组合对家禽性能具有显著影响(见表8)。
[0364]
表8.emb1与木聚糖酶组合的家禽性能
[0365]