為配合今年全國知識產權宣傳周的主題“加強知識產權保護運用、加快知識產權強國建設”,特遴選2015年獲得第十七屆中國專利優秀獎的7項專利進行系列宣傳,展示我院知識產權創造和轉化的明顯成效。
在畜禽養殖中,飼料成本占畜產品生產成本的70%以上,降低飼料的配方成本是畜牧生產的關鍵技術之一。飼料配方的最佳效益取決于飼料養分的生物學效價與畜禽營養需要量參數的準確性。這兩者中,飼料養分的生物學效價又是決定畜禽營養需要量的基礎。因此,測定飼料養分的生物學效價非常關鍵,其作為現代養殖業中確定動物營養需要量及優化飼料配方的主要決策依據,可謂是飼料界的“度量衡”。
長期以來,測定飼料養分生物學效價是通過動物試驗獲得的,測定周期長(15天以上),系統誤差、精度、可重復性差,不能滿足現代精準畜牧業的基本要求。自20世紀60年代起,各國學者一直在探索以體外消化法解決飼料有效能的快速測定。但他們采用的胃腸道模擬消化裝置多以三角瓶、試管、透析管等簡單實驗材料為基礎,每一步消化過程中pH值的改變、消化液的加入、產物的分離等都是通過人工手動的方式實現的,而且模擬消化液的制備缺乏體內參數的支撐。從而導致可重復性較差(平行樣的最大偏差達4%以上),且與動物體內測值的差異在5%以上,難以被行業生產接受。
在探明了豬、雞、鴨胃腸道消化液及食糜組成變異規律的基礎上,中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所歷時10年通過儀器科學、動物生理學、工業自動化、機械制造等跨學科協作,開發設計了仿生酶譜、仿生消化器和電腦程控系統“三體合一”的全自動單胃動物仿生消化系統大型儀器(SDS-2)。該儀器所用的仿生酶譜能保障測值穩定、精度高,其仿生消化器可模擬動物消化吸收功能、以生物膜分離水解產物與非水解物,其電腦程控系統可控制消化液分泌、水解產物清洗、恒溫控制和消化過程。通過仿生消化器中生物膜內外的仿生消化液與緩沖液按胃→小腸→大腸→產物清洗相應的模擬生理條件程序化改變,用電腦程控實現了單胃動物消化過程的全自動仿生。
該儀器測定的飼料有效能值與國家標準方法(GB/T26437-2010、GB/T26438-2010)測值比較,精度提高了10倍,測定效率提高了66倍。達到了飼料有效能值測定“精、準、快”。在充分利用公知性技術(電腦、生物膜等)的前提下,實現了仿生消化方法“標準化、儀器化、自動化”的創造性。2012年7月科技部創新方法工作組對該技術的驗收意見為“原始創新”。2013年7月美國《動物科學雜志》對該系統的評價為“對家禽營養研究與生產的作用有重要的貢獻”。
