CN101269051B

CN101269051B - 过瘤胃氯化胆碱微胶囊及其制备工艺

Info

Publication number: CN101269051B
Application number: CN2008100476440A
Authority: CN
Inventors: 王春维; 赵胜军; 侯永清; 陈东东; 李建文; 刘昌杜
Original assignee: Wuhan Polytechnic University
Current assignee: Wuhan Polytechnic University
Priority date: 2008-05-08
Filing date: 2008-05-08
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2028-05-08
Also published as: CN101269051A

Abstract

本发明涉及一种过瘤胃氯化胆碱微胶囊及其制备工艺，解决了氯化胆碱过瘤胃效果差，反刍动物小肠吸收率低，不易包装、贮存、运输的问题。技术方案包括以含有质量百分比为35～45％氯化胆碱为主要的有效成份作为芯材，以丙烯酸树脂IV作为芯材的内层包衣，壳聚糖作为外层包衣，所述内、外层包衣质量均为芯材质量的3～5％。本发明产品能保证在包装、运输、贮存时防潮性好，不会因受压变形损坏，在瘤胃能达到缓释的目的，增加小肠对氯化胆碱的吸收率。

Description

过瘤胃氯化胆碱微胶囊及其制备工艺

技术领域

本发明涉及一种过瘤胃氯化胆碱微胶囊及其制备工艺。

背景技术

胆碱(choline)是B族维生素之一，在畜禽的生长代谢中，胆碱是甲基的供体，并是生物组织中重要的生物活性物质——乙酰胆碱、孵磷脂、神经酰胺等的重要组分；它既能提高畜禽体内氨基酸的利用率，促进脂肪代谢，防止脂肪在肝、肾中的积累及组织变质，又能增强畜禽的体质和抗病能力，促进畜禽的生长。

将氯化胆碱作为动物饲料添加剂已经广泛用于各用单胃动物的喂养中，如作为不同生理阶段的鸡全价配合饲料，可以使种鸡使用后产蛋率高，种鸡的受精率和孵化率提高，鸡群体重均匀，还有用于鱼类饲料的应用，均有明显效果。但是，由于反刍动物瘤胃微生物对氯化胆碱的降解作用，氯化胆碱在反刍家畜上的应用受到限制。目前市场上主要用作饲料添加剂的氯化胆碱上有70％和75％的氯化胆碱水溶液产品，以及50％和60％的氯化胆碱固体粉状产品，无论是固态还是液态的饲料级氯化胆碱都有不同程度的吸潮性，氯化胆碱的吸潮性、吸收二氧化碳性及表面活性作用都对饲料中的维生素有强烈的破坏作用。并且，以该种形式存在的氯化胆碱进入动物瘤胃，大部分会被瘤胃微生物降解，只有很少一部分才能进入小肠，因此直接给反刍动物饲喂氯化胆碱，效果不明显。因此氯化胆碱在反刍动物的效价远低于单胃动物，这是氯化胆碱未广泛用于反刍动物日粮添加的根本原因。

如何减少氯化胆碱在瘤胃中被降解，使其能顺利进入小肠从而被吸收，是急需解决的技术问题，针对上述技术问题，研究者提出了诸多方案，如申请号200410017943.1中记载了采用微胶囊技术，以二氧化硅为载体的氯化胆碱为囊芯，以氢化植物油为囊材混合而成。该申请考虑到氯化胆碱吸潮、维生素破坏性大的问题，以二氧化硅作为载体解决吸潮性的问题；考虑到反刍动物瘤胃的特征，希望以氢化植物油对囊芯进行包覆达到减少瘤胃对氯化胆碱吸收，但是又出现以氢化植物油作为包衣使用存在固形性差的问题，该申请终产品为圆柱固体颗料，具有一定的长度和直径，而氢化植物油作为包衣，其固形性差，稍受外压即会变形破裂。而考虑到成本等原因，动物饲料添加剂的包装通常比较简陋，如直接使用麻袋或塑料袋等大量封装，不如人用药品包装精细，因此该类产品在包装、运输、贮存时要求保证其形状的稳定性，不能出现受压变形、包衣破损、囊芯外露等问题，否则会严重影响产品在瘤胃中的消化及小肠中的吸收，而单以氢化植物油为包衣的产品难以承受包装、运输、贮存时产生的压力，大部分产品均会发生不同程度变形损坏，严重影响其过瘤胃效果，上述原因直接导致无法实现实际的生产销售。因此，微胶囊技术中，需要一种氯化胆碱为主要成份作为芯材，其包衣(又称囊材或壁材)在瘤胃中不易被降解、尽可能多地被小肠吸收，成本低、并且固形性好，能够承受一定压力而不变形的过瘤胃氯化胆碱微胶囊产品。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种固形性好、在瘤胃中不易被降解，同时尽可能多地被小肠吸收的过瘤胃氯化胆碱微胶囊产品。

本发明的另一目的是为了提供上述过瘤胃氯化胆碱微胶囊的制备工艺。

本发明技术方案为：以含有质量百分比为35～45％氯化胆碱为主要的有效成份作为芯材，以丙烯酸树脂IV作为芯材的内层包衣，壳聚糖作为外层包衣，所述内、外层包衣质量均为芯材质量的3～5％。

所述芯材外还设有作为附加层包衣的乙基纤维素，所述附加层包衣位于内层包衣和外层包衣之间或外层包衣之上，所述附加层包衣质量为芯材质量的3～5％。

所述芯材包括由下列质量百分比的成份：氯化胆碱35～45％、淀粉5～10％、微晶纤维素5～10％、跖石40～50％，总质量为100％，加入芯材质量30％的1.5％羧甲基纤维素钠的水溶液混合，再经摇摆制粒机制粒、经抛丸机抛丸、烘干、过16～40目筛制得。

过瘤胃氯化胆碱微胶囊的制备工艺，由下述方法制备而成：下述百分比为质量百分比，

(1)芯材制备：以含有35～45％氯化胆碱为主要的有效成份制成颗粒大小为16～40目的芯材；

(2)包衣溶液的制备：将丙烯酸树脂IV溶于95％酒精中制成丙烯酸树脂IV溶液备用，将壳聚糖溶液溶于4％乙酸溶液中制成壳聚糖溶液备用；

(3)微胶囊的制备：将芯材送入流化床，使固化后的芯材呈流化态，然后经蠕动泵分别将上述丙烯酸树脂IV溶液和壳聚糖溶液送至流化床，作为内层包衣和外层外衣通过喷枪依次均匀喷涂在芯材表面经干燥后制得，所述内、外层包衣质量均为芯材质量的3～5％。

所述步骤(2)中，将乙基纤维素溶于95％酒精中制成乙基纤维素溶液备用；所述步骤(3)中由蠕动泵将乙基纤维素溶液送至流化床，在喷涂内层包衣之后、外层包衣之前，或喷涂外层包衣后，作为芯材的附加层包衣喷涂，所述附加层包衣质量为芯材质量的3～5％。

所述步骤(3)中，所述流化床中喷涂丙烯酸树脂IV的雾化压力0.15～0.20Mpa、进风温度45～55℃、蠕动泵流速8～14g/min；喷涂壳聚糖的雾化压力0.15～0.20Mpa、进风温度80～90℃、蠕动泵流速3～5g/min。

所述喷涂乙基纤维素的雾化压力0.15～0.20Mpa、进风温度45～55℃、蠕动泵流速8～14g/min。

丙烯酸树脂IV、壳聚糖和乙基纤维素均在各自溶解溶液中有溶解饱合度，本领域技术人员可在该范围内选择适当的配比，有的包衣成份在喷涂中浓度高可致黏度高，会对喷涂速度或喷涂时间带来影响；有的包衣成份若配比过低，则导致所需溶解液过多，增加不必要的生产成本等等，考虑上述问题，发明人优选所述每100ml95％酒精溶液内加入8～12g丙烯酸树脂IV；每100ml4％乙酸溶液加入2～4g壳聚糖；每100ml95％酒精溶液中加入2～3g乙基纤维素。

作为被广泛应用于医药、保健食品中的微胶囊技术，为了“缓释”或口感等原因常常覆盖单层包衣，发明人研究发现，将微胶囊技术应用在反刍动物的氯化胆碱饲料添加时，单层包衣是难以解决问题的：氯化胆碱本身具有很强的吸潮性，防吸潮包衣材料有的固形性很差，如上述的氢化植物油；有的过瘤胃效果差、易在瘤胃中降解，如树脂类；有的成本过高、喷涂时间长，如壳聚糖。因此，要满足防潮、固形、成本低、过瘤胃的多重要求，仅在芯材上覆盖单层包衣肯定不够，这是因为反刍动物消化系统特别的生理结构产生的，因此，发明人经大量研究实验得出，可以通过在芯材上覆盖一层以上不同作用的包衣解决上述问题。

发明人选择丙烯酸树脂IV作为内层包衣，直接覆盖在芯材，一方面因为氯化胆碱的吸潮性很强，而丙烯酸树脂IV防水性能很好，能有效解决氯化胆碱吸潮性的问题，且丙烯酸树脂IV喷涂工艺简单、成本低；另一方面在进行后续外层仍至附加层包衣喷涂的工序中，需要在芯材保持干燥的状态下进行，作为内层包衣的丙烯酸树脂IV就能满足上述要求，保护芯材从始至终处于干燥状态，使各层包衣效果好、效率高，作为丙烯酸树脂IV的使用量即内层包衣质量优选相对于芯材质量的3％～5％。但是，由于丙烯酸树脂IV在瘤胃中降解快，因此需要进行外层包衣，而壳聚糖具有对pH值敏感亲水性特点，在瘤胃中几乎不降解，具有良好的生物相容性、可降解性和易成膜性等，而且膜机械性能较好，不易在包装、运输等过程中受压变形，因此发明人选用壳聚糖作为外层包衣，所述壳聚糖使用量即外层包衣质量优选相对于芯材质量的3％～5％。而由于聚壳聚糖溶液黏度很高，作为包衣喷涂必要厚度花费时间长，原料成本也高，从而会导致其生产成本提高，从节约成本和缩短工艺时间上考虑，发明人认为可以通过适当降低壳聚糖的使用量，添加附加层包衣解决，优选乙基纤维素作为附加层包衣是因为其不溶于水，与水共热也不分解，碱和稀酸对其不起作用，且采购成本较低、喷涂方便。作为附加层包衣，本发明中，可以位于内层包衣和外衣包衣之间，也可以位于外层包衣之上，所述作为附加层包衣的乙基纤维素使用量不可过多，以防止包被过度导致过度保护，乙基纤维素使用量即附加层包衣质量优选相对于芯材质量的3％～5％。

所述芯材以氯化胆碱为主要有效成份，辅料可以选择现有粉状氯化胆碱的常用载体，如具有防潮吸附作用二氢化硅、跖石、石粉、米糠、玉米芯粉等中的至少一种，优选跖石，由于跖石吸附性好，作为芯材的辅料使芯材颗粒成形性好，也能使包衣喷涂完整性好。进一步还可以添加具有促进微丸成型作用的淀粉、微晶纤维素以及海藻酸钠等中的至少一种。根据芯材的具体情况还可以添加少量防止静电的沸石粉。将羧甲基纤维素钠、羟丙基纤维素和羟丙甲基纤维素中的至少一种制成溶液与芯材原料混合，增加粘合效果。

优选芯材原料成份为氯化胆碱35～45％、淀粉5～10％、微晶纤维素5～10％、跖石40～50％，总质量合计为100％。加入1.5％羧甲基纤维素钠的水溶液，其用量占芯材总质量的30％，上述百分比为质量百分比。这里，由于1.5％羧甲基纤维素钠的水溶液在制备芯材过程中基本被干燥，且羧甲基纤维素钠含量很低，不计入干燥后芯材总质量中。

本发明通过在芯材上覆盖一层以上不同作用的包衣，既能防水，又能很好固形，保证在包装、运输、贮存时成品不会因受压变形损坏，在瘤胃能达到缓释的目的，增加小肠对氯化胆碱的吸收率。采用流化床工艺依次对芯材进行喷涂包衣，包衣厚度均匀，颗粒圆润成形好，可以作为如牛、羊等反刍动物的日粮胆碱添加。

实施例1

1、芯材制备：

将氯化胆碱40kg、淀粉10kg、微晶纤维素5kg、跖石45kg与1.5％羧甲基纤维素钠水溶液30000ml按比例混合，然后通过摇摆制粒机制粒，再经过抛丸机抛丸，烘干(设备：FLP型流化制粒包衣干燥机)，过筛，筛分的颗粒大小在16-40目之间，备用。

2、包衣溶液的制备：

每100ml95％酒精溶液内加入12g丙烯酸树脂IV，搅拌使其溶解制成丙烯酸树脂IV溶液；每100ml4％乙酸溶液加入3g壳聚糖，搅拌使其溶解制成壳聚糖溶液；每100ml95％酒精溶液中加入2.5g乙基纤维素，搅拌使其溶解制成乙基纤维素溶液。

3、微胶囊的制备：

将上述颗粒状的芯材送入流化床的包衣室，

(1)调节雾化压力：0.15～0.20Mpa、进风温度：45～55℃、蠕动泵流速：8～14g/min，使芯材呈现流化态，经蠕动泵将丙烯酸树脂IV溶液送至流化床，再通过喷枪喷涂在芯材颗粒表面成为芯材的内层包衣，喷涂量为干燥后的丙烯酸树脂作为内层包衣为芯材质量的3％。

(2)在内层包衣喷涂完成后，调节雾化压力0.15～0.20Mpa、进风温度80～90℃、蠕动泵流速3～5g/min，经蠕动泵将壳聚糖溶液送至流化床通过喷枪喷涂在芯材颗粒的内层包衣上，成为芯材的外层包衣，喷涂量为干燥后的壳聚糖作为外层包衣为芯材质量的3％。

(3)在内、外层包衣喷涂完成后，调节雾化压力0.15～0.20Mpa、进风温度45～55℃、蠕动泵流速8～14g/min，经蠕动泵将乙基纤维素溶液送至流化床通过喷枪喷涂在芯材颗粒的外层包衣上，成为芯材的附加层包衣，喷涂量为干燥后的乙基纤维素作为附加层包衣为芯材质量的5％，干燥后即得本发明产品。

实施例2

1、芯材制备：

氯化胆碱35kg、淀粉5kg、微晶纤维素10kg、跖石50kg、1.5％羧甲基纤维素钠水溶液30000ml，按比例混合，其余同实施例1。

2、包衣溶液的制备：

同实施例1。

3、微胶囊的制备：

将上述颗粒状的芯材送入流化床的包衣室，以内层包衣、附加层包衣、外层包衣的顺序，依次喷涂丙烯酸树脂IV溶液、乙基纤维素溶液、壳聚糖溶液，其中，内层包衣的喷涂量为干燥后的丙烯酸树脂IV作为内层包衣为芯材质量的3％，附加层包衣的喷涂量为干燥后乙基纤维素的作为附加层包衣为芯材质量的3％，外层包衣的喷涂量为干燥后的壳聚糖作为外层包衣为芯材质量的5％，共余同实施例1。

实施例3

1、芯材制备：

氯化胆碱45kg、淀粉8kg、微晶纤维素7kg、跖石40kg、1.5％羧甲基纤维素钠水溶液30000ml，按比例混合，其余同实施例1。

2、包衣溶液的制备：

同实施例1。

3、微胶囊的制备：

将上述颗粒状的芯材送入流化床的包衣室，以内层包衣、附加层包衣和外层包衣的顺序，依次喷涂丙烯酸树脂IV溶液、乙基纤维素溶液、壳聚糖溶液，其中，内层包衣的喷涂量为干燥后的丙烯酸树脂IV作为内层包衣为芯材质量的5％，外层包衣的喷涂量为干燥后的壳聚糖作为外层包衣为芯材质量的3％，附加层包衣的喷涂量为干燥后的乙基纤维素作为外层包衣为芯材质量的3％，其余同实施例1。

实施例4

1、芯材制备：同实施例1。

2、包衣溶液的制备：

每100ml95％酒精溶液内加入12g丙烯酸树脂IV，搅拌使其溶解制成丙烯酸树脂IV溶液；每100ml4％乙酸溶液加入3g壳聚糖，搅拌使其溶解制成壳聚糖溶液；

3、微胶囊的制备：

将上述颗粒状的芯材送入流化床的包衣室，

(1)调节雾化压力：0.15～0.20Mpa、进风温度：45～55℃、蠕动泵流速：8～14g/min，使芯材呈现流化态，再经蠕动泵将丙烯酸树脂IV溶液经涂装室喷枪喷涂在芯材颗粒表面成为芯材的内层包衣，喷涂量为干燥后的丙烯酸树脂作为内层包衣为芯材质量的4％。

(2)在内层包衣喷涂完成后，调节雾化压力0.15～0.20Mpa、进风温度80～90℃、蠕动泵流速3～5g/min，使包有内层包衣的芯材呈现流化态，再经蠕动泵将壳聚糖溶液经涂装室喷枪喷涂在芯材颗粒的内层包衣上，成为外层包衣，喷涂量为干燥后的壳聚糖作为外层包衣为芯材质量的4％，干燥后即得本发明产品。

实施例5

1、芯材制备：

以质量百分比为35％的氯化胆碱为主要成份的芯材100kg，其中玉米芯粉为载体，粒度在40目。其余同实施例1。

包衣溶液的制备和微胶囊的制备均同实施例1。

表1产品的效果比较

注：IV：丙烯酸树脂IV；CS：壳聚糖；EC：乙基纤维素，上述百分比均为为质量百分比。

表中，PH6.6：产品在pH6.6缓冲液中的释放率。PH2.4：产品在pH2.4缓冲液中的释放率。有效释放率(％)：过瘤胃有效释放率(％)。可以用以下公式解释：

瘤胃稳定性(％)＝1-产品在pH6.6缓冲液中的释放率。

小肠消化率(％)＝产品在pH2.4缓冲液中的释放率。

过瘤胃有效释放率(％)＝(1-产品在pH6.6缓冲液中的释放率)×产品在pH2.4缓冲液中的释放率。

对于产品而言，在PH6.6缓冲溶液中的释放率越低表明瘤胃稳定性越好。在PH2.4缓冲溶液中的释放率越高表明小肠消化率越好。过瘤胃的目的就是为了让氯化胆碱尽可能的避开瘤胃对氯化胆碱的消化，尽可能的到达小肠被小肠吸收，从而使反刍动物以一种简便和快捷的方式获得营养。因此，从上表可以看出，采用单层包衣避开瘤胃对胆碱消化的效果差，采用两层或两层以上包衣效果较好，其中，实施例1的效果最好。

Claims

1.一种过瘤胃氯化胆碱微胶囊，其特征在于，以含有质量百分比为35～45％氯化胆碱为主要的有效成份作为芯材，以丙烯酸树脂IV作为芯材的内层包衣，壳聚糖作为外层包衣，所述内、外层包衣质量均为芯材质量的3～5％。

2.如权利要求1所述的过瘤胃氯化胆碱微胶囊，其特征在于，还设有作为附加层包衣的乙基纤维素，所述附加层包衣位于内层包衣和外层包衣之间或外层包衣之上，所述附加层包衣质量为芯材质量的3～5％。

3.如权利要求1或2所述的过瘤胃氯化胆碱微胶囊，其特征在于，所述芯材包括由下列质量百分比的成份：氯化胆碱35～45％、淀粉5～10％、微晶纤维素5～10％、跖石40～50％，总质量为100％，加入芯材质量30％的1.5％羧甲基纤维素钠的水溶液混合，再经摇摆制粒机制粒、经抛丸机抛丸、烘干、过16～40目筛制得。

4.一种过瘤胃氯化胆碱微胶囊的制备工艺，其特征在于，由下述方法制备而成：下述百分比为质量百分比，

5.如权利要求4所述的过瘤胃氯化胆碱微胶囊的制备工艺，其特征在于，所述步骤(1)中，所述芯材包括由下列质量百分比的成份：氯化胆碱35～45％、淀粉5～10％、微晶纤维素5～10％、跖石40～50％，总质量为100％，加入芯材质量30％的1.5％羧甲基纤维素钠的水溶液混合，再经摇摆制粒机制粒、经抛丸机抛丸、烘干、过16～40目筛制得。

6.如权利要求4或5所述的过瘤胃氯化胆碱微胶囊的制备工艺，其特征在于，所述步骤(2)中，将乙基纤维素溶于95％酒精中制成乙基纤维素溶液备用；所述步骤(3)中由蠕动泵将乙基纤维素溶液送至流化床，在喷涂内层包衣之后、外层包衣之前，或喷涂外层包衣后，作为芯材的附加层包衣喷涂，所述附加层包衣质量为芯材质量的3～5％。

7.如权利要求4或5所述的过瘤胃氯化胆碱微胶囊的制备工艺，其特征在于，所述步骤(3)中，所述流化床中喷涂丙烯酸树脂IV的雾化压力0.15～0.20Mpa、进风温度45～55℃、蠕动泵流速8～14g/min；喷涂壳聚糖的雾化压力0.15～0.20Mpa、进风温度80～90℃、蠕动泵流速3～5g/min。

8.如权利要求6所述的过瘤胃氯化胆碱微胶囊的制备工艺，其特征在于，所述步骤(3)中，所述喷涂乙基纤维素的雾化压力0.15～0.20Mpa、进风温度45～55℃、蠕动泵流速8～14g/min。