CN101461450B - 通过饮水补充动物体内类胡萝卜素的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种通过饮水补充动物体内类胡萝卜素的方法，所述方法包括以下步骤：(1)将黄色素和/或红色素制成微胶囊干粉或微粒；(2)按比例混合的上述微胶囊干粉或微粒，并溶于水配制成色素水溶液；(3)将配制好的所述色素水溶液让动物体饮用。通过本发明的方法补充动物体内类胡萝卜素与现行的常规方法相比具有易于吸收、色素用量省、着色效率高、着色稳定、色素受加工过程中影响较少的优点。
Description
技术领域
本发明属于生物化学领域，揭示了一种通过饮水补充动物体内类胡萝卜素，从而达到营养强化和着色目的的方法。
技术背景
类胡萝卜素在动物饲养中是一类非常重要的物质，其不仅有利于动物体的生长发育，而且还能赋予动物体皮肤或者其它附生物如蛋黄诱人的颜色。动物体自身不能合成类胡萝卜素，它们只有从外界摄食这些有用的物质，摄食进入动物体内的类胡萝卜素在发挥其重要生理功能的同时还能在脂肪中沉积下来从而赋予了其各种各样绚丽的颜色，如三文鱼的粉红色、龙虾壳的青色及鸟类各色鲜艳的羽毛等。
除了着色功能，一些类胡萝卜素还有着维生素A原活性，但也局限于700多种类胡萝卜素中的50余种，例如：β-胡萝卜素、β-阿朴-8’-胡萝卜醛等，除了维生素A原活性外，类胡萝卜素在动物体内还广泛用作抗氧化剂，免疫增强剂和光保护剂等，此外它们还能减少细胞缝隙交流及降低癌细胞的活性等功能。
如上所述，类胡萝卜素在动物体内是通过在脂肪中沉积下来而显示特定颜色的，如禽类蛋黄颜色的深浅及均匀性与其中所含类胡萝卜素的量息息相关，目前已有专用的比色扇指数(RCFY)来衡量蛋黄的颜色特征，根据蛋黄颜色从浅到深可以分为1-14级，蛋黄颜色较深且均一时的禽蛋在市场上往往有一个好的价格。但在不同国家，对蛋黄颜色的要求也不一样，如在除德国外的北欧国家中，对这方面的要求较低，一般要求蛋黄颜色比色扇指数在7-11之间就可以了，而在西欧和南欧国家，人们追求更深颜色的蛋黄，要求的比色扇指数达11-14级，在东南亚部份国家，人们的心理较易接受的蛋黄比色扇值约为12-13。除了对蛋黄颜色有所喜好外，中国、澳大利亚、法国和西班牙等国家的消费者对禽类皮肤、脚胫及喙的颜色也有要求，拥有深黄色且均一的皮肤或金黄色脚胫的肉鸡往往有较高的市场价格。
乡间农户散养的鸡鸭，由于经常食用含多量类胡萝卜素的植物、昆虫、水草或藻类等，存在于这些生物体内的天然类胡萝卜素就进入家禽体内沉积下来，所以家庭散养的禽类皮肤、脚胫及喙等往往具有令人喜爱的黄色，这些家禽的蛋黄也具有较深的黄色，其比色扇指数往往能达到12级以上。而那些规模化养殖的禽类，由于常规饮食中仅包含有少量的类胡萝卜素，为了达到与放养的禽类相似的外观品质，往往要求在其饲料中补充一些法律上允许使用的黄色素和红色素。
动物饲料中补充的黄色素可以是天然来源的叶黄素和玉米黄质，往往通过摄食黄玉米、玉米蛋白粉、苜蓿、万寿菊花等植物来补充，黄色素也可以是合成的，例如：β-阿朴-8’-胡萝卜素醛、或β-阿朴-8’-胡萝卜素乙酸酯，补充的红色素一般是角黄素或枳橙黄素或辣椒红素。目前禽类养殖业中一般是在饲料中添加万寿菊提取物干粉(叶黄素含量为2％，是将万寿菊提取物与淀粉等载体物质混合而成)和合成斑蝥黄素的微胶囊干粉(有效成分含量为10％)分别作为黄色素和红色素来源，从而赋予禽类皮肤或脚胫或蛋黄以理想的金黄色。
饲料中黄色素和红色素的添加量是不同的，相对于黄色素如叶黄素和玉米黄质，红色素斑蝥黄素有着更高的着色效率，所以在禽类特别是肉禽类的着色过程一般分为两个阶段，在第一阶段是确保基底达到黄色，在此基底上可按需求加深色度。此着色阶段称为饱和阶段，是通过加入黄色色素使黄色加深而达到目的的，而达到此目标最佳方法是采用玉米、玉米蛋白粉和其它叶黄素的组合。着色的第二阶段是在黄色基底上通过加入红色色素来增强色泽的同时保证不褪色，并使色泽更加均匀，此阶段称为增色阶段，经过此阶段后，禽类皮肤或脚胫由黄色转变为金黄-橙红色。在整个阶段，为达到最佳的着色效果，黄色素和红色素的添加比例在3∶1到4∶1之间。
如上所述，在动物的饲养过程中，要向日常饲料中添加大量的黄色素和红色素，在目前的饲料工业中，添加的黄色素主要是万寿菊提取物，添加形式往往是吸附型干粉，其中叶黄素的含量在2％左右，也就是将叶黄素从万寿菊中提取后与淀粉等载体混合后得到的低含量粉末。
应用这种吸附型干粉会带来几个问题：一、叶黄素晶体仅仅是吸附于载体中，没有经过充分的包埋保护，所以产品的稳定性差，在饲料的加工贮存过程中损耗大；二、由于色素中有效成分类胡萝卜素是以晶体形式存在的，这会造成其在动物体内的生物利用率很低，也会间接地造成较大的浪费。
另一方面，将黄色素和红色素通过添加到饲料中喂养时由于过程较长，不可控因素增多，受其它如饲料中本身类胡萝卜素水平、维生素A水平、霉菌毒素污染、球虫病、原料的变异性、药物的作用、饲料的转化率、维生素E水平等因素的影响较大，在相同的色素添加水平时也会有着色效果上的巨大差异，也就是说很易着色失败，这是禽类养殖业中一个很难解决的问题。
发明内容
为了克服上述这些问题，在本发明中描述了一种通过饮水来补充动物体内类胡萝卜素的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将黄色素和/或红色素制成微胶囊干粉或微粒；
(2)按比例混合的上述微胶囊干粉或微粒，并溶于水配制成色素水溶液；
(3)将配制好的所述色素水溶液让动物体饮用。
其中，黄色素选自β-阿朴-8’-胡萝卜素醛、和β-阿朴-8’-胡萝卜素乙酸酯、叶黄素和玉米黄质中的至少一种；红色素选自斑蝥黄素、枳橙黄素、和辣椒红素中的至少一种。
其中，所述黄色素为合成的或天然的；其中，天然的黄色素从万寿菊中提取叶黄素和玉米黄质。
其中，所述黄色素与红色素混合的有效成分质量的比例为6∶1～0.1∶1。
其中，所述微胶囊干粉或微粒中类胡萝卜素有效成分含量为5～25％(w/w)。
其中，其中，所述色素水溶液为冷水可溶型或温水可溶型的水溶液，并且所述色素水溶液中的类胡萝卜素浓度为30mg/kg～400mg/kg。
其中，所述温水的温度为25～60℃，冷水为日常大气温度，一般为5℃到25℃之间的水。
其中，将配制好的色素水溶液让动物体饮用，对肉禽类，在其上市前3～10天开始饮用。
其中，将配制好的色素水溶液让动物体饮用，对肉禽类，在其上市前5～7天开始饮用。
其中，将配制好的色素水溶液让动物体饮用，对蛋禽类，在其上市前2～7天开始饮用。
其中，将配制好的色素水溶液让动物体饮用，对蛋禽类，在其上市前3～5天开始饮用。
其中，通过饮水补充类胡萝卜素可应用于家禽按常规方法着色失败时的补救性着色。
具体来说，本发明提供了一种类胡萝卜素的冷水或温水可溶的剂型，温水的温度范围在25℃～60℃之间，冷水的温度范围为5℃～25℃之间。其中，包括一定比例的黄色素和红色素的混合物，在肉鸡上市前3～10天，将这些类胡萝卜素溶于水中，每天让动物通过饮水来补充，这样在肉鸡上市前其皮肤、脚胫和喙就能达到理想的金黄色；或者对蛋鸡或蛋鸭，每天通过饮水来补充上述类胡萝卜素，3-5天后，蛋黄也能达到较深的黄色，其RCFY值能达到10-13左右。
通过本发明的方法补充动物体内类胡萝卜素与现行的常规方法相比的优势在于：一、易于吸收，二、色素用量省，三、着色效率高，四、着色稳定，五、色素受加工过程中影响较少。
在常规方法中，在禽类的整个生长过程中都需要不间断地补充不同量的黄色素和红色素类，相当大一部分色素或者由于以结晶状态存在而没有被吸收利用，或者吸收但没有沉积在脂肪中直接被排出体外，或者由于时间较长，沉积下来后由于生物体本身的代谢活动而分解，这些都造成了类胡萝卜素极大的浪费，着色效率低。
在本发明揭示的方法中，一、由于使用到的类胡萝卜素都是通过微胶囊包埋，有效成分是以无定型状态存在，其在生物体内有较高的生物利用率，通过饮水更易于吸收利用。二、更为重要的是，给动物体补充色素的时间短，上市前一星期开始补充色素在上市时就能达到理想的颜色，色素的用量大为减少。三、动物对比试验表明达到相同着色效果时色素的用量仅为常规方法喂养时色素用量的1/3-1/4，色素的着色效率得到极大的提高。四、着色稳定。按常规方法补充类胡萝卜素时，不可控因素很多，饲料的营养状况及生物体本身的健康状况会影响到最终着色效果，而运用本发明提供的方法时，着色路径较短，能大大减少不可控因素的影响，着色效果稳定，而且当用常规方法着色失败时，还可运用此方法来补救性着色。五、色素受加工过程中影响较少。在常规方法中，特别是叶黄素是以晶体的形式吸附于淀粉等载体中，这些类胡萝卜素是很不稳定的，易受光、热、氧及加工过程的影响而损失，但在本发明中的类胡萝卜素都处于稳定性很好的微胶囊包埋状态，并且没有经受额外的加工过程影响，所以它们的损耗较少。上述这些对比优势赋予了本专利的创新性和工业化前景。
本发明中描述了一种通过饮水来补充动物体内类胡萝卜素的方法，也就是先将万寿菊花中类胡萝卜素提纯皂解后得到高含量的类胡萝卜素纯品，其中总类胡萝卜素含量可达60％以上，再将此高含量的类胡萝卜素通过微胶囊技术包埋得到一定含量的冷水或温水可溶型干粉，与斑蝥黄素冷水或温水可溶型微胶囊微粒按一定比例混合，在动物上市前3-10天，将此混合后的粉剂直接溶于水后让动物饮用，从而达到补充类胡萝卜素的目的。相对于常规的经过一系列加工过程而将类胡萝卜素加入到饲料中后，通过日常饲料的进食来摄入类胡萝卜素的方法，本方法的着色效率高、着色时间短、色素用量省，而且不需要经过加工处理过程，减少了类胡萝卜素不必要的损耗。
本发明中提供了一种通过饮水来补充动物体内类胡萝卜素以达到着色和营养强化目的的方法。在此方法中用叶黄素等黄色素稳定性好、易于吸收利用的微胶囊微粒剂型代替目前常规方法中的吸附性干粉，免去了色素在饲料加工过程中的损失，与斑蝥黄素等红色素按比例混合后溶于水配成一定浓度的溶液，动物体通过连续饮用此色素水溶液后3-10天就可达到着色目的，且着色均匀。
本发明中涉及的方法具体描述如下：
将黄色素通过微胶囊技术得到一定含量的干粉，此黄色素可为合成的，例如：β-阿朴-8’-胡萝卜素醛、或β-阿朴-8’-胡萝卜素乙酸酯，也可为天然来源的，如万寿菊中的叶黄素和玉米黄质，天然来源时先将叶黄素和玉米黄质提取后纯化至60％以上的纯度。
此方法中用到的红色素可为斑蝥黄素或枳橙黄素或辣椒红素，也是以微胶囊的形式应用，其中有效成分的含量在5～25％(w/w)之间，此微胶囊干粉或微粒可为冷水可溶型，也可为温水可溶型。
将黄色素和红色素微胶囊干粉或微粒混合，混合干粉或微粒中黄色素和红色素有效成分量的比例依实际喂养需要在6∶1至0.1∶1之间，也可按照此比例先将黄红色素预先混合均匀得到复合类胡萝卜素晶体，再将此晶体混合物通过微胶囊技术得到同时含黄色素和红色素的干粉或微粒。
将上述黄色素和红色素干粉或微粒的混合物或黄色素或红色素混合物的干粉或微粒溶于水中，使其中总类胡萝卜素的浓度为30mg/kg至400mg/kg之间。对冷水可溶型干粉或微粒，可先将干粉或微粒溶于少量的冷水中，再稀释成所需的浓度，对温水可溶型干粉或微粒，可先将干粉或微粒溶于少量的温水中，再用足量的冷水稀释成所需的浓度。
将配制好的色素水溶液让动物体饮用，对肉禽类，一般是在其上市前3～10天，优选5～7天开始饮用，这样能保证其在上市时拥有良好的着色效果，对蛋禽类，连续饮用此色素水溶液3-5天后，其蛋黄也能达到理想的黄色。
常规方法喂养时，红色素和黄色素的使用量分别在20～80mg和100～200mg以上，而使用本发明时其红色素和黄色素的使用量分别为10～20mg和20～50mg。
按本发明的方法喂养时，与常规喂养方法相比，色素的用量能减少1/10～9/10，甚至能减少2/3～3/4，但能达到相同的着色效果，动物体对色素的生物利用率大为提高，色素的使用量得到极大的节省，而且此方法可用于按常规方法喂养着色失败时的补救性着色。
本发明揭示的方法的优点可从下列实施例中得到体现。
具体实施方式
通过以下实例来对本发明作进一步具体说明，但并不仅限于以下实施例和实施例中的工艺参数范围。
实施例1
某养鸡场共有8900只三黄鸡，使用浙农泰龙牌饲料按常规方法饲养，饲料中添加了足量的红色素(加丽素红10％)和黄色素(叶黄素2％干粉)，但是经过45天精心饲喂，发现肉鸡着色不良，着色程度参差不齐，其脚胫的罗氏比色扇指数最高为13，最低为6，平均为7.4，着色程度普遍偏低，鸡只色度相差大。而且观察发现肉鸡皮毛干燥，皮肤苍白无色，精神不振，伴有呼吸道疾病症状。
第46天开始通过饮水来补充色素进行补救性着色。将温水可溶型叶黄素微粒10％与来立红(10％斑蝥黄素微粒)混合，其中有效成分的比例为1∶1，每天取此混合颗粒360g溶于3kg 40℃左右温水中搅拌溶解后加入约600公斤水中混匀供8900只鸡一天饮用，此水溶液中叶黄素和斑蝥黄素的浓度分别为30mg/kg，连续饮用4天后发现肉鸡皮肤色泽得到显著改善，脚胫罗氏比色扇测得色度最低10度，最高14度，平均12度，并且鸡采食增加，精神状态良好，皮毛有光泽，体重增长显著，平均体重从开始的1.35kg增至1.75kg，并且呼吸道症状几近痊愈。
从饮用水剂前后比较可以看出，通过水剂补充类胡萝卜素最显著的优点是具有很强的着色效果，在短时间内效果确切，结果一致，并且对缓解肉鸡的疾病症状，促进采食和增重有正面作用。
实施例2
取某养鸡场中四川小麻鸡700只，按常规方法喂养到25日龄，但在饲料中没有额外添加任何红色素和黄色素，在25日龄时小麻鸡皮肤平均比色扇指数为5.5，从26日开始通过饮水补充肉鸡体内的色素。将5％叶黄素微胶囊干粉(冷水可溶型)与15％斑蝥黄素微粒(冷水可溶型)按6∶1比例混合(其中有效成分的含量比例为2∶1)，每天取此混合颗粒65g溶于0.5kg冷水中，搅拌溶解完全后用175kg水稀释供700只小麻鸡饮用，通过此种方式补充类胡萝卜素，7天后，肉鸡皮肤平均比色扇指数达11.0，且着色色度均匀，不同只鸡间着色差异小。这样为达到理想的着色效果每只鸡需摄入黄色素和红色素的总量分别为27.8mg和13.9mg，且着色时间短，只需在上市前7天开始着色即可。
实施例3
取某蛋鸡养殖场中400只笼养成熟蛋鸡分为两组，每组200只，一组按常规方法喂养，在其日常饲料中添加β-阿朴-8’-胡萝卜素乙酸酯和枳橙黄素，添加浓度分别为15mg/kg和80mg/kg，连续喂养5天后，其蛋黄比色扇指数为12级，但蛋黄颜色时有差异。
在另一试验组中给予蛋鸡饮水着色，用到的类胡萝卜素为β-阿朴-8’-胡萝卜素乙酸酯和枳橙黄素晶体混合物的微胶囊微粒，其中总类胡萝卜素含量为11％，β-阿朴-8’-胡萝卜素乙酸酯和枳橙黄素比例为0.1∶1，将此类胡萝卜素微胶囊微粒溶于水后配成30mg/kg浓度给予蛋鸡饮用，3天后蛋黄颜色稳定在比色扇指数为13级的金红色，且着色均匀，将此蛋黄煮熟后颜色也不会消退。
实施例4～8
取实施例2中相同的小麻鸡或实施例3中蛋鸡，按相似的饲养方法补充黄色素和红色素，其中对应的黄色素和红色素的组成、比例、饲喂方法及着色效果分别列于表1中：
表1：实施例4～8的操作条件及效果
| 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | |
| 实验对象 | 800只四川小麻鸡 | 700只三黄鸡 | 700只四川小麻鸡 | 蛋鸡 | 蛋鸡 |
| 红色素的种类 | 15％斑蝥黄质微粒(温水40℃可溶) | 5％辣椒红素干粉(10℃冷水可溶)+10％枳橙黄素(温水25℃可溶)，有效成分比例为1∶1 | 5％辣椒红素干粉(20℃冷水可溶)+10％角黄素(温水60℃可溶)，有效成分比例为1∶2 | 5％辣椒红素干粉(5℃冷水可溶) | 角黄素5％干粉(25℃冷水可溶) |
| 黄色素的种类 | 15％叶黄素和玉米黄质微粒(温水40℃可溶)，有效成分比例为1∶3 | 10％β-阿朴-8’-胡萝卜素醛微粒(温水60℃可溶) | 5％玉米黄质微粒(温水可溶)+10％β-阿朴-8’-胡萝卜素乙酸酯微粒(温水25℃可溶)，有效成分比例为2∶1 | 10％叶黄质微粒(冷水可溶)+10％β-阿朴-8’-胡萝卜素乙酸酯微粒(温水40℃可溶)，有效成分比例为1∶1 | 10％玉米黄质微粒(10℃冷水可溶) |
| 黄色素与红色素的比例 | 1∶1 | 1∶5 | 1∶1 | 3∶1 | 6∶1 |
| 饮水中总类胡萝卜素的浓度 | 200ppm | 400ppm | 320ppm | 50ppm | 30ppm |
| 喂养时间(天) | 3 | 10 | 5 | 2 | 7 |
| 饲喂效果 | 肉鸡皮肤平均比色扇指数达11.0，且着色色度均匀，不同只鸡间着色差异小。 | 肉鸡皮肤平均比色扇指数达12.5，鸡胫、爪、喙达金黄色，且着色均匀。 | 肉鸡皮肤平均比色扇指数达12.0，鸡胫、爪、喙达亮丽的黄色，不同只鸡间着色差异小。 | 蛋黄颜色稳定在比色扇指数为12级的金红色，且着色均匀持久。 | 蛋黄颜色稳定在比色扇指数为13级的金红色，且着色均匀，将此蛋黄煮熟后颜色也不会消退。 |
对比实施例1
取实施例2中养鸡场的另一组700只小麻鸡，按常规方法喂养着色，即从小鸡开始就在饲料中添加叶黄素2％吸附型干粉2.0kg/吨，25日龄后，在中鸡饲料中开始添加叶黄素2％吸附型干粉(添加量仍为2.0kg/吨)和斑蝥黄20％微粒55g/吨，再喂养15天后宰杀，肉鸡皮肤平均比色扇指数为10.5，且不同只鸡间着色存在一定的差异。按肉禽干基饲料的摄取量为其饮水量的一半计算可知按此常规方法饲喂时肉鸡消耗的总叶黄素和斑蝥黄的量分别为120mg和26.8mg左右，为通过饮水补充类胡萝卜素时消耗量的4.3倍和2倍。
从此对比例中可以看出通过饮水补充类胡萝卜素对肉鸡着色的成本优势和效率优势。
本发明通过上面的实施例进行举例说明，但是，应当理解，本发明并不限于这里所描述的特殊实例和实施方案。在这里包含这些特殊实例和实施方案的目的在于帮助本领域中的技术人员实践本发明。任何本领域中的技术人员很容易在不脱离本发明精神和范围的情况下进行进一步的改进和完善，因此本发明只受到本发明权利要求的内容和范围的限制，其意图涵盖所有包括在由附录权利要求所限定的本发明精神和范围内的备选方案和等同方案。
Claims (10)
1.一种通过饮水补充禽类动物体内类胡萝卜素的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将黄色素和红色素制成微胶囊干粉或微粒；
(2)按比例混合的上述微胶囊干粉或微粒，并溶于水配制成色素水溶液；和
(3)将配制好的所述色素水溶液让动物体饮用；
其中：所述黄色素与红色素混合的有效成分质量的比例为6∶1～0.1∶1，所述微胶囊干粉或微粒中类胡萝卜素有效成分含量为5～25w/w％。
2.如权利要求1所述的方法，其中，黄色素选自β-阿朴-8’-胡萝卜素醛、β-阿朴-8’-胡萝卜素酸乙酯、叶黄素和玉米黄质中的至少一种；红色素选自斑蝥黄素、枳橙黄质、和辣椒红素中的至少一种。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述黄色素为合成的或天然的；其中，天然的黄色素为从万寿菊中提取的叶黄素和玉米黄质。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述色素水溶液为冷水可溶型或温水可溶型的水溶液，并且所述色素水溶液中的类胡萝卜素浓度为30～400mg/kg。
5.如权利要求4所述的方法，其中，所述温水的温度为25～60℃；所述冷水的温度范围为5～25℃。
6.如权利要求1所述的方法，其中，将配制好的色素水溶液让动物体饮用，对肉禽类，在其上市前3～10天开始饮用。
7.如权利要求1所述的方法，其中，将配制好的色素水溶液让动物体饮用，对肉禽类，在其上市前5～7天开始饮用。
8.如权利要求1所述的方法，其中，将配制好的色素水溶液让动物体饮用，对蛋禽类，在其上市前2～7天开始饮用。
9.如权利要求8所述的方法，其中，将配制好的色素水溶液让动物体饮用，对蛋禽类，在其上市前3～5天开始饮用。
10.如权利要求1所述的方法，其中，通过饮水补充类胡萝卜素应用于家禽按常规方法着色失败时的补救性着色。
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