CN101594849A - 具有有机酸和脂肪酸的基质嵌入型组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明一般提供了具有有机酸和脂肪酸的基质嵌入型组合物。该组合物可给予动物以将完整的有机酸和脂肪酸递送至动物小肠。本发明还提供了包含基质嵌入型组合物的单胃饲料配给。

Description

具有有机酸和脂肪酸的基质嵌入型组合物
发明领域
本申请一般涉及具有有机酸和脂肪酸的基质嵌入型组合物(matrix-embedded composition)。该组合物可给予动物以将完整的有机酸和脂肪酸递送至动物小肠。
发明背景
越多越多地需要能够向人体或动物提供能量、营养、维生素和/或矿物质的营养补充剂或液体食品补充剂。这些补充剂通常给予婴儿、老人或重病患者，以提供维持生命的营养。运动员也可使用营养补充剂来提升能量和性能或者被生活方式紧张忙碌的常规人群使用以提供均衡饮食。而且，这些补充剂可以给予陪伴动物以满足其营养需要或者给予农业动物以促进生长和健康。
营养补充剂可包含脂肪酸或甘油三酯(脂肪酸的甘油酯)而非葡萄糖或其他糖形式的快速能量来源。短链(C2-C6)脂肪酸通常在大肠中由不可消化的淀粉或可溶性纤维素的微生物发酵产生。短链脂肪酸易于吸收和氧化产生能量或用于产生ATP。营养补充剂中加入短链脂肪酸或短链甘油三酯能使这些脂肪酸在肠道中更早吸收。中链(C8-C12)甘油三酯一般加入婴儿配方中，因为乳汁中高度富含这些分子。中链甘油三酯比长链甘油三酯的消化和吸收要快得多，因而提供快速能量来源。短链和中链脂肪酸使肠道酸化，通过限制有益性较低的菌群的生长和活性而提供抗微生物活性。然而，与食品补充剂中加入脂肪酸有关的一个问题是，在胃部苛刻酸性环境下脂肪酸可能发生降解。
已使用一些类型的包封产品来保护有机酸，使它们在到达小肠时保持完整。包封产品通常包括完全包裹或“包封”有机酸的保护性包衣。然而，包封技术的一个缺陷在于，保护性包衣可能在胃部发生缺损。这种缺损的包衣又导致所有有机酸在胃中而不是小肠中释放。
虽然早已认识到，营养补充剂可有益地包含脂肪酸，需要一种机制来将足够量的这些营养剂以完整状态递送至肠，在肠中吸收。
发明概述
本发明的一方面提供了一种嵌入脂质基质的组合物。该组合物包含有机酸和具有4-12个碳原子的脂肪酸。
本发明的另一方面包括一种向单胃动物提供有机酸和具有4-12个碳原子的脂肪酸的方法。该方法包括给予单胃动物包含嵌入脂质基质的有机酸和脂肪酸的组合物。通常，有机酸和脂肪酸基本上不从基质释放直到组合物进入单胃动物的小肠。
本发明的另一方面提供了一种单胃动物饲料配给(feed ration)。该饲料配给包含谷物、粗蛋白、粗脂肪以及含有嵌入脂质基质的有机酸和脂肪酸的组合物。
附图简要说明
图1描绘了每个饮食组中小猪的初始体重，每个饮食组中小猪的最终体重以及每个饮食组中小猪的体重变化。
图2描绘了每个饮食组中小猪的日体重增加。
图3描绘了每个饮食组中小猪的饲料转化率(feed conversion)。
图4示意性地描绘了保护有机酸(OA)免于胃部消化的两种技术。图A示出了一种包封产品，其包含位于保护性屏障层内侧的100％活性成分。图B示出了本发明基质嵌入型组合物。如图所示，嵌入的OA位于表面上或基质内。
发明详述
本发明提供了具有有机酸和脂肪酸的基质嵌入型组合物。因为本发明的组合物嵌入基质内，它们通常能够抵抗胃酸的降解。然而，一旦基质嵌入型组合物进入小肠，肠道酶类如脂肪酶和酯酶可水解该组合物，导致完整的有机酸和脂肪酸从基质释放。除了提供营养益处，有机酸和脂肪酸还可提供抗微生物活性。如实施例所述，与仅含有有机酸和基质嵌入型组合物相比，将所述基质嵌入型组合物给予单胃动物能提高总的体重增加和饲料效率。
I.基质嵌入型组合物
本发明的一方面提供了嵌入基质的组合物。一般来说，该组合物包含有机酸和脂肪酸。下面将详细描述有机酸、脂肪酸和基质的适当例子。
(a)基质
许多化合物或组合物适合用作基质。在本发明的内容中，术语“基质”以其最广泛涵义使用，包括任意类型的化合物或组合物，其中可嵌入包含有机酸和脂肪酸的组合物。在示范性实施方式中，基质将包含脂肪来源。一般来说，合适的基质是包含有机酸和脂肪酸的组合物嵌入密度相对较高的基质。在本发明的内容中，术语“嵌入”一般表示脂肪酸和有机酸位于基质表面或基质内。术语“基质嵌入型”不包括包封产品。包封产品通常包含位于保护性包衣或屏障内侧的100％活性剂(如有机酸或脂肪酸)。
在一个实施方式中，基质材料可包括：多糖或糖和从植物、真菌或微生物提取的糖蛋白的混合物。非限制性的例子包括：玉米淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、纤维素、半纤维素、右旋糖苷、麦芽糊精、环糊精、菊糖、果胶、甘露聚糖、阿拉伯胶、刺槐豆胶、豆胶树树胶、瓜尔胶、刺梧桐树胶、印度胶、黄蓍胶、布海苔(funori)、角叉聚糖、琼脂、藻酸盐、壳聚糖或胶凝糖胶。
在另一实施方式中，基质材料可包括蛋白质。合适的蛋白质包括但不限于：明胶、酪蛋白、胶原、乳清蛋白、大豆蛋白、稻谷蛋白和玉米蛋白。
在另一个实施方式中，基质材料可包括食用蜡。食用蜡可源自哺乳动物、昆虫或植物。非限制性的例子包括：蜂蜡、羊毛脂、月桂蜡、腊棕榈和米糠蜡。基质材料也可包含生物聚合物的混合物。例如，基质材料可包含多糖和脂肪的混合物。
在又一实施方式中，基质材料可包括半合成聚合物。半合成聚合物包括但不限于：半合成纤维素和半合成淀粉。半合成纤维素包括：甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、磺酸化纤维素、醋酸纤维素、醋酸邻苯二甲酸纤维素、醋酸偏苯三酸三辛酸纤维素、纤维素乙基邻苯二甲酸酯和纤维胶。合适的半合成淀粉包括：水溶性淀粉、羧甲基化淀粉、二醛淀粉、疏水改性的淀粉、氧化淀粉、醚化淀粉和酯化淀粉。
在示范性实施方式中，基质包括脂质材料。脂质材料可源自动物或植物来源，例如椰子油、小麦胚芽油、玉米油、菜籽油、棕榈油、大豆油、棉籽油、芸苔油(canola oil)、橄榄油、红花油、向日葵油和家禽脂肪。一般，脂质优选氢化，可以是饱和或部分饱和的。合适的脂质材料的例子包括但不限于：甘油单酯、甘油二酯、脂肪酸、脂肪酸酯、磷脂、它们的盐及其组合。
甘油单酯和甘油二酯可以是生物体系中天然形成的，或者商业制造过程中甘油三酯的部分或完全水解和蒸馏形成的。这些方法是本领域技术人员已知的。甘油单酯，也称为单酰基甘油，是由甘油和脂肪酸以酯键结合构成的分子。甘油二酯(即，二酰甘油)是由甘油和两份脂肪酸构成的分子，每个脂肪酸以酯键形式与甘油结合。根据甘油单酯和甘油二酯中包含的脂肪酸分子的性质，脂质材料的性质各有不同。
磷脂可以是例如，单酰基和二酰基磷脂。磷脂的例子包括但不限于：磷脂酸、磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰甘油和二磷脂酰甘油。
脂肪酸可具有约4-24个碳原子的碳链长度。在示范性实施方式中，脂肪酸的碳链长度约为12-22个碳原子。脂肪酸可以是饱和或不饱和的(如，部分饱和)，游离形式或与甘油结合成酯。这种脂肪酸的例子包括但不限于：月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、棕榈油酸、油酸、蓖麻油酸和亚油酸。
脂肪酸酯可以是由具有4-24个碳原子的脂肪酸形成的单甘油酯或二甘油酯，例如二硬脂酸甘油酯、单硬脂酸甘油酯、二棕榈酸甘油酯、单棕榈酸甘油酯、二月桂酸甘油酯、二山嵛酸甘油酯、单山嵛酸甘油酯、单癸酸甘油酯、二癸酸甘油酯、单肉豆蔻酸甘油酯、二肉豆蔻酸甘油酯、单癸烯酸甘油酯或二癸烯酸甘油酯。
脂质材料优选食品级脂质材料。食品级脂质材料的一些例子包括：单硬脂酸去水山梨糖醇酯、三硬脂酸去水山梨糖醇酯、硬脂酸乳酰乳酸酯钙和硬脂酸乳酰乳酸钙。成为脂质材料的食品级脂肪酸酯的例子包括：甘油单酯和甘油二酯的乙酸酯、甘油单酯和甘油二酯的柠檬酸酯、甘油单酯和甘油二酯的乳酸酯、脂肪酸聚甘油酯、脂肪酸丙二醇酯、甘油单酯和甘油二酯的二乙酰酒石酸酯。
组合物中基质材料的浓度可以并且将要变化而不背离本发明的范围。基质可构成约1-99重量％组合物。在另一实施方式中，基质将构成约25-75重量％组合物。在又一个实施方式中，基质将构成约40-60重量％组合物。在其他实施方式中，基质可构成约5％、约10％、约15％、约20％、约25％、约30％、约35％、约40％、约45％、约50％、约55％、约60％、约65％、约70％、约75％、约80％、约85％、约90％或大于约95重量％的组合物。
(b)有机酸
本发明组合物包含至少一种有机酸。本发明的组合物中可采用各种合适的有机酸。通常，有机酸是羧酸或具有酸性的取代羧酸。在示范性实施方式中，有机酸也可提供抗微生物活性。有机酸可以是直链或支化的单羧酸；它可以是饱和或不饱和的。
含羧酸的许多有机酸都是合适的。在一个实施方式中，有机酸可含有约2-25个碳原子。在另一实施方式中，有机酸可具有约3-22个碳原子。在又一个实施方式中，有机酸可含有约3-12个碳原子。在又一实施方式中，有机酸可含有约8-12个碳原子。在另一个实施方式中，有机酸可含有约2-6个碳原子。合适的有机酸非限制性的例子包括：甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、苯甲酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、苦杏仁酸、柠檬酸、延胡索酸、山梨酸、硼酸、琥珀酸、己二酸、乙醇酸、肉桂醛和戊二酸。
含羧酸的有机酸的盐也适用于某些实施方式。代表性的合适的盐包括：有机酸的铵盐、镁盐、钙盐、锂盐、钠盐、钾盐、硒盐、铁盐、铜盐和锌盐。在一个实施方式中，有机酸是甲酸的铵盐、镁盐、钙盐、锂盐、钠盐、钾盐、硒盐、铁盐、铜盐或锌盐。在另一实施方式中，有机酸乙酸的铵盐、镁盐、钙盐、锂盐、钠盐、钾盐、硒盐、铁盐、铜盐或锌盐。在又一实施方式中，有机酸是丙酸的铵盐、镁盐、钙盐、锂盐、钠盐、钾盐、硒盐、铁盐、铜盐或锌盐。在另一个实施方式中，有机酸是丁酸的铵盐、镁盐、钙盐、锂盐、钠盐、钾盐、硒盐、铁盐、铜盐或锌盐。在另一个实施方式中，有机酸是苯甲酸的铵盐、镁盐、钙盐、锂盐、钠盐、钾盐、硒盐、铁盐、铜盐或锌盐。在另一个实施方式中，有机酸是乳酸的铵盐、镁盐、钙盐、锂盐、钠盐、钾盐、硒盐、铁盐、铜盐或锌盐。在又一实施方式中，有机酸是苹果酸的铵盐、镁盐、钙盐、锂盐、钠盐、钾盐、硒盐、铁盐、铜盐或锌盐。在另一个实施方式中，有机酸是酒石酸的铵盐、镁盐、钙盐、锂盐、钠盐、钾盐、硒盐、铁盐、铜盐或锌盐。在另一个实施方式中，有机酸是苦杏仁酸的铵盐、镁盐、钙盐、锂盐、钠盐、钾盐、硒盐、铁盐、铜盐或锌盐。在又一实施方式中，有机酸是柠檬酸的铵盐、镁盐、钙盐、锂盐、钠盐、钾盐、硒盐、铁盐、铜盐或锌盐。在另一个实施方式中，有机酸是延胡索酸的铵盐、镁盐、钙盐、锂盐、钠盐、钾盐、硒盐、铁盐、铜盐或锌盐。在另一个实施方式中，有机酸是山梨酸的铵盐、镁盐、钙盐、锂盐、钠盐、钾盐、硒盐、铁盐、铜盐或锌盐。在另一实施方式中，有机酸是硼酸的铵盐、镁盐、钙盐、锂盐、钠盐、钾盐、硒盐、铁盐、铜盐或锌盐。在又一实施方式中，有机酸是琥珀酸的铵盐、镁盐、钙盐、锂盐、钠盐、钾盐、硒盐、铁盐、铜盐或锌盐。在另一实施方式中，有机酸是己二酸的铵盐、镁盐、钙盐、锂盐、钠盐、钾盐、硒盐、铁盐、铜盐或锌盐。在又一实施方式中，有机酸是乙醇酸的铵盐、镁盐、钙盐、锂盐、钠盐、钾盐、硒盐、铁盐、铜盐或锌盐。在另一个实施方式中，有机酸是戊二酸的铵盐、镁盐、钙盐、锂盐、钠盐、钾盐、硒盐、铁盐、铜盐或锌盐。
或者，有机酸可以由取代的羧酸构成。取代羧酸通常具有与上文羧酸详述内容相同的特点，但烃链经改性从而支化，成为环结构的一部分，或者含有一些其他的取代。在一个实施方式中，取代羧酸可含有一个或多个额外的羧基。饱和二羧酸包括：丙二酸、琥珀酸、戊二酸和己二酸，不饱和二羧酸包括马来酸和延胡索酸。在另一实施方式中，取代羧酸可含有一个或多个羟基。α碳(即紧邻羧基碳的碳原子)上具有羟基的取代羧酸通常称为α-羟基羧酸。合适的α-羟基羧酸的例子伯胺可：乙醇酸、乳酸、苹果酸和酒石酸。在一个可选的实施方式中，取代羧酸可含有一个或多个羰基。在又一实施方式中，取代羧酸可含有在α碳上的氨基，即α-氨基酸。在一个实施方式中，α-氨基酸可以是20种标准氨基酸之一或其衍生物。在另一实施方式中，α-氨基酸可以是选自下组的必需α-氨基酸：精氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸和缬氨酸。含有取代羧酸的有机酸的盐也适用于某些实施方式。代表性的合适的盐包括：含有取代羧酸的有机酸的铵盐、镁盐、钙盐、锂盐、钠盐、钾盐、硒盐、铁盐、铜盐和锌盐。
在又一实施方式中，有机酸可以是式(I)的化合物：
Figure A20078004721900121
式中，
n是0至2的整数；
R6是具有1-4个碳原子的烷基；
R7选自羟基、氨基、-OCOR8或-NHCOR8；和
R8是有机酸衍生物。
在式(I)化合物示例性的实施方式中，R6是甲基或乙基；R7是羟基或氨基；n是0-2。
某些实施方式中也适合采用式(I)化合物的盐。代表性的式(I)化合物的盐包括：铵盐、镁盐、钙盐、锂盐、钠盐、钾盐、硒盐、铁盐、铜盐和锌盐。在优选实施方式中，式(I)的化合物是钙盐的形式。代表性的酰胺包括：甲酰胺、二甲基酰胺、乙基甲酰胺、丁酰胺、二丁基酰胺、丁基甲酰胺、N-酰基甲二磺酸的烷基酯(如，N-乙酰基甲二磺酸烷基酯)。代表性的酯包括：甲酯、乙酯、正丙酯、异丙酯、丁酯(即正丁酯、仲丁酯、异丁酯和叔丁酯)、戊酯和己酯，具体是正戊酯、异戊酯、正己酯和异己酯。
在各种优选的实施方式中，式(I)的化合物是2-羟基-4-(甲硫基)丁酸(HMTBA)或其盐、酰胺或酯，例如任意上述物质。在更优选的实施方式中，式(I)的化合物是HMTBA。
组合物中有机酸的浓度可以并且将要变化而不背离本发明的范围。有机酸可构成约1-99重量％的组合物。在另一实施方式中，有机酸将构成约25-75重量％的组合物。在又一个实施方式中，有机酸将构成约40-60重量％的组合物。在另一个实施方式中，有机酸可构成约5％、约10％、约15％、约20％、约25％、约30％、约35％、约40％、约45％、约50％、约55％、约60％、约65％、约70％、约75％、约80％、约85％、约90％、或大于约95重量％的组合物。
(c)脂肪酸
本发明组合物还可包含至少一种脂肪酸。脂肪酸可以是直链或者支化；它可以是饱和或不饱和的。脂肪酸也可结合其他分子，如甘油三酯或磷脂。或者，脂肪酸可以是未结合或游离的脂肪酸。在本说明书中，“游离”脂肪酸不连接其他分子。
在某些实施方式中，脂肪酸是具有4-22个碳原子的饱和脂族化合物。在示范性实施方式中，脂肪酸将包含4-12个碳原子。以非限制性例子的形式，脂肪酸可以是丁酸(C4:0)、己酸(C6:0)、辛酸(C8:0)、癸酸(C10:0)、十二烷酸(C12:0)、十四烷酸(C14:0)、十六烷酸(C16:0)、十八烷酸(C18:0)、花生酸(C20:0)和山嵛酸(C22:0)。在示范性实施方式中，脂肪酸选自：辛酸、癸酸和十二烷酸。在另一个示例性的实施方式中，脂肪酸是辛酸和癸酸的混合物。在另一个示例性的实施方式中，脂肪酸是己酸、辛酸、癸酸和十二烷酸的混合物。
或者，脂肪酸可以是不饱和脂族化合物。不饱和脂肪酸的合适的例子包括：具有两个双键的己酸(C6:2)、肉豆蔻脑酸(即具有一个双键的C14酸(C14:1))、棕榈油酸(C16:1)、油酸(C18:1)、亚油酸(C18:2)、亚麻酸(C18:3)、二十碳-9-烯酸(C20:1)、花生四烯酸(C20:4)、二十碳五烯酸(C20:5)、二十二碳六烯酸(C22:6)和芥酸(C22:1)。
组合物中脂肪酸的浓度可以并且将要变化而不背离本发明的范围。脂肪酸可构成约0.01-10重量％的组合物。在另一实施方式中，脂肪酸将构成约0.05-5重量％的组合物。在另一个实施方式中，脂肪酸将构成约0.1-1重量％的组合物。在另一个实施方式中，脂肪酸可构成约0.05％、约0.1％、约0.2％、约0.3％、约0.4％、约0.5％、约0.6％、约0.7％、约0.8％、约0.9％或大于约1重量％的组合物。
(d)有机酸和脂肪酸的组合
本文所述或者本领域以其他方式已知的任意有机酸可与本文所述或本领域以其他方式已知的任意脂肪酸组合形成本发明的组合物。本领域技术人员应理解，本发明的组合物可包含与一种至多种脂肪酸组合的一种至多种有机酸，然后将该组合物嵌入本文所述的任意基质中。有机酸与脂肪酸的组合的适当例子在表A中示出。
Figure A20078004721900141
Figure A20078004721900151
Figure A20078004721900161
Figure A20078004721900171
Figure A20078004721900181
Figure A20078004721900201
Figure A20078004721900211
Figure A20078004721900231
Figure A20078004721900241
在一个实施方式中，有机酸选自：甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、苯甲酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、苦杏仁酸、柠檬酸、延胡索酸、山梨酸、硼酸、琥珀酸、己二酸、乙醇酸、肉桂醛、戊二酸以及它们的混合物；脂肪酸选自：己酸、辛酸、癸酸、十二烷酸以及它们的混合物。在示范性实施方式中，有机酸选自：甲酸、延胡索酸、山梨酸、苯甲酸、丁酸、丙酸以及它们的混合物；脂肪酸是辛酸和/或癸酸。在一个可选的示例性的实施方式中，有机酸包括甲酸钙、山梨酸、肉桂醛和苯甲酸；脂肪酸是辛酸和/或癸酸。在各个上述实施方式的替代形式中，脂肪酸是己酸、辛酸、癸酸和十二烷酸的混合物。
嵌入组合物可包含约1-99重量％的有机酸，约0.01-10重量％的脂肪酸和约1-99重量％的基质。在一个可选的实施方式中，嵌入组合物可包含约25-75重量％的有机酸，约0.05-5重量％的脂肪酸和约25-75重量％的基质。在另一个实施方式中，嵌入组合物可包含约40-60重量％的有机酸，约0.1-1重量％的脂肪酸和约40-60重量％的基质。
在一个示例性的实施方式中，嵌入组合物可包含约20-30重量％的甲酸钙；约10-20重量％的苯甲酸；约5-15重量％的山梨酸；约1重量％的肉桂醛；约1％的脂肪酸混合物；和约45-55重量％的硬脂酸(或本文所述其他基质材料)。脂肪酸混合物可包含约0.1-1重量％的己酸；约45-65重量％的辛酸；约30-45重量％的癸酸；和约1-3重量％的十二烷酸。
本发明组合物可包含其他成分而不背离本发明的范围。以非限制性例子的方式，组合物可还任选地包含天然氨基酸的混合物，天然氨基酸的类似物，如甲硫氨酸的羟基类似物(“HMTBA”)，维生素及其衍生物，补充蛋白质，酶，动物药，激素，有效的微生物，有机酸，防腐剂，调味剂和惰性脂肪中的一种或多种。
II.基质嵌入型组合物的制备过程
本发明的另一方面涉及基质嵌入型组合物的制备过程。可采用制备包括有机酸和脂肪酸的基质的一些合适的方法。一般来说，本发明方法包括：加热基质，将加热的基质与有机酸和脂肪酸混合以形成溶液，和使该溶液固化形成基质嵌入型组合物。可使用上文所述的任何有机酸、脂肪酸和基质。在一些内容中，使用脂质基质(例如脂肪源)。
以非限制性例子的方式，可以在容器中将脂肪源加热持续足以使脂肪源彻底液化的时间来启动制备过程。在连续搅动下将脂肪源加热至约50-80℃的温度。容器可以是包括加热和搅动机构的任何合适的容器。然后，液化的脂肪源可与有机酸和脂肪酸混合形成溶液。该方法包括将40-60重量％的脂肪源与约40-60重量％的有机酸和约0.1-1重量％脂肪酸混合。
有机酸和脂肪酸在混合容器中与液化的脂肪源接触。然后，使该溶液在容器中混合并加热直到有机酸和脂肪酸彻底溶解且溶液达到约50-80℃，优选55℃的温度。容器可以是包括加热和搅动机构的任何合适的容器。
然后将溶液输送到固化容器中，在固化容器中使溶液结晶或聚集，从而形成基质嵌入型组合物。优选地，固化容器是喷雾塔。喷雾塔的作用是，例如，用喷雾器和/或喷嘴使溶液雾化，并使溶液在冷却或低温下与气体接触。当溶液与冷却气体接触时，溶液冷却至固化温度。然后在组合物固化热量释放期间，在恒定的温度下发生凝结。当不再是溶液形式时，液滴进一步冷却形成嵌入基质的稳定的固体组合物。溶液通常经容器顶部引入固化容器中，使得当液滴落在冷却气体上时开始发生溶液的固化。一般来说，所用气体可以是适合使溶液冷却和固化、聚集或结晶的任何气体。在一个实施方式中，气体选自空气和惰性气体。在优选实施方式中，气体是空气。优选地，冷却气体的温度约为5-15℃，优选约10℃。
在制造过程结束时，可选择基质嵌入型组合物使其具有所需的粒度。因此，容器可包括至少一个筛网来分离所需粒度的颗粒。容器可选地可包括一个以上的筛网以将基质嵌入型组合物分成几种独特粒度的颗粒。不需要的颗粒可重新回收到混合容器中以减少废料或者可以丢弃。
III.食品、食品成分和饲料组合物
本发明的另一方面提供了包含嵌入基质的有机酸和脂肪酸的食品、食品成分和饲料组合物(即动物饲料配给)。基质嵌入型组合物通常被设计成能容易地将可吸收的营养递送至动物小肠。典型地，基质嵌入型组合物通常耐受在单胃动物酸性胃部中的降解或反刍动物瘤胃微生物的降解。然而，一旦基质嵌入型组合物进入小肠，肠道酶类(如脂肪酶和酯酶)可水解组合物，导致有机酸和脂肪酸从基质释放。肠细胞可容易地吸收释放的有机酸和脂肪酸。
基质嵌入型组合物也可以是胃肠道的某些区域内提供抗微生物活性。如本文所用，短语“抑制细菌”中使用的术语“抑制”表示以下任何一种或多种作用：(a)杀死细菌或霉菌；(b)任何减少细菌或霉菌的生长，这种减少可以在菌落计数试验中进行测量；(c)任何减少细菌或霉菌的浓度；或(d)使细菌或霉菌在特殊选择的介质中不能生长。这些结果中的每一个例如可以通过将不使用本发明方法时存在的细菌或真菌菌落计数或细菌或霉菌的浓度与使用本发明方法后细菌或真菌菌落计数或细菌或霉菌浓度进行比较来确定。一般来说，使用合适的杀菌剂或杀真菌剂在菌落计数试验中将显示10倍差异。
给予本文所述的食品、食品成分和/或饲料组合物的动物包括：人、反刍动物如奶牛、泌乳奶牛、奶牛犊、肉牛、绵羊和山羊；水产养殖动物如鱼甲壳类(包括但不限于：鲑鱼、河虾、鲤鱼、罗非鱼和贝类)；家畜如猪和马；家禽如小鸡、火鸡及人工孵化产品；和陪伴动物如狗和猫。在一个尤其优选的实施方式中，动物是单胃动物。
本领域技术人员应理解，特点的食品、食品成分和/或饲料组合物中本发明基质嵌入型组合物的浓度可以并且将要变化而不背离本发明的范围。一般，基质嵌入型组合物的浓度约为0.01-15重量％。在各个优选的实施方式中，浓度为0.01-10重量％；0.02-5重量％；0.03-4重量％；0.04-3重量％；约0.05-0.6重量％；和约0.06-0.5重量％。
上文所述动物饲料组合物的精确配方并不是本发明的关键。根据指定饲料的特点动物的营养需求选择饲料成分；这些需求取决于动物年龄和发育阶段，动物性别和其他因素等等。基于饲料成分的组成及其在饮食配制中的应用将其分为八类：干饲料和粗饲料；牧草，牧区植物和新鲜草料；青贮饲料；能量饲料；蛋白质补充剂；矿物质补充剂；维生素补充剂；和添加剂。参见国立研究理事会(National Research Council)(美国)饲料组合物附属委员会(Subcommittee on Feed Composition)，饲料组合物的美国-加拿大区域(UnitedStates-Canadian Tables of Feed Composition)，第3次修订版，国家科学院出版社(National Academy Press)，第2页，145(1982)。这些类别在某种程度上是任意的，因为某些饲料成分可能属于一个以上的类别。典型地，饲料配方也将取决于与各种成分有关的成本，能给予所需营养的最便宜的组合物成分即优选的配方。
在一个实施方式中，以非限制性例子的方式，配制用于猪的动物配给。该饲料配方可根据小猪、生长期猪、妊娠母猪和哺乳母猪而变化。猪饲料配方通常包含：谷物(如，玉米、大麦、高粱、燕麦、大豆、小麦等)，粗蛋白(如，鱼粉、麸质粉、肉粉、大豆粉、箱装肥料(屠宰场中提取油脂后的动物残体)等)，粗脂肪(如，鱼油、植物油、动物脂肪、黄牛油等)，补充氨基酸(如，赖氨酸、甲硫氨酸或甲硫氨酸类似物等)，维生素，矿物质，真菌毒素抑制剂，抗真菌剂和药剂/营养剂。
在另一实施方式中，配制用于水生动物的动物配给。水产养殖技术人员应理解，饲料配方取决于所培养的生物体和生物体的发育阶段。典型的水产养殖制剂包含：能量来源，如来自动物血粉、肉粉和骨粉、家禽粉、蟹粉、鱼粉、虾粉、乌贼粉和磷虾的蛋白质；植物来源的蛋白质/糖(如，藻酸盐、芸苔、玉米、玉米麸质、棉籽粉、海草灰粉、糖蜜、豆荚、花生粉、稻米、大豆、大豆蛋白浓缩物、大豆粉、小麦和小麦麸质)；和油(如，鱼油、植物油)。饲料制剂还可补充有氨基酸(如，精氨酸、组氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸和缬氨酸)；维生素，矿物质，酶，真菌毒素抑制剂，氨粘合剂(如，植物粘合剂，粘土矿物粘合剂)，乳化剂，类胡萝卜素，甾体，风味促进剂，营养剂，免疫兴奋剂和益生元(probiotic)。
在另一实施方式中，配制用于家禽的动物饲料配给。如上所述，饲料配方部分地取决于待饲养的动物的年龄和发育阶段。Leeson和Summers(小鸡营养学(Nutrition of the Chicken)，第4版，第502-510页，大学出版社(UniversityBooks)2001))揭示了用于小母鸡、产蛋母鸡、童子鸡和童子鸡种鸡(broilerbreeder)的几种代表性的家禽饮食。例如，大多数小鸡饮食包含：能量浓缩物如玉米、燕麦、小麦、大麦或高粱；蛋白质源如大豆粉、其他油籽粉(如花生、芝麻、红花、向日葵等)、棉籽粉、动物蛋白质源(肉粉和骨粉、干乳清、鱼粉等)、谷物豆荚(如干豆、紫花豌豆等)和苜蓿；以及需要的话维生素和矿物质补充剂(例如肉粉和骨粉富含钙和磷，因而不需要在含肉粉和骨粉的饲料配给中补充这些矿物质)。
在另一实施方式中，配制用于反刍动物的动物配给。已测量许多常用反刍类饲料成分的营养素和能量含量且公众可得。国立研究委员会出版的书中包括常见反刍动物饲料成分以及它们各自的营养素和能量含量测量值的表格。此外，提供了依据牛体重的用于牛生长和育肥(finishing)的营养素和维持能量估算值。国家科学院(National Academy of Sciences)，肉牛的营养素需求(Nutrient Requirements of Beef Cattle)，附表1-19，192-214，(国家科学院出版社，2000)；乳牛的营养素需求(Nutrient Requirements of Dairy Cattle)(2001)，将它们分别全文纳入本文。本领域技术人员可利用这一信息来预测具有非功能性瘤胃的牛(如体重约500磅的牛)或具有功能性瘤胃的牛(如生长期牛或乳牛)的营养素和维持能量需求。
基质嵌入型组合物可配制成液体、乳剂、或干或粉末化补充剂而添加到其他食品，例如谷物、蛋白质产品或它们的混合物中。干饲料补充剂可均匀分散在整个干或液体食品中。饲料组合物也可以是含水制剂的形式。含水制剂可以是溶液或乳剂。含水制剂可直接加入动物饮用水中或者可以混入和施加到干或液体食品中。基质嵌入型组合物可以在饲料配制时与饲料中的其他成分，例如玉米、玉米、大豆粉、其他饲料补充剂等混合。或者，基质嵌入型组合物可施加到预先混合或预先成团的饲料中。
定义
除非另有说明，本文所述的烷基优选是主链中含有1-8个碳原子、最多20个碳原子的低级烷基。它们可以是直链或支链或环状，包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、己基等。
除非另有说明，本文所述的烯基优选是主链中含有2-8个碳原子、最多20个碳原子的低级烯基。它们可以是直链或支链或环状，包括乙烯基、丙烯基、异丙烯基、丁烯基、异丁烯基、己烯基等。
除非另有说明，本文所述的炔基优选是主链中含有2-8个碳原子、最多20个碳原子的低级炔基。它们可以是直链或支链或环状，包括乙炔基、丙炔基、丁炔基、异丁炔基、己炔基等。
本文所用术语“芳基”或“芳”单独或作为另一基团的一部分，表示环部分中含有6-12个碳原子的任选取代的碳环芳基，优选单环或双环基团，如苯基、联苯基、萘基、取代的苯基、取代的联苯基或取代的萘基。更优选的芳基是苯基和取代的苯基。
本文所用术语“羧酸”表示含有羧基(COOH)的烃基的有机酸。烃部分排他性地由碳和氢构成。羧酸可具有烃基的直链(脂族)，或者它们可以是芳族羧酸，以及一些脂环族羧酸(即脂族且环状)。直链脂族羧酸优选具有3-24个碳原子(包括末端羧基碳)。脂族羧酸的烃链可饱和(即，碳原子具有所有它们所能保持的氢原子)且碳碳之间不含双键。或者，烃链可以不饱和，一些碳原子之间可含有一个或多个双键。不饱和羧酸可以是顺式或反式构型，表示氢原子相对于双键的取向。顺式表示“在同侧”，而反式表示“交叉”或“在另相对侧”。
“必需氨基酸”是生物体不能合成而必须由饮食提供的氨基酸。一般认为，对于人和动物来说，有10种氨基酸是必需的。这些必需氨基酸是：精氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸和缬氨酸。
本文所用术语“杂环”或“杂环的”单独或作为另一基团的一部分表示，至少一个环中具有至少一个杂原子，优选每个环5-6个原子的任选取代的完全饱和或不饱和的单环或双环、芳族或非芳族基团。杂环基团优选在环中具有1或2个氧原子，1或2个硫原子，和/或1-4个氮原子，通过碳原子或杂原子结合分子的其余部分。示例性的杂环包括杂芳族化合物，如呋喃基、噻吩基、吡啶基、噁唑基、吡咯基、吲哚基、喹啉基或异喹啉基等。示例性的取代基包括一个或多个以下基团：烃基、取代的烃基、酮、羟基、保护的羟基、酰基、酰氧基、烷氧基、烯氧基、炔氧基、芳氧基、卤素、酰氨基、氨基、硝基、氰基、巯基、缩酮、缩醛、酯和醚。
本文所用术语“杂芳的”单独或作为另一基团的一部分表示，至少一个环中具有至少一个杂原子，优选每个环5或6个原子的任选取代的芳基。杂芳基优选在环中具有1或2氧原子，1或2硫原子，和/或1-4氮原子，可通过碳原子或杂原子结合分子的其余部分。示例性的杂芳基：呋喃基、噻吩基、吡啶基、噁唑基、吡咯基、吲哚基、喹啉基或异喹啉基等。示例性的取代基包括一个或多个以下基团：烃基、取代的烃基、酮、羟基、保护的羟基、酰基、酰氧基、烷氧基、烯氧基、炔氧基、芳氧基、卤素、酰氨基、氨基、硝基、氰基、巯基、缩酮、缩醛、酯和醚。
“HMTBA”表示2-羟基-4-(甲硫基)丁酸(由密苏里州圣路易斯的诺华丝国际股份有限公司(Novus International，Inc.，St.Louis，Missouri)以商品名
Figure A20078004721900301
出售)。
本文所用术语“烃”和“烃基”表示排他性地由碳和氢构成的有机化合物或基团。这些部分包括：烷基、烯基、炔基和芳基部分。这些部分也包括：被其他芳族或环状烃基团，例如烷芳基、烯芳基和炔芳基取代的烷基、烯基、炔基和芳基部分。除非另有说明，这些部分优选包括1-20个碳原子。
本文所用术语“取代的羧酸”表示直链脂族羧酸的烃链内存在取代。烃基部分可以被至少一个原子，包括碳原子被杂原子如氮、氧、硅、磷、硼、硫或卤原子取代。取代也可包括烃基部分，如烷基、烯基、炔基和芳基部分，这些部分具有1-20个碳原子。其他取代部分包括烃氧基，如酰氧基、烷氧基、烯氧基、炔氧基、芳氧基、羟基、保护的羟基、酮、酰基、酰氧基、硝基、氨基、酰氨基、氰基、巯基、缩酮、缩醛、杂环、酯和醚。二羧酸在分子的另一端含有额外的羧基。α-羟基酸是另一类取代的羧酸；α-羟基酸通常在α碳原子(即紧邻末端羰基碳的碳原子)上具有羟基。在α碳上具有氨基的α-氨基酸也是取代的羧酸。
本文所述“取代的烃基”部分是被至少一个除碳之外的原子取代的烃基部分，包括碳链原子被杂原子如氮、氧、硅、磷、硼、硫或卤原子取代的部分。这些取代基是卤素、碳环、芳基、杂环、烷氧基、烯氧基、炔氧基、芳氧基、羟基、保护的羟基、酮、酰基、酰氧基、硝基、氨基、酰氨基、硝基、氰基、巯基、缩酮、缩醛、酯和醚。
由于对上述化合物、产品和方法做出的各种改变都不会背离本发明的范围，因此上面的描述和下面的实施例中提到的所有物质都是举例说明而非限制涵义。
实施例
以下例子阐述了本发明的各种实施方式。
实施例1：组合物制备方法
将含有不同有机酸团粒的一系列储存罐放置并连接于主混合罐。将植物油在混合机中加热直到液化。然后，加入固体材料(酸)启动混合过程。在混合物达到所需压力和温度后将其泵入(以连续流的方式)喷淋塔顶部。混合物通过将混合物喷洒通过冷却空气柱的喷嘴，导致混合物结晶成脂肪球。这些脂肪球由于重力作用落到喷淋塔底部。在下落的同时球体将冷却。在喷淋塔的底部是三层独立的大小各异的筛网。筛网基于粒度分离球体；仅保留中间粒度的产品。另两个粒度的产品再次送回制备过程以避免浪费材料，并确保饲料研磨厂产品的均一掺混特征。
实施例2：组合物的效能
将本发明的组合物给予断奶小猪作为控制程序试验的一部分。设计该程序来测试接受适度饲料时，猪是否维持高的健康状态和日体重增加。试验在德国宾汉研究所的圣文德林研究与展示站(Research and Demonstration Stationof St.Wendelin，Bingen Institute，Germany)进行。用三种不同的处理方式之一将104只雄性/雌性交叉杂交的小猪饲养21天。共8组，每组13只小猪。给予小猪0.3％(干物质)本发明的嵌入型组合物，另一有机酸组合物或对照饮食。本发明的嵌入型组合物含有甲酸钙、苯甲酸、山梨酸、辛酸、癸酸和包括棕榈油的基质。有机酸组合物含有甲酸钙、苯甲酸、山梨酸和包括棕榈油的基质。对照饮食不含添加的有机酸。
与用对照饮食或另一有机酸组合物饲养的小猪相比，用本发明组合物饲养的小猪最终体重增加较多且体重变化较多(见图1)。此外，与用对照饮食或另一有机酸组合物饲养的小猪相比，用本发明组合物饲养的小猪日体重增加较多(见图2)。而且，与用对照饮食或另一有机酸组合物饲养的小猪相比，用本发明组合物饲养的小猪的饲料转化率较低(即效率较高)(见图3)。

Claims (36)

1.一种嵌入脂质基质的组合物，所述组合物包含有机酸和具有4-12个碳原子的脂肪酸。
2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述脂质基质包括具有12-22个碳原子的脂肪酸。
3.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述脂质基质是选自下组的植物油：椰子油、棕榈油、棉籽油、小麦胚芽油、大豆油、橄榄油、玉米油、向日葵油、红花油、菜籽油以及它们的混合物。
4.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述有机酸选自：甲酸、肉桂醛、乙酸、丙酸、丁酸、苯甲酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、苦杏仁酸、柠檬酸、延胡索酸、山梨酸、硼酸、琥珀酸、己二酸、乙醇酸、戊二酸以及它们的混合物。
5.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述脂肪酸选自：己酸、辛酸、癸酸、十二烷酸以及它们的混合物。
6.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述有机酸选自：甲酸、肉桂醛、乙酸、丙酸、丁酸、苯甲酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、苦杏仁酸、柠檬酸、延胡索酸、山梨酸、硼酸、琥珀酸、己二酸、乙醇酸、戊二酸以及它们的混合物；所述脂肪酸选自：己酸、辛酸、癸酸、十二烷酸以及它们的混合物。
7.如权利要求6所述的组合物，其特征在于，所述脂质基质是选自下组的植物油：椰子油、棕榈油、棉籽油、小麦胚芽油、大豆油、橄榄油、玉米油、向日葵油、红花油、菜籽油以及它们的混合物。
8.如权利要求6所述的组合物，其特征在于，所述脂质基质包括具有12-22个碳原子的脂肪酸。
9.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物包含约25-75重量％的有机酸；约0.05-5重量％的脂肪酸；和约25-75重量％的脂质基质。
10.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述组合物包含约40-60重量％的有机酸；约0.1-1重量％的脂肪酸；和约40-60重量％的脂质基质。
11.如权利要求1所述的组合物，其特征在于，所述脂质基质是硬脂酸；所述有机酸包括甲酸钙、苯甲酸、山梨酸和肉桂醛的混合物；所述脂肪酸包括己酸、辛酸、癸酸和十二烷酸的混合物。
12.如权利要求11所述的组合物，其特征在于，所述组合物包含约25-75重量％的有机酸混合物，约0.05-5重量％的脂肪酸混合物；和约25-75重量％的硬脂酸。
13.如权利要求11所述的组合物，其特征在于，所述组合物包含约40-60重量％的有机酸混合物，约0.1-1重量％的脂肪酸混合物；和约40-60重量％的硬脂酸。
14.如权利要求11所述的组合物，其特征在于，所述组合物包含约20-30重量％的甲酸钙；约10-20重量％的苯甲酸；约5-15重量％的山梨酸；约1重量％的肉桂醛；约1％的脂肪酸混合物；和约45-55重量％的硬脂酸。
15.如权利要求14所述的组合物，其特征在于，所述脂肪酸混合物包含约0.1-1重量％的己酸；约45-65重量％的辛酸；约30-45重量％的癸酸；和约1-3重量％的十二烷酸。
16.一种向单胃动物提供有机酸和具有4-12个碳原子的脂肪酸的方法，所述方法包括给予所述单胃动物嵌入脂质基质的包含有机酸和脂肪酸的组合物，其中所述有机酸和脂肪酸基本上不从基质释放直到组合物进入单胃动物的小肠。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述单胃动物选自：小猪、生长猪、妊娠母猪和泌乳母猪。
18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述有机酸选自：甲酸、肉桂醛、乙酸、丙酸、丁酸、苯甲酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、苦杏仁酸、柠檬酸、延胡索酸、山梨酸、硼酸、琥珀酸、己二酸、乙醇酸、戊二酸以及它们的混合物；所述脂肪酸选自：己酸、辛酸、癸酸、十二烷酸以及它们的混合物。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述脂质基质是选自下组的植物油：椰子油、棕榈油、棉籽油、小麦胚芽油、大豆油、橄榄油、玉米油、向日葵油、红花油、菜籽油以及它们的混合物。
20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述脂质基质包括具有12-22个碳原子的脂肪酸。
21.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述组合物包含约25-75重量％的有机酸，约0.05-5重量％的脂肪酸；和约25-75重量％的脂质基质。
22.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述脂质基质是硬脂酸；所述有机酸包括甲酸钙、苯甲酸、山梨酸和肉桂醛的混合物；所述脂肪酸包括己酸、辛酸、癸酸和十二烷酸的混合物。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述组合物包含约25-75重量％的有机酸混合物，约0.05-5重量％的脂肪酸混合物；和约25-75重量％的硬脂酸。
24.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述组合物包含约20-30重量％的甲酸钙；约10-20重量％的苯甲酸；约5-15重量％的山梨酸；约1重量％的肉桂醛；约1％的脂肪酸混合物；和约45-55重量％的硬脂酸。
25.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述组合物包括约0.1-5重量％的单胃动物饲料配给。
26.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述单胃动物具有提高的饲料效率。
27.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述单胃动物具有提高的体重增加率。
28.一种单胃动物饲料配给，所述饲料配给包含：谷物、粗蛋白、粗脂肪和嵌入脂质基质的包含有机酸和脂肪酸的组合物。
29.如权利要求28所述的单胃动物饲料配给，其特征在于，所述饲料配给包含约0.1-5重量％嵌入脂质基质的组合物。
30.如权利要求28所述的单胃动物饲料配给，其特征在于，所述有机酸选自：甲酸、肉桂醛、乙酸、丙酸、丁酸、苯甲酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、苦杏仁酸、柠檬酸、延胡索酸、山梨酸、硼酸、琥珀酸、己二酸、乙醇酸、戊二酸以及它们的混合物；所述脂肪酸选自：己酸、辛酸、癸酸、十二烷酸以及它们的混合物。
31.如权利要求30所述的单胃动物饲料配给，其特征在于，所述脂质基质是选自下组的植物油：椰子油、棕榈油、棉籽油、小麦胚芽油、大豆油、橄榄油、玉米油、向日葵油、红花油、菜籽油以及它们的混合物。
32.如权利要求30所述的单胃动物饲料配给，其特征在于，所述脂质基质包括具有12-22个碳原子的脂肪酸。
33.如权利要求28所述的单胃动物饲料配给，其特征在于，所述组合物包含约25-75重量％的有机酸，约0.05-5重量％的脂肪酸；和约25-75重量％的脂质基质。
34.如权利要求28所述的单胃动物饲料配给，其特征在于，所述脂质基质是硬脂酸；所述有机酸包括甲酸钙、苯甲酸、山梨酸和肉桂醛的混合物；所述脂肪酸包括己酸、辛酸、癸酸和十二烷酸的混合物。
35.如权利要求34所述的单胃动物饲料配给，其特征在于，所述组合物包含约25-75重量％的有机酸混合物，约0.05-5重量％的脂肪酸混合物；和约25-75重量％的硬脂酸。
36.如权利要求34所述的单胃动物饲料配给，其特征在于，所述组合物包含约20-30重量％的甲酸钙；约10-20重量％的苯甲酸；约5-15重量％的山梨酸；约1重量％的肉桂醛；约1％的脂肪酸混合物；和约45-55重量％的硬脂酸。
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