发明内容
为解决上述问题,本发明旨在提供一种生物利用度高且易于制备的纳米营养微乳液及其制备方法。
本发明一方面提供了一种纳米营养微乳液,包括活性成分、辅料以及溶剂,所述活性成分包括维生素以及氨基酸,所述辅料包括乳化剂和助乳化剂,其特征在于,所述活性成分按重量份具体包括:维生素A:5~50份,维生素D3:1~10份,维生素E:1~10份,维生素B1:1~5份,维生素B6:1~5份,维生素B12:0.01~0.50份,维生素C:1~10份,维生素K3:1~10份,D-泛酸钙:1~10份;以及L-赖氨酸:0.5~5.0份,DL-蛋氨酸:0.5~5.0份,L-精氨酸:0.5~5.0份。
优选地,维生素A:10~30份,维生素D3:2~5份,维生素E:2~5份,维生素B1:1.5~4份,维生素B6:1.5~4份,维生素B12:0.03~0.20份,维生素C:3~6份,维生素K3:3~6份,D-泛酸钙:3~8份;以及L-赖氨酸:1.0~4.0份,DL-蛋氨酸:1.0~4.0份,L-精氨酸:1.0~4.0份。
更优选地,维生素A:12~15份,维生素D3:3~4份,维生素E:3~4份,维生素B1:2~3份,维生素B6:2~3份,维生素B12:0.05~0.10份,维生素C:4~5份,维生素K3:4~5份,D-泛酸钙:4~6份;以及L-赖氨酸:1.5~3.0份,DL-蛋氨酸:1.5~3.0份,L-精氨酸:1.5~3.0份。
其中,该纳米营养微乳液的辅料包括乳化剂和助乳化剂,乳化剂、助乳化剂以及溶剂的重量比为:乳化剂15%~30%,助乳化剂5%~10%,溶剂60%~80%。其中,乳化剂优选吐温-80:15%~30%,助乳化剂为聚乙二醇:5%~10%,优选聚乙二醇-200,溶剂为纯化水:60%~80%。
该纳米营养微乳液还可以进一步加入防腐剂和抗氧化剂。优选,山梨酸钾:0.1~0.3份,苯甲酸钠0.1~0.3份;更优选,山梨酸钾:0.1~0.3份,苯甲酸钠0.1~0.3份。
本发明另一方面提供了一种纳米营养微乳液的制备方法,包括以下步骤:称取一定量的乳化剂和助乳化剂于容器内,加入一定量的脂溶性活性成分,搅拌,使其成为油相;称取一定量的水溶性活性成分,加入一定量的水,搅拌,使其成为水相;将水相加入油相,持续搅拌;以及分装即得所述纳米营养微乳液。
其中,所述脂溶性活性成分按重量份具体包括:维生素A:5~50份,维生素D3:1~10份,维生素E:1~10份;优选,维生素A:10~30份,维生素D3:2~5份,维生素E:2~5份;更优选,维生素A:12~15份,维生素D3:3~4份,维生素E:3~4份。
所述水溶性活性成分按重量份具体包括:维生素B1:1~5份,维生素B6:1~5份,维生素B12:0.01~0.50份,维生素C:1~10份,维生素K3:1~10份,D-泛酸钙:1~10份,L-赖氨酸:0.5~5.0份,DL-蛋氨酸:0.5~5.0份,L-精氨酸:0.5~5.0份;优选,维生素B1:1.5~4份,维生素B6:1.5~4份,维生素B12:0.03~0.20份,维生素C:3~6份,维生素K3:3~6份,D-泛酸钙:3~8份,L-赖氨酸:1.0~4.0份,DL-蛋氨酸:1.0~4.0份,L-精氨酸:1.0~4.0份;更优选,维生素B1:2~3份,维生素B6:2~3份,维生素B12:0.05~0.10份,维生素C:4~5份,维生素K3:4~5份;D-泛酸钙:4~6份;以及L-赖氨酸:1.5~3.0份,DL-蛋氨酸:1.5~3.0份,L-精氨酸:1.5~3.0份。
该纳米营养微乳液在制备过程中可进一步加入防腐剂,优选在加入水溶性活性成分时一并加入山梨酸钾:0.1~0.3份,苯甲酸钠0.1~0.3份。
该纳米营养微乳液在制备过程中加入了乳化剂和助乳化剂,乳化剂优选吐温-80,助乳化剂为聚乙二醇,优选聚乙二醇-200;加入比例为:吐温-80:15%~30%,聚乙二醇:5%~10%。
本发明提供的纳米营养微乳液中的活性成分包括维生素以及氨基酸,其中氨基酸起到了促进细胞构建、修复组织或合成蛋白质等作用。长期试验表明本发明提供的纳米营养微乳液性质稳定,生物利用度高,可提高对疾病的抵抗力。
本微乳液粒径小,范围在100nm以下,具有强大的分子表面效应,使得维生素以游离分子状态彼此稳定而互不干扰的存在,形成澄清透明的无溶氧溶液,维生素分子稳定,不被氧化破坏,热力学性质稳定。纳米级维生素极大地改善了维生素在水中的溶解性、分散性和透析性能,改变了维生素在体内的生理生化过程,并消除了个体间吸收利用的差异,吸收率可达100%,生物利用度达到90%以上。本发明提供的纳米营养微乳液也解决了由于环境因子不稳定使维生素和氨基酸效价降低的问题,极大地提高了维生素和氨基酸的稳定性。此外,由于本发明纳米营养微乳液为水包油型微乳剂,主要溶剂为纯化水,与一般溶剂相比,成本大大降低,性价比更高。本发明纳米营养微乳液能够与水任意比例互溶且不析出乳滴,可减少维生素用量,综合成本减少25%,性价比高,在实际使用过程中显示出了巨大的优越性。
该纳米营养微乳液的制备方法不需使用高压均质机等特殊仪器设备,而只需普通搅拌设备,转数为50~100转/分钟,可将含有维生素的油相成分均匀地分散在水相中。此外,该制备方法不需高温处理,可充分保持维生素的稳定性和生物利用度。该制备方法步骤简单,易操作,可以广泛应用于饲料、化妆品、医药、饮料、保健品等行业。
具体实施方式
下面对本发明的优选实施方式进行描述。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
实施例一
称量吐温-8015%和聚乙二醇-2005%于配液罐内,加入维生素A 12g/L、维生素D33.2g/L和维生素E 3.2g/L,充分搅拌20分钟,使其成为油相;
称取维生素B 12.0g/L、维生素B62.0g/L、维生素B 120.05g/L、维生素C5.0g/L、维生素K35.0g/L、D-泛酸钙5.0g/L、L-赖氨酸1.0g/L、DL-蛋氨酸1.0g/L、L-精氨酸1.0g/L、山梨酸钾0.20g和苯甲酸钠0.20g,加入纯化水80%,充分搅拌均匀20分钟,50~100转/分钟,使其成为水相;
将水相缓缓加入油相,边加边搅拌,加完后继续搅拌30分钟。检验合格后,分装,避光保存即得。
实施例二
称量吐温-8020%和聚乙二醇-20010%于配液罐内,加入维生素A 15g/L、维生素D33.5g/L和维生素E 3.5g/L,充分搅拌20分钟,使其成为油相;
称取维生素B12.5g/L、维生素B62.0g/L、维生素B120.075g/L、维生素C5.0g/L、维生素K35.0g/L、D-泛酸钙5.0g/L、L-赖氨酸2.0g/L、DL-蛋氨酸1.0g/L、L-精氨酸1.0g/L、山梨酸钾0.20g和苯甲酸钠0.20g,加入纯化水70%,充分搅拌均匀20分钟,50~100转/分钟,使其成为水相;
将水相缓缓加入油相,边加边搅拌,加完后继续搅拌30分钟。检验合格后,分装,避光保存即得。
实施例三
称量吐温-8030%和聚乙二醇-20010%于配液罐内,加入维生素A 15g/L、维生素D33.5g/L和维生素E 3.5g/L,充分搅拌20分钟,使其成为油相;
称取维生素B12.5g/L、维生素B62.0g/L、维生素B120.075g/L、维生素C5.0g/L、维生素K35.0g/L、D-泛酸钙5.0g/L、L-赖氨酸2.0g/L、DL-蛋氨酸1.0g/L、L-精氨酸1.0g/L、山梨酸钾0.20g和苯甲酸钠0.20g,加入纯化水60%,充分搅拌均匀20分钟,50~100转/分钟,使其成为水相;
将水相缓缓加入油相,边加边搅拌,加完后继续搅拌30分钟。检验合格后,分装,避光保存即得。
实施例四
称量吐温-8030%和聚乙二醇-20010%于配液罐内,加入维生素A 20g/L、维生素D33.5g/L和维生素E 3.5g/L,充分搅拌20分钟,使其成为油相;
称取维生素B12.5g/L、维生素B62.0g/L、维生素B120.10g/L、维生素C5.0g/L、维生素K35.0g/L、D-泛酸钙5.0g/L、L-赖氨酸2.0g/L、DL-蛋氨酸1.0g/L、L-精氨酸1.0g/L、山梨酸钾0.20g和苯甲酸钠0.20g,加入纯化水60%,充分搅拌均匀20分钟,50~100转/分钟,使其成为水相;
将水相缓缓加入油相,边加边搅拌,加完后继续搅拌30分钟。检验合格后,分装,避光保存即得。
试验实施例一:纳米营养微乳液与传统粉状营养添加剂对内鸡生长性能影响的比较试验
1、材料与方法
(1)材料
纳米营养微乳液和粉状水溶营养添加剂均自制,有效成分含量相同,即纳米营养微乳液和粉状水溶营养添加剂每1千克含维生素A:12,000,000IU、维生素D3:3,200,000IU、维生素E:3,200mg、维生素B1:2,000mg、维生素B2:1000mg、维生素B6:2,000mg、维生素B12:100mg、维生素C:5,000mg、维生素K3:1,000mg、D-泛酸钙:5,000mg、L-赖氨酸:1,000mg、DL-蛋氨酸:1,000mg和L-精氨酸:1,000mg。
(2)试验设计
800只1日龄AA肉鸡预饲1周后,随机分成4组,每组200只。试验1~2组为粉状水溶营养添加剂试验组,500g兑水500L,连用5天,每隔一周使用一次,直到试验结束。试验3~4组为纳米营养微乳液试验组,500ml兑水500L,连用5天,每隔一周使用一次,直到试验结束。
(3)试验日粮
试验日粮参照我国现行肉用仔鸡饲养标准(1998)和NRC(1994)饲养标准配制,试验饲喂期分为两个阶段,即1~21日龄和22~47日龄,日粮组成及营养水平见表1。
表1
每千克微量元素预混料包含FeSO4·H2O 259.00g,CuSO4·5H2O 162.00g、MnSO4·H2O 136.00g、ZnSO4·7H2O 224.00g、KI0.30g、Na2SeO30.34g。
(4)饲养管理
试验鸡笼养,自由采食及饮水,育雏期温度控制在32℃左右,以后维持在26℃左右。饲养期内按常规免疫程序进行,7日龄新城疫+传支H120滴鼻点眼;13日龄法氏囊2倍量饮水;25日龄法氏囊2倍量饮水;28日龄新城疫+传支H52二联苗2倍量饮水。
(5)测定指标与方法
分别在前1天20:00停食不停水,35日龄清晨进行空腹称重,统计采食量,计算各阶段的平均日增重(ADG)平均日采食量(ADFI),料肉比(F/G)。35日龄进行屠宰试验,并分离免疫器官胸腺、脾脏、法氏囊称重。计算肝脏指数、胸腺指数、法氏囊指数、腹脂指数和脾脏指数,
计算公式为:肝脏指数(g/kg)=肝脏重/空腹重;
胸腺指数(g/kg)=胸腺重/空腹重;
法氏囊指数(g/kg)=法氏囊重/空腹重;
腹脂指数(g/kg)=腹脂重/空腹重;
脾脏指数(g/kg)=脾脏重/空腹重。
(6)数据处理
试验数据采用SAS软件的中的Glm过程进行方差分析,然后用Duncan’sSSR进行多重比较。
2、结果与分析
(1)饮水投喂纳米营养微乳液与粉状营养添加剂对肉鸡生产性能的影响见表2。
表2
注:同行肩标不同字母表示差异显著(P<0.05),未标肩标说明差异不显著(P>0.05),下同。
由表2可知,饮水中添加纳米营养微乳液组的35日龄重、日增重、日采食量、料肉比均显著高于和粉状营养添加剂(P<0.05)。
(2)纳米营养微乳液与粉状营养添加剂对肉鸡免疫器官的影响见表3,表3给出了35日龄各处理组免疫器官重量(g)及免疫器官指数。
表3
由表3可知,35日龄纳米营养微乳液组的肝脏指数、胸腺指数和法氏囊指数显著高于粉状营养添加剂组(P<0.05),其他各项指标各组间差异不显著(P>0.05)。
3、结论
试验结果表明,投喂相同有效成分种类与剂量的纳米营养微乳液与粉状营养添加剂相比,纳米营养微乳液组表现出更加优越的生产性能,其中平均日增重、平均日采食量以及料肉比这三个衡量生产性能的重要指标都表明纳米营养微乳液组优于粉状营养添加剂组,且差异显著(P<0.05)。另外,对肉鸡免疫器官的影响试验结果表明,纳米营养微乳液组的肝脏指数、胸腺指数和法氏囊指数显著高于粉状营养添加剂组(P<0.05),表明纳米营养微乳液组能够有效的提高肉鸡的免疫能力。以上生长性能和免疫性能两项指标纳米营养微乳液均优于粉状营养添加剂,可能与纳米营养微乳液更易被机体吸收,生物利用度高,从而能更有效的发挥其维生素与氨基酸的生理功能有关。
试验实施例二:纳米营养微乳液与传统粉状营养添加剂对蛋鸡产蛋率影响的比较试验
1、材料与方法
(1)试验动物与分组
海兰褐产蛋后期成年鸡1600只,随机分为两组,每组800只,从2009年5月3日起两组以相同的基础日粮饲喂至6月4日作为预试期。由6月5日开始进入正试期,饲喂相同基础日粮。第1组为粉状水溶营养添加剂试验组,500g兑水1000L,自由饮水,连用5天,每隔一周使用一次,直到试验结束。试验2组为纳米营养微乳液试验组,500ml兑水1000L,自由饮水,连用5天,每隔一周使用一次,直到试验结束。
(2)饲养与管理
试验鸡采用笼养,每天饲喂5次,即早7:00、上午10:00、下午2:00、下午5:00、晚7:30各喂1次,全天自由饮水。每日记录产蛋量,并求出每星期平均产蛋率。每星期进行1次饮水槽清洗。每天早晨进行1次粪便清除。以保持饮水的清洁和鸡舍的环境良好。同时用人工补光。以满足鸡对光的需要。
2、结果与分析
(1)第1周至第10周产蛋性能的分析,见表4
表4
组别 |
粉状营养添加剂组 |
纳米营养微乳液组 |
第1周 |
73.66 |
76.85 |
第2周 |
73.67 |
78.16 |
第3周 |
74.87 |
79.38 |
第4周 |
75.28 |
80.66 |
第5周 |
74.75 |
80.62 |
第6周 |
74.75 |
80.88 |
第7周 |
75.38 |
81.94 |
第8周 |
75.94 |
82.25 |
第9周 |
75.36 |
81.85 |
第10周 |
73.63 |
81.18 |
从表4可以看出,在第1周末纳米营养微乳液组产蛋率高于粉状营养添加剂组3.19%,经T检验差异显著(P<0.05)。说明投喂纳米营养微乳液一周后开始有显著效应。第2周至第10周纳米营养微乳液组产蛋率分别高于粉状营养添加剂组4.49%、4.51%、5.38%、6.07%、7.13%、6.56%、6.13%、6.49%和7.55%,经T检验第2周纳米营养微乳液组与粉状营养添加剂组差异显著(P<0.05),第3周至第10周产蛋率差异极显著(P<0.01),只是第7周产蛋率与第6周产蛋率相比有所下降,第8周和第9周的产蛋率与第6周和第7周产蛋率相比有所下降,说明在饮水中添加纳米营养微乳液比粉状营养添加剂能够明显的提高蛋鸡的产蛋率。
(2)经济效益分析
以1000只鸡规模的鸡场,实行该项措施后,增加的经济效益来计算。经计算,在同等条件下,纳米营养微乳液组每只鸡平均比粉状营养添加剂组每天多产0.029枚蛋,试验鸡每天需纳米营养微乳液0.5ml,每个产蛋周期350天。纳米营养微乳液价格比粉状营养添加剂价格贵10元/升,鸡蛋价格按6.0元/千克计算,鸡蛋按1千克/16枚计算,每个产收周期新获经济效益N=0.029×1000×350×(6÷16)-0.5×1000×350×(10÷1000)=2056元
3、结论
蛋鸡投喂相同维生素成分及含量的纳米营养微乳液与粉状营养添加剂,纳米营养微乳液试验组蛋鸡的产蛋率明显高于粉状营养添加剂组,而且有极显著效应。投喂1周即可产生显著效应,在3周内即可产生极显著效应,持续投喂纳米营养微乳液后产蛋率能达到持续性增加。投喂纳米营养微乳液10周后产蛋率提高7.55%。从经济效益分析来看,投喂纳米营养微乳液后可获得显著经济效益,纳米营养微乳液与粉状营养添加剂相比能够提高蛋鸡产蛋率的原因有待进一步研究。
本发明涉及的纳米营养微乳液中维生素分子吸收时不需要消化液参与,即使患有肝脏疾病和脂肪吸收障碍的家禽,维生素的吸收都不会受到影响。本发明纳米营养微乳液中的有效成分在畜禽体内100%吸收,生物利用度达90%以上。
试验实施例三:纳米营养微乳液与粉状营养添加剂对仔猪生长性能影响的比较试验
1、材料与方法
(1)材料
纳米营养微乳液和粉状营养添加剂均自制,有效成分含量相同,即液态多维和粉状水溶多维每1千克含维生素A:12,000,000IU、维生素D3:3,200,000IU、维生素E:3,200mg、维生素B1:2,000mg、维生素B2:1000mg、维生素B6:2,000mg、维生素B12:100mg、维生素C:5,000mg、维生素K3:1,000mg、D-泛酸钙:5,000mg、L-赖氨酸:1,000mg、DL-蛋氨酸:1,000mg、L-精氨酸:1,000mg。
(2)动物分组与处理
选自来源一致、同胎次、产仔时间相近、产仔数相同、性别比例相近、断奶窝重、体重相近的杜长大断奶仔猪。根据窝别、性别和体重,按配对试验原则将其分成试验组和对照组,每组20头。试验组初始头均重(8.125±1.377)kg;对照组初始头均重(8.050±1.377)kg。试验期40d。饲喂温氏食品集团312仔猪料。第一组为纳米多维组,按每1毫升兑水1公斤,供仔猪自由饮水;第二组为粉状水溶多维组,按每1克兑水1公斤,供仔猪自由饮水。
(3)饲养管理
试验前进行预防注射、去势、驱虫和编号,每日喂4次,自由采食、饮水。
(4)数据记录与统计分析
记录消耗料量,称猪始重和末重,观察猪的采食、生长情况。采用常规生物统计学方法进行数据分析。
2、结果与分析
试验组与对照组仔猪的生长性能见表5。
表5
组别 |
第一组 |
第二组 |
始总重 |
162.5 |
161.0 |
始均重 |
8.13±1.38 |
8.05±1.38 |
末总重 |
447.0 |
416.0 |
末均重 |
22.38±4.73 |
20.80±4.40 |
总增重 |
284.5 |
255.0 |
头日增重 |
0.356 |
0.319 |
总耗料 |
496 |
467 |
料重比 |
1.74 |
1.83 |
注:涉及重量单位均以千克计。
试验结果表明:两组仔猪初始平均体重差异不显著(P>0.05),试验结束时饲喂纳米多维组比粉状水溶多维组仔猪的生长性能明显改善,日增重提高11.57%,料重比下降4.92%。试验期间,纳米多维组更为安静,对各种环境刺激如陌生人声音、同舍猪叫声等反应没有那么强烈,采食速度、生长状况、皮毛、粪成型、发病情况等均好于粉状多维组。