CN102630817A - 一种过瘤胃氯化胆碱微胶囊添加剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种胆碱过瘤胃微胶囊添加剂及其制备方法。所述添加剂包括内核以及包裹在所述内核表面的表面层；所述内核的成分为基于胆碱的混合物，所述基于胆碱的混合物按其重量百分比计包括83％～98.9％的二氧化硅为载体的氯化胆碱、1％～10％的聚丙烯酸树脂Ⅳ号和0.1％～10％的羟丙甲纤维素。本发明的提出能减少氯化胆碱在空气中的潮解和对饲料中其它养分的破坏，便于氯化胆碱的存放和使用。在奶牛饲料中添加能够提高奶牛的生产性能与健康、提高饲料利用效率，降低奶牛养殖过程中排泄对环境的污染和饲养成本具有重要作用，对我国农业经济的可持续发展和社会进步都具有重要意义。

Description

一种过瘤胃氯化胆碱微胶囊添加剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种添加剂及其制备方法，尤其涉及一种胆碱过瘤胃微胶囊添加剂及其制备方法，属于饲料添加剂领域。

背景技术

我国是世界上的农业大国，畜牧生产中奶牛产业快速发展，奶牛的饲养量持续提高。高效的饲养方式及水平影响着奶牛的产奶量，以及其泌乳潜力与健康。在反刍动物日粮中添加过瘤胃胆碱能提高其生产性能。在机体代谢中，胆碱和蛋氨酸是两个主要的甲基供体，由胆碱提供的甲基(经甜菜碱)可同高半胱氨酸结合而成蛋氨酸。日粮中添加胆碱可节约蛋氨酸，使更多的蛋氨酸用于蛋白质合成，满足反刍动物对蛋白质的需求量，从而提高生产性能。许多研究表明，在反刍动物日粮中添加RPC能提高产奶量、改善乳成分及增强繁殖性能等。胆碱对于奶牛来说不仅是一种必需营养成分，而且是维持高产的一种限制性营养成分。早期研究认为，对于成年奶牛，由于其体内能够以蛋氨酸、维生素B12等为原料进行生物合成，因此奶牛不缺乏胆碱。但是随着研究的不断深入，发现在日粮中添加的未保护的胆碱，约有85％～95％会被瘤胃微生物迅速降解，只有很少量能通过奶牛瘤胃进入后部消化道，进入小肠被吸收利用的胆碱量很低，对满足奶牛胆碱的需要，几乎没有什么意义。如何降低胆碱在奶牛瘤胃内的降解率，提高小肠对胆碱的利用率，是急需解决的关键问题。胆碱过瘤胃微胶囊能够有效的通过奶牛瘤胃，在后肠道释放胆碱，其作为新型添加剂，可有效缓解奶牛，尤其是高产奶牛胆碱含量的不足，从根本上解决从饲料中直接补充造成的大部分在瘤胃降解，不能满足动物生产需要的问题，将成为在国内外市场上极具竞争力的商品。

微胶囊是一种具有聚合物壁材的微型包装物。微胶囊化技术源于药物的薄层包衣技术。将细小固体颗粒、液体微滴或气体作为囊芯材料，通过特定的方法和设备在其外层用特殊的成膜材料包覆，形成连续而薄的包膜，形成固体微粒产品，在需要时将芯材释放的技术。微胶囊粒子的大小和形状因制备工艺不同，变化范围很大，一般在5～500微米范围内。微胶囊化制备技术最早应用于食品医药行业，真正技术成熟并大规模应用是在感光胶片领域。应用于动物科学领域中饲料添加剂或药物方面虽起步较早，但受膜材料和装备、工艺、成本因素制约，发展速度与应用普及率都有待提高。微胶囊化技术功能强大、效果独特，在畜牧领域具有重要的作用及良好的应用前景。

发明内容

本发明针对在奶牛日粮中补充普通胆碱添加剂，不仅提高了奶牛饲养的饲料成本，而且由于其极易被瘤胃微生物降解，不能满足泌乳高峰期奶牛，尤其是高产奶牛胆碱的供给需要这一缺点，提供一种胆碱过瘤胃微胶囊及其制备方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种过瘤胃氯化胆碱微胶囊添加剂，所述添加剂呈白色颗粒状，其粒径大小为50微米～400微米，所述添加剂包括内核以及包裹在所述内核表面的表面层；所述内核的成分为基于胆碱的混合物，所述基于胆碱的混合物按其重量百分比计包括80％～98.9％的胆碱、1％～10％的聚丙烯酸树脂Ⅳ和0.1％～10％的羟丙甲纤维素，其中所述基于胆碱的混合物占添加剂总重量的重量百分比为65％～99％；所述表面层的成分为壳聚糖，所述壳聚糖占添加剂总重量的重量百分比为1％～35％。

本发明的有益效果是：本发明将氯化胆碱进行微胶囊化处理，减少了其在空气中的潮解及对其他饲料成分的破坏，在奶牛饲料中使用，不仅降低了饲养的饲料成本，而且由于其能够通过牛的瘤胃，不被瘤胃微生物降解，顺利在真胃和小肠环境中从被微胶囊中释放出，并被消化吸收，达到补充胆碱应有的效果。本发明的提出对于提高日粮胆碱在奶牛产业中的利用率、加工产业链的形成以及包被水平的提高，以及节约蛋氨酸的使用，提高奶牛饲料利用效率、降低奶牛养殖过程中氮的排泄对环境的污染具有重要作用，对我国农业经济的可持续发展和社会进步都具有重要意义。胆碱过瘤胃微胶囊能够直接在奶牛精料补充料中使用，添加使用方便。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述微胶囊粒径大于50微米的占过瘤胃氯化胆碱微胶囊总重量的1％～5％。，粒径在50微米～300微米的占过瘤胃氯化胆碱微胶囊总重量的90％～98％。，粒径小于300微米的占过瘤胃氯化胆碱微胶囊总重量的1％～5％。

进一步，所述内核的直径大小为50微米～400微米。

进一步，所述表面层的厚度为10微米～50微米。

本发明还提供一种解决上述技术问题的技术方案如下：一种过瘤胃氯化胆碱微胶囊添加剂的制备方法包括：

步骤10：将基于胆碱的混合物制作成颗粒状的内核，所述基于胆碱的混合物包括胆碱、二氧化硅、聚丙烯酸树脂Ⅳ及羟丙甲纤维素；

步骤20：对所述颗粒状的内核进行包衣，在所述内核的表面形成表面层，所述表面层的成分为壳聚糖。

进一步，所述步骤10如下：

步骤101：按基于胆碱的混合物总重量的重量百分计将1％～10％的聚丙烯酸树脂Ⅳ和0.1％～10％的羟丙甲纤维素加入95％乙醇中制成混合溶液，其中聚丙烯酸树脂Ⅳ和羟丙甲纤维素浓度分别为1％～8％和0.1％～5％的溶液。

步骤102：在以二氧化硅为载体的氯化胆碱混合物表面喷涂步骤101所述的聚丙烯酸树脂Ⅳ及羟丙甲纤维素溶液并通过流化床制粒法制粒。

进一步，所述步骤20包括以下步骤：

步骤201：按微胶囊总重量的重量百分比计将1％～35％的壳聚糖加入3％冰醋酸溶液制成浓度为2％～10％的溶液；

步骤202：将制成颗粒状的基于胆碱的混合物放入流化床中，通过流化床将上述浓度为2％～10％的溶液均匀喷出，对颗粒状的基于胆碱的混合物进行包衣；

步骤203：将经过包衣后的混合物冷却，包装即可制得过瘤胃氯化胆碱微胶囊。

进一步，所述基于胆碱的混合物占微胶囊总重量的重量百分比为65％～99％，所述壳聚糖占微胶囊总重量的重量百分比为1％～35％。

本发明的提出能减少氯化胆碱在空气中的潮解和对饲料中其它养分的破坏，便于氯化胆碱的存放和使用。在奶牛饲料中添加能够提高奶牛的生产性能与健康、提高饲料利用效率，降低奶牛养殖过程中排泄对环境的污染和饲养成本具有重要作用，对我国农业经济的可持续发展和社会进步都具有重要意义。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1：

(1)称取2kg二氧化硅为载体的氯化胆碱。

(2)按照下述重量百分比称取各组分：

聚丙烯酸树脂IV         30g

羟丙甲纤维素           25g

(3)将称量好的聚丙烯酸树脂IV和羟丙甲纤维素加入95％酒精中制成聚丙烯酸树脂IV和羟丙甲纤维素浓度为1％～8％和0.1％～5％的酒精溶液。

(4)将饲料添加剂胆碱表面喷涂上述的聚丙烯酸树脂IV和羟丙甲纤维素酒精溶液并通过流化床制粒法制备微胶囊内核。

(5)按照下述重量百分比称取各组分：

微胶囊内核    2000g(％)

壳聚糖        100g(％)

(6)将称量的壳聚糖加入到3％冰醋酸溶液中制成2％～10％溶液。

(7)将微胶囊内核放入流化床中，通过流化床将步骤(6)所得溶液均匀喷出，对微胶囊内核进行包衣。

(8)冷却，包装形成最终产品。

实施例2：

(1)称取2kg二氧化硅为载体的氯化胆碱，按照基于胆碱的混合物总重量计，二氧化硅为载体的氯化胆碱含有40％～60％的胆碱、40％～60％的二氧化硅。

(2)按照下述重量百分比称取各组分：

聚丙烯酸树脂IV          100g

羟丙甲纤维素            10g

(3)将称量好的聚丙烯酸树脂IV和羟丙甲纤维素加95％酒精中制成聚丙烯酸树脂IV和羟丙甲纤维素浓度为1％～8％和0.1％～5％的酒精溶液。

(4)将饲料添加剂胆碱表面喷涂上述的聚丙烯酸树脂IV和羟丙甲纤维素酒精溶液并通过流化床制粒法制备微胶囊内核。

(5)按照下述重量百分比称取各组分：

微胶囊内核        2000g(％)

壳聚糖            200g(％)

(6)将称量的壳聚糖加入到3％冰醋酸溶液中制成2％～10％溶液。

(7)将微胶囊内核放入流化床中，通过流化床将步骤(6)所得溶液均匀喷出，对微胶囊内核进行包衣。

(8)冷却，包装形成最终产品。

实施例3：

(1)称取2kg二氧化硅为载体的氯化胆碱。

(2)按照下述重量百分比称取各组分：

聚丙烯酸树脂IV         80g

羟丙甲纤维素           10g

(3)将称量好的聚丙烯酸树脂IV和羟丙甲纤维素加入95％酒精中制成聚丙烯酸树脂IV和羟丙甲纤维素浓度为1％～8％和0.1％～5％的酒精溶液。

(4)将饲料添加剂胆碱表面喷涂上述的聚丙烯酸树脂IV和羟丙甲纤维素酒精溶液并通过流化床制粒法制备微胶囊内核。

(5)按照下述重量百分比称取各组分：

微胶囊内核        2000g(％)

壳聚糖            300g(％)

(6)将称量的壳聚糖加入到3％冰醋酸溶液中制成2％～10％溶液。

(7)将微胶囊内核放入流化床中，通过流化床将步骤(6)所得溶液均匀喷出，对微胶囊内核进行包衣。

(8)冷却，包装形成最终产品。

实施例4：

(1)称取2kg二氧化硅为载体的氯化胆碱。

(2)按照下述重量百分比称取各组分：

聚丙烯酸树脂IV          20g

羟丙甲纤维素            50g

(3)将称量好的聚丙烯酸树脂IV和羟丙甲纤维素加入95％酒精中制成聚丙烯酸树脂IV和羟丙甲纤维素浓度为1％～8％和0.1％～5％的酒精溶液。

(4)将饲料添加剂胆碱表面喷涂上述的聚丙烯酸树脂IV和羟丙甲纤维素酒精溶液并通过流化床制粒法制备微胶囊内核。

(5)按照下述重量百分比称取各组分：

微胶囊内核        2000g(％)

壳聚糖            500g(％)

(6)将称量的壳聚糖加入到3％冰醋酸溶液中制成2％～10％溶液。

(7)将微胶囊内核放入流化床中，通过流化床将步骤(6)所得溶液均匀喷出，对微胶囊内核进行包衣。

(8)冷却，包装形成最终产品。

实施例1～4中的聚丙烯酸树脂IV和羟丙甲纤维素，主要作用是将饲料胆碱进行包裹、制成具有一定粒度的颗粒，其主要目的是增加颗粒的包被层，减少加工时的破损率，有一定的粘合剂效果。本发明的微胶囊在泌乳早期奶牛日粮中添加量为每头牛40～60g/d，围产期奶牛日粮中添加量为20～50g/d。

实施例1-4中制得的过瘤胃氯化胆碱微胶囊添加剂中，粒径大于50微米的微胶囊占过瘤胃氯化胆碱微胶囊添加剂总重量的1％～5％。，粒径在50微米～300微米的微胶囊占过瘤胃氯化胆碱微胶囊添加剂总重量的90％～98％。，粒径小于300微米的微胶囊占过瘤胃氯化胆碱微胶囊添加剂总重量的1％～5％。

进一步，所述内核的直径大小为50微米～400微米。

进一步，所述表面层的厚度为10微米～50微米。

本发明胆碱过瘤胃微胶囊无特殊气味，近年来研究表明泌乳期奶牛尤其是泌乳早期和高产奶牛胆碱供给不足，影响了奶牛生产性能的发挥。直接在奶牛日粮中添加饲料添加剂胆碱，不仅容易对维生素等其他养分造成损坏、减少饲料的存货期，而且其85％以上在瘤胃中被微生物降解，达到真胃和小肠的不足15％，不能有效到达真胃和小肠，不能满足奶牛的需要，从而达到其应有的效果。本发明胆碱过瘤胃微胶囊添加剂，采用高分子复合材料并用微胶囊技术进行处理，70％以上能够通过瘤胃而不被破坏，能在真胃和小肠中全部示范，在小肠内吸收利用率可达98％以上。

本发明有利于促进饲料添加剂资源的开发利用，生产适应市场需求的过瘤胃产品，在促进产奶量，奶农增收方面具有较高的经济效益和社会效益。

本发明所用的原料及设备均可通过市售购买得到。

本发明的优点：本发明先用针对胆碱强潮解的特殊粘合剂配方，将饲料添加剂氯化胆碱粘结成均匀颗粒状，有利于包衣。芯材的特点：丙烯酸树脂Ⅳ主要用作片剂、丸剂、颗粒剂胃溶性的包衣材料，并用于保护及隔离型包衣，在pH＜4的真胃中能溶解，而在pH＞4的瘤胃环境中不溶解，用其包衣能起到理想的效果。羟丙甲基纤维素具有良好的成膜性能，薄膜无色、透明而坚韧、无毒，为了增强及耐加工性，加入了羟丙甲纤维素。将二者均用于芯材的制粒，适合胆碱强吸湿性特点，在制粒过程中对胆碱进行了一定程度的包被。本试验中壁材所用成分壳聚糖不溶于水，能够使微胶囊保持充分柔软的特性，热稳定性好，不易发生粘连，外观物理稳定性好。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种过瘤胃氯化胆碱微胶囊添加剂，其特征在于，所述添加剂包括内核以及包裹在所述内核表面的表面层；所述内核的成分为基于胆碱的混合物，所述基于胆碱的混合物按其重量百分比计包括83％～98.9％的二氧化硅为载体的氯化胆碱、1％～10％的聚丙烯酸树脂Ⅳ号和0.1％～10％的羟丙甲纤维素，其中所述基于胆碱的混合物占添加剂总重量的重量百分比为65％～99％；所述表面层的成分为壳聚糖，所述壳聚糖占添加剂总重量的重量百分比为1％～35％。

2.根据权利要求1所述的添加剂，其特征在于，所述添加剂中，粒径大于50微米的添加剂占总重量的1％～5％；粒径在50微米～300微米的添加剂总重量的90％～98％；粒径小于300微米的添加剂占总重量的1％～5％。

3.根据权利要求1所述的添加剂，其特征在于，所述内核的直径大小为50微米～400微米。

4.根据权利要求1所述的添加剂，其特征在于，所述表面层的厚度为10微米～50微米。

5.一种过瘤胃氯化胆碱微胶囊添加剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

步骤10：将基于胆碱的混合物制作成颗粒状的内核，所述基于胆碱的混合物包括胆碱、二氧化硅、聚丙烯酸树脂Ⅳ及羟丙甲纤维素；

步骤20：对所述颗粒状的内核进行包衣，在所述内核的表面形成表面层，所述表面层的成分为壳聚糖。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤10包括以下步骤：

步骤101：按基于胆碱的混合物总重量的重量百分计将1％～10％的聚丙烯酸树脂Ⅳ和0.1％～10％的羟丙甲纤维素加入95％乙醇中制成混合物，制成聚丙烯酸树脂Ⅳ和羟丙甲纤维素浓度分别为1％～8％和0.1％～5％的溶液。

步骤102：在以二氧化硅为载体的氯化胆碱混合物表面喷涂步骤101所述的聚丙烯酸树脂Ⅳ及羟丙甲纤维素溶液并通过流化床制粒法制粒。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤20包括以下步骤：

步骤201：按添加剂总重量的重量百分比计将1％～35％的壳聚糖加入3％冰醋酸溶液制成浓度为2％～10％的溶液；

步骤202：将制成颗粒状的基于胆碱的混合物放入流化床中，通过流化床将上述浓度为2％～10％的溶液均匀喷出，对颗粒状的基于胆碱的混合物进行包衣；

步骤203：将经过包衣后的混合物冷却，包装即可制得过瘤胃氯化胆碱微胶囊。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述基于胆碱的混合物占添加剂总重量的重量百分比为65％～99％，所述壳聚糖占添加剂总重量的重量百分比为1％～35％。