CN103053828B

CN103053828B - 一种减少水产饲料中水溶性维生素溶失的方法

Info

Publication number: CN103053828B
Application number: CN201210510158.4A
Authority: CN
Inventors: 朱�选
Original assignee: GUANGZHOU HINTER BIO-TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: GUANGZHOU HINTER BIOTECHNOLOGY CO., LTD.
Priority date: 2012-12-04
Filing date: 2012-12-04
Publication date: 2014-01-01
Anticipated expiration: 2032-12-04
Also published as: CN103053828A

Abstract

本发明属于饲料加工技术领域，具体地说，涉及一种减少水产饲料中水溶性维生素溶失的方法。该减少水产饲料中水溶性维生素溶失的方法包括将水溶性维生素溶液乳化至油相中形成乳状液，并固化界面膜为耐高温和剪切作用的微囊壁，将乳状液添加至饲料混合物中。本发明提供的方法能极大地提高水产饲料中水溶性维生素的稳定性及减少其溶失，适用于直接在制粒或膨化前的添加，由于还有很多饲料加工企业没有后喷涂装置，并且目前的后喷涂，只在膨化料中用得较成功，所以该方法使用范围广泛。

Description

一种减少水产饲料中水溶性维生素溶失的方法

技术领域

本发明属于饲料加工技术领域，具体地说，涉及一种减少水产饲料中水溶性维生素溶失的方法。

背景技术

饲料的加工过程（调质及制粒，膨化）会直接导致了一些热敏性微量营养素受到热破坏，最具代表性的就是维生素，例如，末经保护处理的VA（维生素A），VD（维生素D），VE（维生素E），VC（维生素C）和VK（维生素K）经膨化加工后损失约20-50%，B族维生素也要损失约10%-20%左右，因此在实际饲料生产中基本都采用稳定化的维生素形式，例如采用生育酚醋酸酯，VA醋酸酯分别代替普通的VA和VE，并结合包被或载体吸附的方法进一步提高稳定性；采用VC磷酸酯代替VC，亚硫酸氢钠甲奈醌复合物（MSBC）代替普通VK，硝酸硫胺素代替盐酸硫胺素等，而VD则均采用微胶囊形式添加。但是，在实际的养殖过程中，仍然存在由于投饲过程中的部分维生素溶解损失而产生的养殖问题。例如一些摄食膨化料的海水鱼及无鳞淡水鱼类经常容易出现的体色问题，很多时候就与维生素的缺失有很大关系。

另一方面，对虾摄食缓慢，通常需要1.5小时才能完成摄食，因此人们对于对虾饲料的水中稳定性尤为关注，目前的加工技术已完全可以保证颗粒在水中稳定性。对于膨化饲料，由于淀粉糊化度有了更进一步提高，蛋白变性充分，因此水中稳定性也有了更进一步的提高，固形物散失更少，即使在水中长时间漂浮颗粒也不易在被摄食前发生崩溃。但是，到目前为止，人们关注的焦点仍停留在颗粒的完整性或如何减少固形物溶失水平上，对于其中微量的水溶性维生素溶失关注较少。实际上，这一部分的溶失损失是非常巨大的，无论是对虾硬颗粒饲料还是膨化饲料，水溶性微量组分都可能通过颗粒内部的众多毛细孔道，借助吸水溶胀而发生溶失损失。例如：膨化料中真空喷涂的植酸酶水溶液，在水中仅10分钟就溶失20%（王卫国 2009）；Murai和Andrews报道含有500 mg/kg泛酸的鲑鱼膨化饲料在水中浸泡10秒钟后可以损失掉50%。虾的微颗粒饲料中的维生素在海水中浸泡1小时后，VB1损失98%（含量29.5 mg/kg饲料），泛酸损失94%（含量100 mg/kg饲料），VB6损失93%（含量14 mg/kg饲料），VC损失89%（含量3089 mg/kg饲料），核黄素损失86%（含量55 mg/kg饲料），烟酸损失86%（含量120 mg/kg饲料），肌醇损失52%（含量4000 mg/kg饲料），胆碱损失45%（含量3368 mg/ kg饲料）。

目前，针对饲料中微量的水溶性维生素溶失的问题，已经报道的技术方案包括：

1）采用超量的添加的方法，但超量添加不仅会带来成本的增加，更主要的是存在相当的盲目性，没有从根本上解决问题。

2）采用包被的方法，但由于被包被的对象是水溶性蕊材，因此较难在低成本的情形下形成用于产生微囊的乳状液体系，有一些报道以脂类化合物，比如：硬脂酸，硬化油或石蜡作为壁材，采用喷雾冷却的方法形成水溶性蕊材和脂类化合物嵌合物，但遗憾的是由于成本关系，所用材料的熔点很低（小于70°C），因此壁材在调质或膨化过程中就已经熔化而失去作用，所以仍不然克服溶失的问题。而如果采用高熔点壁材，则存在成本和吸收利用的问题，也有采用海藻酸钠与维生素混合再加入氯化钙固化成球的方法，但现有的方法存在严重不足：1，由于都在水相体系，且没有形成乳化体系，难以将水溶性维生素高效包裹，得率极低；2，粒径难以控制，通常都要在标准筛10目以上，甚至更大，但这种粒径的颗粒无法在水产饲料加工中使用。

3）使用专用于后喷涂的W/O型水溶性维生素乳状液（王卫国 2001，邓君明 2004，赵晨伟 2006），但这样形成的W/O乳状液中的油相和水相间的界面膜是小分子界面膜，强度差，很容易在外部剪切力或渗透压作用下发生破裂，因此被油相包裹的水溶性蕊材仍会大量溶失，仍会造成水溶性组分的溶失，而且后喷涂主要适用于膨化饲料加工，例如在颗粒饲料上喷涂胃蛋白酶的油包水乳状液后（胃蛋白酶在水相），在水中浸泡40分钟就损失50%（赵晨伟 2006）。另一方面，还有相当多的饲料工厂生产线没有后喷涂设备。

发明内容

针对以上不足，本发明提供一种用于提高水产饲料中维生素的稳定性及减少其溶失的方法。

本发明通过以下方案达到上述目的：

一种减少水产饲料中水溶性维生素溶失的方法，包括将水溶性维生素溶液乳化至油相中形成乳状液，并固化界面膜为耐高温和剪切作用的微囊壁，将乳状液添加至饲料混合物中。

优选的，一种减少水产饲料中水溶性维生素溶失的方法，包括以下步骤：

1）制备水相：将水溶性维生素加入水中至完全溶解，加入质量百分比为0.1%-4%的海藻酸钠溶液，其中海藻酸钠的质量为维生素质量的1%-85%，随后加入并溶解0.1%-10%质量体积百分比的黄原胶，再加入0.001%-0.5% 质量体积百分比的吐温系列的乳化剂，混合均匀后形成水相；

2）制备油相：溶解0.001%-0.5%质量体积百分比的司班系列乳化剂于植物油或动物油中，混匀形成油相；

3）乳化制备乳状液：按照水相：油相体积比1：999-3：2，将水相加入至油相中，然后一并加入至高剪切乳化设备高速乳化，加入0.1-4%的氯化钙溶液，其添加体积为海藻酸钠溶液体积的20%-100%，混匀后制得含水溶性维生素固化微囊与油的混合物；

4）添加至饲料：将上述混合物按照饲料配方比例直接与饲料混合即可。

优选的，该方法的步骤3）中将水相加入至油相中后一并加入至高剪切乳化设备高速乳化1-20分钟，乳化设备分散速度为1000rpm-3000rpm，减慢分散速度至1000rpm，加入0.1-4%的氯化钙溶液，其添加比例为海藻酸钠溶液体积的20%-100%，加入完毕后保持1000rpm继续搅拌1-5分钟。

优选的，所述植物油为豆油、菜籽油、花生油或棉籽油。

优选的，所述动物油为鱼油、猪油、或鸡油。

该减少水产饲料中水溶性维生素溶失的方法适用于所添加到饲料中的水溶性维生素，所述水溶性维生素溶液包括维生素B1溶液、维生素B6溶液等，本方法也适用于其它一些水溶性组分，例如水溶性微量元素、酶制制、晶体氨基酸等。

本方法的海藻酸钠与氯化钙反应形成固化囊壁，固化的海藻酸钙将水溶性维生素形成微胶囊粒子，因而能减少溶失，而且这种复合物的熔点要远超过通常的饲料加工温度，因此不会因为饲料加工过程受热而导致其中的水溶性维生素释放，失去控制溶失作用；黄原胶用于增加乳化体系的粘度，增加乳状液稳定性；吐温为水相乳化剂，用于和油相乳化剂司班形成复合小分界面膜；植物油或鱼油为乳化介质；高压均质用于形成粒子足够小的乳化液滴，确保固化微囊粒子足够小满足水产饲料加工对添加剂粒度的要求。通常的海藻酸钠与氯化钙反应固化一些活性物质的方法，一方面不能完全将受保护物质包被完全，另一方面无法控制所形成包囊的粒度大小，通常都大于标准筛10目以上，而本方法的粒径可完全控制在80目以下。

本方法形成油包水乳状液，首先确保水溶性维生素在水相，水相中溶解一定量的海藻酸钠，乳化至油相中，采用乳化，一方面可使乳状液滴足够小，保证水溶性维生素粒子足够小，确保其在水产饲料加中的混合均匀性，另一方面，形成乳状液滴后，利用加入的氯化钙溶液，使之与海藻酸钠反应形成微胶囊粒子囊壁将水溶性维生素固化在里面，采用这种方法制造粒子足够小的固化的乳状液滴，用来保护水溶性维生素，目前还没有公开的报道。

本发明提供的方法能极大地提高水产饲料中水溶性维生素的稳定性及减少其溶失，适用于直接在制粒或膨化前的添加，由于还有很多饲料加工企业没有后喷涂装置，并且目前的后喷涂，只在膨化料中用得较成功，所以该方法使用范围广泛。

附图说明

图1为实施例1的W/O乳状液进行真空喷涂后的膨化饲料与普通膨化饲料的溶失百分比情况图。

图2为实施例2的W/O乳状液进行真空喷涂后的膨化饲料与普通膨化饲料中锌的溶失情况图。

图3为施例3的W/O乳状液进行真空喷涂后的膨化饲料与普通膨化饲料中维生素C的溶失情况图。

其中，各图中的横坐标为时间（min），纵坐标为溶失百分比（%）。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明进行进一步说明。

实施例1：

本实施例以水溶性最大的维生素B1和维生素B6为例。

1）制备水溶性维生素溶液：25克盐酸硫胺素及25克VB6在室温下溶解于pH5.0左右的水溶液中，水体体积为1000毫升；

2）制备水相：一边搅拌一边向水溶性维生素溶液中加入质量百分比为2%的海藻酸钠水溶液500毫升，待其溶解后，再加入10克黄原胶，待完全溶解后，最后再加入2克吐温60并搅拌溶解均匀，制得水相；

3）制备油相：在75升豆油中加入6克司盘80，并在室温充分搅拌均匀形成油相；

4）制备乳状液并固化微囊壁：一边搅拌一边缓缓地向油相中加入上述水相，然后一并加入到常用的高剪切乳化设备中，2900rpm，乳化10分钟，然后降低乳化转速至1000rpm，缓缓加入溶解有3%氯化钙的水溶液300毫升，保持2分钟时间，最后放出乳化设备制得的含盐酸硫胺素及VB6的固化微囊与油的混合物；

5）混合饲料：按配方比例加入20L上述混合物至制粒前的混合机中，与980公斤饲料原料混合均匀，然后进行制粒或膨化加工。

在对虾饲料生产线中在制粒前二次混合的混合机中按每吨饲料加入20公斤按实施例1制得的混浊液，室温条件下进行搅拌混合，然后按常规流程制粒加工。取约500克所制得的对虾饲料颗粒饲料浸泡在约10L 水中，室温条件下进行搅拌，不同时间取水样测定VB1和VB2含量，并和正常生产条件中得到对虾饲料颗粒(维生素按通常方法加入)按同样条件测得的含量进行比较，有关溶失百分比情况如图1所示。

实施例2：

本实施例以水溶性微量元素为例。

1）制备水溶性微量元素溶液：25克七水硫酸锌室温下溶解于pH5.0左右的水溶液中，水体体积为500毫升；

2）制备水相：一边搅拌一边向水溶性维生素溶液中加入浓度为0.1%的海藻酸钠水溶液250毫升，待其溶解后，再加入75克黄原胶，待完全溶解后，最后再加入3.75克吐温80并搅拌溶解均匀，制得水相；

3）制备油相：在150升菜籽油中加入90克司盘80，并在室温充分搅拌均匀形成油相；

4）制备乳状液：之后一边搅拌一边缓缓地向油相中加入上述水相，然后一并加入到常用的高剪切乳化设备中，1000rpm，乳化20分钟，缓缓加入溶解有0.1%氯化钙的水溶液250毫升，保持5分钟时间，最后放出乳化设备制得含硫酸锌的固化微囊与油的混合物；

5）混合饲料：按配方比例加入饲料混合设备将其与980公斤饲料原料混合均匀，然后进行制粒或膨化加工。

在对虾饲料生产线中在制粒前二次混合的混合机中按每吨饲料加入20公斤按实施例2制得的混浊液，室温条件下进行搅拌混合，然后按常规流程制粒加工。按实施1的方法测得在室温条件下，颗粒料中锌的溶失情况如图2所示。

实施例3：

本实施例以维生素C为例。

1）制备水溶性维生素C溶液：28.5g维生素C在室温下溶解于pH5.0左右的水溶液中，水体体积为400毫升；

2）制备水相：一边搅拌一边向水溶性维生素溶液中加入浓度为4%的海藻酸钠水溶液600毫升，待其溶解后，再加入1克黄原胶，待完全溶解后，最后再加入3克吐温20并搅拌溶解均匀，制得水相；

3）制备油相：在999升棉籽油中加入9.99克司盘80，并在室温充分搅拌均匀形成油相；

4）制备乳状液：之后一边搅拌一边缓缓地向油相中加入上述水相，然后一并加入到常用的高剪切乳化设备中，3000rpm，乳化1分钟，然后降低乳化转速至1000rpm，缓缓加入溶解有4%氯化钙的水溶液480毫升，保持1分钟时间，最后放出乳化设备制得维生素C的固化微囊与油的混合物；

5）混合饲料：按配方比例加入饲料混合设备将其与1000公斤饲料原料混合均匀，然后进行制粒或膨化加工。

以膨化鲈鱼饲料为例试验，制粒前二次混合的混合机中按每吨饲料加入20公斤按实施例3制得的混浊液，室温条件下进行搅拌混合，然后按常规流程膨化加工。按实施1的方法测得在室温条件下，颗粒料中维生素C的溶失情况如图3所示。

实施例4：

本实施例以晶体氨基酸为例。

1）制备晶体氨基酸溶液：50g赖氨酸盐酸盐在室温下溶解于pH5.0左右的水溶液中，水体体积为9000毫升；

2）制备水相：一边搅拌一边向水溶性维生素溶液中加入浓度为1%的海藻酸钠水溶液500毫升，待其溶解后，再加入285克黄原胶，待完全溶解后，最后再加入0.095克吐温40并搅拌溶解均匀，制得水相；

3）制备油相：在6.5升鱼油中加入32.5克司盘80，并在室温充分搅拌均匀形成油相；

4）制备乳状液：之后一边搅拌一边缓缓地向油相中加入上述水相，然后一并加入到常用的高剪切乳化设备中，1500rpm，乳化5分钟，然后降低乳化转速至1000rpm，缓缓加入溶解有2%氯化钙的水溶液100毫升，保持5分钟时间，最后放出乳化设备制得乳状液；

实施例5：

本实施例以酶制制为例。

1）制备酶制制溶液：40克植酸酶在室温下溶解于pH5.0左右的水溶液中，水体体积为1100毫升；

2）制备水相：一边搅拌一边向水溶性维生素溶液中加入浓度为0.5%的海藻酸钠水溶液400毫升，待其溶解后，再加入90克黄原胶，待完全溶解后，最后再加入0.9克吐温65并搅拌溶解均匀，制得水相；

3）制备油相：在15升鸡油中加入15克司盘80，并在室温充分搅拌均匀形成油相；

4）制备乳状液：之后一边搅拌一边缓缓地向油相中加入上述水相，然后一并加入到常用的高剪切乳化设备中，2000rpm，乳化15分钟，然后降低乳化转速至1000rpm，缓缓加入溶解有0.8%氯化钙的水溶液160毫升，保持4分钟时间，最后放出乳化设备制得乳状液；

以上所述，仅为本发明的较佳的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种减少水产饲料中水溶性维生素溶失的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）制备水相：将水溶性维生素加入水中至完全溶解，加入质量百分比为0.1%-4%的海藻酸钠溶液，其中海藻酸钠的质量为所述维生素质量的1%-85%，随后加入并溶解0.1%-10%质量体积百分比的黄原胶，再加入0.001%-0.5%质量体积百分比的吐温系列的乳化剂，混合均匀后形成水相；

3）乳化制备乳状液：按照水相：油相体积比1：999-3：2，将水相加入至油相中，然后一并加入至高剪切乳化设备高速乳化，加入0.1-4%的氯化钙溶液，其添加比例为海藻酸钠溶液体积的20%-100%，混匀后制得含水溶性维生素微囊与油脂的混合物；

2.如权利要求1所述的一种减少水产饲料中水溶性维生素溶失的方法，其特征在于，所述步骤3）中将水相加入至油相中后一并加入至高剪切乳化设备高速乳化1-20分钟，乳化设备分散速度为1000rpm-3000rpm，减慢分散速度至1000rpm，加入0.1-4%的氯化钙溶液，其添加体积为海藻酸钠溶液体积的20%-100%，加入完毕后保持1000rpm继续搅拌1-5分钟。

3.如权利要求1所述的一种减少水产饲料中水溶性维生素溶失的方法，其特征在于，所述水溶性维生素溶液为维生素B1溶液、维生素B6溶液。

4.如权利要求1所述的一种减少水产饲料中水溶性维生素溶失的方法，其特征在于，所述植物油为豆油、菜籽油、花生油或棉籽油。

5.如权利要求1所述的一种减少水产饲料中水溶性维生素溶失的方法，其特征在于，所述动物油为鱼油、猪油、或鸡油。