CN103637022A - 一种改性叶黄素生产工艺及其在水产饲料中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改性叶黄素生产方法，包括以下步骤，在加热条件下将叶黄素晶体投入有机溶剂，强力搅拌10~30min，加入表面活性剂，强力搅拌10~60min，加入白炭黑，搅拌得到固体粉末，加入载体，继续强力搅拌0.5~2小时，得到水溶性的改性叶黄素。采用本发明制备的叶黄素改性产品，添加到水产饲料中，对水产转黄效果明显，所需投入的改性叶黄素添加剂用量少，转黄速度快，且无毒副残留，不影响其他营养成分的吸收。

Description

一种改性叶黄素生产工艺及其在水产饲料中的应用

技术领域

本发明主要涉及一种动物饲料专用饲料添加剂制备方法，特别涉及一种改性叶黄素生产工艺及其水产饲料中的应用。

背景技术

叶黄素是一种类胡萝卜素，广泛存在于植物的花瓣、茎叶中，人体保健效果表现为防止视力衰退，抗衰老，抗癌，防止心血管疾病。也广泛用于动物养殖，在鱼、虾、鸡、蛋中用于着色和改善畜产品品质，分子式为C₄₀H₅₆O₂，其结构式如式Ⅰ所示。

式Ⅰ

欧盟一直许可天然叶黄素用于水产和禽类饲料添加，中国以前一直仅许可禽类饲料添加，但在2013年7月农业部发布的《饲料添加剂品种目录（2013）》（征求意见稿）中关于叶黄素有两项修改，一是取消了人工合成叶黄素的添加许可，仅允许来源于万寿菊中的天然叶黄素添加，二是适用范围增加了水产养殖动物。水产动物特别是鱼类的肠道短，消化吸收能力相对较差，叶黄素是脂溶性有机物，不溶于水，在动物肠道必须先通过胆汁乳化变成可溶于水后，才能被吸收利用。

市场上现有销售的饲料添加剂叶黄素的技术方案是：叶黄素脂加强碱（KOH或NaOH)皂化后，直接加白炭黑吸附，再加载体稀释，直接得到饲料叶黄素成品，成品中的叶黄素不溶于水，产品呈碱性，PH值常大于10，影响水产生物肠道PH值平衡，该种产品直接添加在水产饲料中会导致水产动物着色不好，也影响饲料中其他营养物质的吸收，具体表现为水产转黄饲料需添加大剂量的叶黄素，通常超过禽料用量10倍以上，才能达到正常着色效果，在喂养转黄饲料期间，水产动物的生长停滞，甚至体重下降，严重影响养殖效果，所以开发适用水产动物着色需求的专用叶黄素很有必要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中叶黄素添加剂水溶性差、不利于吸收，甚至影响水产生长的问题，提供一种改性叶黄素及其制备方法。本发明制备的改性叶黄素水溶性好，PH值中性，有利于水产动物吸收，不影响水产动物生长。本发明还公开了上述改性叶黄素在水产饲料中的应用。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

一种改性叶黄素生产方法，包括以下步骤，在加热条件下将叶黄素晶体投入有机溶剂，强力搅拌10～30min，加入表面活性剂，强力搅拌10～60min，加入白炭黑，搅拌得到固体粉末，加入载体，继续强力搅拌0.5～2小时，得到水溶性的改性叶黄素。

所述强力搅拌是指搅拌速度不小于800r/min，尤其是使用机械搅拌时的转速不小于800r/min。优选，搅拌速度1000-2000r/min。

叶黄素是天然叶黄素提取物经过纯化结晶形成得到的结晶状的叶黄素，是一种粉末状结晶体。干花通过溶剂浸提得到叶黄素脂，叶黄素脂通过碱皂化，纯化得到叶黄素晶体，叶黄素晶体的叶黄素含量一般在60%-90%之间。进一步，所述叶黄素晶体还可以是天然叶黄素提取物，叶黄素改性衍生物。使用叶黄素成分可以是叶黄素粗品，只要含有所需叶黄素即可以，通过改性分散，与载体形成均匀的水溶性微粉即可。当然经过精制的叶黄素改性得到的添加剂对于水产转黄效果更佳，可能出现的副作用也更少。

本发明将叶黄素晶体加入到有机溶剂中，在强力搅拌的作用下使其分散溶解形成均匀的悬浊液，然后用表面活性剂使溶液中的叶黄素形成均匀的乳液。将此乳液用白炭黑吸附，最后与载体复合，得到均匀分散的改性叶黄素。

进一步，所述有机溶剂选自乙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯等无毒害有机溶剂或其混合物。使用安全无毒害的低分子醇、低分子酯类有机溶剂，消除了成品改性叶黄素中的溶剂毒害。优选乙酸乙酯，乙酸乙酯对于叶黄素溶解性好，毒副作用小，最是安全可靠。优选的，叶黄素晶体和有机溶剂的重量体积比为1：（2.5-20）（kg/L）。有机溶剂的用量不能过多，当有机溶剂的用量比叶黄素晶体比例＞1：20时，溶液过于稀释，悬浊液效果不佳，在后续加入表面活性剂的时候，溶液难以形成粘稠度适宜、性质稳定的乳液；而当有机溶剂的用量太少的时候，如叶黄素晶体与有机溶液的重量比为2：3时，叶黄素晶体在有机溶剂中的溶解分散不佳，不利于后续乳化吸附，最终制备得到的改性叶黄素载体水洗有后的固体中有叶黄素检出。更优选，叶黄素晶体和有机溶剂的重量体积比为1：（5-10）（kg/L）。

进一步，可以在叶黄素晶体溶于有机溶剂的过程中进行加热处理，加热过程有机溶液温度不超过70℃，最好是30-60℃。加热可以有效的加快叶黄素的溶解速度及分散均匀度。但是温度过高，有机溶剂容易挥发，温度过高甚至可能会引起副反应，并使叶黄素逐渐分解变质，失去原有的功效。更重要的是，有机溶剂的挥发会导致产品的成分含量不易控制，而挥发出的有机溶剂又会损害操作人员的身体健康。

进一步，所述表面活性剂选用饲料级和/或食品级表面活性剂。以保证改性叶黄素的安全因素，如聚乙二醇甘油蓖麻酸酯、吐温、司班等。优选的，表面活性剂的用量为叶黄素质量的1－4倍。

进一步，白炭黑的添加量是叶黄素的质量的4.5－8倍。白炭黑的用量不宜过多，过多的白炭黑吸附结合强度过大，影响到叶黄素的大水产动物的肠道中的消化吸收。

进一步，所述载体是碳酸钙粉末、脱脂米糠、玉米芯粉、滑石粉、沸石粉或组合物等。脱脂米糠，玉米芯粉，滑石粉，沸石粉作为载体具有价格便宜，容易获得的特点，最重要的是不会与叶黄素反应作用、破坏改性叶黄素结构或者影响叶黄素的吸收，也不会影响其它营养成分的吸收，是优良的载体。当然，载体还可以选用其他材料，选用原则是安全、可靠、能够有效的覆载叶黄素，并且易于分散均匀，不粘结成块，不影响其他营养成分的吸收。优选，载体使用碳酸钙，碳酸钙可以作为饲料中的钙元素添加剂，减少其他添加剂中使用补充钙质的量。最重要的是碳酸钙与白炭黑具有良好的吸附作用，作为载体可以有效的保证叶黄素的良好分散性。优选的，载体的添加量，应当适量，以保证叶黄素（纯品计）在改性叶黄素产品中的重量含量比为0.2%～3%为宜。

本发明制备的改性叶黄素产品，是可以完全溶于水。经检验，沉淀载体经过滤，水洗涤后，不检出叶黄素，标志着叶黄素已经完全溶解，没有不溶于水的叶黄素晶体沉淀。

上述叶黄素改性产品在水产饲料中的应用。将上述改性产品用于水产饲料，有效的改善水产的体色，无毒副残留。优选的，改性叶黄素在饲料中的添加量为1%-3%（重量）。

本发明的采用的原料叶黄素晶体，已经通过皂化、结晶提纯，酸碱性呈中性，没有其他杂质，通过有机溶剂溶解，表面活性剂乳化，完全可溶于水，再用白炭黑吸附，载体稀释，得到的成品PH值中性，水溶性好，添加到水产转黄料中，添加量可以大大减少，水产动物的着色好，不影响饲料的其他营养成分的吸收。

与现有技术相比，本发明的有益效果：采用本发明制备的叶黄素改性产品，添加到水产饲料中，对水产转黄效果明显，所需投入的改性叶黄素添加剂用量少，转黄速度快，且无毒副残留，不影响其他营养成分的吸收。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。本发明中未特别说明的百分比例均为重量百分比。

实施例1：

5公斤95%（体积）乙醇和3公斤乙酸乙酯混合溶液，加热，温度大约60℃，加入1公斤72%（重量）含量的叶黄素晶体，1000-1200r/min搅拌混合20min，叶黄素晶体溶解完全后，添加3公斤聚乙二醇甘油蓖麻酸酯，1公斤吐温40，充分搅拌混合50min，添加5公斤白炭黑，搅拌混合，再加入54公斤碳酸钙粉末，搅拌混合后，得到72公斤含量为1%的水产转黄饲料专用叶黄素。

实施例2：

50公斤乙酸乙酯溶液，加热到55℃，加入10公斤81%含量的叶黄素晶体，1000-1200r/min搅拌混合15min，溶解完全后，添加10公斤司班20和8公斤吐温60，充分搅拌混合，加入40公斤白炭黑，搅拌混合，再加入100公斤脱脂米糠和197公斤碳酸钙粉末，得到405公斤含量为2%的水产转黄饲料专用叶黄素。

实施例3-6

按实施例1的方法，制备水产转黄饲料专用叶黄素，各种成分及用量如下。

试验例

取实施例1制备的含量1%的改性叶黄素添加剂，按0.5%的比例添加到普通饲料中，对照组为含量2%的普通叶黄素添加剂，同样按0.5%的比例添加到普通饲料中。在四川新津的一个渔场试验中，采用网箱养殖的黄颡鱼作为试验动物，试验组采用每组500尾黄颡鱼，共三组，喂养添加1%含量的改性叶黄素的饲料。对照组同样是三组，每组500尾黄颡鱼，喂养添加2%含量的普通叶黄素的饲料。空白组为一组500尾黄颡鱼，喂养不添加叶黄素的饲料。养殖时间为30天，观察养殖前后的黄颡鱼的体重变化和着色效果，并使用CR-400/410色彩色差计测试着色效果。

结果为，喂养改性叶黄素的试验组，虽然叶黄素添加量仅为对照组的一半，但着色效果更好，通过比色扇对比，腹部色度达到4度，背部着色均匀，满足着色要求，体重增长速度和空白组一致。喂养普通叶黄素的对照组，腹部色度只有3度，体重增长速度只有空白组的83.6%。不添加叶黄素的空白组，不显黄色，色度为零。结果表明，添加改性叶黄素比添加普通叶黄素添加量减少，着色效果更好，动物生长效果更好。

Claims (10)

1.一种改性叶黄素生产方法，包括以下步骤，在加热条件下将叶黄素晶体投入有机溶剂，强力搅拌10~30min，加入表面活性剂，强力搅拌10~60min，加入白炭黑，搅拌得到固体粉末，加入载体，继续强力搅拌0.5~2小时，得到水溶性的改性叶黄素；

所述强力搅拌是指搅拌速度不小于800r/min。

2.如权利要求1所述改性叶黄素生产方法，其特征在于，所述有机溶剂选自乙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯或其混合物。

3.如权利要求2所述改性叶黄素生产方法，其特征在于，叶黄素晶体和有机溶剂的重量体积比为1：（2.5-20）（kg/L）。

4.如权利要求1所述改性叶黄素生产方法，其特征在于，加热过程中，有机溶液温度不超过70℃。

5.如权利要求1所述改性叶黄素生产方法，其特征在于，所述表面活性剂选用饲料级表面活性剂和/或食品级添加剂用表面活性剂。

6.如权利要求5所述改性叶黄素生产方法，其特征在于，所述表面活性剂选自聚乙二醇甘油蓖麻酸酯、吐温、司班或其组合物。

7.如权利要求5或6所述改性叶黄素生产方法，其特征在于，表面活性剂的用量为叶黄素质量的1－4倍。

8.如权利要求1所述改性叶黄素生产方法，其特征在于，白炭黑的添加量是叶黄素的质量的4.5－8倍。

9.如权利要求1所述改性叶黄素生产方法，其特征在于，所述载体是碳酸钙粉末、脱脂米糠、玉米芯粉、滑石粉和沸石粉中的一种或几种。

10.如权利要求1－9任意一项所述方法制备得到的叶黄素改性产品在水产饲料中的应用。