CN104066341A - 在淀粉基质中包含酒花酸盐的珠粒 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及生产珠粒的方法，该珠粒在含有至少一种淀粉和/或淀粉衍生物的基质中包含酒花酸盐，本发明还涉及这种珠粒、以及这种特定珠粒的用途。

Description

在淀粉基质中包含酒花酸盐的珠粒
本发明涉及生产珠粒的方法，该珠粒在含有至少一种淀粉和/或淀粉衍生物的基质中包含酒花酸盐，本发明还涉及这种珠粒以及这种特定珠粒的用途。
酒花酸(hop acid)用于农场动物中来改善整体动物性能，因为它们在动物的消化系统中起到轻度抗生素或离子载体的作用(WO2010/123571)。酒花酸包括但不限于α酸、β酸以及它们的异构形式。β酸包括蛇麻酮(lupulone)、类蛇麻酮(colupulone)、伴蛇麻酮(adlupulone)以及其他类似物。α酸包括包括葎草酮(humulone)、类葎草酮(cohumulone)、伴葎草酮(adhumulone)、后葎草酮(posthumulone)、前葎草酮(prehumulone)以及其他类似物。
对酒花酸的抗菌性质的知晓已经有很长的时间了，并且在工业生产中天然抗菌剂对农场动物的生长和健康性能的益处也是无可置疑的，并且它们对消费的安全性在本领域中也得到了大量记载。然而，事实上在工业中将酒花酸用于动物饲料中是不可能的，因为当暴露于饲料中的空气和湿气时该化合物不稳定。
因此，在工业中需要提供酒花酸和酒花提取物的稳定形式，当用于饲料或饲料预混物时其在储存中是耐湿气和耐氧气的，而且，当将含酒花酸的饲料经历在高温(高温在猪和肉鸡饲料工业中是一个标准)下饲料造粒的苛刻条件时，酒花酸也应当是稳定的。
用于消费性产品(例如食物产品)中的物质的制剂的一种非常典型的形式是粉末。粉末可以通过喷雾干燥或喷雾制粒工艺来制得，但它们并不能使酒花酸稳定以使其不在饲料或饲料预混物中降解。
配制品的另一种熟知的形式是珠粒。珠粒提供出众的加工处理性质，包括它们是无尘的并且具有良好的流动特性。只有脂溶性物质的珠粒是已知的。
珠粒(包括脂溶性物质)及其生产方法在现有技术中是已知的。这些珠粒包括脂溶性(亲油性、疏水性)物质。这种珠粒及其生产工艺可以从例如US2006/0115534和US4670247中知晓。这些珠粒通常具有良好的储存稳定性，但这种珠粒的生产要求乳化或分散步骤来将不溶于水的活性物质分配到水性基质相中。因此，基质材料需要具有乳化性质，或者需要额外的乳化剂。
本发明的目标是找到生产包含酒花酸的制剂的方法，其使得可以采用简单的工艺生产储存稳定的制剂并造粒出稳定的制剂，并且可以以与饲料和饲料添加剂工业相兼容的成本来生产。
令人惊奇的是，已经发现在高pH下以去质子化形式使用酒花酸允许它们在粉末捕获工艺中形成，而不需要乳化步骤。制剂是具有上述优点的珠粒形式。这种珠粒包含一种或多种酒花酸盐以及作为基质材料的一种淀粉和/或淀粉衍生物(或淀粉和/或淀粉衍生物的混合物)。此外，这些珠粒可以被一层粉末捕获介质涂布。
因此，本发明涉及制备珠粒的方法，该珠粒包含至少一种酒花酸盐，该方法包括：
(a)形成以下物质的水溶液：
(i)至少一种酒花酸盐和
(ii)至少一种淀粉和/或淀粉衍生物，
(b)调节溶液的pH至大于9的pH
(c)通过喷雾干燥成可收集的淀粉粉末来将该溶液转化成干燥粉末。
优选地，将水溶液调至大于9、更优选地大于9.5的pH，从而防止酒花酸盐沉淀。
类似过程从现有技术中是已知的。可以从例如US6444227或WO04062382中找到。
根据本发明的优选的酒花酸包括但不限于α酸、β酸以及它们的异构形式。β酸包括蛇麻酮、类蛇麻酮、伴蛇麻酮以及其他类似物和它们的混合物。α酸包括包括葎草酮、类葎草酮、伴葎草酮、后葎草酮、前葎草酮以及其他类似物和它们的混合物。
酒花酸盐包括金属盐，诸如钠或钾或碱土金属盐诸如钙和镁。对本发明的所有实施方式来说，优选的盐是钾盐，并且优选的酒花酸是β酸。
因此，本发明的一个优选实施方式涉及制备珠粒的方法，该珠粒包含至少一种酒花β酸盐。更优选的酒花酸盐是主要包含蛇麻酮盐、类蛇麻酮盐和伴蛇麻酮盐的酒花β酸盐的混合物。更优选的盐是钾盐。
通过基质材料将酒花酸配制于珠粒中，该基质材料包含至少一种淀粉和/或淀粉衍生物。
淀粉具有化学式(C6H10O5)n，其是由大量葡萄糖单糖单元组成的多糖碳水化合物，这些单糖单元通过糖苷键连接在一起。
所有的植物种子和块茎包含淀粉。淀粉通常从植物诸如玉米、高粱、小麦、大米、木薯、竹芋、西米、马铃薯、藜麦(quinoa)、苋(amaranth)提取。
天然淀粉通常包含淀粉酶和支链淀粉分子。天然淀粉中淀粉酶的含量可以从0重量％(例如糯玉米淀粉和糯大米淀粉)到至多约85重量％(高淀粉酶玉米淀粉)。天然淀粉包含约25重量％的淀粉酶。这样的结果是，支链淀粉的含量在15重量％和100重量％之间。
也可以使用包括水解淀粉的淀粉衍生物(改性淀粉)。淀粉可以以各种方式来改性。可以通过物理方法和化学方法来实现。
预胶化淀粉是物理改性淀粉的实例。
酸性改性、氧化、交联、淀粉酯、淀粉醚和阳离子淀粉是化学改性淀粉的实例。这种改性淀粉的重量例子是辛烯基琥珀酸酐淀粉(OSA淀粉)。
糊精诸如麦芽糊精或黄糊精是通过部分水解得到的淀粉衍生物的实例。
在根据本发明的一个优选方法中，淀粉或淀粉衍生物选自由支链淀粉、麦芽糊精、黄糊精和预胶化淀粉组成的组。甚至更优选的淀粉是麦芽糊精。
本发明的珠粒的基质还可以包含额外的化合物，例如糖。糖指的是任何单糖或二糖(优选的是蔗糖)。
珠粒的基质还可以包含其他辅料，例如增塑剂或抗氧化剂(例如EMQ)。
根据本发明的一个优选方法是粉末捕获方法。该方法在现有技术(例如WO04062382中)中是已知的。这种粉末捕获方法的结果是珠粒被粉末层覆盖。
因此，根据这种方法生产的珠粒优选地被一层粉末捕获介质覆盖。该层(涂层)是以粉末涂层的形式存在的。粉末捕获介质是能够吸收水分并形成粉末涂层的化合物(或化合物的混合物)。合适的粉末捕获介质是例如淀粉、硅酸盐或磷酸盐化合物。优选的粉末捕获介质是淀粉(例如玉米淀粉)、硅酸钙、硅酸铝钙和磷酸三钙。最优选的是淀粉、尤其是玉米淀粉。
珠粒是脂溶性物质的制剂的一种公知形式。这种通常为球状的珠粒的一个重要优点是，它们是无尘的，并且它们表现出优异的自由流动特性，这对于制造和配制操作来说是非常期望的。
通常，珠粒的尺寸是50μm至1000μm(尤其是250μm至850μm)。尺寸可以更小或者更大。可以根据公知的方法诸如(扫描)电镜，来测定珠粒的尺寸。
生产如上所公开和描述的珠粒的合适的方法例如描述于2004/062382中。
根据本发明的方法令人惊奇地允许生产具有如下性质的珠粒：在产品本身中酒花酸盐的高稳定性，当与饲料预混物混合时或与饲料混合时酒花酸盐高度稳定，具有良好的整体性能，并且不需要乳化步骤。
本发明申请中所描述的方法可以用于生产含有酒花酸盐的珠粒，其中可以调节酒花酸盐的量来满足饲料工业需求。基于珠粒的总重量，该量可以低至5重量％。通常，基于珠粒的总重量，珠粒中酒花酸盐的含量包含于5重量％和25重量％之间、优选地10重量％和15重量％之间。
根据本发明的一个优选方法涉及如上所述的方法，其中基于珠粒的总重量，珠粒包含5重量％至25重量％的至少一种酒花酸盐、优选地10重量％至15重量％的至少一种酒花酸盐。
根据本发明的一个优选方法涉及如上所述的方法，其中基于珠粒的总重量，珠粒包含至少30重量％、更优选地至少50重量％的至少一种淀粉和/或淀粉衍生物(基质材料)以及粉末涂层。
根据本发明的一个优选方法涉及一种方法，其中基于珠粒的总重量，珠粒包含至少3重量％的粉末涂层。
根据本发明的更优选的方法涉及一种方法，其中珠粒包含
(i)基于珠粒的总重量，5重量％至25重量％、优选地10重量％至20重量％、更优选地10重量％至15重量％的至少一种酒花酸盐，和
(ii)基于珠粒的总重量，30重量％至90重量％、优选地50重量％至85重量％的至少一种淀粉和/或淀粉衍生物，和
(iii)基于珠粒的总重量，3重量％至50重量％、优选地5重量％至20重量％的淀粉粉末涂层。
本发明的另一个实施方式涉及一种方法，其中淀粉组分(ii)总是包含麦芽糊精和至少一种其他淀粉和/或至少一种其他淀粉衍生物。
如上所述的本发明的珠粒基质还可以包含额外的化合物。这种化合物可以是珠粒生产领域中和/或饲料技术领域中使用的任意种类的辅料。优选的化合物是糖(蔗糖)。一个优选的抗氧化剂是EMQ。
在包含至少一种淀粉和/或至少一种淀粉衍生物的基质中包含大量(高达25重量％)酒花酸盐的珠粒是现有技术中未知的。
本发明的另一个实施方式涉及珠粒(B1)，其包含：
(i)基于珠粒的总重量，5重量％至25重量％的至少一种酒花酸盐和
(ii)至少一种淀粉和/或淀粉衍生物。
本发明还涉及珠粒(B2)，其包含：
(i)基于珠粒的总重量，10重量％至15重量％的至少一种酒花酸盐，和
(ii)至少一种淀粉和/或淀粉衍生物。
根据本发明的优选的珠粒(B1’)包含：
(i)基于珠粒的总重量，5重量％至25重量％的至少一种酒花酸盐和
(ii)基于珠粒的总重量，至少30重量％的至少一种淀粉和/或淀粉衍生物。
珠粒(B2’)包含：
(i)基于珠粒的总重量，10重量％至15重量％的至少一种酒花酸盐，和
(ii)基于珠粒的总重量，至少50重量％的至少一种淀粉和/或至少一种淀粉衍生物。
基于珠粒的总重量，根据本发明的优选的淀粉覆盖的珠粒包含至少3重量％的粉末涂层。
因此，基于珠粒的总重量，(B1)、(B1’)、(B2)和(B2’)优选地包含至少5重量％的淀粉粉末涂层。
根据本发明的更优选的珠粒(B3)包含：
(i)基于珠粒的总重量，5重量％至25重量％、优选地10重量％至15重量％的至少一种酒花酸盐，和
(ii)基于珠粒的总重量，30重量％至90重量％、优选地50重量％至85重量％的至少一种淀粉和/或淀粉衍生物，其中淀粉和/或淀粉衍生物选自由玉米淀粉、高粱淀粉、小麦淀粉、大米淀粉、木薯淀粉、竹芋淀粉、西米淀粉、马铃薯淀粉、藜麦淀粉和苋淀粉、预胶化淀粉、酸改性淀粉、氧化淀粉、交联淀粉、淀粉酯、淀粉醚、糊精和阳离子淀粉(优选的是具有大量支链淀粉的淀粉)、OSA淀粉、麦芽糊精、黄糊精和预胶化淀粉组成的组，和。
(iii)基于珠粒的总重量，3重量％至50重量％、优选地5重量％至20重量％的淀粉粉末涂层。
此外，更优选的珠粒是额外包含糖(蔗糖)的珠粒(B1)、(B1’)、(B2)、(B2’)和(B3)。基于珠粒的总重量，这些珠粒(B4)包含5-25％重量％、优选地10-20重量％的蔗糖。
本发明的一个尤其优选的实施方式是珠粒(B5)，其在基质中包含麦芽糊精和至少一种其他淀粉和/或淀粉衍生物的混合物。因此，本发明的另一个实施方式涉及珠粒(B1)、(B1’)、(B2)、(B2’)、(B3)和(B4)，其中淀粉组分(ii)包含芽糊精和至少一种其他淀粉和/或淀粉衍生物。
根据本发明的另一个实施方式涉及珠粒(B1)、(B1’)、(B2)、(B2’)、(B3)、(B4)和(B5)在饲料产品中的用途，以及在饲料产品的生产中的用途。
在本发明的上下文中，饲料产品包括液体和固体饲料产品以及糊状和/或凝胶状的。饲料产品包括用于动物(尤其是反刍动物、家禽和猪)的饲料。
合适的动物饲料产品可以是任意常用形式。
因此，本发明的另一个实施方式涉及包含如上所述珠粒的动物饲料产品和动物饲料添加剂。
预混物是用于饲料生产者的方便使用形式，但由于pH、离子强度和水活度值(这些参数可能对各种成分的稳定性产生负面影响)，预混物是各种成分的关键介质。但根据本发明的珠粒消除了(或至少大大减小)这些问题。
根据本发明的珠粒还可以用于饲料产品的预混物。
本发明的另一个实施方式是用于饲料产品的预混物，其包含根据本发明的珠粒。
通常将功能性成分如维生素和微量元素添加到饲料产品以及预混物中。
下面实施例用于说明本发明。如果没有其他定义，百分数表示为重量百分数，并且温度为摄氏度。
实施例1：酒花β酸的钾盐在含麦芽糊精的基质中的配制：
在搅拌下，将30g酒花酸提取物钾盐(54.4％β酸)和40g麦芽糊精MD01溶解于60g水中，并调节pH至9。在约25℃下，通过旋转喷嘴的方式将约100g的溶液在喷雾盘中喷雾到流化淀粉床中。通过筛分将所获得的珠粒与过量的淀粉分离，并用流化床干燥器干燥。获得大约130g的干燥粉末，其具有19.7重量％的β酸含量。
也通过喷雾造粒在含麦芽糊精的基质中进行酒花β酸钾盐的对比配制：
在搅拌下，将70g酒花酸提取物钾盐(54.4％β酸)和35g麦芽糊精MD01溶解于100g水中。在约50-55℃的产物温度下，在流化床处理器(Wurster process)中将溶液喷雾在150g微晶纤维素中。获得大约180g的干燥粉末，其具有11.9重量％的β酸含量。
实施例2：与实施例1的喷雾颗粒相比，根据本发明的酒花酸珠粒的稳定性
将来自实施例1的产物在25℃下储存1周到至多4个月。稳定性测定为β酸含量与初始含量相比的回收率(recovery)。结果示于下表1中。从该表中可以看出，珠粒形式的稳定性比类似的喷雾颗粒稳定得多。
表1：在25℃下储存后β酸的回收率
样品 1周的回收率 4个月后的回收率
实施例1的珠粒 95％ 82％
实施例1的喷雾颗粒 77％ 35％
实施例3：酒花β酸的钾盐在含麦芽糊精的基质中的配制：
在搅拌中，将200g酒花酸提取物钾盐(53.2％β酸)和320g麦芽糊精MD01溶解于500g水中，并调节pH至9。在约25℃下，通过旋转喷嘴的方式将溶液在喷雾盘中喷雾到流化淀粉床中。通过筛分将所获得的珠粒与过量的淀粉分离，并用流化床干燥器干燥。获得大约1300g的干燥粉末，其具有15.96重量％的β酸含量。
实施例4：酒花酸珠粒本身和在饲料糊中的稳定性
将来自实施例3的产物在25℃下在铝袋中储存至多6个月。稳定性测定为β酸含量与初始含量相比的回收率。结果示于下表2中。从该表中可以看出，β酸在至少6个月中是完全稳定的。
表2：在25℃下储存后β酸的回收率
时间 β酸含量
0个月 15.96％
1个月 15.36％
2个月 14.69％
3个月 15.19％
6个月 17.09％
将来自实施例3的产物以100ppmβ酸的目标浓度混入家禽饲料糊中。在25℃、60％rh下将糊状饲料储存1个月。1个月后β酸相对于初始时的回收率为86％。

Claims (15)

1.制备珠粒的方法，所述珠粒包含至少一种酒花酸盐，所述方法包括：
(a)形成以下物质的水溶液：
(i)至少一种酒花酸盐和
(ii)至少一种淀粉和/或淀粉衍生物，
(b)调节所述溶液的pH至大于9的pH
(c)通过喷雾干燥成可收集的淀粉粉末来将所述溶液转化成干燥粉末。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述酒花酸盐是主要包含蛇麻酮盐、类蛇麻酮盐和伴蛇麻酮盐的混合物。
3.如权利要求1或2中任意一项所述的方法，其中所述酒花酸盐是钾盐。
4.如权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中所述淀粉和/或淀粉衍生物选自由支链淀粉、麦芽糊精、黄糊精和预胶化淀粉组成的组。
5.如前面权利要求中任意一项所述的方法，其中所述淀粉和/或淀粉衍生物是麦芽糊精和至少一种其他淀粉和/或至少一种其他淀粉衍生物，所述其他淀粉和/或其他淀粉衍生物如前面权利要求中任一项所定义。
6.如前面权利要求中任意一项所述的方法，其中所述珠粒被粉末涂层覆盖。
7.如前面权利要求中任意一项所述的方法，其中基于所述珠粒的总重量，所述珠粒包含5重量％至25重量％的至少一种酒花酸盐。
8.如前面权利要求中任意一项所述的方法，其中基于所述珠粒的总重量，所述珠粒包含至少30重量％、优选地至少50重量％的至少一种淀粉和/或淀粉衍生物以及淀粉粉末涂层。
9.如前面权利要求中任意一项所述的方法，其中基于所述珠粒的总重量，所述珠粒包含至少3重量％的淀粉粉末涂层。
10.珠粒，其包含：
(i)基于所述珠粒的总重量，10重量％至15重量％的至少一种酒花酸盐和
(ii)基于所述珠粒的总重量，50重量％至85重量％的至少一种淀粉和/或淀粉衍生物，所述淀粉和/或淀粉衍生物选自由支链淀粉、麦芽糊精、黄糊精和预胶化淀粉组成的组，和
(iii)基于所述珠粒的总重量，5重量％至20重量％的淀粉粉末涂层。
11.如权利要求10所述的珠粒，其中淀粉组分(ii)包含麦芽糊精和至少一种其他淀粉和/或淀粉衍生物。
12.如权利要求10至11中任意一项所述的珠粒在饲料产品中的用途。
13.如权利要求10至11中任意一项所述的珠粒在饲料产品的预混物中的用途。
14.饲料产品，其包含如权利要求10至11中任意一项所述的珠粒。
15.用于饲料产品的预混物，其包含如权利要求10至11中任意一项所述的珠粒。
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