CN105055429A - 一种维生素ad3e纳米级饲料添加剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种维生素AD₃E纳米级饲料添加剂及其制备方法，该纳米级饲料添加剂的组分包括维生素D₃油2.5×10⁶～6.5×10⁶IU、维生素A油5×10⁶～2.5×10⁷IU、维生素E油1.5×10⁴～6.5×10⁴IU、羧甲淀粉钠15～25g、聚丙烯酸钠40～70g、正丁酸20～35g、蒸馏水820～900g。本发明工艺简单，条件温和，制备时间短，设备要求低。制备的纳米级饲料添加剂为水溶性佳、稳定性好的澄清透明黄色液体。该纳米级饲料添加剂粒径分布范围在25nm～80nm之间，平均粒径为45nm，符合纳米级材料的基本特征。

Description

一种维生素AD3E纳米级饲料添加剂及其制备方法

技术领域

本发明属于饲料添加剂领域，特别涉及一种维生素AD₃E纳米级饲料添加剂及其制备方法。

背景技术

维生素D₃(VitaminD₃)是一种脂溶性维生素，不溶于水，对光、热、氧等敏感。维生素D₃具有促进小肠对钙、磷等矿物质吸收的作用，使血浆钙和血浆磷的水平达到饱和程度；促进机体生长和骨骼钙化；通过肠壁增加磷的吸收，并通过肾小管增加钙磷的再吸收，减少钙从尿中的损失；促进钙结合蛋白的形成，并起主动转运钙磷的作用，保证骨骼正常钙化；维持血液中柠檬酸盐的正常水平；防止氨基酸通过肾脏损失等多种功能。但是维生素D₃的吸收部位主要在畜禽的空肠与回肠，需要胆汁和脂肪帮助才能吸收。如果脂肪吸收受到干扰，如慢性肠炎、脂肪痢及胆道阻塞、肝脏疾病等都会影响维生素D₃的吸收。吸收的维生素D₃与乳糜微粒相结合，由淋巴系统运输，但也可与维生素D₃运输蛋白(α-球蛋白部分)相结合在血浆中运输。

维生素A属于脂溶性维生素，具有维护上皮组织细胞的健康和促进免疫球蛋白的合成的作用，维生素A可参与糖蛋白的合成，这对于上皮的正常形成、发育与维持十分重要。维生素A还能促进免疫球蛋白的合成，对于畜禽机体免疫功能有重要影响，缺乏时，导致机体免疫能力下降。维生素A还能促进蛋白质的生物合成和骨细胞的分化，有助于细胞增殖与生长。动物缺乏维生素A时，明显出现生长发育停滞。维生素A缺乏还引起诸如催化黄体酮前体形成所需要的酶的活性降低，使肾上腺、生殖腺及胎盘中类固醇的产生减少，可能是影响生殖功能的原因。

维生素E(VitaminE)是一种脂溶性维生素，维生素E具有清除自由基、增强机体免疫力、预防生殖系统疾病和提高繁殖力及种蛋孵化率等生理功能。目前市场上大多数维生素E产品都是化学性质较为稳定的酯类衍生物，其中以维生素E醋酸酯最为常见。维生素E类产品被广泛应用于食品、化妆、制药和畜牧养殖等行业，但由于维生素E不溶于水，生物利用度较低，极大地限制了它的应用，特别是在畜牧养殖上的推广应用。

目前市场上大多数维生素AD₃E产品都是化学性质较为稳定的酯类衍生物产品，其中以维生素醋酸酯最为常见。维生素AD₃E类产品被广泛应用于制药和畜牧养殖等行业，但由于这三种维生素都是脂溶性维生素，不溶于水，生物利用度较低，极大地限制了它的应用，特别是在畜牧养殖上的推广应用。目前，维生素AD₃E类产品已被制成预混剂、混悬剂等不同种类的产品，其中以维生素预混剂应用最为广泛。而维生素混悬剂粒径过大且本身并不稳定，生物利用度很低，使用中还经常发生堵塞饮水器乳头的弊端，给畜牧临床应用造成了很大麻烦。而将三者结合起来并且做成纳米制剂，目前市场上还没有见到。

纳米乳是由水、乳化剂、助乳化剂和油等自发形成、粒径在1～100nm的热力学稳定、各向同性的透明或半透明的均匀分散体系。纳米乳具有粘度低，可以提高难溶性药物的溶解度，增强不稳定药物的稳定性的特点。药物纳米化后可以直接进入机体或病原微生物的细胞膜、不需要能量和载体的协助，生物利用度显著增高，另外，还具有一定的缓释和靶向作用，属于热力学稳定系统，已成为药物新剂型研究的热点之一。

由于目前维生素AD₃E类产品存在上述一系列缺点不足，给临床应用带来了很大困难，因此研发采用一项新技术克服维生素AD₃E类产品的上述缺点不足并将三者有机结合起来是该领域科研技术人员急待解决的新课题之一。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种工艺简单、水溶性好、质量稳定、生物利用度高的纳米级饲料添加剂的制备方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种维生素AD₃E纳米级饲料添加剂，该纳米级饲料添加剂的组分包括维生素D₃油2.5×10⁶～6.5×10⁶IU、维生素A油5×10⁶～2.5×10⁷IU、维生素E油1.5×10⁴～6.5×10⁴IU、羧甲淀粉钠15～25g、聚丙烯酸钠40～70g、正丁酸20～35g、蒸馏水820～900g。

一种维生素AD₃E纳米级饲料添加剂的制备方法，按如下步骤进行：

(1)按量称取维生素A油5×10⁶～2.5×10⁷IU、维生素D₃油2.5×10⁶～6.5×10⁶IU和维生素E油1.5×10⁴～6.5×10⁴IU，混合均匀后与聚丙烯酸钠40～70g搅拌均匀；

(2)称取羧甲淀粉钠15～25g加入蒸馏水100～200g中，搅拌均匀；

(3)称取正丁酸20～35g加入蒸馏水100～200g中，搅拌均匀；

(4)将(1)、(2)、(3)所得溶液依次缓慢混合，不断搅拌，最后加入剩余蒸馏水，即得澄清透明的纳米级饲料添加剂。

本发明的有益效果是：其工艺简单，条件温和，制备时间短，设备要求低。本方法制备的维生素AD₃E复合纳米乳水溶性佳、稳定性好、生物利用度高，其粒径分布范围在25nm～80nm之间，平均粒径为45nm，符合纳米级材料的基本特征。

本发明原料的选择及用量的限定，是本发明制备纳米级饲料添加剂的关键之处，原料之间相互作用，配合本发明的制备方法，制备出水溶性、稳定性好、生物利用度高的纳米级饲料添加剂。

具体实施方式

以下结合较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式详述如下：

实施例1

一种维生素AD₃E纳米级饲料添加剂的制备方法，按如下步骤进行：

(1)称取维生素A油5×10⁶IU、维生素D₃油2.5×10⁶IU和维生素E油1.5×10⁴IU，混合均匀后与聚丙烯酸钠40g搅拌均匀；

(2)称取羧甲淀粉钠15g加入蒸馏水100g中，搅拌均匀；

(3)称取正丁酸20g加入蒸馏水100g中，搅拌均匀；

(4)将(1)、(2)、(3)所得溶液依次缓慢混合，不断搅拌，最后加入蒸馏水700g，即得澄清透明的纳米级饲料添加剂

实施例2

一种维生素AD₃E纳米级饲料添加剂的制备方法，按如下步骤进行：

(1)称取规定量的维生素A油1.5×10⁷IU、维生素D₃油4.5×10⁶IU和维生素E油4×10⁴IU，混合均匀后与聚丙烯酸钠55g搅拌均匀；

(2)称取羧甲淀粉钠20g加入蒸馏水150g中，搅拌均匀；

(3)称取正丁酸45g加入蒸馏水150g中，搅拌均匀；

(4)将(1)、(2)、(3)所得溶液依次缓慢混合，不断搅拌，最后加入剩余蒸馏水580g，即得澄清透明的纳米级饲料添加剂。

实施例3

一种维生素AD₃E纳米级饲料添加剂的制备方法，按如下步骤进行：

(1)称取规定量的维生素A油2.5×10⁷IU、维生素D₃油6.5×10⁶IU和维生素E油6.5×10⁴IU，混合均匀后与聚丙烯酸钠70g搅拌均匀；

(2)称取羧甲淀粉钠25g加入蒸馏水200g中，搅拌均匀；

(3)称取正丁酸35g加入蒸馏水200g中，搅拌均匀；

(4)将(1)、(2)、(3)所得溶液依次缓慢混合，不断搅拌，最后加入剩余蒸馏水470g，即得澄清透明的纳米级饲料添加剂。

实施例4

一种维生素AD₃E纳米级饲料添加剂的制备方法，按如下步骤进行：

(1)称取规定量的维生素A油10⁷IU、维生素D₃油4×10⁶IU和维生素E油3.5×10⁴IU，混合均匀后与聚丙烯酸钠45g搅拌均匀；

(2)称取羧甲淀粉钠17g加入蒸馏水125g中，搅拌均匀；

(3)称取正丁酸25g加入蒸馏水125g中，搅拌均匀；

(4)将(1)、(2)、(3)所得溶液依次缓慢混合，不断搅拌，最后加入剩余蒸馏水660g，即得澄清透明的纳米级饲料添加剂。

实施例5

一种维生素AD₃E纳米级饲料添加剂的制备方法，按如下步骤进行：

(1)称取规定量的维生素A油2×10⁷IU、维生素D₃油5×10⁶IU和维生素E油4.5×10⁴IU，混合均匀后与聚丙烯酸钠60g搅拌均匀；

(2)称取羧甲淀粉钠22g加入蒸馏水170g中，搅拌均匀；

(3)称取正丁酸25g加入蒸馏水170g中，搅拌均匀；

(4)将(1)、(2)、(3)所得溶液依次缓慢混合，不断搅拌，最后加入剩余蒸馏水550g，即得澄清透明的纳米级饲料添加剂。

纳米级饲料添加剂的粒径测定：

本发明采用激光散射技术，使用日本大冢电子公司生产的DLS-700型激光散射仪对纳米级维生素AD₃E复合纳米乳的颗粒直径进行了测定，测量时试验温度25.7℃，检测结果为粒径分布范围在25nm～80nm之间，平均粒径为45nm，符合纳米级材料的基本特征。

实施例	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						粒径(nm)	45	45	42	46	47

下面对本发明制备的纳米级饲料添加剂即维生素AD₃E复合纳米乳的水溶性和稳定性进行考察。

1、纳米级饲料添加剂的水溶性试验：

实施例1-5制备的纳米级饲料添加剂即维生素AD₃E复合纳米乳能迅速以任意比例溶于水中，溶液澄清透明、无杂质，说明纳米级饲料添加剂水溶性良好。

2、纳米级饲料添加剂的稳定性试验：

按照《中华人民共和国药典》2000年版附录要求，将实施例1-5制备的纳米级饲料添加剂以4000r/min离心15分钟，均未观察到分层现象，证明纳米级饲料添加剂的稳定性符合要求。

2.1、物理稳定性考察

2.1.1离心试验

采用离心稳定参数法，取50毫升离心管分别装入待测纳米级饲料添加剂即维生素AD₃E复合纳米乳30毫升，以2000r/min离心10分钟，分别测量原纳米级饲料添加剂的稀释液和分离后下液层在波长265nm处的吸光度值，计算离心稳定参数Ke。结果如表1所示。

Ke＝(A₀-A)/A₀×100％

A₀为原纳米级饲料添加剂的稀释液在某一波长的吸光度。

A为原纳米级饲料添加剂经离心后离心管下层经同倍稀释后在同一波长的吸光度。结果见表1。

表1离心试验不同时间下纳米级饲料添加剂的稳定性参数

时间/分钟	0分钟	10分钟	20分钟	30分钟
					实施例1 Ke	0.010	0.014	0.102	0.109
实施例2 Ke	0.010	0.013	0.101	0.107
					实施例3 Ke	0.011	0.017	0.105	0.109
实施例4 Ke	0.012	0.018	0.109	0.112
					实施例5 Ke	0.011	0.016	0.110	0.117

试验表明，离心试验对纳米级饲料添加剂的离心稳定参数Ke值几乎没有影响。

2.1.2振摇试验

各取10毫升纳米级饲料添加剂即维生素AD₃E复合纳米乳，充氮、密封于25毫升试管中，于25℃恒温水浴振荡器里100rpm振摇，分别在12h、24h、48h、72h取样，测定各取样时间下纳米级饲料添加剂的离心稳定参数Ke。结果见表2。

表2不同振摇时间下的纳米级饲料添加剂的稳定性参数

时间/小时	0小时	12小时	24小时	48小时	72小时
						实施例1 Ke	0.010	0.015	0.076	0.103	0.110
实施例2 Ke	0.010	0.015	0.074	0.102	0.106
						实施例3 Ke	0.011	0.016	0.075	0.106	0.110
实施例4 Ke	0.012	0.019	0.081	0.106	0.110
						实施例5 Ke	0.011	0.017	0.084	0.105	0.108

试验表明，连续振摇对纳米级饲料添加剂的离心稳定参数Ke值影响不大。

2.1.3高温试验

将纳米级饲料添加剂充氮、密封，分别于40℃、60℃、70℃的条件下放置10天，分别于0天、5天、10天考察纳米级饲料添加剂的粒径及分布。试验结果见表3。

表3不同温度对纳米级饲料添加剂粒径的影响

试验表明，不同温度下对纳米级饲料添加剂粒径无明显变化，但长时间储存应避免高温。

2.1.4加速试验

将纳米级饲料添加剂在温度40℃的条件下放置6个月，考察1个月、2个月、3个月、6个月的纳米级饲料添加剂的粒径分布。试验结果见表4。

表4加速试验对纳米级饲料添加剂粒径的影响

时间/月	0	1	2	3	6
						实施例1 粒径/nm	45±12	45.3±11	45.5±13	46.3±11	47.2±11
实施例2 粒径/nm	45±12	45.3±11	45.6±12	46.5±12	47.5±14
						实施例3 粒径/nm	42±11	42.5±12	43.3±15	44.5±13	45.6±10
实施例4 粒径/nm	46±13	46.3±13	46.8±11	47.4±11	48.5±11
						实施例5 粒径/nm	47±11	47.3±11	47.9±13	48.5±11	49.8±12

试验表明，在加速试验条件下，纳米级饲料添加剂的粒径无明显变化。

2.2化学稳定性试验

2.2.1影响因素试验

将纳米级饲料添加剂充氮、密封，分别于40℃、60℃、70℃的条件下放置10天，分别于0天、5天、10天考察纳米级饲料添加剂中维生素A的含量变化。试验结果见表5。

表5不同温度条件下纳米级饲料添加剂中维生素A的含量变化

试验结果表明，纳米级饲料添加剂在上述实验条件下放置，维生素A的含量在储存期内无明显变化。

2.2.2加速试验

纳米级饲料添加剂在温度40℃的条件下放置6个月，考察1个月、2个月、3个月、6个月的纳米级饲料添加剂中维生素A的含量变化。试验结果见表6。

表6加速试验对纳米级饲料添加剂含量的影响

时间/月	0	1	2	3	6
						实施例1 含量％	96.8	96.8	96.7	96.7	96.3
实施例2 含量％	97.2	97.2	97.1	97.1	96.7
						实施例3 含量％	98.9	98.9	98.8	98.8	98.2
实施例4 含量％	98.6	98.6	98.5	98.4	98.2
						实施例5 含量％	99.1	99.1	98.9	98.9	98.2

试验表明，在加速试验条件下，纳米级饲料添加剂中维生素A的含量无明显变化。

对比试验：

对比例1：

为了得到较好的纳米级饲料添加剂，我们分别从阴离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂中选取由代表性的表面活性剂，进行了对比试验。实验结果见表7。

表7几种表面活性剂对纳米级饲料添加剂的影响

除非离子表面活性剂聚氧乙烯氢化蓖麻油和聚丙烯酸钠能形成纳米乳外，其它均无法形成纳米乳，因此选择非离子表面活性剂聚氧乙烯氢化蓖麻油和聚丙烯酸钠作为表面活性剂。

对比例2：

为了得到更好的纳米级饲料添加剂，我们进行了助表面活性剂的筛选，以对纳米级饲料添加剂的稳定性影响和表面活性剂用量为指标进行筛选试验。试验结果见表8。

表8不同助表面活性剂对纳米级饲料添加剂的影响试验

助表面活性剂名称	正丁酸	乙醇	甘油	PEG-200	对辛基酚
						聚丙烯酸钠用量(g)	22	不形成	不形成	27	25
聚氧乙烯氢化蓖麻油(g)	31	36	32	25	不形成

由此可见，使用聚氧乙烯氢化蓖麻油作为表面活性剂时，与正丁酸、甘油、乙醇、PEG-200作为助表面活性剂，都能形成纳米乳，但是表面活性剂聚氧乙烯氢化蓖麻油的用量都很大，既浪费了表面活性剂，又增加了环境污染和对畜禽机体的不良刺激。所以，选择聚丙烯酸钠作为表面活性剂比较合适。

对比例3：

为了得到更好的纳米级饲料添加剂，进一步减少表面活性剂的用量和减轻对环境的污染和对畜禽机体的不良刺激，我们对表面活性剂聚丙烯酸钠进行了复配试验。试验结果见表9。

表9几种表面活性剂对纳米级饲料添加剂的影响

由此可见，聚丙烯酸钠和羧甲淀粉钠能够复配，而且形成的纳米乳比较稳定；而复配吐温-80虽能形成纳米乳，但是离心并不稳定，因此选择羧甲淀粉钠和聚丙烯酸钠复配作为表面活性剂。

对比例4：

为了得到更好的纳米级饲料添加剂，进一步减少表面活性剂的用量和减轻对环境的污染和对畜禽机体的不良刺激，我们以聚丙烯酸钠和羧甲淀粉钠进行了表面活性剂复配比例试验，以此观察对纳米级饲料添加剂的影响。试验结果见表10。

表10表面活性剂复配比例对纳米级饲料添加剂的影响试验

比例	5:1	4:1	8:3	1:1	2:3
						平均粒径(nm)	110	76	45	86	112

由此可见，聚丙烯酸钠/羧甲淀粉钠的比例为8:3时，形成的纳米乳平均粒径最小。

总之，上述一系列试验表明，纳米级饲料添加剂的物理化学指标无明显变化，稳定性良好。

上述参照实施例对纳米级饲料添加剂的制备方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种维生素AD₃E纳米级饲料添加剂，其特征在于：包括维生素D₃油2.5×10⁶～6.5×10⁶IU、维生素A油5×10⁶～2.5×10⁷IU、维生素E油1.5×10⁴～6.5×10⁴IU、羧甲淀粉钠15～25g、聚丙烯酸钠40～70g、正丁酸20～35g、蒸馏水820～900g。

2.一种根据权利要求1所述的维生素AD₃E纳米级饲料添加剂的制备方法，其特征是按如下步骤进行：

(1)按量称取维生素A油5×10⁶～2.5×10⁷IU、维生素D₃油2.5×10⁶～6.5×10⁶IU和维生素E油1.5×10⁴～6.5×10⁴IU，混合均匀后与聚丙烯酸钠40～70g搅拌均匀；

(2)称取羧甲淀粉钠15～25g加入蒸馏水100～200g中，搅拌均匀；

(3)称取正丁酸20～35g加入蒸馏水100～200g中，搅拌均匀；

(4)将(1)、(2)、(3)所得溶液依次缓慢混合，不断搅拌，最后加入剩余蒸馏水，即得澄清透明的纳米级饲料添加剂。