CN105076729A - 一种饲料添加剂微胶囊及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于饲料添加剂技术领域，公开了一种饲料添加剂微胶囊及其制备方法。本发明所述饲料添加剂微胶囊包含芯材和囊材，芯材由L型赖氨酸盐酸盐、大豆磷脂组成，壁材由烯基琥珀酸酯化淀粉组成。本发明所述饲料添加剂微胶囊中，赖氨酸处于囊材中，不因水环境而溶出损失，利于被吸收后参与合成蛋白质；而大豆磷脂也处于囊材中，可减少颗粒料加工困难，提高动物体对赖氨酸和大豆磷脂的摄取。进一步的，本发明所述饲料添加剂微胶囊粒径为55μm-90μm，粒度适宜于直接添加饲料进行颗粒料加工，广泛适用于水产动物饲料的加工。本发明所述饲料添加剂微胶囊的制备方法操作简单，适合饲料添加剂微胶囊的大规模生产。

Description

一种饲料添加剂微胶囊及其制备方法

技术领域

本发明属于饲料添加剂技术领域，具体涉及到一种用于水产养殖的复合营养性饲料添加剂微胶囊及其制备方法。

背景技术

饲料添加剂是指在饲料生产加工、使用过程中添加的少量或微量物质，在饲料中用量很少但作用显著。饲料添加剂是现代饲料工业必然使用的原料，对强化基础饲料营养价值，提高动物生产性能，保证动物健康，节省饲料成本，改善畜产品品质等方面有明显的效果。饲料添加剂，尤其是营养性饲料添加剂，对水产动物(鱼、虾等)生产性能的改善起着不可忽视的关键作用。其中赖氨酸和大豆磷脂都是水产养殖中重要的营养性添加剂。

赖氨酸是动物机体第一限制性氨基酸，即当机体缺乏赖氨酸时，其它氨基酸就会受到限制或得不到利用，导致机体蛋白合成受限。赖氨酸在动物蛋白中含量相对较多，植物蛋白中含量相对较少。因而，赖氨酸作为饲料添加剂能够提高动物机体对植物蛋白的吸收，可增强养殖业和饲料工业应对全球性动物蛋白稀缺的能力。大豆磷脂是一种代替植物油和降低饲料成本的能量原料，具有促进鱼类对油脂的消化吸收、促进水产动物的神经组织、内脏、骨髓发育健全的特点，已被广泛的应用于水产养殖的饲料中，在水产饲料中添加量一般在5％左右。

目前赖氨酸和大豆磷脂作为饲料添加剂，大多采用直接添加方式，在水产养殖中面临诸多限制因素。其中，传统赖氨酸饲料添加剂为赖氨酸盐酸盐或赖氨酸硫酸盐，一是呈晶体形态，水中溶解度高，在20℃水中的溶解度为66.60；二是水产动物机体对氨基酸吸收不同步，晶体氨基酸被快速吸收后不参与合成蛋白质而直接排泄或代谢添加现状。大豆磷脂或改性大豆磷脂产品过于粘稠，给颗粒料加工带来困难，同时，脱油(粉状)磷脂产品在减少颗粒料加工困难和生理作用方面具有明显优势，但由于脱油(粉状)磷脂价格昂贵未能得到广泛应用。

微胶囊技术是一种保护技术，它利用成膜材料将具有反应活性、敏感性或挥发性的液体、气体或固体物质包裹起来形成微小粒子。包裹的过程即为微胶囊化，形成的微小粒子称为微胶囊。微胶囊技术最大的特点是改善芯材的物理性质(颜色、外观、表观密度、溶解性)，使得芯材免受环境影响，提高芯材的稳定性。此外，该技术还使得芯材具有靶向性和控释性，即根据需要在恰当的时间和恰当的位置以一定的速率进行释放。自20世纪40年代末Wurster首次制备药物包衣的微胶囊以来，微胶囊技术应用范围也涵盖食品、轻工、医药、石化、农业及生物技术等领域。

利用微胶囊化技术生产的饲料添加剂已成为现代饲料工业中一类十分重要的配料。目前，应用于水产养殖中的饲料添加剂微胶囊产品主要的芯材物质为氨基酸等。公开号为CN103110028B的中国专利申请公开了一种水产用氨基酸微胶囊产品及其制备方法，其方法选用脂溶性物质(硬脂酸、硬脂酸钙单甘油脂、硬酯醇、饱和甘油三酯、甘油单酯、石蜡、动物蜡、植物蜡、脂肪粉、丙酸树脂、丁苯吡乳)作为囊材，使用配置离心式喷雾器的喷雾干燥塔制备微胶囊颗粒，其产品具有缓释性、独特的控释性、良好的抗水溶失性以及较好的流散性。公开号为CN101744110A的中国专利申请公开了一种氨基酸微胶囊化的方法，其方法使用硬脂酸等高凝固点脂肪酸酯作为囊材，采用喷雾干燥方法制备微胶囊颗粒，产品粒度80％可过60目。

然而现有技术中，微胶囊的囊材通常为非营养性囊材，囊材在微胶囊的质量分数可达75％，饲料成本过高。而且目前微胶囊的芯材通常为单一营养成分，无法发挥不同营养成分之间的协同效果。此外，目前微胶囊的粒径及其均一性也有待进一步改善。

发明内容

有鉴于此，针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种饲料添加剂微胶囊及其制备方法。

为实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种饲料添加剂微胶囊，包含芯材和囊材，芯材由L型赖氨酸盐酸盐、大豆磷脂组成，壁材由烯基琥珀酸酯化淀粉组成。

其中，作为优选，本发明所述饲料添加剂微胶囊中，所述L型赖氨酸盐酸盐的含量为4wt％-60wt％。

作为优选，本发明所述的饲料添加剂微胶囊中，所述大豆磷脂的含量为20wt％-48wt％。

作为优选，本发明所述的饲料添加剂微胶囊中，所述烯基琥珀酸酯化淀粉的含量为20wt％-48wt％。

进一步，作为优选，本发明所述的饲料添加剂微胶囊中，所述烯基琥珀酸酯化淀粉为辛烯基琥珀酸淀粉酯。

作为优选，本发明所述的饲料添加剂微胶囊中，所述微胶囊粒径为55μm-90μm。

本发明还提供了所述的饲料添加剂微胶囊的制备方法，包括如下步骤：

①分别将L型赖氨酸盐酸盐、大豆磷脂和烯基琥珀酸酯化淀粉溶于水中；

②将L型赖氨酸盐酸盐溶液与大豆磷脂溶液混合并高剪切分散乳化，而后加入烯基琥珀酸酯化淀粉溶液，继续高剪切分散乳化，制成前驱液；

③前驱液喷雾干燥为固态颗粒。

在一些实施方案中，本发明所述的饲料添加剂微胶囊的制备方法中步骤②所述高剪切分散乳化为高剪切分散乳化机在10000rpm-13000rpm转速下搅拌5min。

在一些实施方案中，本发明所述的饲料添加剂微胶囊的制备方法中步骤③所述喷雾干燥采用压电式喷雾器。

在一些优选实施方案中，本发明所述的饲料添加剂微胶囊的制备方法中所述压电式喷雾器中进料速度为1.2mL/min^-1，分散空气的流量为2L/min^-1，喷嘴直径为100μm，干燥空气进口温度为220℃，出口温度为80℃，流量控制在230L/min^-1。

由上述技术方案可知，本发明提供了一种饲料添加剂微胶囊及其制备方法。本发明所述饲料添加剂微胶囊包含芯材和囊材，芯材由L型赖氨酸盐酸盐、大豆磷脂组成，壁材由烯基琥珀酸酯化淀粉组成。本发明所述饲料添加剂微胶囊中，赖氨酸处于囊材中，不因水环境而溶出损失，利于被吸收后参与合成蛋白质；而大豆磷脂也处于囊材中，可减少颗粒料加工困难，提高动物体对赖氨酸和大豆磷脂的摄取。进一步的，本发明所述饲料添加剂微胶囊粒径为55μm-90μm，粒度适宜于直接添加饲料进行颗粒料加工，广泛适用于水产动物饲料的加工。本发明所述饲料添加剂微胶囊的制备方法操作简单，适合饲料添加剂微胶囊的大规模生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1示本发明所述饲料添加剂微胶囊的扫描电镜图，其中图A为本发明实施例1所述饲料添加剂微胶囊，放大倍数为80倍；图B为图A的放大，放大倍数为800倍；图C为本发明实施例2所述饲料添加剂微胶囊，放大倍数为80倍；图D为图C的放大，放大倍数为800倍；

图2示L型赖氨酸盐酸盐、烯基琥珀酸酯化淀粉和本发明所述饲料添加剂微胶囊的X射线衍射图谱，其中为L型赖氨酸盐酸盐，为烯基琥珀酸酯化淀粉，为而本发明所述饲料添加剂微胶囊；

图3示本发明所述饲料添加剂微胶囊在水中赖氨酸的累积释放曲线；

图4示本发明所述饲料添加剂微胶囊浸入水中的显微形态变化图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

①称取L型赖氨酸盐酸盐6.0g定容于100mL去离子水中；称取大豆磷脂2.0g溶于100mL去离子水中，并采用高剪切分散乳化机，机械搅拌(转速为10000rpm，5min)至均质；称取辛烯基琥珀酸淀粉酯2.0g溶于100mL去离子水中，并搅拌至完全溶解；

②将L型赖氨酸盐酸盐溶液100mL与大豆磷脂溶液100mL，在13000rpm转速下机械分散5min后，缓慢加入100mL辛烯基琥珀酸淀粉酯溶液，制成喷雾干燥前驱液；

③前驱液经压电式喷雾器呈液滴流状进入干燥室，并在分散空气的剪切力下变为细小液滴，随干燥空气逐渐干燥为固体颗粒，其中干燥空气进口温度为220℃，出口温度为80℃，流量控制在230L/min^-1，进料速度为1.2mL/min^-1，分散空气的流量为2L/min^-1，喷嘴直径为100μm，微胶囊产品的粒径在55μm-90μm。

实施例2：

①称取L型赖氨酸盐酸盐0.16g定容于100mL去离子水中；称取大豆磷脂1.6g溶于100mL去离子水中，并采用高剪切分散乳化机，机械搅拌(转速为10000rpm，5min)至均质；称取辛烯基琥珀酸淀粉酯1.6g溶于100mL去离子水中，并搅拌至完全溶解；

②将L型赖氨酸盐酸盐溶液100mL与大豆磷脂溶液100mL，在13000rpm转速下机械分散5min后，缓慢加入100mL辛烯基琥珀酸淀粉酯溶液，制成喷雾干燥前驱液；

③前驱液经压电式喷雾器呈液滴流状进入干燥室，并在分散空气的剪切力下变为细小液滴，随干燥空气逐渐干燥为固体颗粒，其中干燥空气进口温度为220℃，出口温度为80℃，流量控制在230L/min^-1，进料速度为1.2mL/min^-1，分散空气的流量为2L/min^-1，喷嘴直径为100μm，微胶囊产品的粒径在55μm-90μm。

实施例3：

采用扫描电镜对本发明实施例1和实施例2所述的饲料添加剂微胶囊进行检测，结果见图1。扫描电镜的型号为Hitachi-S4700(日本Hitachi公司，Tokyo)。制备扫描样本用于样品观察与图像获取。扫描样本制备主要包括样品固定与等离子溅射镀膜处理。

样品固定：首先将双面胶粘在铜片上，借助于棉球将被测微胶囊颗粒直接散落在胶面上，用洗耳球吹除未附着的和未牢固固定的颗粒。等离子溅射镀膜处理：扫描样本放入溅射镀膜仪中，当真空优于13Pa时开始镀膜，调节控制旋钮使电流为6mA-8mA，镀膜时间5min-10min。在高能电子束的加速电压为15.0Kv下观察扫描样本，获取图像，结果如图1。

由图1结果可见，本发明实施例1与实施例2所述饲料添加剂微胶囊的表面形态都呈皱缩状，但实施例1饲料添加剂微胶囊的褶壁厚度较实施例2大，且凹陷深度较实施例2小。此外，本发明实施例1和实施例2所述饲料添加剂微胶囊的颗粒都具有良好的分散性，不抱团、不粘连；且粒度均一，粒径在55μm-90μm，粒径分布窄。

实施例4：

分别对L型赖氨酸盐酸盐、烯基琥珀酸酯化淀粉及本发明实施例1所述的饲料添加剂微胶囊进行X射线衍射检测，结果见图2。其中X射线多晶衍射仪的型号为X’Pert-ProMRD(荷兰PANalytical公司，Almelo)，测试参数：铜靶，波长0.1540598nm，步进扫描，X射线管电压为40KV，管电流为40mA，扫描速度0.01°/s，采样时间1s，狭缝宽2mm-6mm。

图2结果显示，在X射线衍射图谱中，L型赖氨酸盐酸盐在5°至45°范围内具有14处衍射峰，烯基琥珀酸酯化淀粉在20°左右具有衍射峰，而本发明实施例1所述的饲料添加剂微胶囊的衍射峰与烯基琥珀酸酯化淀粉的衍射峰基本一致，与L型赖氨酸盐酸盐差异大，表明本发明实施例1所述的饲料添加剂微胶囊表面主要为烯基琥珀酸酯化淀粉。

本发明实施例2所述的饲料添加剂微胶囊的X射线衍射图谱与本发明实施例1所述的饲料添加剂微胶囊的相似。

实施例5：

对本发明实施例1所述的饲料添加剂微胶囊进行累积释放曲线的测量，具体方法为：取60mg微胶囊加入500mL超纯水中，采用RC806D溶出试验仪(中国天大天发科技有限公司，天津)进行搅拌，并分别在0min，1min，5min，10min，15min和20min各取样2mL，采用0.45μm水性系过滤膜除去残留的微胶囊颗粒，而后采用S433D氨基酸分析仪(德国Sykam公司，München)获取赖氨酸含量，计算其在水中的累积释放率，重复上述过程3次。结果见图3。

由图3结果可见，本发明实施例1所述的饲料添加剂微胶囊在入水20分钟后的赖氨酸溶失率为23％。表明实施例1所述的饲料添加剂微胶囊中烯基琥珀酸酯化淀粉和大豆磷脂减少L赖氨酸盐酸盐与水的直接接触，降低了L型赖氨酸盐酸盐的溶失，且溶失主要发生在入水后的1min内。

而本发明实施例2所述的饲料添加剂微胶囊在水中赖氨酸的累积释放曲线与本发明实施例1所述的饲料添加剂微胶囊的相似。在入水20分钟后的赖氨酸溶失率为21％。

实施例6：

将本发明实施例1所述的饲料添加剂微胶囊浸入水中，进行显微形态变化观察，结果见图4。

由图4结果可见，本发明实施例1所述的饲料添加剂微胶囊入水后未消融。表明本发明实施例1所述的饲料添加剂微胶囊中的烯基琥珀酸酯化淀粉保护了L赖氨酸盐酸盐与大豆磷脂，在水中具有稳定结构。

而本发明实施例2所述的饲料添加剂浸入水中与本发明实施例1所述的饲料添加剂微胶囊的相似，入水后也未消融。

Claims (10)

1.一种饲料添加剂微胶囊，包含芯材和囊材，芯材由L型赖氨酸盐酸盐、大豆磷脂组成，壁材由烯基琥珀酸酯化淀粉组成。

2.根据权利要求1所述的饲料添加剂微胶囊，所述L型赖氨酸盐酸盐的含量为4wt％-60wt％。

3.根据权利要求1所述的饲料添加剂微胶囊，所述大豆磷脂的含量为20wt％-48wt％。

4.根据权利要求1所述的饲料添加剂微胶囊，所述烯基琥珀酸酯化淀粉的含量为20wt％-48wt％。

5.根据权利要求1所述的饲料添加剂微胶囊，所述烯基琥珀酸酯化淀粉为辛烯基琥珀酸淀粉酯。

6.根据权利要求1所述的饲料添加剂微胶囊，所述微胶囊粒径为55μm-90μm。

7.权利要求1所述的饲料添加剂微胶囊的制备方法，包括如下步骤：

①分别将L型赖氨酸盐酸盐、大豆磷脂和烯基琥珀酸酯化淀粉溶于水中；

②将L型赖氨酸盐酸盐溶液与大豆磷脂溶液混合并高剪切分散乳化，而后加入烯基琥珀酸酯化淀粉溶液，继续高剪切分散乳化，制成前驱液；

③前驱液经喷雾干燥为固态颗粒。

8.根据权利要求7所述的制备方法，步骤②所述高剪切分散乳化为高剪切分散乳化机在10000rpm-13000rpm转速下搅拌5min。

9.根据权利要求7所述的制备方法，步骤③所述喷雾干燥采用压电式喷雾器。

10.根据权利要求9所述的制备方法，所述压电式喷雾器中进料速度为1.2mL/min^-1，分散空气的流量为2L/min^-1，喷嘴直径为100μm，干燥空气进口温度为220℃，出口温度为80℃，流量控制在230L/min^-1。