CN105188408A - 叶黄素组合物和使用方法 - Google Patents
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Abstract
类胡萝卜素组合物、制备类胡萝卜素组合物的方法及其使用方法。所述组合物包含由含类胡萝卜素的天然油树脂的皂化获得的皂,其中所述皂含有非酯化叶黄素粒子并在室温下在透氧暗袋中储存3个月时保留大于80%的总叶黄素浓度。所述方法包括(a)含类胡萝卜素的天然油树脂的碱性皂化,其中所述皂化在金属氢氧化物存在下在密切混合下进行,并在110-180℃的温度下进行,以产生包含非酯化类胡萝卜素的组合物,(b)所得皂的雾化,和(c)非酯化类胡萝卜素的异构化,其中加热所述雾化皂以使大于80%的所存在的非酯化类胡萝卜素为全反式异构体构型,且最终皂产物的非酯化类胡萝卜素浓度大于10%。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2012年12月19日提交的U.S.SerialNo.61/739,074的优先权,其全文并入本文作为参考。
发明领域
本发明包括类胡萝卜素组合物、制备类胡萝卜素组合物的方法及其使用方法。
发明背景
类胡萝卜素,包括植物黄体素(lutein)和其它叶黄素类(xanthophylls),是用在着色组合物中的天然化合物。它们可以在几种不同植物,包括万寿菊(marigold)和辣椒(paprika)植物的提取物中发现。将这些植物提取物(被称作油树脂)加工成可用于各种工业的类胡萝卜素制剂。
附图简述
图1显示本文中描述的连续流动装置的示意图。
图2A-B显示在100放大倍率下的偏光显微术的结果。图2A显示X-40;FIG2B显示XCT。
图3A-B显示在400放大倍率下的光学显微术的结果。图3A显示X-40;图3B显示XCT。
图4显示XCT和X-40的DSC曲线。
图5A-D显示X-40的熔融。图5A显示在40℃下熔融;图5B显示在80℃下熔融;图5C显示在150℃下熔融;且图5D显示在200℃下熔融。
图6提供对比X-40法的示意图。
图7A-B显示XCT、X-40、竞争产品3、竞争产品4、竞争产品5和竞争产品6之间的对比稳定性研究。
图8A-D显示与替代产品相比,在不添加红色色素的研究中的Minolta颜色分析和DSM/Roche比色扇的结果。
图9A-B显示与替代产品相比在给予XCT时蛋中的总叶黄素。
图10A-D显示与替代产品相比,在不添加红色色素的研究中的Minolta颜色分析和DSM/Roche比色扇的结果。
图11A-B显示与替代产品相比在给予XCT时蛋中的总叶黄素。
图12A-D显示与apo-酯(β-apo-8’-胡萝卜酸乙酯)相比在给予XCT时蛋中的总叶黄素。
图13显示添加合成红色染料时的DSM/Roche比色扇结果。
图14显示添加天然红色染料时的DSM/Roche比色扇结果。
图15A-C显示各种光谱学研究的结果。图15A显示X-40和XCT的FTIR光谱。图15B显示1800至600cm-1区域的扩展。图15C显示X-40和XCT的拉曼光谱。
图16A-C显示X-40和XCT的薄层色谱法(TLC)的结果。
发明概述
在一些方面中,本公开提供了一种组合物,所述组合物包含由含类胡萝卜素的天然油树脂的皂化获得的皂,其中所述皂含有非酯化叶黄素粒子并在室温下在透氧暗袋中储存3个月时保留大于80%的总叶黄素浓度。
另一方面,本公开提供了包含由含类胡萝卜素的天然油树脂的皂化获得的皂的组合物,其中所述皂含有非酯化叶黄素粒子,且90%的非酯化叶黄素粒子的最大直径小于0.5微米。
再一方面,提供了制备含有大于10%的非酯化类胡萝卜素组合物的最终产物的方法。所述方法包括(a)含类胡萝卜素的天然油树脂的碱性皂化,其中所述皂化在金属氢氧化物存在下在密切混合下进行,并在大约110℃至大约180℃的温度下进行,以产生包含非酯化类胡萝卜素的组合物,(b)所得包含非酯化类胡萝卜素的皂的雾化以产生雾化皂,和(c)非酯化类胡萝卜素的异构化,其中加热所述雾化皂以使大于80%的所存在的非酯化类胡萝卜素为全反式异构体构型,且最终皂产物的非酯化类胡萝卜素浓度大于10%。
另一备选方面,提供了由水和具有大于10%的非酯化类胡萝卜素浓度的最终产物制备水性产物的方法。所述方法包括(a)含类胡萝卜素的天然油树脂的碱性皂化,其中所述皂化在金属氢氧化物存在下在密切混合下进行,并在大约110℃至大约180℃的温度下进行,以产生包含非酯化类胡萝卜素的皂,(b)非酯化类胡萝卜素的异构化,其中加热所述皂以使大于80%的所存在的非酯化类胡萝卜素为全反式异构体构型,以使最终皂产物的非酯化类胡萝卜素浓度大于10%,和(c)使最终皂产物与足量的水接触以产生具有5%至大约25%的最终皂产物的水性产物。
本文提供了本公开的其它方面和特征。
发明详述
本发明包括类胡萝卜素组合物、制备类胡萝卜素制剂的方法和使用类胡萝卜素组合物的方法。有利地,本发明的类胡萝卜素组合物与通过其它方法制成的类胡萝卜素组合物相比具有改进的生物利用度和提高的着色效率。
I.组成
本发明的一个方面包括包含由含类胡萝卜素的天然油树脂的皂化获得的皂的组合物。这种皂含有非酯化叶黄素粒子。本发明的皂还包含原始天然的含类胡萝卜素的油树脂的其余组分。
本发明的组合物可以是液体或固体,例如颗粒或粉末。一般而言,本发明的固体组合物的含湿量低于10%。在一些实施方案中,含湿量低于10、9、8、7、6、5、4、3、2或1%。在示例性实施方案中,含湿量低于3%。在另一些示例性实施方案中,含湿量低于2%。
(a)含类胡萝卜素的天然油树脂
本发明的组合物包含由含类胡萝卜素的天然油树脂的皂化获得的皂。本文所用的术语“油树脂”是指包含植物提取物的组合物。短语“含类胡萝卜素的油树脂”是指含有一种或多种类胡萝卜素(它们是有机色素)的油树脂。最后,本文所用的短语“含类胡萝卜素的天然油树脂”是指衍生自植物的含类胡萝卜素的油树脂。
含类胡萝卜素的天然油树脂的合适实例是本领域中已知的。例如,含类胡萝卜素的天然油树脂可以是万寿菊油树脂,或可以是辣椒油树脂或其组合。在一个实施方案中,该含类胡萝卜素的天然油树脂是万寿菊油树脂。例如,万寿菊油树脂可以是Tageteserecta、Tagetespatula、Tagetestenuifolia、Tagetespumila或Tageteshybrid油树脂。在另一实施方案中,该含类胡萝卜素的天然油树脂是辣椒油树脂。例如,该辣椒油树脂可以是Capsicumannumlinn、Capsicumbacatum、Capsicumbuforum或Capsicumfrutescens油树脂。在另一些实施方案中,该含类胡萝卜素的天然油树脂是万寿菊和辣椒油树脂的组合。例如,含类胡萝卜素的天然油树脂可包含大约10:1、9:1、8:1、7:1、6:1、5:1、4:1、3:1、2:1、1:1、1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9或1:10的万寿菊油树脂/辣椒油树脂比率。
由植物制备油树脂的方法是本领域中已知的。或者,可以购买油树脂。
(b)非酯化叶黄素粒子
本发明的组合物包含非酯化叶黄素粒子。本文所用的短语“叶黄素粒子”是指叶黄素,无论该叶黄素是结晶的还是非晶的。考虑了结晶叶黄素与非晶叶黄素的各种比率,从大约100%结晶到大约100%非晶。在一个实施方案中,本发明的组合物包含结晶和非晶叶黄素。在另一实施方案中,本发明的组合物包含至少大约10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%结晶叶黄素。在再一实施方案中,本发明的组合物包含至少大约10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%非晶叶黄素。
本文所用的短语“非酯化”是指已由脂肪酸酯水解的叶黄素。如本申请的第III节中详述,叶黄素可通过含类胡萝卜素的天然油树脂的皂化由脂肪酸酯水解而得。
术语“叶黄素(xanthophyll)”是指包含至少一个氧原子的类胡萝卜素。这种化合物也可被称作叶黄素(phylloxanthin)。合适的叶黄素类包括在含类胡萝卜素的天然油树脂中发现的那些。例如,合适的叶黄素类可包括植物黄体素(lutein)、玉米黄素、新叶黄素、紫黄质、α-和β-隐黄素、辣椒黄素(capsanthin)和辣椒玉红素(capsorubin)。在一个实施方案中,本发明的组合物包含至少一种类型的叶黄素。在另一实施方案中,本发明的组合物包含至少两种类型的叶黄素。在再一实施方案中,本发明的组合物包含至少三种类型的叶黄素。在一个示例性实施方案中,本发明的组合物包含植物黄体素(lutein)。在另一示例性实施方案中,本发明的组合物包含玉米黄素。在再一示例性实施方案中,本发明的组合物包含植物黄体素(lutein)和玉米黄素。
i.最大直径的尺寸
一般而言,本发明的组合物中的叶黄素粒子的尺寸小,例如小于1微米。这是指该粒子的最大直径的尺寸。与更大的粒度相比,这种小尺寸有助于提高生物利用度和提高稳定性。
在一些实施方案中,至少大约90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100%的非酯化叶黄素粒子的最大直径小于1.0微米。在另一些实施方案中,至少大约90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100%的非酯化叶黄素粒子的最大直径小于0.9微米。在某些实施方案中,至少大约90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100%的非酯化叶黄素粒子的最大直径小于0.8微米。在一些实施方案中,至少大约90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100%的非酯化叶黄素粒子的最大直径小于0.7微米。在所选实施方案中,至少大约80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100%的非酯化叶黄素粒子的最大直径小于0.6微米。
在一个实施方案中,至少大约75%的非酯化叶黄素粒子的最大直径小于0.5微米。例如,在一些实施方案中,至少大约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89或90%的非酯化叶黄素粒子的最大直径小于0.5微米。在另一些实施方案中,至少大约91、92、93、94、95、96、97、98或99%的非酯化叶黄素粒子的最大直径小于0.5微米。在一个实施方案中,至少大约90%的非酯化叶黄素粒子的最大直径小于0.5微米。
在另一实施方案中,至少大约75%的非酯化叶黄素粒子的最大直径小于0.4微米。例如,在一些实施方案中,至少大约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89或90%的非酯化叶黄素粒子的最大直径小于0.4微米。
ii.非酯化叶黄素粒子的量
有利地,本发明的组合物包含高浓度的非酯化叶黄素粒子。例如,在一个实施方案中,本发明的组合物包含大约75毫克非酯化叶黄素/克由含类胡萝卜素的天然油树脂的皂化获得的皂。在另一些实施方案中,本发明的组合物包含至少大约76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109或110毫克非酯化叶黄素/克由含类胡萝卜素的天然油树脂的皂化获得的皂。在再一些实施方案中,本发明的组合物包含大约100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119或120毫克非酯化叶黄素/克由含类胡萝卜素的天然油树脂的皂化获得的皂。在一个示例性实施方案中,本发明的组合物包含大约90毫克至大约110毫克非酯化叶黄素/克由含类胡萝卜素的天然油树脂的皂化获得的皂。在再一示例性实施方案中,本发明的组合物包含至少大约99毫克非酯化叶黄素/克由含类胡萝卜素的天然油树脂的皂化获得的皂。在进行从该油树脂中除去二噁英(dioxin)的实施方案中,本发明的组合物包含大约110、111、112、113、114、115、116、117、118、119或120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140毫克非酯化叶黄素/克由含类胡萝卜素的天然油树脂的皂化获得的皂。
在某些实施方案中,本发明的干组合物为至少5%、至少6%、至少7%、至少8%、至少9%、至少10%、至少11%、至少12%、至少13%、至少14%、至少15%叶黄素或更高。例如,本发明的干组合物可以为至少大约8、8.25、8.5、8.75、9、9.25、9.5、9.75、10、10.25、10.5、10.75或11%叶黄素。在一个示例性实施方案中,本发明的干组合物为至少大约9.5%叶黄素。在再一示例性实施方案中,本发明的干组合物为至少大约10%叶黄素。在另一备选实施方案中,通过从油树脂中除去二噁英,叶黄素的浓度可变更高。在这样的情况下,该组合物可以为至少9、9.25、9.5、9.75、10、10.25、10.5、10.75、11、11.25、11.5、11.75、12、12.25、12.5、12.75、13、13.25、13.5、13.75、14、14.25、14.5、14.75、15、15.25、15.5、15.75、16%或更高。
在另一些实施方案中,本发明的液体组合物为至少0.5%、至少1%、至少2%或至少3%叶黄素。例如,本发明的液体组合物可以为至少大约0.5、0.75、1.0、1.25、1.5、1.75、2.0、2.25、2.5、2.75或3.0%叶黄素。在一个示例性实施方案中,本发明的液体组合物为至少大约1%叶黄素。在再一示例性实施方案中,本发明的液体组合物包含大约1%至大约3%叶黄素。
iii.异构
如本领域中已知,叶黄素可以以不同的异构体存在。特别地,它们可以以顺式异构体或全反式异构体存在。测定组合物中顺式异构体的量或全反式异构体的量的方法也是本领域中已知的。例如,参见本文包含的实施例。一般而言,本发明的组合物可包含至少大约50%的全反式异构体。在一些实施方案中,本发明的组合物可包含至少大约50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或99%的全反式异构体。在另一些实施方案中,本发明的组合物可包含至少大约75、76、77、78、79、80、81、82、83、84或85%的全反式异构体。在示例性实施方案中,本发明的组合物可包含至少大约80%的全反式异构体。
(c)稳定性
本发明的组合物的叶黄素粒子非常稳定。例如,如果本发明的组合物在透氧袋中储存在室温下,在一个月时存在初始叶黄素浓度的至少大约80%。在一个实施方案中,在室温下和在透氧袋中,在一个月时存在初始总叶黄素浓度的至少大约80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100%。在一个示例性实施方案中,在室温下和在透氧袋中,在一个月时存在初始总叶黄素浓度的至少大约98、99或100%。
在另一实施方案中,在室温下和在透氧袋中,在三个月时存在初始总叶黄素浓度的至少大约80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100%。在一个示例性实施方案中,在室温下和在透氧袋中,在三个月时存在初始总叶黄素浓度的至少大约92、93、94、95、96、97、98、99或100%。
在再一实施方案中,在室温下和在透氧袋中,在六个月时存在初始总叶黄素浓度的至少大约85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97或98%。在一个示例性实施方案中,在室温下和在透氧袋中,在六个月时存在初始总叶黄素浓度的至少大约90%。
在再一实施方案中,在室温下和在透氧袋中,在九个月时存在初始总叶黄素浓度的至少大约85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97或98%。在一个示例性实施方案中,在室温下和在透氧袋中,在九个月时存在初始总叶黄素浓度的至少大约85、86、87、88、89或90%。
在本发明的组合物在50℃下储存在不透气袋中的实施方案中,直到大约六个月时存在初始总叶黄素浓度的至少大约90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100%。在一个示例性实施方案中,直到大约六个月时存在初始总叶黄素浓度的至少大约95、96、97、98、99或100%。
在本发明的组合物在50℃下储存在不透气袋中的另一些实施方案中,在九个月时存在初始总叶黄素浓度的至少大约85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或100%。在一个示例性实施方案中,在九个月时存在初始总叶黄素浓度的至少大约85、86、87、88、89或90%。
在再一示例性实施方案中,与动物饲料混合并在室温下储存在深色透氧袋中的本发明的组合物在1个月后保持初始叶黄素浓度的至少大约90%,在一些实施方案中在1个月后保持初始叶黄素浓度的至少90、91、92、93或94%。在再一示例性实施方案中,与动物饲料混合并在室温下储存在深色透氧袋中的本发明的组合物在3、4或6个月后保持初始叶黄素浓度的至少大约80%,在一些实施方案中在3、4或6个月后保持初始叶黄素浓度的至少大约80、81、82、83、84、85、86、87、88、89或90%。
(d)制剂
本发明的组合物可以是液体或固体。当该组合物是固体时,该皂粒子(其部分由非酯化叶黄素粒子构成)通常为大约40微米至大约300微米的最长粒径。这些粒子也可能形成尺寸最多大约850微米的聚集体。在一个实施方案中,90%的皂粒子或聚集体为大约40微米至大约850微米。在另一实施方案中,90%的皂粒子或聚集体为大约70微米至700微米。在再一实施方案中,90%的皂粒子或聚集体为大约100微米至550微米。在再一实施方案中,90%的皂粒子或聚集体为大约200微米至大约500微米。这种皂含有非酯化叶黄素粒子。
在某些实施方案中,本发明的组合物可以独自配制或作为饲料的一部分配制。干饲料补充剂可以均匀分散在液体、流质食物(liquidfood)、干燥食物(dryfood)、谷物、蛋白质产品、饲料补充剂或其混合物中。
在一些实施方案中,本发明的组合物可以配制为水性制剂。水性制剂可以是溶液、分散体或乳液。该水性制剂可以直接添加到动物的饮用水中或其可以混入或施加到干燥或流质食物中。
(e)抗氧化剂
本发明的组合物还可包括至少一种抗氧化剂。各种抗氧化剂或抗氧化剂的组合适用于本发明的组合物。该抗氧化剂可包含喹啉化合物。该喹啉化合物通常是取代1,2-二氢喹啉。适用于本发明的取代1,2-二氢喹啉化合物通常具有式(I):
其中:
R1、R2、R3和R4独立地选自氢和具有1至大约6个碳的烷基;且
R5是具有1至大约12个碳的烷氧基。
进一步地(Inaniteration),该取代1,2-二氢喹啉具有式(I),其中:
R1、R2、R3和R4独立地选自氢和具有1至大约4个碳的烷基;
且R5是具有1至大约4个碳的烷氧基。
在一个优选实施方案中,该取代1,2-二氢喹啉是具有式(II)的6-乙氧基-1,2-二氢-2,2,4-三甲基喹啉:
化合物6-乙氧基-1,2-二氢-2,2,4-三甲基喹啉,常被称作乙氧喹,以商标AGRADO?出售。本发明还包括乙氧喹的盐和具有式(I)的其它化合物。乙氧喹和具有式(I)的其它化合物可商购自NovusInternational,Inc.(St.Louis,MO)或根据如全文并入本文作为参考的美国专利No.4,772,710中详述的本领域中公知的方法制备。
各种其它抗氧化剂适用于本发明的组合物。在一些实施方案中,该抗氧化剂可以是通过使自由基质子化由此使它们失活来中断氧化反应的自由基链的化合物。或者,抗氧化剂可以是清除活性氧族的化合物。在再一些实施方案中,抗氧化剂可以是合成化合物、半合成化合物或天然(或天然来源的)化合物。
合适的抗氧化剂可包括,但不限于,抗坏血酸及其盐、抗坏血酸棕榈酸酯、抗坏血酸硬脂酸酯、anoxomer、N-乙酰基半胱氨酸、异硫氰酸苄酯、间氨基苯甲酸、邻氨基苯甲酸、对氨基苯甲酸(PABA)、丁基化羟基苯甲醚(BHA)、丁基化羟基甲苯(BHT)、咖啡酸、canthaxantin、α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、β-apo-胡萝卜酸、鼠尾草酚、香芹酚、儿茶素、没食子酸十六烷基酯、绿原酸、柠檬酸及其盐、丁香提取物、咖啡豆提取物、p-香豆酸、3,4-二羟基苯甲酸、N,N'-二苯基-对苯二胺(DPPD)、硫代二丙酸二月桂酯、硫代二丙酸二硬脂醇酯、2,6-二叔丁基酚、没食子酸十二烷基酯、依他酸(edeticacid)、鞣花酸、异抗坏血酸、异抗坏血酸钠、七叶亭、七叶苷、6-乙氧基-1,2-二氢-2,2,4-三甲基喹啉(乙氧喹)、没食子酸乙酯、乙基麦芽醇、乙二胺四乙酸(EDTA)、桉树提取物、丁香酚、阿魏酸、类黄酮(例如儿茶素、表儿茶素、表儿茶素没食子酸酯、表没食子儿茶素(EGC)、表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)、多酚表没食子儿茶素-3-没食子酸酯)、黄酮(例如芹菜甙元、白杨黄素、木犀草素)、黄酮醇(例如橡精、杨梅黄素、daemfero)、黄烷酮、白蜡树亭(fraxetin)、富马酸、没食子酸、龙胆提取物、葡糖酸、甘氨酸、愈疮木树胶、橙皮素、α-羟基苄基次膦酸、hydroxycinammicacid、羟基戊二酸、氢醌、N-羟基琥珀酸、hydroxytryrosol、羟基脲、米糠提取物、乳酸及其盐、卵磷脂、卵磷脂柠檬酸酯、r-α-硫辛酸、植物黄体素(lutein)、番茄红素、苹果酸、麦芽醇、5-甲氧基色胺、没食子酸甲酯、柠檬酸单甘油酯、柠檬酸单异丙酯、桑色素、β-萘黄酮、去甲二氢愈创木酸(NDGA)、没食子酸辛酯、草酸、柠檬酸棕榈酯、吩噻嗪、磷脂酰胆碱、磷酸、磷酸盐、植酸、phytylubichromel、多香果提取物、没食子酸丙酯、多磷酸盐、槲皮素、反式白藜芦醇、迷迭香提取物、迷迭香酸、鼠尾草提取物、芝麻酚、水飞蓟素、芥子酸、琥珀酸、柠檬酸十八烷酯、丁香酸、酒石酸、百里酚、生育酚(即α-、β-、γ-和δ-生育酚)、生育三烯酚(即α-、β-、γ-和δ-生育三烯酚)、对羟苯基乙醇、香草酸、2,6-二叔丁基-4-羟甲基酚(即Ionox100)、2,4-(三-3',5'-二叔丁基-4'-羟基苄基)-均三甲苯(即Ionox330)、2,4,5-三羟基苯丁酮、泛醌、叔丁基氢醌(TBHQ)、硫代二丙酸、三羟基苯丁酮、色胺、酪胺、尿酸、维生素K和衍生物、维生素Q10、小麦胚芽油、玉米黄素或其组合。
示例性的抗氧化剂可包括合成的取代酚类化合物,如叔丁基氢醌(TBHQ)、丁基化羟基苯甲醚(BHA)、或丁基化羟基甲苯(BHT);6-乙氧基-1,2-二氢-2,2,4-三甲基喹啉(乙氧喹);没食子酸衍生物,如没食子酸正丙酯;维生素C衍生物,如抗坏血酸棕榈酸酯;卵磷脂;和维生素E化合物,如α-生育酚。
本发明的组合物可包含至少一种抗氧化剂。在一些实施方案中,本发明的组合物可包含多于一种抗氧化剂。通过由此配制抗氧化剂的组合,可以如在动物日粮或水源中与本发明的组合物一起使用宽范围的脂肪源,包括含相对较高不饱和脂肪酸的脂肪源。
(f)其它组分
在某些实施方案中,本发明的组合物可包含其它组分,如载体、防腐剂、自由流动剂等。在某些实施方案中,本发明的组合物可包含自由流动剂。合适的自由流动剂是本领域中已知的并可包含例如硬脂酸的盐、SiO2和/或滑石。在一些实施方案中,自由流动剂可以以总组合物的0重量%至15重量%的量存在,自由流动剂的量更优选为3%至15%,或5%至10%。类似地,本发明的组合物可包含防腐剂。合适的防腐剂是本领域中已知的。在再一些实施方案中,该组合物可包含乳化剂。合适的乳化剂可包含例如衍生自丙二醇或聚乙二醇蓖麻醇酸酯(E-484)的非离子乳化剂。
(g)示例性实施方案
在一个示例性实施方案中,本发明的组合物衍生自万寿菊油树脂。在另一示例性实施方案中,本发明的组合物的90%的叶黄素粒子小于0.5微米,最终皂产物含有至少大约75毫克叶黄素/克皂,且80%的非酯化叶黄素为全反式异构体。在再一示例性实施方案中,本发明的组合物包含乙氧喹。在再一示例性实施方案中,当储存在透氧袋中时,在室温下1个月后保留最初存在的叶黄素的98%。
在另一示例性实施方案中,本发明的粉末组合物包含大约70%至大约99%万寿菊皂、大约0%至大约15%自由流动剂、大约0.1%至大约3%金属氢氧化物、大约0.1%至大约2%水分和大约0%至大约1%抗氧化剂,如乙氧喹。
在再一示例性实施方案中,本发明的粉末组合物包含大约75%至大约95%万寿菊皂、大约0%至大约15%自由流动剂和大约0%至大约8%硬脂酸。
在又一示例性实施方案中,本发明的粉末组合物包含大约75%至大约95%万寿菊皂、大约0%至大约15%SiO2和大约0%至大约8%硬脂酸。
在再一示例性实施方案中,本发明的粉末组合物包含大约75%至大约95%万寿菊皂、大约0%至大约15%滑石和大约0%至大约8%硬脂酸。
在再一示例性实施方案中,本发明的粉末组合物包含大约75%至大约95%万寿菊皂、大约0%至大约6%SiO2、大约2%至大约10%滑石和大约0%至大约8%硬脂酸。
在一些示例性实施方案中,本发明的液体组合物包含大约5至大约25%万寿菊皂、大约0至大约0.6%抗氧化剂,如乙氧喹、大约0至大约1%乳化剂和大约82至大约89%水。在再一示例性实施方案中,本发明的液体组合物包含0.5至3%叶黄素、大约0至大约0.6%抗氧化剂,如乙氧喹、大约0至大约1%乳化剂和大约82至大约89%水。
在另一些示例性实施方案中,本发明的液体组合物包含大约5至大约25%万寿菊皂、大约0至大约0.6%抗氧化剂,如乙氧喹、大约0至大约1%聚乙二醇蓖麻醇酸甘油酯(E-484)和大约82至大约89%水。在再一示例性实施方案中,本发明的液体组合物包含大约0至大约3%叶黄素、大约0至大约0.6%抗氧化剂,如乙氧喹、大约0至大约1%聚乙二醇蓖麻醇酸甘油酯(E-484)和大约82至大约89%水。
II.日粮(feedrations)
本发明的另一方面包括动物饲料。本发明的动物饲料包含如上述第I节中详述的组合物。该动物饲料组合物的确切配方对本发明不重要。根据该饲料打算用于的特定动物的营养需求选择饲料成分;这些要求尤其取决于动物的年龄和发育阶段、动物性别和其它因素。饲料成分可根据它们的组成和它们在饲料配制中的应用分成八类:干草和粗饲料;新鲜喂饲的牧草、牧区植物和草料;青贮;能量饲料;蛋白质补充剂;矿物质补充剂;维生素补充剂;和添加剂。参见NationalResearchCouncil(U.S.)SubcommitteeonFeedComposition,UnitedStates-CanadianTablesofFeedComposition,3drev.,NationalAcademyPress,pp.2,145(1982)。这些种类在一定程度上是任意的,因为一些饲料成分可归入多于一个种类。通常,饲料配方还依赖于与各成分有关的成本,提供所需营养素的成分的最便宜的组合是优选的配方。
作为非限制性实例,在一个实施方案中,该动物日粮为家禽配制。如上所述,饲料配方部分取决于要喂饲的动物的年龄和发育阶段。Leeson和Summers(NutritionoftheChicken,第4版,第502-510页,UniversityBooks,2001)描述了用于小母鸡、产卵鸡、肉用仔鸡和肉种鸡的几种代表性的家禽饮食。例如,大多数鸡饲料含有能量浓缩物,如玉米、燕麦、小麦、大麦或高梁;蛋白质来源,如豆粕、其它油籽粕(例如花生、芝麻、红花、葵花等)、棉籽粕、动物蛋白源(肉和骨粉、乳清粉、鱼粉等)、豆科谷物(例如干豆、紫花豌豆等)和苜蓿;和如果必要,维生素和矿物质补充剂(例如肉和骨粉是高钙高磷的,因此在含有肉和骨粉的日粮中不需要补充这些矿物质)。
在另一实施方案中,该动物日粮为猪配制。为仔猪、生长猪和育成猪、后备母猪、妊娠母猪和哺乳母猪改变饲料配方。猪饲料配方通常包含谷物(例如玉米、大麦、高粱、燕麦、大豆、小麦等)、粗蛋白(例如鱼粉、面筋粉、肉粉、豆粕、油渣(tankage),其是在屠宰场炼油后剩下的残渣、等)、粗脂肪(例如鱼油、植物油、动物脂肪、黄色油脂等)、补充氨基酸(例如赖氨酸、甲硫氨酸或甲硫氨酸类似物等)、维生素、矿物质和其它补充剂。
在另一实施方案中,该动物日粮为水生动物配制,例如在水产养殖饲料中。专业水产养殖者会认识到,饲料配方取决于培养的生物体和生物体的发育阶段。典型的水产养殖制品含有能量源,例如来自动物血粉、肉和骨粉、禽肉、蟹粉、鱼粉、虾粉、乌贼粉和磷虾的蛋白质;来自植物的蛋白质/碳水化合物(例如藻酸盐、canola、玉米、玉米麸质、棉籽粕、海带粉、糖蜜、豆荚、花生粕、稻米、大豆、大豆浓缩蛋白、豆粕、小麦和面筋);和油(例如鱼油、植物油)。该饲料制品可进一步补充氨基酸(例如精氨酸、组氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸和缬氨酸);维生素、矿物质和其它补充剂。
在另一实施方案中,该动物日粮为反刍动物配制。已经测得许多常见反刍动物饲料成分的营养素和能量含量并向公众公开。TheNationalResearchCouncil已经出版了含有常见反刍动物饲料成分和它们各自的测得营养素和能量含量的表格的书籍。另外,根据牛的体重为生长和育肥牛提供估算的营养素和维持能量要求。NationalAcademyofSciences,NutrientRequirementsofBeefCattle,AppendixTables1-19,192-214,NationalAcademyPress,(2000);NutrientRequirementsofDairyCattle(2001),各自全文并入本文。本领域技术人员可利用这一信息估算具有非功能性瘤胃的牛,如体重低于大约500磅的小牛,或具有功能性瘤胃的牛,如生长牛或奶牛的营养和维持能量要求。
(a)附加成分
本发明的组合物可以以饲料预混料或饲料补充剂的形式供应给动物。预混料通常添加到精料和草料的各种配方中以配制全动物日粮。专业技术人员会认识到,特定预混料配方可随日粮和该日粮喂饲的动物而变。除本发明的组合外,该预混料可进一步任选包括天然氨基酸、天然氨基酸的类似物、维生素及其衍生物、酶、动物药、激素、有效微生物、防腐剂和香料的一种或多种混合物。
在一个实施方案中,该饲料预混料可包括一种或多种氨基酸。根据配方,氨基酸的合适实例可包括丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸和缬氨酸。可用作饲料添加剂的其它氨基酸包括,作为非限制性实例,N-酰基氨基酸、羟基同系物化合物及其生理上可接受的盐,如氨基酸的盐酸盐、硫酸氢盐、铵盐、钾盐、钙盐、镁盐和钠盐。
在再一实施方案中,饲料预混料可包括维生素或维生素衍生物。合适的维生素及其衍生物的实例可包括维生素A、维生素A棕榈酸酯、维生素A乙酸酯、β-胡萝卜素、维生素D(例如D2、D3和D4)、维生素E、甲萘醌亚硫酸氢钠、维生素B(例如硫胺、硫胺盐酸盐、核黄素、烟酸、烟酰胺、泛酸钙、泛酸胆碱、盐酸吡哆醇、氰钴胺、生物素、叶酸、对氨基苯甲酸)、维生素K、维生素Q、维生素F和维生素C。
在再一实施方案中,饲料预混料可包括一种或多种酶。酶的合适的实例可包括蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、纤维素酶、木聚糖酶、葡聚糖酶、果胶酶、植酸酶、半纤维素酶和其它生理上有效的酶。
在再一实施方案中,饲料预混料可包括批准用于动物的药物。合适的动物药的非限制性实例可包括抗生素,如四环素类(例如金霉素和土霉素)、氨基糖类、离子载体(例如瘤胃素、维吉尼亚霉素和班贝霉素)和大环內酯类抗生素。
在另一实施方案中,饲料预混料可包括激素。合适的激素可包括雌激素、己烯雌酚、己雌酚、tyroprotein、糖皮质激素、胰岛素、胰高血糖素、胃泌素、降钙素、促生长素和goitradien。
在另一实施方案中,饲料预混料可包括提高日粮的适口性的物质。此类物质的合适实例可包括天然甜味剂,如糖蜜,和人工甜味剂,如糖精和阿斯巴甜。
专业技术人员会认识到,包含本发明的组合物的预混料中可包括的任何物质可以独自或互相结合使用。这些添加剂的浓度取决于该预混料要用于的动物和期望的结果。
(b)包囊
在再一实施方案中,将该产物包囊。本文所用的包囊组合物是已包封在材料中的组合物。在许多情况下,包囊防止光、热、氧和湿度造成的降解。包囊还可提供在特定条件下的释放或防止活性成分在到达消化系统中可吸收其的位置之前降解。在一些情况中通过喷涂或喷雾干燥、挤出、通常涉及经模头使在熔融壁材料中的芯材料进入到干燥剂液体浴中的涂布来提供包囊。在接触该液体时,涂料硬化以形成外部包囊。在一些情况中可以通过使用例如环糊精的包结络合或分子包合提供包囊。在另一些实施方案中,可以通过凝聚、乳液相分离或脂质体包载提供包囊。在另一示例性实施方案中,该产物未包囊。
III.方法
另一方面,本发明包括制备具有大于10%的非酯化类胡萝卜素浓度的最终皂产物的连续方法。所述方法包括(a)含类胡萝卜素的天然油树脂的碱性皂化,其中所述皂化在金属氢氧化物存在下在密切混合下进行,并在大约110℃至大约180℃的温度下进行,以产生包含非酯化类胡萝卜素的皂,(b)来自步骤(a)的皂的雾化,和(c)非酯化类胡萝卜素的异构化,其中加热所述雾化皂以使所述皂中大于80%或更多的非酯化类胡萝卜素以全反式异构体构型存在,且最终产物的非酯化类胡萝卜素浓度大于10%。在某些实施方案中,也将该皂干燥。可以例如在雾化过程中、在雾化后、在雾化前、在异构化过程中、在异构化后进行干燥,或它们的组合。
(a)碱性皂化
该方法包括含类胡萝卜素的天然油树脂的碱性皂化,其中所述皂化在金属氢氧化物存在下在密切混合下进行,并在大约110℃至大约180℃的温度下进行,以产生包含非酯化类胡萝卜素的皂组合物。通过这种方法,含类胡萝卜素的天然油树脂中存在的最初通过酯部分键合到脂肪酸上的类胡萝卜素可通过水解或脱酯化从脂肪酸部分上释放。结果产生非酯化类胡萝卜素或不再作为脂肪酯键合在该皂内的类胡萝卜素。
i.含类胡萝卜素的天然油树脂
将要皂化的含类胡萝卜素的天然油树脂送入连续流动装置。根据如何从植物中提取含类胡萝卜素的天然油树脂,合适的油树脂可以是100%无溶剂的(例如超临界提取)或含有痕量溶剂(例如挥发性有机溶剂,包括但不限于丁烷和己烷)。在一些实施方案中,该含类胡萝卜素的天然油树脂购自商业供应商。该含类胡萝卜素的天然油树脂可以在其购买时就含有抗氧化剂,或可以将抗氧化剂与该含类胡萝卜素的天然油树脂混合。在一些实施方案中,在该方法之前将表面活性剂、溶剂或自由流动剂与含类胡萝卜素的天然油树脂混合。
ii.抗氧化剂
在一些实施方案中,另外将抗氧化剂作为附加成分或与另一试剂,如油树脂预混引入连续流动装置中。合适的抗氧化剂可包括,但不限于,上述第I(e)节中列举的那些。
按重量计,抗氧化剂可以以含类胡萝卜素的天然油树脂的大约0.25%至大约5%的量提供。在一些实施方案中,按重量计,抗氧化剂可以以含类胡萝卜素的天然油树脂的0.25%、大约0.5%、大约0.75%、大约1%、大约2%、大约3%、大约4%或大约5%的量提供。在一个优选实施方案中,按重量计,抗氧化剂以含类胡萝卜素的天然油树脂的3%提供。抗氧化剂可以与含类胡萝卜素的天然油树脂预混提供或可以单独提供。
iii.质子受体
皂化在质子受体或可以是碱性试剂的强碱存在下进行。在一些实施方案中,在金属氢氧化物存在下实现皂化。合适的金属氢氧化物包括,但不限于,氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙和氢氧化镁。在一个优选实施方案中,该质子受体是氢氧化钾。
该金属氢氧化物通常存在于溶液中,其优选是水溶液。在一些实施方案中,该金属氢氧化物溶液为大约10%至大约70%,或在另一些实施方案中该溶液为大约20%至大约60%。在另一些实施方案中,金属氢氧化物存在于大约10%溶液、大约20%溶液、大约30%溶液、大约40%溶液、大约50%溶液、大约60%溶液或大约70%溶液中。在一个优选实施方案中,该金属氢氧化物是氢氧化钾的50%水溶液。
含类胡萝卜素的天然油树脂与金属氢氧化物的比率在另一些实施方案中可变,并受金属氢氧化物的浓度和引入连续流动装置的速率影响。在一些实施方案中,按重量计,金属氢氧化物溶液与含类胡萝卜素的天然油树脂的比率为大约10%至大约50%,或更优选大约28至大约30%。在一些实施方案中,按重量/重量计,金属氢氧化物溶液与含类胡萝卜素的天然油树脂的比率为大约10%、大约15%、大约20%、大约25%、大约30%、大约35%、大约40%、大约45%或大约50%。
iv.温度
向皂化步骤供热以促进反应。一般而言,温度可以为大约110℃至大约180℃。可通过与连续流动装置相连的加热装置供热。这些装置可设定在大约110℃至大约120℃、大约115℃至大约125℃、大约120℃至大约130℃、大约125℃至大约135℃、大约130℃至大约140℃、大约135℃至大约145℃、大约140℃至大约150℃、大约145℃至大约155℃、大约150℃至大约160℃、大约165℃至大约175℃、大约170℃至大约180℃的温度下。在一个优选实施方案中,由设定在大约140℃的包围连续流动装置的夹套装置供热。
v.预热
在一个实施方案中,含质子受体的溶液、含类胡萝卜素的天然油树脂或两者在接触前预热。这些试剂可以在进入连续流动装置之前在试剂容器中预热或可以在这两种试剂接触之前在连续流动装置中加热。可通过各种来源,包括通过传导或对流提供加热。示例性的加热源包括加热夹套、热交换器等。
优选地,含类胡萝卜素的天然油树脂在进入连续流动装置之前预热并保存在试剂容器中。在这样的实施方案中,加热的含类胡萝卜素的天然油树脂在连续流动装置中表现出增强的可流动性和可泵性。含类胡萝卜素的天然油树脂可保存在大约50℃至大约70℃的温度下。在某些实施方案中,将含类胡萝卜素的天然油树脂加热到大约50℃、大约55℃、大约60℃、大约65℃或大约70℃的温度。在一个优选实施方案中,在引入连续流动装置之前将含类胡萝卜素的天然油树脂加热到大约60℃的温度。
质子受体可以在与含类胡萝卜素的天然油树脂接触之前预热。可以将金属氢氧化物加热到大约60℃至大约150℃的温度。更优选将金属氢氧化物加热到大约80℃至大约90℃的温度。在另一些实施方案中,将金属氢氧化物加热到大约75℃、大约80℃、大约85℃或大约90℃的温度。在一个优选实施方案中,通过连续流动装置内的板式热交换器将金属氢氧化物加热到90℃的温度。
vi.密切混合
该皂化步骤包括密切混合。本文所用的密切混合是指高剪切混合、均化,如通过均质机(包括转子定子型均质机、高压均质机)、声处理或通过超声处理。在一个优选实施方案中,通过连续流动装置内的高剪切混合机提供混合。在一些实施方案中,与其它种类的混合,例如静态混合结合提供密切混合。
(b)雾化
该方法进一步包括将步骤(a)中制成的非酯化类胡萝卜素皂雾化的步骤。雾化方法是本领域中已知的。例如,可通过经喷嘴或旋转盘将步骤(a)中制成的包含非酯化类胡萝卜素的产物喷到喷雾室中来实现雾化步骤。也可以与喷雾流向逆流或并流地将气流引入雾化室。随着释放来自(a)的液体产物,含有非酯化类胡萝卜素的皂组合物作为小微滴分布到气流中。可以借助该气体将喷雾微滴干燥或冷却。该气体可以是大气或选自氩气、氮气及其组合的惰性气体。在一些实施方案中,使用气流输送附加的自由流动剂,其在雾化皂微滴经过雾化器时分布在雾化皂微滴间。
i.温度
实施雾化的温度可以为大约15℃至大约100℃。雾化器内的温度更优选为大约30℃至大约80℃。在另一些实施方案中,雾化器内的温度为大约45℃、大约55℃、大约65℃或大约75℃。在一个优选实施方案中,雾化器内的温度为大约50℃。
ii.自由流动剂
自由流动剂可用于增强最终皂产物的可流动性。可以在雾化过程中经气流在雾化器中引入自由流动剂。该自由流动剂可选自本领域中已知的自由流动剂。合适的实例可包括,但不限于,磷酸三钙、粉状纤维素、硬脂酸钙、硬脂酸镁、碳酸氢钠、亚铁氰化钠、亚铁氰化钙、亚铁氰化钾、骨质磷酸盐、硅酸钠、二氧化硅、硅酸钙、三硅酸镁、滑石粉、硅酸铝钠、硅酸铝钾、铝硅酸钙、膨润土、硅酸铝、硬脂酸、聚二甲基硅氧烷、葡萄糖、麦芽糊精、疏水改性淀粉等。在一个优选实施方案中,该自由流动剂是二氧化硅。在另一优选实施方案中,该自由流动剂是滑石。
自由流动剂的添加量可以为最终皂产物的重量的大约3%至大约15%,或更优选大约5%至大约10%。在一些实施方案中,自由流动剂为最终皂产物的重量的大约0.5%、大约1%、大约1.5%、大约2%、大约2.5%、大约3%、大约4%、大约5%、大约6%、大约7%、大约8%、大约9%、大约10%、大约11%、大约12%、大约13%或大约14%或大约15%。
iii.含湿量
雾化器可降低离开雾化器的产物的含湿量。在某些实施方案中,雾化后的产物的含湿量为大约5%至大约15%,更优选大约10%至大约13%。在某些实施方案中,离开雾化器的产物的含湿量为大约5%、大约6%、大约7%、大约8%、大约9%、大约10%、大约11%、大约12%、大约13%、大约14%或大约15%。
(c)异构化
该连续流动法进一步包括非酯化类胡萝卜素的异构化,其中加热所述雾化皂以使大于80%的所存在的非酯化类胡萝卜素为全反式异构体构型,且最终产物的非酯化类胡萝卜素浓度大于10%。
异构化将顺式-叶黄素转化成全反式-异构体并通常在加热下实现。可以以许多方式向该产物提供加热,包括经流化床干燥器、加热的振动输送机、烘箱或热处理器。
实施异构化的温度在不同实施方案中和在异构化步骤的过程中可以改变。该温度可以为大约40℃至大约120℃。在一些实施方案中,可以在大约75℃至大约80℃、大约80℃至大约85℃、大约85℃至大约90℃、大约90℃至大约95℃、大约95℃至大约100℃、或大约100℃至大约105℃的温度下进行异构化步骤。
异构化可以进行大约1小时至大约48小时。在一些实施方案中,异构化进行大约1小时、大约2小时、大约3小时、大约4小时、大约5小时、大约6小时、大约7小时、大约8小时、大约9小时、大约10小时、大约11小时、大约12小时、大约13小时、大约14小时、大约15小时、大约16小时、大约17小时、大约18小时、大约19小时、大约20小时、大约21小时、大约22小时、大约23小时或大约24小时。在一个实施方案中,异构化在大约75℃至大约95℃的温度下进行大约1小时至大约3小时。
在一些实施方案中,异构化可以在多于一个温度阶段中进行。可以在大约40℃至大约60℃的第一温度范围内进行异构化。不受制于任何理论,但在第一温度范围内的热接触被认为可以将含湿量降低大约2%至大约5%。第一温度可以保持大约15分钟至大约2小时。使用第二温度范围提高全反式异构体含量。第二温度范围可以为大约70℃至大约90℃且第二温度可以保持大约30分钟至大约3小时。在一个优选实施方案中,异构化在大约50℃的第一温度下进行大约30分钟并在80℃的第二温度下进行大约1.5小时。在另一实施方案中,温度在反应过程中从大约40℃至大约60℃的较低温度提高到大约70℃至大约90℃的较高温度。
在一些实施方案中,异构化在惰性气氛下进行。作为非限制性实例,惰性气氛可选自氩气、氮气或其组合。在一个优选实施方案中,异构化在氮气存在下进行。
在一些实施方案中,雾化后存在的非酯化类胡萝卜素的大于70%是全反式异构体。在另一些实施方案中,大于75%或80%或85%或90%的类胡萝卜素转化成全反式异构体。该异构化步骤可提高最终皂产物的总全反式类胡萝卜素含量。异构化可以将最终皂产物的全反式类胡萝卜素含量提高大于5%或大于10%或大于15%。在一个实施方案中,最终皂产物的总全反式类胡萝卜素含量大于10%。
在异构化后,可以将最终皂产物转移到产物容器中。最终皂产物具有第I节中描述的性质。在一些实施方案中,除在雾化步骤的过程中加入的那些外,还可以在异构化后的产物中加入附加试剂,如自由流动剂。
(d)连续流动装置
该方法在连续流动装置中以连续流动方式进行。“连续流动”是指该反应在反应器内活动进行,或随着生产连续加入和取出原材料和条件。连续流动装置和相关设备的示意图显示在图1中。尽管优选方法是连续的,但也可以以不连续方式进行该方法。也就是说,该方法可以在不同时间或在不同物理位置停止和重新开始。
参考图1,第一试剂容器102内的金属氢氧化物的第一溶液可以经第一导管106送往第一静态混合器112。第二试剂容器104内的包含含类胡萝卜素的天然油树脂的第二溶液可以经第二导管108转移到第一静态混合器112中。在一个实施方案中,通过传热装置105加热试剂容器104。该传热装置可以选自,但不限于,电加热器、感应加热器、气体加热器、油加热器、陶瓷加热器等,或更特别选自板式热交换器和管式热交换器。在一个实施方案中,在金属氢氧化物经过连续流动装置时使用传热装置110将其加热。
导管106和108可以是将试剂从试剂容器经导管泵入第一静态混合器112的可控输送泵。导管可以是将储存在试剂容器内的试剂加压至为以所需传送速率将试剂移出容器而选择的预定压力的可控压力泵,和它们的任何组合。适合用作输送泵的泵的非限制性实例包括齿轮泵、隔膜泵、离心泵、活塞泵和蠕动泵。在某些实施方案中,该导管是蠕动泵并除连续流动装置的各种部件的尺寸外,也对流速负责。
该连续法的流速在不同实施方案中可变。特别地,根据生产要求和专业技术人员已知的其它因素,该流速可以更高或更低。在一些实施方案中,该流速可以为100kg/hr至300kg/hr,或50kg/hr至250kg/hr,或50kg/hr至300kg/hr。在一些实施方案中,该流速可以为大约50kg/hr至大约100kg/hr,大约75kg/hr至大约125kg/hr,大约100kg/hr至大约150kg/hr,大约125kg/hr至大约175kg/hr,大约150kg/hr至大约200kg/hr,大约175kg/hr至大约225kg/hr,大约200kg/hr至大约250kg/hr,大约225kg/hr至大约275kg/hr,大约250kg/hr至大约300kg/hr。在另一些实施方案中,该流速可以为大约100kg/hr至大约200kg/hr,大约150kg/hr至大约250kg/hr,大约200kg/hr至大约300kg/hr。在优选实施方案中,该流速为大约150kg/hr至大约250kg/hr。
第一静态混合器112连续接收试剂。第一静态混合器通常是管形的并可以是直管、弯管或直管和弯管的组合。该静态混合器在管内含有各种元件,以提供流型并在试剂经过该管时为试剂提供混合。这些元件可以例如通过产生层流或例如通过产生径向混合提供混合。第一静态混合器具有一定的直径和长度,其与流速结合,实现试剂的特定停留时间。
在一些实施方案中,第一静态混合器具有大约20毫米至大约150毫米的直径。在一些实施方案中,第一静态混合器具有大约20毫米至大约30毫米、大约25毫米至大约35毫米、大约30毫米至大约40毫米、大约35毫米至大约45毫米、大约40毫米至大约50毫米、大约45毫米至大约55毫米、大约50毫米至大约60毫米、大约55毫米至大约65毫米、大约60毫米至大约70毫米、大约65毫米至大约75毫米、大约70毫米至大约80毫米、大约75毫米至大约85毫米、大约80毫米至大约90毫米、大约95毫米至大约105毫米、大约100毫米至大约110毫米、大约105毫米至大约115毫米、大约110毫米至大约120毫米、大约115毫米至大约125毫米、大约120毫米至大约130毫米、大约125毫米至大约135毫米、大约130毫米至大约140毫米、大约135毫米至大约145毫米、大约140毫米至大约150毫米的直径。在一个优选实施方案中,第一静态混合器的直径为50毫米。
在一个实施方案中,第一静态混合器112与高剪切混合器116相连,除静态混合器外高剪切混合器116也提供密切混合。在一个实施方案中,使用四叶开槽圆柱定子。定子的尺寸可以随其它参数改变。桨叶的每分钟转数(rpm)在不同实施方案中可变。在一些实施方案中,该速度为2000rpm至大约3500rpm。在某些实施方案中,该速度为2000rpm、2100rpm、2200rpm、2300rpm、2400rpm、2500rpm、2600rpm、2700rpm、2800rpm、2900rpm、3000rpm、3100rpm、3200rpm、3300rpm、3400rpm或3500rpm。
高剪切混合器116可以直接或借助附加管材与第二静态混合器118相连。当存在第二静态混合器时,第二静态混合器118可以是管形的并可以是直管、弯管或直管和弯管的组合。在一些实施方案中,第二静态混合器具有大约20毫米至大约200毫米的直径。在一些实施方案中,第一静态混合器具有大约20毫米至大约30毫米、大约25毫米至大约35毫米、大约30毫米至大约40毫米、大约35毫米至大约45毫米、大约40毫米至大约50毫米、大约45毫米至大约55毫米、大约50毫米至大约60毫米、大约55毫米至大约65毫米、大约60毫米至大约70毫米、大约65毫米至大约75毫米、大约70毫米至大约80毫米、大约75毫米至大约85毫米、大约80毫米至大约90毫米、大约95毫米至大约105毫米、大约100毫米至大约110毫米、大约105毫米至大约115毫米、大约110毫米至大约120毫米、大约115毫米至大约125毫米、大约120毫米至大约130毫米、大约125毫米至大约135毫米、大约130毫米至大约140毫米、大约135毫米至大约145毫米、大约140毫米至大约150毫米的直径。在一个优选实施方案中,第一静态混合器的直径为125毫米。
在静态混合过程中也可以通过传热装置控制温度。在一些实施方案中,第一和第二静态混合器被传热装置包套以使经过的液体保持在给定的温度。
从引入试剂到第二静态混合器终点的停留时间可以为大约30秒至大约5分钟并部分取决于温度。一般而言,对于较高温度,需要较短停留时间。类似地,对于较低温度,需要较长停留时间。在一些实施方案中,所述停留时间为大约30秒、45秒、大约1分钟、大约1.5分钟、大约2分钟、大约2.5分钟、大约3分钟、大约3.5分钟、大约4分钟、大约4.5分钟或大约5分钟。在一个实施方案中,所述停留时间为大约95秒。
第二静态混合器直接或经由附加管材与活塞流反应器120相连。活塞流反应器是可分成单独隔室(各自包含更小的管式反应器)的管式反应器。在一些实施方案中,该管式反应器包括四个管式反应器。控制活塞流反应器内的温度。在一个实施方案中,该活塞流反应器配有夹套至高于100℃的温度。在一个实施方案中,该活塞流反应器配有夹套至大约130℃至大约150℃的温度。在一个优选实施方案中,夹套温度为大约140℃。该活塞流反应器优选朝上以使该管式装置引导试剂流垂直于地面的距离比它们平行于地面的距离长。在活塞流反应器中的停留时间可变,优选为大约5分钟至大约10分钟。在特定实施方案中,在活塞流反应器中的停留时间为5分钟、6分钟、7分钟、8分钟、9分钟或10分钟。在一个优选实施方案中,该停留时间为8分钟。
可以通过沿连续流动装置存在的气压传感装置和一个或多个阀门124调节连续流动装置内的压力。这些阀门可松脱地对连续流动装置周围的环境密封。当压力达到阈值水平时,可以打开阀门向连续流动装置周围的环境释放气体。在优选实施方案中,阀门124位于雾化器122前。
雾化器122可包括用于引入来自活塞流反应器的产物的旋转圆盘。该盘的旋转可产生该液体的喷雾。靠近该旋转盘,可存在一个或多个气体鼓风机以使该气体与喷雾化的液体在它们经过雾化室时接触。此时可发生含有非酯化类胡萝卜素的液体产物的干燥和/或固化。在一些实施方案中,所述一个或多个气体鼓风机可含有来自自由流动剂容器128的自由流动剂流。可另外将自由流动剂鼓入该室以使其在经过连续流动装置时与喷雾化的产物接触以形成含有该自由流动剂的干燥产物。
可以以大约100kg/hr至大约300kg/hr、或大约50kg/hr至大约250kg/hr、或大约150kg/hr至250kg/hr的进料速率将液体产物引入雾化器。在一些实施方案中,进料速率可以为大约50kg/hr至大约100kg/hr、大约75kg/hr至大约125kg/hr、大约100kg/hr至大约150kg/hr、大约125kg/hr至大约175kg/hr、大约150kg/hr至大约200kg/hr、大约175kg/hr至大约225kg/hr、大约200kg/hr至大约250kg/hr、大约225kg/hr至大约275kg/hr、大约250kg/hr至大约300kg/hr。在另一些实施方案中,流速可以为大约100kg/hr至大约200kg/hr、大约150kg/hr至大约250kg/hr、大约200kg/hr至大约300kg/hr。在一个优选实施方案中,进料速率为大约150kg/hr。
在一些实施方案中,该雾化器的旋转盘给料机具有大约10,000rpm至大约30,000rpm,或更优选大约20,000rpm至大约25,000rpm的速度。在特定实施方案中,该旋转盘给料机为大约20,000rpm、大约21,000rpm、大约22,000rpm、大约23,000rpm、大约24,000rpm或大约25,000rpm。
雾化器中的停留时间在各种实施方案间可变。在一个实施方案中,平均停留时间为大约10至大约14秒。在另一些实施方案中,平均停留时间为大约10秒、大约11秒、大约12秒、大约13秒和大约14秒。
雾化器的室尺寸可以为大约2000毫米至大约2500毫米的直径。在另一些实施方案中,雾化器的室尺寸可以为大约2200毫米至大约2400毫米。在一个优选实施方案中,雾化器的室尺寸为大约2300毫米。
引入雾化器的气体以特定流速引入。这一流速可以为大约2500立方米/小时至大约3500立方米/小时。在一些实施方案中,引入雾化器的气体的流速为大约2900立方米/小时至3100立方米/小时。在一个优选实施方案中,该流速为大约3000立方米/小时。
该雾化器直接或经由一系列管与异构化装置126相连。将来自雾化器122的试剂送入异构化装置126。该异构化装置可以是在罐内具有一系列旋转圆形托盘的封闭罐。将试剂送入顶部旋转托盘,其中另外的旋转托盘位于顶部旋转托盘正下方。在每次旋转后,产物落到下方托盘上并在托盘旋转时通过固定挡板匀平。该封闭罐可以被加热至一定温度并可另外具有流动气体。
从该异构化装置将试剂送入产物容器130。可以确定产物容器的尺寸和构造以从连续流动装置接收产物。在一些实施方案中,产物容器与自由流动剂容器128相连,自由流动剂容器128可任选含有与雾化器122相同的自由流动剂。可以经空气流将自由流动剂吹入产物容器130以提高自由流动剂的百分比。
连续流动装置的各种组件可以由各种合适的材料制成。材料的合适实例包括,但不限于,金属(包括不锈钢、黄铜)、玻璃(包括但不限于,硼硅酸盐玻璃)和聚合物(包括但不限于氟化聚(乙烯)(FPE)、氟化乙烯聚(丙烯)(FEP)、高密度聚(乙烯)(HDPE)、聚(氯三氟乙烯)(PCT)、聚(醚醚酮)(PEEK)、聚(四氟乙烯)(PTFE)、聚(氟乙烯)(PVF)、全氟烷氧基(PFA)聚合物和它们的组合或共聚物)。
(e)用于液体制剂的任选方法
在一个备选实施方案中,该方法产生液体制剂。在这样的实施方案中,不进行雾化步骤(b),而是如(c)中所述将步骤(a)中制成的产物异构化,然后在水槽中骤冷。可以修改如第(d)节中所述并显示在图1中的连续流动反应器以致不存在雾化器并将异构化产物导向水槽,在此在水中稀释异构化产物。
异构化产物与水的比率可变。在一些实施方案中,该溶液为在水中的大约0.25%溶液至大约10%溶液。在另一些实施方案中,该溶液为大约0.5%水溶液至大约5%水溶液。在一个优选实施方案中,该溶液为大约1%水溶液至大约2%水溶液。
在一个实施方案中,非酯化类胡萝卜素的异构化(其中将稀释的皂加热以使大于80%的所存在的非酯化类胡萝卜素为全反式异构体构型)使得最终皂产物的非酯化类胡萝卜素浓度大于10%。
在再一备选实施方案中,该方法产生液体制剂。在这样的实施方案中,不进行雾化步骤(b),而是将步骤(a)中制成的产物在水槽中骤冷,然后如第(c)节中所述异构化。
IV.使用本发明的组合物的方法
本发明的组合物可用于提高各种制品,包括动物产品的类胡萝卜素含量。此类方法包括提高着色效率的方法。本发明的组合物也可用于改善动物健康或性能(performance)。另外,本发明的组合物可用于辅助饲料组合物的保藏。下面更详细论述这些方法中的每一个。
(a)提高制品的类胡萝卜素含量的方法
本发明的组合物可用于提高制品的类胡萝卜素含量。例如,本发明的组合物可用于提高动物饲料或动物补充剂的类胡萝卜素含量。在这样的实施方案中,该方法包括将本发明的组合物与动物饲料或动物补充剂合并。例如,动物饲料或补充剂可包含大约100、95、90、85、80、75、70、65、60、55、50、45、40、35、30、25、20、15、10或5%的动物饲料或动物补充剂。
在一些实施方案中,可以向动物喂饲本发明的组合物以提高某些动物产品的类胡萝卜素含量。在这样的实施方案中,本发明的组合物可以独自或作为动物饲料或动物补充剂的一部分喂饲动物。例如,本发明的组合物可以独自或作为家禽饲料或补充剂的一部分喂饲家禽(或其它产蛋家禽)以提高蛋黄的类胡萝卜素含量或肉用仔鸡皮肤、爪子或其它器官的类胡萝卜素含量。
可以使用本领域中公知的方法测定为提高动物产品的类胡萝卜素含量而给予动物的类胡萝卜素组合物的量。一般而言,该量可以为大约1毫克叶黄素/公斤全料至大约100毫克叶黄素/公斤全料。在一些实施方案中,所给予的类胡萝卜素组合物的量可以为大约1、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100或大于100毫克叶黄素/公斤饲料。在另一些实施方案中,该量可以为大约1、2、3、4、5、6、7、8、9或10毫克叶黄素/公斤全料。
本发明的组合物可用于提高产品,尤其是供人食用的食品的着色。例如,本发明的组合物可用于为蛋黄(各种家禽的)、人类食用的某些动物的肉(如肉用鸡皮或某些水产生物包括鱼的肉(flesh)或肉(meat))或人类食用的动物的其它器官提供着色。有利地,等量的本发明的组合物具有比其它类胡萝卜素皂组合物高的着色效率。例如,与其它类胡萝卜素皂组合物相比,本发明的组合物可具有大于90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190或200%的提高的着色效率。在一些实施方案中,组合物与其它类胡萝卜素皂组合物相比具有大于100、105、110、115、120、125或130%的提高的着色效率。
在一个实施方案中,将本发明的组合物添加到家禽膳食中。本领域技术人员会认识到,每天的喂饲量取决于大小和所需着色。在一些实施方案中,蛋鸡膳食包括大约2ppm本发明的组合物、大约3ppm、大约4ppm、大约5ppm、大约6ppm、大约7ppm或大约8ppm。在再一实施方案中,肉鸡膳食含有大约20ppm、大约25ppm、大约30ppm、大约35ppm、大约40ppm、大约45ppm或大约50ppm本发明的组合物。
(b)改善动物健康和性能的方法
本发明的另一方面提供通过为相关动物提供本发明的组合物而改善动物健康和性能的方法。本领域技术人员会认识到,向特定动物提供的组合物的量可以并且会随动物的物种、性别和年龄而变。此外,可通过给予本发明的组合物影响各种健康和性能参数。
在一些实施方案中,可以向家禽,如蛋鸡、肉用仔鸡、火鸡和鸭子提供本发明的组合物。合适的健康参数的实例包括,但不限于,体重、体况评分、体温、摄食、抗氧化状态、氧化应激指标、血清蛋白水平、血清矿物质水平、免疫系统功能(免疫刺激)、肠道菌群的健康和多样性、粪便细菌、骨头和关节健康等。合适的性能参数的非限制性实例包括重量增加、饲料:增重比、营养素消化率、饲料转化率、产蛋量、蛋品质、蛋壳品质、蛋黄颜色、皮色、屠体品质、屠体产量、肉等级、产肉量、肉蛋白质脂肪比等。
在一些实施方案中,可以向乳用反刍动物,如奶牛、奶绵羊和奶山羊提供本发明的组合物。在一个优选实施方案中,该乳用反刍动物是奶牛。要评估的合适的健康参数的非限制性实例可包括体重、体况评分、体温、摄食、抗氧化状态、氧化应激指标、血清蛋白水平、血清矿物质水平、免疫系统功能、瘤胃微生物群落的健康和多样性、粪便细菌等。合适的性能参数可包括,但不限于,产奶量、产奶效率、乳脂、乳蛋白、体细胞数、FCM、ECM重量增加、饲料:增重比、营养素消化率、饲料转化率、妊娠率、后代数量、后代体重等。
在另一些实施方案中,可以向非乳用反刍动物,如肉牛、小牛和羔羊喂饲本发明的组合物。合适的健康参数的实例可包括但不限于体重、体况评分、体温、摄食、抗氧化状态、氧化应激指标、血清蛋白水平、血清矿物质水平、免疫系统功能、瘤胃微生物群落的健康和多样性、粪便细菌、骨头和关节健康等。合适的性能参数的非限制性实例可包括重量增加、饲料:增重比、营养素消化率、饲料转化率、屠体品质、屠体产量、肉等级、产肉量、肉蛋白质脂肪比等。
在再一些实施方案中,可以向猪;即母猪、仔猪、生长猪、育成猪和公猪提供本发明的组合物。健康参数的非限制性实例可包括体重、体况评分、体温、摄食、抗氧化状态、氧化应激指标、血清蛋白水平、血清矿物质水平、免疫系统功能、肠道菌群的健康和多样性、粪便细菌、骨头和关节健康等。合适的性能参数的实例包括但不限于重量增加、饲料:增重比、营养素消化率、饲料转化率、断奶-发情间隔、生育率、后代数量、后代体重、产仔率、断奶天数、屠体品质、屠体产量、肉等级、产肉量、肉蛋白质脂肪比等。
在另一些实施方案中,可以向马提供本发明的组合物。健康参数的非限制性实例可包括体重、体况评分、体温、摄食、抗氧化状态、氧化应激指标、血清蛋白水平、血清矿物质水平、免疫系统功能、肠道菌群的健康和多样性、粪便细菌、骨头和关节健康等。合适的性能参数的非限制性实例可包括重量增加、饲料:增重比、营养素消化率、饲料转化率、步长、跳跃距离、速度等。
在另一些实施方案中,可以向水产养殖动物,如鱼、虾、牡蛎、贻贝等提供本发明的组合物。合适的健康参数的实例可包括但不限于体重、体况评分、摄食、抗氧化状态、氧化应激指标、血清蛋白水平、血清矿物质水平、免疫系统功能、肠道菌群的健康和多样性、粪便细菌等。合适的性能参数的非限制性实例可包括重量增加、饲料:增重比、营养素消化率、饲料转化率、壳体品质、屠体品质、屠体产量、肉等级、产肉量、肉蛋白质脂肪比等。
在再一些实施方案中,可以向伴侣动物,如猫、狗等喂饲本发明的组合物。合适的健康参数的实例可包括,但不限于,体重、体况评分、摄食、抗氧化状态、氧化应激指标、血清蛋白水平、血清矿物质水平、免疫系统功能、体温、肠道菌群的健康和多样性、粪便细菌、骨头和关节健康等。合适的性能参数的非限制性实例可包括重量增加、饲料:增重比、营养素消化率、饲料转化率、活动性、敏捷性、生活质量等。
(c)保藏方法
在另一些实施方案中,本发明包括保藏产品的方法。该方法特别包括将本发明的组合物添加到要保藏的产品中。这可通过将本发明的组合物直接添加到产品中或通过用本发明的组合物喂饲产品的动物源实现。例如,在一个实施方案中,本发明的方法包括保藏动物饲料或补充剂。该方法包括将动物饲料或补充剂与本发明的组合物合并。在另一实施方案中,该方法包括使本发明的组合物与要保藏的产品接触。
合适的量包括上述第IV(a)节中详述的那些。
实施例:
下列实施例例示本发明的各种重现。
实施例1:对蛋鸡的蛋黄颜色的影响
用笼中的蛋鸡进行试验以比较本发明的组合物–XamacolColorTek(“XCT”)与Xamacol40(“X-40”)对蛋鸡的蛋黄颜色的着色效率。
该试验持续7周,包括3周脱叶黄素——喂饲“空白”基础膳食,接着4周喂饲实验膳食。动物(168只IsaBrown蛋鸡,在试验开始时48周龄)从18周龄开始已与相同笼伴一起置于试验室中。在喂饲“空白”基础膳食的同时的3周禽类脱叶黄素后提供含色素的实验饲料。饲料和水可供随意食用。配制基础膳食以满足或超过蛋鸡的营养需求。根据预期饲料消耗配制单一基础膳食。通过在多步骤混合程序中向100千克饲料中添加相应量的产品,制备各喂饲处理。
总共有7种喂饲处理(包括“空白”对照)。通过向基础膳食中加入相应剂量的实验产品(产品X-40或XCT以提供4、6或9毫克叶黄素/千克全料),产生喂饲处理,在该设计中也包括不添加色素的阴性对照。
在喂饲实验饲料的同时隔周对每个重复试验检查和记录性能变量(按每天计,体重、饲料消耗、产蛋率、蛋重、破碎率、软壳或脏蛋)。在脱叶黄素期结束时(-1d&0d)、三周每周一次(7d、14d、21d)和在第四周每天(24d至28d)(除保留鸡蛋以供叶黄素分析的两天(22d&23d)外)评估蛋黄颜色。取各天产的所有蛋进行蛋黄颜色评估或叶黄素分析。
根据IsaBrown标准(2010),来自本试验的结果良好,产蛋率改进4.7%(90.6%vs.86.6%)、平均蛋重低1.6%(63.6gvs.64.6g)、饲料转化率(FCR)改进6.0%(1.884vs.2.005)和生产力改进3%(57.6gvs.55.9g)。色素影响(X-40vs.XCT)的差异对蛋重而言显著(2.3%差值:62.92gvs.64.37g)。
来自第4周的蛋的分析证实色素和剂量对变量CIE(CommissionInternationaledeL′Eclairage)a*、比率CIEa*/b*和Roche蛋黄比色扇(RYCF)的显著影响,存在色素×剂量的显著相互作用(表明来自线性回归的斜率明显不同)。在各剂量水平下,对于变量CIEb*、比率CIEa*/b*和RYCF,色素XCT的值好于色素X-40。亮度对色素或剂量之间的差异较不敏感。色素XCT具有平均高1.6个点的黄度值(39.84vs.38.28)和高2个点的截距值。对于CIEa*/b*和RYCF变量,色素XCT100的效率为色素X-40的117%。来自非线性回归的结果,包括在0ppm的值,提供类似的结论:色素XCT对黄度值的效率为色素X-40的122%,对红度/黄度比和RYCF的效率为色素X-40的118-119%。
色素或剂量不会显著影响蛋黄重量,而这两个因素显著影响蛋黄的叶黄素含量,当分别以ppm或总含量表示时,存在显著或几乎显著的相互作用。该相互作用意味着蛋黄的叶黄素含量随剂量的提高在色素XCT的情况下较高:色素XCT的效率为色素X-40的137-133%。就产蛋率校正的沉积率受到色素而非剂量的显著影响(相互作用不明显):色素XCT的平均沉积率比色素X-40高0.63个点(3.28%vs.2.65%),代表色素XCT的效率为色素X-40的124%。色素XCT对蛋黄着色的效率为色素X-40的大约119%、对蛋的叶黄素含量的效率为色素X-40的135%,对叶黄素沉积率的效率为色素X-40的124%。
实施例2:对蛋鸡的蛋黄颜色的影响
用笼中的蛋鸡进行试验以比较来自(X-40、XCT和竞争产品3(“C3”))的不同黄色色素对蛋鸡的蛋黄颜色的着色效率。
该试验持续9周,包括5周脱叶黄素——喂饲“空白”基础膳食,接着4周喂饲实验膳食。动物(305只HyLineBrown蛋鸡,在试验开始时23周龄)从18周龄开始已与相同笼伴一起置于试验室中。在喂饲“空白”基础膳食的同时的5周禽类脱叶黄素后提供含色素的实验饲料。饲料和水可供随意食用。配制基础膳食以满足或超过蛋鸡的营养需求(Hy-Line,2009)。根据预期饲料消耗配制单一基础膳食。通过在多步骤混合程序中向64或74千克饲料中添加相应量的产品,制备各喂饲处理。
总共有16种喂饲处理。通过向基础膳食中加入相应剂量的实验产品(X-40或XCT以提供2.5、5、10、20、40和80毫克叶黄素/千克全料,或C3以提供2.5、5、10和20毫克叶黄素/千克全料),产生喂饲处理。
在喂饲实验饲料的同时隔周对每个重复试验检查和记录性能变量(按每天计,体重、饲料消耗、产蛋率、蛋重、破碎率、软壳或脏蛋)。在脱叶黄素期结束时(0d)、三周每周一次(7d、14d、21d)和在第四周每天(22d至28d)(除保留鸡蛋以供叶黄素分析的那天(25d)外)评估蛋黄颜色;也在脱除期后(-1d)进行叶黄素分析。取各天产的所有蛋进行蛋黄颜色评估或叶黄素分析。
对试验开始或结束时的体重(BW)或对BW变化而言,在处理、色素或剂量之间没有检测到显著差异。对于任何性能变量(除不适售蛋在处理间的出现率外,但这些差异与色素或剂量无关),没有检测到处理或处理×时期的相互作用的显著影响。
喂饲实验膳食一周后的蛋黄颜色几乎达到其在试验四周后获得的最终值。对所研究的几乎所有变量而言,在最多20ppm的X-40、XCT和C3之间和在最多80ppm的X-40和XCT之间,在所有周都检测到显著差异;色素和剂量之间的相互作用也显著,表明随剂量提高,色素间的响应不同。
最多10或20ppm的所有三种色素的非线性回归的比较产生类似结果,XCT和C3对黄度(从121%到128%,XCT和C3之间没有差异:95%置信界限重叠)、红度/黄度比(XCT的效率为X-40的158%;C3的效率为X-40的117%至120%;XCT比C3有效,因为95%置信界限不重叠)和RYCF值(XCT的效率为X-40的159%至161%;C3的效率为X-40的117%至120%;XCT比C3有效,因为95%置信界限不重叠)比X-40明显更有效。当使用整个剂量范围(最多80ppm)比较X-40和XCT时,结果也与在较低含量水平下获得的类似:XCT对黄度(122%)、红度/黄度比(165%)和RYCF值(157%)明显比X-40有效;红度也表现出具有生物学意义的回归值,XCT(159%)比X-40有效。
蛋黄叶黄素浓度和含量和叶黄素沉积率在XCT的情况下明显更高(即平均校正沉积率%对最多到20ppm的X-40、XCT和C3而言分别为3.02、3.64和3.18;对最多到80ppm的X-40和XCT而言分别为2.82和3.46),尽管对于蛋黄中叶黄素的浓度、总含量和沉积(未校正或就产蛋率校正),在色素和剂量之间检测到显著相互作用。Xamacol40在2.5ppm下具有最高沉积率%,因为与其它色素相比在这种膳食中检测到低水平的总叶黄素和因此较低的叶黄素摄入量,而非由于蛋黄中较高的TX浓度。Xamacol40在除2.5ppm外的所有剂量下都具有比其它色素低的沉积率。如果排除2.5ppm的值并对最多到20ppm的所有色素计算平均校正沉积率%,X-40、XCT和C3的结果分别是2.52、3.54和3.17(比率100%、141%和126%),最多到80ppm的X-40和XCT分别为2.48和3.36(比率100%和135%)。
蛋黄中的总叶黄素浓度和含量随膳食中的色素剂量提高而提高,并可以用线性回归调节该响应。由最多到10ppm的所有色素的线性回归斜率比得出的与X-40相比的效率改进在XCT的情况下为大约190%,而在C3的情况下,该改进没有达到统计显著性。当考虑最多到20ppm的剂量时,XCT的改进为大约170%且C3的改进为大约147%。
仅考虑X-40和XCT的整个剂量范围(最多80ppm),斜率比表明在XCT的情况下对蛋黄叶黄素含量和叶黄素沉积率的效率改进为125%。
XamacolCT比X-40有效。颜色变量的改进随研究的变量而变,但不随对比中包括的剂量范围(最多到10、20或80ppm)而变;近似的改进为:黄度125%、红度/黄度比和RYCF160%。蛋黄中的总叶黄素浓度和含量的改进到剂量10ppm时为190%、到20ppm时为170%,到80ppm时为125%。对于排除2.5ppm的值的平均校正沉积率%,改进为大约137%。
竞争产品3比X-40有效。颜色变量的改进随研究的变量而变,但不随对比中包括的剂量范围(最多到10或20ppm)而变;近似的改进为:黄度125%、红度/黄度比和RYCF120%。蛋黄中的总叶黄素浓度和含量的改进到剂量10ppm时为139%但不显著,到20ppm时为147%。对于排除2.5ppm的值的平均校正沉积率%,改进为大约126%。
XamacolCT比C3有效。颜色变量的改进随研究的变量而变,但不随对比中包括的剂量范围(最多到10或20ppm)而变;近似的改进为:红度/黄度比和RYCF134%。蛋黄中的总叶黄素浓度和含量的改进到剂量10ppm时为137%但不显著,到20ppm时为117%但不显著。
实施例3:对肉用仔鸡着色的影响
进行喂饲试验以比较两种不同的来自万寿菊的黄色色素(X-40和XCT)在肉用仔鸡着色中的着色效率和性能直到47日龄。使用总共1,078只1到47日龄的Ross3081-dold雌性小鸡,并随机分配到实验组中。实验设计完全随机为7种膳食处理:T1,基础膳食(阴性对照);T2:基础膳食+产品X-4030ppm;T3:基础膳食+产品X-4040ppm;T4:基础膳食+产品X-4050ppm;T5:基础膳食+产品XCT30ppm;T6:基础膳食+产品XCT40ppm;T7:基础膳食+产品XCT50ppm。处理重复7次并在生长期(22至35日龄)和肥育期(36至47日龄)期间提供。动物以与EU的商业实践类似的饲养密度(30公斤/平方米)关在圈中,每圈22只肉用仔鸡。
随意进食糊状(幼鸡)和颗粒(生长和肥育)饲料并基于小麦和豆粕,不添加生长促进剂或兽用抗生素。从0到21日龄喂饲幼鸡饲料,从22到35日龄喂饲生长饲料,从35到47日龄喂饲肥育饲料。在第4天通过饮用水给予Paracox疫苗并将抗球虫药添加到生长饲料中。
观察包括生长、体重、饲料摄入、饲料效率、EPEF(EuropeanProductionEfficiencyFactor)、一般健康、和死亡和淘汰百分比。也在冷冻后的屠体上测量皮肤着色。此外,评估股二头肌的氧化(TBARsTechnique)和肠道组织学。
通过GeneralLinealMethods(GLM)ofStatisticalAnalysisSoftware(SAS)以完全随机设计分析数据。当概率P≤0.05时,声称具有显著性,当0.05<P≤0.10,为接近显著趋势。作为不包括阴性处理的7个独立处理和作为析因设计分析性能和皮色参数。也通过使用SAS的GLM程序v.9.0(SAS,2002)的线性回归vs摄入的色素和通过使用SAS的NLIN程序v.9.0(SAS,2002)的非线性回归(通过将数据拟合至两个不同的模型)分析皮色参数。
动物的健康在整个研究中被认为正常并且没有注意到不良事件。动物性能符合试验条件(肉用仔鸡饲养在地面鸡圈中并喂饲糊状/颗粒饲料)。在处理之间、在色素类型之间或在所研究的各日龄使用的不同剂量之间没有观察到动物体重的显著差异。如预期,从0到21天没有观察到性能的显著差异,因为所有动物接收相同的膳食。此后在色素类型(X-40vsXCT)之间或在不同受试剂量之间没有观察到显著差异。
在0到21天之间有20例死亡/淘汰(1.86%),在21到35天之间有8例死亡/淘汰(0.74%)并在35到47天之间有34例死亡/淘汰(3.15%)(表10)。由于色素类型,在肥育期(35到47天)检测到对死亡率的出乎意料的显著影响。在剂量之间没有观察到死亡率的显著差异。
在47日龄的肉用仔鸡的冷冻屠体中在爪、胸(在两个不同区域;1:腋窝,2:胸口)和腿上测得皮肤着色。考虑到在基础膳食中缺乏供应天然色素的原材料,在阴性对照与其余实验处理之间存在明显差异,且对照动物始终表现出更浅的颜色。也检测到剂量之间的差异,无论评估的区域在哪,颜色始终随色素剂量提高而变深。
在所有评估区域中通过RCF和分光光度计清楚检测到色素之间的差异。接受色素XCT的肉用仔鸡在爪(7.0a vs6.4b;P<0.0001)、胸(在第1和2点,分别为7.1a vs6.5b和7.9a vs6.9b;P<0.0001)和腿(6.8a vs6.2b;P<0.0001)表现出比喂饲色素X-40的禽类提高的Roche水平。色素XCT禽类屠体的胸和腿的a*和b*值也始终明显高于色素X-40的值(在胸部的第1点,a*和b*分别为1.48vs1.14和28.09vs26.05;P<0.05;在胸部的第2点,a*和b*分别为2.11vs1.68和33.41vs30.27;P<0.05;在腿上,a*和b*分别为0.90vs0.75,P=0.10和25.89vs24.60,P=0.0002)。膳食中的色素含量水平的影响也清楚和显著。在评估的所有区域中,随着色素剂量增加,Roche比色扇和a*和b*值提高且L*值降低。
一般而言,色素之间的线性方程不同,且对于下列值而言色素XCT的方程的斜率高于色素X-40的斜率:胸部2的a*值(+25.7%;P<0.001),胸部(+13.8%;P=0.0655)、胸部2(+27.8%;P<0.0001)和腿(+8.5%;P=0.0491)的b*值以及爪(+7.6%;P=0.0384)、胸部区域2(+9.8%;P=0.0044)和腿(+7.1%;P=0.0565)的RCF值色素色素。也评估非线性颜色饱和函数,且色素X-40的K值(实现最大着色的一半所需的色素浓度)高于色素XCT的K值。
也评估处理对冷藏储存0和10天后的47日龄的肉用仔鸡的股二头肌中的TBARS水平的影响。在处理之间、在色素类型(X-40vsXCT)之间或在不同受试剂量之间没有检测到在4℃下储存0或10天的肉样的脂质氧化的显著差异。
也评估处理对在五个GIT切片上测得的绒毛高度、隐窝深度和肌层厚度的影响。在任何评估的组织学参数中,在阴性对照与其它处理之间没有检测到显著差异。一般而言,在评估的区域中没有检测到色素之间的显著差异。在阴性对照与其余实验处理之间存在皮肤着色的明显差异,且对照动物在所有评估区域中始终表现出更浅的颜色。在所有评估区域中通过RCF和分光光度计清楚检测到色素之间的差异。接受色素XCT的肉用仔鸡表现出比喂饲色素X-40的禽类提高的Roche水平、a*和b*值。一般而言,色素之间的线性方程不同,且对于下列值而言色素XCT的方程的斜率高于色素X-40的斜率:胸部2的a*值(+25.7%),胸部(+13.8%)、胸部2(+27.8%)和腿(+8.5%)的b*值以及爪(+7.6%)、胸部区域2(+9.8%)和腿(+7.1%)的RCF值色素色素。一般而言,色素之间的非线性颜色饱和函数不同,且色素X-40的K值高于色素XCT的K值。
实施例4:对肉用仔鸡着色的影响
用地面鸡圈中的肉用仔鸡进行试验以比较不同黄色色素(X-40、XCT和C3)对肉用仔鸡着色的着色效率。
该试验持续6周,包括3周喂饲“空白”基础膳食,接着3周喂饲实验膳食。动物(1223只一日龄的Ross308雌性肉用仔鸡)在到达后随机分配到56个圈中。在喂饲“空白”基础膳食3周后提供含色素的实验饲料。饲料和水可供随意食用。配制基础膳食以满足或超过鸡的营养需求(Ross,2006)。根据禽类年龄(幼鸡3周,此后是生长鸡)配制两种基础膳食。通过在多步骤混合程序中添加相应量的产品,制备各喂饲处理。
总共有10种喂饲处理。通过向基础膳食中加入相应剂量的实验产品(X-40或XCT以提供20、40、60和80毫克叶黄素/千克全料,或C3以提供40毫克叶黄素/千克全料),产生喂饲处理。
每三周对每个重复试验检查和记录性能变量。在试验结束时主观评估小仔质量(litterquality)。在屠宰场在冷却一天的屠体上评估肉用仔鸡着色。
色素和剂量都不影响性能或小仔质量(litterquality)。
XamacolCT在pectoralpterilium的亮度(60.65vs.61.09)、axilarapterium的黄度(28.78vs.28.03)和足垫的亮度、红度和红度/黄度比(亮度、红度和红度/黄度比分别为65.60vs.66.16,5.27vs.4.36和0.11vs.0.09)方面达到比X-40更好的着色。其它变量的差异以及色素×剂量的相互作用不显著。
足垫的红度和红度/黄度比的线性回归表现出截距的显著差异,XCT在红度方面比X-40高0.9个点且在红度/黄度比方面比X-40高0.02个点。作为斜率比(对于线性回归)或参数k(对于非线性回归)测得的效率改进对pectoralpterilium的黄度和跗骨的比色扇颜色而言为103%,对皮肤的比色扇颜色而言为109%,对足垫的红度和红度/黄度比而言为120%。但是,这些改进无一达到显著。
对于研究的任何变量,用40ppm的竞争产品(C3)获得的着色与用40ppm的X-40或XCT获得的着色没有显著差异,但对足垫的亮度(C3的值低于X-40或XCT;分别为64.3d、66.4b和65.8bcd)和足垫的黄度(C3的值低于X-40,但XCT的值不低;分别为43.6de、47.7c和47.2cd)有差异。
对于pectoralpterilium和足垫的红度,X-40的变异系数比XCT高(分别为90.3avs.78.1b;62.5avs.52.2b);但对于足垫的红度/黄度比,X-40的CV比XCT低(0.09bvs.0.11a),但在其它变量中并非如此。通过皮肤的比色扇颜色获得最低CV,接着是任何位置的亮度和黄度,和足垫的比色扇颜色。红度和红度/黄度比具有高得多的CV。在pectoralpterilium、axilarapterium或足垫中获得的CV在类似范围内。
实施例5:稳定性研究
进行试验以与X-40比较含有自由流动剂的本发明的组合物的稳定性。一个研究测量在室温下在敞口袋中的含自由流动剂的XCT的总叶黄素(“TX”)降低。相应地,结果代表在敞口袋条件下的降解(暴露在氧气、水分等下)。结果显示在表A中。在升高的温度(50℃)下进行类似的研究。结果显示在表B中。表C显示在透氧暗袋中的XCT和X-40在室温下的TX降解。表D显示XCTvsX-40的结果,其中两者都在室温下在透氧暗袋中与饲料混合。在任何实施例中不对XCT使用制备后包囊。
表A:含和不含自由流动剂(FFA)的XCT在室温下在透氧袋中的稳定性
表B:含和不含FFA的XCT在50℃下在不透气袋中的稳定性
*quant.=没有检测到降解。
表C:XCTvsX-40在室温下在透氧暗袋中的稳定性
*quant.=没有检测到降解。
表D:与饲料混合的XCTvsX-40在室温下在透氧暗袋中的稳定性
实施例6:与Xamacol40的显微比较
通过偏光和光学显微术分析如本文所述制备的XamacolColorTek(XCT)。图2A显示在100放大倍率的偏光显微镜下的Xamacol40(X-40)皂。图2B显示在100放大倍率的偏光显微镜下的XCT。在X-40皂中观察到的植物黄体素(lutein)纳米粒子通过POM显示为各向同性材料。图1B表明XCT的粒度太小以致无法分析。图3A显示在400放大倍率的光学显微镜下的Xamacol40。图3B显示在400放大倍率的光学显微镜下的XCT。
实施例7:差示扫描量热法
通过10℃/min的差示扫描量热法将该组合物与Xamacol40比较以测定相变。吸热过程显示为负峰或谷,放热过程显示为正峰。图4显示X-40的红色曲线和XCT的黑色曲线。在Xamacol40皂的情况下,在158℃出现尖吸热峰,其对应于植物黄体素(lutein)晶体的熔点。
为了测定在每次相变时发生了什么,在配有加热装置的偏光显微镜下观察这两个样品以将在不同温度下皂样品中的相变视觉化。这两个样品的第一个吸热谷都是在58-60℃下的轻微熔融,这没有在皂中产生变化。此后,开始一个新的宽吸热峰(XCT在62-64℃开始,X-40在78-80℃开始)。在这一过程中大部分皂熔融。在Xamacol40和XCT中这一转变都与对应于植物黄体素(lutein)纳米粒子熔融的另一吸热峰(其大致在110℃开始)重叠。这一过程在这两种情况下都在145℃结束。对XCT而言,不再观察到转变。对Xamacol40而言,一部分植物黄体素(lutein)微晶在150℃之前熔融。最后,将X-40样品加热到200℃以研究最后一个吸热峰。通过显微镜大致在180-190℃观察到植物黄体素(lutein)微晶的熔融。最后一个吸热尖峰对应于属于X-40皂的一些植物黄体素(lutein)微晶的熔点。一部分植物黄体素(lutein)微晶在150℃之前熔融。植物黄体素(lutein)纳米粒子在110-150℃之间熔融或它们可能被熔融的皂溶解。在X-40皂DSC温谱图和对应于在160-170℃熔融的微晶的XCT之间存在重要差异。宽吸热峰可能归因于非晶粒子的熔融,窄吸热峰归因于纯晶体熔融。
通过DSC,最重要差异在70-120℃之间,在此XCT具有大吸热峰,而X-40具有极小吸热峰。
在研究DSC曲线后可以推断,在植物黄体素(lutein)熔点以上,万寿菊油树脂不会进行皂化以获得XCT。在70-80℃获得晶体的主要原因是皂的低运动以及足够的粘度以使植物黄体素(lutein)分子能够组织化。但在130-140℃下,皂分子的高运动不允许结晶。拍摄X-40的熔融显示,在80℃下,仅观察到植物黄体素(lutein)晶体(纳米粒子和微粒)。在150℃下,仅观察到植物黄体素(lutein)微晶。在200℃下,可看见植物黄体素(lutein)微晶的熔融。在100℃下的运动使得拍摄困难。照片显示在图5A-D中。
实施例8:X-射线衍射
通过X-射线衍射(XRD)分析本发明的组合物(XCT)、Xamacol40皂和纯植物黄体素(lutein)的三个样品以测定Xamacol40和XCT中的植物黄体素(lutein)结晶度。
X-40的结晶部分表现出在4.44、6.57、6.85和8.89(4.44x2)的4个峰。在这些峰之间分两组。第一组可一起归为宽峰(4.44、6.85和8.89o2θ),其对应于具有极小尺寸<30纳米的晶体相。在6.57o2θ的更锐峰归因于大于150纳米的晶体粒子。
XCT的结晶部分由2个峰表示,4.69和6.96o2θ。在4.69的峰与Xamacol40中在4.44的峰相同。这一峰归因于小于30纳米的晶体粒度。
实施例9:XCT制备法
将KOH的50%水溶液添加到连续流动装置中的试剂容器中。将万寿菊油树脂添加到连续流动反应器中的第二试剂容器中。将万寿菊油树脂加热到60℃。将KOH溶液以大约46千克/小时的进料速率泵入连续流动装置。将万寿菊油树脂以大约154千克/小时的进料速率泵入连续流动反应器。在进入静态混合器之前经板式热交换器加热KOH。将KOH的温度提高到大约90℃。在配有夹套温度为140℃的夹套的静态混合器中混合KOH和万寿菊油树脂。经过静态混合器的停留时间为大约21秒。在进入另一静态混合器之前,使该溶液经过转子-定子型均质机。在转子-定子均质机后,使该溶液经过配有夹套温度为140℃的夹套的第二静态混合器。第二静态混合器中的停留时间为大约72秒。然后使该溶液经过夹套温度为140℃的活塞流反应器。活塞流反应器中的停留时间为大约8分钟。在活塞流反应器后,使该溶液经过雾化器,接着干燥器。将SiO2鼓到雾化产物上。该产物不包囊。
实施例10:X-40的对比制备
万寿菊油树脂、E-484(聚乙二醇蓖麻醇酸甘油酯)和丙二醇一起在皂化反应器内混合。皂化反应器中的温度为58℃至大约63℃。这一步骤经过的时间为大约10’。然后将氢氧化钠水溶液倒入皂化反应器中。使万寿菊油树脂和氢氧化钾之间的反应进行2至3小时。在此期间的温度为75-80℃。然后将磷酸添加到皂化反应器中以淬灭过量氢氧化钾。由于这一反应的放热性质,温度从5升至10℃。将该皂倒入加载有碳酸钙和二氧化硅的桨式混合机中。该皂被自由流动剂吸附。用于此的总时间为大约20’,包括加载和混合。从混合机中排出并经过研磨机以分解团块。经振动筛筛分产物。示意图显示在图6中。表E显示通过这种方法和通过本发明的方法制成的最终产物的物理性质。这种方法的产物在本申请全文中被称作X-40。
表E:XCT和X-40之间的物理性质比较
实施例11:含乙氧喹的稳定性研究
研究含有不同量的乙氧喹(ETQ)的本发明的组合物(XCT)。如实施例9中所述制备样品。使用已验证的分析方法测量样品以测定总叶黄素。在研究开始时分析各样品的总叶黄素。所有样品在25℃下储存在透氧深色塑料袋中。所有样品保持在相同条件下(暗度、氧、温度、光和时间)。
如表F中可以看出,含不同量的乙氧喹的产物之间没有差异。相反,根据本发明制成的组合物比通过添加乙氧喹制成的组合物更稳定并具有更大的作用。
表F:含乙氧喹的稳定性研究
实施例12:对比稳定性研究
在不同温度条件下用纯组合物或与维生素矿物质预混物混合进行几个对比研究。如实施例11中所述进行稳定性研究。与如实施例10中所述制成的组合物(X-40)、竞争产品1和竞争产品2对比测试该组合物。竞争产品2如此强地降解以致中止在30天后进行的测量。在不同条件下和与维生素预混物混合时的结果显示在表G-I中。
表G:稳定性研究-室温,敞口袋
表G(续).稳定性研究-室温,敞口袋
表H.对比稳定性研究,45℃,敞口袋
表I.对比稳定性研究,45℃,敞口袋,含维生素矿物质预混物
*quant=没有检测到降解。
表I(续)对比稳定性研究,45℃,敞口袋,含维生素矿物质预混物
实施例13:封闭袋稳定性研究
在封闭袋条件下研究总叶黄素以模拟包装。所有样品如实施例9中所述制备。将样品(含或不含自由流动剂)在25℃下储存在不透气铝封塑料袋中。所有样品在低氧含量、温度和暗度的相同条件下运行。如表J中所示,所有制剂在24个月表现出良好稳定性。样品具有大约18%二氧化硅作为自由流动剂(FFA)。
表J:XCT和二氧化硅的稳定性
表J(续):XCT和二氧化硅在封闭袋中的稳定性
实施例14:粉末制剂
下面代表以重量百分比表示的用于XCT法的示例性粉末制剂。
表K:示例性的粉末制剂
XCT | 组成 |
万寿菊皂 | 75%-95% |
SiO2 | 0%-5% |
滑石 | 2%-10% |
硬脂酸 | 0%-7% |
水分 | 0.3%-1% |
ETQ | 0.6% |
实施例15:不含乙氧喹的制剂
下面代表用于XCT法的不含乙氧喹的示例性粉末制剂。
表L:不含抗氧化剂的示例性粉末制剂
不含ETQ的XCT粉末 | 组成 |
万寿菊皂 | 76%-95% |
SiO2 | 0%-5% |
滑石 | 2%-10% |
硬脂酸 | 0%-8% |
KOH | 0.1%-1% |
水分 | 0.3%-1% |
实施例16:液体制剂
以与粉末制剂类似的方式制备液体制剂。但是,不是将万寿菊皂喷入雾化器,而是将其喷入水中。该水保持在15-30℃下。随着添加皂,将温度提高到40-50℃。用ultraturrax将该混合物混合1小时。将液体产物在70-80℃下加热6-9小时以实现异构化至反式植物黄体素(lutein)和反式-玉米黄素的所需水平。在冷却后,制成该液体产物。
表M:示例性的液体制剂
XCT液体 | 组成 |
万寿菊皂 | 12% - 17% |
ETQ | 0.6% |
E-484 | 1% |
水 | 82% - 87% |
实施例17:使用液体制剂的稳定性研究
该液体制剂是万寿菊皂在水中的稳定乳液。液体制剂的稳定性主要归因于与氧的低接触。结果显示在表N中。
表N:使用液体制剂的稳定性研究
*quant=没有检测到降解。
实施例18:产品之间的对比研究
如实施例5和11中所述进行稳定性研究并与apo-酯产品相比较。下表提供与竞争产品4(C4)和竞争产品5(C5)相比这些研究的结果。对于apo-酯栏,如果存在两个值,第一个是C4,第二个是C5。图7A显示与C4和C5相比的结果。图7B显示与C3和C6相比的结果。
表O:使用Apo酯的对比研究
实施例19:蛋鸡的蛋黄颜色的黄色色素素
用笼中的蛋鸡进行试验以比较不同黄色色素(A、B和C)对蛋鸡的蛋黄颜色的着色效率。该试验持续9周,包括5周脱叶黄素——喂饲“空白”基础膳食,接着4周喂饲实验膳食。
动物:305只HyLineBrown蛋鸡,在试验开始时23周龄。
饲料和水可供随意食用。配制基础膳食以满足或超过蛋鸡的营养需求(Hy-Line,2009)。我们需要对于这一引用的更多信息吗?根据预期饲料消耗配制单一基础膳食。通过添加相应量的产品,制备各喂饲处理。
总共有16种喂饲处理(每种处理用每笼3只母鸡重复6次)。通过向基础膳食中加入相应剂量的实验产品(产品A或B以提供2.5、5、10、20、40和80毫克叶黄素/千克全料,或产品C以提供2.5、5、10和20毫克叶黄素/千克全料),产生喂饲处理。
在喂饲实验饲料的同时隔周对每个重复试验检查和记录性能变量(按每天计,体重、饲料消耗、产蛋率、蛋重、破碎率、软壳或脏蛋)。在脱叶黄素期结束时(0d)、三周每周一次(7d、14d、21d)和在第四周每天(22d至28d)(除保留鸡蛋以供叶黄素分析的那天(25d)外)评估蛋黄颜色;也在脱除期后(-1d)进行叶黄素分析。取各天产的所有蛋进行蛋黄颜色评估或叶黄素分析。
使用Minolta比色计进行颜色的评估。比色计在CIEL*a*b*中描述颜色。L*是指亮度,其代表以(0-100)标度从暗到亮。a*(红度)值给出红绿色度,更高的正a*值表示更红的颜色。b*(黄度)值是指黄蓝色度,更高的正b*值表示更黄的颜色。结果显示在图8A–8D中。在最多到20ppm的所有色素剂量下和在实验膳食的四周期间的变量的线性回归表明XCT对黄度的效率为X-40的121%。XCT对RYCF的效率为X-40的159%。
蛋黄的总叶黄素含量(在某一时间后测定)显示在图9A和9B中。线性回归分析表明,在第25天,对于蛋叶黄素浓度,XCT的效率为X-40的172%。
实施例20:不添加红色色素的产蛋试验
用笼中的蛋鸡进行试验以测定XamacolColorTekvs.apo酯(C4)在赋予蛋黄黄色中的对比效率。
该试验持续9周,包括5周脱叶黄素——喂饲“空白”基础膳食,接着4周喂饲实验膳食。
动物:216只Hy-lineW-36蛋鸡,在试验开始时57周龄。
在MRP鸡舍(batteryfacility)进行此研究。控制该舍的环境。饲料和水可供随意食用。设计所有日粮以满足或超过对W-36的所有膳食建议(基于Hy-lineguide2009-11)。
总共有9种处理,每种处理重复24栏(笼)。各笼具有一只母鸡。
在喂饲实验饲料的同时隔周对每个重复试验检查和记录性能变量(按每天计,体重、饲料消耗、产蛋率、蛋重、破碎率、软壳或脏蛋)。在脱叶黄素期结束时(0d)、三周每周一次(7d、14d、21d)和在第四周更频繁地(25d至28d)评估蛋黄颜色。取各天产的所有蛋进行蛋黄颜色评估。表P显示处理。
表P:处理
处理 | 描述 |
1 | T1: “0”色素补充(对照) |
2 | T2: 2ppm XCT |
3 | T3: 4ppm XCT |
4 | T4: 6ppm XCT |
5 | T5: 9ppm XCT |
6 | T6: 12ppm XCT |
7 | T7: 2ppm Apo-酯(C4) |
8 | T8: 4ppm Apo-酯(C4) |
9 | T9: 6ppm Apo-酯(C4) |
结果显示在图10A–10D中。在最多到80ppm的所有色素剂量下和在实验膳食的四周期间的变量的线性回归表明XCT对红度值的效率为X-40的159%,XCT对黄度值的效率为X-40的122%,XCT对红度/黄度比的效率为X-40的165%,XCT对RYCF的效率为X-40的157%。
总叶黄素含量显示在图11A-11B中。蛋叶黄素含量和叶黄素沉积率的线性回归表明XCT对蛋叶黄素浓度的效率为X-40的126%,且XCT对蛋叶黄素含量的效率为X-40的124%。XCT在红度/黄度比中比竞争产品3有效131%,对RYCF比竞争产品3有效133%,且对蛋黄中的总叶黄素比竞争产品3有效117%。
与酯产品进行类似的比较。结果显示在图12A–12D中。
实施例21:添加合成红色色素的产蛋试验
用笼中的蛋鸡进行试验以比较在添加来自合成来源的红色色素(C)时两种黄色色素(A和B)对蛋鸡的蛋黄颜色的着色效率。
该试验持续7周,包括3周脱叶黄素——喂饲“空白”基础膳食,接着4周喂饲实验膳食。
动物:360只Hy-line(Isabrownplus),在试验开始时32周龄。
饲料和水可供随意食用。配制基础膳食以满足或超过蛋鸡的营养Hy-line2009需求(IsaBrown,2009-10)。根据预期饲料消耗配制单一基础膳食。通过添加相应量的产品,制备各喂饲处理。
总共有10种喂饲处理(每种处理用每笼6只母鸡重复6次)。
在喂饲实验饲料的同时隔周对每个重复试验检查和记录性能变量(按每天计,体重、饲料消耗、产蛋率、蛋重、破碎率、软壳或脏蛋)。在脱叶黄素期结束时(0d)、三周每周一次(7d、14d、21d)和在第四周更频繁地(25d至28d)评估蛋黄颜色。取各天产的所有蛋进行蛋黄颜色评估。
用DSM蛋黄比色扇(也称作Roche比色扇)进行比色扇分析。该分析具有用于区分蛋黄颜色密度的15级颜色指数。该方法包括作为类胡萝卜素的视觉比较和估算评估蛋黄。蛋黄比色扇的结果表明,当添加红色色素时,CXT与多种竞争产品相当。图13显示含红色色素和不含红色色素的比色扇分析的结果。消费者无法察觉到这些差异。
实施例22:添加天然红色色素的产蛋试验
用笼中的蛋鸡进行试验以比较在添加来自天然来源的红色色素(C)时两种黄色色素(A和B)对蛋鸡的蛋黄颜色的着色效率。
该试验持续7周,包括3周脱叶黄素——喂饲“空白”基础膳食,接着4周喂饲实验膳食。
动物:使用240只商业褐壳蛋鸡(Hy-lineBrown),在试验开始时38周龄。
饲料和水可供随意食用。根据Hy-lineBrown推荐(Hy-LineInternationalRedBook,2009)配制基础膳食。根据预期饲料消耗配制单一基础膳食。通过添加相应量的产品,制备各喂饲处理。
总共有10种喂饲处理(每种处理用每笼1只母鸡重复24次)。
在喂饲实验饲料的同时隔周对每个重复试验检查和记录性能变量(按每天计,体重、饲料消耗、产蛋率、蛋重、破碎率、软壳或脏蛋)。在脱叶黄素期结束时(0d)、三周每周一次(7d、14d、21d)和在第四周更频繁地(25d至28d)评估蛋黄颜色。取各天产的所有蛋进行蛋黄颜色评估。
在喂饲实验饲料的同时隔周对每个重复试验检查和记录性能变量(按每天计,体重、饲料消耗、产蛋率、蛋重、破碎率、软壳或脏蛋)。在脱叶黄素期结束时(0d)、三周每周一次(7d、14d、21d)和在第四周更频繁地(25d至28d)评估蛋黄颜色。取各天产的所有蛋进行蛋黄颜色评估。
用DSM/Roche蛋黄比色扇(也称作Roche比色扇)进行比色扇分析。该分析具有用于区分蛋黄颜色密度的15级颜色指数。该方法包括作为类胡萝卜素的视觉比较和估算评估蛋黄。蛋黄比色扇的结果表明,当添加红色色素时,CXT与多种竞争产品相当。图14显示含红色色素和不含红色色素的比色扇分析的结果。消费者无法察觉到这些差异。
实施例23:光谱学研究
用X-40和XCT进行光谱学研究。图15A显示并排的FTIR光谱。X-40和XCT具有类似特征,具有与芳族和脂族官能团的振动模式对应的谱带。=C-H伸缩(3033和3010cm-1)、环面外的C-H(710cm-1)和芳环中的C-C伸缩(1560、1473cm-1)表明在该结构中存在不饱和部分。此外,在这两个样品中都存在与烷基的–-C-H伸缩对应的谱带(2915/2849cm-1),表明存在脂族基团。在T40FTIR光谱的情况下,与磷酸酯基团对应的在1400、1063和1024cm-1的强谱带与分子的指纹区中的一些谱带重叠。图15B显示1800至600cm-1区域的扩展区域。底线和顶线与图15A中相同。
图15C显示X-40(黑色)vsXCT(红色)的拉曼光谱。
实施例24.薄层色谱法
将XCT和X-40的样品溶解在氯仿中并离心以弃置白色沉淀物。在己烷:乙酸乙酯(1:1v/v)的流动相中进行薄层色谱法(TLC)。通过用UV照射将TLC板显影并使用I2曝光视觉化。图16A中所示的初始TLC显示三种主要化合物。使用硅胶色谱柱从混合物样品中分离化合物。使用2:1己烷:乙酸乙酯作为溶剂洗脱初始级分(级分1-5)。然后将该溶剂混合物的极性提高到乙酸乙酯(级分6至14),最后20%甲醇/乙酸乙酯(级分15至19)。图16B显示X-40的结果。
由TLC可以推断,对X-40和XCT而言,主要化合物的比例不同。对这两种样品而言,主要化合物都是3号,这也被通过X-40和XCT的柱色谱法以纯形式分离的量证实。在XCT的情况下,如图16C中所示,没有成功地从柱中提纯化合物2,而在级分2中存在其它化合物。对于XCT,化合物2的量明显低于X-40中。此外,从柱中提纯的化合物3的量在XCT的情况下高于X-40。
Claims (59)
1.组合物,所述组合物包含由含类胡萝卜素的天然油树脂的皂化获得的皂,其中所述皂含有非酯化叶黄素粒子并在室温下在透氧暗袋中储存3个月时保留大于80%的总叶黄素浓度。
2.权利要求1的组合物,其中90%的非酯化叶黄素粒子的最大直径小于0.5微米。
3.权利要求2的组合物,其中至少95%的非酯化叶黄素粒子的最大直径小于0.5微米。
4.权利要求3的组合物,其中至少99%的非酯化叶黄素粒子的最大直径小于0.5微米。
5.权利要求1的组合物,其中至少60%的非酯化叶黄素为全反式异构体。
6.权利要求5的组合物,其中至少80%的非酯化叶黄素为全反式异构体。
7.权利要求1的组合物,其中所述组合物包含至少75毫克非酯化叶黄素/克皂。
8.权利要求7的组合物,其中所述组合物包含至少100毫克非酯化叶黄素/克皂。
9.权利要求1的组合物,所述组合物由含类胡萝卜素的天然油树脂的皂化获得的皂构成,其中所述皂含有非酯化叶黄素粒子并在室温下在透氧暗袋中储存1个月时保留大于80%的总叶黄素浓度。
10.权利要求1的组合物,其中所述含类胡萝卜素的天然油树脂选自万寿菊油树脂或辣椒油树脂。
11.权利要求1的组合物,其中所述非酯化叶黄素粒子包含植物黄体素。
12.权利要求1的组合物,其中所述非酯化叶黄素粒子包含玉米黄素。
13.权利要求1的组合物,其中所述非酯化叶黄素粒子包含至少植物黄体素和玉米黄素。
14.组合物,所述组合物包含由含类胡萝卜素的天然油树脂的皂化获得的皂,其中所述皂含有非酯化叶黄素粒子,且90%的非酯化叶黄素粒子的最大直径小于0.5微米。
15.权利要求14的组合物,其中至少95%的非酯化叶黄素粒子的最大直径小于0.5微米。
16.权利要求15的组合物,其中至少99%的非酯化叶黄素粒子的最大直径小于0.5微米。
17.权利要求14的组合物,其中至少60%的非酯化叶黄素为全反式异构体。
18.权利要求17的组合物,其中至少80%的非酯化叶黄素为全反式异构体。
19.权利要求14的组合物,其中所述组合物包含至少75毫克非酯化叶黄素/克皂。
20.权利要求19的组合物,其中所述组合物包含至少100毫克/克的叶黄素。
21.权利要求14的组合物,其中所述组合物进一步包含少于大约15%的自由流动剂。
22.权利要求14的组合物,其中所述含类胡萝卜素的天然油树脂是万寿菊油树脂。
23.权利要求14的组合物,其中所述非酯化叶黄素粒子包含植物黄体素。
24.权利要求14的组合物,其中所述非酯化叶黄素粒子包含玉米黄素。
25.权利要求14的组合物,其中所述非酯化叶黄素粒子包含至少植物黄体素和玉米黄素。
26.权利要求14的组合物,其中所述组合物在室温下在透氧暗袋中储存1个月时保留初始非酯化总叶黄素浓度的大于98%。
27.权利要求14的组合物,其中所述组合物在与动物饲料混合地在室温下在透氧暗袋中储存1个月时保留初始非酯化总叶黄素浓度的大于90%。
28.动物饲料,所述动物饲料包含权利要求1的组合物。
29.提高动物饲料的着色效率的方法,所述方法包括将动物饲料与权利要求1的组合物合并。
30.权利要求29的方法,其中所述动物饲料是产蛋家禽饲料或水产养殖饲料。
31.提高蛋黄的类胡萝卜素含量的方法,所述方法包括给予产蛋家禽权利要求1的组合物。
32.权利要求31的方法,其中所述产蛋家禽是鸡。
33.提高对象皮肤的类胡萝卜素含量的方法,所述方法包括给予所述对象权利要求1的组合物。
34.提高动物饲料的类胡萝卜素含量的方法,所述方法包括将权利要求1的组合物与动物饲料合并。
35.权利要求34的方法,其中所述类胡萝卜素是叶黄素。
36.权利要求34的方法,其中所述叶黄素是植物黄体素。
37.制备具有大于10%的非酯化类胡萝卜素浓度的最终产物的方法,所述方法包括:
a)含类胡萝卜素的天然油树脂的碱性皂化,其中所述皂化在金属氢氧化物存在下在密切混合下进行,并在大约110℃至大约180℃的温度下进行,以产生包含非酯化类胡萝卜素的组合物,
b)所得包含非酯化类胡萝卜素的皂的雾化以产生雾化皂,和
c)非酯化类胡萝卜素的异构化,其中加热所述雾化皂以使大于80%的所存在的非酯化类胡萝卜素为全反式异构体构型,且最终皂产物的非酯化类胡萝卜素浓度大于10%。
38.权利要求37的方法,其中所述含类胡萝卜素的天然油树脂是万寿菊油树脂。
39.权利要求37的方法,其中所述金属氢氧化物选自KOH、NaOH和Ca(OH)2。
40.权利要求37的方法,其中所述含类胡萝卜素的天然油树脂在与所述金属氢氧化物混合之前加热。
41.权利要求40的方法,其中在与所述金属氢氧化物混合之前将所述含类胡萝卜素的天然油树脂加热到大约50℃至大约70℃的温度。
42.权利要求37的方法,其中以大约100至大约300千克/小时的速率进行连续流动。
43.权利要求42的方法,其中以大约150至大约250千克/小时的速率进行连续流动。
44.权利要求37的方法,其中步骤(b)在大约3至15%的自由流动剂存在下进行。
45.权利要求44的方法,其中步骤(b)在大约5至10%的二氧化硅存在下进行。
46.权利要求37的方法,其中雾化后的含湿量为大约10%至13%。
47.权利要求37的方法,其中所述异构化在惰性气氛下进行。
48.权利要求37的方法,其中所述异构化在大约75℃至大约95℃的温度下进行大约1小时至大约3小时。
49.权利要求37的方法,其中最终皂产物的粒子各自小于大约0.9毫米。
50.类胡萝卜素制剂,所述制剂由权利要求37的方法产生。
51.由水和具有大于10%的非酯化类胡萝卜素浓度的最终产物制备水性产物的方法,所述方法包括:
a)含类胡萝卜素的天然油树脂的碱性皂化,其中所述皂化在金属氢氧化物存在下在密切混合下进行,并在大约110℃至大约180℃的温度下进行,以产生包含非酯化类胡萝卜素的皂,
b)非酯化类胡萝卜素的异构化,其中加热所述皂以使大于80%的所存在的非酯化类胡萝卜素为全反式异构体构型,以使最终皂产物的非酯化类胡萝卜素浓度大于10%,和
c)使最终皂产物与足量的水接触以产生具有0.5%至大约10%的最终皂产物的水性产物。
52.权利要求51的方法,其中所述含类胡萝卜素的天然油树脂是万寿菊油树脂。
53.权利要求51的方法,其中所述金属氢氧化物选自KOH、NaOH和Ca(OH)2。
54.权利要求51的方法,其中所述含类胡萝卜素的天然油树脂在与所述金属氢氧化物混合之前加热。
55.权利要求51的方法,其中在与所述金属氢氧化物混合之前将所述含类胡萝卜素的天然油树脂加热到大约50℃至大约70℃的温度。
56.权利要求51的方法,其中以大约50至大约300千克/小时的速率进行连续流动。
57.权利要求56的方法,其中以大约150至大约250千克/小时的速率进行连续流动。
58.权利要求51的方法,其中最终皂产物的粒子各自小于大约0.9毫米。
59.类胡萝卜素制剂,所述制剂由权利要求51的方法产生。
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