CN108902476B

CN108902476B - 一种适用于不同畜禽的缓释丁酸钠及其制备方法

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Publication number: CN108902476B
Application number: CN201810835284.4A
Authority: CN
Inventors: 常翠维; 刘亚力; 彭地纬; 罗国升; 罗明; 成井; 柏美娟; 郭文斌; 潘长咏
Original assignee: Hunan Perfly Biotechnology Co ltd
Current assignee: Hunan Perfly Biotechnology Co ltd
Priority date: 2018-07-26
Filing date: 2018-07-26
Publication date: 2021-11-12
Anticipated expiration: 2038-07-26
Also published as: CN108902476A

Abstract

本发明提供了一种适用于不同畜禽的缓释丁酸钠及其制备方法，将功能性成分丁酸钠与辅料制成几百微米的芯材，通过保护层和缓释层壁材配方和比例的设计，根据畜禽的消化生理特点和消化道对丁酸需求量设计释放时间和释放速度，使功能性成分顺利通过胃，进入肠道，在整个肠道内缓慢释放丁酸，小部分在小肠段释放，大部分能送达至后肠释放，从而满足整个肠道对丁酸的需求，特别是后肠段的能量需求。其中，缓释层(包膜内层)可控制释放速度，并确保缓慢释放；保护层(包膜外层)可减少丁酸钠和胃粘膜接触，提高在胃中的耐受性。

Description

一种适用于不同畜禽的缓释丁酸钠及其制备方法

技术领域

本发明涉及动物饲料添加剂领域，特别地，涉及一种适用于不同畜禽的缓释丁酸钠及其制备方法。

背景技术

丁酸钠在动物的整个肠道中发挥作用，在小肠中，改善小肠形态，促进小肠消化吸收功能，可显著降低十二指肠的隐窝深度，提高绒毛高度与隐窝深度的比值，在后肠中，是后肠细胞的能量来源，为结肠黏膜上皮细胞快速供能，抑制肠粘膜炎症反应和结肠炎发生率，同时可调节后肠的菌落平衡，抑制有害菌如大肠杆菌、沙门氏菌的生长，促进有益菌如乳酸菌等的生长。也就是说丁酸钠中的短链脂肪酸丁酸在动物整个肠道中发挥作用，特别是盲肠和结肠。

但是丁酸钠在饲料生产应用时存在许多缺陷：

1、具有特殊的奶酪酸臭味，易吸潮、易结块、流散性差，给储藏和运输带来了极大的不变；

2、饲料的贮存、混合、制粒工艺和日粮配方的不同以及生产使用环境中的温度、湿度的差异都会造成丁酸钠的损失，降低使用效果的同时，也可导致其它不稳定性原料发生损失反应；

3、饲料中的预混料载体也有影响，随着饲料pH值增加，丁酸钠原粉在饲料中的损失率增加；

4、原粉丁酸钠对食道和胃的刺激性较强，无法满足肠道各个分段对丁酸钠的营养需求：绝大部分被胃和小肠吸收，很难到达结肠部位。

所以，目前有很多采用包膜技术，通过将丁酸钠包被后，解决吸潮、臭味以及饲料加工问题，使其可在动物肠道内缓释。

现有的包膜技术主要通过选用不同类型的包膜材料对丁酸钠进行包膜。比如：专利申请CN 200810071112.0公开了以下方法：称取5％-85％的棕榈硬酯加热溶解，温度控制在60-100℃，边搅拌边加入15％-50％的丁酸钠，继续搅拌加热至80-120℃,然后用压力喷雾塔在-10℃-40℃温度下进行冷喷造粒，即得包覆微粒。专利CN 103238730B公开了一种微囊化包膜丁酸钠的制备方法，其具体方法为：将羟丙基甲基纤维素、壳聚糖和二氧化硅混合并在流化床中230℃高温沸腾膨胀，然后将丁酸钠水溶液喷涂到上述三种物质混合物上，高温干燥后低温固化，使丁酸钠颗粒固化成型，然后将包膜材料巴西棕榈蜡、棕榈油脂和聚乙二醇溶于有机溶剂，在流化床中进行底喷包衣，得到包膜均匀的丁酸钠颗粒。

不同的动物比如说猪、禽生理消化特点不同，首先不同的动物的消化道结构不同，比如猪的消化道结构包括口腔、胃、小肠(十二指肠、空肠和回肠三个部分)、大肠(盲肠、结肠和直肠三个部分)、肛门，而禽类有其特殊的消化道结构，有嗉囊、腺胃、肌胃，另外结肠和直肠很短，无明显的分界；其次，猪和家禽的消化道长度也不一样，猪的消化道长，食糜在消化道内停留的时间很长，在小肠内停留2-4小时，结肠内10个小时左右，而家禽的消化道短，所以食糜在消化道各段的停留时间很短，一般不会超过8小时；再者，猪和家禽的体内消化环境也不一样，包括体温、pH值以及消化酶等等，这些因素均将对包膜材料造成影响，这也是丁酸钠能否通过包膜技术将丁酸送至不同动物(猪或禽)的肠道内特别是后肠缓释，确保能在作用位点释放是发挥最佳效果和提高生物利用度的关键。

目前很多包膜丁酸钠产品是没有根据动物的生理消化特点做缓释设计，还只是将原粉做了普通的包被，但包被暂时不具备符合动物生理消化特点的缓释和结肠释放性能。

发明内容

本发明目的在于提供一种适用于不同畜禽的缓释丁酸钠及其制备方法，以解决未针对动物生理消化特点进行缓释设计的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种适用于不同畜禽的缓释丁酸钠的制备方法，具体步骤如下：

(1)丸芯的制备：按照适用于不同畜禽的丸芯配方组成称取各组分，混合均匀，加入水制软材，挤压制成软条，抛圆得丸芯；

(2)干燥；

(3)包覆缓释层：按照适用于不同畜禽的包膜内层配方组成称取各组分，溶解，喷涂至步骤(2)处理后的丸芯表面，干燥形成缓释层；

(4)包覆保护层：按照适用于不同畜禽的包膜外层配方组成称取各组分，溶解，喷涂至步骤(3)形成的缓释层表面，干燥形成保护层。

优选的，根据不同畜禽的生理特点得到适用于不同畜禽的丸芯、缓释层和保护层配方。

进一步优选的，以重量份计，适用于猪的配方组成如下：

丸芯：丁酸钠30～60份，硬脂酸镁1～10份，玉米淀粉1～15份，粘结剂0.1～2份，微晶纤维素3～10份；

包膜内层：壳聚糖5～50份，海藻酸钠10～20份；

包膜外层：虫胶5～25份，棕榈油10～50份；

制软材用水10～30份。

更进一步优选的，步骤(3)中，溶解的具体方法是：将壳聚糖和海藻酸钠加入水中，搅拌均匀，密闭贮存24小时，使全部溶解。

更进一步优选的，步骤(4)中，溶解的具体方法是：将虫胶和棕榈油加热、搅拌，直至完全溶解。

进一步优选的，以重量份计，适用于禽类的配方组成如下：

丸芯：丁酸钠20～60份，十二烷基硫酸钠1～15份，二氧化硅1～15份，粘结剂1～2份，玉米淀粉5～25份；

包膜内层：羟丙基甲基纤维素5～40份，聚丙烯酸树脂Ⅱ号5～10份；

包膜外层：虫胶10～25份，棕榈油10～50份；

制软材用水10～30份。

更进一步优选的，步骤(3)中，溶解的具体方法是：将羟丙基甲基纤维素和聚丙烯酸树脂Ⅱ号加入体积百分数95％的乙醇水溶液中，搅拌均匀，密闭贮存24小时，使全部溶解。

优选的，步骤(1)中，丸芯的粒径为500～800μm。

优选的，步骤(1)中，利用制粒机挤压制成软条，利用球形抛丸机抛圆制成丸芯。

优选的，步骤(2)的具体方法是：将丸芯置于沸腾干燥机内减压干燥，进风温度为90～105℃，干燥30～50分钟确保物料干燥的同时，降低能耗。

优选的，步骤(3)中，喷涂的工艺条件为：将溶解后的包膜内层物料通过流化床底喷喷涂至丸芯表面，喷枪压缩空气压力0.4MPa，进风温度30～50℃，蠕动泵转速70～95rpm，包材喷完后，关闭喷枪，继续流化3～5分钟，确保彻底干燥。

优选的，步骤(4)中，喷涂的工艺条件为：喷枪压缩空气压力0.4MPa，进风温度30～50℃，蠕动泵转速50～70rpm，包材喷完后，关闭喷枪，继续流化3～5分钟，确保彻底干燥。

本发明还提供了一种适用于不同畜禽的缓释丁酸钠，是通过上述制备方法得到的。

1、实验室体外模拟效果

体外释放度测定是采用“药物智能溶出仪”来模仿缓释丁酸钠在畜禽胃肠道内的生理状态，并分别测定胃肠道各个分段时间点的积累溶出度，来反映在胃肠道各个分段的释放情况，以此来筛选配方并对产品进行验证，挑选出最符合生物利用特点且利用率最高的配方。

普通包膜丁酸钠产品体外模拟实验结果见图2。普通包膜大多数释放速度太快，在胃液2小时后，大部分释放，被胃和小肠吸收，无法实现肠道缓释，结肠送达；或释放速度太缓慢，能实现结肠送达，但结肠段释放量速度太慢，随粪便排出体外。

采用本发明的方法制备，猪用产品体外模拟实验结果见图3。禽用产品体外模拟实验结果见图4。从模拟结果可看出，根据畜禽的消化生理特点，采用缓释双层包膜技术，控制释放速度和释放时间，使丁酸钠在消化道前端小部分缓慢释放，大部分送达至回盲部后发生作用。从而满足肠道各个分段特别是后肠对丁酸的需求。

2、动物实验效果

猪饲喂实验结果见表1。

表1.猪饲喂实验结果

通过饲喂缓释丁酸钠可显著提高平均日增重和采食量，分别比对照组提高了11.7％和6.3％；料重比下降4.8％。

禽饲喂实验结果见表2。

表2.禽饲喂实验结果

肉仔鸡日粮中添加缓释丁酸钠有提高增重的趋势，改善饲料转化率。

本发明具有以下有益效果：

本发明将功能性成分丁酸钠与辅料制成几百微米的芯材，通过保护层和缓释层壁材配方和比例的设计，根据畜禽的消化生理特点和消化道对丁酸需求量设计释放时间和释放速度，使功能性成分顺利通过胃，进入肠道，在整个肠道内缓慢释放丁酸，小部分在小肠段释放，大部分能送达至后肠释放，从而满足整个肠道对丁酸的需求，特别是后肠段的能量需求。其中，缓释层(包膜内层)可控制释放速度，并确保缓慢释放；保护层(包膜外层)可减少丁酸钠和胃粘膜接触，提高在胃中的耐受性。具体如下：

1、保护层材料的选择

虫胶是一种天然的混合物，为浅黄色透明片状或不透明白色颗粒；质坚脆，无臭、无味；溶点115℃-120℃；可用作成膜材料，虫胶的PKa值约为6.9-7.5，不溶于胃液，形成的薄膜在略带酸性的十二指肠部分较难溶解，但在pH值6.4以上的溶液中能迅速崩解，所以虫胶包衣需厚薄适宜，稍薄则不能抵抗胃酸的作用，过厚则经肠道以原形排出，影响效果。

2、缓释层材料的选择

壳聚糖是一种氨基多糖，是由广泛存在于海洋生物的甲壳中甲壳质脱乙酰化的产物，近年来作为一种缓控释材料得到广泛应用。壳聚糖具有很好的生物相容性，其分子中的糖苷键亦能为结肠酶降解，故而也可作为结肠靶向材料。壳聚糖易溶于酸，而对碱性环境有较强的抵抗力。以保护层包裹的壳聚糖含丁酸钠丸芯可以保护功效成分安全通过胃，进入小肠，到达结肠后，由于食糜在猪的结肠内停留时间长，且结肠内有丰富的微生物和结肠酶可以降解多糖，所以随着保护衣层溶解，壳聚糖就会被微生物及酶降解，丁酸钠随之释放出来，达到结肠靶向缓释的效果。

海藻酸钠是从褐藻类的海带或马尾藻中提取碘和甘露醇之后的副产物，其分子由β-D-甘露糖醛酸(β-D-mannuronic，M)和α-L-古洛糖醛酸(α-L-guluronic，G)按(1→4)键连接而成，是一种天然多糖，具有制剂辅料所需的稳定性、溶解性、粘性和安全性。海藻酸钠已经在食品工业和医药领域得到了广泛应用。也可以作为缓控释材料，以保护层包裹的海藻酸钠含丁酸钠丸芯就可以保护丁酸钠安全通过胃，进入小肠，到达结肠后，由于食糜在猪的结肠内停留时间长，且结肠内有丰富的微生物和结肠酶可以降解多糖，所以随着保护衣层溶解，海藻酸钠就会被降解，丁酸钠随之释放出来，达到结肠靶向缓释的效果。

羟丙基甲基纤维素为白色至乳白色纤维状或颗粒状易流动的粉末，无臭，无味；在水中溶解成澄明至乳白色的黏性胶体溶液，在干燥的环境中稳定，在pH值3.0-11.0的溶液中也稳定，水溶液耐热，具有优良的物理、化学性质，有优良的缓释、控释能力，是一种优良的缓释材料，能溶解于任何pH值的胃肠液内，极优良的成膜性能，可用作阻滞剂、膜控释材料和亲水凝胶骨架材料。高黏度型号可用作阻滞剂和控释剂；低黏度可用作缓释或控释制剂的致孔剂，可通过选择羟丙基纤维素的等级、黏度、用量等来控制其缓控释制剂的释放速率，一般黏度越大，释样越慢；用量越多，释样越慢。

聚丙烯酸树脂Ⅱ号为白色、具有流动性的细粉末，溶解度与pH值有关，可溶于pH值大于6的微碱性溶液，不溶于pH值小于5的酸性溶液，主要用作包膜材料和黏合剂，也可用于调节物料的释放部位和速度。与羟丙基甲基纤维素联用，可以改善抗湿性、外观等。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明的流程图；

图2为普通包膜丁酸钠产品体外模拟实验结果；

图3为本发明的猪用产品体外模拟实验结果；

图4为本发明的禽用产品体外模拟实验结果。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1：

参见图1，一种适用于猪的缓释丁酸钠的制备方法，具体步骤如下：

(2)干燥；

以重量份计，配方组成如下：

丸芯：丁酸钠30份，硬脂酸镁2份，玉米淀粉10份，粘结剂0.5份，微晶纤维素9.5份；

包膜内层：壳聚糖10份，海藻酸钠12份；

包膜外层：虫胶8份，棕榈油18份；

制软材用水15份。

步骤(1)中，丸芯的粒径为500μm。

步骤(1)中，利用制粒机挤压制成软条，利用球形抛丸机抛圆制成丸芯。

步骤(2)的具体方法是：将丸芯置于沸腾干燥机内减压干燥，进风温度为90～105℃，干燥30～50分钟确保物料干燥的同时，降低能耗。

步骤(3)中，溶解的具体方法是：将壳聚糖和海藻酸钠加入水中，搅拌均匀，密闭贮存24小时，使全部溶解。

步骤(3)中，喷涂的工艺条件为：将溶解后的包膜内层物料通过流化床底喷喷涂至丸芯表面，喷枪压缩空气压力0.4MPa，进风温度30～50℃，蠕动泵转速70～95rpm，包材喷完后，关闭喷枪，继续流化3～5分钟，确保彻底干燥。

步骤(4)中，溶解的具体方法是：将虫胶和棕榈油加热、搅拌，直至完全溶解。

步骤(4)中，喷涂的工艺条件为：喷枪压缩空气压力0.4MPa，进风温度30～50℃，蠕动泵转速50～70rpm，包材喷完后，关闭喷枪，继续流化3～5分钟，确保彻底干燥。

一种适用于猪的缓释丁酸钠，是通过上述制备方法得到的。

实施例2：

(2)干燥；

以重量份计，配方组成如下：

丸芯：丁酸钠45份，硬脂酸镁1份，玉米淀粉8.5份，粘结剂0.1份，微晶纤维素3.4份；

包膜内层：壳聚糖15份，海藻酸钠10份；

包膜外层：虫胶7份，棕榈油10份；

制软材用水20份。

步骤(1)中，丸芯的粒径为800μm。

一种适用于猪的缓释丁酸钠，是通过上述制备方法得到的。

实施例3：

(2)干燥；

以重量份计，配方组成如下：

丸芯：丁酸钠60份，硬脂酸镁1份，玉米淀粉1.5份，粘结剂0.5份，微晶纤维素3份；

包膜内层：壳聚糖5份，海藻酸钠10份；

包膜外层：虫胶7份，棕榈油12份；

制软材用水25份。

步骤(1)中，丸芯的粒径为600μm。

一种适用于猪的缓释丁酸钠，是通过上述制备方法得到的。

实施例4：

一种适用于禽类的缓释丁酸钠的制备方法，具体步骤如下：

(2)干燥；

以重量份计，配方组成如下：

丸芯：丁酸钠20份，十二烷基硫酸钠2份，二氧化硅10份，粘结剂1份，玉米淀粉20份；

包膜内层：羟丙基甲基纤维素10份，聚丙烯酸树脂Ⅱ号5份；

包膜外层：虫胶15份，棕榈油17份；

制软材用水15份。

步骤(1)中，丸芯的粒径为800μm。

步骤(3)中，溶解的具体方法是：将羟丙基甲基纤维素和聚丙烯酸树脂Ⅱ号加入体积百分数95％的乙醇水溶液中，搅拌均匀，密闭贮存24小时，使全部溶解。

一种适用于禽类的缓释丁酸钠，是通过上述制备方法得到的。

实施例5：

一种适用于禽类的缓释丁酸钠的制备方法，具体步骤如下：

(2)干燥；

以重量份计，配方组成如下：

丸芯：丁酸钠40份，十二烷基硫酸钠1份，二氧化硅5份，粘结剂1.5份，玉米淀粉10.5份；

包膜内层：羟丙基甲基纤维素8份，聚丙烯酸树脂Ⅱ号7份；

包膜外层：虫胶15份，棕榈油12份；

制软材用水20份。

步骤(1)中，丸芯的粒径为500μm。

实施例6：

一种适用于禽类的缓释丁酸钠的制备方法，具体步骤如下：

(2)干燥；

以重量份计，配方组成如下：

丸芯：丁酸钠60份，十二烷基硫酸钠1份，二氧化硅1.5份，粘结剂1份，玉米淀粉2.5份；

包膜内层：羟丙基甲基纤维素5份，聚丙烯酸树脂Ⅱ号8份；

包膜外层：虫胶6份，棕榈油15份；

制软材用水25份。

步骤(1)中，丸芯的粒径为600μm。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种适用于猪的缓释丁酸钠的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

(2)干燥；

(4)包覆保护层：按照适用于不同畜禽的包膜外层配方组成称取各组分，溶解，喷涂至步骤(3)形成的缓释层表面，干燥形成保护层；

适用于猪的配方组成如下：

包膜内层：壳聚糖5～50份，海藻酸钠10～20份；

包膜外层：虫胶5～25份，棕榈油10～50份；

制软材用水10～30份。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，溶解的具体方法是：将壳聚糖和海藻酸钠加入水中，搅拌均匀，密闭贮存24小时，使全部溶解。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，溶解的具体方法是：将虫胶和棕榈油加热、搅拌，直至完全溶解。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，喷涂的工艺条件为：将溶解后的包膜内层物料通过流化床底喷喷涂至丸芯表面，喷枪压缩空气压力0.4MPa，进风温度30～50℃，蠕动泵转速70～95rpm，包材喷完后，关闭喷枪，继续流化3～5分钟，确保彻底干燥。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，喷涂的工艺条件为：喷枪压缩空气压力0.4MPa，进风温度30～50℃，蠕动泵转速50～70rpm，包材喷完后，关闭喷枪，继续流化3～5分钟，确保彻底干燥。

6.一种适用于猪的缓释丁酸钠，其特征在于，是通过权利要求1-5任意一项所述的制备方法得到的。

7.一种适用于禽类的缓释丁酸钠的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

(2)干燥；

适用于禽类的配方组成如下：

包膜外层：虫胶10～25份，棕榈油10～50份；

制软材用水10～30份。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，溶解的具体方法是：将羟丙基甲基纤维素和聚丙烯酸树脂Ⅱ号加入体积百分数95％的乙醇水溶液中，搅拌均匀，密闭贮存24小时，使全部溶解。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，溶解的具体方法是：将虫胶和棕榈油加热、搅拌，直至完全溶解。

10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，喷涂的工艺条件为：将溶解后的包膜内层物料通过流化床底喷喷涂至丸芯表面，喷枪压缩空气压力0.4MPa，进风温度30～50℃，蠕动泵转速70～95rpm，包材喷完后，关闭喷枪，继续流化3～5分钟，确保彻底干燥。

11.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，喷涂的工艺条件为：喷枪压缩空气压力0.4MPa，进风温度30～50℃，蠕动泵转速50～70rpm，包材喷完后，关闭喷枪，继续流化3～5分钟，确保彻底干燥。

12.一种适用于禽类的缓释丁酸钠，其特征在于，是通过权利要求7～11任意一项所述的制备方法得到。