CN109906036A - 反刍动物用饲料添加组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供具备瘤胃中的高保护性且消化道中的溶出性也良好的反刍动物用饲料添加组合物。本发明涉及一种反刍动物用饲料添加组合物,其特征在于,含有(A)选自熔点高于50℃且低于90℃的氢化植物油及氢化动物油中的至少一种、(B)卵磷脂、(C)生物活性物质、(D)天然植物油以及水,通过小角和广角X射线散射法在40℃保持15分钟而测定散射分布图后,进一步在40℃保持30分钟而测定散射分布图时,在散射角2θ为5°以下的区域中具有最大峰强度的峰的在40℃保持了15分钟的时刻的峰强度(s)与在40℃保持了45分钟的时刻的峰强度(t)之比(t/s)为0.9~1.1,并且在散射角2θ为17°~23°的区域中具有最大峰强度的峰的在40℃保持了15分钟的时刻的峰强度(x)与在40℃保持了45分钟的时刻的峰强度(y)之比(y/x)为0.7~0.9。
Description
技术领域
本发明涉及反刍动物用饲料添加组合物。更具体来说,本发明涉及具备瘤胃中的高保护性、且消化道中的溶出性也良好的反刍动物用饲料添加组合物。
背景技术
反刍动物摄取饲料后,生存于第一胃(瘤胃)内的微生物吸收饲料中的营养素的一部分作为营养源。通过该功能,反刍动物可将无法直接消化的物质作为营养素吸收。例如,微生物消化纤维素并通过生成的糖类发酵生产挥发性有机化合物。反刍动物将该产物作为营养吸收。另一方面,在有希望反刍动物直接吸收的营养源的情况下,微生物也会进行消化,因此反刍动物只能吸收微生物发酵而生产的物质。
为了改善反刍动物的健康状态,提高其产物(例如牛奶、食用肉等)的生产率,有时理想的是供给对通常的饲料进行补足的营养素。
这样的情况下,采用反刍动物用饲料添加制剂,该制剂在瘤胃中保护营养素,其后在第四胃(皱胃)以后的消化道吸收营养素,使得生物活性物质(营养素)不会被微生物摄取,而有效地被吸收。
泌乳牛等反刍动物的饲料制剂中,一直以来,为了使作为营养素的生物活性物质在瘤胃中的保护性提高的目的,采用以油脂等被覆生物活性物质的方式。并且,为了使消化道内的溶出性提高等目的,有时采用具有溶出促进效果的油脂。例如,报道了由于低熔点油脂容易被脂肪酶等肠的消化酶分解,因此可通过其添加而使消化道中的生物活性物质的溶出性提高(专利文献1)。此外,有时也使用除油脂以外的物质,例如卵磷脂因为其作为乳化剂的作用而有时也在反刍动物的消化道中被用作自饲料制剂溶出生物活性物质的溶出促进剂。
另一方面,反刍动物摄取饲料制剂后,饲料制剂在瘤胃(第一胃)中停留数小时至数十小时,因此生物活性物质的一部分被一直存在于瘤胃中的原生动物等微生物摄取,但卵磷脂和低熔点油脂等溶出促进剂诱导瘤胃中的生物活性物质的溶出,其结果是,存在饲料制剂在瘤胃中的保护性下降的问题。
日本专利特开2005-312380号公报(专利文献2)中记载了一种制造分散型的过瘤胃制剂(过瘤胃保护剂)的方法,其中,从含氢化油作为保护剂且含卵磷脂和碳数12~22的饱和或不饱和脂肪酸单羧酸盐的混合物,在该保护剂的液化温度(50~90℃)下采用向空气中进行喷射的喷射造粒法,固化成直径0.5~3mm的球状而得。专利文献2中揭示了,通过含有卵磷脂和硬脂酸,可获得第一胃中的保护性和第四胃中的释放性良好的过瘤胃制剂。另一方面,专利文献2中记载了,通过该制造方法可制造含有40.0重量%的L-赖氨酸盐酸盐的过瘤胃制剂,但专利文献2中所记载的制造方法中,为了使其通过喷嘴,需要使用低粘度的混合物,无法获得超过40重量%的高含量的含L-赖氨酸盐酸盐的制剂。
日本专利5040919号公报(专利文献3)中记载了一种分散型的反刍动物用饲料添加组合物,其含有:选自熔点高于50℃且低于90℃的氢化植物油或氢化动物油中的至少一种保护剂、卵磷脂、40重量%以上且低于65重量%的碱性氨基酸以及0.01~6重量%的水。该组合物以40重量%以上的高含量含有碱性氨基酸。此外,专利文献3中记载了该组合物具有基于0.05~6重量%的卵磷脂的保护率提高效果和基于水分含量控制的保护率提高效果,还记载了可实现高瘤胃通过率。
美国专利申请公开第2012/244248号说明书(专利文献4)中记载了一种反刍动物饲料添加物,其中,将经造粒的赖氨酸硫酸盐(粒径0.3~3mm)用氢化油与卵磷脂、硬脂酸、油酸和棕榈油中的任一种改性剂(modifying agent)的混合物被覆2层以上(理想的是4层以上)。该饲料添加物中的赖氨酸硫酸盐造粒物的含量为50%~60%(以赖氨酸盐酸盐换算计为37%~45%)。此外,该饲料添加物含有0.5~10%的改性剂,专利文献4的实施例中添加有2~4%的改性剂。通过使用改性剂可减少该制剂的被覆层上存在的细微损伤、裂缝或小孔,专利文献4中记载了上述饲料添加物的过瘤胃率(rumen bypass rate)为50%以上,小肠消化率为70%以上。
另一方面,被覆型的饲料添加物在反刍动物咀嚼饲料而碎裂的情况下其性能显著下降。
美国专利第8137719号说明书(专利文献5)中记载了一种制剂,其中,通过将脂肪酸盐、植物油(vegetable oil)和赖氨酸盐酸盐均匀地混合后,对所得的颗粒进行成形而制造。该制剂含有15~25%的赖氨酸,含有1~5%的植物油。该制剂中,植物油被用作液化调节剂(liquefiable conditioner),不仅限于植物油,还可使用油、脂肪、游离脂肪酸、脂质、卵磷脂、蜡等。专利文献5中未记载液化调节剂的明确作用,但记载了脂肪酸盐与液化调节剂形成均匀的混合物。专利文献5的实施例中所记载的赖氨酸含量以赖氨酸盐酸盐换算计为18.6~31%,很难说含量高。
美国专利第8182851号说明书(专利文献6)记载了一种制剂,该制剂是以棕榈油蒸馏残渣(PFUD)的钙盐和脂肪酸钙被覆赖氨酸盐酸盐而得。该制剂中,钙盐在通过瘤胃后的酸性条件下溶解,因而核心中所含的赖氨酸盐酸盐溶出。专利文献6的实施例中记载了赖氨酸盐酸盐的浓度为20%。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特公昭49-45224号公报
专利文献2:日本专利特开2005-312380号公报
专利文献3:日本专利第5040919号公报
专利文献4:美国专利申请公开第2012/244248号说明书
专利文献5:美国专利第8137719号说明书
专利文献6:美国专利第8182851号说明书。
发明内容
发明所要解决的技术问题
上述的现有技术文献中揭示了将卵磷脂、植物油、脂肪酸等用作液化调节剂(Liquefiable conditioner)、改性剂(modifying agent)或溶出控制剂。实施例中提及了这些成分对瘤胃保护性的影响,但未揭示对于通过瘤胃后的肠内的溶出性的影响。本发明的课题在于提供含有30重量%以上的生物活性物质、因给予饲料时的咀嚼所导致的性能下降较少的分散型并且具备瘤胃中的高保护性且消化道中的溶出性也良好的反刍动物用饲料添加组合物。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明人等对上述课题进行了认真探讨,结果惊讶地发现,通过使用特定量的卵磷脂和天然植物油,可在保持瘤胃中的高保护性的同时提高消化道中的溶出性,而且这样得到的饲料添加组合物具有如下的全新特性:通过小角和广角X射线散射法在40℃保持了15分钟后测定散射分布图后,进一步在40℃保持30分钟(合计45分钟)而测定散射分布图时,在散射角2θ为5°以下的区域中具有最大峰强度的峰的在40℃保持了15分钟的时刻的峰强度(s)与在40℃保持了45分钟的时刻的峰强度(t)之比(t/s)、以及在散射角2θ为17°~23°的区域中具有最大峰强度的峰的在40℃保持了15分钟的时刻的峰强度(x)与在40℃保持了45分钟的时刻的峰强度(y)之比(y/x)分别在特定的范围内;基于所述发现进一步进行研究而完成了本发明。
即,本发明如下所述,
[1]一种反刍动物用饲料添加组合物,其特征在于,
含有(A)选自熔点高于50℃且低于90℃的氢化植物油及氢化动物油中的至少一种、(B)卵磷脂、(C)生物活性物质、(D)天然植物油及水,
通过小角和广角X射线散射法在40℃保持15分钟而测定散射分布图后,进一步在40℃保持30分钟而测定散射分布图时,
在散射角2θ为5°以下的区域中具有最大峰强度的峰的在40℃保持了15分钟的时刻的峰强度(s)与在40℃保持了45分钟的时刻的峰强度(t)之比(t/s)为0.9~1.1,并且
在散射角2θ为17°~23°的区域中具有最大峰强度的峰的在40℃保持了15分钟的时刻的峰强度(x)与在40℃保持了45分钟的时刻的峰强度(y)之比(y/x)为0.7~0.9;
[2]根据[1]所述的组合物,其中,所述天然植物油为选自大豆油、棕榈油、菜籽油、芥花油(canola oil)、橄榄油、杏仁油、鳄梨油(avocado oil)及红花油中的至少一种;
[3]根据[1]或[2]所述的组合物,其中,所述天然植物油含有相对于该天然植物油的构成脂肪酸为60重量%~95重量%的碳原子数18的不饱和脂肪酸;
[4]根据[1]~[3]中任一项所述的组合物,其中,所述天然植物油含有相对于该天然植物油的构成脂肪酸为55重量%~90重量%的油酸;
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的组合物,其中,所述天然植物油为橄榄油;
[6]根据[1]~[5]中任一项所述的组合物,其中,所述生物活性物质为选自氨基酸、维生素及类维生素物质中的至少一种;
[7]根据[1]~[6]中任一项所述的组合物,其中,在表层具有实质上不含生物活性物质的层;
[8]根据[7]所述的组合物,其中,实质上不含生物活性物质的层的厚度为30μm~110μm。
发明的效果
如果采用本发明,可提供具备瘤胃中的高保护性且消化道中的溶出性也良好的反刍动物用饲料添加组合物。
本发明的反刍动物用饲料添加组合物通过以特定浓度含有卵磷脂及天然植物油这两者,与仅含有卵磷脂及天然植物油中的任一者的情况相比,可在维持瘤胃中的高保护性的同时,进一步促进消化道中的溶出性。
如果采用本发明的反刍动物用饲料添加组合物,可将大量的生物活性物质(例如氨基酸等)高效地运送至泌乳牛的小肠,因此泌乳牛可大量地吸收生物活性物质(例如氨基酸等)作为营养素,其结果可实现例如泌乳量生产的增加等。
附图的简单说明
图1是实施例1的组合物的散射角2θ为5°以下的区域(小角区域)的散射分布图;
图2是比较例1的组合物的散射角2θ为5°以下的区域(小角区域)的散射分布图;
图3是实施例1的组合物的散射角2θ为17°~23°的区域(广角区域)的散射分布图;
图4是比较例1的组合物的散射角2θ为17°~23°的区域(广角区域)的散射分布图;
图5表示实施例1及比较例1的组合物的保护率、溶出率及体外(in vitro)推测有效率的图。左侧的纵轴表示保护率及溶出率的标尺,右侧的纵轴表示体外推测有效率的标尺;
图6是表示实施例1的组合物的实质上不含生物活性物质的层的SEM照片。
具体实施方式
本发明的反刍动物用饲料添加组合物(以下也称“本发明的组合物”)的特征之一是含有(A)选自熔点高于50℃且低于90℃的氢化植物油及氢化动物油中的至少一种(以下也称“成分A”)、(B)卵磷脂(以下也称“成分B”)、(C)生物活性物质(以下也称“成分C”)、(D)天然植物油(以下也称“成分D”)以及水。
本发明中,“反刍动物用饲料添加组合物”是指通常添加于反刍动物用饲料,在反刍动物摄取该饲料的同时被摄取的组合物。但是,只要可被反刍动物摄取,并不一定要添加于饲料中,例如本发明的组合物可单独被反刍动物摄取。
[成分A]
本发明的组合物中,成分A起到保护剂的作用。被用作成分A的氢化植物油及氢化动物油通过对常温(25℃)下呈液态的植物油或动物油进行氢化而使其固化而得,是还包含极度氢化油(fully hydrogenated oil)在内的概念。本发明中所用的氢化植物油及氢化动物油的熔点通常高于50℃,由于可使瘤胃中的保护性良好,因而较好是55℃以上,更好是60℃以上。此外,该熔点通常低于90℃,由于可使消化道中的溶出性良好,因而较好是80℃以下,更好是70℃以下。本发明中所用的氢化植物油及氢化动物油的熔点通过日本农林标准中规定的上升熔点(open-tube melting point)测定法进行测定。
作为氢化植物油的具体例子,可列举氢化大豆油、氢化棕榈油、氢化菜籽油、氢化芥花油、氢化橄榄油、氢化杏仁油、氢化鳄梨油、氢化花生油、氢化棉籽油、氢化玉米油、氢化红花籽油、氢化葵花籽油、氢化红花油、氢化米糠油、小烛树蜡、巴西棕榈蜡、米蜡、木蜡、蜂蜡等,由于工业上容易获得,因而较好是氢化大豆油、极度氢化大豆油。作为氢化动物油的具体例子,可列举牛油、猪油、鲸蜡等,由于工业上容易获得,因而较好是氢化牛油、氢化猪油。这些氢化植物油及氢化动物油可单独使用,或者也可两种以上并用。
本发明的组合物中的成分A的含量相对于本发明的组合物通常超过23重量%,由于可使瘤胃中的保护性良好,因而较好是30重量%以上,更好是35重量%以上。此外,该含量相对于本发明的组合物通常低于60重量%,由于能以高浓度含有生物活性物质,因而较好是55重量%以下,更好是50重量%以下。
[成分B]
被用作成分B的卵磷脂被认为作为乳化剂起作用,对生物活性物质的表面进行改性,使该活性物质在熔融的保护剂中不会聚集于局部而是均匀地分散。
作为卵磷脂的具体例子,可列举大豆卵磷脂、油菜卵磷脂、菜籽卵磷脂、向日葵卵磷脂、红花卵磷脂、棉籽卵磷脂、玉米卵磷脂、亚麻籽卵磷脂、芝麻卵磷脂、米卵磷脂、椰子卵磷脂、棕榈卵磷脂等植物性卵磷脂;蛋黄卵磷脂等,由于工业上容易获得,因而较好是植物性卵磷脂,更好是大豆卵磷脂。这些卵磷脂可以是例如氢化物、酶处理物、酶分解物、卵磷脂分离物等。此外,这些卵磷脂可单独使用,或者也可两种以上并用。
本发明的组合物中的成分B的含量相对于本发明的组合物通常为0.05重量%以上,由于可使瘤胃中的保护性良好,因而较好是0.5重量%以上,更好是1重量%以上。此外,该含量相对于本发明的组合物通常为6重量%以下,由于可使瘤胃中的保护性良好,因而较好是5重量%以下,更好是3重量%以下,特别好是2重量%以下。
[成分C]
被用作成分C的生物活性物质只要是可被反刍动物摄取而在该生物体内显示生理活性功能的物质,则无特别限定,可列举例如氨基酸、维生素、类维生素物质、酶、蛋白质、肽等,从有益于生物体(probiotics)的观点来看,较好是氨基酸、维生素、类维生素物质。
氨基酸可以是游离的氨基酸,或者可以是生理学上允许的盐。作为氨基酸的生理学上允许的盐,可列举例如与无机碱的盐、与无机酸的盐及与有机酸的盐等。作为与无机碱的盐,可列举例如与钠、钾、锂等碱金属的盐,与钙、镁等碱土金属的盐,铵盐等。作为与无机酸的盐,可列举例如与氢卤酸(盐酸、氢溴酸、氢碘酸等)、硫酸、硝酸、磷酸等的盐。作为与有机酸的盐,可列举例如与甲酸、乙酸、丙酸、草酸、琥珀酸、马来酸、富马酸、柠檬酸等的盐。氨基酸可使用L-体、D-体、DL-体中的任一种,较好是L-体、DL-体,更好是L-体。
作为氨基酸的具体例子,可列举精氨酸、组氨酸、赖氨酸、羟基赖氨酸、鸟氨酸、瓜氨酸等碱性氨基酸或其生理学上允许的盐;甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、丝氨酸、苏氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、色氨酸、5-羟基色氨酸、胱氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、脯氨酸、羟基脯氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸等中性氨基酸或其生理学上允许的盐;天冬氨酸、谷氨酸等酸性氨基酸或其生理学上允许的盐等;由于对乳牛的生理活性功能高,因而较好是碱性氨基酸或其生理学上允许的盐,因为认为对于泌乳牛的乳量增产而言最重要,其中更好是赖氨酸或其生理学上允许的盐,特别好是赖氨酸的与无机酸的盐,最好是赖氨酸盐酸盐。这些氨基酸可单独使用,或者也可两种以上并用。
氨基酸及其生理学上允许的盐可以使用从天然存在的动植物等提取并纯化而得的成分,或者通过化学合成法、发酵法、酶法或基因重组法得到的成分中的任一种。此外,市售品可直接使用或粉碎后使用。粉碎氨基酸的情况下,其粒径较好是100μm以下,更好是75μm以下。
作为维生素的具体例子,可列举维生素B1、维生素B2、维生素B6、维生素B12、叶酸、烟酸、泛酸、生物素、维生素C等水溶性维生素等。这些维生素可单独使用,或者也可两种以上并用,选择适当的维生素即可。
类维生素物质是指具有与维生素类似的生理作用的化合物,是与维生素不同而可在体内生物合成的物质,作为其具体例子,可列举胆碱(例如,氯化胆碱、CDP(二磷酸胞苷,cytidine diphosphate)胆碱、酒石酸氢胆碱等)、对氨基苯甲酸、硫辛酸、肉碱、乳清酸、泛醌等。这些类维生素物质可单独使用,或者也可两种以上并用。
本发明的组合物中的成分C的含量相对于本发明的组合物通常为30重量%以上,由于可有效地供给大量的生物活性物质,因而较好是35重量%以上,更好是40重量%以上。此外,该含量相对于本发明的组合物通常低于65重量%,由于可使瘤胃中的保护性良好,因而较好是60重量%以下。
[成分D]
可用作成分D的天然植物油是指常温(25℃)下呈液态的植物油,是区别于可用于成分A的氢化植物油的概念。
作为天然植物油的具体例子,可列举大豆油、棕榈油、菜籽油、芥花油、橄榄油、杏仁油、鳄梨油、红花油、葵花籽油、玉米油、米糠油等,较好是大豆油、棕榈油、菜籽油、芥花油、橄榄油、杏仁油、鳄梨油、红花油。这些天然植物油可单独使用,或者也可两种以上并用。此外,这些天然植物油只要常温下呈液态,则可实施例如酯交换、分配处理(partitiontreatment)等处理。
构成成分D的脂肪酸(构成脂肪酸)的种类无特别限定,可列举例如月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、花生酸、山嵛酸等碳原子数12~24的饱和或不饱和的脂肪酸,从向消化道的溶出性的观点来看,成分D较好是包含油酸、亚油酸、亚麻酸等碳原子数18的不饱和脂肪酸。
成分D中的饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的构成比率无特别限定,由于可使体外推测有效率良好,因而成分D中较好是含有相对于成分D的构成脂肪酸为60重量%~95重量%的碳原子数18的不饱和脂肪酸,更好是含有相对于成分D的构成脂肪酸为80重量%~95重量%的碳原子数18的不饱和脂肪酸。
成分D中较好是含有相对于成分D的构成脂肪酸为55重量%~90重量%的油酸,更好是含有相对于成分D的构成脂肪酸为70重量%~90重量%的油酸。作为含有相对于构成脂肪酸为55重量%~90重量%的油酸的成分D的具体例子,可列举橄榄油等。
成分D中所含的碳原子数18的脂肪酸的不饱和比率(碳原子数18的不饱和脂肪酸的重量相对于碳原子数18的饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的总重量的比例)无特别限定,通常为40%以上,由于可使体外推测有效率良好,因而较好是50%以上,更好是55%以上。该不饱和比率的上限无特别限定,通常为100%。
本发明的组合物中的成分D的含量相对于本发明的组合物通常为0.01重量%以上,由于可使体外推测有效率良好,因而较好是0.05重量%以上,更好是0.1重量%以上。此外,该含量相对于本发明的组合物通常低于0.8重量%,由于可使体外推测有效率良好,因而较好是0.6重量%以下,更好是0.4重量%以下。
本发明的组合物中所含的水被认为对本发明的组合物的保存稳定性造成影响,改善瘤胃中的保护性。本发明的组合物中所含的水只要是通常可用于饲料添加组合物的制造的水,则无特别限定,可列举例如超纯水、纯水、离子交换水、蒸馏水、纯净水、自来水等。
本发明的组合物中的水的含量(水分含量)相对于本发明的组合物通常为0.1重量%以上,由于可使瘤胃中的保护性良好,因而较好是2重量%以上。此外,该水分含量相对于本发明的组合物通常低于6重量%,由于可使瘤胃中的保护性良好,因而较好是5重量%以下,更好是4重量%以下。
本发明的组合物中的水分含量通过Kett(凯特)水分分析计(红外水分平衡(infrared Moisture Balance) FD-610)测定105℃加热20分钟后的减少量而求得。
除含有成分A~D和水之外,本发明的组合物还可含有除此以外的其他成分。该其他成分只要不损害本发明的目的则无特别限定,可列举例如碳酸钙、二氧化硅等赋形剂;硬脂酸镁、硬脂酸钙、滑石等润滑剂;碳酸氢钠、柠檬酸等pH调节剂;硅酸钙、铝硅酸钠等防固化剂等。该其他成分可单独使用,或者也可两种以上并用。
本发明的组合物的特征之一在于,通过小角和广角X射线散射法在40℃保持15分钟后测定散射分布图后,进一步在40℃保持30分钟(合计45分钟)而测定散射分布图时,在散射角2θ为5°以下的区域中具有最大峰强度的峰的在40℃保持了15分钟的时刻的峰强度(s)与在40℃保持了45分钟的时刻的峰强度(t)之比(t/s)、以及在散射角2θ为17°~23°的区域中具有最大峰强度的峰的在40℃保持了15分钟的时刻的峰强度(x)与在40℃保持了45分钟的时刻的峰强度(y)之比(y/x)分别在特定的范围内。
本发明中,“散射分布图”是指如图1~4所示将通过小角和广角X射线散射法测定的散射强度I作为散射角2θ的函数表示而得的分布图。
本发明中,采用小角和广角X射线散射法的测定,使用可同时进行小角和广角的X射线散射分析的装置。例如,可使用后述的安东帕(Anton Paar)公司制的SWAXS分析系统来测定。在此,SWAXS分析系统是指可进行小角和广角X射线散射法分析的测定系统。
上述的峰强度比t/s和y/x分别在特定的范围内的本发明的组合物,如果加温至40℃左右,则由成分A形成的层状结构的结晶性下降,生物活性物质的溶出性可增大。即,峰强度比t/s和y/x分别在特定的范围内的本发明的组合物对反刍动物的体温(约40℃)具有敏感性,生物活性物质的溶出性可在反刍动物的体内变化。
具体来说,峰强度比t/s(即,在散射角2θ为5°以下的区域中具有最大峰强度的峰的在40℃保持了15分钟的时刻的峰强度(s)与在40℃保持了45分钟的时刻的峰强度(t)之比)表示将本发明的组合物加温至40℃并保持了45分钟时的由成分A形成的层状结构的层叠性的变化程度,该峰强度比通常为0.9~1.1,较好是0.9~1.05。此外,峰强度比y/x(即,在散射角2θ为17°~23°的区域中具有最大峰强度的峰的在40℃保持了15分钟的时刻的峰强度(x)与在40℃保持了45分钟的时刻的峰强度(y)之比)表示将本发明的组合物加温至40℃并保持了45分钟时的由成分A形成的层状结构的结晶性的变化程度,该峰强度比通常为0.7~0.9,较好是0.7~0.8。这些峰强度比可通过例如适当调节成分D的含量等方式调整至分别在上述的范围内。在此,“在散射角2θ为5°以下的区域中具有最大峰强度的峰”通常在散射角2θ为1°~2.5°的区域中观测,较好是在散射角2θ为1.5°~2°的区域中观测。此外,“在散射角2θ为17°~23°的区域中具有最大峰强度的峰”通常在散射角2θ为19°~21°的区域中观测,较好是在散射角2θ为19.5°~20.5°的区域中观测。
本发明的组合物较好是成形为反刍动物容易摄取的形状,其形状无特别限定,可列举例如球状、颗粒状、丸状(pellet shape)、橄榄球状、麦片状(压麦状)、鸡蛋状等。
本发明的组合物较好是球状或与其接近的形状。本发明的组合物的成形物的粒径无特别限定,通常为0.1~20mm,从与饲料的混合度的观点来看,较好是0.3~10mm,更好是0.5~5mm。本发明的组合物的粒径通过日本工业标准的JIS Z 8801所规定的标准筛进行筛分来规定。
本发明的组合物的制造方法无特别限定,本发明的组合物通过本身公知的方法制造即可,可通过例如国际公开第2008/041371号、美国专利申请公开第2009/0232933号说明书、国际公开第2009/122750号、美国专利申请公开第2011/0081444号说明书中记载的方法或基于这些文献的方法进行制造。具体来说,本发明的组合物可通过包括使含有成分A~D的熔融混合物浸渍于水中而固化的工序的方法等制造。
含有成分A~D的熔融混合物的制备方法无特别限定,可列举例如使用市售的挤压机(较好是双螺杆挤压机)等对成分A~D(可根据需要含有其他成分)进行加热的方法等。向挤压机的料筒中添加成分A~D的顺序无特别限定,为了以成分B被覆成分C的表面,可将该成分B及C预先用诺塔(Nauta)混合机等混合后添加,或者,为了提高生产效率,可几乎同时添加成分A~D。或者,通过在先将成分A及C于室温附近混合后,添加剩余的成分并进行加热,也可获得熔融混合物。成分C可粉碎后使用,例如可使用粉碎机粉碎至粒径较好是100μm以下、更好是75μm以下,根据需要进行筛分后使用。
加热成分A~D时的温度只要是成分A的熔点以上,则无特别限定,较好是比成分A的熔点高5~15℃。例如,作为成分A采用极度氢化大豆油(熔点:67~71℃)的情况下,以80~85℃进行加热即可。这时,除成分A以外的成分并非必须熔融,例如使用L-赖氨酸盐酸盐(熔点:263℃)作为成分C的情况下,L-赖氨酸盐酸盐在非熔融的状态下分散,熔融混合物可以是浆料状态。此外,不需要从加热开始就以成分A的熔点以上的温度进行加热,例如,如果先以比成分A的熔点低5~10℃的温度进行预加热,接着通过挤压机的料筒内的螺杆运送原料后,以成分A的熔点以上的规定温度进行加热,则可有效地获得稳定的熔融混合物。
可用于熔融混合物的制备的设备并不限于挤压机,只要能够制备自由落下时可形成液滴的熔融混合物,则可适当使用。
使含有成分A~D的熔融混合物浸渍于水中的方法无特别限定,可列举例如将熔融混合物贮存于具有规定直径的孔(洞)的容器,并使其从该孔落下至水中的方法等。如果使熔融混合物从规定直径的孔落下(较好是自由落下),则在落下中因表面张力的作用而截断,分别形成独立的液滴。如果使该液滴落下至规定温度的水槽中,则液滴在水中瞬间被冷却而固化,获得规定形状的固体物。液滴固化而形成固体物时,水槽中的水被包入固体物。该水可通过其后的加热干燥处理(后述)减少。应予说明,如果将熔融混合物浸渍于水中,则一部分生物活性物质可能会溶出至水中,但其量极少。
贮存熔融混合物的容器所具有的孔的直径根据最终获得的固体物(熔融混合物的液滴固化而得的产物)的大小适当选择即可。例如,制造粒径为3~5mm左右的小固体物的情况下,将孔的直径设为0.5~3mm即可,制造粒径为5~10mm左右的固体物的情况下,将孔的直径设为3~5mm即可。贮存熔融混合物的容器所具有的孔的直径通常为0.5~5mm,较好是1~4mm。
贮存熔融混合物的容器只要具有规定直径的孔,则无特别限定,但由于可有效地增加生产量,故较好是使用多孔喷射器(shooter)。在此,“多孔喷射器”是指在底部形成有多个穿孔的容器,是暂时贮存熔融混合物的设备。此外,贮存熔融混合物的容器较好是具备加温设备而使贮存的熔融混合物不会变冷。
熔融混合物的落下距离(例如自多孔喷射器的底面至水面的距离)无特别限定,通常为10mm~1.5m,较好是30mm~1.0m。通过调整熔融混合物的落下距离,可改变最终获得的固体物的形状。例如,使加热至65℃左右的熔融混合物落下至水中的情况下,如果将落下距离设为50~150mm,则可获得自球形至近似于橄榄球的形状的固体物。此外,如果进一步加长落下距离,则与水面的撞击能量增大,因此可获得平坦的麦片状的固体物,例如落下距离若为0.5m左右,则可获得周边有起伏的麦片状的固体物。
使其落下至水中时的熔融混合物的温度无特别限定,通常为60~90℃,从成分A等的熔点的观点来看,较好是70~90℃。
只要熔融混合物瞬间固化,则使熔融混合物落下的水的温度无特别限定,通常为0~30℃。如果使熔融混合物落下的水的温度过高,则所得的固体物的粒子形状崩解,形成片(flake)状,存在容易碎裂的倾向。水温较好是保持恒定,例如通过连续补充规定温度的水,可保持使熔融混合物落下的水的温度恒定。
捕获在水中固化的混合物的方法无特别限定,通过连续地补充水来保持水温恒定的情况下,固化的混合物(比重:约1.1)使用网、网容器等收集即可。
通过包括使含有成分A~D的熔融混合物浸渍于水中而固化的工序的方法来制造本发明的组合物的情况下,该方法较好是还包括对固化后的混合物实施加热干燥处理的工序。通过该加热干燥处理,可调节本发明的组合物的水分含量。加热干燥处理例如可通过将固化后的混合物暴露于设定为比固化后的混合物所含的成分A的熔点更低的温度的氛围(例如热水、蒸气、热风等)中约数分钟~数十分钟等方式进行。加热干燥处理的时间基于加热干燥处理的温度、成分A的种类及固化后的混合物的量等适当设定即可,例如可将固化后的混合物长时间(例如0.5~2小时等)暴露于设定为比固化后的混合物所含的成分A的熔点更低的温度的氛围中。
本发明的组合物较好是在其表层具有实质上不含生物活性物质的层。本发明的组合物通过在表层具有实质上不含生物活性物质的层,从而可具有拒水性。在此,“实质上不含生物活性物质的层”是指完全不含生物活性物质、或者以不损害拒水性的量(通常2重量%以下、较好是1重量%以下)含有生物活性物质的层。
实质上不含生物活性物质的层的厚度通常为30μm~110μm,由于可使拒水性良好,因而较好是30μm~80μm。
在表层具有实质上不含生物活性物质的层的本发明的组合物可通过例如上述的制造方法、即包括使含有成分A~D的熔融混合物浸渍于水中而固化的工序以及对固化后的混合物实施加热干燥处理的工序的方法等制造。实质上不含生物活性物质的层被认为如下形成:使熔融混合物浸渍于水中时表面的生物活性物质溶出至水中后,固化后的混合物的表面通过加热处理而平滑化。
本发明的组合物的瘤胃中的保护性及消化道中的溶出性可通过以下的方法进行评价。
以下的方法中,试液中的生物活性物质的浓度通过液相色谱(日立株式会社制)进行测定。但是,生物活性物质为赖氨酸的情况下,也可使用生物传感器(王子计测机器株式会社制)进行测定。
<用于计算保护率的生物活性物质的浓度(浓度A)的测定>
使用溶出试验器(富山产业株式会社制),向加温至相当于反刍动物(例如乳牛等)的体温的温度(例如39℃)的900ml超纯水(使用Milli Q(密理博公司制)制造)中加入约3g制剂样品并以100rpm搅拌,从搅拌开始起20小时后,从搅拌中的试液采集2ml用于保护率测定,对生物活性物质的浓度进行测定(浓度A,单位:mg/dl)。
<用于计算溶出率的生物活性物质的浓度(浓度B)的测定>
对于刚采集上述保护率测定用样品后的试液,以100rpm继续搅拌的同时,添加胆汁粉(和光纯药株式会社制)和胰酶(和光纯药株式会社制)的水溶液(胆汁粉和胰酶的浓度均为23.4g/100ml)8ml作为小肠模拟试液,从添加该水溶液起5小时后,从搅拌中的试液采集2ml用于溶出率测定,对生物活性物质的浓度进行测定(浓度B,单位:mg/dl)。
<生物活性物质的保护率及溶出率的计算>
生物活性物质的保护率及溶出率通过下式算出;
保护率[%]={1-(浓度A[mg/dl]×9.08)/(制剂样品重量[g]×1000×制剂样品中的生物活性物质的含量[重量%])/100)}×100
溶出率[%]={((浓度B[mg/dl]-浓度A[mg/dl])×9.02)/(制剂样品重量[g]×1000×制剂样品中的生物活性物质的含量[重量%])/100)}×100。
本发明的组合物的体外推测有效率通过下述式算出;
体外推测有效率[%]=(溶出率[%])×(生物活性物质的含量[重量%])/100。
可使用本发明的组合物的反刍动物无特别限定,可列举例如牛、绵羊、山羊、鹿、长颈鹿、骆驼和羊驼等,较好是牛。
本发明的组合物相对于反刍动物用饲料的添加量无特别限定,可根据生物活性物质的需要量等适当调节。本发明的组合物通常以添加于饲料而与该饲料一起被反刍动物摄取的方式使用,但只要可被反刍动物摄取,则不一定要添加于饲料中,例如本发明的组合物可单独被反刍动物摄取。
以下的实施例中对本发明更具体地进行说明,但本发明并不受这些例子的任何限定。
实施例
<试验例1>
[实施例1]
将极度氢化大豆油(横关油脂株式会社制,熔点:67℃)、大豆卵磷脂(ADM公司制,Yelkin TS)、L-赖氨酸盐酸盐(味之素株式会社制)及橄榄油(JOM公司制,特级初榨(extravirgin))按照下表2所示的配方(配合比例)连续地投入双螺杆挤压机(Cosmotec(コスモテック)公司制)。
然后,在料筒内进行加热(预加热温度:65℃,正式加热温度:85℃,出口设定温度:70℃)、熔融及混合,获得熔融浆料状态的熔融混合物。将所得的熔融混合物通过挤压机出口排出,投入多孔喷射器(孔数:2060个,孔直径:2mm)后,使该熔融混合物从多孔喷射器的孔自由落下至冷却用水槽(水温:5~15℃)。自多孔喷射器至冷却用水槽的水面的距离设为10cm。从多孔喷射器落下的熔融混合物在落下中形成液滴,浸渍于水中后,被冷却而瞬间固化。对其进行室温送风而脱去附着的水后,通过设定为52℃的流化床干燥机(味之素株式会社制)进行7分钟的加热干燥处理,获得造粒物(反刍动物用饲料添加组合物)。以下,将该造粒物称为实施例1的组合物。
[比较例1]
除了将极度氢化大豆油(横关油脂株式会社制,熔点:67℃)、大豆卵磷脂(ADM公司制,Yelkin TS)及L-赖氨酸盐酸盐(味之素株式会社制)按照下表2所示的配方投入以外,以与实施例1同样的步骤得到比较例1的反刍动物用饲料添加组合物(以下称为比较例1的组合物)。
[小角和广角X射线散射测定]
对于实施例1的组合物及比较例1的组合物,按照以下的测定条件,在40℃保持15分钟后,进行小角和广角X射线散射同时测定而获得散射分布图后,将各组合物进一步在40℃保持30分钟(合计45分钟)后,进行小角和广角X射线散射同时测定而获得散射分布图。使用线聚焦装置(line focus apparatus)进行了测定,但对散射分布图进行了光学校正,使用相当于点聚焦的数据。于是,通过在不同的测定中使散射体积一致,从而可以进行相对强度比较。
(测定条件)
・SWAXS测定系统(安东帕公司制)
・温控样品台(安东帕公司制)
・X射线源:微焦点X射线源(Cu, Mo)
・检测器:成像板
・试样池:独立池
・输出功率:40kV,50mA
・焦点:线聚焦。
实施例1的组合物及比较例1的组合物的散射角2θ为5°以下的区域(小角区域)的散射分布图分别示于图1和图2。此外,这些散射分布图中具有最大峰强度的峰(2θ1.83)的、在40℃保持了15分钟的时刻的峰强度(s)、在40℃保持了30分钟的时刻的峰强度(t')及保持了45分钟的时刻的峰强度(t)的比值(s/s、t'/s及t/s)示于表1。
实施例1的组合物及比较例1的组合物的散射角2θ为17°~23°的区域(广角区域)的散射分布图分别示于图3和图4。此外,这些散射分布图中具有最大峰强度的峰(2θ19.9)的、在40℃保持了15分钟的时刻的峰强度(x)、在40℃保持了30分钟的时刻的峰强度(y')及保持了45分钟的时刻的峰强度(y)的比值(x/x、y'/x及y/x)示于表1。
[表1]
。
实施例1的组合物及比较例1的组合物中的L-赖氨酸含量、水分含量、保护率及溶出率分别通过以下的步骤进行测定。
[饲料添加组合物中的赖氨酸含量的测定]
各组合物的赖氨酸含量使用生物传感器(王子计测机器株式会社制)进行测定。
[饲料添加组合物中的水分含量的测定]
各组合物的水分含量通过凯特水分分析计(红外水分平衡 FD-610)测定105℃加热20分钟后的减少量而求得。
[保护率及溶出率的测定]
下述的试液的生物活性物质(L-赖氨酸)的浓度使用生物传感器(王子计测机器株式会社制)进行测定。
<用于计算保护率的生物活性物质(L-赖氨酸)的浓度(浓度A)的测定>
使用溶出试验器(富山产业株式会社制),向加温至相当于乳牛的体温的39℃的900ml超纯水(使用Milli Q(密理博公司制)制造)中加入约3g制剂样品并以100rpm搅拌,从搅拌开始起20小时后,从搅拌中的试液采集2ml用于保护率测定,对生物活性物质(L-赖氨酸)的浓度进行测定(浓度A,单位:mg/dl)。
<用于计算溶出率的生物活性物质(L-赖氨酸)的浓度(浓度B)的测定>
对于刚采集上述保护率测定用样品后的试液,以100rpm继续搅拌的同时,添加胆汁粉(和光纯药株式会社制)和胰酶(和光纯药株式会社制)的水溶液(胆汁粉和胰酶的浓度均为23.4g/100ml) 8ml作为小肠模拟试液,从添加该水溶液起5小时后,从搅拌中的试液采集2ml用于溶出率测定,对生物活性物质(L-赖氨酸)的浓度进行测定(浓度B,单位:mg/dl)。
<生物活性物质(L-赖氨酸)的保护率及溶出率的计算>
生物活性物质(L-赖氨酸)的保护率及溶出率通过下式算出,
保护率[%]={1-(浓度A[mg/dl]×9.08)/(制剂样品重量[g]×1000×制剂样品中的生物活性物质的含量[重量%])/100)}×100
溶出率[%]={((浓度B[mg/dl]-浓度A[mg/dl])×9.02)/(制剂样品重量[g]×1000×制剂样品中的生物活性物质的含量[重量%])/100)}×100。
实施例1的组合物及比较例1的组合物的体外推测有效率通过下述式算出,
体外推测有效率[%]=(溶出率[%])×(生物活性物质的含量[重量%])/100。
实施例1的组合物及比较例1的组合物中的L-赖氨酸含量、水分含量、保护率、溶出率及体外推测有效率示于下表2。此外,实施例1的组合物及比较例1的组合物的保护率、溶出率及体外推测有效率示于图5。
应予说明,熔融混合物中的极度氢化大豆油、大豆卵磷脂及橄榄油的含量在水中的造粒前后没有变化。
[表2]
。
由表2及图5所示的结果可知,t/s为0.92、y/x为0.74的本发明的组合物(实施例1)具有高保护性,且溶出性也良好。
另一方面,t/s为0.98、y/x为0.96的比较例1的组合物的溶出率低。
<试验例2>实质上不含生物活性物质的层的确认
切开试验例1中得到的实施例1的组合物,用扫描电子显微镜(SEM)拍摄其剖面。图6中示出实施例1的组合物的表面附近的SEM照片。由该照片可确认通过加热处理而平滑化的层(实质上不含生物活性物质的层)在从表面到100μm的深度形成。
工业上利用的可能性
如果采用本发明,可提供具备瘤胃中的高保护性且消化道中的溶出性也良好的反刍动物用饲料添加组合物。
本申请以在日本提出申请的日本专利特愿2016-211132(申请日:2016年10月27日)为基础,其内容纳入本说明书中。
Claims (8)
1.一种反刍动物用饲料添加组合物,其特征在于,
含有(A)选自熔点高于50℃且低于90℃的氢化植物油及氢化动物油中的至少一种、(B)卵磷脂、(C)生物活性物质、(D)天然植物油以及水,
通过小角和广角X射线散射法在40℃保持15分钟而测定散射分布图后,进一步在40℃保持30分钟而测定散射分布图时,
在散射角2θ为5°以下的区域中具有最大峰强度的峰的在40℃保持了15分钟的时刻的峰强度(s)与在40℃保持了45分钟的时刻的峰强度(t)之比(t/s)为0.9~1.1,并且
在散射角2θ为17°~23°的区域中具有最大峰强度的峰的在40℃保持了15分钟的时刻的峰强度(x)与在40℃保持了45分钟的时刻的峰强度(y)之比(y/x)为0.7~0.9。
2.根据权利要求1所述的组合物,其中,所述天然植物油为选自大豆油、棕榈油、菜籽油、芥花油、橄榄油、杏仁油、鳄梨油及红花油中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的组合物,其中,所述天然植物油含有相对于该天然植物油的构成脂肪酸为60重量%~95重量%的碳原子数18的不饱和脂肪酸。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的组合物,其中,所述天然植物油含有相对于该天然植物油的构成脂肪酸为55重量%~90重量%的油酸。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的组合物,其中,所述天然植物油为橄榄油。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的组合物,其中,所述生物活性物质为选自氨基酸、维生素及类维生素物质中的至少一种。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的组合物,其中,在表层具有实质上不含生物活性物质的层。
8.根据权利要求7所述的组合物,其中,实质上不含生物活性物质的层的厚度为30μm~110μm。
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