CN114651916B - 一种功能型凹凸棒石基水产饲料黏结剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种功能型凹凸棒石基水产饲料黏结剂,是以功能化改性凹凸棒石为基础原料,与α‑淀粉、高分子粘结剂、硬脂酸钠混合研磨而得。其中改性凹凸棒石是将由糖蜜、甜菜碱、植物油、大蒜素、聚甘油脂肪酸酯制备的乳液在高压均质作用后喷洒于凹凸棒石表面,经机械研磨而成。本发明将功能化改性凹凸棒石与淀粉、高分子黏结剂以及硬脂酸钠有机结合,在多重功效的协同作用下,实现了对饲料的有效黏结,提高了水产饲料在水中的稳定性,弥补了现有凹凸棒石饲料黏结剂的不足和缺陷,并且赋予了产品较佳诱食、抗菌、抗氧化等功能。另外,本发明工艺无任何三废产生,环保高效,产品与饲料易混合,具有明显的技术优势。
Description
技术领域
本发明涉及一种凹凸棒石基水产饲料黏结剂,尤其涉及一种功能型凹凸棒石基水产饲料黏结剂,属于饲料加工领域。
背景技术
鱼虾等水产饲料,除了硬度要求外,还要求具备良好的水稳定性,保证在水中浸泡一定时间后仍然能够保持饲料组成成分不被溶解和失散。若长期使用水稳定性差的水产配合饲料,不仅造成饲料的大量浪费,还会导致水体富营养化、藻类繁殖、细菌滋生、水质恶化严重,对水产动物产生毒害作用。因此,水产饲料在水中的稳定性成为关系到饲料营养效价和养殖成败的关键因素之一。
在饲料成型过程中添加一定量的黏结剂可有效改善水产饲料水稳定性。凹凸棒石是一种天然的具有纳米棒状晶体结构的含水富镁、铝硅酸盐黏土矿物,可在水中高度分散,表面结合水分子产生溶胀,呈现出较好的增稠性、相容性和触变性,具备饲料黏结剂的特性。然而单一使用凹凸棒石,由于其较强的亲水性,在水中易崩解,水稳定性较差。中国专利CN110250363A采用凹凸棒石与α-淀粉、海藻酸钠/海藻酸钾、阿拉伯树胶/琼脂、木质素磺酸盐、硅铝酸钠、聚丙烯酸钠/瓜尔豆胶、羧甲基纤维素钠复配,制备了鳗鱼鱼用饲料品质改善剂,取得了一定的效果,但简单的混合存在相容性差的相分离现象,在分散过程中凹凸棒石易被高分子材料包裹而成为大的团聚体,从而影响黏结效果。另外,由于凹凸棒石未改性处理,依然未能解决在水中的崩解问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中凹凸棒石基黏结剂在水产饲料黏结成型过程中存在的缺陷,提供一种功能型凹凸棒石基水产饲料黏结剂,使其能够提高水产饲料在水中的稳定性,降低饲料中可溶性营养成分的流失,同时赋予黏结剂良好的诱食及营养调节功效,有效提升水产饲料性能。
一、水产饲料黏结剂的制备
本发明功能型凹凸棒石基水产饲料黏结剂,是以功能化改性凹凸棒石为基础原料,与α-淀粉、高分子粘结剂、硬脂酸钠混合研磨而得。
所述各原料按以下重量份进行配比:功能化改性凹凸棒石70~85份,α-淀粉5~15份,高分子粘结剂5~10份,硬脂酸钠3~5份。
所述功能化改性凹凸棒石的制备工艺如下:
(1)以重量份计,将5~10份甜菜碱、0.5~3份十六烷基三甲基溴(氯)化铵(CTAB)加入到50~75份水中溶解充分后,加入5~15份糖蜜,加热至40~60℃;搅拌形成水相液;
(2)以重量份计,将5~10份植物油加热至40~60℃后,加入0.5~5份磷脂油、0.5-3份聚甘油脂肪酸酯、5~10份大蒜素,搅拌形成油相液;植物油为棕榈油、大豆油、花生油和玉米油中的一种;
(3)将步骤(1)所得水相液与步骤(2)所得油相液充分搅拌混合,并经高压均质机均质后形成均匀乳液。其中高压均质压力为10~30MPa;
(4)将凹凸棒石(凹凸棒石为100目以上的凹凸棒石粉,含水量≤15%。)置于搅拌机中,在搅拌状态下,将步骤(3)制备的乳液均匀喷洒于凹凸棒石表面,喷洒完毕后继续搅拌5~15min,然后将搅拌好物料经机械研磨后干燥、粉碎,得到功能化改性凹凸棒石。
所述的高分子黏结剂为海藻酸钠、黄原胶、瓜尔豆胶、羧甲基纤维素钠以及聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇中的至少一种。优选黄原胶及聚丙烯酸钠或阴离子聚丙烯酰胺的组合,且二者的质量比为1:0.4~1:2.5。
所述的机械研磨可以选择研钵式研磨机,臼式研磨仪,砂磨机,球磨机中的一种,研磨时间5~15min。或可选择三辊研磨机,研磨次数为1~3次。
二、水产饲料黏结剂的耐水性测定
分别称取淡水鱼饲料1000g(含水量8%),然后加入1%本发明制备的黏结剂混合均匀,喷入40ml水,充分拌合均匀,放置30min后采用120实验型饲料成型机(磨盘孔径3mm,厚度22mm)内进行压制得到颗粒饲料。同时做不加黏结剂的样品做空白对照。
分别取20粒左右颗粒饲料,置于表面皿中,加入150ml自来水,观察在不同时间的开裂情况。结果发现,空白颗粒鱼饲料在30min已开始散开,60min已完全散开。但加入1%黏结剂制备的颗粒饲料在水中浸泡2h仍保持较为完整形态,表明水稳定性显著提高。
综上所述,本发明采用糖蜜,甜菜碱及大蒜素,磷脂油,聚甘油脂肪酸酯等对凹凸棒石进行改性,改善了凹凸棒石表面的亲疏水性,解决了在水中崩解的难题。糖蜜的主要成分为糖类,此外还含有3%~4%的木糖胶、阿拉伯糖胶和果胶等可溶性胶体,并含有维生素、矿物质、菌体蛋白、核酸、表面活性物及促生长因子(生物活性物质)等成分,在饲料工业中可用作造粒的粘结剂和抗氧化剂。但由于糖蜜为粘稠状半流动性液体,在实际使用过程中对工艺及设备要求较高。甜菜碱及大蒜素为水产饲料常用诱食剂,但前者有较强的吸湿性,难以储存,后者有较强的挥发性。本发明将二者加入到配制的乳液中,然后喷洒于凹凸棒石表面,在机械力研磨作用下,起到了很好的包埋作用,解决了甜菜碱的吸湿性以及大蒜素的挥发性问题,并且赋予了专利产品较好的诱食性能。同时,磷脂油、大蒜素、聚甘油脂肪酸酯的加入除了起到很好的乳化作用外,更赋予了产品较佳的抗菌、抗氧化功能,起到了营养调节、补充和提高饲料利用率的功效。加入淀粉、高分子黏结剂以及硬脂酸钠,对于饲料起到微集物理填充作用。在机械力研磨作用下,可实现各组分之间氢键等的相互作用,避免相分离,进一步提高了饲料结构的密实度,提升其强度与耐水性能,同时提高产品的储存稳定性。总之,本发明将功能化改性凹凸棒石与淀粉、高分子黏结剂以及硬脂酸钠有机结合,在多重功效的协同作用下,实现了对饲料的有效黏结,提高了水产饲料在水中的稳定性,弥补了现有凹凸棒石饲料黏结剂的不足和缺陷,并且赋予了产品较佳诱食、抗菌、抗氧化等功能。另外,本发明工艺无任何三废产生,环保高效,产品与饲料易混合,具有明显的技术优势。
附图说明
图1为颗粒鱼饲料在水中不同时间的浸泡实验(CK为不加黏结剂对照样品) 。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明描述的功能型凹凸棒石基水产饲料黏结剂及其制备和性能作进一步描述。
实施例1
(1)凹凸棒石改性:将5份甜菜碱、0.5份CTAB加入到50份水中充分溶解后,加入5份糖蜜,加热至50℃,搅拌形成水相液;将5份棕榈油热至55℃后,加入2份磷脂油、1份聚甘油脂肪酸酯、2份大蒜素,搅拌形成油相液;将水相液与油相液充分搅拌混合,经30MPa高压均质机均质后形成均匀乳液;将100份凹凸棒石置于搅拌机中,在搅拌状态下,将上述制备乳液缓慢均匀喷洒于凹凸棒石表面,喷洒完毕后继续搅拌5min,然后将搅拌好物料经机械研磨后干燥、粉碎,得到改性凹凸棒石;
(2)黏结剂的制备:称取77份改性凹凸棒石,12份α-淀粉、3份瓜尔豆胶、5份聚丙酸钠、3份硬脂酸钠,充分研磨混合,得到功能型凹凸棒石基水产饲料黏结剂;
(3)淡水鱼饲料的制备:在淡水鱼饲料中加入1%该黏结剂,按照前述方法制得颗粒鱼饲料。该鱼饲料在水中浸泡2h仍保持较为完整形态,浸泡24h后样品开裂,少量完全散开,表面略显粗糙。具体见图1。
实施例2
(1)凹凸棒石改性:将5份甜菜碱、1份CTAB加入到60份水中充分溶解后,加入8份糖蜜,加热至45℃,搅拌形成水相液;将8份大豆油热至45℃后,加入3份磷脂油、0.5份聚甘油脂肪酸酯、5份大蒜素,搅拌形成油相液;将水相液与油相液充分搅拌混合,经15MPa高压均质机均质后形成均匀乳液;将100份凹凸棒石置于搅拌机中,在搅拌状态下,将上述制备乳液缓慢均匀喷洒于凹凸棒石表面,喷洒完毕后继续搅拌10min,然后将搅拌好物料经机械研磨后干燥、粉碎,得到改性凹凸棒石;
(2)黏结剂的制备:称取75份改性凹凸棒石,12份α-淀粉、3份黄原胶、5份聚丙烯酸钠、5份硬脂酸钠,充分研磨混合后得到功能型凹凸棒石基水产饲料黏结剂;
(3)淡水鱼饲料的制备:在淡水鱼饲料中加入1%该黏结剂,按照前述方法制得颗粒鱼饲料。该鱼饲料在水中浸泡2h仍保持较为完整形态,浸泡24h后样品开裂,但均未完全散开。具体见图1。
实施例3
(1)凹凸棒石改性:将6份甜菜碱、1份CTAB加入到65份水中充分溶解后,加入10份糖蜜,加热至50℃,搅拌形成水相液;将10份大豆油热至50℃后,加入2份磷脂油、3份聚甘油脂肪酸酯、6份大蒜素,搅拌形成油相液;将水相液与油相液充分搅拌混合,经30MPa高压均质机均质后形成均匀乳液;将100份凹凸棒石置于搅拌机中,在搅拌状态下,将上述制备乳液缓慢均匀喷洒于凹凸棒石表面,喷洒完毕后继续搅拌15min,然后将搅拌好物料经机械研磨后干燥、粉碎,得到改性凹凸棒石;
(2)黏结剂的制备:称取82份改性凹凸棒石,6份α-淀粉、3份羧甲基纤维素钠、1份海藻酸钠、3份瓜尔豆胶、2份阴离子聚丙烯酰胺、3份硬脂酸钠,充分研磨混合后得到功能型凹凸棒石基水产饲料黏结剂;
(3)淡水鱼饲料的制备:在淡水鱼饲料中加入1%该黏结剂,按照前述方法制得颗粒鱼饲料。该鱼饲料在水中浸泡2h仍保持较为完整形态,浸泡24h后约70%以上样品散开。具体见图1。
实施例4
(1)凹凸棒石改性:将7份甜菜碱、2份CTAB加入到70份水中充分溶解后,加入10份糖蜜,加热至50℃,搅拌形成水相液;将10份花生油加热至50℃后,加入3份磷脂油、2份聚甘油脂肪酸酯、7份大蒜素,搅拌形成油相液;将水相液与油相液充分搅拌混合,经20MPa高压均质机均质后形成均匀乳液;将100份凹凸棒石置于搅拌机中,在搅拌状态下,将上述制备乳液缓慢均匀喷洒于凹凸棒石表面,喷洒完毕后继续搅拌10min,然后将搅拌好物料经机械研磨后干燥、粉碎,得到改性凹凸棒石;
(2)黏结剂的制备:称取79份改性凹凸棒石,10份α-淀粉、3份羧甲基纤维素钠、2份黄原胶、3份瓜尔豆胶、3份硬脂酸钠,充分研磨混合后得到功能型凹凸棒石基水产饲料黏结剂;
(3)淡水鱼饲料的制备:在淡水鱼饲料中加入1%该黏结剂,按照前述方法制得颗粒鱼饲料。该鱼饲料在水中浸泡2h仍保持较为完整形态,浸泡24h后约50%以上样品散开。具体见图1。
实施例5
(1)凹凸棒石改性:将10份甜菜碱、3份CTAB加入到75份水中充分溶解后,加入15份糖蜜,加热至50℃,搅拌形成水相液;将6份玉米油加热至50℃后,加入1份磷脂油、2份聚甘油脂肪酸酯、5份大蒜素,搅拌形成油相液;将水相液与油相液充分搅拌混合,经20MPa高压均质机均质后形成均匀乳液;将100份凹凸棒石置于搅拌机中,在搅拌状态下,将上述制备乳液缓慢均匀喷洒于凹凸棒石表面,喷洒完毕后继续搅拌10min,然后将搅拌好物料经机械研磨后干燥、粉碎,得到改性凹凸棒石;
(2)黏结剂的制备:称取77份改性凹凸棒石,8份α-淀粉、5份黄原胶、5份阴离子聚丙烯酰胺、5份硬脂酸钠,充分研磨混合后得到功能型凹凸棒石基水产饲料黏结剂;
(3)淡水鱼饲料的制备:在淡水鱼饲料中加入1%该黏结剂,按照前述方法制得颗粒鱼饲料。该鱼饲料在水中浸泡2h仍保持较为完整形态,浸泡24h后样品开裂,极少量散开,表面相对光滑。具体见图1。
Claims (6)
1.一种功能型凹凸棒石基水产饲料黏结剂,是以功能化改性凹凸棒石为基础原料,与α-淀粉、高分子粘结剂、硬脂酸钠混合研磨而得;所述各原料按以下重量份进行配比:功能化改性凹凸棒石70~85份,α-淀粉5~15份,高分子粘结剂5~10份,硬脂酸钠3~5份;
所述高分子黏结剂为黄原胶与聚丙烯酸钠或阴离子聚丙烯酰胺的组合,且二者的质量比为1:0.4~1:2.5;
所述功能化改性凹凸棒石的制备工艺如下:
(1)以重量份计,将5~10份甜菜碱、0.5~3份十六烷基三甲基溴(氯)化铵(CTAB)加入到50~75份水中溶解充分后,加入5~15份糖蜜,加热至40~60℃;搅拌形成水相液;
(2)以重量份计,将5~10份植物油加热至40~60℃后,加入0.5~5份磷脂油、0.5~3份聚甘油脂肪酸酯、5~10份大蒜素,搅拌形成油相液;
(3)将步骤(1)所得水相液与步骤(2)所得油相液充分搅拌混合,并经高压均质机均质后形成均匀乳液;
(4)将凹凸棒石置于搅拌机中,在搅拌状态下,将步骤(3)制备的乳液均匀喷洒于凹凸棒石表面,喷洒完毕后继续搅拌5~15min,然后将搅拌好物料经机械研磨后干燥、粉碎,得到功能化改性凹凸棒石。
2.如权利要求1所述一种功能型凹凸棒石基水产饲料黏结剂,其特征在于:所用凹凸棒石为100目以上的凹凸棒石粉,含水量≤15%。
3.如权利要求1所述一种功能型凹凸棒石基水产饲料黏结剂,其特征在于:所述植物油为棕榈油、大豆油、花生油和玉米油中的一种。
4.如权利要求1所述一种功能型凹凸棒石基水产饲料黏结剂,其特征在于:所述高压均质压力为10~30MPa。
5.如权利要求1所述一种功能型凹凸棒石基水产饲料黏结剂,其特征在于:所述机械研磨选择研钵式研磨机,臼式研磨仪,砂磨机,球磨机中的一种,研磨时间5~15min。
6.如权利要求1所述一种功能型凹凸棒石基水产饲料黏结剂,其特征在于:所述机械研磨选择三辊研磨机,研磨次数为1~3次。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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