CN114732092A - 一种活性钙、镁微乳剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请一种活性钙、镁微乳剂及其制备方法，由50.0‑70.0％的发酵液、5.0‑15.0％的有机酸、15.0‑40.0％的复合盐、1.0‑10.0％稳定剂、1.0‑5.0％表面活性剂组成，通过微生物发酵、金属离子鳌合等相关技术，将无机钙、镁和微量元素转换成有机的乳酸钙、柠檬酸钙、乳酸镁等，运用悬浮剂制备工艺将其制成悬浮的有机钙微乳剂，水溶性高，富含益生菌及代谢产物，用于养殖动物可实现钙微同补，低剂量使用，加快硬壳，减少软壳偷死；高剂量使用促进蜕壳，使虾蟹甲壳快速硬化；气温骤降时使用，可提高虾抗应激能力；本发明工艺简单，实施安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及水产养殖技术领域，尤其是涉及一种活性钙、镁微乳剂及其制备方法。
背景技术
甲壳类动物如河蟹、对虾、斑节虾等，其生长依赖于成功脱壳，由于脱壳期间水产动物免疫力低下，抗逆性差，易受弧菌寄生虫等感染，因此，脱壳和新壳再生是制约甲壳类动物养殖的经济效率的关键因素之一。在整个脱壳过程中，活性钙和各种微量元素起着重要作用，当养殖水体中储备不足时，往往会导致虾蟹难以脱壳，甚至脱壳未遂而死亡，影响水产养殖的产量，因此，如何为甲壳类动物补充钙以及各种微量元素成为行业关注的热点。
目前市场主流用于甲壳类生物补钙的微乳剂多以氯化钙、碳酸钙、牡蛎壳、生石灰等廉价的无机钙为主，其水溶性差，吸收效率低，效果难达预期；市面少有的有机钙微乳剂多为单一钙微乳剂或钙镁乳剂，存在成本高成分单一，缺乏多维，吸收效率低等问题。
因此，亟需一种水溶性好、易于吸收且能补充多种微量元素的一种活性钙、镁微乳剂及其制备方法。
发明内容
本发明为了解决现有补钙剂应用于甲壳类生物补钙时，存在水溶性差，吸收效率低，效果难达预期，且成分单一无法补充多种微量元素的技术问题，提供一种水溶性好、易于吸收且能补充多种微量元素的一种活性钙、镁微乳剂。
本发明的另一个目的是提供活性钙、镁微乳剂的制备方法。
为了实现上述第一个目的，本发明采用的技术方案是：
一种活性钙、镁微乳剂，按重量百分比计，包括以下组分：
如上所述的活性钙、镁微乳剂，所述发酵液由德氏乳杆菌经液体发酵制备，所述发酵液中含有9.5-17.0％的活性钙和3.5-9.5％的活性镁；通过德氏乳杆菌发酵时产生的大量乳酸，将复合盐中的碳酸钙、白云石等无机钙和无机镁转化为乳酸钙和乳酸镁，提高其在养殖水体中的溶解性和水产动物对其的吸收率，且德氏乳杆菌菌株发酵过程中产生的大量的胞外多糖，具有提高免疫活性等功能，可提高养殖动物的抗应激能力。
如上所述的活性钙、镁微乳剂，所述德氏乳杆菌为保加利亚亚种；所述发酵液中的活性钙为乳酸钙，所述发酵液中的活性镁为乳酸镁。
如上所述的活性钙、镁微乳剂，所述有机酸为柠檬酸，通过添加柠檬酸和复合盐，可有效增加活性钙、镁微乳剂中柠檬酸钙、柠檬酸镁、氯化钙、氯化镁等含量，同时可使锰、铁、锌等微量元素高溶解、易吸收，减少铁、锌、锰等微量元素的吸收阻碍。
如上所述的活性钙、镁微乳剂，所述复合盐，按重量百分比计，包括以下组分：氯化镁5.0-12.0％、氯化钙5.0-20.0％、氯化钾4.0-8.0％、硫酸锰0.1-5.0％、硫酸亚铁0.1-5.0％、硼酸锌0.1-5.0％、钼酸钠0.1-5.0％和氯化钴0.1-5.0％中的多种组合。
如上所述的活性钙、镁微乳剂，所述活性钙为乳酸钙、柠檬酸钙和氯化钙中的一种或多种；所述活性镁为乳酸镁、柠檬酸镁和氯化镁中的一种或多种，通过添加多种复合盐，应用于养殖动物可实现钙、镁元素与微量元素同补。
如上所述的活性钙、镁微乳剂，所述稳定剂为丙三醇、聚乙二醇400、黄原胶、瓜尔多胶和羧甲基纤维素钠中的一种或多种。
如上所述的活性钙、镁微乳剂，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、烷基糖苷和山梨醇酐单硬脂酸酯中的一种或几种。
如上任一项所述的活性钙、镁微乳剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：制备含高浓度活性钙和活性镁的发酵液，并将有机酸加入所述发酵液中，得复合发酵液；
步骤2：按比例加入复合盐和表面活性剂，充分搅拌溶解30min，溶解温度为60-70℃，形成溶液A；
步骤3：按比例将稳定剂加入溶液A中，在50-60℃的条件下，充分搅拌溶解60min，形成膏状混合物B；
步骤4：将溶液B继续搅拌冷却至25-35℃，经蠕动泵乳化剪切，即得成品，因膏状混合物B粘度较高，且对剪切力敏感，通过设置蠕动泵乳化剪切，其低剪切力使得乳化更加均匀。
如上所述的活性钙、镁微乳剂的制备方法，所述步骤1中含高浓度活性钙和活性镁的发酵液的制备方法，包括以下步骤：
步骤101：将所述德氏乳杆菌置于经过115℃灭菌30min的含1％碳酸钙的培养基中，在温度为35-40℃的环境下，静置培育12-16h，得发酵菌种，通过在培养基中添加1％的碳酸钙，可使德氏乳杆菌保加利亚亚种的对数生长期延长，提高活菌数，且碳酸钙可中和菌体生成的乳酸，减弱乳酸对菌体生长的抑制作用；
步骤102：将发酵菌种无菌转接至100L的发酵罐经过115℃灭菌30min并冷却的含1％碳酸钙的培养基中，以15.0-25.0r/min的搅拌速率，搅拌发酵，通过流加碱液控制pH值在6.0±0.5之间，培育12-14h后，得一级发酵菌种；
步骤103：将一级发酵菌种无菌转接至含复合无机钙源6.0-12.0％经过115℃灭菌30min的1t的培养基中，在37-45℃的温度条件下，间歇搅拌发酵，静置发酵2-4h后，以25-35r/min的搅拌速率，搅拌发酵0.6-1.2h，经过72-80h发酵后，当残糖量≤0.3-0.7％时，即得。
如上所述的活性钙、镁微乳剂的制备方法，所述培养基为改良的MRS培养基，按重量百分比计，包括下列组分组成：葡萄糖8.0-15.0％、蛋白胨0.25-1.0％、酵母粉0.5-1.5％、麦根粉0.5-1.5％、硫酸亚铁0.01-0.1％、硫酸镁0.025-0.05％、硫酸锰0.025-0.05％、磷酸氢二钾0.01-0.5％、复合无机钙源6.0-12.0％，所述复合无机钙源为碳酸钙和白云石粉中的一种或多种。
如上所述的活性钙、镁微乳剂的制备方法，所述步骤1中的复合发酵液中含有乳酸钙9.5～17.0％、柠檬酸钙5.0～20.0％、乳酸镁3.5～9.5％和柠檬酸镁5.0-15.0％，通过加入柠檬酸，使体系中富含乳酸钙、柠檬酸钙、乳酸镁和柠檬酸镁，乳酸钙、柠檬酸钙、乳酸镁和柠檬酸镁本身的溶解性优于碳酸钙、磷酸钙、硫酸钙等其他无机钙源和镁源，降解过程中可高效平稳的释放钙、镁离子。
本发明相对于现有技术，有以下优点：
本申请提供一种活性钙、镁微乳剂，包括乳酸钙、柠檬酸钙、乳酸镁、柠檬酸镁、多种微量元素、稳定剂、表面活性剂，通过德氏乳杆菌发酵产生的乳酸和添加的柠檬酸，将无机钙、镁和微量元素转换成有机的乳酸钙、柠檬酸钙、乳酸镁等而制备的有机钙微制剂，制剂富含益生菌及代谢产物；通过添加氯化镁、硫酸锰、硼酸锌、钼酸钠、氯化钴等水产动物及微藻代谢所需的微量元素，应用于养殖动物可实现钙元素与微量元素同补，低剂量使用，加快硬壳，减少软壳偷死；高剂量使用促进蜕壳，使虾蟹甲壳快速硬化；气温骤降时使用，可提高虾抗应激能力。
本申请提供的制备方法所得的活性钙、镁微乳剂，通过运用悬浮剂制备工艺将其制成悬浮的有机钙微乳剂，液态流动性强，溶解性能好，方便施用，且生产工艺简单，施工安全，具有很好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例1-4和对比例说明本发明的具体技术方案：
实施例1：
一种活性钙、镁微乳剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤101：将德氏乳杆菌置于经过115℃灭菌30min的含1％碳酸钙的培养基中，在温度为35℃的环境下，静置培育12h，得发酵菌种；
步骤102：将发酵菌种无菌转接至100L的发酵罐经过115℃灭菌30min并冷却的含1％碳酸钙的培养基中，以20.0r/min的搅拌速率，搅拌发酵，通过流加碱液控制pH值在6.0±0.5之间，培育13h后，得一级发酵菌种；
步骤103：将一级发酵菌种无菌转接至含复合无机钙源6.0-12.0％经过115℃灭菌30min的1t的培养基中，在37-45℃的温度条件下，间歇搅拌发酵，静置发酵3h后，以30r/min的搅拌速率，搅拌发酵1h，经过72h发酵后，当残糖量≤0.5％时，即得，将有机酸加入所述发酵液中，得复合发酵液；
步骤2：按比例将表面活性剂十二烷基苯磺酸钠、氯化钙、氯化镁、氯化钾、硫酸锰、硫酸亚铁、硼酸锌、钼酸钠、氯化钴加入上述复合发酵液中，充分搅拌溶解30min，溶解温度为60℃，形成透明粘稠稳定溶液A；
步骤3：按比例将稳定剂丙三醇和黄原胶加入上述溶液A中，在50℃的条件下，充分搅拌溶解60min，形成白色膏状混合物B；
步骤4：将溶液B继续搅拌冷却至25℃，经蠕动泵乳化剪切，即得成品。
实施例2：
一种活性钙、镁微乳剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤101：将德氏乳杆菌置于经过115℃灭菌30min的含1％碳酸钙的培养基中，在温度为35℃的环境下，静置培育12h，得发酵菌种；
步骤102：将发酵菌种无菌转接至100L的发酵罐经过115℃灭菌30min并冷却的含1％碳酸钙的培养基中，以20.0r/min的搅拌速率，搅拌发酵，通过流加碱液控制pH值在6.0±0.5之间，培育13h后，得一级发酵菌种；
步骤103：将一级发酵菌种无菌转接至含复合无机钙源6.0-12.0％经过115℃灭菌30min的1t的培养基中，在37-45℃的温度条件下，间歇搅拌发酵，静置发酵3h后，以30r/min的搅拌速率，搅拌发酵1h，经过72h发酵后，当残糖量≤0.5％时，即得。将有机酸加入所述发酵液中，得复合发酵液；
步骤2：按比例将表面活性剂烷基糖苷、氯化钙、氯化镁、氯化钾、硫酸锰、硫酸亚铁、硼酸锌、钼酸钠、氯化钴加入上述复合发酵液中，充分搅拌溶解30min，溶解温度为70℃，形成透明粘稠稳定溶液A；
步骤3：按比例将稳定剂丙三醇加入上述溶液A中，在60℃的条件下，充分搅拌溶解60min，形成白色膏状混合物B；
步骤4：将溶液B继续搅拌冷却至25℃，经蠕动泵乳化剪切，即得成品。
实施例3：
一种活性钙、镁微乳剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤101：将德氏乳杆菌置于经过115℃灭菌30min的含1％碳酸钙的培养基中，在温度为35℃的环境下，静置培育12h，得发酵菌种；
步骤102：将发酵菌种无菌转接至100L的发酵罐经过115℃灭菌30min并冷却的含1％碳酸钙的培养基中，以20.0r/min的搅拌速率，搅拌发酵，通过流加碱液控制pH值在6.0±0.5之间，培育13h后，得一级发酵菌种；
步骤103：将一级发酵菌种无菌转接至含复合无机钙源6.0-12.0％经过115℃灭菌30min的1t的培养基中，在37-45℃的温度条件下，间歇搅拌发酵，静置发酵3h后，以30r/min的搅拌速率，搅拌发酵1h，经过72h发酵后，当残糖量≤0.5％时，即得。将有机酸加入所述发酵液中，得复合发酵液；
步骤2：按比例将表面活性剂山梨醇酐单硬脂酸酯、氯化钙、氯化镁、氯化钾、硫酸锰、硫酸亚铁、硼酸锌、钼酸钠、氯化钴加入上述复合发酵液中，充分搅拌溶解30min，溶解温度为65℃，形成透明粘稠稳定溶液A；
步骤3：按比例将稳定剂丙三醇和瓜尔胶加入上述溶液A中，在55℃的条件下，充分搅拌溶解60min，形成白色膏状混合物B；
步骤4：将溶液B继续搅拌冷却至35℃，经蠕动泵乳化剪切，即得成品。
实施例4：
一种活性钙、镁微乳剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤101：将德氏乳杆菌置于经过115℃灭菌30min的含1％碳酸钙的培养基中，在温度为35℃的环境下，静置培育12h，得发酵菌种；
步骤102：将发酵菌种无菌转接至100L的发酵罐经过115℃灭菌30min并冷却的含1％碳酸钙的培养基中，以20.0r/min的搅拌速率，搅拌发酵，通过流加碱液控制pH值在6.0±0.5之间，培育13h后，得一级发酵菌种；
步骤103：将一级发酵菌种无菌转接至含复合无机钙源6.0-12.0％经过115℃灭菌30min的1t的培养基中，在37-45℃的温度条件下，间歇搅拌发酵，静置发酵3h后，以30r/min的搅拌速率，搅拌发酵1h，经过72h发酵后，当残糖量≤0.5％时，即得。将有机酸加入所述发酵液中，得复合发酵液；
步骤2：按比例将表面活性剂十二烷基苯磺酸钠、烷基糖苷、氯化钙、氯化镁、氯化钾、硫酸锰、硫酸亚铁、硼酸锌、钼酸钠、氯化钴加入上述复合发酵液中，充分搅拌溶解30min，溶解温度为60℃，形成透明粘稠稳定溶液A；
步骤3：按比例将稳定剂聚乙二醇400和瓜尔胶加入上述溶液A中，在50℃的条件下，充分搅拌溶解60min，形成白色膏状混合物B；
步骤4：将溶液B继续搅拌冷却至25℃，经蠕动泵乳化剪切，即得成品。
表1：实施例1-4的活性钙、镁微乳剂的重量百分配比(％)
将上述实施例1所制备的活性钙、镁微乳剂分别用于土塘养殖的南美白对虾池塘，考察活性钙、镁微乳剂对促进对虾脱壳硬壳性能、减少软壳偷死性能、提高对虾抗应激能力的性能。
试验例1：
广西防城港企沙王客户养殖南美白对虾，两头潮时发现水面虾壳较多,观察料台发现对虾吃料慢，需要约2.5小时，40％左右软壳虾，当天晚上使用“活性钙、镁微乳剂”(1.2千克/亩)，补钙硬壳，第二天早上观察料台发现，实验塘虾吃料加快，2小时内吃完，几乎未见软壳虾，并且晚上加料5％，2小时内吃完。对照塘，第二天早上吃料2.5小时，软壳虾高于35％，晚上不加料2.5h未吃完，根据客户反映，使用“活性钙、镁微乳剂”后虾硬壳快了，没有影响对虾吃料。
试验例2：
广东汕尾梅陇镇林客户，10亩左右的南美白对虾土塘，水深1米左右，3台增氧机。临近中秋对虾蜕壳期，早晨溶氧低，池塘边多体质弱的虾游塘和少量脱壳未遂死虾，池塘边有很多飞鸟，客户外泼“活性钙、镁微乳剂”(1斤/亩)，增强体质，促进硬壳。第二天早上没有飞鸟再来，池塘边未见虾游塘和脱壳未遂死虾，对照池塘仍有飞鸟聚集，池塘边观察发现有较多体质弱的虾游塘和少量脱壳未遂死虾，客户反馈“活性钙、镁微乳剂”可促进脱壳期对虾硬壳，减少脱壳未遂导致的死虾。
试验例3：
广西钦州榕树墩符客户一8亩多南美白对虾养殖塘，盐度4‰，放苗一个月左右，虾连续几天蜕壳，硬壳慢，观察料台发现，有8-13％左右的少量软壳偷死虾，使用“活性钙、镁微乳剂”1.2千克/亩，两天后再次观察料台，没有发现软壳偷死虾。未施用“活性钙、镁微乳剂”的对照池塘，观察料台发现有10-15％左右的软壳偷死虾。根据客户反馈，“活性钙、镁微乳剂”减少对虾软壳偷死效果明显。
试验例4：
广东台山都斛一养殖南美白对虾池塘，9月份天气不稳定时，对虾连续蜕壳一周，并伴有少量软壳偷死虾，使用其他补钙产品没效后，尝试使用“活性钙、镁微乳剂”1.0千克/亩，第二天明显看到虾蜕壳减少，死虾也减少，客户反馈“活性钙、镁微乳剂”对减少对虾软壳偷死效果明显。
试验例5：
福建东山宫前陈客户鲍鱼池套养南美白对虾，面积3亩，9月23日放苗90万尾，每日投喂三餐，纳米底盘增氧。10月16日，(放苗23天)陈客户反映虾长势很慢，蜕壳少，即使大潮期，对虾蜕壳量也很少；10月17日晚上使用“活性钙、镁微乳剂”3.3千克/亩，10月18日回访，发现池塘边大量漂浮的对虾壳，对照池塘未发现明显漂浮的对虾壳，陈客户反馈，“活性钙、镁微乳剂”3.3千克/亩，可有效促进对虾脱壳。
试验例6：
广东珠海斗门白蕉地区客户在罗氏沼虾、斑节对虾池塘使用“活性钙、镁微乳剂”，用量2千克/亩，次日发现试验塘边大量漂浮的对虾壳，观察料台对虾吃料正常2小时内完成，未见软壳偷死下，对照池塘边则未发现明显的对虾壳，客户反馈，“活性钙、镁微乳剂”，用量2千克/亩，促进蜕壳作用非常明显。
针对提高抗应激能力现场使用活性钙、镁微乳剂，取上述活性钙、镁微乳剂于土塘养殖的南美白对虾池塘使用，考察活性钙、镁微乳剂对提高对虾抗应激能力的性能。
试验例7：
福建漳州浮宫陈客户山泉水养南美白对虾，在10月7日放利洋快大苗，放苗后坚持每隔3天使用一次“活性钙、镁微乳剂”(0.75千克/亩)，10月17～18日突然降温，水温由28℃降低至20℃，客户来不及搭棚，观察料台发现，试验糖对虾吃料正常2小时内吃完，对虾体色和活力好，10月23日，对虾吃料和活力依然正常2小时内吃完，对照池塘明显慢料，减料值80％依旧需要至2.5小时驰能吃完，环境温度骤降时使用“活性钙、镁微乳剂”(0.75千克/亩)可提高南美白对虾抗应激能力。
综合7个实施案例可知，“活性钙、镁微乳剂”应用于南美白对虾，在1.0-1.5千克/亩的低剂量使用时，可加快硬壳，减少软壳偷死；在2.0-3.3千克/亩的高剂量使用时，可促进对虾蜕壳，使虾甲壳快速硬化；在气温骤降时0.75千克/亩使用，可提高虾抗应激能力。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种活性钙、镁微乳剂，其特征在于，按重量百分比计，包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的活性钙、镁微乳剂，其特征在于：所述发酵液由德氏乳杆菌经液体发酵制备，所述发酵液中含有9.5-17.0％活性钙和3.5-9.5％活性镁。
3.根据权利要求2所述的活性钙、镁微乳剂，其特征在于：所述德氏乳杆菌为保加利亚亚种；所述发酵液中的活性钙为乳酸钙；所述发酵液中的活性镁为乳酸镁。
4.根据权利要求1所述的活性钙、镁微乳剂，其特征在于：所述有机酸为柠檬酸。
5.根据权利要求1所述的活性钙、镁微乳剂，其特征在于，所述复合盐，按重量百分比计，包括以下组分：氯化镁5.0-12.0％、氯化钙5.0-20.0％、氯化钾4.0-8.0％、硫酸锰0.1-5.0％、硫酸亚铁0.1-5.0％、硼酸锌0.1-5.0％、钼酸钠0.1-5.0％和氯化钴0.1-5.0％中的多种组合。
6.根据权利要求1所述的活性钙、镁微乳剂，其特征在于：所述复合稳定剂为丙三醇、聚乙二醇400、黄原胶、瓜尔多胶和羧甲基纤维素钠中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的活性钙、镁微乳剂，其特征在于：所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、烷基糖苷和山梨醇酐单硬脂酸酯中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的活性钙、镁微乳剂，其特征在于：所述活性钙为乳酸钙、柠檬酸钙、氯化钙等中的一种或多种；所述活性镁为乳酸镁、柠檬酸镁、氯化镁等中的一种或多种。
9.权利要求1-8任一项所述的活性钙、镁微乳剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：制备含高浓度活性钙和活性镁的发酵液，并将有机酸加入所述发酵液中，得复合发酵液；
步骤2：按比例加入复合盐和表面活性剂，充分搅拌溶解30min，溶解温度为60-70℃，形成溶液A；
步骤3：按比例将稳定剂加入溶液A中，在50-60℃的条件下，充分搅拌溶解60min，形成膏状混合物B；
步骤4：将溶液B继续搅拌冷却至25-35℃，经蠕动泵乳化剪切，即得成品。
10.根据权利要求9所述的活性钙、镁微乳剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中含高浓度活性钙和活性镁的发酵液的制备方法，包括以下步骤：
步骤101：将德氏乳杆菌置于经过115℃灭菌30min的含1％碳酸钙的培养基中，在温度为35-40℃的环境下，静置培育12-16h，得发酵菌种；
步骤102：将发酵菌种无菌转接至100L的发酵罐经过115℃灭菌30min并冷却的含1％碳酸钙的培养基中，以15.0-25.0r/min的搅拌速率，搅拌发酵，通过流加碱液控制pH值在6.0±0.5之间，培育12-14h后，得一级发酵菌种；
步骤103：将一级发酵菌种无菌转接至含复合无机钙源6.0-12.0％经过115℃灭菌30min的1t的培养基中，在37-45℃的温度条件下，间歇搅拌发酵，静置发酵2-4h后，以25-35r/min的搅拌速率，搅拌发酵0.6-1.2h，经过72-80h发酵后，当残糖量≤0.3-0.7％时，即得。
11.根据权利要求10所述的活性钙、镁微乳剂的制备方法，其特征在于，所述培养基为改良的MRS培养基，按重量百分比计，包括下列组分组成：葡萄糖8.0-15.0％、蛋白胨0.25-1.0％、酵母粉0.5-1.5％、麦根粉0.5-1.5％、硫酸亚铁0.01-0.1％、硫酸镁0.025-0.05％、硫酸锰0.025-0.05％、磷酸氢二钾0.01-0.5％、复合无机钙源6.0-12.0％，所述复合无机钙源为碳酸钙和白云石粉中的一种或多种。
12.根据权利要求9所述的活性钙、镁微乳剂的制备方法，其特征在于：步骤1中所述复合发酵液含有乳酸钙9.5～17.0％、柠檬酸钙5.0～20.0％、乳酸镁3.5～9.5％和柠檬酸镁5.0-15.0％。
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