一种含酸化剂的饲料添加剂及其制备方法和应用与流程

1.本技术涉及饲料添加剂技术领域，具体涉及一种含酸化剂的饲料添加剂及其制备方法和应用。


背景技术：

2.在宠物饲养中，抗生素因其能有效防止宠物肠道病原菌的感染、促进宠物健康生长的特点，因而被广泛添加在宠物饲料中。然而，抗生素的滥用已经成为影响宠物健康的重要隐患，目前减少甚至取代宠物饲料中的抗生素，对宠物健康具有重要意义。研究显示，动物肠道中的ph值对抑制病原菌具有重要意义，因此，在饲料行业中使用酸化剂来改变动物肠道内的ph值，提高免疫力已成为常用的方法。
3.目前常用的酸化剂随饲料进入宠物体内，大部分在胃液中被分解、消化吸收，只有少部分能进入肠道内起酸化肠道的作用。为了达到酸化肠道的目的，饲料中往往要加入比实际需要量多几倍的酸化剂，但过量的酸化剂会大幅提高饲料的酸度，破坏饲料中的其他营养成分。


技术实现要素：

4.本技术提供一种含酸化剂的饲料添加剂及其制备方法和应用，该饲料添加剂在胃液和肠道中均具有良好的缓释效果，有助于提高生物免疫力，在饲料配方中的用量少且对胃液和肠道的酸化效果优良，还能有效提高酸化剂在饲料中的使用便利性。
5.第一方面，本技术提供一种含酸化剂的饲料添加剂，包括核体以及设在所述核体外侧的缓释包衣层，所述核体和所述缓释包衣层经辐照处理复合为一体；所述核体包括以下重量份数的组分：酸化剂50-80份、聚己内酯20-30份、崩解剂30-40份；所述缓释包衣层包括以下重量份数的组分：聚羟基丁酸酯60-80份、聚乙二醇20-30份、酸化剂5-15份、海藻糖5-10份。
6.在本技术的核体中，利用聚己内酯将酸化剂和崩解剂粘附在一起，聚己内酯具有良好的生物相容性，其可以作为酸化剂和崩解剂的支撑框架，使酸化剂和崩解剂附着在支撑框架上并存在一定的分子间隙，再利用崩解剂作为载体，不但能与聚己内酯配合加快酸化剂发生崩解，还能减少其他载体组分的加入而增加包衣量，在一定程度上降低了饲料添加剂的生产成本。
7.在本技术的缓释包衣层中，聚羟基丁酸酯与动物体具有良好的生物相容性，利用聚羟基丁酸酯作为包衣主料，相对于其他包衣材料，其在肠道中仍能为酸化剂提供良好的支撑框架，使得酸化剂在肠道内输送中缓慢释放而能长时间发挥酸化作用。聚乙二醇为包衣辅料，酸化剂和海藻糖在聚乙二醇的作用下能稳定粘附在聚羟基丁酸酯中形成稳定均一的缓释包衣层。
8.另外，若缓释包衣层的结构易发生碎裂崩解，其内部核体中的酸化剂则会失去包覆而快速散开，无法实现酸化剂的缓释；若缓释包衣层的结构过于稳固，其内部核体中的酸
化剂难以有效释放，容易使酸化剂的利用率降低。因此，要实现酸化剂的缓释，缓释包衣层的结构不宜过于脆弱更不宜过于稳固。本技术采用辐照处理，能使聚己内酯和聚羟基丁酸酯发生交联，使得核体与缓释包衣层在交接处发生粘接，有效改善交接处的聚羟基丁酸酯的脆性，从而在一定程度上提高了壳体结构的稳定性，使缓释包衣层在崩解剂发生崩解时有一个缓慢碎裂的过程中，且缓释包衣层在未完全碎裂前仍能保持有良好的支撑框架，由此能较好地实现酸化剂的缓释。
9.本技术的饲料添加剂在进入动物体内后，缓释包衣层内的酸化剂、海藻糖均具有良好的水溶性，但其释放速度因嵌在聚羟基丁酸酯中而被放缓，这样能避免酸化剂释放过多过快而对胃粘膜产生损伤，其中的海藻糖能对胃粘膜进一步防护，提高生物免疫力，由此使胃环境有一个循序渐进的改善过程。核体在缓释包衣层的包裹下，在胃液中能较好地保持稳定性，为肠道留存足酸化剂以用于改善肠道酸化效果。
10.缓释包衣层经胃液浸泡输送至肠道后，缓释包衣层上的酸化剂和海藻糖耗尽后留下均匀的孔隙和裂缝，方便肠道内的水分进入核体内，崩解剂吸水后体积膨胀，因聚羟基丁酸酯仍保持有支撑框架，崩解剂只能将核体内的酸化剂通过孔隙和裂缝慢慢挤出缓释包衣层外。在输送过程中，聚羟基丁酸酯和聚己内酯还可以作为动物机体内微生物体系的碳源，促进肠道菌群的平衡，提高生物免疫力。即便肠道菌群来不及将聚羟基丁酸酯以及聚己内酯形成的框架消化完，其还可以转化为粪便排出动物体外，被体外微生物进一步降解，具有良好的环境友好性。
11.综上，本技术的饲料添加剂能让缓释包衣层的酸化剂进入胃液中以改善胃部环境，让核体的酸化剂进入肠道以改善肠道环境，由此在胃液和肠道中均具有良好的缓释效果，有助于提高生物免疫力，在饲料配方中的用量少且对胃液和肠道的酸化效果优良，还能有效提高酸化剂在饲料中的使用便利性。
12.优选的，所述核体与所述缓释包衣层的重量比为(6-8):(1-3)。
13.通过采用上述技术方案，若缓释包衣层的用量过多，核体内的酸化剂难以有效释放，本技术以上述重量比为宜。
14.优选的，所述酸化剂为柠檬酸、延胡索酸、乳酸、苹果酸、山梨酸、甲酸、乙酸、丙酸、磷酸、硫酸、盐酸中的一种或多种的混合物。
15.优选的，所述酸化剂包括以下重量份数的组分：柠檬酸10-20份、延胡索酸10-20份、山梨酸8-15份、丙酸1-5份、盐酸1-5份。
16.优选的，所述酸化剂包括以下重量份数的组分：柠檬酸、延胡索酸、山梨酸、丙酸与盐酸的重量比为5:5:2:1:1。
17.通过采用上述技术方案，本技术的酸化剂可以选用有机酸、无机酸或两者复合的混合酸，其中柠檬酸、延胡索酸、乳酸、苹果酸、山梨酸、甲酸、乙酸和丙酸为有机酸，磷酸、硫酸和盐酸为无机酸，其均是动物饲料中常用的酸化剂，来源广泛，酸化效果优异。在本技术中，进一步优选的酸化剂包括以下重量份数的组分：柠檬酸10-20份、延胡索酸10-20份、山梨酸8-15份、丙酸1-5份、盐酸1-5份，其涵盖了有机酸和无机酸，在本技术的饲料添加物体系中能够有效提高动物的平均日增重量，间接说明其能有效提高胃液和肠道的酸化效果以更好地吸收营养，提高动物的生物免疫力。经试验，进一步优选重量比为5:5:2:1:1的柠檬酸、延胡索酸、山梨酸、丙酸与盐酸混合而成的酸化剂。
18.优选的，所述崩解剂为羧甲基淀粉钠、低取代羟丙纤维素、交联聚乙烯吡咯烷酮、交联羧甲基纤维素钠中的一种或多种的混合物。
19.通过采用上述技术方案，羧甲基淀粉钠、低取代羟丙纤维素、交联聚乙烯吡咯烷酮、交联羧甲基纤维素钠均具有良好的吸水性，还能为酸化剂提供良好的负载效果。
20.第二方面，本技术提供一种含酸化剂的饲料添加剂的制备方法，包括以下步骤：核体料的制备：将聚己内酯加热至熔化，加入酸化剂，搅拌均匀后加入崩解剂，继续搅拌至物料分散均匀，快速降温后研磨成粉，得到核体料；缓释包衣液的制备：将聚羟基丁酸酯溶解于氯仿中制得聚羟基丁酸酯-氯仿溶液，将聚乙二醇、酸化剂和海藻糖溶解于乙醇中形成混合液，再将聚羟基丁酸酯-氯仿溶液与混合液混匀，制得缓释包衣液；包衣制粒：将核体料加入到缓释包衣液中进行包覆，通过喷雾造粒法制得包覆粉体，随后经辐照处理制得所述饲料添加剂。
21.本技术在制备缓释包衣液时，用氯仿溶解聚羟基丁酸酯，用乙醇溶解聚乙二醇、酸化剂和海藻糖，再利用氯仿与乙醇的互溶实现各组分的混合均匀，形成一个均一稳定的缓释包衣液；本技术为了实现包覆，在制备核体料时，先将聚己内酯加热熔化，便于拌和在酸化剂中使酸化剂粘附在崩解剂上，其中的聚己内酯与崩解剂一同作用，能减少核体内的酸化剂溶解于缓释包衣液的乙醇中，由此能形成的饲料添加剂具有完好的核壳结构以保证其优良的缓释作用，同时使得缓释包衣层和核体内的酸化剂有一个浓度差，便于壳体内的酸化剂缓慢释放。喷雾造粒的方法有助于缓释包衣液中的氯仿和乙醇在造粒过程中快速挥发，有效减少饲料添加物中的氯仿残留量和乙醇残留量，保证饲料添加剂的安全性。
22.优选的，所述核体料与所述缓释包衣液经均质或超声处理进行包覆。
23.通过采用上述技术方案，均质和超声处理能促使缓释包衣液均匀分散在核体料的周围对其进行包覆，由此获得包衣均匀的饲料添加剂。
24.优选的，所述核体料与所述缓释包衣液进行包覆时，不断进行抽气处理。
25.通过采用上述技术方案，抽气处理能及时将挥发的氯仿和乙醇去除，由此实现使聚羟基丁酸酯、聚乙二醇、酸化剂和海藻糖稳定包覆在核体外形成缓释包衣液。
26.第三方面，本技术提供一种宠物饲料，包括所述的饲料添加剂。
27.综上所述，本技术具有以下有益效果：1、本技术的饲料添加剂在胃液和肠道中均具有良好的缓释效果，有助于提高生物免疫力，在饲料配方中的用量少且对胃液和肠道的酸化效果优良，还能有效提高酸化剂在饲料中的使用便利性。
28.2、本技术选用特定的酸化剂，其在本技术的饲料添加物体系中较为稳定，能够更好地实现缓释效果。
29.3、本技术的方法，用聚己内酯将酸化剂和崩解剂粘接为核体料，用氯仿和乙醇使聚羟基丁酸酯与聚乙二醇、酸化剂和海藻糖相容，由此制得的缓释包衣液能较好地对核体料进行包衣，最后通过喷雾造粒法去除氯仿和乙醇，由此制得的饲料添加剂包衣结构稳定均一，能满足在胃液和肠道中进行缓释的效果。
具体实施方式
30.原料来源本技术具体实施方式中涉及的原料均采用市售产品。其中，聚羟基丁酸酯以phb为例加以说明，购自巴斯夫，牌号为1001md；聚乙二醇以peg-4000为例加以说明。
31.以下结合实施例和对比例对本技术作进一步详细说明。实施例
32.实施例1一种含酸化剂的饲料添加剂，包括核体以及设在核体外侧的缓释包衣层，其制备方法，包括以下步骤：
①
、核体料的制备称取156g聚己内酯置于70℃(允许在60-80℃的温度范围内波动)加热至熔化，加入406g酸化剂，搅拌均匀后加入188g崩解剂，继续搅拌至物料分散均匀，以10℃/s的速度降温后研磨成粉，过100目筛网，得到用于成型壳体的核体料；其中，该酸化剂为柠檬酸、延胡索酸、山梨酸、丙酸与盐酸按重量比为5:5:2:1:1混合而成；该崩解剂可以为羧甲基淀粉钠、低取代羟丙纤维素、交联聚乙烯吡咯烷酮、交联羧甲基纤维素钠中的一种或多种的混合物，本实施例中以羧甲基淀粉钠为例加以说明；
②
、缓释包衣液的制备将146g phb溶解于500ml氯仿中制得phb-氯仿溶液，将61g peg-4000、24g酸化剂和19g海藻糖溶解于250ml乙醇中形成混合液，该酸化剂的配比与核体料中的酸化剂相同，上述氯仿和乙醇的用量可以根据物料的溶解情况进行增减，然后将phb-氯仿溶液与混合液投入包衣罐内混匀，制得用于成型缓释包衣层的缓释包衣液；
③
、包衣制粒将核体料加入到缓释包衣液中，质量比为3:1，以350rpm的搅拌速度进行搅拌10min，期间均质2次，每次30s，搅拌过程中不断抽取包衣罐内的气体，保持包衣罐内气压在0.5-0.8个大气压，完成包覆后，通过喷雾造粒法制得包覆粉体，再将包覆粉体用电子束辐照处理，辐射剂量为15kgy(允许在12-18kgy的范围内波动)，制得饲料添加剂。
33.实施例2-4实施例2-4在实施例1的方法基础上，对核体以及缓释包衣层的组分用量加以调整，具体调整情况参见下表一。表一实施例1-4的用量调整表(单位g)
34.对比例对比例1本对比例的饲料添加剂直接为实施例1的酸化剂。
35.对比例2本对比例在实施例1的组分和方法基础上，将核体中的聚己内酯替换为蜂蜡。
36.对比例3本对比例在实施例1的组分和方法基础上，将聚羟基丁酸酯替换为羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯(hpmcp)。
37.对比例4本对比例在实施例1的组分和方法基础上，未进行辐照处理。
38.对比例5本对比例在实施例1的组分和方法基础上，在缓释包衣层中的phb替换为phb和聚己内酯的混合物，且phb与聚己内酯的重量比为1:1。
39.对比例6本对比例在实施例1的组分和方法基础上，将崩解剂替换为沸石粉。
40.性能测试(1)防潮性能试验将实施例1-4以及对比例1-6制得的饲料添加剂作为样品，测定样品放置在温度为40℃、湿度为75％的环境中的含水率(％)，试验结果参见下表二。表二实施例1-4以及对比例1-6的含水率(单位：％)试验组第1天第7天第14天第28天实施例13.023.103.213.35实施例23.023.093.233.36实施例33.073.153.273.39实施例43.053.123.243.35对比例13.055.616.688.39对比例23.073.203.413.56对比例33.073.153.233.44对比例43.063.183.393.52对比例53.013.063.173.22对比例63.033.103.203.35
41.结合表二，实施例1-4是不同组分原料对应制得的饲料添加剂，其在温度为40℃、湿度为75％的环境中试验28天，增加的水分含量相对于对比文件1较低明显降低，可见本技术制得的饲料添加剂防潮性能更好，更利于运输和存储，从而在一定程度上有助于提高酸化剂在饲料中的使用便利性。另外，对比例2-4制得的饲料添加剂更容易吸潮，对比例5制得的饲料添加剂具有更好的防潮性能，这可能是由于对比例2-4制得的饲料添加剂难以在缓释包衣层和核体的铰接处发生交联，水分容易被缓释包衣层中的亲水性组分吸附而发生吸潮现象；而对比例5制得的饲料添加剂直接使缓释包衣层完全发生交联，使得缓释包衣层的结构更为稳固，加大了水分吸附到缓释包衣层内以及渗入核体内的难度。对比例6的饲料添加剂中更换了崩解剂，其防潮性能几乎没有影响，可见本技术的缓释包衣层足以对核体组分有着良好的包覆效果。
42.(2)胃液释放度和肠液释放度的试验人工胃液：取稀盐酸16.4ml，加水约800ml与
胃蛋白酶10g，摇勻后，加水稀释成1000ml即得；人工肠液即为磷酸盐缓冲液(含胰酶)(ph6.8)。
43.将实施例1-4以及对比例1-6制得的饲料添加剂作为样品，用人工胃液和人工肠液对样品依次进行胃液释放度和肠液释放度试验。具体采用《中国药典》第四部中0931溶出度与释放度测定法的第三法测定不同时间的溶出率(％)，试验结果参见下表三。表三实施例1-4以及对比例1-6的溶出率(单位：％)
44.结合表三，实施例1-4的溶出度试验中，酸化剂的溶出率与溶出时间大致呈线性上升，相对于对比例1，本技术的饲料添加剂中酸化剂能够缓慢有序地进行释放，降低细胞毒性，同时有效延长了饲料添加剂的酸化作用时间。
45.相对于对比例2-4，本技术的饲料添加剂在人工肠液中处理6h后溶出率便达到90％以上，其中实施例3的溶出速度明显快于实施例1。这可能是由于将核体内的聚己内酯替换为蜂蜡等其他物质粘合剂(对比例2)或未对核体和缓释包衣层进行辐射处理(对比例4)时，缓释包衣层中的聚羟基丁酸酯未发生交联而易发生碎裂崩解，难以为核体提供稳定的支撑框架，进而使酸化剂提前释放；若将缓释包衣层内的聚羟基丁酸酯替换为其他包衣材料(对比例3)，其一进入肠液便会发生溶解，同样会大量释放酸化剂，在肠液中难以实现缓释的效果。对比例5的缓释包衣层内同时含有聚羟基丁酸酯和聚己内酯，其经辐照处理后会使整个包衣层均完成交联，由此获得饲料添加剂的核壳结构过于稳固，核体内的酸化剂难以完全释放。
46.由此可见，本技术中用聚羟基丁酸酯(phb)作为缓释包衣层的包衣主料，并配合核体内的聚己内酯，在经辐照处理后仅让缓释包衣层与核体的交接处发生了交联，能够在一定程度上增加核壳结构的稳定性，使得缓释包衣层在肠液中能有一个逐步碎裂的过程，不但能实现酸化剂在胃液和肠液的缓释，还保证了酸化剂具有较高的终溶出率(人工肠液8h时的溶出率)。
47.另外，对比例6因未添加崩解剂，核体内的酸化剂缺少了向外挤出的动力，其溶出速率大幅降低，在人工肠液处理8h后仍有大量酸化剂未释放，容易出现未被利用便排出体外的情况，导致该饲料添加剂的生物利用度较低。
48.因此，本技术的饲料添加剂中核体和缓释包衣层的各组分需要相互配合后并复合为一体才能具备酸化效果优良、缓释周期长、生物利用度高等优点，能够减少在饲料配方中的用量。
49.(3)实验动物效果试验该试验为2022年3月-2022年4月，选取110只体重差异在2g以内、健康状态良好的15日龄幼鼠，随机分成11组，分别对应实施例1-4、对比例1-5以及空白对照，其中基础日粮为市售鼠粮，饲喂周期为20天，各组饲喂情况参见下表四，测定各组小鼠的料肉比(平均日采食量/平均日增重)，测定结果参见下表五。表四饲喂情况表试验组添加方案19g基础日粮+1g实施例1的饲料添加剂29g基础日粮+1g实施例2的饲料添加剂39g基础日粮+1g实施例3的饲料添加剂49g基础日粮+1g实施例4的饲料添加剂59g基础日粮+1g对比例1的饲料添加剂79g基础日粮+1g对比例2的饲料添加剂89g基础日粮+1g对比例3的饲料添加剂99g基础日粮+1g对比例4的饲料添加剂109g基础日粮+1g对比例5的饲料添加剂69g基础日粮+1g对比例6的饲料添加剂1110g基础日粮表五实施例1-4、对比例1-6以及空白对照的小鼠的料肉比 平均日增重/g/d平均日采食量/g/d料肉比实施例11.335.253.95实施例21.255.064.05实施例31.295.133.98实施例41.185.054.28对比例10.955.275.55对比例21.145.254.61对比例31.034.994.84对比例41.105.244.76对比例50.975.025.18对比例60.915.115.62空白对照0.784.726.05
50.结合表四和表五，本技术实施例1-4的饲料添加剂(相对于空白对照组)能够使小鼠的平均日采食量和平均日增重明显提高，料肉比明显降低。因料肉比越低，则说明有更多的饲料转化为能量被小鼠吸收利用，由此可见本技术的饲料添加剂能促进动物食欲，并有效提高饲料的生物利用度。对比例1-6中，虽然对比例1具有与实施例1相近的平均日采食量，但其平均日增重较低，由此获得的料肉高于本技术的料肉比；对比例2-6的平均日采食量和平均日增重均低于本技术，其料肉比同样高于本技术，因此本技术的饲料添加剂对提高饲料利用率具有更高的促进效。
51.综合上述试验结果，实施例1的饲料添加剂防潮性能较好，具有良好的使用便利
性，另外在胃液和肠液中的缓释效果更为优异，料肉比更低，因此本技术将实施例1作为优选实施例。
52.实施例5-9实施例5-9在实施例1的方法和组分基础上，将核体和缓释包衣层的重量比进行调整，具体调整情况参见下表六。表六实施例1以及5-9的核体和缓释包衣层的重量比 重量比实施例13:1实施例59:1实施例68:1实施例76:1实施例84:1实施例92:1
53.将上述实施例5-9制得的饲料添加剂进行如上吸潮性能试验、胃液释放度和肠液释放度的试验、实验动物效果试验，其检测结果参见表七-表九。表七实施例1、5-9的含水率(单位：％)试验组第1天第7天第14天第28天实施例13.023.103.213.35实施例53.043.213.333.46实施例63.023.183.293.43实施例73.023.153.253.40实施例83.023.113.213.37实施例93.023.083.153.34表八实施例1、5-9的溶出率(单位：％)试验组第1天第7天第14天第28天实施例13.023.103.213.35实施例53.043.213.333.46实施例63.023.183.293.43实施例73.023.153.253.40实施例83.023.113.213.37实施例93.023.083.153.34表九实施例1、5-9对应小鼠的体重增加平均值 平均日增重/g/d平均日采食量/g/d料肉比实施例11.335.253.95实施例51.265.124.06实施例61.275.144.05实施例71.305.193.99实施例81.335.213.92
54.结合表七至表九，本技术的饲料添加剂随着缓释包衣层占比的增大，其吸潮情况能有所减缓，同时能在一定程度上降低酸化剂在胃液和肠液中的溶出效率。在实验动物效果试验中，随着缓释包衣层的占比的增大，动物平均日采食量会随之增加，但平均日增重反而减少，这可能是由于占比大的缓释包衣层中含有更多的酸化剂来促进动物提高食欲，但由于该饲料添加量中核心的占比会相应减少，使得进入肠道的酸化剂会快速崩解，难以持续稳定地对肠液进行酸化，进而导致动物的料肉比较高。在上述实施例中，实施例1的综合效果最优，因此将其作为优选实施例。
55.实施例10-14实施例10-14是在实施例1的组分和方法基础上，对酸化剂的配比进行调整，具体调整情况参见下表十。表十实施例1、10-14的酸化剂的配料表(单位：份)实施例11011121314柠檬酸15102015153延胡索酸151020151515山梨酸10815101015丙酸315/310苹果酸///3//盐酸3153/3磷酸////3/
56.将上述实施例10-14制得的饲料添加剂进行如上吸潮性能试验、胃液释放度和肠液释放度的试验、实验动物效果试验，其中催化剂的调整对吸潮性能和溶出率的影响较小，在此不再进一步展开，对实验动物效果实验的检测结果参见下表十一。表十一实施例1、10-14对应小鼠的体重增加平均值 平均日增重/g/d平均日采食量/g/d料肉比实施例11.335.253.95实施例101.215.174.27实施例111.265.194.12实施例121.155.204.52实施例131.135.214.61实施例141.125.154.60
57.结合表十一，本技术饲料添加剂中，限定“酸化剂包括以下重量份数的组分：柠檬酸10-20份、延胡索酸10-20份、山梨酸8-15份、丙酸1-5份、盐酸1-5份”时，其涵盖了有机酸和无机酸，在本技术的饲料添加物体系中能够有效提高动物的平均日增重量，间接说明其能有效提高胃液和肠道的酸化效果以更好地吸收营养，提高动物的生物免疫力。进一步优选重量比为5:5:2:1:1的柠檬酸、延胡索酸、山梨酸、丙酸与盐酸混合而成的酸化剂(实施例1)。
58.实施例15本实施例在实施例1的组分和方法基础上，将步骤
③
包衣质粒的均质处理替换为超声处理20min。其制得的饲料添加剂性能与实施例1的相近，可见本技术采用均质和超声
处理均能促使缓释包衣液均匀分散在核体料的周围对其进行包覆，由此获得包衣均匀的饲料添加剂。
59.综上，本技术的饲料添加剂在胃液和肠道中均具有良好的缓释效果，有助于提高生物免疫力，在饲料配方中的用量少且对胃液和肠道的酸化效果优良，还能有效提高酸化剂在饲料中的使用便利性。
60.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。