专利名称：控缓释型锌的补锌剂及制备方法和用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种控缓释型锌的补锌剂及制备方法和用途。
背景技术：
锌是机体必需的微量元素，现已证明锌参与动物体内300余种酶和功能蛋白的组成，它在动物体内不仅参与DNA、RNA、蛋白质、糖类、脂类和维生素、矿物质的代谢，而且与胰岛索、胰高血糖素、前列腺索、促性腺激素等的功能和活性有关。另外，锌还是许多功能蛋白如金属硫蛋白、核蛋白、受体等的组成成分，因此锌具有广泛的生理生化功能。锌营养剂可分为1)无机锌包括硫酸锌、氧化锌、碳酸锌、硫化锌等。无机锌中的典型代表为硫酸锌，据《中国药物大辞典》记载人体的吸收率只有7％，并会引发恶心、呕吐等不良胃肠道反应。2)有机合成锌包括葡萄糖酸锌、草酸锌、柠檬酸锌、乳酸锌、甘草酸锌等，它与无机锌相比，最显著的特征是对胃肠道的刺激作用明显减少，且口服吸收利用率高，人体的吸收率为14％。3)氨基酸螯合物型由氨基酸与锌等金属元素在一定的工艺条件下经螯合所形成。4)生物发酵型通过选择合适的酵母菌种，在特定的培养条件下，向培养基中加入锌，使收获的酵母细胞内富含锌。鉴于锌是人体内具有重要生理功能的营养素，低毒高效锌补充营养剂的研制与开发将是未来微量元素锌营养剂研究的方向。
自丹麦科学家Poulsen(1989)报道，饲粮中含锌量2500mg/kg(氧化锌)可降低断乳仔猪腹泻的发病率以来，高锌在动物生产中的应用非常广泛。无机源的高锌(尤其是氧化锌)由于生物学利用率较低，大部分随粪便排泄到环境中，会带来环境的污染。加拿大国家饲料协会已将日粮中锌的最大添加量规定为500mg/kg。在荷兰，已经禁止在日粮中使用促生长剂量的锌。因此，畜牧生产中研制和应用高效吸收利用的新型锌源，以最大程度地发挥锌的促生长效应，同时减少锌排出对环境的污染，正引起研究者的极大兴趣和广泛关注。
控缓释系统对药物、农药、肥料、香料的释放部位、速度和方式具有选择性和可控性，可实现目标物的靶向传输和控缓释，提高其利用率和作用效果，控缓释体系的研究和应用将给相关行业带来新的技术革命。控缓释技术在饲料添加剂的研究开发方面也展现了巨大的应用前景和理论意义，它可推动产品的高性能化与环境友好化，将在新的层次上为畜牧业可持续发展提供物质和技术保证。
控缓释技术的关键是控释载体的选择。沸石是一类天然存在或人工合成的具有规则孔道结构的硅铝酸盐，其化学组成为M2/n·Al2O3x·xSiO2·yH2O，其中M代表金属阳离子，n为金属阳离子的价态，x为硅铝比，y为饱和水分子数。天然沸石因成矿条件不同而结构复杂，人工合成的沸石分子筛结构简单、可控。构成分子筛最基本的结构单元TO4(T＝Si、Al或其它元素)四面体经由氧桥不仅可以相互连接成四元、六元等单元环，还可以进一步联成双环，这些单、双环的进一步联结便形成笼状或不同维数孔道体系等形形色色的多孔沸石材料骨架结构。例如八元氧环体系包括毛沸石、菱沸石、α-沸石，这些沸石为介孔材料，孔道体系中包含互相连通的超笼；十元环体系又称中孔沸石，包括天然的浊沸石和大量的人工合成高硅沸石，它们的骨架结构中含有五元氧环，孔道体系大部分是非交叉的单孔道；双孔道体系沸石具有十二元和八元氧环开孔或十元和八元氧元开孔的内部连通孔道，如斜发沸石、丝光沸石、辉沸石等，这类沸石具有介孔和微孔两种孔径。由于沸石具有很好的生物相容性和胃肠道粘膜亲和性，规则的互通孔道结构和笼状空间，高表面活性和巨大比表面积等特点，使之十分适合作为控缓释载体。
发明内容
本发明的目的是提供一种控缓释型锌的补锌剂及制备方法和用途，具体说是一种含活性锌的沸石及制备方法和用途。
控缓释型锌的补锌剂是采用锌盐与天然或人工合成沸石经吸附、离子交换反应制备而成的一种含活性锌的沸石，按重量百分比计，锌在沸石中的含量为1.5～10％。
控缓释型锌的补锌剂的制备方法包括以下步骤1)将沸石研磨至大于300目，加水搅拌均匀，制成浓度为1％～10％的悬浮浆液；2)将含锌量为沸石重量1.5～10％的锌盐，于搅拌下缓慢加入步骤1)的悬浮浆液中，检测并调节矿浆的pH值为3.0～6.5，室温反应4～10小时；3)检测步骤2)浆液的pH值，用碱性溶液调节，使浆液pH值为7.0～8.5；水洗2～5次，过滤或离心脱水；4)将步骤3)所得的滤饼烘干、粉碎至大于300目，得到控缓释型补锌剂。
本发明所说的沸石可以是天然或人工合成沸石。合成沸石为市售商品或采用已知的制备方法制备，其制备技术是众所周知的。
本发明所说的锌盐为无机锌盐或有机锌盐，无机锌盐可为氯化锌、硝酸锌或硫酸锌，有机锌盐可为醋酸锌、甘氨酸锌、柠檬酸锌、葡萄糖酸锌、乳酸锌、赖氨酸锌或蛋氨酸锌。所说的碱性溶液为浓度为0.5～10moL/L的氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠或碳酸氢钾的水溶液。
制备方法的浆液脱水工艺，可因地制宜，选用离心或过滤等方法进行脱水。脱水后所得的滤饼可使用常规烘干设备干燥。烘干后的控缓释型锌的补锌剂为块状，可选用常规粉碎设备粉碎至粒度大于300目。
控缓释型锌的补锌剂用作畜禽、水产动物、牛、羊补锌饲料添加剂。
控缓释型锌的补锌剂用作制备人类口服补锌剂的保健品或药物。
本发明具有以下优点(1)由于载体沸石具有很好的生物相容性和胃肠道粘膜亲和性，规则的互通孔道结构和笼状空间，高表面活性和巨大比表面积等特点，使之对所负载的锌具有控缓释作用，从而大大提高了锌的吸收利用率。
(2)本发明采用锌盐与天然或人工合成沸石的吸附、离子交换反应，经过滤、干燥、粉碎制成含活性锌的沸石，该方法工艺流程简单，生产成本低廉，易于推广实施。
(3)本发明所制得的补锌剂可作为饲料添加剂应用于畜禽、水产动物、牛、羊等的补锌；也可用于制备人类口服补锌剂的保健品或药物，适用范围广泛。
(4)本发明的补锌饲料添加剂易于与饲料混合，形成均匀分散系，使用方便。
具体实施例方式
本发明结合以下实例作进一步的说明。
实施例11)将市售的ZSM-5型沸石分子筛研磨至300目，加水搅拌均匀，制成浓度为5％的悬浮浆液；2)将含锌量为沸石重量5％的氯化锌于搅拌下缓慢加入步骤1)的悬浮浆液中，检测并调节矿浆的pH值为4.5，室温反应6小时；3)检测步骤2)浆液的pH值，用10moL/L的氢氧化钠水溶液调节，使浆液pH值为7.5；水洗3次，过滤脱水；4)将步骤3)所得的滤饼烘干、粉碎至300目，得到控缓释型补锌剂，按重量百分比计，锌在沸石中的含量为5％。
以″杜长大”三元杂交28日龄断奶仔猪为试验对象，研究了控缓释型锌对断奶仔猪生长和消化率的影响。
96头试验猪(始重为7.5±0.6公斤)按饲养试验要求分成四组(每组分成三个重复，每个重复8头)，分别添加100mg/kg氧化锌、3000mg/kg氧化锌、100mg/kg蛋氨酸锌和100mg/kg控缓释型锌进行为期60天的饲养试验。试验猪自由采食，自由饮水，在饲养试验结束前三天，从各试验组中各选取6头试验猪，共24头，以Cr2O3为外源指示剂进行了消化试验。
饲养试验结果表明日粮中添加3000mg/kg氧化锌、100mg/kg蛋氨酸锌和100mg/kg控缓释型锌均能促进断奶仔猪生长，(1)与100mg/kg氧化锌组相比，添加3000mg/kg氧化锌和控缓释型锌分别使日增重提高了10.1％(P＜0.05)和11.3％(P＜0.05)，3000mg/kg氧化锌和控缓释型锌组差异不显著；蛋氨酸锌具有促生长效果的趋势(P＞0.05)。(2)与100mg/kg氧化锌组相比，添加3000mg/kg氧化锌、控缓释型锌和蛋氨酸锌分别使仔猪采食量提高了3.8％(P＜0.05)、3.6％(P＜0.05)和3.1％(P＜0.05)，后三者之间差异不显著。(3)3000mg/kg氧化锌、控缓释型锌分别使料重比下降了6.4％(P＜0.05)、5.9％(P＜0.05)；而蛋氨酸锌对料重比无明显影响。
消化试验结果显示3000mg/kg氧化锌和100mg/kg控缓释型锌分别使粗蛋白表观消化率提高了12.8％(P＜0.05)和13.1％(P＜0.05)；控缓释型锌使粗脂肪表观消化率提高了37.4％(P＜0.01)。
本研究结果提示100mg/kg控缓释型锌在提高断奶仔猪生长性能和消化率上的作用效果与3000mg/kg氧化锌基本一致。
实施例2预备根据“温和条件下介孔分子筛MCM-41的修饰与表征”(郑珊，高濂，郭景坤.无机材料学报，2000，15(5)844-848)的方法制备介孔分子筛MCM-41。
1)将预备步骤中得到的介孔分子筛MCM-41研磨至300目，加水搅拌均匀，制成浓度为1％的悬浮浆液；2)将含锌量为MCM-41重量10％的硝酸锌于搅拌下缓慢加入步骤1)的悬浮浆液中，检测并调节矿浆的pH值为6.5，室温反应10小时；3)检测步骤2)浆液的pH值，用5moL/L的氢氧化钾水溶液调节，使浆液pH值为8.5；水洗5次，离心脱水；4)将步骤3)所得的滤饼烘干、粉碎至400目，得到控缓释型补锌剂，按重量百分比计，锌在MCM-41中的含量为10％。
以″杜长嘉”三元杂交28日龄断奶仔猪为试验对象，研究了控缓释型锌对断奶仔猪生长、消化酶和肠形态的影响。
96头试验猪(始重为6.8±0.5公斤)按饲养试验要求分成四组(每组分成三个重复，每个重复8头)，分别添加100mg/kg氧化锌、3000mg/kg氧化锌、100mg/kg蛋氨酸锌和100mg/kg控缓释型锌进行为期56天的饲养试验。饲养试验结束后，从每组中选6头试验猪(公母各半)，共24头，采用常规方法屠宰。
饲养试验结果表明与100mg/kg氧化锌组相比，添加3000mg/kg氧化锌、控缓释型锌和蛋氨酸锌分别使日增重提高了11.5％(P＜0.05)、10.2％(P＜0.05)和5.8％(P＞0.05)；3000mg/kg氧化锌、控缓释型锌分别使料重比下降了6.8％(P＜0.05)、7.5％(P＜0.05)；而蛋氨酸锌对料重比无明显影响。
十二指肠内容物和胰脏内容物酶活性测定表明3000mg/kg氧化锌和蛋氨酸锌以及控缓释型锌使十二指肠内容物中淀粉酶的活性分别提高了2.1倍(P＜0.01)、2.5倍(P＜0.01)和2.8倍(P＜0.01)。3000mg/kg氧化锌和控缓释型锌分别使十二指肠中脂肪酶活性提高了3.1倍(P＜0.01)和3.4倍(P＜0.01)。
添加3000mg/kg氧化锌、蛋氨酸锌和控缓释型锌，分别使十二指肠中绒毛高度增加了33％(P＜0.05)、38％(P＜0.05)和45％(P＜0.05)。
本研究结果提示100mg/kg控缓释型锌在提高断奶仔猪生长、消化酶和改善肠形态上的作用效果与3000mg/kg氧化锌基本一致。
实施例31)将产自浙江缙云的斜发沸石研磨至500目，加水搅拌均匀，制成浓度为10％的悬浮浆液；2)将含锌量为沸石重量2％的醋酸锌于搅拌下缓慢加入步骤1)的悬浮浆液中，检测并调节矿浆的pH值为3.0，室温反应4小时；3)检测步骤2)浆液的pH值，用0.5moL/L的碳酸钠水溶液调节，使浆液pH值为7.0；水洗4次，过滤脱水；4)将步骤3)所得的滤饼烘干、粉碎至600目，得到控缓释型补锌剂，按重量百分比计，锌在沸石中的含量为2％。
控缓释型锌对肉鸡生长和内分泌的影响以AA商品代混合雏鸡为试验对象，研究了控缓释型锌对肉鸡生长和内分泌的影响。选择体重相近的1日龄的肉仔鸡240羽，随机分为3组(每组设4个重复，每个重复20羽)，分别为空白对照、50mg/kg蛋氨酸锌和50mg/kg控缓释型锌。在自由采食、饮水和24小时光照的条件下，进行为期56天的饲养试验。饲养试验结束后，每组选体重相近试验鸡16羽(公母各半)，共48羽，给水不给料，禁食12小时，屠宰，采取血清样品。
饲养试验结果表明与对照组相比，添加控缓释型锌和蛋氨酸锌分别使日增重提高了10.6％(P＜0.05)和5.5％(P＞0.05)；控缓释型锌使料重比下降了8.2％(P＜0.05)；而蛋氨酸锌对料重比无明显影响。
蛋氨酸锌和控缓释型锌分别使血清中T4活性提高了32.5％(P＜0.05)和75.3％(P＜0.01)。控缓释型锌使胰岛素和胰岛素样生长因子I水平分别提高了22.5％(P＜0.05)和27.4％(P＜0.01)。
本研究结果提示控缓释型锌在提高肉鸡生长上的作用效果略优于同剂量的蛋氨酸锌。
实施例41)将市售的4A型沸石分子筛研磨至400目，加水搅拌均匀，制成浓度为8％的悬浮浆液；2)将含锌量为沸石重量1.5％的柠檬酸锌于搅拌下缓慢加入步骤1)的悬浮浆液中，检测并调节矿浆的pH值为4.0，室温反应6小时；3)检测步骤2)浆液的pH值，用2moL/L的碳酸钾水溶液调节，使浆液pH值为7.5；水洗2次，离心脱水；4)将步骤3)所得的滤饼烘干、粉碎至500目，得到控缓释型补锌剂，按重量百分比计，锌在沸石中的含量为1.5％。
控缓释型锌对AA肉用仔鸡相对生物学价值1日龄商品代AA肉用仔鸡，按完全随机单因子设计法，设三个处理，依次在基础日粮的基础上添加标准锌化台物(分析纯七水硫酸锌)、控缓释型锌和市售的蛋氨酸锌。每个处理设4个水平，锌添加量分别为0、15、30、40mg/kg，每个水平设4个重复。每个重复占一个非镀锌材料育雏笼，养4只鸡.公母各半。试验期为三周，第一周为预试期，所有试验鸡均饲喂基础日粮。正试期为两周，饲喂相应试验日粮。正试期开始和结束时，分别以重复组为单位对试验鸡进行称重。计算平均日增重和耗料。试验结束时，在每个重复组中选择与该组体重接近的公母鸡各1只屠宰，剥取右腿胫骨，合并后测其灰分重。再用原子吸收分光光度法测胫骨灰分锌含量。
采用斜率比法计算相对生物学价值。以分析纯ZnSO4.7H2O为参比标准，计算出当其回归直线斜率为100时其它锌源的回归斜率，此乃假设参比标准分析纯ZnSO4.7H2O的生物学价值为100时，其它锌源的相对生物学价值，结果见表1。
表1 不同锌源的相对生物学价值
实施例51)将产自广西的红辉沸石研磨至600目，加水搅拌均匀，制成浓度为4％的悬浮浆液；2)将含锌量为沸石重量2.5％的赖氨酸锌于搅拌下缓慢加入步骤1)的悬浮浆液中，检测并调节矿浆的pH值为4.5，室温反应10小时；3)检测步骤2)浆液的pH值，用6moL/L的氢氧化钠水溶液调节，使浆液pH值为7.0；水洗4次，离心脱水；4)将步骤3)所得的滤饼烘干、粉碎至600目，得到控缓释型补锌剂，按重量百分比计，锌在沸石中的含量为2.5％。
控缓释型锌对AA尼罗罗非鱼的应用效果选取平均体重为3.90g左右的健康尼罗罗非鱼，用2.5％的食盐水进行浸浴消毒，暂养14d后称重，随机分为3组分别为空白对照、50mg/kg硫酸锌和50mg/kg控缓释型锌。试验期为8周。试验鱼在密闭式过滤循环系统的水族箱(100cm×50cm×50cm)中饲养，实际水体积为175L。每箱放养30尾。以充分曝气除氯后的自来水为水源，每个水族箱配置一个10L/min的滤清器，水温为25～28℃，ACO-318型空气压缩机24h增氧，水中溶解氧为6.5～8.0mg/L，pH为7.2～7.4。每天排污，排水1/3。投喂的饲料以天平称重，精确到0.01g，每天投喂2次，每天8:00和16:00两次投饵。日投饵率为体重的3.5％。投饵30min后将剩饵吸出，烘干称重。在空白对照水族箱中测定饵料的溶失率，以校对剩饵的重量。每两周称重一次，调节投饵量。每天观察鱼的健康状况，记录投饵量、剩饵量及死亡尾数。生长性能见表2表2 尼罗罗非鱼生长性能 实施例6预备根据“无胺法合成高硅铝比和高结晶度的ZSM-5沸石分子筛”(项寿鹤，刘述全，王敬中，李赫喧等.国家发明专利授权公告号1046922C)的方法制备ZSM-5沸石分子筛。
1)将预备步骤中得到的ZSM-5沸石分子筛研磨至300目，加水搅拌均匀，制成浓度为6％的悬浮浆液；2)将含锌量为沸石重量4％的葡萄糖酸锌于搅拌下缓慢加入步骤1)的悬浮浆液中，检测并调节矿浆的pH值为4.5，室温反应4小时；3)检测步骤2)浆液的pH值，用6moL/L的氢氧化钾水溶液调节，使浆液pH值为8.0；水洗4次，离心脱水；4)将步骤3)所得的滤饼烘干、粉碎至400目，得到控缓释型补锌剂，按重量百分比计，锌在沸石中的含量为4％。
控缓释型锌的补锌剂用作畜禽、水产动物、牛、羊的补锌饲料添加剂，使用方法为按以下添加剂量拌入畜禽、水产动物、牛、羊饲料中(以锌计)猪50～150mg/kg，鸡40～80mg/kg，鸭40～80mg/kg，鱼50～100mg/kg，甲鱼15～30mg/kg，虾50～100mg/kg，牛、羊40～150mg/kg。
控缓释型锌的补锌剂用于制备人类口服补锌的保健品或药物，日服量(以锌计)1岁以下3～5mg/日；1～3岁5～10mg/日；3～6岁6～10mg/日；7～10岁7～10mg/日；少年8～15mg/日；成年人12～18mg/日；孕妇20～30mg/日。
权利要求
1.一种控缓释型锌的补锌剂，其特征在于它是采用锌盐与天然或人工合成沸石经吸附、离子交换反应制备而成的一种含活性锌的沸石，按重量百分比计，锌在沸石中的含量为1.5～10％。
2.根据权利要求1所述的一种控缓释型锌的补锌剂，其特征在于所述的锌盐为无机锌盐或有机锌盐。
3.根据权利要求2所述的一种控缓释型锌的补锌剂，其特征在于所述的无机锌盐为氯化锌、硝酸锌或硫酸锌，有机锌盐为醋酸锌、甘氨酸锌、柠檬酸锌、葡萄糖酸锌、乳酸锌、赖氨酸锌或蛋氨酸锌。
4.一种如权利要求1所述的控缓释型锌的补锌剂的制备方法，其特征在于方法的步骤如下1)将沸石研磨至大于300目，加水搅拌均匀，制成浓度为1％～10％的悬浮浆液；2)将含锌量为沸石重量1.5～10％的锌盐，于搅拌下缓慢加入步骤1)的悬浮浆液中，检测并调节矿浆的pH值为3.0～6.5，室温反应4～10小时；3)检测步骤2)浆液的pH值，用碱性溶液调节，使浆液pH值为7.0～8.5；水洗2～5次，过滤或离心脱水；4)将步骤3)所得的滤饼烘干、粉碎至大于300目，得到控缓释型补锌剂。
5.根据权利要求4所述的一种控缓释型锌的补锌剂的制备方法，其特征在于所述的锌盐为无机锌盐或者有机锌盐。
6.根据权利要求5所述的一种控缓释型锌的补锌剂的制备方法，其特征在于所述的无机锌盐为氯化锌、硝酸锌或硫酸锌，有机锌盐为醋酸锌、甘氨酸锌、柠檬酸锌、葡萄糖酸锌、乳酸锌、赖氨酸锌或蛋氨酸锌。
7.根据权利要求4所述的一种控缓释型锌的补锌剂的制备方法，其特征在于所述的碱性溶液为浓度为0.5～10moL/L的氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠或碳酸氢钾的水溶液。
8.一种如权利要求1所述的控缓释型锌的补锌剂的用途，其特征在于它用作畜禽、水产动物、牛、羊补锌饲料添加剂。
9.一种如权利要求1所述的控缓释型锌的补锌剂的用途，其特征在于它用作制备人类口服补锌剂的保健品或药物。
全文摘要
本发明公开了一种控缓释型锌的补锌剂及制备方法和用途。它是一种含活性锌的沸石，按重量百分比计，锌在沸石中的含量为1.5～10％。其制备方法是采用锌盐与天然或人工合成沸石的吸附、离子交换反应，经过滤、干燥、粉碎制成含活性锌的沸石。该方法工艺流程简单，生产成本低廉，易于推广实施。由于载体沸石具有很好的生物相容性和胃肠道粘膜亲和性，规则的互通孔道结构和笼状空间，高表面活性和巨大比表面积等特点，使之对所负载的锌具有控缓释作用，从而大大提高了锌的吸收利用率。本发明所制得的控缓释型锌可作为饲料添加剂应用于畜禽、水产动物、牛、羊等的补锌；也可用于制备人类口服补锌的保健品或药物，适用范围广泛。
文档编号A61K31/19GK1857308SQ20061005008
公开日2006年11月8日 申请日期2006年3月29日 优先权日2006年3月29日
发明者胡彩虹, 夏枚生, 张红梅 申请人:浙江大学