专利名称：一种水产用控缓释型赖氨酸的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种水产用控缓释型赖氨酸的制备方法。
技术背景饲料营养是水产养殖效率、效益密切相关的关键技术，同时也是水产动物 生长、发倉'的物〗贞基础。水产动物对饲料蚩白M的耑要实际上是对氨基酸的啬 要。外源添加氨基酸以调整饲料中的氨基酸平衡，是提高词料蛋白质利用效率、 节约蛋白质资源、降低饲料成本和改善水体环境的最佳途径。赖氨酸是水产饲 料中的限制性氨基酸，己有大量的商业化生产。但是，国内、外大量研究表明， 在水产饲料中补充赖氨酸不能明显提高甲壳动物和鱼类的生长性能。主要原因 是(l)饲料在水中浸泡过程中导致所添加的赖氨酸(水溶性)的溶解流失。(2) 词料蛋白结合态氨基酸与添加的游离态赖氨酸在鱼、虾体内存在明显的消化吸 收时间差。应用同位素示踪技术研究表明，游离态赖氨酸消化吸收快，使鱼、 虾体组织赖氨酸浓度升高也快，但立即被降解，多量未被用于动物体蛋白的合 成。因此，在水产饲料中，通常不提倡添加赖氨酸用于平衡词料蛋白质的氨基 酸营养，而是通过提高饲料蛋白质的水平，或选用含高赖氨酸的优质蛋白原料， 以满足水生动物的营养需要。这不仅增加了饲料成本，而且造成了大量的蛋白 质饲料资源的浪费和水体富营养化的突出问题。 发明内容本发明的目的是提供一种水产用控缓释型赖氨酸的制备方法。 水产用控缓释型赖氨酸的制备方法包括如下步骤1) 将蒙脱石矿物加水搅拌均匀，制成重量百分比浓度为10%~20%的悬浮 液矿浆；2) 将蒙脱石矿物重量5%~20%的赖氨酸溶解在水中，制备成重量体积百分 比为0.1-5 g/100 mL的赖氨酸水溶液，于搅拌下将赖氨酸水溶液缓慢加入步骤 l)的悬浮液矿浆中，矿浆的pH值为2.0 3.0，反应6 10小时；3) 将蒙脱石矿物重量1~5%的铜盐，于搅拌下缓慢加入步骤2)的矿浆中， 用碱性溶液调节矿浆pH值至7.5~8.5，反应5~10小时；4) 步骤3)的矿浆水洗3~7次，过滤或离心进行脱水，烘干、粉碎至300~500所述的铜盐为氯化铜、硝酸铜、硫酸铜。碱性溶液为摩尔浓度为0.5 10 moL/L的氢氧化钠或氢氧化钾的水溶液。本发明可因地制宜，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。烘干后的控缓释型赖氨酸为块状，可选用常规粉碎 设备粉碎至粒度大于300目。蒙脱石是一种含水的2:1型层状硅铝酸盐矿物，由于蒙脱石结构特殊，所 以具有许多优良性能，如膨胀性、分散性、阳离子交换性、悬浮性、稳定性 和吸附性等。蒙脱石的这些性质，特别是其高比表面积，强吸附等性质，使其 在工业和医药领域有着广泛的应用。本发明通过蒙脱石对赖氨酸的吸附、离子 交换反应以及蒙脱石-赖氨酸-铜的螯合反应制备控缓释型赖氨酸，控制调节矿浆 的pH值是本发明的关键之一。蒙脱石和赖氨酸的离子交换反应的pH值为2.0 3.0。离子交换反应结束后，加入铜盐并用碱性溶液调节pH介于7.5 8.5，加 入铜盐和调节pH值的目的， 一是使溶液中未吸附的赖氨酸形成蒙脱石-赖氨酸-铜的螯合物，以充分利用赖氨酸，避免污染环境；其二是使蒙脱石-赖氨酸-铜在 碱性环境形成的螯合物在蒙脱石层间或表面发育成雏晶，这些雏晶具有赖氨酸 和铜的生物学活性。目前在水产饲料中一般不额外添加晶体氨基酸，而是靠调整配方中各种蛋 白饲料的比例来进行氨基酸平衡，这样不仅很难实现与鱼虾营养需求一致的氨 基酸模式，而且导致配方中鱼粉等动物性蛋白用量以及饲料蛋白质含量偏高， 使廉价植物蛋白资源的使用量受到更多的限制。因此目前水产饲料配合技术的 氨基酸平衡调节方式十分不合理，不仅浪费了蛋白饲料资源，增加了饲料成本， 造成饵料系数高，蛋白质沉积率低，而且污染了水体，阻碍了水产养殖业的可 持续发展。本发明制备的控缓释型赖氨酸在水中的溶解流失很低，而且由于载体蒙脱 石具有很好的生物相容性和胃肠道粘膜亲和性，高表面活性和巨大比表面积等 特点，使之对所负载的赖氨酸具有控缓释作用。本发明的水产用控缓释型赖氨 酸，可解决一般商业赖氨酸在水产饲料中添加所存在的缺陷，不仅有利于实现 水产饲料养分的高效转化和蛋白质饲料资源的充分开发与利用，有效节约养殖 的词料成本，同时能显著减少水产动物代谢产物的排泄量，有益于养殖水体环 境的稳定和改善，这对促进我省饲料工业的可持续发展和水产的高效、健康养 殖具有重要的现实意义。
具体实施方式
本发明结合以下实例作进一步的说明。 实施例11) 将蒙脱石矿物加水，搅拌均匀，制成重量百分比浓度为10%的悬浮液矿浆；2) 将蒙脱石矿物重量5%的赖氨酸溶解在水中，制备成重量体积百分比为 0.1g/100mL的赖氨酸水溶液，于搅拌下将赖氨酸水溶液缓慢加入步骤l)的悬浮 液矿浆中，矿浆的pH值为2.0，反应6小时；3) 将蒙脱石矿物重量1%的氯化铜，于搅拌下缓慢加入步骤2)的矿浆中， 用0.5 moL/L的氢氧化钠水溶液调节矿浆pH值至7.5，反应5小时；4) 步骤3)的矿浆水洗3次，过滤或离心进行脱水，烘干、粉碎至300目， 得到水产用控缓释型赖氨酸。添加结晶和控缓释赖氨酸制成颗粒试验饲料，取一定量饲料测定赖氨酸溶 出率，其结果为添加结晶赖氨酸组溶出率为(16.7 士 2.3)%，而添加控缓释赖氨 酸组溶出率为(0.51 士 0.06)%，两组比较溶出率有显著差别。在罗氏沼奸词料中添加控缓释型赖氨酸的试验结果表明与添加0.1%游离 赖氨酸相比，添加同水平的控缓释型赖氨酸使罗氏沼虾增重率和成活率分别提 高了 11.45% (P<0.05)和7.13% (P<0.05)，体长增加了 8.42% (P<0.05)，饵料 系数降低了 16.24% (P<0.05)。血清中氨基酸的变化情况图显示，控缓释型赖氨 酸与晶体赖氨酸相比，在血清中浓度变化减慢，晶体赖氨酸组在1小时后达最 大浓度，2小时后浓度迅速降低50%以上，而控缓释型赖氨酸组则变化显著变得 平稳，经2小时后，仅降低20%左右，其特点与来源于蛋白质中的结合态赖氨 酸基本一致。 实施例21) 将蒙脱石矿物加水，搅拌均匀，制成重量百分比浓度为20%的悬浮液矿浆；2) 将蒙脱石矿物重量20%的赖氨酸溶解在水中，制备成重量体积百分比为 5 g/100 mL的赖氨酸水溶液，于搅拌下将赖氨酸水溶液缓慢加入步骤l)的悬浮 液矿浆中，矿浆的pH值为3.0，反应10小时；3) 将蒙脱石矿物重量5%的硝酸铜，于搅拌下缓慢加入步骤2)的矿浆中， 用10 moL/L的氢氧化钾水溶液调节矿浆pH值至8.5，反应10小时；4) 步骤3)的矿浆水洗7次，过滤或离心进行脱水，烘干、粉碎至500目， 得到水产用控缓释型赖氨酸。添加结晶和控缓释赖氨酸制成颗粒试验饲料，取一定量饲料测定赖氨酸溶出率，其结果为添加结晶赖氨酸组溶出率为(16.7 士 2.3)%，而添加控缓释赖氨 酸组溶出率为(1.12 士 0.20)%，两组比较溶出率有显著差别。研究了控缓释型赖氨酸对罗非鱼生长、血清游离氨基酸和肌肉蛋白质合成 率的影响。设计3种试验饲料(实用饲料以及分别补充结晶和控缓释型赖氨酸的 两种实用词料)。试验罗非鱼放养在玻璃钢水族箱)中，每箱放养30尾(平均体重 5士0.5g),每种处理设3个平行组，饲养9周。试验结果表明实用词料补充 控缓释型赖氨酸与不补充或补充结晶赖氨酸比较，增重率、蛋自质效率、血清 必需氨基酸平衡指数(EAAP)和蛋自质合成率都得到改善。补充控缓释赖氨酸组 显著高于不补充或补充结晶赖氨酸组(P〈 0.05)。词料系数3个试验组之间以补 充控缓释赖氨酸组最低，与不补充赖氨酸和补充结晶赖氨酸的两个实用饲料组 相比有显著差异(P〈 0.05)。蛋白质效率实用伺料3个组之间以添加控缓释赖氨酸 组为好，但没有显著差异(P〈0.05)。实施例31) 将蒙脱石矿物加水，搅拌均匀，制成重量百分比浓度为15%的悬浮液矿桨；2) 将蒙脱石矿物重量10%的赖氨酸溶解在水中，制备成重量体积百分比为 2.5 g/100mL的赖氨酸水溶液，于搅拌下将赖氨酸水溶液缓慢加入步骤l)的悬浮 液矿浆中，矿浆的pH值为2.5，反应8小时；3) 将蒙脱石矿物重量3%的硫酸铜，于搅拌下缓慢加入步骤2)的矿浆中， 用5 moL/L的氢氧化钠水溶液调节矿浆pH值至8.0,反应7小时；4) 步骤3)的矿桨水洗5次，过滤或离心进行脱水，烘干、粉碎至400目， 得到水产用控缓释型赖氨酸。添加结晶和控缓释赖氨酸制成颗粒试验饲料，取一定量饲料测定赖氨酸溶 出率，其结果为添加结晶赖氨酸组溶出率为(16.7 士 2.3)%，而添加控缓释赖氨 酸组溶出率为(0.86 士 0.12)%，两组比较溶出率有显著差别。
权利要求
1.一种水产用控缓释型赖氨酸的制备方法，其特征在于包括如下步骤1)将蒙脱石矿物加水，搅拌均匀，制成重量百分比浓度为10％～20％的悬浮液矿浆；2)将蒙脱石矿物重量5％～20％的赖氨酸溶解在水中，制备成重量体积百分比为0.1～5g/100mL的赖氨酸水溶液，于搅拌下将赖氨酸水溶液缓慢加入步骤1)的悬浮液矿浆中，矿浆的pH值为2.0～3.0，反应6～10小时；3)将蒙脱石矿物重量1～5％的铜盐，于搅拌下缓慢加入步骤2)的矿浆中，用碱性溶液调节矿浆pH值至7.5～8.5，反应5～10小时；4)步骤3)的矿浆水洗3～7次，过滤或离心进行脱水，烘干、粉碎至300～500目，得到水产用控缓释型赖氨酸。
2. 根据权利要求1所述的一种水产用控缓释型赖氨酸的制备方法，其特征 在于所述的铜盐为氯化铜、硝酸铜、硫酸铜。
3. 根据权利要求1所述的一种水产用控缓释型赖氨酸的制备方法，其特征 在于所述的碱性溶液为摩尔浓度为0.5~10 moL/L的氢氧化钠或氢氧化钾的水溶 液。
全文摘要
本发明公开了一种水产用控缓释型赖氨酸的制备方法，步骤如下1)制备蒙脱石悬浮液矿浆；2)蒙脱石对赖氨酸的吸附、离子交换反应；3)蒙脱石-赖氨酸-铜的螯合反应；4)水洗、脱水、烘干、粉碎。本发明的水产用控缓释型赖氨酸，可解决一般商业赖氨酸在水产饲料中添加所存在的缺陷，不仅有利于实现水产饲料养分的高效转化和蛋白质饲料资源的充分开发与利用，有效节约养殖的饲料成本，同时能显著减少水产动物代谢产物的排泄量，有益于养殖水体环境的稳定和改善，这对促进我省饲料工业的可持续发展和水产的高效、健康养殖具有重要的现实意义。
文档编号A23K1/16GK101214007SQ20081005905
公开日2008年7月9日 申请日期2008年1月9日 优先权日2008年1月9日
发明者刘海萍, 夏枚生, 李海晏, 胡彩虹, 甜 陆 申请人:浙江大学