一种肠溶丁酸钠微囊及其制备方法和应用与流程

本发明属于饲料添加剂技术领域，具体涉及一种肠溶丁酸钠微囊及其制备方法和应用。

背景技术：

丁酸，作为短链挥发性脂肪酸最主要的代表，是结肠腔主要的阴离子和结肠细胞的营养物质，是大肠细胞的主要能量底物，能够快速地被结肠细胞吸收和氧化，为结肠细胞供能。在调节胃肠道微生态平衡、电解质平衡以及诱食方面发挥重要作用。丁酸具有饲料酸化剂的生理作用，能够提供动物生产性能，因此在养殖过程中广泛使用。但由于其具有游离性和挥发性，生产中将其制成相对稳定的钠盐即丁酸钠。

丁酸钠是肠道上皮细胞的重要营养物质，作为肠上皮细胞的一种能量来源，可不经消化直接被上皮细胞吸收，促使肠上皮细胞增殖发育，维持肠粘膜的完整性，有效促进肠道内有益菌的增殖，抑制有害菌的生长，从而调整肠道微生态平衡，最终实现肠道的健康。

由于丁酸钠具有绿色、无公害特点，而且还具有独特的营养生理功能等特点，因而被农业部列入《饲料添加剂品种目录》，可作为新型饲料添加剂使用，同时可作为抗生素替代品，减少部分抗生素的使用。但由于其自身存在缺陷，限制了其在饲料加工与养殖生产中的广泛应用。具体来说，丁酸钠具有特殊奶酪酸败样气味，影响对饲料品质的认可，对食道刺激性较强；丁酸钠易吸潮、流动性较差，不利于饲料加工和贮藏；丁酸钠主要在肠道后半段发挥作用，如果不包膜，其有效成分在胃中会被吸收，难以进入肠道。即使进入肠道，也被小肠吸收，无法满足肠道各段对丁酸钠的需求，不能肠道后段持续供能。

cn105995192a公开了一种草鱼饲料用纳米缓释丁酸钠的制备方法，在氢氧化钠溶液中，均匀滴加正丁酸，滴加完成后反应1.5-2.0h，得丁酸钠溶液，丁酸钠溶液中加入辅料，辅料与丁酸钠溶液的质量比为1-1.5:2，辅料包括蜂蜡2-3份、棕榈蜡1-2份、鱼油0.1-0.5份、聚乙二醇1-4份，填充剂0.5-1份、纳米缓释载体1-1.5份，最后进行喷雾干燥即得纳米缓释丁酸钠，干燥温度为200-220℃。采用纳米包埋技术对丁酸钠进行纳米包埋，克服了丁酸钠有异味，易潮解，难以被肠道利用，不能持续为肠道提供能量的缺点，促进了草鱼肠道的健康，提高营养物质的吸收，提高草鱼养殖的经济效益。

cn102579369a公开了一种丁酸钠肠溶缓释制剂及其制备方法，该发明从丁酸钠合成工艺开始产品合成，对合成的丁酸钠液体进行液态下包合，液态包合后喷雾制粒，得到丁酸钠肠溶缓释制剂。所述制备方法减少了生产环节及生产成本，减少生产过程中环境影响，降低产品的挥发性气味及引湿性，制备到的丁酸钠肠溶缓释制剂为白色球形颗粒，粒径大小200μm-500μm。稳定性好，防潮性能强、可在肠道内缓慢释放，提高了产品的生物利用率。

但现有技术中关于如何更好地克服丁酸钠的食道刺激性、易吸潮性、低流动性等缺点的策略还很有限，因此，开发出一种新型的肠溶丁酸钠制剂是非常有必要的。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种肠溶丁酸钠微囊及其制备方法和应用，具体提供一种肠溶丁酸钠微囊及其制备方法、一种饲料添加剂和一种饲料。该肠溶丁酸钠微囊制剂不易吸潮，流动性和分散性好，能够到达肠道部分靶向缓慢释放，能够满足肠道各段对丁酸钠的需求。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种肠溶丁酸钠微囊，所述肠溶丁酸钠微囊包括内核层和包覆于内核层表面的包衣材料层；所述内核层包括丁酸钠核心以及包裹丁酸钠核心的辅料层。

本发明所涉及的肠溶丁酸钠微囊使用辅料对丁酸钠进行包裹制成微囊颗粒，再在其表面喷涂一层包衣材料，使丁酸钠与外界完全隔离；经双层包被后掩盖了丁酸钠的臭味，解决了易吸潮的问题，提高产品的流动性和分散性，提升产品稳定性和品质。

优选地，所述辅料包括脂肪粉、辅益粉、葡萄糖、抗菌肽、硬脂酸、单硬脂酸甘油酯、硬脂醇、饱和甘油三酯、甘油单酯或石蜡中的任意一种或至少两种的组合；所述至少两种的组合例如脂肪粉和辅益粉的组合、葡萄糖和抗菌肽的组合、硬脂醇和饱和甘油三酯的组合等，其他任意的组合方式均可选择，在此不进行一一赘述。

优选地，所述辅料占所述肠溶丁酸钠微囊的质量百分数为65-80％，例如65％、68％、70％、72％、75％、78％或80％等，范围内的其他具体点值均可选择，在此不进行一一赘述。

所述辅料所占的质量百分数特定地选择在65-80％范围内，是因为内核层的大小直接影响微囊的粒径，影响药物的稳定性和释放速率。在丁酸钠的质量分数一定时，辅料过多使得粒径过大，释放过于缓慢，而辅料较少使得原料药包封率低，释放速度快，效果不佳。几种辅料配比不同也会影响药物的控释和靶向性。

优选地，所述包衣材料包括羟丙甲纤维素酞酸酯、聚醋酸乙烯苯二甲酸酯、纤维醋法酯、醋酸羟丙甲纤维素琥珀酸酯或丙烯酸树脂中的任意一种或至少两种的组合；所述至少两种的组合例如羟丙甲纤维素酞酸酯和聚醋酸乙烯苯二甲酸酯的组合、纤维醋法酯和醋酸羟丙甲纤维素琥珀酸酯的组合、醋酸羟丙甲纤维素琥珀酸酯和丙烯酸树脂的组合等，其他任意的组合方式均可选择，在此不进行一一赘述。

所述包衣层材料为肠溶性簿膜包衣材料，使产品的有效成分能够安全过胃，胃中的溶出率≤1％，肠道中缓慢溶解，达到肠道靶向释放，缓慢持续释放的目的，显著提高药效，减少药物添加量。

优选地，所述包衣材料占所述肠溶丁酸钠微囊的质量百分数为5-10％，例如5％、6％、7％、8％、9％或10％等。

所述包衣材料所占的质量百分数特定地选择在5-10％范围内，是因为包衣材料的质量百分数影响囊壁的溶解速率，以及微囊的完整性，避免因压力、剪切力、磨损等破裂，引起药物释放。

优选地，所述肠溶丁酸钠微囊的粒径为180-355μm，例如180μm、190μm、200μm、220μm、230μm、250μm、260μm、280μm、300μm、320μm、340μm、350μm或355μm等，范围内的其他具体点值均可选择，在此不进行一一赘述。

所述肠溶丁酸钠微囊的粒径特定地选择为180-355μm，是因为微囊的粒径除了影响适口性还影响药物的释放、生物利用度、载药量及体内分布与靶向性。超过此范围会释放速率低，靶向性差，生物利用度低，低于此范围会释放速率高，靶向性差，生物利用度低。其粒径是由核心层的大小、包衣层的用量、制备温度、混合搅拌的速率等决定的。

第二方面，本发明提供一种如上所述的肠溶丁酸钠微囊的制备方法，所述制备方法包括：

(1)将丁酸钠原料与辅料进行混合，进行包膜，制得内核层；

(2)在步骤(1)制得的内核层表面喷涂包衣材料，得到所述肠溶丁酸钠微囊。

本发明所涉及的肠溶丁酸钠微囊的制备方法简单，成本低，易操作，损耗少，产品总收率高。

优选地，步骤(1)所述混合的方式包括搅拌。

优选地，步骤(1)所述混合的温度为80-90℃，例如80℃、82℃、83℃、84℃、85℃、86℃、87℃、88℃、89℃或90℃等，范围内的其他具体点值均可选择，在此不进行一一赘述。

优选地，步骤(1)所述混合的时间为30-60min，例如30min、35min、40min、45min、50min、55min或60min等，范围内的其他具体点值均可选择，在此不进行一一赘述。

优选地，步骤(2)所述喷涂的温度为80-90℃，例如80℃、82℃、83℃、84℃、85℃、86℃、87℃、88℃、89℃或90℃等，范围内的其他具体点值均可选择，在此不进行一一赘述。

优选地，步骤(2)所述喷涂的时间为3-4h，例如3h、3.5h或4h等，速率为1100-1300r/min，例如1100r/min、1200r/min或1300r/min等，范围内的其他具体点值均可选择，在此不进行一一赘述。

优选地，步骤(2)所述喷涂包衣材料结束后对产品进行烘干，温度为80-90℃，例如80℃、82℃、83℃、84℃、85℃、86℃、87℃、88℃、89℃或90℃等，范围内的其他具体点值均可选择，在此不进行一一赘述。

作为本发明的优选技术方案，所述肠溶丁酸钠微囊的制备方法包括：

(1)将丁酸钠原料与熔融状态下的辅料在80-90℃下进行混合30-60min，进行包膜，制得内核层；

(2)在80-90℃下向步骤(1)制得的内核层表面喷涂包衣材料3-4h，速率为1100-1300r/min，并在80-90℃下进行烘干，得到所述肠溶丁酸钠微囊。

第三方面，本发明提供一种饲料添加剂，所述饲料添加剂包括如上所述的肠溶丁酸钠微囊。

第四方面，本发明提供一种饲料，所述饲料包括如上所述的饲料添加剂。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明所涉及的肠溶丁酸钠微囊制剂不具有酸败样气味，不易吸潮，具有良好的流动性和分散性，能够在肠道中缓慢溶解，达到肠道靶向释放，显著提高吸收效果。与普通的丁酸钠粉剂相比，本发明所涉及的肠溶丁酸钠微囊制剂作为饲料添加剂用于饲养动物时，能够显著提高动物的平均日采食量和日增重，降低料重比，降低腹泻率；且能显著降低动物回肠和结肠内有害菌如大肠杆菌的含量，同时使结肠和盲肠中的有益菌如乳酸菌和双歧杆菌显著增加；更重要的是，幼龄动物本身肠道发育不健全，再加上断奶后，肠粘膜减重，肠绒毛萎缩、上皮细胞脱落等肠道形态的变化，严重影响幼龄动物的消化能力和养分利用，本发明产品能够靶向作用到肠各段，快速提供能量，显著增加小肠各段的长度和重量，改善幼龄动物的肠道形态发育，促进肠道健康。

附图说明

图1是本发明所涉及的肠溶丁酸钠微囊的外观形态图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

以下实施例所涉及的丁酸钠原料为饲料添加剂丁酸钠，含量98％，购自于江西康柏农牧发展有限公司。

实施例1

本实施例提供一种肠溶丁酸钠微囊，所述肠溶丁酸钠微囊包括内核层和包覆于内核层表面的包衣材料层；所述内核层包括丁酸钠核心以及包裹丁酸钠核心的辅料层。所述辅料为硬化油、葡萄糖和脂肪粉的混合物，分别占微囊总质量的40％、15％、20％。所述包衣材料为醋酸羟丙基甲基纤维素琥珀酸酯，占微囊总质量的10％。

其制备方法为：

(1)将丁酸钠原料与熔融状态下的辅料在85℃下进行混合40min，进行包膜，制得内核层；

(2)在85℃下向步骤(1)制得的内核层表面喷涂包衣材料4h，并在85℃下进行烘干，得到所述肠溶丁酸钠微囊。

实施例2

本实施例提供一种肠溶丁酸钠微囊，所述肠溶丁酸钠微囊包括内核层和包覆于内核层表面的包衣材料层；所述内核层包括丁酸钠核心以及包裹丁酸钠核心的辅料层。所述辅料为单硬脂酸甘油酯、硬脂醇和葡萄糖的混合物，分别占微囊总质量的40％、30％、10％。所述包衣材料为羟丙甲纤维素酞酸酯和聚醋酸乙烯苯二甲酸酯的混合物，分别占微囊总质量的2％、3％。

其制备方法为：

(1)将丁酸钠原料与熔融状态下的辅料在80℃下进行混合50min，进行包膜，制得内核层；

(2)在80℃下向步骤(1)制得的内核层表面喷涂包衣材料4h，并在80℃下进行烘干，得到所述肠溶丁酸钠微囊。

实施例3

本实施例提供一种肠溶丁酸钠微囊，所述肠溶丁酸钠微囊包括内核层和包覆于内核层表面的包衣材料层；所述内核层包括丁酸钠核心以及包裹丁酸钠核心的辅料层。所述辅料为脂肪粉和辅益粉的混合物，分别占微囊总质量的50％、25％。所述包衣材料为纤维醋法酯和醋酸羟丙甲纤维素琥珀酸酯的混合物，分别占微囊总质量的5％、5％。

其制备方法为：

(1)将丁酸钠原料与熔融状态下的辅料在90℃下进行混合30min，进行包膜，制得内核层；

(2)在90℃下向步骤(1)制得的内核层表面喷涂包衣材料3h，并在90℃下进行烘干，得到所述肠溶丁酸钠微囊。

实施例4

本实施例提供一种肠溶丁酸钠微囊，所述肠溶丁酸钠微囊包括内核层和包覆于内核层表面的包衣材料层；所述内核层包括丁酸钠核心以及包裹丁酸钠核心的辅料层。其与实施例1产品的区别在于辅料的质量占比，具体为：所述辅料为硬化油、葡萄糖和脂肪粉的混合物，分别占微囊总质量的35％、5％、15％。所述包衣材料为醋酸羟丙基甲基纤维素琥珀酸酯，占微囊总质量的30％。

其制备方法参照实施例1。

实施例5

本实施例提供一种肠溶丁酸钠微囊，所述肠溶丁酸钠微囊包括内核层和包覆于内核层表面的包衣材料层；所述内核层包括丁酸钠核心以及包裹丁酸钠核心的辅料层。其与实施例1产品的区别在于辅料的质量占比，具体为：所述辅料为硬化油、葡萄糖和脂肪粉的混合物，分别占微囊总质量的50％、3％、30％。所述包衣材料为醋酸羟丙基甲基纤维素琥珀酸酯，占微囊总质量的2％。

其制备方法参照实施例1。

实施例6

本实施例提供一种肠溶丁酸钠微囊，所述肠溶丁酸钠微囊包括内核层和包覆于内核层表面的包衣材料层；所述内核层包括丁酸钠核心以及包裹丁酸钠核心的辅料层。其与实施例1产品的区别在于包衣材料的质量占比，具体为：所述辅料为硬化油、葡萄糖和脂肪粉的混合物，分别占微囊总质量的40％、22％、20％。所述包衣材料为醋酸羟丙基甲基纤维素琥珀酸酯，占微囊总质量的3％。

其制备方法参照实施例1。

实施例7

本实施例提供一种肠溶丁酸钠微囊，所述肠溶丁酸钠微囊包括内核层和包覆于内核层表面的包衣材料层；所述内核层包括丁酸钠核心以及包裹丁酸钠核心的辅料层。其与实施例1产品的区别在于包衣材料的质量占比，具体为：所述辅料为硬化油、葡萄糖和脂肪粉的混合物，分别占微囊总质量的40％、10％、20％。所述包衣材料为醋酸羟丙基甲基纤维素琥珀酸酯，占微囊总质量的15％。

其制备方法参照实施例1。

对比例1

本对比例提供一种肠溶丁酸钠微囊，所述肠溶丁酸钠微囊仅有内核层，无包覆于内核层表面的包衣材料层；所述内核层包括丁酸钠核心以及包裹丁酸钠核心的辅料层。所述辅料为硬化油、葡萄糖和脂肪粉的混合物，分别占微囊总质量的40％、25％、20％。

其制备方法为：

(1)将丁酸钠原料与熔融状态下的辅料在85℃下进行混合40min，进行包膜，制得内核层，即肠溶丁酸钠微囊。

评价试验：

对实施例1-7以及对比例1制得的肠溶丁酸钠微囊产品进行如下评价，同时以市售的丁酸钠粉剂产品(饲料添加剂丁酸钠，含量98％，，生产厂家江西康柏农牧发展有限公司)作为对照。

试验操作方法：选取体重相近的断奶仔猪60头(28日龄断奶)，随机分为10组，分别为试验组1-9和对照组，每组6头，以不同的日粮组成饲喂断奶仔猪，28天后进行生产性能评价、肠道细菌评价及小肠长度和重量评价。其中试验组1为基础日粮+1kg/t实施例1产品；试验组2为基础日粮+1kg/t实施例2产品；试验组3为基础日粮+1kg/t实施例3产品；试验组4为基础日粮+1kg/t实施例4产品；试验组5为基础日粮+1kg/t实施例5产品；试验组6为基础日粮+1kg/t实施例6产品；试验组7为基础日粮+1kg/t实施例7产品；试验组8为基础日粮+1kg/t对比例1产品；试验组9为基础日粮+1kg/t市售粉剂；对照组为基础日粮组。

(1)生产性能评价

操作方法为：试验第28天对仔猪进行空腹称重，计算平均日采食量(adfi)、平均日增重量(adg)、料重比(f/g)及腹泻率，试验结果如表1所示。

表1

注：试验结果均表示为均值±标准差，肩上标小写字母相同者差异不显著(p＞0.05)，小写字母不同者差异显著(p<0.05)

由表1数据可知：日粮中添加本发明所涉及的肠溶丁酸钠微囊产品，能显著增加断奶仔猪的日采食量和日增重量；显著降低料重比和仔猪腹泻率(p<0.05)。

(2)肠道细菌评价

操作方法为：28天后，屠宰并精确称取猪盲肠内容物，以无菌生理盐水稀释为终浓度为10mg/ml菌悬液，为100倍稀释母液。用0.2ml无菌吸管精确吸取0.1ml细菌悬液放入含有0.9ml生理盐水的洁净灭菌试管中，然后将管内悬液混合均匀，即为10^-1倍稀释菌液。另取一支吸管自10^-1试管吸0.1ml放入含有0.9ml生理盐水的试管中，其余依次类推，最终得到10^-1、10^-2、10^-3、10^-4、10^-5、10^-6倍稀释的菌液。每个稀释度菌液取0.01ml稀释液分别接种3种培养基进行大肠杆菌、乳酸杆菌、双歧杆菌的分离培养，每种稀释度检测3次。同时以生理盐水加入无菌平皿作空白对照。培养24-48h后取出培养皿，算出同一稀释度的菌落平均数，并按每毫升中总活菌数＝同一稀释度三次重复的菌落平均数×稀释倍数×10进行计算得到每毫升总活菌数。采用jmp10统计软件对数据进行分析，结果如表2所示。

表2

注：试验结果均表示为均值±标准差，肩上标小写字母相同者差异不显著(p＞0.05)，小写字母不同者差异显著(p<0.05)

由表2数据可知：日粮中添加本发明所涉及的肠溶丁酸钠微囊，能显著促进有益肠道菌群如双歧杆菌数量和乳杆菌的数量(p<0.05)，能显著抑制有害肠道菌群如大肠杆菌的数量(p<0.05)。

(3)小肠长度和重量评价

操作方法为：28天后，屠宰并取十二指肠、空肠及回肠进行长度和重量的测量。结果如表3所示。

表3

注：试验结果均表示为均值±标准差，肩上标小写字母相同者差异不显著(p＞0.05)，小写字母不同者差异显著(p<0.05)

由表3数据可知：日粮中添加本发明所涉及的肠溶丁酸钠微囊，能显著促进十二指肠、空肠、回肠的长度及重量(p<0.05)，可显著促进小肠上皮细胞发育，更有利于小肠吸收营养物质。

(4)溶出效果评价

操作方法为：采用模拟人工胃液和肠液的体外溶出试验检测其效果。

人工胃液的配制：取稀盐酸16.4ml，加水约800ml，再加入10g胃蛋白酶，摇匀后，加水定容至1000ml，即得；

人工肠液的配制：取磷酸二氢钾6.8g，加水500ml使溶解。另取胰酶10g，加水适量溶解，将两液混合后用0.1mol/l氢氧化钠溶液调节ph至6.8后，加水定容至1000ml，即得。

胃液溶出度测定：量取经脱气处理的人工胃液250ml，注入每个操作容器内，加温使溶剂温度保持在(37±0.5)℃，转速可任意调节在(60±1)r/min。分别称取供试品6个，每个10g，分别投入6个操作容器内，立即启动旋转并开始计时，分别在0.5、1、2、4、6、8h各取出一个样品，经滤纸过滤后低温烘干至恒重，盐酸滴定法测定丁酸钠含量，计算得出每个样品的溶出量。结果如表4所示。

肠液溶出度测定：量取经脱气处理的人工肠液250ml，注入每个操作容器内，加温使溶剂温度保持在(37±0.5)℃，转速可任意调节在(60±1)r/min。分别称取供试品6个，每个5g，分别投入6个操作容器内，立即启动旋转并开始计时，分别在1、2、4、8、16、32h各取出1个样品，经滤纸过滤后低温烘干至恒重，盐酸滴定法测定丁酸钠含量，计算得出每个样品的溶出量。结果如表5所示。

表4

表5

由表4、5数据可知：本发明所涉及的肠溶丁酸钠微囊可以实现对丁酸钠过胃保护，使其在肠道缓慢释放的功效。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的一种肠溶丁酸钠微囊及其制备方法和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。