一种精准定量实验动物功能性饲料及制备方法与设备与流程

1.本发明涉及动物饲喂技术领域，具体涉及到一种精准定量实验动物功能性饲料及制备方法与设备。


背景技术：

2.实验动物的标准化离不开营养和饲料，实验动物科学发展至今已形成了一门实验动物生长发育、繁殖的营养饲料学研究——实验动物营养学。实验动物营养学的学科目的是通过对动物营养的调整和管理以获得健康的或者指定生理特征实验材料，保证实验有正常、可靠的结果。目前市场上的实验动物饲料主要分为维持饲料和生长繁殖饲料，这些饲料都是为了满足实验动物生长发育、繁殖以及维持生命而设定的，而这些饲料的颗粒质量并不是精确定量的，不能精准获得实验动物的采食量，因此不能满足一些特殊研究的要求。这些特殊研究包括对实验动物的行为学研究，对某种药物的临床药效研究等。
3.吕震等(2016)在研究大黄灵仙胶囊对小鼠胆结石影响时，将大黄灵仙胶囊制剂浓煎成浓度为0.65g/ml的汤药，根据小鼠体重灌胃给药；杨金芬等(2020)在研究二甲双胍改善高脂饮食诱导小鼠非酒精性脂肪肝的机制时，二甲双胍以250mg/kg的通过饮水方式给药。王灵慧等(2020)在研究甜菜碱对肥胖小鼠肝脏脂质沉积的影响时，将甜菜碱加入高脂饲粮中喂养小鼠。以上的方法都存在一些缺陷，比如饮水和食料的不完全、出现撒漏，或者灌胃产生的应激反应等，都可能影响最终的实验结果。
4.基于此，有动机研发一种定量颗粒饲料，以精准保证要研究的药物定量投喂到实验动物身上，并不会产生一些影响实验的非精确意外因素。


技术实现要素：

5.为了实现实验动物功能性饲料的自动封口，本发明提供了一种精准定量实验动物功能性饲料及制备方法与设备。
6.本发明采用的技术方案如下：一种精准定量实验动物功能性饲料，为定量固体颗粒，由基础饲料、调味剂及实验药物混合后压制而成，其中，基础饲料包括乳粉、蔗糖及抗结块剂，调味剂为果糖，乳粉与蔗糖的重量比例范围为1:3～1:1，果糖与蔗糖的重量比例范围为1:20～1:4。
7.优选的，各组分的重量比例为乳粉23％～40％，蔗糖45％～60％，果糖3％～10％，抗结块剂0.5％～2％，实验药物的重量小于果糖。
8.优选的，为双层片剂，以a组分作芯层，以b组分作包衣层，其中a组分由实验药物及果糖混合而成，b组分由乳粉、蔗糖及抗结块剂混合而成。
9.优选的，双层片剂的直径为3mm。
10.优选的，作为试验鼠的功能性饲料。
11.一种精准定量实验动物功能性饲料的制备方法，步骤如下：
12.步骤1.将实验药物及果糖粉碎、过筛及混均，获得a组分；
13.步骤2.将乳粉、蔗糖及抗结块剂粉碎、过筛及混均，获得b组分；
14.步骤3.将定量的b组分填充至模腔中；
15.步骤4.按8kn～10kn进行一次预压制；
16.步骤5.将定量的a组分继续填充至步骤4的模腔中；
17.步骤6.将定量的b组分继续填充至步骤5的模腔中；
18.步骤7.按8kn～10kn进行二次预压制；
19.步骤8.按40kn～50kn进行主压制；
20.步骤9.退片。
21.一种精准定量实验动物功能性饲料的制备设备，包括：
22.一号混合机，被配置为制备a组分；
23.二号混合机，被配置为制备b组分；
24.压片机，被配置为制备以a组分为芯层、b组分为包衣层的双层片剂；
25.压片机具有模腔，模腔配有至少一组相对且彼此对齐的上下两个冲头，两个冲头之间的空间在模腔中形成一个尺寸可变的空间，用来容纳待压制的粉末；
26.压片机还包括依次设置的：
27.一号工位，被配置为定量填充b组分；
28.二号工位，被配置为一次预压制；
29.三号工位，被配置为定量填充a组分；
30.四号工位，被配置为定量填充b组分；
31.五号工位，被配置为二次预压制；
32.六号工位，被配置为主压制；
33.七号工位，退片。
34.优选的，冲头包括：
35.头部，被配置为模腔的配合部，压制的工作部位；
36.主体部，被配置为承力部及强度部，长度及直径均大于头部；
37.过渡部，被配置为头部与主体部之间的连接部，周向壁为曲面，与头部的结合处圆滑过渡。
38.优选的，二号工位中上方冲头的头部的端面上设有凸起，凸起的直径为头部直径的一半。
39.优选的，压片机具有一转动模盘，各工位均匀布置在转动模盘的周边。
40.本发明的有益效果是：
41.1.固体颗粒饲料可作为主饲料，也可作为辅食，方便对实验动物的投喂，而且通过计数即可精准控制实验药物的摄入量，是实验动物饲料行业的新型创新举措；
42.2.主要成分是比例相近的乳粉与蔗糖，对实验动物有诱食作用，对各类毒理、药理试验中实验药物的特殊气味有遮盖作用，减少实验动物的拒食或者应激反应情况；
43.3.由于乳粉与蔗糖的密度很接近，因此饲料的成型性能好，成型性后稳定性也好，方便加工；
44.4.果糖的甜度是蔗糖的近两倍，口感佳，选择果糖能增加饲料颗粒的口感，避免实验动物因药物的不良口感而呕吐或拒食，而控制果糖远低于蔗糖，使饲料更加健康，利于动
物生长。
附图说明
45.图1是本发明实施例中压片机各工位的示意图。
46.图2是本发明实施例中压片机模腔及上下冲头的示意图。
47.图3是本发明实施例中压片机二号工位上冲头的示意图。
48.图4是本发明实施例中压片机转动模盘的示意图。
49.图5是本发明实施例中试验鼠训练的示意图。
50.图6是本发明实施例中试验鼠训练成功率图标。
[0051]1‑
模腔，2
‑
上冲头，201
‑
头部，202
‑
主体部，203
‑
过渡部，204
‑
凸起，3
‑
下冲头，4
‑
转动模盘。
具体实施方式
[0052]
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[0053]
实施例中，一种精准定量实验动物功能性饲料，为定量固体颗粒，由基础饲料、调味剂及实验药物混合后压制而成，其中，基础饲料包括乳粉、蔗糖及抗结块剂，调味剂为果糖，乳粉与蔗糖的重量比例范围为1:3～1:1，果糖与蔗糖的重量比例范围为1:20～1:4。具体的，各组分的重量比例为乳粉23％～40％，蔗糖45％～60％，果糖3％～10％，抗结块剂0.5％～2％，实验药物的重量小于果糖。
[0054]
本实施例的固体颗粒饲料可作为主饲料，也可作为辅食，方便对实验动物的投喂，而且通过计数即可精准控制实验药物的摄入量，是实验动物饲料行业的新型创新举措，填补了国内此项产品的空白。其中的主要成分是比例相近的乳粉与蔗糖，对实验动物有诱食作用，对各类毒理、药理试验中实验药物的特殊气味有遮盖作用，能够减少实验动物的拒食或者应激反应情况。由于乳粉与蔗糖的密度很接近，因此饲料的成型性能好，成型性后稳定性也好，方便加工。果糖的甜度是蔗糖的近两倍，口感佳，选择果糖能增加饲料颗粒的口感，避免实验动物因药物的不良口感而呕吐或拒食。需要控制果糖的含量，使之远低于蔗糖，这样能使饲料更加健康，利于动物生长。
[0055]
实施例中，固体颗粒饲料为双层片剂，以a组分作芯层，以b组分作包衣层，其中a组分由实验药物及果糖混合而成，b组分由乳粉、蔗糖及抗结块剂混合而成。此种片剂形式具有三个作用，一个能充分发挥果糖调味剂的作用，增加饲料的口感，避免动物拒食，二是可以实验药物被包裹在内部，能避免饲料磕碰造成损耗，保证投喂的精准性。
[0056]
实施例中，双层片剂的直径为3mm。一般来说，压片直径可控制在3～15mm范围内，片厚为3～10mm，都能保证成型的稳定性。由于最常见的投喂对象是试验鼠，因此可尽量将片剂做小，即直径3mm、片厚为3mm。
[0057]
实施例中，上述精准定量实验动物功能性饲料以纯化型饲料为基础，参照美国营养标准协会(ain
‑
76标准)，根据实验目的，通过对相关原料的重新配比设计，在进行充分高速粉碎、过筛、混合之后，填充至定制模腔中，进行压片。
[0058]
具体步骤如下：
[0059]
步骤1.将实验药物及果糖粉碎、过筛及混均，获得a组分；
[0060]
步骤2.将乳粉、蔗糖及抗结块剂粉碎、过筛及混均，获得b组分；
[0061]
步骤3.将定量的b组分填充至模腔中；
[0062]
步骤4.按8kn～10kn进行一次预压制；
[0063]
步骤5.将定量的a组分继续填充至步骤4的模腔中；
[0064]
步骤6.将定量的b组分继续填充至步骤5的模腔中；
[0065]
步骤7.按8kn～10kn进行二次预压制；
[0066]
步骤8.按40kn～50kn进行主压制；
[0067]
步骤9.退片。
[0068]
上述方法通过三次填充、三次压制的方式能保证饲料较好的成型，而且实现了内芯外包衣的双层片剂的制备。
[0069]
实施例中，基于上述制备方法，精准定量实验动物功能性饲料的制备设备如图1、2、4所示，包括：一号混合机，被配置为制备a组分；二号混合机，被配置为制备b组分；压片机，被配置为制备以a组分为芯层、b组分为包衣层的双层片剂；压片机具有模腔1，模腔配有至少一组相对且彼此对齐的上下两个冲头，两个冲头之间的空间在模腔中形成一个尺寸可变的空间，用来容纳待压制的粉末；压片机还包括依次设置的：一号工位，被配置为定量填充b组分；二号工位，被配置为一次预压制；三号工位，被配置为定量填充a组分；四号工位，被配置为定量填充b组分；五号工位，被配置为二次预压制；六号工位，被配置为主压制；七号工位，退片。
[0070]
多工位设置的压片机，具有较高的压片效率，还实现了三次填充、三次压制的工艺。另外，如图4所示，压片机具有一转动模盘4，各工位均匀布置在转动模盘4的周边。此种方式，易于实现自动化。
[0071]
实施例中，如图2所示，冲头包括：头部201，被配置为模腔1的配合部，压制的工作部位；主体部202，被配置为承力部及强度部，长度及直径均大于头部201；过渡部203，被配置为头部201与主体部202之间的连接部，周向壁为曲面，与头部201的结合处圆滑过渡。本实施例在原有的模具基础上，针对特殊加工颗粒精度，通过多次实验，设计了3毫米口径直径的头部201，缩短冲头的长度，采用过渡部203进行过渡，选用强度更高的高速钢，减少因为口径细小导致的模具损坏情况。
[0072]
实施例中，如图3所示，二号工位中上冲头2的头部201的端面上设有凸起204，凸起204的直径为头部直径的一半。此处的凸起204主要是能在下包衣片上形成一个凹槽，作为a组分的容纳空间，从而保证芯层能准确的位于包衣层的内部。
[0073]
本实施例的饲料在投喂时，需要对动物进行训练，如图5、图6所示，下面以试验鼠为例，对训练过程作简单说明。
[0074]
具体步骤如下：
[0075]
步骤1.在开始正式训练之前，鼠笼中放入适量的定量饲料颗粒；
[0076]
步骤2.在正式训练前取走小鼠饲料并在鼠笼中放入少量定量饲料颗粒，8
‑
12小时之后开始训练；
[0077]
步骤3.将小鼠放入训练盒开始正式训练；
[0078]
步骤4.在训练盒开窗正前方放置定量饲料颗粒，让小鼠知道开窗处位置可以吃到定量饲料颗粒；
[0079]
步骤5.在小鼠知道到开窗位置取食后，调整定量饲料颗粒放置位置，调整到小鼠的右前方，这样放置小鼠只能用左前肢抓取到定量饲料颗粒，如图5；
[0080]
步骤6.持续训练小鼠，直到成功率到达80％以上，如图6。
[0081]
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了说明本发明所作的举例，而并非对本发明的实施方式的限定。属于本发明的实质精神所引申出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。