过瘤胃制剂及其制备方法和应用与流程

本技术涉及动物日粮，特别是涉及一种过瘤胃制剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、近些年，奶牛养殖业发展迅速，规模化牧场逐渐取代小型牧场和养殖合作社等模式。奶牛养殖过程中存在的诸多问题是影响牧场效益的重要因素。如奶牛产犊后，由于经历生理、饲粮、环境和管理等变化，能量维持需求和生产需求均增加，干物质采食量低，必须动用大量体脂为机体代谢反应和乳脂合成提供能量和原料，使奶牛处于能量负平衡状态，从而导致酮病、亚临床酮病或脂肪肝病的发生。奶牛能否成功度过围产期是奶牛生产者养殖场面临的巨大挑战，围产期过渡的成功与否决定了奶牛的生产性能，减少肝脏脂肪积累及加快其运出肝脏是围产期成功过渡的关键。奶牛生产中适当添加葡萄糖、胆碱或烟酸是控制奶牛酮病的一种营养解决方案。

2、葡萄糖是动物生命与生产活动中的必需营养素，在机体内作为能源和碳源直接参与新陈代谢过程，泌乳早期适当的补充外源性葡萄糖，增加小肠可吸收葡萄糖的数量，提高血糖浓度是预防和治疗奶牛产后葡萄糖代谢失衡、减少疾病发生及提高产奶量的有效策略。胆碱是极低密度脂蛋白的重要组成成分，同时也是脂肪酸氧化过程中肉毒碱的甲基供体，添加胆碱可在促进肝脏脂肪酸氧化的同时加快将其运出肝脏，避免其在肝中沉积。添加胆碱可节省用于提供甲基的蛋氨酸(蛋氨酸是泌乳牛最主要的限制性氨基酸)，使更多的蛋氨酸用于产奶。。烟酸，又名尼克酸，是一种水溶性b族维生素，进入动物体内后转化成具有生物活性的烟酰胺(nam)，作为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nad)和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(nadp)的组成成分，二者在机体氧化呼吸作用时，可促进脂肪酸和酮体氧化供能，减少酮体蓄积，同时促进糖异生，改善葡萄糖供应，缓解产后能量负平衡。国内外大量的研究表明，蛋氨酸和赖氨酸是泌乳奶牛合成乳蛋白时的第一或第二限制性氨基酸。过瘤胃保护氨基酸可为奶牛提供小肠可代谢氨基酸，通过不同的添加量调整小肠的可代谢氨基酸比例，改善氨基酸的平衡状态，从而提高饲料蛋白质的利用率，促进乳腺组织对游离氨基酸的利用，降低乳和血液中尿素氮含量，提高奶牛乳蛋白含量和产奶量，降低日粮蛋白质水平和饲料成本，改善母牛的繁殖性能。

3、然而，由于奶牛特殊的消化生理，直接饲喂葡萄糖、胆碱、烟酸、蛋氨酸和赖氨酸等营养素会被奶牛瘤胃中的微生物降解利用，无法有效到达小肠被吸收。因此，需要利用物理或化学的方法(即采用瘤胃保护技术)将这些营养素保护起来使之不被瘤胃微生物分解，安全过瘤胃，到达皱胃和小肠再释放。

4、传统生产过瘤胃产品的技术主要包括2类：

5、第一类是将营养素混合于熔融状态的涂层材料中形成混合物，以足够的气压喷洒该混合物使其通过有多个小孔的喷嘴，混合物从高于熔点的温度环境下被喷洒到低于熔点的空气流中，凝固形成包含核心和涂层材料的微球。例如有方法将葡萄糖和ph敏感物加入到熔融的饱和脂肪酸中搅拌均匀，然后将混合物通过高压喷头喷入通有冷气的流化床中，得到过瘤胃葡萄糖颗粒，或有方法将葡萄糖和ph敏感剂分散于熔化的固体植物油中，采用离心雾化器经雾化和固化后得到球状颗粒，再混合抗结块剂得到过瘤胃营养素制剂产品。

6、第一类方法的主要问题在于：水溶性营养素与油脂不相溶，导致产品中营养素的含量不均匀，且为了让油脂分散营养素并发挥一定的保护效果，产品中营养素的含量通常较低，另外过瘤胃效果也较差。

7、第二类是将营养素粉末、粘合剂和其他赋形剂混合后，添加少量的水制成湿材，经过制粒、抛丸、干燥、过筛等工序，形成含有营养素的均匀颗粒，外层包衣通过传统的流化床技术来实现，使颗粒自由地从彼此之间流动，将涂层材料雾化成细小的液滴，这些液滴在颗粒运动时接触并覆盖在表面上，熔融涂层材料的薄膜层在低于涂层材料的熔点的温度下结晶，形成了微胶囊。例如有方法将葡萄糖和耐高温脂肪酶按比例加水成湿材后用挤出机挤出并抛丸，烘干得到葡萄糖微丸，然后微丸放入流化床中流化，最后将熔融的含有ph敏感物的脂肪醇类或饱和脂肪酸喷到微丸表面得到过瘤胃葡萄糖颗粒，或有方法将葡萄糖和辅料混合均匀，用水调制，制粒抛丸干燥，筛分得到颗粒，然后采用流化制粒包衣机底喷工艺将熔融的过瘤胃脂肪粉喷涂到颗粒表面得到过瘤胃葡萄糖。

8、第二类方法的主要问题在于：不适用于部分营养素的制粒。例如葡萄糖，在挤出制粒过程中，葡萄糖和挤出机及螺杆摩擦产热，葡萄糖遇热变软变粘，导致切割时黏刀，颗粒切口不平整，不适合连续生产。另外日粮通过瘤胃是一个持续动态的过程，此类方法很容易导致先通过瘤胃的营养素过包被，营养素瘤胃通过率高却在小肠中释放不出，而后通过瘤胃的营养素由于在瘤胃滞留时间过长而被瘤胃微生物降解，导致总生物利用率低。

技术实现思路

1、基于此，本技术提供一种可以有效地通过瘤胃，并能够在小肠充分释放被动物吸收利用的过瘤胃制剂及其制备方法和应用。

2、本技术的第一方面，提供一种过瘤胃制剂的制备方法，包括如下步骤：

3、取营养素与油脂、乳化剂、水进行乳化，制备水包油乳化体系；

4、以所述水包油乳化体系进行造粒，制备芯核；

5、另取营养素与油脂、乳化剂、水进行乳化，制备油包水乳化体系；

6、将所述油包水乳化体系覆于所述芯核的表面，制备第一层包衣；

7、另取油脂熔融，将熔融后的油脂覆于所述第一层包衣的表面，制备第二层包衣。

8、在其中一些实施例中，所述营养素为葡萄糖、胆碱、赖氨酸、蛋氨酸和烟酸中的一种或多种。

9、在其中一些实施例中，制备芯核的步骤具有如下所示特征中的至少一项：

10、(1)所述乳化剂、所述油脂与所述营养素的质量比为(1～10):(3～38):100，可选为(1～4):(7～18):100；

11、(2)所述水与所述营养素的质量比为(25～100):100；

12、(3)所述乳化剂为聚氧乙烯(8)硬脂酸酯、聚氧乙烯(20)硬脂酸甘油、聚氧乙烯山梨醇酐酯类和脂肪酸盐中的一种或多种；

13、(4)所述油脂为具有大于或等于14个碳原子的脂肪酸；进一步可选地，所述油脂为硬脂酸、大豆油、菜籽油、葵花籽油、棉籽油、米糠油、玉米油、花生油、椰子油、氢化棕榈油、米糠蜡、蜂蜡和巴西棕榈蜡中的一种或多种。

14、在其中一些实施例中，制备芯核包括如下步骤：

15、将所述水与所述营养素在温度为60℃～80℃条件下混合，制备水相；

16、将所述乳化剂与熔融的所述油脂混合，制备油相；

17、将所述油相加入至所述水相中，进行乳化，制备所述水包油乳化体系。

18、在其中一些实施例中，制备所述水相的过程中还包括加入增稠剂的步骤；

19、可选地，所述增稠剂包括黄原胶、阿拉伯胶、果胶、酸变性淀粉、羧甲基纤维素钠和羟丙基甲基纤维素中的一种或多种；

20、可选地，所述增稠剂与所述营养素的质量比为(0.5～7):100，可选为(1～4):100。

21、在其中一些实施例中，造粒的方法为喷雾造粒；

22、可选地，喷雾造粒的条件包括：造粒温度为10℃～25℃，进料流量为600kg/h～1200kg/h，进风湿度为0％～5％。

23、在其中一些实施例中，造粒结束后还包括干燥的步骤；

24、可选地，干燥的条件包括：温度为40℃～50℃，时间为30min～60min。

25、在其中一些实施例中，制备第一层包衣的步骤具有如下所示特征中的至少一项：

26、(1)所述油脂、所述乳化剂与所述营养素的质量比为(100～233):(1.5～12):100，可选为(115～223):(3～10):100；

27、(2)所述水与所述营养素的质量比可选为(25～100):100；

28、(3)所述乳化剂为单双甘油酯、单硬脂酸甘油酯、乙酸脂肪酸甘油酯、乳酸脂肪酸甘酯、脂肪酸丙二醇酯、硬脂酰乳酸酯和山梨醇酐酯类中的一种或多种；

29、(4)所述的油脂为具有大于或等于14个碳原子的脂肪酸；进一步可选地，所述油脂为硬脂酸、三硬脂酸甘油酯、椰子油、氢化棕榈油、蜂蜡和巴西棕榈蜡中的一种或多种。

30、在其中一些实施例中，制备第一层包衣包括如下步骤：

31、将所述水与所述营养素在60℃～80℃条件下混合，制备水相；

32、将所述乳化剂与熔融的所述油脂混合，制备油相；

33、将所述水相加入至所述油相中，进行乳化，制备所述油包水乳化体系；

34、将所述油包水乳化体系在温度为30℃～60℃条件下覆于所述芯核的表面，冷却，制备第一层包衣。

35、在其中一些实施例中，制备第二层包衣的步骤中，所述油脂为具有大于或等于14个碳原子的脂肪酸；进一步可选地，所述油脂为硬脂酸、三硬脂酸甘油酯、椰子油、氢化棕榈油、蜂蜡和巴西棕榈蜡中的一种或多种。

36、在其中一些实施例中，制备第二层包衣包括如下步骤：

37、于40℃～80℃条件下，将熔融后的油脂覆所述第一层包衣的表面。

38、本技术的第二方面，提供第一方面所述的制备方法制备得到的过瘤胃制剂。

39、在其中一些实施例中，所述的过瘤胃制剂具有如下所示特征中的至少一项：

40、(1)所述营养素的总重量占所述过瘤胃制剂总重量的百分比为40％～70％，可选为45％～67％；

41、(2)所述过瘤胃制剂的粒径为0.8mm～1.4mm；

42、(3)所述过瘤胃制剂的水分含量为0～3％。

43、本技术的第三方面，提供第二方面所述的过瘤胃制剂在制备动物的日粮中的应用。

44、上述过瘤胃制剂的制备方法，以所述水包油乳化体系制备芯核，使得水溶性营养素在芯核中分散均匀且可以有效提高制剂整体的营养素含量；再以油包水乳化体系在芯核表面包覆第一层包衣，可以通过降低芯核的比表面积及提高油脂含量两方面，共同增加制剂的瘤胃通过率，同时减少外层油脂包衣量，提高了制剂的小肠释放率；再在第一层包衣的表面直接以油脂包覆形成第二层包衣，将营养素和瘤胃液较为彻底地隔开，有效提高制剂的瘤胃通过率。综合各步骤，使制备得到的过瘤胃制剂营养素含量高，且油脂在瘤胃中降解少，而在小肠中易被脂肪酶降解，在制剂依次经过瘤胃→皱胃→小肠时，在瘤胃中两层包衣对活性物质有较好的保护效果，提高瘤胃通过率，而到达小肠时包衣中的油脂充分分解，提高营养素的小肠释放率，进而提升生物利用率。

45、另外，上述过瘤胃制剂的制备方法还具有如下优点：

46、(1)制备得到的过瘤胃制剂颗粒均匀，流动性好，具有较好的物理形态，易于在生产中直接使用，有效降低奶牛围产期酮病和脂肪肝的发病率，改善动物的健康状况，提高奶牛的产奶量和乳品质；

47、(2)两层包衣可有效缓减过瘤胃制剂在储存、运输及与饲料混合时的机械磨损；第二层包衣还能够增强制剂的隔水效果和对瘤胃微生物的抗性；

48、(3)芯核中的油脂不仅可以在造粒过程中减少水分的使用，还使制剂具有一定的缓释效果；

49、(4)制备方法步骤简单易操作，可实现连续生产，便于推广应用。