一种用于饲料生产的维生素A制剂及其制备方法与流程

一种用于饲料生产的维生素a制剂及其制备方法
技术领域
1.本发明属于维生素a制剂技术领域，具体涉及一种用于饲料生产的维生素a制剂及其制备方法。


背景技术：

2.天然饲料原料中含有各种维生素，但含量不足，配制饲料后需补充人工生产的维生素，维生素是饲料中有机态微量营养成分，也是动物维持正常生理机能不可缺少的辅酶，饲料中维生素的添加量虽然很少，但是作用却非常显著，动物缺乏维生素可出现各种疾病，正常生长和繁殖受阻，在集中化饲养的条件下，动物具有较高的生产性能，对维生素的需求量比一般情况下所需的量大一倍左右。
3.目前可以用作饲料添加剂的维生素有16种，其中维生素a尤为重要，维生素a(vitamina)又称视黄醇(其醛衍生物视黄醛)或抗干眼病因子，对饲养动物具有以下生理功能：(1)维持正常视觉功能，(2)维护上皮组织细胞的健康和促进免疫球蛋白的合成，(3)维持骨骼正常生长发育，(4)促进生长与生殖，(5)营养增补剂；但是维生素a化学性质不稳定，易发生加成、氧化、聚合、裂解和脱水等反应，光、氧气、热和自由基等能引发以上反应或使这些反应加速进行，目前多通过微胶囊法对维生素a进行包被处理提高其稳定性，但是该工艺步骤复杂，参数难以控制，成本高，并且得到的维生素a微胶囊稳定性差，在饲料加工过程中的高温、高湿和高压(如压制颗粒、膨化)等过程中容易被破坏，增加维生素a的损失率，难以有效发挥增益作用，因此，有必要提供一种更加稳定的饲料生产的维生素a制剂。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种饲料生产的维生素a制剂及其制备方法，以解决背景技术中的问题。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
6.一种饲料生产的维生素a制剂的制备方法，包括以下步骤：
7.第一步、将维生素a加入环己烷中，加入介孔羟基磷灰石和十二烷基硫酸钠，搅拌2-3h后离心，沉淀物用环己烷冲洗，80-85℃下干燥至恒重，得到复合材料；
8.第二步、将壳聚糖季铵盐和改性淀粉研磨过200目筛，充分混合后，加入增塑剂和凝胶剂再次混合均匀，之后转移至去离子水中，搅拌0.5-1h，得到成膜液；
9.第三步、将复合材料置于包衣锅中，预热至40℃，转速40-60r/min下，利用喷枪将成膜液喷至复合材料表面，之后在100-110℃下干燥，得到所述饲料生产的维生素a制剂。
10.基于羟基磷灰石良好的生物降解性和生物相容性，本发明首先利用介孔羟基磷灰石载体对维生素a进行负载，避免外界条件的直接接触，减弱外界温度、湿度、光照以及空气对维生素a的影响，保留微生物a的生物活性，但是效果仍然不够理想，原因在于介孔羟基磷灰石亲水性高，且比表面积大，阻隔性能有限，基于此本发明利用成膜液进行包膜处理，使羟丙基甲基纤维素和改性淀粉以及增塑剂、凝胶剂在复合材料表面交联成膜，在复合材料
表面形成有机阻隔层，进一步隔绝水、氧气、光照的不利影响，得到高稳定性的饲料生产的维生素a制剂。
11.进一步地，第一步中维生素a、环己烷、孔羟基磷灰石和十二烷基硫酸钠的用量比为0.25-0.35g：100ml：0.75-1g:75mg。
12.进一步地，第二步中壳聚糖季铵盐、改性淀粉、增塑剂、凝胶剂和去离子水的质量比为5.5-10：1.5-4.5：1.2-3.5：0.5-1.5：85-100。
13.进一步地，第三步中复合材料和成膜液的用量比为1kg：5ml。
14.进一步地，改性淀粉通过以下步骤制成：
15.步骤s1、将直链淀粉加入30wt％过氧化氢溶液中，搅拌均匀后加入0.05wt％的硫酸铜溶液并继续混匀，转移至圆底烧瓶中，45℃下预热10-15min，75℃下搅拌10-15min，转移至去离子水中，100℃下搅拌30-40min，之后冷却至室温，在3000r/min离心分离20min，取上清液用无水乙醇沉淀，沉淀物用体积分数80％乙醇溶液反复洗涤，冷冻干燥，得到氧化淀粉；
16.步骤s2、将氧化淀粉加入dmf中搅拌均匀，加入7-氨基-4-甲基香豆素的dmf溶液，用乙酸调节ph为5，氮气保护下，升温至50-55℃，避光反应4-6h，反应结束后，用浓度1mol/l氢氧化钠溶液调节ph至7-8，抽滤，滤饼用无水乙醇洗涤后，50℃下干燥，得到改性淀粉。
17.进一步地，所述直链淀粉、过氧化氢溶液、硫酸铜溶液和去离子水用量比为60g：20-25ml：2ml：300-400ml，所述氧化淀粉和7-氨基-4-甲基香豆素的质量比2.5-3.0：0.3-0.5。
18.本发明采用过氧化氢为氧化剂和硫酸铜为催化剂对直链淀粉氧化，使直链淀粉的羟基被氧化成醛基和羧基，为后续反应奠定基础，之后以氧化淀粉为原料，通过其结构中的醛基与7-氨基-4-甲基香豆素的氨基发生席夫碱反应，将香豆素结构通过化学键引入淀粉结构中，得到改性淀粉，可知该改性淀粉不仅具有自身优异的成膜性，还含有羧基、席夫碱结构和香豆素结构。
19.所述介孔羟基磷灰石为本领域人员熟知的方法，通过软模板法得，平均孔径为19.56-41.56nm，比表面积为13.51-30.36m2/g。
20.进一步地，壳聚糖季铵盐，取代为98％，为n-(2-羟基)丙基-3-三甲氯化铵壳聚糖。
21.进一步地，增塑剂为甘油、山梨醇、聚乙二醇-400、丙二醇、甘露醇和木糖醇中的一种或几种。
22.进一步地，凝胶剂为卡拉胶、结冷胶、果胶、琼脂、树胶、阿拉伯胶、魔芋胶和黄原胶中的一种或几种。
23.进一步地，一种饲料生产的维生素a制剂，由上述制备方法制得。
24.本发明的有益效果：
25.1、本发明提供一种饲料生产的维生素a制剂及其制备方法，得到的维生素a制剂不仅稳定性高，且生物相容好，制剂表面的膜层以及介孔羟基磷灰石在酸性条件下有溶解性，能够在胃液中实现维生素a的释放，并且耐温、耐湿、耐光性能突出，应用做饲料添加时，加工过程中的热量、湿度等因素对其影响更小，稳定性更好，有效成分保留率更好，能够更好地提供营养元素。
26.2、本发明维生素a制剂制备方法简单，对生产设备以及操作步骤要求低，首先利用
0.05wt％的硫酸铜溶液并继续混匀，转移至圆底烧瓶中，45℃下预热15min，75℃下搅拌15min，转移至400ml去离子水中，100℃下搅拌40min，之后冷却至室温，在3000r/min离心分离20min，取上清液用无水乙醇沉淀，沉淀物用体积分数80％乙醇溶液反复洗涤，冷冻干燥，得到氧化淀粉；
39.步骤s2、将3.0g氧化淀粉加入40ml dmf中搅拌均匀，加入由0.5g的7-氨基-4-甲基香豆素和10ml dmf组成的溶液，用乙酸调节ph为5，氮气保护下，升温至55℃，避光反应6h，反应结束后，用浓度1mol/l氢氧化钠溶液调节ph至7-8，抽滤，滤饼用无水乙醇洗涤，50℃下干燥，得到改性淀粉。
40.对比例1
41.与实施例2相比，本对比例为实施例2步骤s1所得氧化淀粉。
42.实施例4
43.一种饲料生产的维生素a制剂的制备方法，包括以下步骤：
44.第一步、将0.25g维生素a加入100ml环己烷中，加入0.75g实施例1的介孔羟基磷灰石和75mg十二烷基硫酸钠，搅拌2h后离心，沉淀物用环己烷冲洗一次，80℃下干燥至恒重，得到复合材料；(称重并记录复合材料的质量)；
45.第二步、将5.5g壳聚糖季铵盐和1.5g实施例2的改性淀粉研磨过200目筛，充分混合后，加入1.2g增塑剂和0.5g凝胶剂再次混合均匀，之后转移至85ml去离子水中，搅拌0.5h，得到成膜液；
46.第三步、将复合材料置于包衣锅中，预热至40℃，转速40r/min下，利用喷枪将成膜液喷至复合材料表面，之后在100℃下干燥，得到所述饲料生产的维生素a制剂，每1kg复合材料每分钟喷射5ml成膜液。
47.所述壳聚糖季铵盐，取代为98％，为n-(2-羟基)丙基-3-三甲氯化铵壳聚糖，htcc，购买于东营天华生物助剂有限公司，增塑剂为甘油，凝胶剂为卡拉胶。
48.实施例5
49.一种饲料生产的维生素a制剂的制备方法，包括以下步骤：
50.第一步、将0.30g维生素a加入100ml环己烷中，加入0.85g实施例1的介孔羟基磷灰石和75mg十二烷基硫酸钠，搅拌2.5h后离心，沉淀物用环己烷冲洗一次，83℃下干燥至恒重，得到复合材料(称重并记录复合材料的质量)；
51.第二步、将6.8g壳聚糖季铵盐和2.5g实施例3的改性淀粉研磨过200目筛，充分混合后，加入2.5g增塑剂和1.0g凝胶剂再次混合均匀，之后转移至95ml去离子水中，搅拌0.8h，得到成膜液；
52.第三步、将复合材料置于包衣锅中，预热至40℃，转速50r/min下，利用喷枪将成膜液喷至复合材料表面，之后在105℃下干燥，得到所述饲料生产的维生素a制剂，每1kg复合材料每分钟喷射5ml成膜液。
53.所述壳聚糖季铵盐，取代为98％，为n-(2-羟基)丙基-3-三甲氯化铵壳聚糖，htcc，购买于东营天华生物助剂有限公司，增塑剂为丙二醇，凝胶剂为果胶。
54.实施例6
55.一种饲料生产的维生素a制剂的制备方法，包括以下步骤：
56.第一步、将0.35g维生素a加入100ml环己烷中，加入1g实施例1的介孔羟基磷灰石
和75mg十二烷基硫酸钠，搅拌3h后离心，沉淀物用环己烷冲洗一次，85℃下干燥至恒重，得到复合材料(称重并记录复合材料的质量)；
57.第二步、将10g壳聚糖季铵盐和4.5g实施例3的改性淀粉研磨过200目筛，充分混合后，加入3.5g增塑剂和1.5g凝胶剂再次混合均匀，之后转移至100ml去离子水中，搅拌1h，得到成膜液；
58.第三步、将复合材料置于包衣锅中，预热至40℃，转速60r/min下，利用喷枪将成膜液喷至复合材料表面，之后在110℃下干燥，得到所述饲料生产的维生素a制剂，每1kg复合材料每分钟喷射5ml成膜液。
59.所述壳聚糖季铵盐，取代为98％，为n-(2-羟基)丙基-3-三甲氯化铵壳聚糖，htcc，购买于东营天华生物助剂有限公司，增塑剂为甘露醇，凝胶剂为结冷胶。
60.对比例2
61.与实施例4相比，将实施例4中改性淀粉替换成对比例1中物质，其余原料及制备过程同实施例4。
62.对比例3
63.本对比例为实施例4第一步中复合材料。
64.对实施例4-实施例6和对比例2-对比例3所得最终产物进行称重，利用各组复合材料质量减去介孔羟基磷灰石质量得到维生素a负载量，利用维生素a负载量/最终产物质量
×
100％计算出各组产品中维生素a负载率，之后进行性能测试，测试内容如下：
65.一、溶出度试验
66.模拟胃液的配置：取4.5ml浓盐酸(37wt％)，加入水400ml，加入4g表面活性剂sds以使维生素a能够与模拟胃液混溶，用4mol/l的盐酸将ph值调整为1.2，再使用去离子水将溶液定容到500ml，放在37℃下保温，待用。分别取1g各组维生素a制剂放置在100ml 37℃的模拟环境当中，在恒温条件下以30rpm的速度进行搅拌，在6min的时候取出5ml溶液并补充加入5ml模拟液，以0.45μm滤膜过滤后稀释，于326nm处测定吸光度，代入回归曲线计算取出时刻的溶液中维生素a浓度，以此得出复合物在37℃的模拟胃液中6min内释放量，并计算维生素a溶出率(溶出率＝释放量/维生素a负载量
×
100％，维生素a负载量＝相应维生素a负载率
×
1g)；
67.二、高温试验
68.分别取0.1g各组待测维生素a试剂，置于敞开口的测量容器之内，放在50℃温度环境里，于第十一天再进行取样研究，称重后立即溶于50ml盐酸乙醇溶液(ph＝1)稀释搅拌，把温度控制在25℃连续搅拌一个小时，然后把部分液体取出，过0.45μm滤膜，按照要求稀释数倍以后以紫外分光光度计于326nm处测定吸光度，采用标准曲线公式来计算出原来溶液里的药物质量，计算维生素a保留率(保留率＝10天后溶液里的药物质量/维生素a负载量
×
100％，维生素a负载量＝相应维生素a负载率
×
0.1g)；
69.三、高湿试验
70.分别取0.1g各组待测维生素a试剂，裸药放置在开口称量瓶中，在室温25℃和相对湿度在90
±
2％的情况下存放，于第十一天再进行取样研究，称重后立即溶于50ml盐酸乙醇溶液(ph＝1)稀释搅拌，把温度控制在25℃连续搅拌一个小时，然后把部分液体取出，过0.45μm滤膜，按照要求稀释数倍以后以紫外分光光度计于326nm处测定吸光度，采用标准曲
线公式来计算出原来溶液里的药物质量，计算维生素a保留率(保留率＝10天后溶液里的药物质量/维生素a负载量
×
100％，维生素a负载量＝相应维生素a负载率
×
0.1g)；
71.四、光照试验
72.分别取0.1g各组待测维生素a试剂，放置在敞口称量瓶中，放置在照度标准为4500lx
±
500lx的环境中，分别取0.1g各组待测维生素a试剂，在第10天进行取样观测，称重以后立即溶于50ml盐酸乙醇溶液(ph＝1)稀释搅拌，把温度控制在25℃连续搅拌一个小时，然后把部分液体取出，过0.45μm滤膜，按照要求适当稀释数倍以后以紫外分光光度计于326nm处测定吸光度，采用标准曲线公式来计算出原来溶液里的药物质量，计算维生素a保留率(保留率＝10天后溶液里的药物质量/维生素a负载量
×
100％，维生素a负载量＝相应维生素a负载率
×
0.1g)；
73.结果如表1所示：
74.表1
[0075][0076]
由表1可以看出，实施例4-6和对比2-3所得维生素a制剂在胃液中具有良好的溶解性，但是相比于对比例2-3而言，实施例4-6所制备的维生素a制剂的耐温、耐湿、耐光性能更为突出，应用做饲料添加时，有效成分保留率更好，能够更好地提供营养元素。
[0077]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0078]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种饲料生产的维生素a制剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步、将维生素a加入环己烷中，加入介孔羟基磷灰石和十二烷基硫酸钠，搅拌2-3h后离心，沉淀物用环己烷冲洗，80-85℃下干燥至恒重，得到复合材料；第二步、将壳聚糖季铵盐和改性淀粉研磨过200目筛，充分混合后，加入增塑剂和凝胶剂再次混合均匀，之后转移至去离子水中，搅拌0.5-1h，得到成膜液；第三步、将复合材料置于包衣锅中，预热至40℃，转速40-60r/min下，利用喷枪将成膜液喷至复合材料表面，之后在100-110℃下干燥，得到所述饲料生产的维生素a制剂。2.根据权利要求1所述的一种饲料生产的维生素a制剂的制备方法，其特征在于，维生素a、环己烷、孔羟基磷灰石和十二烷基硫酸钠的用量比为0.25-0.35g：100ml：0.75-1g:75mg。3.根据权利要求1所述的一种饲料生产的维生素a制剂的制备方法，其特征在于，壳聚糖季铵盐、改性淀粉、增塑剂、凝胶剂和去离子水的质量比为5.5-10：1.5-4.5：1.2-3.5：0.5-1.5：85-100。4.根据权利要求1所述的一种饲料生产的维生素a制剂的制备方法，其特征在于，复合材料和成膜液的用量比为1kg：5ml。5.根据权利要求1所述的一种饲料生产的维生素a制剂的制备方法，其特征在于，改性淀粉通过以下步骤制成：将直链淀粉加入30wt％过氧化氢溶液中，搅拌均匀后加入0.05wt％的硫酸铜溶液并继续混匀，转移至圆底烧瓶中，45℃下预热10-15min，75℃下搅拌10-15min，转移至去离子水中，100℃下搅拌30-40min，之后冷却至室温，在3000r/min离心分离20min，取上清液用无水乙醇沉淀，沉淀物用体积分数80％乙醇溶液反复洗涤，冷冻干燥，得到氧化淀粉；将氧化淀粉加入dmf中搅拌均匀，加入7-氨基-4-甲基香豆素的dmf溶液，用乙酸调节ph为5，氮气保护下，升温至50-55℃，避光反应4-6h，反应结束后，用浓度1mol/l氢氧化钠溶液调节ph至7-8，抽滤，滤饼用无水乙醇洗涤后，50℃下干燥，得到改性淀粉。6.根据权利要求5所述的一种饲料生产的维生素a制剂的制备方法，其特征在于，所述直链淀粉、过氧化氢溶液、硫酸铜溶液和去离子水用量比为60g：20-25ml：2ml：300-400ml。7.根据权利要求5所述的一种饲料生产的维生素a制剂的制备方法，其特征在于，所述氧化淀粉和7-氨基-4-甲基香豆素的质量比2.5-3.0：0.3-0.5。8.一种饲料生产的维生素a制剂，其特征在于，由权利要求1-7任意一项所述制备方法制备而成。

技术总结
本发明公开了一种饲料生产的维生素A制剂及其制备方法，属于维生素A制剂技术领域，按质量份计，包括以下原料：将维生素A加入环己烷中，加入介孔羟基磷灰石和十二烷基硫酸钠，搅拌2-3h后离心，得到复合材料；将壳聚糖季铵盐和改性淀粉研磨过200目筛，充分混合后，加入增塑剂和凝胶剂再次混合均匀，之后转移至去离子水中，搅拌0.5-1h，得到成膜液；将复合材料置于包衣锅中，预热至40℃，利用喷枪将成膜液喷至复合材料表面，干燥即可，本发明得到的维生素A制剂不仅稳定性高，且生物相容好，能够在胃液中实现维生素A的释放，并且耐温、耐湿、耐光性能突出，应用做饲料添加时，稳定性更好，能够更好地提供营养元素。好地提供营养元素。


技术研发人员：卢秋咏 杨杏萍 邢孔萍 向江波
受保护的技术使用者：广州播恩维生素有限公司
技术研发日：2023.04.21
技术公布日：2023/7/25