包衣技术在饲料添加剂中的应用

包衣技术在饲料添加剂中的应用

薄膜蒙太奇是20世纪40年代开发的一种工艺。它是用微厚的环保膜材料包裹的。物芯可以是粉末、小丸或电影（孙海生等，2002）。薄膜包衣技术最早应用于制药业的微丸及片剂生产,据资料显示,欧美药品市场,尤其是非处方药(overthecounter,OTC)市场,70%的药片都已使用了薄膜包衣(李玲,2007)。随着包衣技术的完善和包衣材料的发展,薄膜包衣技术的应用越来越广泛,薄膜包衣技术已应用于兽药与饲料添加剂领域,使畜牧业产品的技术含量有了很大的提高。1控制药物释放薄膜包衣的作用主要包括以下几个方面:①有效地掩盖不良气味。②制备控释、缓释制剂。如不耐胃酸类物质,可以保护其在胃液中不释放,到达肠道再释放出来;又如控制水产饵料在水中缓慢溶解释放等。③提高药物的稳定性。包衣可以起到防潮、避光、隔绝空气等作用从而提高产品的稳定性。④减轻药物对胃肠道的刺激。2用于医疗用品和饲料产品的生产研究兽药及饲料添加剂包衣的剂型以粉剂和微丸颗粒为主,且在兽药中的应用相对于营养性饲料添加剂来说更加广泛一些。2.1人药转移到兽药产品鉴于薄膜包衣特有的作用,将薄膜包衣技术从人药转移到兽药类产品的生产上可以说是兽药产品制剂发展中的一次飞跃。下面简单介绍一下薄膜包衣技术在兽药类产品生产中的应用研究。2.1.1细菌感染疾病氟苯尼考(florfenicol)是一种新型兽用氯霉素类广谱抗菌药,为白色或类白色结晶性粉末,易溶于甲醇,在水和氯仿中极微溶,具有抗菌广谱、吸收好、体内分布广、安全高效等特点,目前主要应用于鱼类、猪、牛等动物的细菌性疾病。李智慧等(2011)对氟苯尼考肠溶缓释微粒的制备进行了研究,试验采用湿法制粒、流化床包衣技术,筛选出了微丸制备的最佳工艺参数,制备的氟苯尼考微丸在胃溶介质中几乎不溶,而在肠溶介质中释放达80%以上,掩盖了药物本身的苦味,定位肠道,提高药物生物利用度,同时又能长时间且稳定地释放药物,为氟苯尼考剂型研究及大规模生产提供了依据。2.1.2恩诺沙星制剂恩诺沙星(enorfloxacin)是第一个畜禽专用的氟喹诺酮类药物,具有抗菌谱广、杀菌活性强、体内分布广泛且与其他抗菌药物无交叉耐药性等特点。它对包括假单胞菌属在内的大多数革兰氏阴性菌、部分革兰氏阳性菌及某些支原体、衣原体、立克次氏体均有效;广泛应用于畜禽呼吸道、消化道敏感病原体感染的治疗(武志勇,2011)。但恩诺沙星味苦,适口性较差,因此生产中一般采用恩诺沙星的双重包被制剂。胡晓芬等(2012)将恩诺沙星不同包衣材料及不同包衣增重的几种微囊进行包封率和溶出度的比较,选择丙烯酸树脂Ⅳ型包衣材料进行包衣,试验结果表明,丙烯酸树脂Ⅳ型包衣的恩诺沙星微囊在包衣增重13.0%～19.5%时,既可以达到遮蔽恩诺沙星苦味、改善恩诺沙星制剂的适口性的效果,又不影响药物的溶出。2.1.3其它普组合体替米考星(tilmicosin)是20世纪80年代英国开发的半合成大环内酯类畜禽专用抗生素,对G+和部分G-、霉形体、螺旋体等均有抑制作用,尤其是对多种支原体及螺旋体具有很强的抑制作用,临床上主要用于治疗胸膜肺炎放线杆菌、巴氏杆菌及霉形体引起的感染。赵林等(2011)用挤出滚圆法制备替米考星微丸丸芯,然后进行肠溶包衣,并探讨了不同的包衣处方对药物释放度的影响,从而确定了替米考星微丸肠溶制剂的最佳处方,达到了掩味、减少对人畜直接接触药物的伤害、减少药物之间及与饲料中一些成分相互作用的目的。2.2面包的生物利用度目前,薄膜包衣技术在饲料添加剂中的应用常见的有胆碱、植酸酶、丁酸钠等,包衣处理后在提高产品稳定性、控制产品在肠道中的释放和提高生物利用度等方面发挥着重要作用。2.2.1饲料和饲料生产中的钠丁酸钠(sodiumbutyrate)的有效成分是一种短链挥发性脂肪酸——丁酸。丁酸具有饲料酸化剂的生理作用,但由于其游离性和挥发性的特点,畜牧和饲料生产中将其制成相对稳定的钠盐。目前,国内包膜丁酸钠生产规模最大的公司将丁酸钠进行薄膜包衣,生产的包膜丁酸钠在pH4～6时不易被分解,饲喂后部分避过水性环境的小肠,直接进入盲肠和结肠,克服了丁酸钠固有的奇臭味、极易潮解、不便加工等缺点,产品性能更加稳定,生物利用率也有了大幅度提高。2.2.2日粮中添加麻黄胆碱(choline)作为一种饲料添加剂,是集约化猪、鸡、犊牛饲养中一种必需的维生素。胆碱不仅具有调节脂肪代谢的重要作用,还能防止脂肪在肝脏、肾脏中的积累和组织病变,增强畜禽的体质和抗病力;同时也能降低饲料消耗,提高畜禽生产能力,改善畜产品质量(杨永明等,2011)。对于大多数农畜来说,都需要在日粮中添加胆碱。肖琎等(2010)以氯化胆碱为原料,选用不同的壁材,采用流化床包衣技术,制成3种不同的过瘤胃保护胆碱产品,并利用体外法和尼龙袋法2种方法对其稳定性进行检验,研究结果表明,采用丙烯酸树脂Ⅳ号和壳聚糖对氯化胆碱原料进行双层保护能很好的达到过瘤胃的效果。2.2.3提高植酸酶的热稳定性植酸酶(phytase)是能降解原料中的植酸的酶,使其成肌醇和磷酸,提高植酸的利用率;同时还能提高食物中锌、钙、铁等元素的吸收率(张卫兵等,2009)。但植酸酶活性在制粒的过程中损失较大,通常酶在干燥的情况下,结构比较稳定,具有一定的耐热性,但在制粒过程中,在高温蒸汽的作用下,酶就易变性失活,近年来颗粒饲料制造采取外喷的方法进行添加植酸酶,但不易添加均匀,且在运输过程很容易将颗粒外表喷涂的植酸酶磨擦掉,失去添加意义(苏东海等,2004)。故提高植酸酶的耐热性,仍需要采取内添加的方法。张渊舒等(2011)采用轻化植物油作为包材,以5%微晶纤维素、90%玉米淀粉和1%黄原胶为芯材,采用包衣技术得到了耐温和制粒性能优越的包衣耐温型植酸酶颗粒,具有很好的颗粒流动性和均匀分布性。苏东海等(2004)研究了包被工艺条件对植酸酶热稳定性的影响,试验结果显示,包被植酸酶在干热的情况下,其耐干热的能力明显强于未包被的植酸酶。马俊孝等(2011)采用挤出-滚圆法制备含植酸酶微丸后再进行包衣工艺制备的样品,颗粒大小均匀、收率高、流动性好、强度高,在实验室条件下用湿热蒸汽处理后耐热性达80%。目前国内拥有包膜植酸酶生产技术的厂家较多,经薄膜包衣技术处理后的植酸酶在湿热环境下稳定性大大提高了,从而更能满足禽料制粒生产工艺的要求。2.2.4对环境的污染瘤胃微生物合成菌体蛋白质是一个缓慢的过程,不能满足高产奶牛的生产需要,而添加过瘤胃蛋白质会引起瘤胃内菌体蛋白质合成减少,可代谢蛋白质的氨基酸(aminoacid)不平衡,增加肝脏、肾脏的负担,过剩的氮素排放还对环境造成污染。添加过瘤胃氨基酸,是解决上述问题的理想途径(王三立,2008)。瘤胃保护性氨基酸的保护工艺一直是国内外研究的热点。李久峰等(2009)研究初步证明,以棕榈油脂肪粉为包被壁材,采用先制粒后包衣的底喷流化床包被工艺可对L-赖氨酸盐酸盐及DL-蛋氨酸进行较为理想的物理保护;以人工唾液释放率为评价指标时,赖氨酸和蛋氨酸的适宜包被比例(芯材∶壁材)分别以40∶60和50∶50为宜。但包被氨基酸产品瘤胃释放率及瘤胃后吸收率等问题还有待进一步研究。薄膜包衣氨基酸类产品在水产饲料中也得到了广泛的应用,主要种类有包膜赖氨酸和包膜蛋氨酸等,目前市场上此类产品也较多。2.2.5增加饵料的摄食率,提高饵料的摄食率将鱼虾的饵料进行包衣,可有效地防止饵料投放到养殖水体后的分散和变质,提高饵料的摄食率,同时还有利于保持水质的清洁。梁玮等(2010)对挤出滚圆-流化床包衣法制备开口饵料的加工工艺进行了研究,试验证实包衣后的饵料溶失率明显降低,且对养殖水体污染比较小。3双重包被恩诺沙星的应用鉴于包衣技术对兽药及饲料添加剂类产品品质的提高,包衣加工后的产品越来越受养殖业的欢迎,其在畜禽养殖中的应用也越来越广泛。冯静波(2005)做了吉他霉素肠溶包衣制剂与直接使用原粉的对比试验,试验证实吉他霉素包衣制剂能提高仔猪平均日采食量、平均日增重和降低料肉比,吉他霉素肠溶包衣剂使用效果优于吉他霉素原粉和吉他霉素颗粒制剂,能更好地降低仔猪的腹泻率。武志勇(2011)对双重包被恩诺沙星在猪场的应用进行了研究,结果表明双重包被的恩诺沙星具有包被完全、适口性好、药物到达肠道后溶解吸收迅速、完全、生物利用度高等优点。张小东等(2012)微囊丁酸钠对母猪及仔猪生长性能的影响研究发现,饲粮中添加微囊丁酸钠能显著提高母猪生产后期的采食量(P<0.05),显著降低母猪哺乳期的体失重(P<0.05),提高仔猪断奶日增重和断奶体重,微囊丁酸钠可能可改善母猪生产性能,提高仔猪平均日增重。杨在宾等(2011)研究了微囊丁酸钠及粉剂丁酸钠对肉仔鸡生产性能和肠道消化酶活性的影响,结果表明,肉仔鸡中添加抗生素和丁酸钠对生产性能无显著影响,但有改善饲料利用效率的趋势。丁酸钠可以提高肉仔鸡肠道淀粉酶、脂肪酶和胰蛋白酶的活性,与抗生素作用效果相当,在对回肠胰蛋白酶活性的作用上微囊丁酸钠的效果优于抗生素。Manuel等(2004)研究发现,包膜蛋氨酸可减少其在水中的溶失,并延缓其在尼罗罗非鱼肠道中的吸收速度。Murai等(1987)在虹鳟鱼纯化饲料中分别添加游离氨基酸和酪蛋白包膜的氨基酸,通过比较两组鱼血浆中游离氨基酸的变化发现,酪蛋白包膜的氨基酸通过改变色氨酸和亮氨酸的吸收和保留倍数,保证了血浆中氨基酸平衡,使鱼生长速度提高了4倍,饲料效率提高了2倍。4薄膜面包的制备工艺薄膜包衣所特有的优点决定了这项技术在畜牧业中的应用将非常广泛,不过就目前来