反刍动物瘤胃保护复合维生素包被工艺

反刍动物瘤胃保护复合维生素包被工艺发布时间：14年09月22日被阅览数：172次来源：作者：admin分享到：QQ空间新浪微博腾讯微博人人网淘江湖百度空间开心网更多0瘤胃保护技术是一项提高反刍动物日粮中营养物质利用率的重要技术，它是将某些营养物质(如蛋白质、氨基酸、脂肪、淀粉及维生素等)特殊处理，使其被保护起来，减少其在反刍动物瘤胃内的发酵、降解，而直接进入真胃及小肠后再被释放消化利用的技术。使用瘤胃保护技术可以降低营养物质在瘤胃中的降解率，增加营养物质在小肠的消化和吸收，从而提高反刍动物营养物质的消化吸收利用率。瘤胃保护的营养物质一般包括蛋白质、氨基酸、脂肪、淀粉、维生素等．主要根据反刍动物生长阶段及日粮搭配，选择过瘤胃的营养物质。其目的是既要保护足够比例的营养物质不被瘤胃微生物降解而进入小肠．同时又要保护过瘤胃后的营养物质在进入小肠后能被有效地释放、消化和利用。复合维生素是反刍动物需要进行瘤胃保护的重要营养成分之一。维生素缺乏或不足会严重影响反刍动物的生产性能和抗病抗应激能力。一般情况下，脂溶性维生素K3和多数水溶性B维生素均可在瘤胃或者体组织内合成，但脂溶性维生素A、D3和E则必须额外补充添加。对于高产奶牛，为提高奶产量和防止奶牛蹄病发生，常常还需要补充烟酰胺和生物素。对于刚出生不久的犊牛和妊娠母牛还应适量补充其它B族维生素单体。青绿饲料、粗饲料及精料补充料中的维生素成分，在瘤胃微生物发酵环境中，其生物活性受到相当程度的破坏，只有约30％～60％可到达真胃和小肠，其余部分均在瘤胃中被瘤胃微生物发酵降解(Fernandez等，1976][1]。Weiss等(1995)的研究表明，不同日粮精粗比条件下，复合维生素在瘤胃内的降解率不同。高精料条件下的降解率更高，可达70％以上[2]。随着国内牛羊养殖业的迅猛发展，规模化集约化舍饲养殖数量逐年递增。与传统的放牧养殖相比，舍饲养殖的牛羊等反刍动物对新鲜牧草等青绿饲料及纤维性粗饲料的摄入量相对减少，而青贮饲料和精料补充料饲喂量加大。这种典型的高精料型日粮，会加大瘤胃内环境对日粮中维生素活性成分的破坏作用。因此，对反刍动物复合维生素瘤胃保护研究现已成为国内外反刍动物维生素营养领域的热点。反刍动物瘤胃保护复合维生素，正逐渐被业界所认识。反刍动物瘤胃保护复合维生素既可以降低复合维生素产品在牛羊瘤胃内的降解率，又能提高复合维生素在真胃及肠道内的生物利用率，改善维生素和饲料加工之间的相容性，减少维生素在贮存、加工、运输及使用环节的损耗。经过制粒包被工艺加工处理的反刍动物复合维生素产品，具有抗瘤胃降解，高生物活性，高生物利用度，易吸收，稳定性好等优点，可减少饲料维生素用量，降低养殖成本。瘤胃保护技术的目的，是既要保证足够比例的营养物质，不被瘤胃微生物降解而进入真胃及小肠，同时又要保证过瘤胃后的营养物质在肠道内能被有效地崩解释放消化吸收和利用。目前瘤胃保护技术研究报道较多的是氨基酸、胆碱、蛋白质、淀粉等营养物质。对反刍动物复合维生素的瘤胃保护技术，目前主要采用物理包被法和化学保护法两种工艺。其中物理包被法较为简单易行，经济实用，且作用机理更为清晰，易于批量生产。已公开报道的包被工艺中多采用以棕榈油脂肪粉作为包材。本试验经筛选比较后，采用对pH值敏感，在瘤胃发酵环境中不易降解而在真胃和小肠中又容易崩解释放的复合高分子物质作为包被材料，利用反刍动物瘤胃pH值6左右和真胃pH值2左右的生理条件差别，使被包被的物质在瘤胃中不被消化利用，而在真胃中能迅速崩解释放并消化吸收利用。包被工艺采用底喷型流化床工艺对制粒后的复合维生素进行物理包被，并对有关工艺参数进行优化，为反刍动物瘤胃保护性复合维生素的批量生产提供参考。1材料与方法1.1芯材与包材芯材：维生素A3500万IU/kg维生素D31000万IU/kg维生素E80000mg/kg烟酰胺150000mg/kg生物素120000mg/kg包材：尤奇特E-1005%聚乙二醇1.5%乙基纤维素1%滑石粉1.5%硬脂酸镁0.5%1.2试验设备LDP-20型流化床底喷型包衣机。1.3包被工艺确定利用复合高分子包衣材料，采用底喷型流化床包衣技术生产反刍动物瘤胃保护复合维生素。底喷流化床主要用于颗粒包衣。本试验采用LDP-20型底喷型流化床包衣机。它的设备结构主要分为气流分布室和物料流化室两部分。气流分布室和物料流化室中间有个气流分布板。分布板中央区(正对导流管下面)有许多排列密集的圆孔，气体通过的阻力较小，所以气体流速较大，能带动复合维生素颗粒快速向上运动。分布板外周有一些排列稀疏的小孔，气体通过的阻力较大，所以气体流速较小，只维持颗粒悬浮在分布板上面。物料流化室顶部有一片过滤网，阻挡颗粒随气流外逸。处于物料筒中央的颗粒随高速气流经导流管向上快速运动，进入倒锥形扩散筒后由于气体压力减小，便向四周散开，然后受重力作用，逆低速气流落入导流管外侧的物料筒内。这些落下的复合维生素颗粒受到流经分布板外周小孔气流向上的推力，处于悬浮状态。流化室中央区空气流速较大，形成负压，吸引周边颗粒流向中央。下层颗粒被吸引到中央区，上层颗粒不断向下移动填补。复合维生素颗粒就这样连续循环运动，直至包被完成。复合维生素颗粒循环流动过程中要经过物料流化室底部的包衣液喷嘴。复合包被材料溶液以雾化微滴状的形式喷涂到流化悬浮状态的复合维生素颗粒。刚涂层的复合维生素颗粒被气流吹离喷嘴，向上吹入物料流化室顶部。在那里由于聚乙二醇等有机溶剂挥发，涂层固化而形成微胶囊包被颗粒。顶部颗粒在重力作用下降落并重新返回底部。然后再次受到来自喷嘴气流的作用重新上升到流化室。这一循环重复进行,即可达到复合维生素颗粒完全包被（产品见下图）。1.4工艺参数确定1.4.1制粒工艺制粒是复合维生素包衣的基础。复合维生素颗粒外形、容重、粒径大小等都影响下一步包被工艺的效果。载体对复合维生素颗粒的上述参数至关重要。经过系统筛选，确定用复合载体。复合载体的优点是：流动性极佳，性质稳定，不吸湿、不结块，无微生物污染，无粉尘。容重、粒度及pH值等指标均可人工控制，并可根据产品的不同需求调整到理想状态。我们利用流化床悬浮喷雾工艺制粒，颗粒成型率可达90%（出粉率≤10%）以上。经试验，复合维生素制粒的工艺参数如下：羧甲基纤维素1.5%压缩空气温度65℃进风温度50℃出风温度35℃喷雾压力0.6—0.8MPa蠕动泵速度4ml/min上述工艺参数条件下，复合维生素的颗粒成型率均达90%以上。反刍动物复合维生素中的脂溶性维生素A和D3单体均为微胶囊产品，与粉末状的B族维生素烟酰胺和生物素等混合制粒较为困难，需添加一定量的粘合剂。但为了保证成品中复合维生素的有效含量，在保证理想制粒效果的前提下，黏结剂的添加量应越低越好。本试验经多次探索，所选用的饲料粘结剂羧甲基纤维素添加量以不低于1.5%为宜。加水量过低时出粉率太高，复合维生素难以成型；加水量过高则会导致复合维生素在制粒室内结块。压缩空气温度、喷雾压力、蠕动泵速度等对制粒效果都有重要作用。1.4.2包被工艺以制备的复合维生素颗粒和复合高分子包材溶液为试验材料，通过包衣过程和包衣产品感官指标（复合维生素颗粒流化状态，速率，涂层喷嘴及蠕动泵导管堵塞状况，包被产品颗粒均匀度、结块状况、涂层完整度等）观察判定，探索和优化LDP-20型底喷流化床对反刍动物复合维生素的理想包被工艺参数。正常的流化状态是包被工艺成功的前提。复合维生素颗粒应快速流经导流管，向上达到尽可能的高度，但不触及顶部过滤网。导流管外侧的颗粒悬浮在底板上部，颗粒一层一层地不断向下移动，既无滞留，也不见剧烈“沸腾”。导流管中的颗粒密度既不稠密，也不稀疏。要保持正常的流化状态，除了控制适当的进风流量，还需要注意下列两点：首先要选择合适的空气分布板。底喷型流化床应备有3－4块开孔不同的气体分布板。这些分布板的中央区小孔总面积与周边区小孔的总面积之比各不相同。当投料量、颗粒粒度和颗粒比重都比较大时，应选用周边小孔总面积相对较大的分布板，这样才能避免周边区颗粒滞留。如果更换其它所有分布板都不能消除外周颗粒滞留，可封堵数个中央区小孔，使周边区气流增加，可消除颗粒滞留。相反，应选用周边小孔总面积相对较小的底板，必要时也可封堵住几个周边区小孔，不让周边区颗粒剧烈“沸腾”，这样也可使流经导流管的复合维生素颗粒升得更高。其次是调节导流管下端与分布板的间距。调节导流管下端与分布板间距，可控制进入导流管的颗粒数量。在一般正常的包被过程中，导流管内颗粒所占的空间约为空筒内容积的1-5%。当然实际生产中只能凭经验控制进入导流管的颗粒数量，但要了解颗粒数量多少的利弊关系。间距过小，进入导流管的颗粒稀疏，会使部分包衣液雾滴经颗粒间隙逃逸。缩小间距还会延长颗粒循环周期，减少循环次数，不利于均匀包衣。颗粒进入导流管并非每次都会遇到包衣液雾滴，而且相遇的概率只有百分之几，所以进入导流管的颗粒过多，会使大多数颗粒作无效运动，造成不必要的磨损，有时还会增加颗粒间相互粘连的机会。此外，调节间距还可小幅度调节颗粒流化状态。比如遇到导流管外侧颗粒滞留不动时，增加间距，可促使滞留颗粒启动。因为增加间距，也就增加了导流管下面颗粒层的厚度，增大了阻力，迫使空气流向周边小孔。进风温度不能过高，一般控制在40—50℃。进风温度过高形成雾化干燥，温度过低会导致流化不畅，甚至物料结块。一般在较低温度下包衣，有利于获得致密的包衣层。包衣液喷雾速率不能太快，否则会使局部颗粒太湿，相互粘连。其实，颗粒粘连的主要原因不在于整体物料干燥不够充分，而是小部分颗粒经过喷雾区时接受了过多的包衣液。包衣液在雾化气体压力作用下形成雾滴。雾滴大小与空气压力有关，也与液体流量有关。压力太小，不能让包衣液充分雾化，可产生较粗液滴；反之，雾滴过细，会出现喷雾干燥，雾滴不能在颗粒表面很好铺展，影响成膜质量。本试验通过对LDP-20型底喷流化床包衣机的多次调试生产，优化的工艺参数如下：压缩空气温度55℃进风温度40℃出风温度25℃雾化压力1.2—1.8MPa引风频率50Hz蠕动泵进样速度10ml/min包材与芯材的比例（包材：芯材）以6%～8%为宜。1.5产品外观及理化性质产品外观呈黄褐色，具有维生素气味的球形颗粒，全部通过20目筛；理化性质：溶液pH值5，维生素颗粒包衣完整，不溶解；溶液pH值3,包衣快速成盐溶解。产品瘤胃保护率＞70%，真胃（皱胃）释放率＞60%。2讨论过瘤胃技术是一项提高反刍动物中营养物质利用率的重要技术，它是将一些营养物质(如蛋白质、氨基酸、脂肪、淀粉及胆碱等)特殊处理，使其被保护起来，减少在反刍动物瘤胃内的发酵、降解，直接进入小肠后再被消化利用的技术。使用瘤胃保护技术可以降低营养物质在瘤胃中的降解率，增加营养物质在小肠的消化和吸收．从而提高营养物质的消化利用率。进行瘤胃保护的目的是既要保护足够比例的营养物质不被瘤胃微生物降解而进入小肠．同时又要保护过瘤胃后的营养物质进入小肠后能迅速有效地崩解释放并吸收利用。利用瘤胃pH值6左右和真胃pH为2左右的生理条件差别，选择在中性溶液中不分解，而在酸性溶液中迅速分解的材料，包被反刍动物复合维生素，使其在在瘤胃中得到保护，而在真胃及小肠中能被消化利用。本试验用LDP-20型底喷流化床包衣机，生产反刍动物瘤胃保护复合维生素。在优化的工艺参数条件下，获得了均匀、连续的包衣膜。包衣材料损失少、生产成本低，复合维生素颗粒分散性极好，无粘连现象，适合批量生产。目前反刍动物瘤胃保护维生素研究较多的是氯化胆碱[3]。包被材料以棕榈油脂肪粉为主，工艺多采用搅拌混合，包被质量及瘤胃保护效果均不理想[4]。营养物质瘤胃保护技术可提高营养成分的吸收利用率，降低日粮成本，改善畜产品品质，减少排放，利于环保[5]。3结论本试验初步证明，以对Ph值敏感的复合高分子物质为包被壁材料，采用先制粒后包衣的底喷流化床包被工艺，可对反刍动物复合维生素进行较为理想的物理包被保护。包材与芯材的适宜比例（包材：芯材）为6%～8%。包被复合维生素产品瘤胃保护率＞70%，真胃（皱胃）释放率＞60%。