过瘤胃氯化胆碱的微胶囊及其制备方法 技术领域
本发明涉及一种过瘤胃氯化胆碱的微胶囊及其制备方法。
背景技术
微胶囊技术起源于20世纪50年代，是利用天然或合成的高分子材料作囊材，将固态物或液态物等囊心包裹而成。微胶囊的直径一般在微米至毫米范围内，可分为微球、微囊、纳米囊和纳米球，由被包囊材料和包囊材料组成，包于内部的材料一般称作活性物、活性剂、芯材料、内相或填充物，包囊材料常称作壁、载体、壳、涂层或膜，可以是有机聚合物、水溶胶、糖、蜡、脂肪、金属或无机氧化物等。微胶囊产品在医药、农业和化工等方面得到广泛应用，特别是药物微胶囊化技术得到迅猛发展。
微胶囊技术及其产品的发展，主要是微胶囊产品具有以下多个特点：
(1)可改善被包裹物质的物理性质，使液态转变为固态，改变重量或体积，使物品有良好的分离状态，从而使的物品便于被人类所利用，如彩色照相技术中的包囊显色产品。
(2)可提高物质的稳定性，使物质免受环境的影响，保护具有吸水性的物质，如维生素A微胶囊化广泛用于产蛋鸡，磷酸铁与具有吸水性的B族维生素地混合物通过微胶囊化可提高其流动性。
(3)可控制释放，使微胶囊产品中活性组分的释放可以采用立即释放、延时定时释放或适当的长效释放等释放形式。其芯材的释放可通过机械方法(加压揉破、摩擦)或化学方法(酶的作用、溶剂、水的溶解)。
(4)降低毒副作用，减少有毒物质对环境造成的不利影响，如硫酸亚铁、乙酰水杨酸等药物微胶囊化后可以通过控制向消化系统的释放速度来减轻胃肠疼痛。
(5)屏蔽味道和气味，降低物质毒性，如通过硬明胶胶囊或糖涂来掩饰某些药物的不量气味。
(6)气味控制释放，香料微胶囊化的典型用途。很多香精或香料如薄荷油可通过微胶囊化来防止挥发。
(7)根据需要持续释放物质进入外界环境，将不相容的化合物隔离，例如将自由基引发剂(如过氧化苯甲酰)微胶囊化后，与可固化的聚酯树脂混合，在一般条件下聚酯树脂不会固化，但在特定条件下，当引发剂微胶囊破坏后，聚酯树脂会固化。
制备胶囊的方法有很多，根据药物和囊材的性质、微囊的粒径、释放性能以及靶向性要求，可选择不同的微胶囊化方法。具体可通过对芯材料的性质、壳材料的来源、微胶囊化介质、微胶囊的形成步骤、微胶囊的囊壳性能、微胶囊的结构层次、微胶囊的应用要求等特征的了解，来选择微胶囊化方法。主要有物理机械法、化学法和物理化学法。
物理机械法是指将固态、液态物品气相微胶囊化或是固态之间直接微胶囊化而成，主要有喷雾干燥法，制粒法、锅包衣法等，其中以喷雾干燥做常用。所形成的产品如快速崩解膜，肠溶衣，缓释膜等。该方法简单快速，所需成本低，但微胶囊化产品质量有待加强。化学法是指利用在溶液中单体或高分子通过聚合反应或是缩合反应产生囊膜制成微胶囊，常分为界面缩聚法，辐射交联法，该方法所需要的溶剂多为有机溶剂，且处理条件较高，开发此类产品成本高，技术要求高。物理化学法是指在一定条件下，囊芯物与囊材在液相中形成新相析出，也称为相分离法。步骤可分为囊芯物的分散、囊材的加入，囊材的沉积和囊材的固化，是药物微胶囊化的主要工艺之一。但其所需要的成本高，技术要求高。
发明内容
本发明的目的是提供一种过瘤胃氯化胆碱的微胶囊及其制备方法。
过瘤胃氯化胆碱的微胶囊是以二氧化硅为载体的氯化胆碱为囊心材料，氢化植物油为囊材，按1∶1比例混合，并经制粒机制粒而成颗粒的方法。
过瘤胃氯化胆碱的微胶囊制备方法的步骤为：
1)以二氧化硅为载体的氯化胆碱为囊心材料，氢化植物油为囊材，按1∶1比例混合形成混合物；
2)将上述混合物放入制粒机，在温度小于75℃一次制粒成微胶囊产品，即可。
氯化胆碱经微胶囊化后，能减少在空气的潮解和对饲料中其它营养成分的破坏，主要用于反刍动物饲料中，以防止它在瘤胃中的降解，但在重瓣胃后可以释放吸收。可直接加入到奶牛饲料精料中，添加使用非常方便。
具体实施方式
胆碱(choline)为B族维生素类、又称为维生素B4，它能促进肝脏脂肪以卵磷脂的形式来预防脂肪在肝脏的不正常蓄积；可提供不稳态甲基，用于同型胱氨酸转化为蛋氨酸；是交感神经系统脉冲传递剂乙酰胆碱的前体，在奶牛养殖中，胆碱作为一种重要的维生素，是奶牛的一种必需营养成分，也是机体的一种重要甲基源，能对奶牛的脂肪代谢、酮病发生率、免疫机能、繁殖及生产性能等产生极大的影响。因此胆碱在饲料工业中得到广泛运用，其在饲料中是以氯化胆碱的形式添加的。但是氯化胆碱具有不良气味，具较强吸湿性，对其他维生素有破坏作用，不宜作为预混料的原料，因此稳定型氯化胆碱的研究显得很重要。王成章等(1997)做了抗结块剂的氯化胆碱粉剂对维生素的破坏试验，效果很好。国外日本也有研究报道，其包被效果达到80％以上。但是国内外多注重于禽类和单胃动物的的稳定型氯化胆碱的研究。而对于反刍动物稳定型氯化胆碱技术及其产品国内还没有报道。因为瘤胃微生物的迅速降解作用，奶牛日粮胆碱的效价是很低的，同时高产奶牛中常表现为胆碱不足，因此为避免在瘤胃内的降解，需要对氯化胆碱进行稳定型研究。我们想到利用微胶囊技术，将氯化胆碱涂膜或包被起来，通过阻断它与外界的接触，减少其对其它营养元素的破坏作用，同时减少或延缓其在瘤胃中的降解，增加其在真胃中消化吸收，到达我们的靶向目标。
由于微胶囊技术涉及到很多其它领域，因此需要做很多方面的研究工作。根据微胶囊技术的基本原理和条件，我们主要是进行囊芯原料种类、包囊材料和微胶囊工艺方法的选择。
首先我们根据氯化胆碱的特性及其在反刍动物中的采食方式和瘤胃内的消化特性，进行了氯化胆碱原料的选择。我国饲料工业界现在主要采用某些农副产品(玉米芯、鼓皮、米糠等)、石粉及二氧化硅等对氯化胆碱液体进行吸附、烘干等方法处理.尽管其性能也有了改善，但其稳定性和使用效果不很理想。如用谷皮直接吸附并经烘干制成的50％氯化胆碱添加剂产品，极易吸水，易结块，而且流动性极差，并对维生素等其它饲料营养元素有严重的破坏作用。但因为玉米芯为载体的氯化胆碱最常用，我们就初选其作为囊芯材料。
其次，我们对包囊材料进行选择。从作为饲料安全性的角度来考虑，我们选择了丙烯酸树脂材料和氢化植物油。
再是微胶囊工艺和配方的选择。基于可操作性、安全性、成本的角度，我们主要采用的是物理机械的方法。配方是根据国内外对药物的微胶囊配方来进行的。
最后就是考虑微胶囊产品的质量评价。
我们根据上述几方面的要求，进行了微胶囊工艺的制作。首先我们用油脂作为包囊材料，以用玉米芯为载体的氯化胆碱为囊芯材料，设计了许多不同的配方，来进行微胶囊操作。微胶囊工艺原先采用喷雾凝结法，即先把油脂融化掉，再采用流化床工艺的微胶囊方法。这种方法与喷雾干燥法相似，所不同的是在干燥室所用的空气温度及所用囊材的性质不同。囊材通常选用一些熔点为50-80℃的固体脂、腊、单酐脂等。干燥室空气的温度为室温或经冷处理，远低于囊材的熔点。芯材可以是水溶性的矿物质、酶、水溶性的微生素、酸味剂、风味物质粉末等。用此法将酸味剂用不同熔点的囊材分别包埋后再按比例混合，可以在加热时分批释放酸味剂，造成“缓释”的效果。但是在操作中，因为油脂的熔点和凝固点都很低，所以，喷出的油脂很容易把喷枪堵塞，该方法无法进行。所以我们选择另外的方法，采用制粒机来制粒，所制的颗粒符合我们需要的外型条件，但在进行其质量评价的时候，达不到我们需要的效果，通过该方法制的颗粒，我们采用微胶囊工艺中常用的方法—药物溶出法进行评价。通过测定，我们发现对氯化胆碱最大的保护效率达不到50％。由此我们选择了丙烯酸树脂作为包囊材料，用92％酒精溶剂溶解丙烯酸树脂，来进行微胶囊加工，采用喷雾干燥的流化床工艺方法，但是我们对微胶囊产品进行质量评价的时候，保护效率也达不到50％。
然后经过对囊芯材料的进一步分析，我们认为可能是氯化胆碱的载体阻碍了包囊材料的保护作用。因为玉米芯材料做成的氯化胆碱饲料颗粒很大，由此我们筛选了许多不同载体的氯化胆碱，最后选择以二氧化硅为载体的氯化胆碱，并用流化床工艺的方法分别用丙烯酸树脂和油脂进行加工。进行质量评价时，最高也只能达到50％的保护效果。其效果也不是很理想。同时，油脂的融化需要耗费大量电力成本、而丙烯酸树脂溶解需要大量的酒精溶液，两者所需成本也较高。
我们通过仔细分析和总结，最后决定继续采用制粒机来制粒的方法。经过小样品的初试结果，我们设计了不同比例的配方，不同的加工温度和加工次数，以及不同的颗粒大小来进行加工。并对其进行质量评价，最后测定结果为保护效率达到75％以上。其具体操作为以下：
以含量为50％的饲料级氯化胆碱(二氧化硅为载体，粒度在40目以上)为囊心材料，饲料级氢化植物油(粒度在12目左右)为囊材按1∶1比例混合，充分混匀，采取制粒的微胶囊方法，以一次制粒生产而成。制粒最高温度不能超过75℃。所制成的微胶囊产品呈微乳白色，为圆柱固体颗粒，平均长度为2-3cm，直径为3.1mm左右。产品可直接加入到奶牛饲料精料中，添加使用非常方便。