反刍动物饲料添加剂组合物 本发明涉及一种反刍动物饲料添加剂组合物。特别地，本发明涉及通过用包层组合物包覆生物活性物质的反刍动物饲料添加剂组合物，该饲料能使生物活性物质在皱胃之后的消化器官内消化和吸收，所述包层组合物在反刍动物的瘤胃内是稳定的，使得在皱胃之后的消化器官内释放生物活性物质成为可能。
当生物活性物质，如氨基酸、维生素及其类似物，直接给反刍动物，如牛、羊及其类似动物口服时，大部分在瘤胃中被微生物降解，因此，不能有效地利用。所以，对反刍动物来说，能越过瘤胃、保护生物活性物质在瘤胃内不被降解、使得生物活性物质在皱胃之后的消化器官内消化吸收的制剂在反刍动物饲料、营养剂、兽药及其类似领域中很重要。
包含有生物活性物质，并用具有12个或更多个碳原子的脂肪酸、硬化动物/植物油及其类似物包覆的反刍动物饲料添加剂已经被提出过。尽管用这样的油和脂肪包覆的颗粒在瘤胃内有好的保护作用，但很难在皱胃之后的消化器官内将生物活性物质释放出来。
与之相应，向要保护的物质中添加除油和脂肪以外的提高释放性能的物质，并使生物活性物质分散和进行造颗粒的方法，以及用保护物质包覆生物活性物质的方法都已被提出过。
作为一种在保护物质中分散生物活性物质的方法的实例，未经审查公开的日本专利申请60-168351提出过一种方法，它包括将20wt％或更多的碳酸钙和10wt％或更多的有14个或更多个碳原子的脂肪族单羧酸、硬化油/脂肪等与生物活性物质一起进行造粒。此外，经审查的日本专利说明书59-10780提出过一种方法，是将30-50wt％的生物活性物质分散在由10-35wt％的具有14-22个碳原子的脂肪族单羧酸盐或蓖麻油酸盐和剩余部分的具有14-22个碳原子的脂肪族单羧酸、蓖麻油酸、硬化油和脂肪等组成的保护物质中。
作为一种用保护物质包覆生物活性物质地方法的实例，未经审查的日本专利申请63-317053提出了一种方法，是用由具有12-24个碳原子的脂肪族单羧酸、硬化油和脂肪及脂肪酸甘油酯组成的保护剂包覆生物活性物质。
然而，如果注重于保护特性，将生物活性物质分散到保护物质中的方法要求生物活性物质所占的比率相当低，这是因为生物活性物质存在于颗粒表面附近。因此，考虑到在瘤胃中的停留的时间是十几个小时至几天，很难有效地保护水溶性的生物活性物质。另一方面，当用由卵磷脂、脂肪酸甘油酯、油和脂肪组成的保护物质包覆时，包覆层的强度不足，在保护特性上存在问题尽管期望使用卵磷脂和脂肪酸甘油酯利用油和脂肪的乳化作用，但考虑到穿过皱胃之后的消化器官所需要的时间，其释放性能是不够的。
进一步说，用PH-响应的合成聚合物包覆，利用瘤胃和皱胃之间的PH值的差异的方法也已提出过。考虑到包层中所用的有机溶剂、昂贵的包覆剂及其类似的东西，则这不是一种令人满意的方法。综上所述，为了给反刍动物口服，设计一种药剂防止生物活性物质在瘤胃内释放，而在皱胃之后的消化器官内释放生物活性物质是很重要的。
本发明要解决的问题是在考虑安全性和经济性后，在反刍动物的瘤胃内稳定地保护生物活性物质，并使之在皱胃之后的消化器官内有效地消化和吸收。
为实现上述目的的广泛研究的结果是本发明的发明人发现：用主要包括选自硬化植物油和脂肪、硬化动物油和脂肪等的保护物质；适当量的选自由卵磷脂和高级不饱和脂肪酸组成的组的表面活性剂；及滑石粉的包覆组合物包覆由生物活性物质组成的芯粒获得的颗粒能在反刍动物的瘤胃内得到优良的保护性能，同时还能在皱胃之后的消化器官内得到优良的释放性能。本发明是以以上发现为基础来完成的。
因此，本发明的要点在于颗粒状的反皱动物饲料的添加剂组合物，它包括一个由生物活性物质组成的芯粒和包覆在其上的包覆组合物，所述的包覆组合物包括65-90wt％的下述(A)，2-10wt％的下述(B)及8-30wt％的下述(C)：(A)至少一种选自由硬化动物和植物油和脂肪、动物和植物脂肪及脂肪酸酯组成的组的疏水保护物质，(B)能与所述疏水保护物质(A)配伍的表面活性剂，(C)滑石粉。
下面将详细地描述本发明。
作为生物活性物质，已知的营养物，含有它的饲料及药物，例如氨基酸及其衍生物，氨基酸的羟基同系物(hydroxy homologues)，蛋白质，碳水化合物，脂肪，维生素和兽药在本发明中可以单独或以两种或多种的混合物使用。
这些生物活性物质的说明性实例包括如赖氨酸、甲硫氨酸、色氨酸、苏氨酸等的氨基酸；如N-酰胺基酸、N-羟甲基甲硫氨酸钙盐、盐酸赖氨酸等的氨基酸衍生物；如2-羟基-4-甲基巯基丁酸及其盐等的氨基酸羟基同系物；如谷粉、羽粉、鱼粉等的天然营养粉；如蛋白、谷物蛋白、马铃薯蛋白等的蛋白质；如淀粉、蔗糖葡萄糖等的碳水化合物；及如维生素A、维生素A的乙酸酯(盐)、维生素A的棕榈酸酯(盐)、B族维生素、硫胺、盐酸硫胺、核黄素、尼克酸、尼克酸胺、泛酸钙、胆碱的泛酸盐、盐酸吡哆醇、氯化胆碱、氰钴铵、生物素、叶酸、P-氨基苯酸、维生素D2、维生素D3、维生素E等的维生素或具有类似维生素功能的物质；如四环素抗菌素、氨基苷抗菌素、大环内酯抗菌素、聚醚抗菌素等的抗菌素；如敌百虫等的杀昆虫剂；如驱蛔灵等的驱虫药；如雌激素、己烯雌酚、己雌酚、甲状腺蛋白、致甲状腺肿物、生长素等的激素；及如淀粉酶、蛋白酶、木聚糖酶、果胶酶、纤维素酶、乳糖酶、脂肪酶等的酶。
含有生物活性物质的芯粒的制备方法不必特别限制，所述芯料可以用普通的造料方法、流化床造粒、搅拌造料或类似的方法制成颗粒形式，特别是接近球形颗粒的形式，必要时，可以和粘度提高剂、赋形剂等一起造粒。
作为粘度提高剂，如羟丙基纤维素、甲基维生素、羧甲基纤维素钠等的纤维素衍生物，如聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮等的乙烯基衍生物，阿拉伯树胶、瓜耳树胶、聚丙烯酸钠、生汉胶和类似物质都可以使用。
作为赋形剂，淀粉、蛋白质、结晶纤维素及其类似物都可以使用。必要时，可以添加碳酸钙、磷酸钙、滑石粉及其类似物作为比重控制剂来控制比重。
作为包覆在含有上述生物活性物质的芯粒外的疏水性保护物质，可以使用至少一种选自由硬化植物油和脂肪、硬化动物油和脂肪和脂肪酸酯组成的组中的物质。
作为硬化动物和植物油和脂肪，硬化棕榈油、硬化棕榈种籽油、硬化豆油，硬化菜籽油、硬化蓖麻籽油、硬化牛油、硬化猪油及其类似物可以使用。作为硬化动物和植物脂肪，可以使用Haze wax、棕榈脂、牛脂、羊脂、猪脂及其类似物。作为脂肪酸酯，可以使用直链或支链脂肪酸和高级醇的酯和其类似物。
在本发明中与疏水性保护物质一起使用的表面活性剂可以是任何可与包覆芯粒的疏水性保护物混合的物质。″可混合″这一术语是指这些物质在高于疏水性保护物质熔点的温度时与疏水性保护物质形成均匀的溶液，而在低于疏水性保护物质熔点的温度时与疏水性保护物质形成均匀的固体混合物。
在本发明中作为表面活性剂使用的可以是卵磷脂、高级脂肪酸，油溶性非离子表面活性剂。作为卵磷脂，可以使用大豆卵磷脂和其它植物源的卵磷脂及其蛋黄卵磷脂。作为高级脂肪酸，可以使用有8个或更多个碳原子的直链或支链的饱和的或非饱和的脂肪酸。优选地，可以使用如油酸、亚油酸、棕榈油酸及其类似物的高级不饱和脂肪酸。作为油溶性非离子表面活性剂的例子有脂肪酸甘油二酯及其类似物。
在本发明中使用的表面活性剂影响在瘤胃内饲料添加剂的保护性能以及在皱胃之后的消化器官中饲料添加剂的释放性能。也就是说，如果它在包覆组合物中的复合比例低，则保护性能好，但在皱胃之后的消化器官内的释放性能差。如果它的复合比例高，则在皱胃之后消化器官内的释放性能得到了改进，但在瘤胃内的保护性能下降。此外，如果复合比例太高，包覆组合物对高温的稳定性下降，象在高温下颗粒相互粘结这样的不利的性质、在瘤胃内保护性能显著下降及类似的现象会发生。
当和上述表面活性剂一起使用时，在本发明中使用的滑石粉具有在皱胃之后的消化器官内改进释放性能的效果，但不会影响在瘤胃内的保护性能，并能在当表面活性剂用量较大时，防止对高温稳定性的下降。
作为在本发明中使用的滑石粉，不使用较粗的粉末。如果平均粒径是50μm或更大，当包覆组合物熔化时滑石粉会沉降，所以很难获得均匀的包层。此外，如果形成一薄的聚合物包层，在许多情况下则会产生诸如滑石粉从包层脱落的问题。在本发明中，平均粒径为40μm或更小的滑石粉是优选使用的，更优选平均粒径为30μm或更小的。
按照本发明，考虑到疏水性保护物质，表面活性剂及滑石粉在包层组合物中的比例，以100重量份的包层组合物为基础，优选90-65重量份的疏水性保护物质，8-30重量份的表面活性剂及8-30份滑石粉。特别优选10-20重量份的滑石粉。
按照本发明，只要将疏水性保护物质、表面活性剂和滑石粉混合就可以获得包层组合物。然而，优选地，通过先用表面活性剂处理滑石粉的表面以改善滑石粉在包层组合物中的分散性来获得包层组合物。表面处理的方法没有特别限定，该方法的实例包括这样一种方法，就是先将滑石粉和表面活性剂捏和，然后再与疏水性保护物质混合，另一种方法是将表面活性剂分散或溶解在水或一种有机溶剂中，加入滑石粉，再去除水或有机溶剂。
如果必要的话，象乳化剂、乳化稳定剂、无机盐及其类似物可以添加到包层组合物中来。
作为乳化剂，其实例有脂肪酸金属盐、单脂肪酸甘油酯、脱水山梨醇脂肪酸酯、丙二醇脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、胆酸衍生物及其类似物。
作为乳化稳定剂，其实例有阿拉伯胶、藻酸、丙二醇藻酸盐、Weran胶、Cardran、gaty胶、刺梧酮胶、汉生胶、壳多糖、脱乙酰壳多糖、软骨素硫酸钠、瓜耳胶、jeran胶、罗望子胶、刺云实(tara)胶、黄耆胶、furcellaran、出芽短梗孢糖(pullulan)、果胶、洋槐豆胶及其类似物。
作为无机盐的实例有磷酸氢钙、碳酸钙、碳酸钠、碳酸氢钠、硫酸钙及其类似物。此外，蜡及其类似物也可以添加进来。
按照本发明的颗粒反刍动物饲料添加剂组合物其特征在于含有上述生物活性物质的芯粒被用上述包层组合物包覆起来。优选包层组合物的包覆量尽可能地少，这样，生物活性物质的含量就高。然而，包层组合物的量必须足以在瘤胃内保护生物活性物质。通常，100重量份的含生物活性物质的芯粒优选用10-100重量份的包层组合物，更优选用20-50重量份的包层组合物来包覆。包层的厚度通常是50-200μm。
包覆方法没有特别的限定，通常可用如流化床包覆法、盘式(pan)包覆法，熔融包覆法、搅拌包覆法、喷雾包覆法等方法来进行包覆。
按照本发明的反刍动物饲料添加剂组合物颗粒的形状没有特别的限定，但是优选使用粒径为5mm或更小的那些以减少由于动物反刍对颗粒的破坏。进一步优选使用平均粒径为3mm或更小的那些。此外，优选使用粒径为1mm或更大的那些以保证芯粒占整个组合物的比例。比重为1.0-1.5的颗粒是优选使用的，而比重为1.1-1.4的颗粒是特别优选的，因为它们在瘤胃中的停留时间较短。
本发明将以实施例和比较实施例的形式详细描述，但本发明的范围并不受这些实施例的限制。
在实施例中作为生物活性物质的氨基酸的释放量用液相色谱进行检测。瘤胃中的保护性能：
将制备好的样品(约1kg)放在300ml的爱伦美氏烧瓶中，向烧瓶中注入200ml相应于瘤胃汁的Mc Dougall缓冲液，在39℃下烧瓶摇动24小时。摇动完毕后，测定生物活性物质的释放量，计算出在瘤胃内的保护性能。
MC Dougall缓冲液：
将下列试剂溶解在1000ml水中获得的缓冲液
碳酸氢钠 7.43g
磷酸氢钠·12H2O 7.00g
氯化钠 0.34g
氯化钾 0.43g
氯化镁·6H2O 0.10g
氯化钙 0.05g皱胃内的释放性能：
保护性能测试后，回收摇动过的样品并放至300ml的爱伦美氏烧瓶中，在瓶中注入200ml相应于皱胃汁的Clark-Lubs缓冲液，在39℃下摇动烧瓶1小时，摇动结束后，测定生物活性物质的释放量，计算出在皱胃中的释放量。
Clark-Lubs缓冲液
将下列试剂溶解在1000ml水中获得的缓冲液
氯化钾 3.73g
盐酸 2.1ml在小肠中的释放性能：
皱胃中的释放性能测试后，回收摇动过的样品，并放至300ml爱伦美氏烧瓶中，然后，注入200ml相应于小肠汁的缓冲液，在39℃下摇动7小时。摇动完毕后测定生物活性物质的释放量，计算出在小肠中的释放性能。
在上述的在相应于皱胃液中的释放比例与在相应于小肠液中的释放比例之和被认为是在皱胃之后的消化器官中的释放比例(以后称之为相应于消化器官的释放比例)。实施例1
使用一捏和机，将325g L-盐酸赖氨酸、172.5g滑石粉(平均粒径20μm或更小，除非另外指明，在以下的实施例和比较实施例中相同)，2.5g羧甲基纤维素钠，和135g水捏和，然后，用具有开有1.5mmφ孔的筛的挤压造粒机制成圆柱形颗粒。用成圆形的机器(Marumerizer，Fuji Paudal有限公司制造)将获得的颗粒成形为近似球形。获得的球形颗粒用流化床干燥以得到含有L-盐酸赖氨酸的芯粒，其颗粒尺寸的分布为粒径为1mm-2.5mm之间。
将含有5重量份大豆卵磷脂及10重量份滑石粉和85重量份硬化牛脂的保护物质熔化，43重量份熔化的保护物质包覆在100重量份的用筛子筛过的平均粒径为1.5mm的芯粒上。包覆的颗粒经上述的评估测试。其结果是瘤胃的释放比例为3％，相应于消化器官的释放比例为78％。实施例2
将通过前述捏和3重量份的油酸及20重量份的平均粒径为30μm的滑石粉而得到的混合物加到77重量份的硬化牛脂中，这样得到的经混合和熔化的包层组合物以39重量份包覆到100重量份的按实施例1同样方法制备的用筛子筛过的平均粒径为1.18mm的芯粒上。包覆的颗粒经上述的评估测试，其结果是瘤胃释放比例为5％，相应于消化器官的释放比例为82％。实施例3
3重量份的猪油、5重量份的大豆卵磷脂、8重量份平均粒径为15μm的滑石粉，及2重量份碳酸钙添加到82重量份的硬化牛脂中，这样得到的经混合和熔化的包层组合物以43重量份包覆在按实施例1同样的方法制备的用筛子筛过的平均粒径为2.00mm的芯粒上。包覆的颗粒经上述的评估测试，其结果是瘤胃的释放比例为4％，相应于消化器官的释放比例为83％。实施例4
3重量份的油酸、10重量份的滑石粉、2重量份的阿拉伯胶添加到85重量份的硬化牛脂中，这样得到的经混合和熔化的包层组合物以43重量份包覆到100重量份按实施例1的方法制备的用筛子筛过的平均粒径为2.36m的芯粒上。包覆的颗粒经上述的评估测试，其结果是瘤胃的释放比例为5％，相应于消化器官的释放比例为80％。实施例5
用325g甲硫氨酸、172.5g滑石粉、2.5g羧甲基纤维素钠及100g水按实施例1的方法获得含有甲硫氨酸的芯粒。5重量份卵磷脂和15重量份的滑石粉添加到80重量份的硬化牛脂中。这样得到的经混合和熔化的包层组合物以43重量份包覆在100重量份的按实施例1的方法制备的用筛子筛过的平均粒径为1.70mm的芯粒上。包覆的颗粒经上述测试评估，其结果是：瘤胃释放比例3％，相应于消化器官的释放比例为81％。实施例6
按实施例1得到的包覆的颗粒密封在一个容器内，在40℃下加热96小时，然后进行上述评估测试，其结果是瘤胃释放比例为7％，相应于消化器官的释放比例为79％。比较实施例1
将含20重量份滑石粉和80重量份硬化牛脂的保护物质熔化，43重量份的熔化的保护物质包覆在100重量份按实施例1制备的芯粒上，包覆的颗粒进行上述评估测试，其结果是，瘤胃的释放比例为1％，相应于消化器官的释放比例为1％。比较实施例2
将通过添加和混合5重量份大豆卵磷脂和95重量份硬化牛脂获得的包层组合物熔化，39重量份熔化的包层组合物包覆在100重量份按实施例2制备的芯粒上，包覆的颗粒进行上述的评估测试，其结果是，瘤胃的释放比例为8％，相应于消化器官的释放比例为21％。比较实施例3
将通过添加和混合8重量份大豆卵磷脂和92重量份硬化牛脂获得的包层组合物熔化，33重量份熔化的包层组合物包覆在100重量份实施例1制备的芯粒上，包覆的颗粒进行上述评估测试，其结果是，瘤胃释放比例为25％，相应于消化器官的释放比例为35％。比较实施例4
将3重量份油酸和20重量份滑石粉(平均粒径为50μm)添加到77重量份硬化牛脂中，这样得到的经混合和熔化的包层组合物以39重量份包覆在100重量份按实施例1的方法制备的经筛子筛过的平均粒径为1.18mm的芯粒上。包覆的颗粒进行上述评估测试，其结果是，瘤胃的释放比例为55％，相应于消化器官的释放比例为42％。比较实施例5
由比较实施例3中获得的包覆的颗粒密封在容器中，在40℃下加热96小时，然后进行上述评估测试，其结果是，瘤胃释放比例为67％，相应于消化器官的释放比例为27％。
上述结果概括在表1和表2中。从实施例1-5及比较实施例1-3可以清楚地看出：当包层组合物中包含有可与疏水性保护物质混合的表面活性剂和滑石粉时，能获得在瘤胃内的优良的保护性能和皱胃之后的消化器官内的优良的释放性能，同时可以改善高温下的稳定性。本发明的效果：
正如上面所说明的，与现有技术相比较，通过制备包括含有生物活性物质的芯粒和含有90-65wt％的选自由硬化动物和植物油和脂肪、动物和植物脂肪和脂肪酸酯组成的组中的至少一种疏水性保护物质、2-10wt％的可以与疏水性保护物质混合的表面活性剂，及8-30wt％的滑石粉的包层组合物的颗粒组合物所获得的反刍动物饲料添加剂颗粒组合物在瘤胃内的保护性能及皱胃之后的消化器官内的释放性能上具有更优良的效果。
本发明提供了一种饲料添加剂，通过这种添加剂生物活性物质可以被反刍动物有效地吸收，因此工业价值特别高。
表1实施例序号 1 2 3 4 5 6生物活性物质 盐酸 盐酸 盐酸 盐酸 甲硫 盐酸
赖氨酸 赖氨酸 赖氨酸 赖氨酸 氨酸 赖氨酸平均粒径(mm) 1.5 1.18 2.00 2.36 1.70 1.5芯粒的重量份数 100 100 100 100 100 100包层的重量份数 43 39 43 43 43 43组成(％)牛脂硬化油 85 77 82 85 80 85猪脂 - - 3 - - - 卵磷脂 5 - 5 - 5 5 油酸 - 3 - 3 - - 滑石粉 10 20 8 10 15 10 阿拉伯胶 - - - 2 - - 碳酸钙 - - 2 - - -高温处理(40℃，96小时) 未进行 未进行 未进行 未进行 未进行 已进行释放率(％)相应于瘤胃 3 5 4 5 3 7相应于消化器官(皱胃和小肠) 78 82 83 80 81 79表2比较实施例序号 1 2 3 4 5生物活性物质 盐酸 盐酸 盐酸 盐酸 盐酸
赖氨酸 赖氨酸 赖氨酸 赖氨酸 赖氨酸平均粒径(mm) 1.5 1.18 1.5 1.18 1.5芯粒的重量份数 100 100 100 100 100包层的重量份数 39 39 33 39 33组成
牛脂硬化油 80 95 92 7792
卵磷脂 - 5 8 -8
油 酸 - - - 3-
滑石粉 20 - - 20-高温处理(40℃，96小时) 未进行 未进行 未进行 未进行 已进行释放率(％)
相应于瘤胃 1 18 25 5567
相应于消化器官 1 21 35 4227
(皱胃和小肠)