CN116437814A - 用于反刍动物口服的生物活性成分的包衣组合物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于饲喂反刍动物的包衣组合物，该组合物包含：A)包含生物活性成分或由生物活性成分组成的核心，该生物活性成分选自由以下组成的组：i)氨基酸，N‑酰基氨基酸、N‑脒基氨基酸、和/或它们的盐，和/或2‑羟基‑4‑(甲基)丁酸钙盐，ii)蛋白质，iii)肽，iv)碳水化合物，v)维生素，维生素A、维生素A醋酸酯、维生素A棕榈酸酯、维生素B、硫胺素、盐酸硫胺素、核黄素、烟酸、烟酰胺、泛酸钙、泛酸胆碱、盐酸吡哆醇、氯化胆碱、氰钴胺、生物素、叶酸、对氨基苯甲酸、维生素D2、维生素D3和维生素E，vi)益生菌微生物，vii)益生元食品，viii)胆碱及其盐，ix)多不饱和脂肪酸(PUFA)及其盐，以及x)上述组分i)至ix)的任意组合；以及B)包封所述核心的包衣，其中所述包衣占包衣组合物总重量的1至15％，并且包含85至95％wt./wt.的成膜剂(其为柠檬酸三乙酯)和5至15％wt./wt.的添加剂(选自甘油单酯的乙酸酯和柠檬酸三乙酯(TEC))。

Description

用于反刍动物口服的生物活性成分的包衣组合物

技术领域

本发明涉及一种用于喂养反刍动物的组合物，该组合物包含生物活性成分和包封该生物活性成分的包衣，其制备方法，包含本发明组合物的饲料，以及用本发明的组合物或混合饲料为反刍动物的日粮补充生物活性成分的方法。

背景技术

反刍动物是反刍亚目的哺乳动物，包括牛、绵羊和山羊。它们的胃分为四个形态上不同的隔室：瘤胃、网胃、瓣胃和皱胃。瘤胃和网胃来源于食道的末端部分，而瓣胃和皱胃被认为是真正的胃。瘤胃中存在的细菌使反刍动物能够消化纤维素物质，如草，从而以挥发性脂肪酸的形式产生能量，但它们也会攻击并部分降解其他营养物质，如淀粉、糖和蛋白质。常规消化发生在皱胃，有时称为真胃。

瘤胃本质上是一个连续的发酵器，含有多种微生物，它们攻击并降解反刍动物食用的大部分饲料，这是反刍动物正常生命周期的一部分。部分摄入的蛋白质物质在瘤胃中被一些微生物的酶促作用分解，除了上述甚至可以分解纤维素的细菌外，其他微生物还可以降解碳水化合物，如淀粉和糖。摄入的营养物质流与微生物细胞一起从瘤胃进入瓣胃。瓣胃的功能是分离液体和固体。大部分液体重新进入瘤胃，而其余物质则进入皱胃。然后，消化和吸收在皱胃中以类似于在单胃动物中发现的方式进行。分泌到皱胃内腔的酶消化了大量的物质，包括微生物细胞。消化的微生物细胞为反刍动物提供蛋白质和氨基酸。

瘤胃的微生物作用具有很大的优势，可以将许多对宿主没有直接营养价值的饲料成分转化为可被宿主吸收利用的产品。例如，纤维素可以转化为挥发性脂肪酸的混合物，其可以作为宿主的能量来源。

不幸的是，这种微生物作用也存在某些缺点。例如，蛋白质被瘤胃微生物分解为肽和氨基酸，甚至进一步转化为二氧化碳、挥发性脂肪酸和氨。从这些化合物中，微生物可以再合成微生物蛋白，其通常具有比饲料蛋白更高的营养价值。这个过程需要能量，由碳水化合物的降解提供。

动物体内的所有蛋白质均由20种不同的氨基酸的组合构成。其中，十种必需氨基酸在动物体内不能充分合成，动物必须摄入它们。这十种氨基酸也被称为必需氨基酸。当反刍动物日粮的可消化蛋白质中缺乏必需氨基酸时，反刍动物的健康、产奶量等均会受到负面影响。

因此，在反刍动物生产中，通常的做法是在动物的日粮中提供生物活性成分，以改善它们的健康状况和生产性能。感兴趣的活性成分包括氨基酸、维生素、酶、蛋白质和碳水化合物等营养素、益生菌微生物、益生元食品、矿物盐、胆碱、胍基乙酸等。这些成分中的一些已经存在于用于喂养动物的食物中。有时，日粮中存在的必需活性成分的量可能不充分或不足以应付缺乏状态或高生产力的情况。因此，为了解决这些问题，需要仔细配制或补充反刍动物的日粮。

然而，当生理活性成分如氨基酸被口服喂养时，相当一部分成分被瘤胃中的微生物分解。这使得动物难以或甚至不可能有效地利用饲料中所含的全部或相关量的施用氨基酸。因此，补充的氨基酸被破坏或转化，因此通常不能用于动物生长和动物生产。然而，动物生产受到个别氨基酸供应的限制，这些氨基酸应该完整地逸出或绕过瘤胃，到达动物的下消化道，在那里它们可以被吸收并可以用于动物生产。因此，重要的是使生物活性成分通过瘤胃而不被微生物分解，以使生物活性成分在皱胃和随后的消化道中被有效地消化和吸收。

设计了许多方法来增加通过瘤胃而不被瘤胃微生物群落降解的营养物的量，从而将大部分营养物递送到下消化道，包括热和化学处理、封装和包衣、使用氨基酸类似物和氨基酸的聚合化合物。

经包衣的瘤胃保护产品的实例是例如甲硫氨酸的颗粒或丸粒，其用聚合物如乙基纤维素(EP 0 495 349)或乙烯基吡啶-苯乙烯共聚物(US 4,877,621和US 4,876,097)包衣。

EP 0 495 349中所述产品包含甲硫氨酸和辅助物质的成型颗粒，该成型颗粒用乙基纤维素的保护壳包衣，优选与无机辅助物质或填料(例如硅酸铝钠)以两层应用。

在US 4,877,621和US 4,876,097中分别描述的产品是基于包含氨基酸且直径为0.1至约5mm的丸粒的包衣，建立了pH敏感的保护壳。由于目的是产生pH依赖性的释放性能，因此此处始终使用2-乙烯基吡啶和苯乙烯的共聚物作为基本成分，并且在US 4,876,097中还使用其它组分，诸如玉米醇溶蛋白、纤维素、乙酰丁酸酯、聚乙酸乙烯酯、壳聚糖、乙基纤维素和其它辅助物质(包括各种溶剂)，这导致了包括几种组分的复杂保护壳。释放特性确实显示出完全良好的结果，但这是以高复杂性为代价实现的。

US 5,080,917公开了一种用于延迟经口给予反刍动物的生理活性物质的释放的包衣剂，所述包衣包含兽用药可接受的水溶性合成高分子化合物和乙基纤维素，所述包衣剂在反刍动物的第一胃或瘤胃中是稳定的，并且能够有效地崩解以用于随后在反刍动物第四胃中的吸收，其特征在于，所述包衣剂进一步包含至少一种与所述高分子量化合物和乙基纤维素两者混溶且不溶于水的物质。

EP 0 614 615涉及一种瘤胃保护组合物的饲料添加剂，其包含生物活性物质和保护壳，此外还具有天然或合成聚合物的耐造粒(pelleting-resistant)保护壳。适用于这种耐造粒保护壳的聚合物在30℃下的弹性模量为10⁸至10¹¹达因/cm²，玻璃化转变温度为50℃至150℃。

欧洲专利申请EP 1 360 904 A1公开了粒径小于1000μm的包衣活性化合物制剂。所述制剂提供了良好的瘤胃保护率，并使其能够在饲料混合物中稳定且均匀地分布。另一方面，粒径较大(平均粒径约为1-2mm)且粒径分布窄的颗粒或丸粒可减少包衣量，使包衣剂的分布更均匀，因此具有更好的输送和释放性能。

上述聚合物包衣已被证明对瘤胃保护特别有效。然而，有效的保护与昂贵的成膜材料或包衣组合物的高消耗相关。此外，已知的产品和相应的制造方法在化学组成和/或生产方法的复杂性方面通常不令人满意。

包衣组合物在用于人类的药物或食品补充剂领域也是已知的。

然而，对用于人类的药物或食品补充剂的包衣材料的要求与对用于反刍动物的饲料添加剂的包衣材料的要求完全不同：人类和反刍动物的消化道有显著差异，尤其是在停留时间以及生物和化学环境(细菌组成、pH)方面。对于人类，在胃中的停留时间为0.5小时至3小时，在小肠中的停留时间为7小时至9小时。因此，用于人体缓释方法的合适半衰期通常为3至4小时。在反刍动物中，6小时至8小时后仍有部分饲料在瘤胃中。因此，6小时至8小时后的瘤胃保护率(RPR)≥70％是特别理想的。此外，必须考虑人类和反刍动物消化道中的不同pH水平以及活性成分的应用。典型的人类药物仅针对胃中的酸性pH进行保护，释放发生在pH高于中性的小肠中。在反刍动物的情况下，保护措施是防止前胃中的微生物降解，那里的pH接近中性。这种释放可以发生在胃肠道以下的部位，从皱胃的酸性环境开始。

此外，还必须考虑瘤胃活动。瘤胃活动是用来描述反刍动物三个前胃的一系列运动的术语。它的作用是混合和运输摄入的饲料，主要由副交感神经系统控制。瘤胃活动的周期始于网胃的双重收缩。在网胃的第一次收缩中，其开口仍然关闭，网胃将其体积减少到其初始值的一半。第二次收缩导致几乎完全收缩。蜂巢重瓣胃口(reticulo-omasal orifice)打开，小的饲料组分与液体一起被输送到瓣胃。网胃第二次收缩后，立即出现上部瘤胃囊前部的收缩波。这会将饲料进一步输送到消化道的下一部分。然后，背侧(上部)和腹侧(下部)的瘤胃囊收缩两次。在人类中不存在类似的机械负荷。因此，瘤胃保护包衣必须足够稳定，以承受所述的瘤胃活动。

鉴于上述情况，仍然需要提供新的包衣，用于包封要饲喂给反刍动物的生物活性化合物，该包衣可以容易地应用到活性化合物核心上，并提供改善的瘤胃保护和释放性能/动力学，同时仅需要少量包衣或成膜材料。

发明内容

本发明人意外地发现了一种包衣组合物，其包含成膜剂(其为乙基纤维素)与选自甘油单酯的乙酸酯和柠檬酸三乙酯(TEC)的添加剂的组合或由该组合组成，与现有技术的包衣组合物相比，该包衣组合物在瘤胃保护和释放性能方面提供了改进的包衣质量。所述包衣可以通过普通包衣技术容易地施加到活性化合物核心上。此外，令人惊讶地发现，通过使用成膜剂和添加剂的特定组合物，可以显著减少所需使用的昂贵成膜剂的量。

因此，本发明的一个目的是一种用于饲喂反刍动物的包衣组合物，该用于饲喂反刍动物的组合物包含：

A)包含生物活性成分或由生物活性成分组成的核心，所述生物活性成分选自由以下组成的组：i)氨基酸、N-酰基氨基酸、N-脒基氨基酸、和/或其盐和/或2-羟基-4-(甲基)丁酸钙盐，ii)蛋白质，iii)肽，iv)碳水化合物，v)维生素，维生素A、维生素A醋酸酯、维生素A棕榈酸酯、维生素B、硫胺素、盐酸硫胺素、核黄素、烟酸、烟酰胺、泛酸钙、泛酸胆碱、盐酸吡哆醇、氯化胆碱、氰钴胺、生物素、叶酸、对氨基苯甲酸、维生素D2、维生素D3和维生素E，vi)益生菌微生物，vii)益生元食品，viii)胆碱及其盐，ix)多不饱和脂肪酸(PUFA)及其盐，以及x)上述组分i)至ix)的任意组合；以及

B)包封所述核心的包衣，

所述包衣占包衣组合物总重量的1至15％，并且包含85至95％wt./wt.的成膜剂和5至15％wt./wt.的添加剂或由它们组成，其中

所述成膜剂为乙基纤维素；并且

所述添加剂选自甘油单酯的乙酸酯和柠檬酸三乙酯(TEC)。

根据本发明的组合物能够实现对反刍动物特别有利的释放动力学，即在6小时至8小时后RPR≥70％。考虑到这种强烈的延迟释放和组合物在细菌存在下和酸性环境中相对长时间的相关稳定性，以及考虑到所需的机械稳定性(由于瘤胃运动活性)，预计需要特别大量的包衣材料。令人惊讶的是，情况正好相反，包衣量为包衣组合物总重量的1至15％就足以进行有效保护，同时防止过度保护。

此外，本发明提供一种制备上述包衣组合物的方法，该方法包含以下步骤：

a)在流化床包衣机中提供包含生物活性成分或由生物活性成分组成的核心颗粒，

b)提供包含溶剂、成膜剂和添加剂的包衣混合物，

c)将步骤a)的颗粒加热至40℃至90℃的温度，

d)通过流化床包衣机的喷嘴将步骤b)的混合物施加到步骤c)的经加热的颗粒上，得到包衣产品，

e)干燥步骤d)中获得的包衣产品，以及

f)冷却步骤e)中获得的组合物或使步骤e)中获得的组合物冷却。

最后，本发明提供了一种包含本发明组合物的饲料，以及一种用本发明的组合物或混合饲料向反刍动物的日粮中补充生物活性成分的方法。

具体实施方式

在本发明的上下文中，术语“生物活性成分”用于表示对生物系统(诸如动物，特别是反刍动物，例如牛、绵羊或山羊的有机体)具有功能或营养活性的任何化合物。通常，生物活性成分在暴露于不利条件(例如潮湿、高温、氧气和酸性和/或碱性pH)时表现出低稳定性，并因此降低或甚至丧失生物有效性。当生物活性成分暴露于这样的条件下时，它可以例如分解、解离、失活和/或失去活力。

因此，术语“生物活性成分”是指，例如，i)氨基酸，诸如赖氨酸、甲硫氨酸、色氨酸、精氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸和苏氨酸、N-酰基氨基酸，例如N-酰基甲硫氨酸，和N-脒基氨基酸，例如N-脒基甘氨酸(N-guanylglycin)(也称为胍基乙酸(guinidinoacetic acid))，和/或其盐，诸如赖氨酸硫酸盐、赖氨酸盐酸盐和赖氨酸与多不饱和脂肪酸的盐，和/或2-羟基-4-(甲硫基)丁酸钙盐(也称为甲硫氨酸羟基类似物的钙盐(MHA钙))，ii)蛋白质，诸如酪蛋白、玉米蛋白和马铃薯蛋白，iii)肽，诸如寡肽，例如甲硫氨酰-甲硫氨酸(Met-Met)和/或多肽，iv)碳水化合物，诸如淀粉、蔗糖和葡萄糖，v)维生素、维生素A、维生素A醋酸酯、维生素A棕榈酸酯、维生素B、硫胺素、盐酸硫胺素、核黄素、烟酸、烟酰胺、泛酸钙、泛酸胆碱、盐酸吡哆醇、氯化胆碱、氰钴胺、生物素、叶酸、对氨基苯甲酸、维生素D2、维生素D3和维生素E，vi)益生菌微生物，vii)益生元食品，viii)胆碱及其盐，以及ix)多不饱和脂肪酸(PUFA)，诸如ω-3脂肪酸，例如α-亚麻酸(ALA)、二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)及它们的盐。

优选地，根据本发明的组合物的生物活性成分是氨基酸，诸如赖氨酸、甲硫氨酸、色氨酸、精氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸和苏氨酸，N-酰基氨基酸，例如N-酰基甲硫氨酸，和N-脒基氨基酸，例如N-脒基甘氨酸(也称为胍基乙酸)，和/或它们的盐，诸如赖氨酸硫酸盐、赖氨酸盐酸盐、以及赖氨酸与多不饱和脂肪酸的盐，和/或2-羟基-4-(甲硫基)丁酸钙盐，也称为甲硫氨酸羟基类似物的钙盐(MHA钙)，或肽，诸如寡多肽，例如甲硫氨酰-甲硫氨酸(Met-Met)和/或多肽。特别地，根据本发明的组合物的生物活性成分是赖氨酸、甲硫氨酸、胍基乙酸、甲硫氨酰-甲硫氨酸(Met-Met)和/或它们的盐。

优选地，根据本发明的组合物的核心由生物活性成分本身组成。通过这种方式，可以进一步增加本发明组合物中生物活性成分的负载量。然而，仍然可能存在核心不仅由生物活性成分本身组成的情况。例如，当需要其它添加剂以提供生物活性成分的颗粒或球形粒子时，或者当纯净形式的生物活性成分仅微溶于水并因此必须转化为其酸加成盐如赖氨酸盐酸盐或赖氨酸硫酸氢盐时，就是这种情况。

有利地，包衣占包衣组合物总重量的2至8％和/或包衣包含86至93％wt./wt.的成膜剂和7至14％wt./wt.的添加剂或由它们组成。

与本文明确提及的任何特定值、特别是重量百分比值的偏差也包括在本发明范围内，只要它们也导致本发明所达到的效果。

在本发明的上下文中，术语“添加剂”和“增塑剂”可互换使用并具有相同的含义。术语“添加剂”和“增塑剂”是指具有增加成膜剂可塑性能力的生物相容性化合物。增塑剂通过与聚合物的物理相互作用实现玻璃化转变温度的降低并促进成膜，这取决于添加量。合适的物质通常具有100至20000的分子量，并且在分子中包含一个或多个亲水基团，例如羟基、酯基或氨基。

添加剂可包含一种或多种上述添加剂。

然而，在根据本发明的一个具体实施方案中，包衣包含单一添加剂。

优选地，添加剂是柠檬酸三乙酯(TEC)。

在本发明的一个具体实施方案中，生物活性成分选自由以下组成的组：氨基酸、N-酰基氨基酸、N-脒基氨基酸、氨基酸的盐和/或2-羟基-4-(甲基)丁酸钙盐；成膜剂为乙基纤维素(EC)，添加剂为柠檬酸三乙酯(TEC)。

如上所述，根据本发明的包衣包含成膜剂和添加剂或由它们组成。各自基于包衣的总重量，该包衣包含85至95％wt./wt.(特别是86至93％wt./wt.)的成膜剂和5至15wt.-％(特别是7至14wt.-％)的添加剂或由它们组成。包衣作为一个整体占包衣组合物总重量的1至15％，特别是2至8％。

在本发明的一个具体实施方案中，成膜剂是乙基纤维素，添加剂是柠檬酸三乙酯。优选地，各自基于包衣的总重量，乙基纤维素的存在量为85至95％wt./wt.，特别是86至93％wt./wt.；而柠檬酸三乙酯的存在量为5至15wt.-％，特别是7至14wt.-％。包衣作为一个整体占包衣组合物总重量的1至5％，特别是2至8％。

本发明组合物中的包衣对层数没有任何限制。可能需要施加多于一层，例如两层、三层或多层如本文所教导的包衣，以防止或掩盖在产品制备过程中在包衣中形成的缺陷，例如裂纹和孔隙。此外，在根据本发明的产品的进一步处理过程中，对产品的机械冲击可能导致外层中的微裂缝或裂纹。然而，两层或更多层的重叠显著降低或甚至避免了在根据本发明的产品在瘤胃中的停留时间期间生物活性成分潜在泄漏的危险。因此，在根据本发明的产品的包衣中存在两层或更多层也有助于生物活性成分的瘤胃保护部分的高产量。在一个实施方案中，包衣的两层或更多层各自具有不同的组成，条件是包括两层或更多层的包衣本身包括根据本发明的量的成膜剂和添加剂。

在根据本发明的一个具体实施方案中，包衣是单层包衣。

根据本发明的组合物中的核心对其形状没有任何限制。例如，核心可以具有圆柱形或球形形状。优选地，核心颗粒具有均匀的形状和平整的表面。此外，核心颗粒的窄粒径分布是有利的。

根据施加到包含生物活性成分或由生物活性成分组成的核心或颗粒上的包衣层的数量，可以改变组合物的粒径以获得给定的或所需的最终产品的粒径。优选的是，根据本发明的组合物的大小使得反刍动物在摄入时不会反胃或呕吐。

因此，根据本发明的组合物的平均粒径可以为约1mm至约6mm，约1.2mm至约5mm，约1.2mm至约4mm，约1.4mm至约3mm，约1.2mm至约2.8mm，约1.4mm至约2.6mm，约1.6mm至约2.4mm，约1.6mm至约2.2mm或为约2mm。优选地，根据本发明的组合物具有至少2mm的平均粒径，以减少反刍动物摄入时反胃或呕吐的机会。

当制备根据本发明的产品时，如其中所教导的，向包衣中添加一种或多种附加成分可能是有利的。在根据本发明的一个具体实施方案中，包衣仅由成膜剂和添加剂组成，但不包含任何附加成分。优选地，根据该实施方案的成膜剂是乙基纤维素，根据该实施方案的添加剂是柠檬酸三乙酯。优选地，基于包衣的总重量，柠檬酸三乙酯的存在量为5至15wt.-％，特别是7至14wt.-％。包衣作为一个整体占包衣组合物总重量的1至5％，特别是2至8％。

可能有利的是向包含活性成分的核心中添加其它成分，诸如一种或多种选自以下的成分：粘合物质(例如纤维素衍生物诸如羟丙基纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠，乙烯基衍生物诸如聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮、阿拉伯胶、愈创木胶、聚丙烯酸钠等)、填充物质(例如淀粉、蛋白质、结晶纤维素等)、惰性成分(例如二氧化硅和硅酸盐化合物)、有助于形成丸粒的流动控制物质、防腐剂(丙酸或其盐、山梨酸或其盐、苯甲酸或其盐、脱氢乙酸或其盐、对羟基苯甲酸酯、抑霉唑(imazalil)、噻苯咪唑(thiabendazole)、邻苯基苯酚、邻苯基苯酚钠、联苯和其它化合物及它们的混合物)、抗菌剂和其它化合物。本领域技术人员熟悉可用于实现这些目的并且与本发明产品的生产相容的技术和化合物。

通过向本文教导的组合物中添加其它饲料成分(例如营养成分、兽用或药用试剂等)或其它成分来进一步提高本发明产品的营养价值和/或治疗价值也可能是有利的。

例如，可以向根据本发明的产品中添加一种或多种选自以下的成分：谷物产品、植物产品、动物产品、蛋白质(例如，从以下来源获得的蛋白质成分，诸如干血或肉粉、肉骨粉、棉籽粉、大豆粉、菜籽粉、葵花籽粉、油菜籽粉(canola meal)、红花粉、脱水苜蓿、玉米蛋白粉、大豆蛋白浓缩物、马铃薯蛋白、干燥灭菌的动物和家禽粪便、鱼粉、鱼类和家禽蛋白分离物、蟹蛋白浓缩物、水解蛋白羽毛粉、家禽副产品粉、液体或粉状鸡蛋、乳清、蛋清、酪蛋白、鱼可溶物、细胞奶油(cell cream)、啤酒残渣等)、矿物盐、维生素(例如盐酸硫胺素、核黄素、盐酸吡哆醇、烟酸、肌醇、氯化胆碱、泛酸钙、生物素、叶酸、抗坏血酸、维生素B12、对氨基苯甲酸、维生素A醋酸酯、维生素K、维生素D、维生素E等)、糖和复合碳水化合物(例如水溶性和水不溶性单糖、二糖和多糖)、兽用化合物(例如盐酸丙嗪、chloromedoniate acetate、氯四环素、磺胺二甲嘧啶、莫能菌素、莫能菌素钠、泊洛沙林(poloxaline)、土霉素、BOVATEC等)、抗氧化剂(例如丁基化羟基茴香醚、丁基化羟基甲苯、叔丁基对苯二酚、生育酚、没食子酸丙酯和乙氧基喹啉)、微量元素成分(例如钴、铜、锰、铁、锌、锡、镍、铬、钼、碘、氯、硅、钒、硒、钙、镁、钠和钾等的化合物)以及其它化合物或成分。

本领域技术人员熟悉适于增强反刍动物饲料、饲料原料、预混物、饲料添加剂和饲料补充剂的营养和/或治疗或药用价值的方法和成分，并且知晓如何增强本发明产品的营养和/或治疗或药用价值。

此外，或作为替代，还可以将本发明的产品与用于喂养反刍动物的饲料、饲料原料或预混物组合。在本发明的上下文中，术语预混物或营养预混物如本领域技术人员已知的那样使用，并表示包含一种或多种成分诸如维生素、微量矿物质、药物、饲料补充剂和稀释剂的混合物。使用预混料的优点是，使用自己谷物的农民可以配制自己的配给量，并确保他的动物获得推荐水平的矿物质和维生素。

因此，本发明的另一个目的是一种用于喂养反刍动物的饲料、饲料原料或饲料添加剂的预混物，其包含根据本发明的组合物。优选地，预混物还包含维生素、微量矿物质、饲料补充剂稀释剂和/或药物，例如抗生素、益生菌和/或益生元。

原则上，可以根据本领域已知的任何合适的方法(诸如转筒包衣或流化床包衣)在包含生物活性成分或由生物活性成分组成的核心周围施用本发明的包衣。然而，已发现为生物活性成分提供根据本发明的包衣的最佳方法是流化床包衣。

本发明的另一个目的是提供一种制备上述包衣组合物的方法，该方法包括以下步骤：

a)在流化床包衣机中提供含有生物活性成分或由生物活性成分组成的核心颗粒，

b)提供包含溶剂、成膜剂和添加剂的包衣混合物，

c)将步骤a)的颗粒加热至40℃至90℃、特别是45℃至80℃、优选45℃至70℃的温度，

d)通过流化床包衣机的喷嘴将步骤b)的混合物施加到步骤c)的加热颗粒上，得到包衣产品，

e)干燥步骤d)中获得的包衣产品，以及

f)冷却步骤e)中获得的组合物或使步骤e)中获得的组合物冷却。

在待制备的包衣组合物具有两层或更多层的情况下，步骤c)至d)可以相应地用步骤e)中获得的组合物重复。

术语“核心颗粒”应理解为如上文所定义。

为了获得步骤b)的包衣溶液，将成膜剂、添加剂和任选存在的其它辅助成分在合适的溶剂中混合。水性溶剂和有机溶剂都可以使用。

在一个实施方案中，溶剂是有机溶剂。所述有机溶剂可选自饱和烃化合物、不饱和烃化合物和芳香烃化合物、短链醇、酮或上述溶剂的混合物。合适的醇是例如乙醇和异丙醇或它们的混合物。合适酮化合物的一个实例是丙酮。优选地，所使用的溶剂是短链醇，特别是乙醇。

在根据本发明的一个具体实施方案中，将成膜剂和添加剂溶解在乙醇中。优选地，根据该实施方案的成膜剂是乙基纤维素，根据该实施方案的添加剂是柠檬酸三乙酯。

已进一步发现，向反刍动物施用本发明的组合物、通过本发明的方法获得或可获得的组合物和/或本发明的饲料、饲料原料、预混物或饲料添加剂适合于补偿反刍动物日粮中营养物和必需氨基酸的缺乏。

因此，本发明的另一个目的是一种向反刍动物的日粮中补充生物活性成分的方法，其包括以下步骤：向反刍动物提供本发明的组合物和/或本发明的饲料、饲料原料、预混物或饲料添加剂。

在下文中，本发明将基于示例性且非限制性的实施例在下文中更具体地阐明。

实施例

I.原料和方法

以下包衣实验分别在实验室规模(测试系列1、2和4)和生产规模(测试系列3)的常规流化床包衣单元中进行。

化学品和试剂：

活性成分

甲硫氨酸(Evonik Industries)

成膜剂

乙基纤维素(PHT International Inc.)

添加剂

甘油单酯的乙酸酯(商业产品Acetem 95Co,Danisco)

柠檬酸三乙酯(Sigma Aldrich)

分析方法：

为了评价包衣质量，测定了测试样品的瘤胃保护率(RPR)。

体外试验

RPR对应于在测试介质(水pH 5.5或缓冲溶液)中温育6小时至24小时后仍受保护的生物活性成分的含量。6小时的值是对保护率的一个定性测量标准。24小时的值并不反映动物体内的真实过程，而是表明测试样品是否可能被过度保护。

将包衣组合物在37℃/pH5.5的脱盐水中，在振荡水浴中振荡。

RPR的期望值：

6小时(瘤胃) 高(≥70％)

24小时(瘤胃和进一步消化道) 低(约≤50％)

在振动水浴中特定时间段后，过滤溶液，定量测定滤液中从包衣组合物中释放的生物活性成分，并根据下式计算保护率：

RPR[％]＝1-(活性成分的释放量/活性成分的起始量)*100

瘤胃中包衣活性成分的消化率的原位测试方法

尼龙袋：ANKOM，R510型(5x10 cm)，用于浓缩物。

准备：贴上标签后，在第一次使用之前，通过使用选择为冷洗程序的洗涤机在洗涤网内对袋子进行清洗(稍后将用于温育袋子的程序相同)。洗涤后，将袋子在60℃下在强制空气烘箱中干燥12小时，然后在干燥器中冷却，随后称重以获得其空载重量。

封袋：热封

饲料制备和初始重量

首先测量干物质(DM)含量(103℃，4小时)。

活性成分的初始重量为每袋1.5g。初始重量与袋子表面的比例应平均为12.5mgDM/cm²。

在瘤胃中温育袋子

温育期为8小时(每只动物4袋)。洗涤机中的洗出损失的测定是在每次进料3袋的情况下进行的。

所有袋子在同一时间同时温育，并在同一时间取出(随后的温育顺序)。袋子平均分布在放入瘤胃的圆柱体或物品上。

在早晨喂食前立即开始温育。温育前，将袋子在温水(40℃)中放置1分钟以进行调理。

温育后取出并处理袋子

将袋子从瘤胃中取出后，将其放入冰水中，然后用冷自来水粗略冲洗，然后在洗涤机中洗涤(在洗涤网中)。冲洗后的袋子也可以在清洗前冷冻或储存最多24小时。在洗涤机之后，将袋子干燥或冷冻储存直至干燥。

在最后一步中，将温育的袋子在具有循环空气的干燥烘箱中在40℃下干燥24小时(并在干燥器中冷却以称重)。

II.包衣实验

测试系列1：

制备固体含量为7.1wt.％的成膜剂乙基纤维素(EC)的乙醇溶液。在搅拌下向该溶液中添加柠檬酸三乙酯(TEC，实施例1)或甘油单酯的乙酸酯(商业产品Acetem 95Co,Danisco；实施例2)，以获得作为可喷涂溶液的包衣组合物。添加剂的量为干乙基纤维素质量的10％。由此，获得包含9wt.％的TEC添加剂和91wt.％的EC(成膜剂)的包衣。

出于对比目的，制备不含添加剂的包衣溶液。

随后，将3kg

颗粒(筛分级分1.6-2mm)引入流化床包衣机，并加热至起始温度T＝50℃。达到起始温度后，开始包衣过程，并将相应的包衣溶液喷涂在颗粒上。总共施加10wt.-％的包衣量(基于包衣组合物的总重量)。因此，获得了包含9wt.％的TEC添加剂和91wt.％的EC(成膜剂)的包衣。在达到所需的包衣量后，完成喷涂，将包衣的产品干燥，然后从包衣机中取出。

通过上述体外试验测定由此获得的样品的RPR。结果总结在表1中，并分别显示了6小时和24小时后的赖氨酸保留率。

表1

从表1所示的结果可以看出，添加上述特定量的添加剂能够显著提高瘤胃保护率，特别是对于可以实现PRP>70％的6小时值。使用柠檬酸三乙酯作为添加剂获得了略高的保护率。24小时的数值表明，尽管获得了较高的保护率，但没有发生颗粒的过度保护。

测试系列2：

在测试系列2中，以与测试系列1类似的方式进行实施例，不同之处在于乙基纤维素基包衣的量在5至10wt.-％(基于包衣组合物的总重量)的范围内变化。将包衣中的添加剂部分再次调节至10％(相对于干乙基纤维素)。由此，获得包含9wt.％的TEC添加剂和91wt.％的EC(成膜剂)的包衣。以与测试系列1相同的方式进行分析。结果汇总于表2中。

表2

基于表2中所示的结果，很明显，通过添加上述特定量的添加剂，即使在较低的包衣量下，也可以改善对活性成分的保护。使用柠檬酸三乙酯作为添加剂获得了略高的保护率。

在乙基纤维素基包衣占包衣组合物总重量的15％以上的情况下，受保护的活性成分被释放并被动物利用的量太少(“过度保护”)。

比较未添加添加剂的样品与添加柠檬酸三乙酯的样品6小时的RPR结果，可以估计包衣剂的节省。添加柠檬酸三乙酯后，为获得相当的保护率所需要的包衣剂减少约2％。这导致在20至30g乙基纤维素/kg丸粒范围内的特定量减少。因此，动物饲料中含有的“非天然”成分的量显著减少。

测试系列3：

制备固体含量为7.1wt.％的成膜剂乙基纤维素(EC)的乙醇溶液。在搅拌下向该溶液中加入柠檬酸三乙酯(TEC)，以获得作为可喷涂溶液的包衣组合物。添加剂的量为干乙基纤维素质量的10％。由此，获得包含9wt.％的TEC添加剂和91wt.％的EC(成膜剂)的包衣。

出于对比目的，制备不含添加剂的包衣溶液。

随后，将350kg未包衣的丸粒状甲硫氨酸(直径为1.6至1.8mm、长度为2至3mm的圆柱形丸粒)引入流化床包衣机，并加热至起始温度T＝55℃。甲硫氨酸的造粒方法可见于例如EP 0 495 349。达到起始温度后，开始包衣过程，并将相应的包衣溶液喷洒在颗粒上。总共施加4.2％的上述乙基纤维素基包衣的包衣量(基于包衣组合物的总重量)。在达到所需的包衣量后，完成喷涂，将包衣的产品干燥，然后从包衣机中取出。

通过上述体外试验和原位试验测定由此获得的样品的RPR。结果汇总于表3中。

表3

与测试系列1和2一致，包衣甲硫氨酸的结果表明，通过添加柠檬酸三乙酯(TEC)，相对于参比产品，可以提高瘤胃保护率(分别在6小时和8小时后的RPR)。实验室结果和现场测试结果均显示了较高的甲硫氨酸活性物质保护作用。同时，确保了24小时后良好的释放速率(意味着避免了“过度保护”)。

本领域技术人员将理解，由于其对水的高吸湿性/敏感性，赖氨酸需要略高量的乙基纤维素基包衣，以获得所需的RPR值。

测试系列4：

出于比较的原因，对测试系列1进行了扩展，研究了增加添加剂添加量的影响，特别是柠檬酸三乙酯。从10wt.％TEC(基于干乙基纤维素的量，对应于包含9wt.％TEC和91wt.％EC的包衣组合物)的浓度开始，在测试系列4中，TEC含量分别增加至15wt.％(对应于包含13wt.％TEC和87wt.％EC的包衣组合物)和20wt.％(对应于包含16.7wt.％TEC和83.3wt.％EC的包衣组合物)。

在加工过程中，观察到TEC浓度越高，颗粒变得越粘，这意味着产生了更多的团聚体。

表4总结了体外分析得到的RPR值。

表4

从表4所示的结果可以看出，随着TEC浓度的增加，保护率几乎呈线性下降。因此很明显，添加剂的量≤14wt.％是特别理想的。

在实施例1至3的每一个中，24小时释放速率也是高效的。

Claims (15)

1.一种用于饲喂反刍动物的包衣组合物，所述组合物包含：

A)包含生物活性成分或由生物活性成分组成的核心，所述生物活性成分选自由以下组成的组：i)氨基酸，N-酰基氨基酸、N-脒基氨基酸、和/或它们的盐，和/或2-羟基-4-(甲基)丁酸钙盐，ii)蛋白质，iii)肽，iv)碳水化合物，v)维生素，维生素A、维生素A醋酸酯、维生素A棕榈酸酯、维生素B、硫胺素、盐酸硫胺素、核黄素、烟酸、烟酰胺、泛酸钙、泛酸胆碱、盐酸吡哆醇、氯化胆碱、氰钴胺、生物素、叶酸、对氨基苯甲酸、维生素D2、维生素D3和维生素E，vi)益生菌微生物，vii)益生元食品，viii)胆碱及其盐，ix)多不饱和脂肪酸(PUFA)及其盐，以及x)上述组分i)至ix)的任意组合；以及

B)包封所述核心的包衣，

所述包衣占所述包衣组合物总重量的1至15％，并且包含85至95％wt./wt.的成膜剂和5至15％wt./wt.的添加剂或由它们组成，其中

所述成膜剂为乙基纤维素；且

所述添加剂选自甘油单酯的乙酸酯和柠檬酸三乙酯(TEC)。

2.根据权利要求1所述的包衣组合物，其中所述包衣占所述包衣组合物总重量的2至8％。

3.根据权利要求1或2所述的包衣组合物，其中所述包衣包含86至93％wt./wt.的成膜剂和7至14％wt./wt.的添加剂或由它们组成。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的包衣组合物，其中所述成膜剂为乙基纤维素，并且所述添加剂为柠檬酸三乙酯。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的包衣组合物，其中所述包衣为单层包衣。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的包衣组合物，其中所述组合物具有两层或更多层包衣，其中每层具有不同的组成，条件是包含所述两层或更多层的包衣本身包含根据权利要求1至3中任一项所述量的成膜剂和添加剂。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的包衣组合物，其中所述包衣组合物的粒径为1mm至6mm。

8.一种制备根据权利要求1至7中任一项所述的包衣组合物的方法，所述方法包括以下步骤：

a)在流化床包衣机中提供含有生物活性成分或由生物活性成分组成的核心颗粒，

b)提供包含溶剂、成膜剂和添加剂的包衣混合物，

c)将步骤a)所述的颗粒加热至40℃至90℃的温度，

d)通过所述流化床包衣机的喷嘴将步骤b)所述的混合物施加到步骤c)所述的经加热的颗粒上，得到包衣产品，

e)干燥步骤d)中获得的包衣产品，以及

f)冷却步骤e)中获得的组合物或使步骤e)中获得的组合物冷却。

9.根据权利要求8所述的方法，其中在待制备的包衣组合物具有两层或更多层的情况下，用步骤e)中获得的组合物重复步骤c)至d)。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其中步骤c)中所述的温度为45℃至80℃或45℃至70℃。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其中使用水性溶剂或有机溶剂。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的方法，其中所述溶剂是选自以下的有机溶剂：饱和烃化合物、不饱和烃化合物和芳香烃化合物、短链醇、酮或上述溶剂的混合物。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述醇为乙醇、异丙醇或它们的混合物。

14.用于饲喂反刍动物的饲料、饲料原料或饲料添加剂的预混物，其包含根据权利要求1至7中任一项所述的组合物。

15.一种为反刍动物的日粮补充生物活性成分的方法，所述方法包括以下步骤：为所述反刍动物提供根据权利要求1至7中任一项所述的组合物和/或根据权利要求14所述的饲料、饲料原料或饲料添加剂预混物。