CN1316017C - 水溶性酶的油性悬浮液的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了至少一种水溶性酶的油性悬浮液和制备这些悬浮液的方法及它们作为动物饲料添加剂的用途。

Description

水溶性酶的油性悬浮液的制备方法

技术领域

本发明涉及至少一种水溶性酶的油性悬浮液，并且涉及制备这些悬浮液的方法，也涉及它们作为动物饲料添加剂的用途。

背景技术

在现有技术中，在压制饲料混合物成颗粒前，水溶性酶是作为固体、颗粒或压出物向饲料中添加的。

该方法有缺点，即为了在相对高的制粒温度下获得足够的制粒稳定性，在另外的加工步骤中对颗粒或压出物加上包衣是必需的。

此外，可以在制粒后，将水溶性酶的液体水性制剂通过喷雾加载到饲料颗粒上。

可商购获得这些水性制剂，或者可以通过速溶粉末溶解在水中直接产生这些水性制剂。

水性制剂通常具有不利的微生物稳定性和低的贮藏稳定性。

JP 09 322 770描述了稳定的油包酶分散体及它们使肉变嫩的用途。

因此，本发明的目的是提供水溶性酶的稳定液体制剂，该制剂没有现有技术的上述缺点。

发明内容

我们发现根据本发明制备水溶性酶的油性悬浮液的方法可以达到此目的，该方法包括：在水溶性维生素不存在的情况下，

a)在油中，优选在至少一种食用油中研磨至少一种水溶性酶，达到0.1到100μm的平均粒度，或者

b)在不用连续相的情况下研磨至少一种水溶性酶达到0.1到100μm的平均粒度，然后在油中，优选在至少一种食用油中悬

浮研磨的颗粒。

具体地，水溶性维生素是抗坏血酸及其盐，如抗坏血酸钠，和维生素C衍生物如抗坏血酸-2-一磷酸钠、钙或镁或者抗坏血酸-2-多磷酸钙，泛酸钙，泛酰醇，盐酸盐、硝酸盐或焦磷酸盐形式的维生素B₁(硫胺素)，维生素B₂(核黄素)及其磷酸盐，维生素B₆和盐，维生素B₁₂，生物素，叶酸和叶酸衍生物如四氢叶酸，5-甲基四氢叶酸，5-甲酰四氢叶酸，烟酸和烟酰胺。

在本发明上下文中水溶性维生素也指亚硫酸氢钠形式的维生素K₃(甲萘醌)。

具体地，水溶性酶是氧化还原酶、转移酶、裂解酶、异构酶、连接酶、水解酶。优选的酶是水解酶。水解酶，即催化化学键水解断裂的酶的例子是酯酶、糖苷酶、脂肪酶、磷脂酶、醚水解酶、蛋白酶、酰胺酶、aminidase、腈水解酶和磷酸酶。

糖苷酶不仅包括内切-糖苷酶也包括外切-糖苷酶，所述糖苷酶不仅切割α-糖苷键，也切割β-糖苷键。这些糖苷酶通常的例子是：淀粉酶、麦芽糖酶、纤维素酶、内切-木聚糖酶、β-葡聚糖酶、甘露聚糖酶、溶菌酶、半乳糖苷酶、β-葡糖醛酸酶、葡糖氧化酶、蔗糖酶、乳糖酶等等。

特别优选的是切割非淀粉多糖的酶，例如淀粉酶、葡聚糖酶和木聚糖酶及磷酸酶，如特别地是植酸酶。

在本发明方法中，所用水溶性酶也可以是上述酶的联合。

因此，此后描述的实施方式也总是涉及水溶性酶的联合。

上述水溶性酶在研磨前可以是任何期望的固体形式，可以用本身已知的方法，例如通过干燥或沉淀方法从培养肉汤制备这些固体。优选地，在干燥或者沉淀前，过滤或离心这些培养肉汤。干燥方法是，例如喷雾干燥、流化床干燥或者接触干燥，特别是冷冻干燥。

沉淀方法本身是已知的，例如通过添加Na₂SO₄的沉淀方法。例如，在“Enzyme der Tierernhrung(动物营养中的酶)，AWT，1997，Roonstrasse53175 Bonn”中描述了沉淀方法。

因此，水溶性酶可以是例如粉末、颗粒或冻干的形式。

优选地，在研磨前，利用具有小于10％重量的水含量的固体水溶性酶。

可以利用的食用油通常是所有生理学上可接受的油类，不仅包括植物来源的油类还包括动物来源的油类，特别是在20℃是液体的油，或者在20℃的悬浮液中单独形成液相或与其它油一起形成液相的油。本发明上下文中可提到的这些油中优选的油是向日葵籽油、棕榈油、芝麻油、玉米胚油、棉籽油、豆油或花生油、中等链长的三酸甘油酯，以及鱼油，例如鲭鱼油、鲱鱼油或者鲑鱼油。用于动物营养的特别优选的食用油是鱼油、玉米胚油、向日葵籽油和花生油。此外，对食品/药品领域有益的食用油是中等链长的三酸甘油酯。

在本发明上下文中食用油也指维生素E，维生素E的衍生物或其混合物。术语维生素E在本发明上下文中表示天然或合成的α-，β-，γ-或者δ-生育酚，优选天然或合成的α-生育酚和生育三烯酚。维生素E衍生物是例如C_1-C_20-链烷酸生育酚酯，如醋酸生育酚酯或者棕榈酸生育酚酯。

可以单独或者与其它食用油一起使用维生素E和/或其衍生物作为分散介质。

可以用本身已知的方法，例如利用球磨机进行研磨。根据所用磨机的类型，进行研磨直到颗粒具有0.1-100μm，优选0.2-80μm，特别优选0.5-50μm，尤其特别优选0.8-40μm的平均粒度D[4，3]为止，颗粒大小可以例如通过Fraunhofer衍射测定。术语D[4，3]表示体积加权平均直径(参见Handbook for the Malvern Mastersizer S，Malvern Instruments Ltd.，UK)。

在酶固体是大块固体的情况下进行预先研磨可能是有益的。

可以在例如，Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry，第6版，1999，Electronic Release，Size Reduction，3.6.章：温磨法中发现关于研磨和其所用仪器的更多详细内容。

在本发明研磨方法中，可以以总的混合物形式研磨用在悬浮液中的所有成分。然而，也可以在待用油中以高浓度研磨每种单独的待磨成分。然后，通过混合各个单独悬浮液产生最终的制品。

可以用脂肪或油将本发明的制品稀释到相应的使用浓度。

在本发明方法特定的实施方式中，在无乳化剂的情况下进行步骤a)中的研磨和步骤b)中的研磨和/或悬浮。

在本发明方法的另一有利的实施方式中，在无保护胶体的情况下进行步骤a)中的研磨和步骤b)中的研磨和/或悬浮。

尽管缺乏上述分散剂和配制助剂，天然亲水的酶仍旧可以在上述疏水分散介质中研磨得非常细且没有润湿问题也不成团聚积，这是本领域技术人员没有预料到的。

除了上述湿研磨外，也可以通过干燥研磨水溶性酶，随后在至少一种食用油中悬浮研磨的颗粒以制备本发明油性悬浮液。本文中干燥研磨是不利用连续相的研磨。

可以在例如，Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry，第6版，1999，Electronic Release，Size Reduction，3.4.章发现关于干燥研磨的更多详细内容。

已经证明，如果在干燥剂存在的情况下进行步骤a)中的研磨和步骤b)中的研磨和/或悬浮，将对本发明油性分散体的稳定性特别有利。这里优选的干燥剂选自碱金属硫酸盐和碱土金属硫酸盐，如硫酸钠、钙和镁，碱金属氯化物和碱土金属氯化物，如氯化钠、钙和镁以及硅胶。尤其特别优选的干燥剂是CaCl₂。

按重量计，所用干燥剂的量通常是油性悬浮液总量的0.1到20％，优选0.5％到15％，特别优选1.0到10％。

如在方法步骤a)中，也可以在食用油中单独研磨一种或多种待使用的干燥剂，然后将其添加到研磨后的水溶性酶的油性悬浮液中。此外，也可以将甚至未研磨的干燥剂与从方法步骤a)得到的研磨后的水溶性酶的油性悬浮液混合。在干燥研磨的情况下，也可以单独研磨水溶性酶和一种干燥剂或多种干燥剂，然后将它们添加到油性悬浮液中。

意外地发现与无干燥剂的油性悬浮液比较，添加干燥剂降低了油性悬浮液的粘度。

由于分散的水溶性酶的细碎分布，本发明方法制备的油性悬浮液的特征在于：悬浮液中存在的活性化合物具有高的生物利用度。

除了在开始时提到的水溶性酶以外，在研磨之前，期间或以后，可以将其它脂溶性维生素，例如维生素K、维生素A和衍生物，如维生素A醋酸酯，维生素A丙酸酯或维生素A棕榈酸酯，维生素D₂和维生素D₃及前文提到的维生素E引入到油性悬浮液中，并且溶解。优选地，在脂溶性维生素存在的情况下进行步骤a)中的研磨和步骤b)中的悬浮。

本发明也涉及可通过上述本发明方法获得的至少一种水溶性酶的油性悬浮液。

本发明油性悬浮液包含1到70％，优选2到60％，特别优选10到55％，尤其特别优选15到50％重量的至少一种开始时提到的水溶性酶，该酶以研磨得非常细的形式存在。

而且，油性悬浮液还可以包含溶解形式的、0.5到60％，优选5到50％，特别优选10到45％，尤其特别优选15到40％重量的开始时提到的至少一种脂溶性维生素。

而且，油性制品还可以包含至少一种其它的类胡萝卜素。

类胡萝卜素是单独的或者混合物形式的，例如下面的化合物：β-胡萝卜素，番茄红素、叶黄素、变胞藻黄素、玉米黄素、隐黄素、citranaxanthin、角黄素、红木素、β-阿朴-4-胡萝卜素醛，β-阿朴-8-胡萝卜素醛，β-阿朴-8-胡萝卜素酸酯(carotinic ester)。优选地，所用类胡萝卜素是β-胡萝卜素，番茄红素、叶黄素、变胞藻黄素、玉米黄素、citranaxanthin和角黄素。

根据EP-A-0 065 193可以以晶体形式或者制剂，例如干燥粉末形式使用类胡萝卜素。

有利地，类胡萝卜素通常以晶体形式与水溶性酶在油中一起研磨。在变胞藻黄素和角黄素的情况下，优选含有变胞藻黄素和角黄素的干燥粉末，例如Lucantin^粉红或Lucantin^红(从德国BASF Aktiengesellschaft，ludwigshafen获得的10％变胞藻黄素或角黄素干粉)与水溶性酶一起使用。

按重量计，制剂中类胡萝卜素的含量通常占制剂总量的0.1到40％，优选0.3到20％，特别优选0.5到10％，尤其特别优选1到5％。

根据用途，本发明油性制品可以包含多到10％重量的其它添加成分，例如无机物、氨基酸、蛋白质或者脂溶性酶。

如同上述脂溶性维生素和类胡萝卜素的情况，可以在本发明悬浮液的研磨之前、期间或者之后添加这些添加剂。为了获得所有非油溶性组分的非常微细的均一悬浮液，一起研磨上述组分和水溶性酶也是有益的。

可以加入悬浮液并且共研磨的无机物是，例如硫酸铁、硫酸锌、硫酸锰、硫酸铜、硫酸钙、硫酸钠、氧化铜、氧化镁、氟化钙、氯化钾、碘化钾、氯化钠、碘酸钙、磷酸钙、磷酸镁、磷酸钾、磷酸钠或磷酸铁，碳酸钴、硒酸钠或者硅酸及其盐。例如，在动物营养领域中所用矿物质的量在每种情况下取决于待饲喂的动物的需要。

可以利用的氨基酸残基通常是所有已知生理学上可接受的α-氨基酸残基。可以提及的优选的氨基酸残基是下述氨基酸的残基：丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、半胱氨酸、胱氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、甘氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、马尿酸、丝氨酸和牛磺酸。特别优选的氨基酸是赖氨酸、甲硫氨酸和半胱氨酸。

悬浮液的其它组分可以是：

具有维生素或者辅酶特征的化合物，例如氯化胆碱、肉碱、γ-丁酰甜菜碱、硫辛酸、肌酸、泛醌、S-甲基甲硫氨酸、S-腺苷甲硫氨酸；

多不饱和脂肪酸，例如亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸，二十二碳六烯酸；

用于加药饲料中的饲料抗生素和用于改善消化的微生物。

在一些情况下油性悬浮液可能必需还包含助剂，例如保护胶体、抗氧化剂、增稠剂、螯合剂，例如柠檬酸、植酸或者磷酸的碱金属盐或者碱土金属盐和/或乳化剂。

可以利用的保护胶体是例如明胶、鱼明胶、淀粉、糊精、植物蛋白质、果胶、阿拉伯树胶、酪蛋白、酪蛋白酸盐或者其混合物。然而，也可以利用聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素和藻酸盐。更详细的内容参考R.A.Morton，脂溶性维生素，Intern.Encyclopedia of Food and Nutrition，9卷，Pergamon Press 1970，128-131页。

为了增加活性化合物抗氧化分解的稳定性，添加稳定剂如α-生育酚，叔丁基羟基甲苯、叔丁基羟基茴香醚或者乙氧基喹是有利的。

可以利用的乳化剂或增溶剂是，例如脂肪酸的聚甘油酯，脂肪酸的脱水山梨糖醇酯，脂肪酸的丙二醇酯或者卵磷脂。

悬浮液尤其适于作为动物饲料制品和混合饲料中的添加剂，和用于生产动物的食品增补剂。

优选地，悬浮液可以用作动物营养中的饲料添加剂，优选地将其施用或者喷雾到饲料颗粒上，特别优选地在制粒前将其混合到饲料混合物中。

特别地，可以通过将本发明的悬浮液，适合时用油稀释后的悬浮液，直接喷雾到例如动物饲料颗粒上(这称为制粒后施用)，用作饲料添加剂。

喷雾方法优选的实施方式是在减压的条件下，使饲料颗粒载有油性悬浮液。

在例如，GB-A-2 232 573和EP-A-0 556 883中可以发现该例子。

优选地，本发明涉及动物饲料，特别涉及载有悬浮液的饲料颗粒或在压制饲料混合物成颗粒前以期望的组合添加了悬浮液的饲料颗粒。

可以通过本发明方法制备的油性悬浮液具有增加的贮藏稳定性和对微生物侵染降低的敏感性的优点。

此外，可以在制成颗粒前直接将油性悬浮液添加到饲料混合物中，而无需复杂的包衣方法步骤。

下面的实施例更详细地描述了本发明水溶性酶的油性悬浮液的制备。

实施例1

用叶片式搅拌器搅拌2千克含有25％重量的干燥植酸酶(来源于曲霉属(Aspergillus)，喷雾干燥)和75％重量的玉米胚油的混合物直到获得均一的悬浮液。然后将混合物转移到可搅拌的贮液槽中，用蠕动泵装置从该贮液槽转运悬浮液通过连续运转的球磨机(Dyno Mill KDL Spezial)。用400g玻璃球(直径800到1200μm)填装球磨机的研磨容器。收集从磨机中出来的微细悬浮液，并且利用粒度测量仪器(Malvern Mastersizer)进行测量。重复研磨操作直到悬浮颗粒有小于20μm的平均粒度。

Claims (22)

1、制备水溶性酶的油性悬浮液的方法，该方法包括，在无水溶性维生素存在的情况下：

a)在油中研磨至少一种选自葡聚糖酶、木聚糖酶和磷酸酶的水溶性酶达到0.1到100μm平均粒度，或者

b)在不用连续相的情况下研磨至少一种选自葡聚糖酶、木聚糖酶和磷酸酶的水溶性酶达到0.1到100μm平均粒度，然后在油中悬浮研磨的颗粒。

2、如权利要求1所述的方法，其中磷酸酶为植酸酶。

3、如权利要求1所述的方法，其中油是至少一种食用油。

4、如权利要求1所述的方法，其中油在20℃是油液体。

5、如权利要求3所述的方法，其中食用油是维生素E、维生素E衍生物或者其混合物。

6、如权利要求1所述的方法，其中在无乳化剂的情况下进行步骤a)中的研磨和步骤b)中的研磨和/或悬浮。

7、如权利要求1所述的方法，其中在无保护胶体的情况下进行步骤a)中的研磨和步骤b)中的研磨和/或悬浮。

8、如权利要求1所述的方法，其中至少一种水溶性酶以具有小于10％重量的水含量的固体形式使用。

9、如权利要求1所述的方法，其中在存在脂溶性维生素的情况下进行步骤a)中的研磨和步骤b)中的悬浮。

10、如权利要求1所述的方法，其中在存在干燥剂的情况下进行步骤a)中的研磨和步骤b)中的研磨和/或悬浮。

11、如权利要求10所述的方法，其中干燥剂是选自：碱金属硫酸盐和碱土金属硫酸盐、碱金属氯化物和碱土金属氯化物和硅胶的物质。

12、至少一种选自葡聚糖酶、木聚糖酶和磷酸酶的水溶性酶的油性悬浮液，其是通过根据权利要求1至11任一项的方法获得的。

13、油性悬浮液，其包含平均粒度为0.1至100μm的至少一种选自葡聚糖酶、木聚糖酶和磷酸酶的水溶性酶和至少一种食用油。

14、如权利要求12或13所述的油性悬浮液，其中磷酸酶为植酸酶。

15、如权利要求12或13所述的油性悬浮液，其包含1到70％重量的至少一种水溶性酶。

16、如权利要求12或13所述的油性悬浮液，其还包含0.5到60％重量的至少一种脂溶性维生素。

17、包含平均粒度为0.1至100μm的至少一种选自葡聚糖酶、木聚糖酶和磷酸酶的水溶性酶和至少一种食用油的油性悬浮液的用途，用作动物营养中的饲料添加剂。

18、包含平均粒度为0.1至100μm的至少一种选自葡聚糖酶、木聚糖酶和磷酸酶的水溶性酶和至少一种食用油的油性悬浮液的用途，用作动物饲料的添加剂。

19、权利要求18所述的用途，应用于饲料颗粒。

20、权利要求18所述的用途，用于制粒前与饲料混合物混合。

21、如权利要求19所述的用途，其中在减压条件下使饲料颗粒载有油性悬浮液。

22、包含含有平均粒度为0.1至100μm的至少一种选自葡聚糖酶、木聚糖酶和磷酸酶的水溶性酶和至少一种食用油的油性悬浮液的饲料颗粒。