一种丁酸钠合成及微囊二次包被制备方法与流程

1.本发明涉及饲料添加剂技术领域，尤其涉及一种丁酸钠合成及微囊二次包被制备方法。


背景技术：

2.丁酸钠是正丁酸的钠盐，分子式为ch3ch2ch2coona，相对分子质量为110.09，自燃温度425.0℃，熔点250.0～253.0℃，丁酸钠一般呈白色至类白色，为可吸湿性的粉末，似绒毛状，具有特殊的奶酪酸败样气味，易溶于水，水溶液ph呈碱性，对光和热稳定。丁酸钠在动物体内离解为丁酸根(c4h7o2-)和钠离子(na )，为短链脂肪酸，它是大肠中膳食纤维发酵的天然副产品。
3.丁酸钠作为一种非抗生素促生长饲料添加剂，在2006年被农业部列入《饲料添加剂品种目录》的新型饲料添加剂。
4.丁酸是肠细胞的重要的能量来源，能快速为肠道上皮细胞提供能量；促进胃肠道细胞的增殖和成熟。幼年动物消化道不完善，小肠绒毛和隐窝发育不成熟，且消化酶分泌不够，导致幼年动物营养素吸收能力差，在畜牧养殖中，常通过添加丁酸钠的形式来补充丁酸，丁酸钠能促进肠绒毛增殖，扩大吸收面积，有利于营养物质的吸收，提高对动物生产性能的影响，研究表明丁酸钠可以提高采食量、饲料报酬和日增重、增强动物健康水平、减少腹泻和死亡率。由于丁酸钠主要的主要用是为肠道绒毛提供营养，但丁酸钠在进行动物胃，易被胃酸中和，无法进入肠道发挥作用，要使丁酸钠能进入肠道，必需通过制剂技术实现过胃，并在肠道缓慢释放。
5.公开号为cn102579369a，公开了丁酸钠肠溶缓释制剂及其制备方法，其工艺为从丁酸钠合成工艺开始产品合成，对合成的丁酸钠液体进行液态下包合，液态包合后喷雾制粒，得到丁酸钠肠溶缓释制剂。虽然配方采用的是喷雾干燥，但所述辅料为聚丙烯酸树脂、丙二醇、单硬脂酸甘油酯和乙基纤维素中的混合物，其中单硬脂酸甘油酯和乙基纤维素根本不溶于水，无法完全包被丁酸钠，且没有解决严重的气味问题。
6.公开号为cn112868909a，公开了一种无臭型丁酸钠的生产方法，其工艺为包括如下步骤：1)取氢化植物油或脂肪酸酯加热融化后，喷涂到丁酸钠颗粒表面上，至丁酸钠颗粒增重10％～20％；2)取羟丙基甲基纤维素和天然胶加入到热水中溶解，得到混合溶液；将混合溶液冷却至常温后，喷涂至步骤1)得到的丁酸钠颗粒表面上，至丁酸钠颗粒在原颗粒的基础上再增重10％～20％。虽然采用二次喷涂包覆的方法，但是这样的方法增大了丁酸钠颗粒的粒径，从而在畜类进食后会在咀嚼时粉碎，导致丁酸钠在胃中溶解，从而引发畜类呕吐厌食等情况。


技术实现要素：

7.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
8.为此，本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种丁酸钠合成及微囊二次包
被制备方法，按质量份数计包括正丁酸50～70份；液体氢氧化钠71～104份；柠檬酸钠3～8份；掩味剂1～5份；水溶性包膜剂5～10份；脂溶性包膜剂40～60份；矫味剂0.5～2份；
9.制备方法为在丁酸中加入柠檬酸钠并溶解均匀后滴加液体氢氧化钠进行酸碱中和反应，再加入掩味剂和水溶性包膜剂直至溶解完全，后经喷雾干燥得到丁酸钠微囊，再将该丁酸钠微囊加入到脂溶性包膜材料和矫味剂中经二次包被处理，通过雾化得到无味的丁酸钠球形微囊。
10.作为优选，水溶性包膜剂为羟丙基甲基纤维素、二氧化钛、乳糖、微晶纤维素中的一种或两种以上组合。
11.作为优选，掩味剂为纽甜，低聚木糖中的一种或两种以上组合。
12.作为优选，脂溶性包膜剂为单硬脂酸甘油酯，单棕榈酸甘油酯，氢化植物油中的一种或两种以上组合。
13.作为优选，矫味剂为柠檬香精，橙皮油，桂皮油中的一种或两种以上组合。
14.作为优选，制备方法包括以下步骤：
15.a、合成：正丁酸中加入柠檬酸钠溶解，将液体氢氧化钠缓慢流加到搅拌的正丁酸液中反应，加料完成，继续反应15～30min，控制ph7～7.5，其中液体氢氧化钠的质量浓度为30～32％，液体氢氧化钠与正丁酸的摩尔比1.01～1.05:1，液体氢氧化钠与正丁酸的质量比1.43～1.49:1，最后加入掩味剂，制得丁酸钠溶液；
16.b、一次包被：在丁酸钠溶液中加入水溶性包膜剂保持温度30～40℃下溶解，然后进行均质处理，均质压力30～60mpa，再将均质后的溶液泵入离心喷雾塔中进行喷雾干燥得到一次包被微囊；
17.c、二次包被：将脂溶性包膜剂加热到60～80℃，保持该温度，加入矫味剂混合均匀，再加入一次包被微囊，然后泵入压力喷雾塔进行冷却制粒，得到丁酸钠微囊成品。
18.作为优选，一次包被步骤中，离心喷雾塔的进风温度为170～180℃，出风温度为100～110℃，雾化转速3500～4500r/min，干燥成80～200μm的细粉。
19.作为优选，二次包被步骤中，压力喷雾塔进风温度2～10℃，雾化压力0.5～0.55pa。
20.作为优选，合成步骤中，保持反应温度40～45℃。
21.作为优选，二次包被步骤中，泵入压力喷雾塔进行冷却制粒后过筛50～70目。
22.本发明的有益效果为：(1)本发明制备丁酸钠的过程中添加了柠檬酸钠在合成丁酸钠时起到了缓冲作用，并在反应一段时间后加入掩味剂，使得丁酸钠可以更好的与掩味剂混合，从而从源头上降低丁酸钠的臭味；
23.(2)本发明在一次包被过程中保持了较高的温度，使得丁酸钠遇水遇高温产生的臭味得到了先行释放，进一步减小后续使用时能够产生的臭味；
24.(3)本发明水溶性包膜剂为羟丙基甲基纤维素、二氧化钛、乳糖、微晶纤维素中的一种或两种以上组合，不仅提高了干燥状态下对丁酸钠的包覆度，更提高了在遇水后的崩解度，使得本发明在肠道时溶解更为彻底；
25.(4)本发明脂溶性包膜剂为单硬脂酸甘油酯，单棕榈酸甘油酯，氢化植物油中的一种或两种以上组合，矫味剂为柠檬香精，橙皮油，桂皮油中的一种或两种以上组合，不仅可以保持丁酸钠微囊的细度，避免在咀嚼时就粉碎，而且进一步提高了外层包膜的耐高温性
和耐水性，使得本发明解决了丁酸钠放置和运输过程的吸潮以及结块问题，达到无刺激过胃，并在肠道释放。
具体实施方式
26.下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不局限于说明书上的内容。
27.实施例1
28.(1)50kg丁酸中加入3kg柠檬酸钠经过搅拌溶解完成，向其滴加至32％浓度的naoh72kg，进行酸碱中和反应，控制加料时间30min，采用冷却循环水始终保持反应温度45℃，再反应30min后加入1.2kg低聚木糖，0.2kg纽甜搅拌溶解完全，反应完成后得到澄清的丁酸钠溶液，其ph7.2；
29.(2)继续向步骤(1)的溶液中控制温度40℃，再加入1.5kg羟丙基甲基纤维素、0.1kg二氧化钛和0.5kg微晶纤维素，开启剪切均质，压力控制40
±
3mpa，制得丁酸钠乳液；
30.(3)将步骤(2)制得的丁酸钠乳液经喷雾干燥，干燥参数为进风170～175℃，出风100～103℃，雾化转速3800r/min，制得丁酸钠微囊粉末，粒径控制在80～200μm；
31.(4)42kg单硬脂酸甘油酯和5kg单棕榈酸甘油酯共热至80℃熔化，加入1kg柠檬香精溶解均匀，再将(3)制得的丁酸钠微囊粉末加入到混合的油脂中搅拌分散均匀，然后泵入压力喷雾塔进行冷却制粒，进风温度2～4℃，雾化压力0.5～0.55pa。过筛70目，最后制得无味丁酸钠微囊颗粒。
32.实施例2
33.(1)60kg丁酸中加入2kg柠檬酸钠经过搅拌溶解完成，向其滴加至32％浓度的naoh81kg，进行酸碱中和反应，控制加料时间28min，采用冷却循环水始终保持反应温度40℃，再反应20min后加入2kg低聚木糖，0.1kg纽甜搅拌溶解完全，反应完成后得到澄清的丁酸钠溶液，其ph7.4；
34.(2)继续向步骤(1)的溶液中控制温度35℃，再加入1.5kg羟丙基甲基纤维素、0.2kg二氧化钛和1kg乳糖，开启剪切均质，压力控制48
±
3mpa，制得丁酸钠乳液；
35.(3)将步骤(2)制得的丁酸钠乳液经喷雾干燥，干燥参数为进风170～175℃，出风100～103℃，雾化转速3800r/min，制得丁酸钠微囊粉末，粒径控制在80～200μm；
36.(4)48kg单硬脂酸甘油酯加热至80℃熔化，加入0.5kg柠檬香精和0.5kg桂皮油溶解均匀，再将(3)制得的丁酸钠微囊粉末加入到混合的油脂中搅拌分散均匀，然后泵入压力喷雾塔进行冷却制粒，进风温度2～4℃，雾化压力0.5～0.55pa。过筛60目，最后制得无味丁酸钠微囊颗粒。
37.实施例3
38.(1)68kg丁酸中加入2kg柠檬酸钠经过搅拌溶解完成，向其滴加至32％浓度的naoh90kg，进行酸碱中和反应，控制加料时间30min，采用冷却循环水始终保持反应温度43℃，再反应26min后加入3kg低聚木糖搅拌溶解完全，反应完成后得到澄清的丁酸钠溶液，其ph7.3；
39.(2)继续向步骤(1)的溶液中控制温度34℃，再加入1.5kg羟丙基甲基纤维素和0.5kg乳糖，开启剪切均质，压力控制35
±
3mpa，制得丁酸钠乳液；
40.(3)将步骤(2)制得的丁酸钠乳液经喷雾干燥，干燥参数为进风170～175℃，出风
100～103℃，雾化转速3800r/min，制得丁酸钠微囊粉末，粒径控制在80～200μm；
41.(4)35kg单硬脂酸甘油酯和20kg氢化植物油共热至80℃熔化，加入1kg橙皮油溶解均匀，再将(3)制得的丁酸钠微囊粉末加入到混合的油脂中搅拌分散均匀，然后泵入压力喷雾塔进行冷却制粒，进风温度2～4℃，雾化压力0.5～0.55pa。过筛50目，最后制得无味丁酸钠微囊颗粒。
42.对照实验1：
43.胃肠溶出度试验
44.人工胃液配制：量取3l纯水用0.1mol/l盐酸溶液调节ph到2.8，再加入6g胃蛋白酶溶解。实施例1的样品5.00g装入尼龙袋中，密封好固定在溶出搅拌桨上，然后将人工胃液注入每个溶出缸，每个溶出缸加入500g的人工胃液，37℃
±
0.5℃水浴恒温保温，100r/min进行搅拌，进行胃部释放模拟。每10min调节一次ph。在30min，1h，2h分别边搅拌边吸取5ml溶液，立即用0.22μm微孔滤膜过滤后，取4ml进行丁酸钠的检测，同时补充相同体积温度为37℃
±
0.5℃的人工胃液。
45.人工肠液配制：取3.75g磷酸二氢钙和45.12g磷酸氢二钙，加入到3l纯水中搅拌溶解，使用盐酸调节ph到7.4，加入3g胰蛋白酶搅拌均匀；将胃液中，尼龙袋的样品取出用常温清水清洗后，置于溶出缸中，将人工肠液注入每个溶出缸，每个溶出缸加入500g的人工肠液，37℃
±
0.5℃水浴恒温保温，100r/min进行搅拌，进行肠道释放模拟。每30min调节ph至7.4左右.肠道溶出于2h、4h、6h分别边搅拌边吸取5ml溶液，立即用0.22μm微孔滤膜过滤后，取4ml进行丁酸钠的检测，同时补充相同体积温度为37℃
±
0.5℃的人工肠液。
46.试验材料：对照组为市售丁酸钠颗粒，实验组为实施例2制备的包被丁酸钠微囊颗粒。
47.试验结果：
48.表1不同丁酸钠制剂的胃液和肠液中的溶出度
[0049][0050]
实验结论，如表1所示，对照组丁酸钠产品在胃中溶出达到95％，无法到达肠道起作用，本发明的产品具有良好的过胃效果，在肠液溶出度高，表明其肠道释放率高，具有缓释效果，能达到肠道发挥作用。
[0051]
对照实验2：
[0052]
通过动物饲喂试验对本发明包被丁酸钠微囊进行评价。
[0053]
试验地点：浙江某猪场。
[0054]
试验方法：试验选择150头体重8kg～10kg的健康三元杂交仔猪，随机分为3组，每组5个重复，每个重复10只猪，空白组饲喂基础日粮，对照组在基础日粮中添加2000mg/kg普
通丁酸钠颗粒，实验组基础日粮中添加1000mg/kg由实施例1生产包被丁酸钠微囊。试验期为21d，自由饮水采食。免疫程序按猪场常规程序进行。每日上午7:00收集称量余料，并投喂新料，每日11:00、15:00和18:00观察试验猪的健康及采食状况，适时补充新料。
[0055]
试验结果：
[0056]
表2不同丁酸钠制剂对仔猪生长性能的影响
[0057]
指标空白组对照组实验组平均日采食量(g/头)420.4
±
28.2435.5
±
31.2563.1
±
47.9平均日增重(g/头)218.2
±
24.6227.0
±
26.95312.3
±
32.33饲料增重比1.931.921.80
[0058]
试验结论：表2可知，添加1000mg/kg本发明的包被丁酸钠微囊，可显著提高平均日采食量，增加平均日增重，而添加2000mg/kg的市售丁酸钠颗粒，对平均日采食量和平均日增重均无显著影响。说明本发明丁酸钠掩味效果理想，可促进猪采食量，提高增重效果，减少饲料消耗。
[0059]
对照试验3：
[0060]
取对照组和实验组丁酸钠产品，经过手动石磨研磨3分钟后在85℃、95％湿度下湿热放置3min后感官评价是否有丁酸钠特有脂臭味。
[0061]
试验材料：对照组为市售丁酸钠颗粒，实验组为实施例1制备的包被丁酸钠微囊颗粒。
[0062]
试验结果：实验组无臭味，对照组有脂臭味。
[0063]
本发明的上述实施方式仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。