一种减少鱼饲料中维生素E损失的乳液、制备方法与其在制作鱼饲料中的应用与流程

一种减少鱼饲料中维生素e损失的乳液、制备方法与其在制作鱼饲料中的应用
技术领域
1.本发明涉及水产养殖技术领域，特别涉及一种减少鱼饲料中维生素e损失的乳液、制备方法与其在制作鱼饲料中的应用。


背景技术：

2.维生素e（简称ve）是一种脂溶性维生素，其不仅已广泛作为食品饮料添加剂添加于牛奶、乳制品、饮料、饼干、糖果中，用于预防维生素e缺乏症，还可作为鱼饲料的添加剂，以提高鱼的抗氧化性和生长速度。
3.对于鱼类，由多不饱和脂肪酸的氧化引发体内膜脂的氧化损伤是引发许多疾病的主要原因。维生素e在体细胞中可阻止对酶有损害作用的氧化自由基的脂类链式反应，进而提高鱼类的抗氧化性能，因此，现有技术中已公开了许多添加维生素e的鱼饲料，如：cn201710423752.2公开了一种非洲王子鱼增亮增黄饲料及其制备方法，其制备步骤为：投料员根据生产配方进行投料，除面粉、叶黄素、维生素a、维生素b、维生素c、维生素e、 维生素e、硫酸亚铁、无水硫酸铜、硫酸锌、鱼油外全部物料首先经过粗粉95％达到40-50目， 然后再经过超微粉95％达到90-100目，然后进入混合机，在混合前加入面粉、叶黄素、维生 素a、维生素b、维生素c、维生素d、维生素e、硫酸亚铁、无水硫酸铜、硫酸锌物料进行混合，混 合3-5分钟后，进行制粒膨化；制粒时调质温度为90-100℃，经过膨化机膨化后的物料呈天 然红色圆形或圆柱形，经过烘干箱110℃烘干15分钟后喷涂鱼油，然后进行冷却，待物料冷 却10分钟，物料表面温度不高于室温的5℃即可装包待售。
4.该饲料配方中添加了维生素e以提高鱼体抗氧化性、免疫力，增强鱼肝功能，但其制备过程中制粒膨化的温度为90-100℃，而饲料制备过程中膨化制粒是必要的制备步骤，然而，由于维生素e对光、氧气和高温等特别敏感，在高温条件下易被迅速异构化或氧化而被破坏，在饲料的制备过程中易造成维生素e的损失，使得维生素e的保留率很低，降低了其加工性能。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种耐高温、加工性能好的减少鱼饲料中维生素e损失的乳液、制备方法与其在制作鱼饲料中的应用。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种减少鱼饲料中维生素e损失的乳液的制备方法，包括以下步骤：1）维生素e的溶解：将维生素e溶于植物油中，搅拌至完全溶解，得到维生素e油液；2）制备水相：将黄原胶加入热水中，边搅拌边加入黄原胶质量0.1-0.3%聚氧乙烯脂肪酸酯系列的乳化剂，混合均匀至完全溶解，得到水相；采用热水溶解黄原胶可提高黄原胶的溶解效率，缩短水相的制备时间；且在黄原胶溶解过程中边搅拌边加入聚氧乙烯酸酯系列的亲水性乳化剂的原因在于：一方面，由于
黄原胶分子中含有大量的亲水性基团，具有极强的亲水性，当其在水中溶解时，会迅速大量吸收水分而导致其外层吸水膨胀成胶团，进而阻止了水分进入其里层，使黄原胶无法完全溶解，通过加入亲水性乳化剂可与黄原胶竞争水分，减少单位时间内黄原胶吸附的水分的含量，避免发生黄原胶外层因大量吸水膨胀成胶团而使其无法完全溶解的现象；另一方面，该亲水性乳化剂可与下一步骤中添加的磷脂类亲油性乳化剂形成复合小分子界面保护膜，防止维生素e和植物油的氧化变质；3）制备油相：将质量体积百分比为0.1-0.3%的磷脂类乳化剂溶于植物油中，混合均匀，得到油相；4）乳液：将水相和油相混合均匀得到混合体系，再向混合体系中加入5-7%的氯化镁溶液，并使溶液的ph保持为7-7.2，ph为7-7.2使维生素e在该中性条件下具有较高的稳定性，得到含黄原胶-镁复合乳化剂的乳状液；在添加氯化镁溶液的同时，向乳状液中缓慢滴加维生素e油液，并使氯化镁溶液和维生素e油液同时添加完毕，得到混合液；将混合液置于超声波均质机中均质，得到乳液。
7.本发明中通过将氯化镁添加至含有黄原胶的混合体系（即水相和油相的混合液）中，黄原胶上的羧基会和镁离子发生配位反应，长链的黄原胶分子就会在镁离子的交联作用下聚在一起，形成不溶于水的具有三维网状结构的凝胶球，构成含油包水型黄原胶-镁复合乳化剂的乳状液，且在其形成凝胶球的过程中，向该乳状液中滴加维生素e油液，使维生素e和植物油载体逐步渗透并固化在形成的凝胶球内，进而有效抑制了维生素e和植物油载体与氧气接触发生氧化变质；且维生素e被包裹在该凝胶球内，使其耐热性增大，提高其在高温下的稳定性，进而提高了维生素e的加工性能和储藏性能的稳定性。
8.进一步，所述步骤1）中的植物油为玉米油或者油茶籽油，所述维生素e与植物油的质量比为30-40mg：1g。
9.进一步，所述步骤2）中热水的温度为30-40℃，水相中黄原胶的质量百分比为6-8%。
10.进一步，所述聚氧乙烯脂肪酸酯系列的乳化剂为聚氧乙烯-20蓖麻油或者聚氧乙烯-40油酸油。
11.进一步，所述步骤3）中的植物油为玉米油或者油茶籽油，所述磷脂类乳化剂为大豆磷脂、卵磷脂、脑磷脂中的任意一种。
12.进一步，所述步骤4）中氯化镁溶液添加的具体操作步骤为：氯化镁溶液分三次加入混合液体系中，三次加入时的时间间隔为30-45min，且其添加量为水相体积的50-60%，当添加量小于50%时，氯化镁与黄原胶形成的凝胶球较小，其能够包裹的维生素e少，无法有效提高维生素e的抗氧化性以及耐高温的性能；当添加量大于60%时，氯化镁中的镁离子水解程度增大，也减小了其与黄原胶中羧基的结合量，抑制了凝胶球的形成。
13.该步骤中氯化镁分三次加入含有黄原胶的混合体系中，一方面，可使黄原胶与氯化镁形成的凝胶球逐步增大，进而为维生素e渗入该凝胶球内提供充足的时间，促使维生素e在该凝胶球内的固化效果；另一方面，通过分批次添加可缓解黄原胶与溶液中水的吸收效率，避免发生黄原胶因外层因大量吸水膨胀成胶团而使其内部无法与镁离子完全接触，进而导致凝胶球的形成受到抑制的现象，促进了凝胶球的形成，有效保证了维生素e的固化效果。
14.进一步，所述步骤4）中水相和油相按照体积比为1-1.2:1混合，所述维生素e油液的体积与水相、油相和氯化镁溶液的总体积的体积比为：1:10-15。
15.进一步，所述均质的时间为10-15min，均质头的直径为100-115mm，频率为30-40khz。
16.本发明还提供了一种减少鱼饲料中维生素e损失的乳液，采用如上所述制备方法制得。
17.本发明还提供了一种减少鱼饲料中维生素e损失的乳液在制作鱼饲料中的应用，在制作鱼饲料时，将如上所述的减少鱼饲料中维生素e损失的乳液直接或干燥后加入其他原料组分中进行混合，以提高鱼饲料的抗氧化性能。
18.本发明一种减少鱼饲料中维生素e损失的乳液、制备方法与其在制作鱼饲料中的应用的有益效果：（1）本发明采用黄原胶-镁复合乳化剂制备乳液的制备方法简单、可操作性强，其利用黄原胶上的羧基与镁离子发生配位反应，使黄原胶分子在镁离子的交联作用下聚在一起形成三维网状结构的凝胶球，构成了油包水的乳状液，在其形成凝胶球的过程中添加维生素e油液，使维生素e被固化在该凝胶球内，进而有效抑制了维生素e和植物油载体与氧气接触发生氧化变质，提高了制备的维生素e的抗氧化性能和耐高温性能，避免了其在高温条件下被氧化变质而分解损失的现象，进一步提高了维生素e的加工性能和储藏性能的稳定性；（2）本发明制备的乳液可用于制作鱼饲料，不仅可降低在制作鱼饲料时膨化、制粒工序过程中维生素e的损失，还可提高鱼的抗氧化性能，使鱼免受脂质过氧化的侵害，有效促进鱼的生长发育。
附图说明
19.图1—为氯化镁溶液的添加量与损失率的曲线图；图2—为乳液耐高温性能测试曲线图；图3—为实施例4与对照例的饲料喂养鱼后对丙二醛含量的影响；图4—为实施例4与对照例的饲料喂养鱼后对超氧化物歧化酶酶活性的影响；图5—为实施例4与对照例的饲料喂养鱼后对过氧化氢酶酶活性的影响。
具体实施方式
20.以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明，但这些具体实施方案不以任何方式限制本发明的保护范围。
21.实施例1一种减少鱼饲料中维生素e损失的乳液的制备方法，包括以下步骤：1）维生素e的溶解：将维生素e溶于玉米油中，维生素e与玉米油的质量比为35mg：1g搅拌至完全溶解，得到维生素e油液；2）制备水相：将黄原胶加入温度为35℃的热水中，边搅拌边加入黄原胶质量0.2%聚氧乙烯-20蓖麻油，混合均匀至完全溶解，得到水相，水相中黄原胶的质量百分比为7%；3）制备油相：将质量体积百分比为0.2%的大豆磷脂溶于玉米油中，混合均匀，得到
油相；4）乳液：将水相和油相按照体积比为1.2:1混合均匀得到混合体系，再向混合体系中分三次等量加入6%的氯化镁溶液，并使溶液的ph保持为7，三次加入时的时间间隔为40min，氯化镁溶液添加量为水相体积的55%，得到含黄原胶-镁复合乳化剂的乳状液；在添加氯化镁溶液的同时，向乳状液中缓慢滴加维生素e油液，并使氯化镁溶液和维生素e油液同时添加完毕，维生素e油液的体积与水相、油相和氯化镁溶液的总体积的体积比为：1:12，得到混合液；将混合液置于超声波均质机中均质15min，均质头的直径为110mm，频率为35khz，得到乳液。
22.本实施例还提供了一种减少鱼饲料中维生素e损失的乳液，采用上述制备方法制得。
23.实施例2一种减少鱼饲料中维生素e损失的乳液的制备方法，包括以下步骤：1）维生素e的溶解：将维生素e溶于油茶籽油中，维生素e与玉米油的质量比为30mg：1g搅拌至完全溶解，得到维生素e油液；2）制备水相：将黄原胶加入温度为30℃的热水中，边搅拌边加入黄原胶质量0.3%聚氧乙烯-40油酸油，混合均匀至完全溶解，得到水相，水相中黄原胶的质量百分比为8%；3）制备油相：将质量体积百分比为0.1%的卵磷脂溶于玉米油中，混合均匀，得到油相；4）乳液：将水相和油相按照体积比为1.2:1混合均匀得到混合体系，再向混合体系中分三次等量加入5%的氯化镁溶液，并使溶液的ph保持为7，三次加入时的时间间隔为30min，氯化镁溶液添加量为水相体积的50%，得到含黄原胶-镁复合乳化剂的乳状液；在添加氯化镁溶液的同时，向乳状液中缓慢滴加维生素e油液，并使氯化镁溶液和维生素e油液同时添加完毕，维生素e油液的体积与水相、油相和氯化镁溶液的总体积的体积比为：1:10，得到混合液；将混合液置于超声波均质机中均质10min，均质头的直径为100mm，频率为30khz，得到乳液。
24.本实施例还提供了一种减少鱼饲料中维生素e损失的乳液，采用上述制备方法制得。
25.实施例3一种减少鱼饲料中维生素e损失的乳液的制备方法，包括以下步骤：1）维生素e的溶解：将维生素e溶于玉米油中，维生素e与玉米油的质量比为40mg：1g搅拌至完全溶解，得到维生素e油液；2）制备水相：将黄原胶加入温度为40℃的热水中，边搅拌边加入黄原胶质量0.2%聚氧乙烯-20蓖麻油，混合均匀至完全溶解，得到水相，水相中黄原胶的质量百分比为7%；3）制备油相：将质量体积百分比为0.3%的脑磷脂溶于油茶籽油中，混合均匀，得到油相；4）乳液：将水相和油相按照体积比为1:1混合均匀得到混合体系，再向混合体系中分三次等量加入7%的氯化镁溶液，并使溶液的ph保持为7.2，三次加入时的时间间隔为45min，氯化镁溶液添加量为水相体积的60%，得到含黄原胶-镁复合乳化剂的乳状液；在添加氯化镁溶液的同时，向乳状液中缓慢滴加维生素e油液，并使氯化镁溶液和
维生素e油液同时添加完毕，维生素e油液的体积与水相、油相和氯化镁溶液的总体积的体积比为：1:15，得到混合液；将混合液置于超声波均质机中均质15min，均质头的直径为115mm，频率为40khz，得到乳液。
26.本实施例还提供了一种减少鱼饲料中维生素e损失的乳液，采用上述制备方法制得。
27.实施例4一种利减少鱼饲料中维生素e损失的乳液在制作鱼饲料中的应用，该乳液先在温度为60℃下干燥2h后可直接替换现有技术中的鱼饲料中添加的维生素e，或者也可直接添加至没有含维生素e的鱼饲料中，本实施例以背景技术中的鱼饲料（cn201710423752.2）为例，但本发明中的乳液不局限应用于该背景技术中的鱼饲料的制作，其用于cn201710423752.2中制作鱼饲料的应用步骤，与该专利的实施例1相比不同之处在于：采用本实施例1制作的乳液进行上述干燥工艺后替换其维生素e，其他成分和操作步骤均一致。
28.对比例1本对比例与实施例1的不同之处在于：步骤2）中不添加聚氧乙烯-20蓖麻油，其他步骤与实施例1相同。
29.对比例2本对比例与实施例1的不同之处在于：步骤4）中将氯化镁溶液直接全部与维生素e油液直接加入混合体系中，其他步骤与实施例1相同。
30.对比例3本对比例与实施例1的不同之处在于：步骤4）中将氯化镁溶液分两次等量间隔加入混合体系中，其他步骤与实施例1相同。
31.对比例4本对比例与实施例1的不同之处在于：将实施例1中的黄原胶替换为海藻酸钠，氯化镁替换为氯化钙。其他步骤与实施例1相同。
32.对比例5本对比例与实施例1的不同之处在于：将实施例1中的氯化镁替换为氯化钙，其他步骤与实施例1相同。
33.本发明对处理组（实施例1-3以及对比例1-5）中制备的乳液置于温度为90℃下干燥2，各处理组的步骤1）中使用的维生素e的含量均为350mg，测定维生素e的含量，并计算维生素e的损失率。结果表1所示：
由表1可知，本实施例1-3制作的乳液在高温下干燥后的维生素e损失率均低于0.65%，而对比例1-5的损失率均高于或等于0.7%，因此，采用本发明的方法制备的乳液具有更好的耐高温性能，使得其在高温下难以被氧化变质而分解损失，提高了其加工性能；对比例1中维生素e在高温下的损失率要低于实施例1，原因在于：亲水性乳化剂（聚氧乙烯-20蓖麻油）在黄原胶溶解时与黄原胶存在竞争水分的关系，可有效环节黄原胶迅速吸水膨胀成团的现象，促进黄原胶的完全溶解，进而有利于黄原胶与镁构成凝胶球的形成，为维生素e的固化提供更多的空间，进而提高了维生素e的耐高温性能；对比例2和对比例3中维生素的损失率均低于实施例1，但对比例3的损失率显著小于对比例2的损失率，说明通过采用分批次将氯化镁溶液加入至含有黄原胶的混合体系中，可使黄原胶与氯化镁形成的凝胶球逐步增大，进而为维生素e渗入该凝胶球内提供充足的时间，促使维生素e在该凝胶球内的固化效果，进而提高维生素e在高温下的损失率；且采用三次分批次加入比采用两次分批次加入可达到更好的降低维生素e的损失率的效果，当次数再增多时，使乳液的制备效率增加，因此，本发明选择将氯化镁溶液分三次加入混合体系中；对比例4和对比例5分别采用海藻酸钠和氯化钙替换黄原胶和氯化镁，但其制备的乳液在高温下的稳定性显著低于实施例1，因此，本发明采用黄原胶和镁构成的复合乳化剂更有助于凝胶球的形成和维生素e的固化作用，有效提高了维生素e在高温下的稳定性，降低了维生素在高温加工条件下的损失。
34.实验例1 氯化镁溶液的添加量的优化实验本实验分别使用氯化镁溶液的添加量为水相体积的40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%并采用实施例1的方法制备乳液，在步骤1）中使用的维生素e的含量均为350mg，再将制备的乳液在温度为90℃下干燥2h后，测定在90℃下干燥2h后维生素e的含量，并计算维生素e的损失率，结果如图1所示。
35.由图1可知，随着氯化镁溶液添加量的增大，维生素e的损失率呈现先减小后增大的趋势，当氯化镁溶液的添加量为水相体积的50-60%时，维生素e的损失率均低于0.6%，其他添加量的损失率均在0.6%以上，且当添加量为55%时，对应的损失率最小为0.55%；当添加量为40-50%时损失率显著下降，其原因在于由于氯化镁溶液添加量的增
大，增大了氯化镁中的镁与黄原胶中羧基的结合量，进而有利于黄原胶与镁的交联形成凝胶球结构，进一步为维生素e在凝胶球内的固化提供了很多的空间，使维生素e在高温下的耐热性能提高，进而使维生素e的损失率下降；而当添加量为50%-60%时，维生素e的损失率没有显著性变化；当添加量高于60%时损失率显著下降，其原因在于：随着氯化镁溶液添加量的继续增大，镁离子在溶液中的浓度越来越高，使得镁离子逐渐发生水解作用，进而抑制了镁离子与黄原胶的结合，使凝胶球的形成的维生素e的固化受到抑制，导致维生素e的损失率增大。因此，本发明选择氯化镁溶液的添加量为水相体积的50-60%以取得更好的降低维生素e损失率的效果。
36.实验例2 实施例1制备的乳液耐高温性能测试本实验采用实施例1制备的乳液进行高温性能测试实验，分为5组，在步骤1）中每组使用的维生素e的含量均为350mg，将每组的乳液分别置于温度为60℃、70℃、80℃、90℃和100℃下干燥2h后，测定维生素e的含量，结果如图2所示。
37.由图2可知，随着温度的不断提高，实施例1制备的乳液中维生素e的损失量逐渐增大，当温度增大至100℃时，其损失率为0.99%，低于1%，且在温度增大的过程中，维生素e的损失率也没有很大的变化，因此，采用本发明的方法制备的乳液在高温条件下具有很好的耐高温性能，可有效降低维生素e在加工过程中的损失。
38.实验例3 实施例4中的饲料喂食非洲王子鱼、草鱼、鳙鱼、鲢鱼和青鱼后的抗氧化性挑选体质健壮的非洲王子鱼、草鱼、鳙鱼、鲢鱼和青鱼作为试验用鱼，鱼的体重为30g，分别采用cn 201610008218.0中的实施例1（对照例）制作的饲料与实施例4制作的饲料喂食非洲王子鱼、草鱼、鳙鱼、鲢鱼和青鱼，每天于8点和16点投喂饲料，养殖8周后停食后解剖取鱼的肝脏，进行丙二醛含量、超氧化物歧化酶酶活、过氧化氢酶酶活的测定。其中，鱼肝脏的处理以及丙二醛、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的测定方法均参照《氧化鱼油饲料中添加ve对黑鲷幼鱼体脂含量及肝脏抗氧化酶活性的影响.彭士明，陈立侨》的方法，结果如表2和图3-5所示：
由表2和图3-5可知，实施例4采用对照例同样的制作方法制作鱼饲料，其不同仅在于对照例的维生素e采用本实施例1制备的经干燥处理后的维生素e，但实施例4制备的鱼饲料饲喂非洲王子鱼、草鱼、鳙鱼、鲢鱼和青鱼后的丙二醛含量低于对照组，超氧化物歧化酶和过氧化氢酶酶活均低于对照组，原因在于，本实施例4采用的维生素e具有较高的耐高温性能，其在制粒过程（温度为80℃）下维生素e的损失率仅为0.27%，可使维生素e最大的保留在饲料中，进而提高鱼的抗氧化性能，表明，本发明制备的乳液不仅可有效降低维生素e的损失，还可提高鱼的抗氧化性能。
39.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。