增强丁酸钠稳定性的研究进展

2023/11/27 13:11:34 作者:云霄

丁酸钠,又名正丁酸钠盐,产品呈白色至类白色,似绒毛状,可吸湿性粉末,具有特殊的奶酪酸败样气味,易溶于水,水溶液pH呈碱性。因丁酸具有游离性和挥发性的特点,饲料生产中将其制成相对稳定的钠盐——丁酸钠。丁酸钠在我国是允许使用的饲料添加剂品种之一,于2006年被农业部列入《饲料添加剂品种目录》。在动物生产上的应用方式主要是在动物饲料中添加丁酸钠产品(丁壮素、佳宝育、肠益健),起到肠黏膜营养剂、电解质平衡调节剂、胃肠道微生态调节剂、复合酸化剂、香味剂、诱食剂等作用。

丁酸钠

不稳定性[1]

实际应用发现,丁酸钠产品效果并不稳定,分析其原因有以下几点:

(1)饲料原料对丁酸钠有一定的缓冲能力:饲料原料的缓冲能力,是影响胃内游离酸量的主要因素。缓冲能力越大,能吸附胃内的游离酸就越多,这使得采食后胃内的游离酸减少,胃内pH值升高,进而影响胃蛋白酶的活性和蛋白质的消化分解。一般来说,蛋白质、钙、磷和矿物质的含量越高,饲料的缓冲能力越高。

(2)丁酸钠用量不好掌握:丁酸钠作为有机酸,一方面它的解离度小,酸性较弱,达到同样的酸化能力添加量比无机酸要大得多,添加成本高。另一方面丁酸钠作为酸化剂,在饲料日料中的添加是直接性的,添加的酸容易被碱中和,失去酸化作用;或者在胃中吸收过快,又会反射性抑制胃酸分泌,影响胃功能的正常发育;如果无法到达小肠,则不能有效降低小肠中的pH值,无法达到抑制有害微生物生长、促进有益菌生长的目的。此外,饲料日粮的种类、动物的年龄、体重以及饲养环境都会影响丁酸钠的使用量。

(3)贮存运输条件受限:丁酸钠产品在常规贮存和搬运条件下,处于低温和密封状态下稳定,但不能与性质相反的物质、粉尘、过热物品、强氧化剂混合保存,贮存过程中容易发生稀释结块或造成饲料受潮。

(4)技术成本高:核素示踪法研究SCFA(短链脂肪酸)吸收的结果表明,机体结肠中SCFA的吸收和代谢能力很强,其中又以丁酸为最快。由于丁酸代谢速度很快,使得机体内丁酸的血清半衰期仅仅只有6分钟。

(5)存在不良应激:动物口腔黏膜细柔,感受能力强,若用低价、低质的化工级丁酸钠作为诱食剂时,本想起到诱食和保持动物机体健康的作用,但是往往能引起动物黏膜灼伤,导致采食量下降,甚至拒食。此外,丁酸钠可能产生的有害分解产物有一氧化碳、二氧化碳、氧化钠、过敏性和有毒的烟尘与气体,也有可能导致中枢神经系统抑制、眼和皮肤过敏、消化道和呼吸道应激。

微囊化包膜处理

为了解决上述问题,专利 CN103238730B 提出了一种微囊化包膜丁酸钠的制备方法,其特征在于先将丁酸钠溶于水,再把羟丙基甲基纤维素、壳聚糖和二氧化硅混合并在流化床中230℃高温沸腾膨胀,然后把丁酸钠水溶液喷涂到上述三种物质混合物上,使丁酸钠嵌入到骨架材料内,并进行120-140℃高温干燥;高温干燥后于-5℃低温固化,使丁酸钠颗粒固化成型,然后将巴西棕榈蜡、棕榈油脂和聚乙二醇溶解到有机溶剂中,在流化床包衣机中进行底喷,把包膜材料均匀喷涂到丁酸钠颗粒表面,流速0.1-3L/min,进风温度50-90℃,时间3-4h,最后形成的产品粒度85%以上过20目分析筛。

此发明的主要特点为:选用植物来源包膜材料对丁酸钠进行微囊化包膜处理,使包膜后的丁酸钠处于微囊包材中,在胃中稳定,在肠道缓慢释放,到达肠道后段,为整个肠道提供能量,同时掩盖丁酸钠的臭味,防止丁酸钠潮解。

参考文献

[1] 一株具有治疗腹泻作用的丁酸梭菌及其作为丁酸钠替代品的应用. Patent CN102559550B.

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