包衣技术在饲料添加剂中的应用研究

apple12151007 · 发表于 2010-9-14 11:13:46

[p=30, 2, center]　[b][size=2]　包衣技术在饲料添加剂中的应用研究[/size][/b][/p][p=30, 2, center][b]　　冯静波武志勇张晓驷[/b][/p]
　　摘要：包衣技术在饲料添加剂(包括药物添加剂)中的应用越来越广泛，本文以产品为例，对目前在饲料添加剂领域中应用的一些新型包衣技术比如肠溶包衣、缓释包衣和防护包衣技术进行了初步探讨研究，说明包衣技术对饲料添加剂产业的发展具有重要作用。
　　关键词：包衣技术饲料添加剂应用研究
　　一、什么是包衣
　　包衣是药剂学中最常用的技术之一，所谓包衣是指在特定的设备中按特定的工艺将能成膜的材料涂覆在药物固体制剂的外表面，使其干燥后成为紧密粘附在表面的一层或数层不同厚薄、不同弹性的多功能保护层，这个多功能保护层就叫做包衣。它涉及物理化学、化学工程学、液体力学、高分子材料学等学科。近几十年来，随着新材料、新技术、新机械的不断产生，包衣技术发展迅速，形成了一整套较为完整的理论和操作经验，在药剂学中占有重要地位。
　　二、包衣的分类
　　根据包衣物料不同可以分为粉末包衣、微丸包衣、颗粒包衣、片剂包衣、胶囊包衣;根据包衣材料不同分为糖包衣、半薄膜包衣、薄膜包衣(以种类繁多的高分子材料为基础，包括肠溶包衣)、特殊材料包衣(如硬脂酸、石蜡、多聚糖);根据包衣技术不同分为喷雾包衣、浸蘸包衣、干压包衣、静电包衣、层压包衣，其中以喷雾包衣应用最为广泛，其原理是将包衣液喷成雾状液滴覆盖在物料(粉末、颗粒、片剂)表面，并迅速干燥形成衣层;根据包衣目的不同分为水溶性包衣、胃溶性包衣、不溶性包衣、缓释包衣、肠溶包衣。
　　如今在我们饲料添加剂领域里也有很多产品在生产工艺上也采用了包衣技术，除去一些不适用于饲料行业的比如糖包衣、胶囊包衣外，常见的有肠溶微丸包衣、颗粒包衣、缓释包衣、防护包衣等等，使产品的技术含量得到很大提高。
　　三、为什么要进行包衣
　　包衣的作用一般来说有以下几个方面：1、防潮、避光、隔绝空气以增加药物稳定性，比如包衣盐酸半胱胺;2、掩盖不良嗅味，减少刺激;3、控制药物释放部位，如在胃液中易被破坏者使其在肠中释放，比如肠溶吉他霉素、肠溶半胱胺;4、控制药物扩散、释放速度;5、克服配伍禁忌等。可见包衣技术的优点很多，将人药上的包衣技术转移到畜禽用产品上，不能不说是一大创举。下面选取常见的肠溶包衣、缓释包衣和防护包衣技术进行一些探讨。
　　四、包衣技术在饲料添加剂中的相关应用研究
　　肠溶包衣是薄膜包衣的一种，是指在素片表面通过喷雾方法均匀喷上一层性质稳定的高分子肠溶聚合物材料(如醋酸纤维素酞酸酯(CAP)、聚醋酸乙烯苯二甲酸酯(PVAP)、邻苯二甲酸羟丙甲纤维素酯(HPMCP)、丙烯酸树脂)，形成数微米厚的塑性薄膜层。经过这种工艺处理后，便形成了对小肠PH环境敏感的释药系统。聚合物结构中含有羧基集团，在较低PH环境(胃液)中，羧基以非离子形态存在，因此衣膜不溶，对药物形成有效保护;在高PH环境(小肠)中，羧基被离子化，衣膜很快溶解，使药物在肠中快速崩解，发挥药效。适用于容易受胃酸破坏或者易对胃壁产生刺激的药物，比如吉他霉素。
　　我们知道吉他霉素属于大环内酯类抗生素，这种内酯结构的抗生素一般呈弱碱性，在强酸环境下易遭到破坏，使吉他霉素生物利用度大为降低。所以现在普遍采用肠溶包衣材料对吉他霉素微丸或颗粒进行包衣(比如速康素500——肠溶吉他霉素微丸)，使其在动物胃内受破坏程度减至最低，在肠道环境下崩解释放，发挥作用。另外肠溶包衣还可以掩盖吉他霉素的强苦味，不影响饲料的适口性，可谓一举两得。
　　与肠溶包衣紧密相连的还有缓释控释技术。通过选择包衣材料和设计包衣处方，可控制肠溶膜的渗透性，使药物形成稳定而有效的缓控释体系，并使之按照预先设计的速度释放。能减少血药浓度波动，降低副反应，提高疗效。
　　根据缓控释原理(Fick 定律)：Q=((Dw*e/k) / E) * S * C0 * t(Dw：药物在水中的溶解度; e：膜的空隙率; k：曲率因子; E：膜厚; S：扩散面积; C0：药物初始浓度)可见影响药物溶解度的因素很多，主要影响因素有膜厚、膜的空隙率以及生产工艺和设备。速康素500采用纳米级肠溶材料，流化技术包衣，严格控制住包衣膜厚度;同时在包衣材料中加入可溶纤维素作为致孔剂，与消化液接触时，致孔剂溶解脱落，在膜上形成微孔，增加介质和药物的通透性，使膜内吉他霉素释放速率加快。
　　不同加工工艺吉他霉素的吸收特性：
　　

　　上图说明经肠溶包被吉他霉素颗粒具有较高的血药浓度和更长的维持时间。
　　另一个肠溶包衣的应用例子是盐酸半胱胺。由于盐酸半胱胺在空气中极易被氧化，且裸露氨基适口性较差，高剂量的半胱胺会刺激胃壁，导致动物胃溃疡，使得该产品一直不能在畜牧业得到广泛的应用。如能对半胱胺进行肠溶防护双层包衣后，就能克服该产品的各种缺点，制成新型盐酸半胱胺。如无锡正大的肠溶动物生长素，就采用了肠溶防护双层包衣技术。在对半胱胺进行肠溶包衣之前，先在盐酸半胱胺微粒外面包裹上一层致密性高分子隔离层，这一层的目的主要是防止受空气氧化，保持主分子性状稳定。实践证明，肠溶动物生长素抗氧化能力强，产品性状稳定，能在动物肠道内准确释放，没有大剂量使用对胃壁造成刺激的现象，显著提高了半胱胺的生物利用度。
　　肠溶包衣后的半胱胺抗氧化试验：
　　将肠溶动物生长素( 肠溶半胱胺)在25℃、相对湿度为75%左右的环境下保存，在0天、30天、60天、90天时分别进行含量测定(见下图)，测定结果表明：包衣后的半胱胺得到包衣材料的很好保护。
　　肠溶半胱胺的抗氧化试验
　　

　　防护包衣技术还有一个应用实例，就是γ-氨基丁酸。
　　γ-氨基丁酸是动物体内存在的一种氨基酸，与采食中枢被激发后的释放的神经递质共享同种受体。γ-氨基丁酸可通过血脑屏障，激发采食中枢受体，增加动物采食量。在研究中还发现此种氨基酸还具有一定的抗应激、促睡眠功能。但这种功能性氨基酸的氨基(-NH2)和羧基(-COOH)较活泼，易与饲料中酸、碱性物质反应，使其生物功能丧失或降低。如果直接在饲料中添加γ-氨基丁酸，则存在效果不稳定的情况。
　　无锡正大采用纳米高分子材料对γ-氨基丁酸进行防护包衣处理，并采用愈合工艺进行后加工，即将衣膜置于一定温度条件下数小时。高分子衣膜中的聚合物粒子进一步融合，形成致密的保护膜。通过后加工，使衣膜的致密性得到很大增强，最终解决了该氨基酸不稳定的难题。包衣出来的AB01富安宝在饲料中稳定性高，不易受饲料中酸碱及矿物质影响，与市面上其他同类型产品相比，效果更加稳定，性价比更为出色。
　　包衣γ-氨基丁酸(AB01富安宝)的稳定性试验：
　　将AB01富安宝和普通未包衣γ-氨基丁酸分别投入到预混料中(含矿物元素、酸化剂、胆碱等)，在一般条件下保存16周，其中的γ-氨基丁酸相对剩余含量的对比曲线如下：
　　

　　综上所述，包衣技术在饲料添加剂中的应用是很广泛的，在提高产品稳定性、掩盖不良气味、控制产品在消化道中的释放和提高生物利用度等方面发挥着重要作用。随着药物制剂学的发展，相信一些新的包衣技术会逐步应用到添加剂行业中来，推动整个饲料添加剂行业的发展。