包衣技術在飼料添加劑中的應用研究

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

[p=30, 2, center]　[b][size=2]　包衣技術在飼料添加劑中的應用研究[/size][/b][/p][p=30, 2, center][b]　　馮靜波武志勇張曉駟[/b][/p]
　　摘要：包衣技術在飼料添加劑(包括藥物添加劑)中的應用越來越廣泛，本文以產品為例，對目前在飼料添加劑領域中應用的一些新型包衣技術比如腸溶包衣、緩釋包衣和防護包衣技術進行了初步探討研究，說明包衣技術對飼料添加劑產業的發展具有重要作用。
　　關鍵詞：包衣技術飼料添加劑應用研究
　　一、什么是包衣
　　包衣是藥劑學中最常用的技術之一，所謂包衣是指在特定的設備中按特定的工藝將能成膜的材料涂覆在藥物固體制劑的外表面，使其干燥后成為緊密粘附在表面的一層或數層不同厚薄、不同彈性的多功能保護層，這個多功能保護層就叫做包衣。它涉及物理化學、化學工程學、液體力學、高分子材料學等學科。近幾十年來，隨著新材料、新技術、新機械的不斷產生，包衣技術發展迅速，形成了一整套較為完整的理論和操作經驗，在藥劑學中占有重要地位。
　　二、包衣的分類
　　根據包衣物料不同可以分為粉末包衣、微丸包衣、顆粒包衣、片劑包衣、膠囊包衣;根據包衣材料不同分為糖包衣、半薄膜包衣、薄膜包衣(以種類繁多的高分子材料為基礎，包括腸溶包衣)、特殊材料包衣(如硬脂酸、石蠟、多聚糖);根據包衣技術不同分為噴霧包衣、浸蘸包衣、干壓包衣、靜電包衣、層壓包衣，其中以噴霧包衣應用最為廣泛，其原理是將包衣液噴成霧狀液滴覆蓋在物料(粉末、顆粒、片劑)表面，并迅速干燥形成衣層;根據包衣目的不同分為水溶性包衣、胃溶性包衣、不溶性包衣、緩釋包衣、腸溶包衣。
　　如今在我們飼料添加劑領域里也有很多產品在生產工藝上也采用了包衣技術，除去一些不適用于飼料行業的比如糖包衣、膠囊包衣外，常見的有腸溶微丸包衣、顆粒包衣、緩釋包衣、防護包衣等等，使產品的技術含量得到很大提高。
　　三、為什么要進行包衣
　　包衣的作用一般來說有以下幾個方面：1、防潮、避光、隔絕空氣以增加藥物穩定性，比如包衣鹽酸半胱胺;2、掩蓋不良嗅味，減少刺激;3、控制藥物釋放部位，如在胃液中易被破壞者使其在腸中釋放，比如腸溶吉他霉素、腸溶半胱胺;4、控制藥物擴散、釋放速度;5、克服配伍禁忌等。可見包衣技術的優點很多，將人藥上的包衣技術轉移到畜禽用產品上，不能不說是一大創舉。下面選取常見的腸溶包衣、緩釋包衣和防護包衣技術進行一些探討。
　　四、包衣技術在飼料添加劑中的相關應用研究
　　腸溶包衣是薄膜包衣的一種，是指在素片表面通過噴霧方法均勻噴上一層性質穩定的高分子腸溶聚合物材料(如醋酸纖維素酞酸酯(CAP)、聚醋酸乙烯苯二甲酸酯(PVAP)、鄰苯二甲酸羥丙甲纖維素酯(HPMCP)、丙烯酸樹脂)，形成數微米厚的塑性薄膜層。經過這種工藝處理后，便形成了對小腸PH環境敏感的釋藥系統。聚合物結構中含有羧基集團，在較低PH環境(胃液)中，羧基以非離子形態存在，因此衣膜不溶，對藥物形成有效保護;在高PH環境(小腸)中，羧基被離子化，衣膜很快溶解，使藥物在腸中快速崩解，發揮藥效。適用于容易受胃酸破壞或者易對胃壁產生刺激的藥物，比如吉他霉素。
　　我們知道吉他霉素屬于大環內酯類抗生素，這種內酯結構的抗生素一般呈弱堿性，在強酸環境下易遭到破壞，使吉他霉素生物利用度大為降低。所以現在普遍采用腸溶包衣材料對吉他霉素微丸或顆粒進行包衣(比如速康素500——腸溶吉他霉素微丸)，使其在動物胃內受破壞程度減至最低，在腸道環境下崩解釋放，發揮作用。另外腸溶包衣還可以掩蓋吉他霉素的強苦味，不影響飼料的適口性，可謂一舉兩得。
　　與腸溶包衣緊密相連的還有緩釋控釋技術。通過選擇包衣材料和設計包衣處方，可控制腸溶膜的滲透性，使藥物形成穩定而有效的緩控釋體系，并使之按照預先設計的速度釋放。能減少血藥濃度波動，降低副反應，提高療效。
　　根據緩控釋原理(Fick 定律)：Q=((Dw*e/k) / E) * S * C0 * t(Dw：藥物在水中的溶解度; e：膜的空隙率; k：曲率因子; E：膜厚; S：擴散面積; C0：藥物初始濃度)可見影響藥物溶解度的因素很多，主要影響因素有膜厚、膜的空隙率以及生產工藝和設備。速康素500采用納米級腸溶材料，流化技術包衣，嚴格控制住包衣膜厚度;同時在包衣材料中加入可溶纖維素作為致孔劑，與消化液接觸時，致孔劑溶解脫落，在膜上形成微孔，增加介質和藥物的通透性，使膜內吉他霉素釋放速率加快。
　　不同加工工藝吉他霉素的吸收特性：
　　

　　上圖說明經腸溶包被吉他霉素顆粒具有較高的血藥濃度和更長的維持時間。
　　另一個腸溶包衣的應用例子是鹽酸半胱胺。由于鹽酸半胱胺在空氣中極易被氧化，且裸露氨基適口性較差，高劑量的半胱胺會刺激胃壁，導致動物胃潰瘍，使得該產品一直不能在畜牧業得到廣泛的應用。如能對半胱胺進行腸溶防護雙層包衣后，就能克服該產品的各種缺點，制成新型鹽酸半胱胺。如無錫正大的腸溶動物生長素，就采用了腸溶防護雙層包衣技術。在對半胱胺進行腸溶包衣之前，先在鹽酸半胱胺微粒外面包裹上一層致密性高分子隔離層，這一層的目的主要是防止受空氣氧化，保持主分子性狀穩定。實踐證明，腸溶動物生長素抗氧化能力強，產品性狀穩定，能在動物腸道內準確釋放，沒有大劑量使用對胃壁造成刺激的現象，顯著提高了半胱胺的生物利用度。
　　腸溶包衣后的半胱胺抗氧化試驗：
　　將腸溶動物生長素( 腸溶半胱胺)在25℃、相對濕度為75%左右的環境下保存，在0天、30天、60天、90天時分別進行含量測定(見下圖)，測定結果表明：包衣后的半胱胺得到包衣材料的很好保護。
　　腸溶半胱胺的抗氧化試驗
　　

　　防護包衣技術還有一個應用實例，就是γ-氨基丁酸。
　　γ-氨基丁酸是動物體內存在的一種氨基酸，與采食中樞被激發后的釋放的神經遞質共享同種受體。γ-氨基丁酸可通過血腦屏障，激發采食中樞受體，增加動物采食量。在研究中還發現此種氨基酸還具有一定的抗應激、促睡眠功能。但這種功能性氨基酸的氨基(-NH2)和羧基(-COOH)較活潑，易與飼料中酸、堿性物質反應，使其生物功能喪失或降低。如果直接在飼料中添加γ-氨基丁酸，則存在效果不穩定的情況。
　　無錫正大采用納米高分子材料對γ-氨基丁酸進行防護包衣處理，并采用愈合工藝進行后加工，即將衣膜置于一定溫度條件下數小時。高分子衣膜中的聚合物粒子進一步融合，形成致密的保護膜。通過后加工，使衣膜的致密性得到很大增強，最終解決了該氨基酸不穩定的難題。包衣出來的AB01富安寶在飼料中穩定性高，不易受飼料中酸堿及礦物質影響，與市面上其他同類型產品相比，效果更加穩定，性價比更為出色。
　　包衣γ-氨基丁酸(AB01富安寶)的穩定性試驗：
　　將AB01富安寶和普通未包衣γ-氨基丁酸分別投入到預混料中(含礦物元素、酸化劑、膽堿等)，在一般條件下保存16周，其中的γ-氨基丁酸相對剩余含量的對比曲線如下：
　　

　　綜上所述，包衣技術在飼料添加劑中的應用是很廣泛的，在提高產品穩定性、掩蓋不良氣味、控制產品在消化道中的釋放和提高生物利用度等方面發揮著重要作用。隨著藥物制劑學的發展，相信一些新的包衣技術會逐步應用到添加劑行業中來，推動整個飼料添加劑行業的發展。