高分子非溶劑變溫相分離法包被技術對維生素C穩(wěn)定性的影響

2010-06-07 10:33:24唐明紅尹守錚

飼料工業(yè) 2010年18期

唐明紅郭帥尹守錚

維生素C又名抗壞血酸，為己糖衍生物，在自然界以還原性和氧化性兩種形式存在，飼料中使用的為還原性L-抗壞血酸。由于維生素C具有抗應激、增強免疫力、促進生長、提高繁殖力、解毒和抗氧化等功能，被人們在飼料生產和畜牧養(yǎng)殖中廣泛使用。但是，維生素C是一種極其嬌嫩的酸性水溶性維生素，性質很不穩(wěn)定，很容易被堿、金屬離子、氧化劑破壞，同時光照、高溫、高壓、高濕也能造成維生素C的氧化破壞。維生素C在飼料的加工過程中損失更為嚴重，如調質過程中的高溫、高壓以及飼料中礦物元素催化維生素C的氧化破壞；又如制粒工序，較長時間的擠壓所產生的強大壓力使飼料與模孔以及飼料與飼料之間產生劇烈的摩擦，導致溫度急劇上升，加速維生素C的損失。這些因素限制了維生素C在畜牧養(yǎng)殖和飼料生產中的廣泛使用，人們開始尋找種種對維生素C進行保護的措施。許多研究表明，將維生素C進行包膜是一種既能保護維生素C又能讓維生素C快速發(fā)揮生物活性的理想措施。

本試驗探討通過高分子非溶劑變溫相分離法包被技術對VC穩(wěn)定性的影響，為包膜維生素C在飼料生產和畜牧養(yǎng)殖中的應用提供依據。

1 材料和方法

1.1 主要材料和儀器

主要材料：飼料級維生素C（含量99.5%）、高分子壁材（美國進口材料）、MAGNESOL試劑、5.0%草酸溶液、0.002 mol/l碘標準溶液；儀器：恒溫恒濕箱、酸堿滴定管、萬分之一天平等。

1.2 維生素C的包被

采用高分子非溶劑變溫相分離法對維生素C進行包被，即將作為壁材的高分子材料的液相從連續(xù)相中分離出來，包敷在維生素C的表面，形成微囊結構，經過真空干燥，得到維生素C包被產品。生產20 kg備用，檢測包膜樣品中維生素C的含量。

1.3 包膜維生素C的檢測方法

采用GB7303—87國家標準檢測方法檢測包膜維生素C的含量。

1.4 試驗方法

1.4.1 高溫、高濕儲存環(huán)境對包膜維生素的影響

每組分別取10個樣品放在恒溫、恒濕箱內儲存30和60 min，溫度設定為85℃，相對濕度設定為95%。試驗結束后將樣品放在干燥皿中冷卻，待完全冷卻后進行VC含量的檢測。

1.4.2 高溫、高壓調質制粒對包膜維生素C的影響

分別在育成蛋雞料和團頭魴幼魚料中加入200 g/t的包膜VC，按照湖北某飼料公司正常的生產條件進行生產（其中：育成蛋雞料的調質溫度為75℃，壓力為3.0個大氣壓，調質時間30 s;團頭魴幼魚料的調質溫度為95℃，壓力為3.5個大氣壓，調質時間為40 s），每種飼料生產6批，每批1 t，每批分別從混合機內、調質后制粒前以及顆粒成品3個環(huán)節(jié)取樣，每個產品每個環(huán)節(jié)取樣6個，每個樣品500 g；同時每個產品取1個空白樣品做校正用。

1.5 數據處理

采用SAS 6.12軟件進行單因子方差分析和多重比較。

2 結果與分析

2.1 高溫、高濕儲存環(huán)境對包膜維生素的影響（見表1）

表1 高溫、高濕儲存環(huán)境對包膜維生素的影響

表1結果顯示，包膜維生素C在溫度85℃，相對濕度95%的條件下處理30和60 min后，VC的損失分別為0.25%和0.27%，差異不顯著（P＞0.05）。

2.2 高溫、高壓調質制粒對包膜維生素C的影響（見表2）

表2 高溫、高壓調質制粒對包膜維生素C的影響（%）

從表2結果顯示，在育成蛋雞料中添加調質及制粒冷卻后VC的損失分別為5.82%和6.88%，差異不顯著（P＞0.05）；在團頭魴幼魚料中添加，調質后及制粒冷卻后，VC的損失分別為6.95%和9.09%，差異不顯著（P＞0.05）。

3 討論

3.1 高溫、高濕儲存環(huán)境對包膜維生素的影響

維生素C的性質極不穩(wěn)定，怕光、怕熱，加熱或在潮解、溶液狀況下更易氧化分解。本試驗結果發(fā)現，包膜維生素C在溫度為85℃，相對濕度為95%的環(huán)境中分別處理30和60 min后，維生素C的損失都很小，為 0.25%和 0.27%，差異不顯著（P＞0.05），可能是因為高分子非溶劑變溫相分離法包被技術利用了液-固混合的均勻性，使維生素C充分地浸浴在壁材中，壁材從而充分地包裹維生素C，使得包被的維生素C與外界完全隔絕，同時壁材起到熱的絕緣作用，從而使得其中的維生素C免受溫度、濕度和空氣中氧氣的破壞。

3.2 高溫、高壓調質制粒對包膜維生素C的影響

制粒過程中，干粉料通過給料器進入調質器，在其中加入蒸汽等進行調質。延長調質時間，可以增加淀粉糊化，提高制粒性能和飼料的成型率，且還可提高溫度，殺滅有害微生物，但同時也延長了高溫、高濕和維生素C的接觸時間，為氧化還原反應提供了能量和介質，導致維生素C分解加速。調質好的物料進入壓粒室，均勻分布于壓輥之間，被壓輥鉗入擠壓室，當擠壓增大到能夠克服模孔對粒料的摩擦時，物料被壓入模孔，再經過模孔一段長度的飽壓，形成顆粒飼料。這過程中長時間的擠壓所造成的強大壓力使飼料和模孔以及飼料之間發(fā)生了劇烈的摩擦。另外強大的壓力還造成溫度急劇升高，使得維生素C晶體破裂，氧化還原反應加劇，使維生素C保存率進一步下降。本試驗發(fā)現，包膜維生素C在育成蛋雞料和團頭魴幼魚料中添加，調質后維生素C的損失分別為5.82%和6.95%，可能是因為調質過程中蒸汽變成飼料中的水分使得飼料中的水分由原來的9.67%升高到12.32%，水分將少量包被維生素C的壁材溶解，使得其中的維生素C暴露從而被破壞；而通過制粒后維生素C的損失分別達到6.88%和9.09%，比調質后的損失分別增加1.06%和2.24%，可能是因為制粒過程由于制粒摩擦和擠壓導致部分包被顆粒破裂，使得其中的維生素C暴露，從而被破壞。

BASF公司對飼料中維生素損失和ROCHE公司于1991年對英國主要飼料廠顆粒飼料加工過程中不同維生素損失的實測結果 (制粒溫度為70～90℃)表明，VC在制粒過程中的損失率為30%～45%。潘雪男等（1991）報道，在飼料制粒溫度為77～93℃，時間為30 s時，VC的破壞率為25%～40%。 M.Marrchetti等對魚飼料中晶體維生素和油脂包被維生素在加工過程中的損失規(guī)律的對比試驗中發(fā)現，以晶體形式添加的維生素C在制粒后，含量由制粒前的207 mg/kg下降到 107 mg/kg，損失 48%，差異顯著（P＜0.05）；而以油脂包膜形式添加的維生素C制粒后含量由制粒前的191 mg/kg下降到166 mg/kg，損失13%，差異不顯著（P＞0.05）。本試驗發(fā)現，包膜維生素C在育成蛋雞料和魚料中添加制粒后，損失分別為6.88%和9.19%，差異均不顯著（P＞0.05）。由此看出，包被對于維生素C的保護是一種很好的方式。

王紅英等（2004）的維生素營養(yǎng)成分在配合飼料加工過程中的變化規(guī)律研究中發(fā)現，維生素C隨著調質溫度的升高破壞率增加，當調質溫度由65℃升高到90℃時，維生素C的破壞率由30%升高到43.5%；同時維生素C的破壞率隨蒸汽壓力（大于0.4 MPa）的上升而急劇升高，當蒸汽壓力由0.4 MPa升高到0.45 MPa時，維生素C的破壞率由29%升高到36.7%。本試驗中發(fā)現，包膜維生素C在團頭魴幼魚料中添加經過調質和制粒后損失率高于在育成蛋雞料中添加經過調質和制粒后的損失率，與團頭魴幼魚料調質的蒸汽壓力大，溫度高、調質時間長以及制粒過程環(huán)模壓縮比高等都有關系。

王紅英等（2004）研究表明，在適宜的生產條件下制粒后，鯉魚飼料中VC（某公司生產的包膜VC）的活性保存率僅為71%，損失仍高達29%。而本試驗中在團頭魴幼魚料中添加制粒后損失僅為9.09%，說明高分子非溶劑變溫相分離法包被技術對維生素C穩(wěn)定性有很大程度的改善。