本发明涉及一种过瘤胃保护色氨酸颗粒的制备方法，属于反刍动物的营养物质技术领域。
背景技术：
色氨酸是动物生长发育必不可少的氨基酸之一，属于芳香族氨基酸，有一个特殊的吲哚基团。正是由于这一结构上的特殊性，使得色氨酸不仅参与体蛋白的合成，而且还是一种具有代谢活性的氨基酸，其代谢产物5-羟色胺、褪黑激素、nad(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)、nadp和烟酸等还参与了动物采食、生长、生殖、免疫、抗应激等多方面的调控，称之为重要的前体物质。
esteban等研究发现给大鼠口服色氨酸可显著提高脑内5-羟色氨酸、5-羟色胺和血浆褪黑素含量。韩旭峰等研究发现，随着饲粮中l-色氨酸添加量的增加，1-14日龄北京鸭的日采食量呈先升高后降低趋势，并且在添加量为0.202％时效果最佳。王荣发等认为，低蛋白质饲粮中可消化l-色氨酸含量为0.146％时，试验猪表现出最佳的生长性能。由此可以看出，增加色氨酸的添加量可提高家禽和猪的采食量。在反刍动物方面的研究，nolte(2008)研究发现，色氨酸是生长羔羊的第三限制性氨基酸。色氨酸缺乏可导致动物生长迟滞、采食量低下、抗逆力差、被毛粗乱等。cortamira等(1991)报道，色氨酸缺乏还可导致胰岛素分泌降低，并引起蛋白质合成下降。添加色氨酸能显著提高氮沉积和日增重，降低尿氮的排出量。kollmann等研究表明，有效色氨酸补喂量为125g/(d˙头)时，显著提高了奶牛血浆色氨酸含量及产奶量。大量的研究也表明了补充色氨酸后增加了小肠色氨酸的供应量，改善了妊娠后期奶牛色氨酸的缺乏，提高了产奶量，提高了脑内5-羟色胺含量，促进prl、gh等激素的分泌，作用于乳腺组织，从而促进乳汁的分泌。
反刍动物由于特殊的消化系统，营养物质在反刍动物瘤胃内会被大量降解，因此直接给反刍动物添加色氨酸不能达到理想的目的。研究发现，在反刍动物日粮中添加过瘤胃保护氨基酸是平衡小肠氨基酸的最简便直接的方法，瘤胃保护氨基酸的使用可以降低反刍动物对过瘤胃蛋白质的需要量，能直接满足动物对限制性氨基酸的需要量，可以消除日粮中蛋白质过量造成的动物生理应激和对环境的不利影响。所以普通色氨酸应用于反刍动物日粮中，对提高反刍动物生产性能效果不明显。
因此，要使色氨酸在反刍动物生产实践中发挥应有的作用和效果，必须应用过瘤胃色氨酸。过瘤胃色氨酸是利用过瘤胃技术生产的色氨酸。过瘤胃技术是利用物理或化学的方法把一些容易被瘤胃微生物破坏的营养物质保护起来使之不被瘤胃微生物分解，完好的通过瘤胃，到达皱胃和肠道中再释放出来，在小肠中发挥其作用，从而满足机体对营养物质的需求。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种过瘤胃保护色氨酸颗粒的制备方法。采用本发明的制备方法，一是色氨酸可以完全包被，从而使得最终制备得到的过瘤胃保护色氨酸颗粒能够更有效地通过反刍动物的瘤胃；二是增加反刍动物对包被层的利用度，使得包被的色氨酸能够完全释放出来并被反刍动物充分利用，从而有效参与痛觉、睡眠、摄食和体温等生理性功能的调节，提高反刍动物泌乳期产奶量，提高脑内5-羟色胺含量，促进prl、gh等激素的分泌，作用于乳腺组织，从而促进乳汁的分泌，提高血浆中色氨酸含量及夜间血浆中褪黑素的含量，进而提高反刍动物乳中褪黑素含量，并且参与缓解应激反应。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种过瘤胃保护色氨酸颗粒的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：取色氨酸，制成微丸，再进行干燥，得到干燥后的色氨酸微丸；
步骤2：将步骤1得到的干燥后的色氨酸微丸进行流化；
步骤3：取饱和脂肪酸及其盐和/或肠溶性缓释包材，熔融后，再冷却至80℃-100℃，然后包被到步骤2中流化的微丸的表面，即得到过瘤胃保护色氨酸颗粒。
本发明的原理：
色氨酸如果不进行包被，会在瘤胃中微生物破坏，在机体起不到作用，而经过包材包被后会把色氨酸保护起来，通过瘤胃，进入皱胃和肠道，经过一些酶的作用将包材分解后使色氨酸释放发挥作用。
本发明的过瘤胃保护色氨酸颗粒的制备方法的有益效果：
采用本发明的制备方法，一是色氨酸可以完全包被，从而使得最终制备得到的过瘤胃保护色氨酸颗粒能够更有效地通过反刍动物的瘤胃；二是增加反刍动物对包被层的利用度，使得包被的色氨酸能够完全释放出来并被反刍动物充分利用，从而有效参与痛觉、睡眠、摄食和体温等生理性功能的调节，提高反刍动物泌乳期产奶量，提高脑内5-羟色胺含量，促进prl、gh等激素的分泌，作用于乳腺组织，从而促进乳汁的分泌，提高血浆中色氨酸含量及夜间血浆中褪黑素的含量，进而提高反刍动物乳中褪黑素含量，并且参与缓解应激反应。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，步骤1中，所述色氨酸为l-色氨酸。
采用上述进一步的有益效果是：色氨酸有l-色氨酸、dl-色氨酸和d-色氨酸等多种，l-色氨酸是目前市面上常见的，取材比较方便。
上述l-色氨酸可以市售购买，如可以购自希杰生物科技有限公司，规格为20kg/袋，l-色氨酸的质量百分含量为98.5％。
进一步，步骤1中，所述制成微丸的具体方法为：分别取色氨酸和占色氨酸质量1％-6％的水，混合均匀后，制成条形颗粒，再旋转沸腾抛丸，即得。
进一步，步骤1中，所述干燥的温度为50℃-70℃，时间为50min-80min，干燥至含水率≤10wt％。
进一步，步骤2中，所述流化的具体参数为：雾化压力3.5kg/cm2，转速为90转/min-100转/min，进风温度为35℃-45℃，出风温度为25℃-35℃。
采用上述进一步的有益效果是：采用上述参数，流化的效果更好。
进一步，步骤3中，所述饱和脂肪酸为c16-c18脂肪酸、单硬脂酸甘油酯、氢化脂肪酸和脂肪醇中的任意一种。
采用上述进一步的有益效果是：饱和脂肪酸是指含饱和键的脂肪酸。采用饱和脂肪酸来包被微丸，是因为在瘤胃中不需要进行氢化反应，瘤胃微生物和原虫不需要进行这一过程，不消耗能量。对于动物来说，机体的体脂是饱和脂肪酸，过多的不饱和脂肪酸对血液、脂肪组织是有害的。
上述c16-c18脂肪酸可以市售购买，如可以购自朗世国际贸易有限公司，规格为25kg/袋。
上述氢化脂肪酸可以市售购买，如可以购自天津诺思特贸易有限公司，规格为25kg/袋。
进一步，步骤3中，所述饱和脂肪酸及其盐和/或肠溶性缓释包材与所述步骤2中流化的微丸的质量比为(25-70):(25-70)。
采用上述进一步的有益效果是：采用上述配比，得到的成品过瘤胃保护色氨酸颗粒的效果最好。
进一步，步骤3中，所述肠溶性缓释包材为聚丙烯树脂iv或者壳聚糖。
采用上述进一步的有益效果是：采用上述两者中的任意一种可以使包被的色氨酸在肠道中缓慢释放。
上述聚丙烯树脂iv可以市售购买，如可以购自上海昌为医药辅料技术有限公司，规格为20kg/桶。
上述壳聚糖可以市售购买，如可以购自山东高光生物科技有限公司，规格为25kg/桶。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1：
本实施例的过瘤胃保护色氨酸颗粒的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：分别取30.5kg的l-色氨酸和1kg水，混合均匀后，在制粒机中制成条形颗粒，之后在抛丸机中旋转沸腾抛丸，在温度为50℃，干燥80min，至含水率≤10wt％，得到干燥后的色氨酸微丸。
步骤2：将步骤1得到的干燥后的色氨酸微丸倒入流化床的储料罐中，调整雾化压力3.5kg/cm2，转速为90转/min，进风温度为35℃，出风温度为25℃。
步骤3：取68.5kg的c16-c18脂肪酸，熔融后，再冷却至80℃，然后按质量比为68:30，包被到步骤2中流化的微丸的表面，即得到过瘤胃保护色氨酸颗粒。每颗过瘤胃保护色氨酸颗粒中，色氨酸的质量百分含量为30％。
实施例2：
本实施例的过瘤胃保护色氨酸颗粒的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：分别取50.5kg的l-色氨酸和1.5kg水，混合均匀后，在制粒机中制成条形颗粒，之后在抛丸机中旋转沸腾抛丸，在温度为60℃，干燥65min，至含水率≤10wt％，得到干燥后的色氨酸微丸。
步骤2：将步骤1得到的干燥后的色氨酸微丸倒入流化床的储料罐中，调整雾化压力3.5kg/cm2，转速为95转/min，进风温度为40℃，出风温度为30℃。
步骤3：取48kg的单硬脂酸甘油酯，熔融后，再冷却至90℃，然后按质量比为48:50，包被到步骤2中流化的微丸的表面，即得到过瘤胃保护色氨酸颗粒。每颗过瘤胃保护色氨酸颗粒中，色氨酸的质量百分含量为50％。
实施例3：
本实施例的过瘤胃保护色氨酸颗粒的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：分别取45.5kg的l-色氨酸和1.5kg水，混合均匀后，在制粒机中制成条形颗粒，之后在抛丸机中旋转沸腾抛丸，在温度为70℃，干燥50min，至含水率≤10wt％，得到干燥后的色氨酸微丸。
步骤2：将步骤1得到的干燥后的色氨酸微丸倒入流化床的储料罐中，调整雾化压力3.5kg/cm2，转速为100转/min，进风温度为45℃，出风温度为35℃。
步骤3：取53kg的聚丙烯树脂iv，溶于5l的95％(v/v)乙醇中，然后按质量比为53:45，包被到步骤2中流化的微丸的表面，即得到过瘤胃保护色氨酸颗粒。每颗过瘤胃保护色氨酸颗粒中，色氨酸的质量百分含量为45％。
效果实施例
为了验证本发明制备的过瘤胃保护色氨酸的产品性能，运用体外法(invitro)模拟反刍动物消化道进行稳定性检验和评价。
1.材料和方法
采用ph值为6.6的缓冲液和ph值为2.4的缓冲液，分别模拟反刍动物的瘤胃环境和十二指肠环境。
不同ph值缓冲液的配方，如表1所示。
表1不同ph值的缓冲溶液配方(单位：g)
将表1中所列重量的物质溶于少量蒸馏水中，定容至1000ml即可。
2.试验样品
样品a：实施例1制备的过瘤胃保护的色氨酸颗粒，其中色氨酸的质量百分含量为30％。
样品b：实施例2制备的过瘤胃保护的色氨酸颗粒，其中色氨酸的质量百分含量为50％。
样品c：实施例3制备的过瘤胃保护的色氨酸颗粒，其中色氨酸的质量百分含量为45％。
每个样品3个生产批次，各400g，备用。
3.过瘤胃保护的色氨酸颗粒在不同ph值缓冲液中的稳定性检验
分别准确称取样品a、样品b、样品c各1.00g，放在50ml具塞试管底部，加入20ml缓冲液，盖紧试管塞；在39℃的恒温水浴摇床内消化2h、4h、8h、12h和24h；取出后冲洗、过滤，滤液定容，测定滤液中的色氨酸的含量，由此计算出色氨酸的过瘤胃率和小肠释放率。每种包被过瘤胃色氨酸在每个时间点设三个重复。
4.色氨酸的检测方法
按照《gb/t15440-2018饲料中色氨酸的测定》进行。计算公式为：
产品过瘤胃率(w1)＝(1-a2)/a1×100％
式中：a1——产品中色氨酸含量；
a2——产品在ph值为6.6的缓冲液滤液中色氨酸的含量。
产品小肠释放率(w2)＝a3/a1×100％
式中：a1——产品中色氨酸含量；
a3——产品在ph值为2.4的缓冲液滤液中色氨酸的含量。
产品有效释放率＝w1×w2×100％
式中：w1——产品过瘤胃率；
w2——产品小肠释放率。
统计方法：采用spss19.0进行数据分析。
5.结果分析
(1)各产品不同时间点的过瘤胃率(ph值为6.6)，如表2所示。
表2ph值为6.6时各产品不同时间点的过瘤胃率(％)
通过用ph值为6.6的缓冲液模拟反刍动物的瘤胃环境，对各试验样品在39℃恒温水域床中进行培养，得到表2中所列结果。从表2可以看出，各试验品过瘤胃率效果为：样品c>样品a>样品b。
(2)各产品不同时间点的小肠释放率(ph＝2.4)，如表3所示。
表3ph值为2.4时各产品不同时间点的小肠释放率(％)
通过用ph值为2.4的缓冲液模拟反刍动物的十二指肠环境，对各试验样品在39℃恒温水域床中进行培养，得到表3中所列结果。从表3可以看出，各试验品小肠释放率效果为：样品c>样品b>样品a。
(3)各产品不同时间点的产品有效释放率，如表4所示。
表4各产品不同时间点的有效释放率(％)
通过用ph值为6.6的缓冲液和ph值为2.4的缓冲液对各试验样品在39℃恒温水域床中培养，得到表4中所列结果。从表4可以看出，综合过瘤胃率和小肠释放率计算出各样品有效释放率，各样品在同一时间点有效释放率差异不大，同时各样品在各个时间点也相对稳定，表明各样品的制备方法和效果都较好。
本试验通过体外模拟反刍动物瘤胃液和小肠溶液的方法对三个过瘤胃保护色氨酸产品进行体外培养，得出产品在不同时间点的过瘤胃率、小肠释放率以及产品有效释放率。试验结果表明，本发明得到的过瘤胃保护的色氨酸颗粒的过瘤胃率、小肠释放率以及产品有效释放率性能稳定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。