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《江南大学》 2011年
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微胶囊氨基酸制备及其在饲料加工和虾养殖中的效果研究

牛化欣  
【摘要】:晶体氨基酸(Crystalline amino acids, CAA)作为一种饲料营养性添加剂,在动物饲料中被广泛应用。补充CAA来平衡饲料AA组成,可以扩大蛋白源种类和降低饲料蛋白质含量,减少饲料成本。但在虾类饲料中添加CAA并没有对虾类的生长和饲料的利用效率产生理想的效果。因此,本文研究了AA(蛋氨酸Met、赖氨酸Lys作为虾类营养性添加剂)微胶囊(Microencapsulation, M)的制备工艺及其缓释效果;优化了水产沉性颗粒饲料挤压机制粒成型加工工艺参数;阐明了不同形式的AA在饲料加工过程(环模制粒成型和挤压机制粒成型)中的物性变化及其在水中的稳定性;验证了在动物性蛋白源(肉骨粉和喷雾干燥血球蛋白粉,缺乏Met)替代鱼粉和在不同蛋白水平的饲料中,补充M-Met或M-Lys对凡纳滨对虾和罗氏沼虾生长性能和饲料的利用效果。旨在改善CAA在虾类饲料中的应用效果,扩大替代鱼粉蛋白源种类和降低饲料蛋白含量,提高饲料蛋白效率,从而为发展高效、低耗、低碳水产饲料生产和水产动物养殖提供参考。主要内容如下: 以明胶和海藻酸钠为复合壁材,采用喷雾干燥法制备的M-Met,可在虾类胃液和肠液中分别具有保护和缓释作用。通过两次正交试验,确定了微胶囊包埋的最佳条件:壁材为质量分数1%海藻酸钠和质量分数1%明胶、芯材为质量分数15%Met、进料温度65℃、进风温度195℃、出风温度80℃及进料速度45 mL/min。在此喷雾干燥工艺条件下,所制备M-Met的包埋率为89.6%。最终的微胶囊产品经SEM观察颗粒外形较圆整,大小分布较均匀,表面光滑,并对晶态化合物Met峰的形态XRD分析表征了微胶囊具有较好的包封效果。通过对C-Met粉末微胶囊包埋处理后,防止其在水中快速溶失,避免其在虾胃液中快速吸收,减缓其在肠液中的释放。 分别以质量分数10%玉米醇溶蛋白(Zein)(溶于75%乙醇溶液,并以3%油酸为包衣液增塑剂)和聚丙烯酸树脂混合液(Resin) (溶于75%乙醇溶液,并以5%柠檬酸三乙酯为包衣液增塑剂)为壁材,采用流化床空气悬浮法制备微胶囊赖氨酸盐酸盐(Lysine-HCl),优化了微胶囊包埋工艺条件:包衣室温度45℃、包衣液速度100 mL/min及喷雾压力1.2 Pa。在此条件下,所得Zein微胶囊包埋率为82.3%;Resin微胶囊包埋率为80.3%。经SEM观察颗粒外形不规则,大小不均匀,表面光滑,无晶体棱角,结果表明对多棱角的晶体Lysine-HCl具有较好的包埋效果。2种微胶囊Lysine-HCl在60 min内Lysine-HCl的累积溶解释放率分别为16.6%(Zein)和32.8%(Resin),显著低于在相同时间内未包被晶体Lysine-HCl的累积溶解释放率。 选用双螺杆挤压机对水产全价配合原料进行挤压机制粒成型,以沉性水产硬颗粒饲料理化特性(膨化度、近似密度、糊化度、耐久性和水中稳定性)为重要指标,优化其挤压工艺参数。结果表明:物料水分、套筒温度和螺杆转速均显著影响所制饲料的理化特性。中高物料水分和套筒温度及低螺杆转速时,才能获得理想的沉性高熟化颗粒饲料,其理化特性具有低膨化度(1.15),高近似密度(754.7 g/L)、糊化度(882.3 g/kg)、耐久性(96.6%)和水中稳定性(89.1%)。SEM分析显示,优化条件(物料水分30%,套筒温度120℃,螺杆转速80 r/min)下生产的水产颗粒饲料结构光滑质密。 环模制粒成型和挤压机制粒成型加工工艺对CAA和微胶囊氨基酸(MAA)的稳定性影响不同。环模制粒成型对C-Lys损失高于M-Lys,对C-Met和M-Met的损失均较小,从结果分析可看出,调质对C-Lys损失有较大影响,而对M-Lys损失较小。挤压机制粒过程中,挤压温度对饲料CAA的损失较大,随着温度的升高(冷挤压、90℃、120℃、150℃),CAA损失量有增加的趋势,C-Lys损失分别为6.43%、9.83%、18.74%和26.66%,C-Met损失分别为1.73%、7.89%、8.47%和9.94%。挤压温度对MAA损失影响较小。在饲料加工过程中,过高的温度可使饲料C-Lys较易发生美拉德反应或氧化反应,这也可能是导致CAA损失的主要原因。与两种饲料加工过程相比,饲料在水中的浸滤时间对CAA造成的损失更大,饲料水中浸滤60 min时,不同挤压温度饲料C-Lys比M-Lys多溶失23.99%~40.68%,C-Met比M-Met多溶失9%~13.5%;饲料水中浸滤120 min时,不同挤压温度饲料C-Lys比M-Lys多溶失24.42%~43.22%,C-Met比M-Met多溶失10.45%~17.47%。研究表明,利用微胶囊技术包被CAA,对虾类饲料加工和摄食饲料来说,可在饲料加工过程中阻隔CAA热损失,在虾摄食过程中减少饲料CAA在水中的溶失。 以凡纳滨对虾幼虾(Litopenaeus vannamei 0.91 g shrimp~(-1))为研究对象。用不同水平肉骨粉(MBM)替代日粮中0%、20%、40%、60%、80%和100%的鱼粉,并分别添加不同梯度M-Met配制成6种等氮饲料投喂凡纳滨对虾55 d。结果表明:MBM添加M-Met替代60%鱼粉对对虾增重率和特殊生长率(SGR)无显著影响,对虾对各试验饲料的饲料系数和蛋白质效率无显著影响,而替代80%和100%鱼粉对对虾增重率、SGR、饲料系数和蛋白质效率有显著影响;MBM添加M-Met替代鱼粉后对对虾体成分、体氨基酸含量和蛋白质含量无明显影响。在MBM较高水平替代鱼粉饲料中添加M-Met可通过平衡对虾饲料必需氨基酸,提高了对虾对饲料蛋白效率,而不影响对虾的生长,降低了对虾饲料的成本。 以凡纳滨对虾(约2.32 g shrimp~(-1))为研究对象,在对虾饲料中逐渐增加喷雾干燥血球蛋白粉(SBCM)含量,减少鱼粉添加水平,同时在饲料中添加M-Met,考察了对虾生长性能、饲料表观消化率、氨基酸沉积率和体成分的影响,为SBCM和M-Met在水产饲料中的合理应用提供参考。结果表明,饲料中SBCM(从0增加到10.5%)补充M-Met可替代60%鱼粉(25%减少到10%),对凡纳滨对虾的生长和饲料利用效率没有产生负面影响。凡纳滨对虾对SBCM蛋白源有较高的营养消化率,因此喷雾干燥血球蛋白粉补充微胶囊蛋氨酸在对虾饲料中替代鱼粉是可选择的动物性饲料蛋白源。 以罗氏沼虾幼虾(Macrobrachium rosenbergii 0.15 g prawn~(-1))为研究对象,研究了在不同蛋白水平(粗蛋白CP分别为:36%、30%和24%)饲料中,添加CAA或MAA对罗氏沼虾幼虾的生长、饲料利用效率和体成分的影响,分析了饲料蛋白水平和氨基酸形式及两者对罗氏沼虾幼虾生长性能和饲料效率的交互作用,并探讨了两者对罗氏沼虾幼虾免疫力、机体氮沉积率的影响,以期丰富甲壳动物对饲料CAA和MAA营养利用效果的研究,并为添加不同形式氨基酸以优化蛋白水平和配制罗氏沼虾幼虾饲料提供参考依据。结果表明,添加MAA可降低饲料蛋白质含量,改善罗氏沼虾生长性能,提高饲料利用效率和机体氮沉积率,增强免疫力。但是,在过低的蛋白饲料(CP 24%)中,不论添加任何一种形式的氨基酸,都会对罗氏沼虾生长性能、饲料利用、机体氮沉积率和免疫力产生不利影响。
【学位授予单位】:江南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:S816;S966.12

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8 吴肖;牛肉风味热反应体系的建立及稳定性研究[D];华南理工大学;2007年
9 刘辉;芹菜籽油的提取纯化及降血脂功能研究[D];沈阳农业大学;2009年
10 吴钢;皮下预血管化对共微囊法异种胰岛移植影响的实验研究[D];复旦大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高丽;中华秋海棠甾醇类化合物的提取、纯化及微胶囊化研究[D];华中农业大学;2010年
2 张云;薰衣草精油的提取、分离、抗氧化性及微胶囊化研究[D];新疆农业大学;2008年
3 徐文秀;丁香油的提取及微胶囊化技术研究[D];山西农业大学;2005年
4 王燕梅;新型可逆示温材料的微胶囊化研究[D];西北工业大学;2006年
5 张美霞;超临界CO_2萃取及β-环糊精微胶囊化姜油树脂的研究[D];西南农业大学;2003年
6 李川;超临界CO_2萃取及酵母胞壁微胶囊化姜油的研究[D];西南农业大学;2001年
7 陈影;乳脂肪水解及其产物的微胶囊化[D];天津科技大学;2004年
8 安健;天然抗菌成分盐酸小檗碱微胶囊的制备及抗菌性研究[D];苏州大学;2008年
9 张帆;肠溶性双歧杆菌微胶囊制备及其相关特性的研究[D];东北林业大学;2008年
10 陈志辉;胡萝卜素提取纯化及其微胶囊制备工艺研究[D];新疆农业大学;2005年
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