高分子非溶劑變溫相分離法包被技術(shù)對(duì)維生素C穩(wěn)定性的影響

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(yīng)激、增強(qiáng)免疫力、促進(jìn)生長(zhǎng)、提高繁殖力、解毒和抗氧化等功能，被人們?cè)陲暳仙a(chǎn)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(zhì)很不穩(wěn)定，很容易被堿、金屬離子、氧化劑破壞，同時(shí)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(guò)程中損失更為嚴(yán)重，如調(diào)質(zhì)過(guò)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(zhǎng)時(shí)間的擠壓所產(chǎn)生的強(qiáng)大壓力使飼料與模孔以及飼料與飼料之間產(chǎn)生劇烈的摩擦，導(dǎo)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(chǎn)中的廣泛使用，人們開(kāi)始尋找種種對(duì)維生素C進(jìn)行保護(hù)的措施。許多研究表明，將維生素C進(jìn)行包膜是一種既能保護(hù)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(yàn)探討通過(guò)高分子非溶劑變溫相分離法包被技術(shù)對(duì)VC穩(wěn)定性的影響，為包膜維生素C在飼料生產(chǎn)和畜牧養(yǎng)殖中的應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 主要材料和儀器

主要材料：飼料級(jí)維生素C（含量99.5%）、高分子壁材（美國(guó)進(jìn)口材料）、MAGNESOL試劑、5.0%草酸溶液、0.002 mol/l碘標(biāo)準(zhǔn)溶液；儀器：恒溫恒濕箱、酸堿滴定管、萬(wàn)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(duì)維生素C進(jìn)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(lái)，包敷在維生素C的表面，形成微囊結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)真空干燥，得到維生素C包被產(chǎn)品。生產(chǎn)20 kg備用，檢測(cè)包膜樣品中維生素C的含量。

1.3 包膜維生素C的檢測(cè)方法

采用GB7303—87國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法檢測(cè)包膜維生素C的含量。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 高溫、高濕儲(chǔ)存環(huán)境對(duì)包膜維生素的影響

每組分別取10個(gè)樣品放在恒溫、恒濕箱內(nèi)儲(chǔ)存30和60 min，溫度設(shè)定為85℃，相對(duì)濕度設(shè)定為95%。試驗(yàn)結(jié)束后將樣品放在干燥皿中冷卻，待完全冷卻后進(jìn)行VC含量的檢測(cè)。

1.4.2 高溫、高壓調(diào)質(zhì)制粒對(duì)包膜維生素C的影響

分別在育成蛋雞料和團(tuán)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(chǎn)條件進(jìn)行生產(chǎn)（其中：育成蛋雞料的調(diào)質(zhì)溫度為75℃，壓力為3.0個(gè)大氣壓，調(diào)質(zhì)時(shí)間30 s;團(tuán)頭魴幼魚料的調(diào)質(zhì)溫度為95℃，壓力為3.5個(gè)大氣壓，調(diào)質(zhì)時(shí)間為40 s），每種飼料生產(chǎn)6批，每批1 t，每批分別從混合機(jī)內(nèi)、調(diào)質(zhì)后制粒前以及顆粒成品3個(gè)環(huán)節(jié)取樣，每個(gè)產(chǎn)品每個(gè)環(huán)節(jié)取樣6個(gè)，每個(gè)樣品500 g；同時(shí)每個(gè)產(chǎn)品取1個(gè)空白樣品做校正用。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用SAS 6.12軟件進(jìn)行單因子方差分析和多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 高溫、高濕儲(chǔ)存環(huán)境對(duì)包膜維生素的影響（見(jiàn)表1）

表1 高溫、高濕儲(chǔ)存環(huán)境對(duì)包膜維生素的影響

表1結(jié)果顯示，包膜維生素C在溫度85℃，相對(duì)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(diào)質(zhì)制粒對(duì)包膜維生素C的影響（見(jiàn)表2）

表2 高溫、高壓調(diào)質(zhì)制粒對(duì)包膜維生素C的影響（%）

從表2結(jié)果顯示，在育成蛋雞料中添加調(diào)質(zhì)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(tuán)頭魴幼魚料中添加，調(diào)質(zhì)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(chǔ)存環(huán)境對(duì)包膜維生素的影響

維生素C的性質(zhì)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(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，包膜維生素C在溫度為85℃，相對(duì)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?yàn)楦叻肿臃侨軇┳儨叵喾蛛x法包被技術(shù)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(shí)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(diào)質(zhì)制粒對(duì)包膜維生素C的影響

制粒過(guò)程中，干粉料通過(guò)給料器進(jìn)入調(diào)質(zhì)器，在其中加入蒸汽等進(jìn)行調(diào)質(zhì)。延長(zhǎng)調(diào)質(zhì)時(shí)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(shí)也延長(zhǎng)了高溫、高濕和維生素C的接觸時(shí)間，為氧化還原反應(yīng)提供了能量和介質(zhì)，導(dǎo)致維生素C分解加速。調(diào)質(zhì)好的物料進(jìn)入壓粒室，均勻分布于壓輥之間，被壓輥鉗入擠壓室，當(dāng)擠壓增大到能夠克服模孔對(duì)粒料的摩擦?xí)r，物料被壓入模孔，再經(jīng)過(guò)模孔一段長(zhǎng)度的飽壓，形成顆粒飼料。這過(guò)程中長(zhǎng)時(shí)間的擠壓所造成的強(qiáng)大壓力使飼料和?？滓约帮暳现g發(fā)生了劇烈的摩擦。另外強(qiáng)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(yīng)加劇，使維生素C保存率進(jìn)一步下降。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，包膜維生素C在育成蛋雞料和團(tuán)頭魴幼魚料中添加，調(diào)質(zhì)后維生素C的損失分別為5.82%和6.95%，可能是因?yàn)檎{(diào)質(zhì)過(guò)程中蒸汽變成飼料中的水分使得飼料中的水分由原來(lái)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(guò)制粒后維生素C的損失分別達(dá)到6.88%和9.09%，比調(diào)質(zhì)后的損失分別增加1.06%和2.24%，可能是因?yàn)橹屏＿^(guò)程由于制粒摩擦和擠壓導(dǎo)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(duì)飼料中維生素?fù)p失和ROCHE公司于1991年對(duì)英國(guó)主要飼料廠顆粒飼料加工過(guò)程中不同維生素?fù)p失的實(shí)測(cè)結(jié)果 (制粒溫度為70～90℃)表明，VC在制粒過(guò)程中的損失率為30%～45%。潘雪男等（1991）報(bào)道，在飼料制粒溫度為77～93℃，時(shí)間為30 s時(shí)，VC的破壞率為25%～40%。 M.Marrchetti等對(duì)魚飼料中晶體維生素和油脂包被維生素在加工過(guò)程中的損失規(guī)律的對(duì)比試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，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(yàn)發(fā)現(xiàn)，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(duì)于維生素C的保護(hù)是一種很好的方式。

王紅英等（2004）的維生素營(yíng)養(yǎng)成分在配合飼料加工過(guò)程中的變化規(guī)律研究中發(fā)現(xiàn)，維生素C隨著調(diào)質(zhì)溫度的升高破壞率增加，當(dāng)調(diào)質(zhì)溫度由65℃升高到90℃時(shí)，維生素C的破壞率由30%升高到43.5%；同時(shí)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(dāng)蒸汽壓力由0.4 MPa升高到0.45 MPa時(shí)，維生素C的破壞率由29%升高到36.7%。本試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，包膜維生素C在團(tuán)頭魴幼魚料中添加經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)和制粒后損失率高于在育成蛋雞料中添加經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)和制粒后的損失率，與團(tuán)頭魴幼魚料調(diào)質(zhì)的蒸汽壓力大，溫度高、調(diào)質(zhì)時(shí)間長(zhǎng)以及制粒過(guò)程環(huán)模壓縮比高等都有關(guān)系。

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

4 結(jié)論

采用高分子非溶劑變溫相分離法包被技術(shù)對(duì)維生素C進(jìn)行包被，能提高維生素C在高溫、高濕儲(chǔ)存環(huán)境中以及高溫、高壓調(diào)質(zhì)，制粒條件下的穩(wěn)定性。

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