高生物利用度虾青素生产技术
发布日期：2023-02-07 14:18
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| 成果名称 | 高生物利用度虾青素生产技术 | |||
| 成果登记号 | DJ106032023Y0045 | 知识产权 | 国内领先 | |
| 完成单位 | ||||
| 序号 | 单位名称 | 通讯地址 | ||
| 1 | 浙江新和成股份有限公司 | 浙江省新昌县七星街道新昌大道西路418号 | ||
| 完成人 | ||||
| 序号 | 姓名 | 工作单位 | 对成果的贡献 | |
| 1 | 李建东 | 浙江新和成股份有限公司 | 开发了一种高稳定性、高生物利用度的虾青素微胶囊产品，各项指标都达到国内领先水平。 | |
| 2 | 潘丽爽 | 浙江新和成股份有限公司 | 对虾青素微胶囊油相制备工艺进行改进，使得虾青素颗粒以纳米分散的形式被包裹在脂类物质中。 | |
| 3 | 龚洋洋 | 浙江新和成股份有限公司 | 产品稳定性试验及应用研究 | |
| 4 | 刘香 | 浙江新和成股份有限公司 | 产品稳定性试验及应用领域拓展 | |
| 5 | 王茂林 | 浙江新和成股份有限公司 | 工艺研发及优化 | |
| 6 | 张洋阳 | 浙江新和成股份有限公司 | 工艺研发及优化 | |
| 7 | 严辉焕 | 浙江新和成股份有限公司 | 工艺研发及产品应用研究 | |
| 成果公报内容（成果简介、创新突破点、同行认可、引用情况、应用情况等） | ||||
| 1、课题来源与背景 虾青素是海洋甲壳类动物和鱼类体内色素主要的类胡萝卜素，但是动物体不能自身合成，必须从日粮中获得。目前微胶囊化虾青素的主要用途之一就是作为饲料添加剂用以改善鱼、虾、贝类等养殖动物的皮肤和肌肉颜色，从而提高水产动物的观赏性和商品价值。 全球大西洋鲑（三文鱼）饲料虾青素产品的需求量预计为1700-2000吨/年（按10%虾青素含量计），且有逐年增长的趋势。 2、研究目的与意义 虾青素晶体生物利用度差、稳定性差，利用微胶囊技术将虾青素包裹在壁材内部，可减轻外界环境如光、氧、温度等对虾青素的影响程度，但在高温、高湿等储存条件下或挤压膨化加工条件下，虾青素微胶囊产品往往受高温、高压、水分的影响而高度不稳定。 三文鱼饲料生产商主要为EWOS、Skretting、Biomar和Mowi，四大三文鱼饲料公司对虾青素需求占整体需求的90%以上。通过前期调研，这几个公司对虾青素在三文鱼饲料生产过程中的稳定性、生物利用度要求非常高。 本项目的目的是制备一种稳定、高生物利用度的10%虾青素微胶囊产品。通过工艺创新为虾青素提供多层保护，虾青素颗粒以纳米分散的形式被包裹在脂类物质中，再一起被包裹在水性壁材中，隔绝氧气，产品加工稳定性好、生物利用度高。 3、主要论点与论据 虾青素微胶囊制备过程中一般涉及几个步骤：一是水相制备，将水溶性胶体与填充物等溶解于水中得水相；二是油相制备，将类胡萝卜素晶体与抗氧化剂等通过某种方式或溶解，或熔融，或分散以形成油相；三是乳液制备，将水相与油相充分混合，形成水包油型分散性乳液。最后，根据需要，可以将此分散性乳液进行喷雾干燥/造粒得虾青素微胶囊干粉/微粒。 在这些步骤中，难度最大的是油相制备，主要是类胡萝卜素晶体溶解性差，熔点高，高温下易降解及异构化造成的。现有虾青素制剂油相制备技术，主要包括研磨法、热熔法、有机溶剂法三种。利用微胶囊技术将虾青素包裹在壁材内部，虽然可减轻外界环境如光、氧、温度等对虾青素的影响程度，但在高温、高湿等储存条件下或挤压膨化加工条件下，虾青素微胶囊产品依然受高温、高压、水分的影响而高度不稳定。 因此本项目针对现有制剂生产技术缺陷，针对性的开发虾青素微粒制剂技术，隔绝氧气、光等不利因子，增强其稳定性。此外，虾青素颗粒粒径与生物利用率之间有着密切联系，较小的颗粒粒径对于提高其生物利用率更加有利，因此需要将虾青素颗粒粒径控制在纳米级，从而提高虾青素的生物利用率。 本项目将虾青素颗粒以纳米分散的形式包裹在脂类物质中，再一起包埋于壁材中，脂类物质的存在能为其中的虾青素颗粒提供致密保护，隔绝水分、氧气，外层的壁材能防止脂类物质受热时脱落，使产品具有更好的加工稳定性。 本项目采用溶剂法制备虾青素微胶囊，并对油相制备工艺进行了改进。先将虾青素溶解在溶剂中，再将该虾青素溶液雾化成微小液滴，与喷射出的热脂类物质在分散装置中接触，高速混合，同时回收溶剂。过程中，溶剂挥发，虾青素以分子状态析出并生长，由于残留溶剂和热油脂对虾青素有一定溶解度，结晶析出速度受到明显抑制，因此在高速混合条件下，颗粒粒径能被控制在纳米级。 4、创见与创新 （1）采用溶剂法制备虾青素微胶囊，将脂类物质置于包材内部，提升产品稳定性。 （2）油相制备工艺中，虾青素溶液雾化成微小液滴与热脂类物质在分散装置中接触，在高速混合条件下，使颗粒粒径被控制在纳米级。 （3）采用热脂类物质进行分散，混合分散液体系中的残留溶剂和热脂类物质对虾青素仍有一定的溶解度，导致虾青素的析出受到明显抑制，在高速混合条件下，颗粒粒径能被控制在纳米级。 （4）虾青素颗粒以纳米分散的形式被包裹在脂类物质中，脂类物质的存在能为其中的虾青素颗粒提供致密保护，隔绝氧气，使产品具有更好的加工稳定性。 5、社会经济效益，存在的问题 本项目的目的是制备一种稳定、高生物利用度的10%虾青素微胶囊产品。通过工艺创新为虾青素提供多层保护，虾青素颗粒以纳米分散的形式被包裹在脂类物质中，再一起被包裹在水性包材中，隔绝氧气，产品加工稳定性好、生物利用度高。该项目产品工业化后，年产量500吨，工业产值15000万元，具有良好的经济、社会效益。 本项目产品主要劣势是溶剂量大，为避免对环境造成影响，因此本项目对溶剂进行了冷凝回收。 本项目采用溶剂法工艺制备虾青素微胶囊，溶剂选用二氯甲烷，二氯甲烷虽属低毒性，但进入人体遇热和潮湿可分解出盐酸、一氧化碳等，遇明火产生剧毒的光气。若不加以回收不仅对经济造成损失 、对环境造成污染 ，而且可能损害员工的中枢神经和呼吸系统。本项目采用冷凝+活性炭吸附法回收二氯甲烷，废气中二氯甲烷浓度＜100mg/m3。 6、历年获奖情况 | ||||
| 评价（鉴定、验收）委员会名单 | ||||
| 序号 | 姓名 | 单位 | 专业领域 | 职称 |
| 1 | 陈文森 | 浙江省石油和化学工业协会 | 精细化工 | 正高 |
| 2 | 王勇 | 浙江大学 | 催化化学 | 正高 |
| 3 | 熊春华 | 浙江工商大学 | 应用化学 | 正高 |
| 4 | 章鹏飞 | 杭州师范大学 | 有机合成 | 正高 |
| 5 | 吴幼鑫 | 浙江省化工研究院 | 有机化工 | 正高 |
| 组织评价单位:新昌县经济和信息化局 | ||||
| 评价（鉴定、验收）意见 | ||||
| 经企业申请，新昌县经济和信息化局于2021年12月10日在新昌组织召开了由浙江新和成股份有限公司承担的省级工业新产品开发项目“高生物利用度虾青素生产技术”(备案号：202126DE117)鉴定会，鉴定委员会听取了项目工作总结、技术总结、产品检测、科技查新和用户使用意见等报告，审阅了相关资料。经讨论，形成如下鉴定意见： 1. 提供的技术资料齐全、规范，符合鉴定要求。 2. 项目产品以虾青素纯品为原料，溶于有机溶剂，经雾化制得油相；以木质素磺酸盐等辅料制得水相，再将水相和油相充分乳化、喷雾造粒等工序制得虾青素微胶囊，工艺路线合理可行，具有产品质量好、收率高、三废量减少等特点。在虾青素制剂制备工艺上有创新，已申请中国发明专利1件，技术处国内领先水平。 3. 产品经上海天祥质量技术服务有限公司检测，所测指标符合GBT 23745-2009 饲料添加剂 10%虾青素 标准要求，经用户使用，反映良好，具有较好的经济和社会效益。 4. 企业已通过ISO9001:2015质量管理、ISO14001:2015环境管理等体系认证，生产设备、检测手段和环保设施能满足批量生产要求。 鉴定委员会认为该项目已完成项目计划任务书的任务要求，同意通过鉴定（验收）。 | ||||
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