一种具有抗菌和抗氧化功能沙棘包合物的制备方法

技术领域

本发明涉及一种具有抗菌和抗氧化功能沙棘包合物的制备方法，主要用于动物健康养殖，属于纳米矿物功能材料和动物饲料添加剂领域。

背景技术

近年来，抗生素问题引起全球关注，各国都采取相应的措施。我国于2020年7月开始全面禁抗，开发安全、高效饲料抗生素替代产品，成为动物健康养殖的迫切需求。近年来，植物提取物在动物健康养殖中的应用越来越受到重视，如何利用植物资源设计和开发功能型替抗产品具有重要意义。沙棘中含有大量的功能性成分，如黄酮类化合物、维生素、糖类、有机酸和氨基酸等（湖南饲料，2020，1，47-48；粮食与油脂，2020，33（5），15-16），具有优异的抗氧化功能。近些年有学者尝试将其应用到饲料中，但是沙棘原浆或沙棘果粉直接应用功能单一，且抑菌活性较弱。

壳寡糖和壳聚糖及其衍生物对某些真菌、革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有明显的抑制效果，是一种安全的天然抗菌剂（现代食品，2020，20：71-74）。利用壳聚糖带正电荷的特点，可以将其与带负电荷、无毒且具有抗菌性能的物质进行静电自组装，静电自组装不会破坏不同物质的化学结构，因此保留了各自的优点，制备的复合材料可以发挥协同抗菌作用，抗菌效果得到大幅度提高（化工新型材料，2020，48(11)：49-53）。将壳聚糖与具有抗氧化功能的活性组分进行新型结构材料设计，可以开发具有抗菌、抗氧化活性的功能材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有抗菌和抗氧化功能沙棘包合物的制备方法。

本发明制备具有抗菌和抗氧化功能沙棘包合物的方法，是在机械力搅拌下，将沙棘原浆、阳离子化合物溶液、粘结剂水溶物依次喷洒于黏土矿物表面，所得物料经烘干、筛分、包装即得。

所述沙棘原浆固含量为10~15%，沙棘原浆用量为黏土矿物质量的5~15%。

所述阳离子化合物为甘草酸单铵盐、季铵化壳寡糖、季铵化壳聚糖及其衍生物。

所述阳离子化合物溶液浓度为0.5~2.5%，用量为黏土矿物质量的5~10%。

所述粘结剂为谷朊粉、羧甲基纤维素、羟甲基纤维素钠、海藻酸钠、α-淀粉中的一种。

所述粘结剂水溶液浓度为0.5~1.5%，其用量为黏土矿物质量的10~25%。

所述黏土矿物为凹凸棒石、海泡石、蒙脱石、高岭石中的一种。这些黏土矿物可以用于动物安全养殖。

所述机械力搅拌的转速为160~250rpm，持续搅拌时间为60~180min。通过高速搅拌产生的机械力，使得物料之间发生物理和化学作用达到均一混合和表面包被。

图1为本发明实施例2凹凸棒石投加量2t所得沙棘包合物筛分数码照片（右图是放大的数码照片）。可以看出，所得沙棘包合物呈球形，且颗粒物尺寸大小均一。沙棘包合物经1mm标准筛筛分回收率为91%。

图2为本发明实施例2所得包合物抗氧化性能评价结果。结果显示，当所得包合物的质量浓度为22 mg/mL时，对羟基自由基的清除率可以达到89%。

综上所述，本发明以黏土矿物为载体，通过机械力化学作用，将沙棘原浆中的活性组分组装在其表面，进一步结合阳离子分子和粘结剂，并利用阳离子化合物和粘结剂之间的交联作用，以及油脂的乳化和抗菌活性，在搅拌作用下实现有效包封，同时赋予沙棘原浆抑菌性能，克服了沙棘在饲料中直接应用效率低，功能单一和动物利用效率差的缺陷，获得一种具有抗菌和抗氧化功能的球状沙棘包合物，可作为动物饲料添加剂用于动物安全养殖。

附图说明

图1为本发明实施例2所得沙棘包合物数码照片。

图2为本发明实施例2所得沙棘包合物抗氧化性能测试结果。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明一种具有抗菌和抗氧化功能沙棘包合物的制备方法进行详细说明。

实施例1

在搅拌状态下，将占比凹凸棒石质量分数10%的沙棘原浆（沙棘原浆固含量13.2%）、5%的甘草酸单铵盐溶液（甘草酸单铵盐溶液浓度为0.5%）、15%的海藻酸钠溶液（海藻酸钠溶液为1%）依次喷洒于载体表面，其中每喷洒完一种组分持续搅拌15min后进行下一物料的喷雾，控制体系温度55℃，搅拌速率200rpm下搅拌180min，所得物料80℃烘干、筛分、包装即得沙棘包合物。所得沙棘包合物经不同孔径标准筛筛分后回收率以及对大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度测试结果分别见表1、2、3。

实施例2

在搅拌状态下，将占比凹凸棒石质量分数15%的沙棘原浆（沙棘原浆固含量15%）、7.5%的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵壳寡糖溶液（3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵壳寡糖溶液浓度为1.5%）、、10%的羟甲基纤维素钠溶液（羟甲基纤维素钠溶液浓度为1%）依次喷洒于载体表面，其中每喷洒完一种组分持续搅拌15min后进行下一物料的喷雾，控制体系温度50℃，搅拌速率160rpm下搅拌120min，所得物料80℃烘干、筛分、包装即得沙棘包合物。所得沙棘包合物经不同孔径标准筛筛分后回收率以及对大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度测试结果分别见表1、2、3。

实施例3

在搅拌状态下，将占比海泡石质量分数15%的沙棘原浆（沙棘原浆固含量10%）、10%的羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖溶液（羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖溶液浓度为1.5%）、7.5%的α-淀粉溶液（α-淀粉溶液浓度为1.5%）依次喷洒于载体表面，其中每喷洒完一种组分持续搅拌15min后进行下一物料的喷雾，控制体系温度60℃，搅拌速率250rpm下搅拌60min，所得物料80℃烘干、筛分、包装即得沙棘包合物。所得沙棘包合物经不同孔径标准筛筛分后回收率以及对大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度测试结果分别见表1、2、3。

实施例4

在搅拌状态下，将占比蒙脱石质量分数7.5%的沙棘原浆（沙棘原浆固含量13.6%）、7.5%的羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖溶液（羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖溶液浓度为1%）、17.5%的羧甲基纤维素钠溶液（羧甲基纤维素钠溶液浓度为0.75%）依次喷洒于载体表面，其中每喷洒完一种组分持续搅拌15min后进行下一物料的喷雾，控制体系温度60℃，搅拌速率160rpm下搅拌60min，所得物料80℃烘干、筛分、包装即得沙棘包合物。所得沙棘包合物经不同孔径标准筛筛分后回收率以及对大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度测试结果分别见表1、2、3。

实施例5

在搅拌状态下，将占比高岭石质量分数10%的沙棘原浆（沙棘原浆固含量12.8%）、7.5%的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵壳寡糖溶液（羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖溶液浓度为2.5%）、15%的谷朊粉溶液（谷朊粉溶液浓度为1%）依次喷洒于高岭土表面，其中每喷洒完一种组分持续搅拌15min后进行下一物料的喷雾，控制体系温度65℃，搅拌速率200rpm下搅拌90min，所得物料80℃烘干、筛分、包装即得沙棘包合物。所得沙棘包合物经不同孔径标准筛筛分后回收率以及对大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度测试结果分别见表1、2、3。

实施例6

在搅拌状态下，将占比高岭石质量分数5%的沙棘原浆（沙棘原浆固含量12.8%）、7.5%的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵壳寡糖溶液（羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖溶液浓度为1%）、20%的海藻酸钠溶液（海藻酸钠溶液为1%）依次喷洒于高岭土表面，其中每喷洒完一种组分持续搅拌15min后进行下一物料的喷雾，控制体系温度55℃，搅拌速率180rpm下搅拌120min，所得物料80℃烘干、筛分、包装即得沙棘包合物。所得沙棘包合物经不同孔径标准筛筛分后回收率以及对大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度测试结果分别见表1、2、3。

表1结果表明，沙棘包合物经1mm标准筛筛分回收率为91%。

通过表2的对比可知，实施例2，实施例3和实施例4所得沙棘包合物对大肠埃希菌表现出较优的抗菌性能，最小抑菌浓度为0.5mg/mL。

通过表3的对比可知，实施例2所得沙棘包合物对金黄色葡萄球菌表现出较优的抗菌性能，最小抑菌浓度小于0.1mg/mL。