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本研究的目的是开发一种新型的可以使植物来源抗菌剂(香芹酚)在动物消化道内定点的包被技术,同时能使定点释放的植物抗菌剂发挥其生物活性功能。并且本研究通过一些列动物实验验证了开发的新包被技术在实际应用中的可行性。
实验一:通过乳化-挤压技术将香芹酚包进以藻酸盐-乳清蛋白及钙形成的壁材中。在包被壁材配方的设计中使用响应面设计来用最少的设计获取最优配方。在模拟胃液、模拟肠液中测定包被好的微胶囊的体外模拟释放情况。分析结果显示香芹酚在所有微胶囊中的包埋率都在98%以上,所有风干微胶囊中香芹酚的平均负载率是71.8%±0.5%(w/w)。微胶囊的释放情况根据配方而变化,而且差异比较大。所有微胶囊在模拟胃液中孵化1小时后都保持完整,但是有10.7±0.9%到17.8±0.4%的香芹酚从微胶囊中释放出来。将在模拟胃液中孵化过后的微胶囊再孵化在模拟肠液中,两小时过后,微胶囊全部破碎。根据已有20种微胶囊所以体外试验数据所生成的模型,我们设计出一个在模拟胃液和肠液中释放更慢,硬度更高的新配方。以上体外研究结果显示藻酸盐-乳清蛋白-钙有可能用作生物相容性定点释放载体来实现植物来源抗菌剂在食用动物消化道内的定点释放。可以通过调节配方中不同原料组分的比例可以实现植物来源抗菌剂在动物胃肠道不同部位的定点释放。
实验二:本实验的目的是研究包被及未包被香芹酚在生长猪(体重43.2±2.38公斤)以及35日龄肉鸡肠道不同部位食糜中抗沙门氏菌PT193、沙门氏菌DT104以及大肠杆菌K88的能力。用TSB培养液将食糜稀释1倍或3被以及不稀释作为不同的处理。食糜不稀释且不添加香芹酚作为对照组。将包被或为包被的1000ppm的香芹酚,108 CFU/ml的病原菌(沙门氏菌PT193、沙门氏菌DT104或大肠杆菌K88)以及来自不同部位的食糜混合,并将混合物在39或37℃下培养5个小时。通过测定香芹酚在相应选择性培养基上的抑制病原菌生长情况来鉴定香芹酚的抗菌活性。实验结果表明包被和未包被香芹酚在生长猪和肉鸡食糜中对沙门氏菌PT193、沙门氏菌DT104或大肠杆菌K88几乎一致,这也说明在生长猪和肉鸡食糜中孵化5个小时后被包被的香芹酚能从微胶囊中完全释放出来,且无活性损失,同时发现来自生长猪以及肉鸡肠道不同部位的食糜对香芹酚的抗菌活性有不同的影响,来自远段肠道的食糜对香芹酚抗菌活性的影响要大于来自近段肠道食糜的影响大。来自肉鸡肠道不同部位的食糜对香芹酚抗菌活性的影响要比来自生长猪肠道不同部位食糜的影响大。
实验三:将未包被和包被的香芹酚微胶囊添加到饲料中饲喂13日龄Ross×Ross肉鸡和初始体重为11.93±0.91kg的生长猪。香芹酚在畜禽动物体内的代谢动力学表明,绝大部分未包被香芹酚在肉鸡和生长猪的胃/肌胃和十二指肠中被快速吸收。乳清蛋白-藻酸盐-钙微胶囊可以实现在动物消化道内定点释放。在没有经过制粒的情况下,本实验中所用微胶囊配方可以实现在肉鸡和猪的空肠和回肠中释放。经过制粒后一部分微胶囊在制粒过程中被破坏,经过制粒后的微胶囊再在肉鸡肌胃的作用下,几乎全部被包被的香芹酚在肌胃中从微胶囊中释放出来,释放出来的香芹酚在肌胃和十二指肠中被快速吸收掉。
实验四:将未包被和包被的香芹酚微胶囊添加到饲料中饲喂1日龄Ross×Ross肉鸡和初始体重为10.13±0.64kg的生长猪。包被和未包被香芹酚都会降低肉鸡1-12天的采食量,但是包被香芹酚对采食量的影响要低于未包被香芹酚。包被和未包被香芹酚都能显著提高肉鸡1-12的平均日增重和饲料转化率(P<005),且包被香芹酚对肉鸡1-12天的平均日增重和饲料转化率的影响要高于未包被香芹酚。包被香芹酚对生长猪的采食量、平均日增重以及饲料转化率的影响都高于未包被香芹酚,这说明包被还是一种有效掩盖香芹酚的刺激性气味,辅助香芹酚发挥其提高动物生长性能的有效手段。
这些结果表明乳清蛋白-藻酸盐-钙微胶囊可以用作在动物消化道内定点释放的生物相容性载体。