專利名稱：一種用于包埋人工飼料的微膠囊的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于包埋人工飼料的微膠囊。
背景技術：
昆蟲人工飼料的研究自人工飼養(yǎng)黑頰麗蠅Calliphora vomitoria L.開始到現(xiàn)在 整整經(jīng)歷了一百年的歷史(Vanderzant，1974)，人們對人工飼料配方的篩選、劑型的研制、 飼料添加物質等方面都進行了廣泛而深入的研究(Bruzzoneet al. , 1990 ；Dworjanyn et al. ,2007 ；Dimou et al. ,2010 ；Trebicki etal.，2009)。盡管昆蟲人工飼料配方的篩選仍 是此類研究的核心問題(Iwai etal.，2009)，但對于刺吸式的捕食性天敵來說，人工飼料 必須具備良好的軟硬度和保水性，才能較好滿足昆蟲生長發(fā)育的需要(Scriber&Slansky， 1981)。飼料的劑型直接影響昆蟲的取食行為，從而影響昆蟲的各種生理代謝活動，影響 昆蟲的生長發(fā)育及其繁殖(Reeve et al.，2003)。已成為制約人工飼料應用發(fā)展的瓶頸 (Thompson, 1999 ；Fekovich&Shapiro, 2004)。隨著人們對人工飼料研究的不斷深入，很多應 用于食品及醫(yī)藥等領域的新技術都陸續(xù)被應用到飼料工業(yè)的發(fā)展。因此根據(jù)昆蟲的營養(yǎng)需 求，針對昆蟲的不同口器類型與取食特點，配制適合昆蟲取食的人工飼料劑型是必然的發(fā) 展趨勢。微膠囊包裝技術(Microencapsulation Technology)是利用天然或合成高分子 材料，將分散的固體、液體，甚至是氣體物質包裹起來形成具有半透性或密封囊膜的微小粒 子的技術(Gharsallaoui et al.，2007)。目前微膠囊技術已被成功應用于紡織、食品、醫(yī) 藥、農藥、食品、肥料等諸多領域。該技術對于改善被包裹物質的物理性質(顏色、外觀、 表觀密度、溶解性)，提高物質的穩(wěn)定性，根據(jù)需要控制物質的釋放等方面具有很大優(yōu)勢 (Poncelet，2006)。^ M /J^ _ Orius sauteri (Poppius), M ^ M @ Hemiptera, ^ _ 禾4* Anthocoridae，可以取食蚜蟲、粉虱、飛虱及蜘蛛、葉螨等多種害蟲，是一種重要的農林生物 防治捕食性天敵(Lattin，1999)。目前，人們對于東亞小花蝽的研究已經(jīng)從早期種質資源的 開發(fā)與利用，逐漸發(fā)展到相關基礎生物學、生態(tài)學等領域(于毅等，1999 ；郭建英等，2002; 莊乾營等，2009)。隨著其在生物防治領域作用的不斷加深，目前東亞小花蝽人工大規(guī)模飼 養(yǎng)技術尚不成熟，還無法滿足日益增長的生產(chǎn)需要目前已有關于小花蝽飼料篩選的研究報 道(王方海和周偉儒，1998 ；郭建英等，2002)，但是利用新劑型生產(chǎn)工藝，特別是微膠囊技 術結合東亞小花蝽人工飼料的應用研究卻鮮有報道。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是解決上述現(xiàn)有技術中的問題，提供一種用于包埋人工飼料的微膠 囊，它通過以下步驟制備而成(1)、配料步驟配制氯化鈣溶液；配制海藻酸鈉溶液；配制人工飼料溶液；將配制好的海藻酸鈉溶液與調配好的人工飼料溶液相混合；(2)、乳化步驟用微量注射泵，將上述的海藻酸鈉與人工飼料的混合溶液注射入氯化鈣溶液；(3)、造粒步驟將上述步驟中制得的顆粒置入殼聚糖溶液中震蕩，得到海藻酸鈣_殼聚糖_海藻 酸鈣膠粒；(4)、漂洗步驟將上述步驟中制得的膠粒懸浮于海藻酸鈉溶液中30min ；將上述懸浮的膠粒置入檸檬酸鈉溶液浸泡5min ；將上述浸泡好的膠粒放入生理鹽水中清洗；將上述清洗好的膠粒置入蒸餾水中清洗；(5)、過濾步驟將上述清洗后的膠粒通過濾篩過濾。在(1)、配料步驟中所使用的氯化鈣溶液濃度可以為2% ；所配制海藻酸鈉溶液濃 度為0. 15% ；在(3)、造粒步驟中，所使用的殼聚糖溶液濃度為0.2% -0.8% ；震蕩時間為 13min ；在(4)、漂洗步驟中，所使用的海藻酸鈉溶液濃度為0. 15% ；所使用的檸檬酸鈉溶 液濃度為0. 055mol/L ；本發(fā)明海藻酸納及殼聚糖的填充比例為(1)感官評定海藻酸鈉填充比為2.0%，殼聚糖填充比為0.6%及芯壁比為1 3 的配方；(2)包埋率海藻酸鈉填充比為1.0%，殼聚糖填充比為0.8%，芯壁比為1 1的 配方；(3)含水率海藻酸鈉填充比為2. 0%、殼聚糖填充比為0. 6%及芯壁比為1 2。本發(fā)明是在室內環(huán)境條件下，針對微膠囊產(chǎn)率、包埋率及感官評定等方面對微膠 囊配方中殼聚糖和海藻酸鈉比例以及芯壁比等方面進行研究，并且比較了東亞小花蝽取食 微膠囊人工飼料后在生長發(fā)育以及繁殖能力等方面與取食朱砂葉螨對照組的差異，以期為 微膠囊技術在昆蟲人工飼料中的應用研究提供相關理論依據(jù)。


圖1為微膠囊制作裝置示意2為東亞小花蝽取食人工飼料微膠囊及朱砂葉螨各齡歷期比較示意圖(圖中柱 形上有” *”表示處理間有顯著差異，下同)圖3為東亞小花蝽取食人工飼料微膠囊及朱砂葉螨后產(chǎn)卵前期和產(chǎn)卵持續(xù)時間 的比較示意4為東亞小花蝽取食人工飼料微膠囊及朱砂葉螨后代謝速率和呼吸墑的比較 示意圖
具體實施例方式下面結合圖1、圖2、圖3、圖4及表1、表2、表3、表4、表5、表6、表7、表8，對本發(fā) 明做進一步的說明。制作實施例(1)、東亞小花蝽人工飼料的制備見圖1按照本發(fā)明制作方法制作以下原料物質的質量比的適用于微膠囊劑型的東亞小 花蝽人工飼料雞蛋黃柞蠶蛹勻漿蔗糖蜂蜜膽堿油菜花粉等于 0-50 30-50 8-10 5-15 0-20 0-10 ；其制作方法為以蔗糖20克時為例，具體配制步驟如下按上述質量比取各組分原料，依次放入 300ml蒸餾水中，用玻璃棒攪拌溶解。后以蒸餾水定容至500ml容量瓶中。制備好的人工飼 料原液作為芯材，需保存于10°c冰箱中以備人工飼料微膠囊制備所用。(2)、微膠囊劑的制備配制2 %的氯化鈣溶液1 ；將1 % -2. 5 %比例海藻酸鈉溶液分別與上述步驟中調配 好的人工飼料混合，配制成海藻酸鈉人工飼料混合溶液2 ；再用微量注射泵3注射入氯化鈣 溶液形成海藻酸鈣人工飼料顆粒，然后將人工飼料顆粒置入0. 2% -0. 8%比例的殼聚糖溶 液中用磁力攪拌器4震蕩13min時間后得到海藻酸鈣-殼聚糖-海藻酸鈣膠粒；將制備的 膠粒懸浮于0. 15%的海藻酸鈉溶液中，然后置入0. 055mol/L檸檬酸鈉溶液浸泡；經(jīng)過生理 鹽水中清洗、蒸餾水清洗、濾篩過濾步驟后包裝。穩(wěn)壓電源5的正極連接在作為陽極的微量注射泵3注射端，負極連接氯化鈣溶液 中設置的陰極板6，以提高微膠囊的制作質量。該微膠囊劑的海藻酸納及殼聚糖的填充比例為(1)感官評定海藻酸鈉填充比為2.0%，殼聚糖填充比為0.6%及芯壁比為1 3 的配方；(2)包埋率海藻酸鈉填充比為1.0%，殼聚糖填充比為0.8%，芯壁比為1 1的 配方；(3)含水率海藻酸鈉填充比為2. 0%、殼聚糖填充比為0. 6%及芯壁比為1 2。效果驗證實施例1、人工飼料微膠囊配方對制品性狀的影響產(chǎn)率各配方處理所得微膠囊產(chǎn)率均在60%以上，其中處理4的產(chǎn)率超過80%。 不同微膠囊配方組合對微膠囊人工飼料的產(chǎn)率有顯著影響，各配方因素對產(chǎn)率影響程度依 次為芯壁比>海藻酸鈉填充比>殼聚糖填充比。以微膠囊產(chǎn)率為標準的情況下，最佳微膠 囊配方為海藻酸鈉填充比為1.0%、殼聚糖填充比為0.6%、芯壁比為1 3，在以此為最 佳配方的驗證試驗中，得到87. 7%的產(chǎn)率。包埋率與產(chǎn)率相似，不同微膠囊配方處理所得人工飼料微膠囊的包埋率均在60%以上。 其中處理4的包埋率達到80%以上。包埋率受微膠囊配方組合影響顯著，以微膠囊包埋 率為參評標準時的影響程度依次是殼聚糖填充比>海藻酸鈉填充比>芯壁比；以包埋率為標準時，最佳微膠囊配方為海藻酸鈉填充比為1.0%、殼聚糖填充比為0.8%、芯壁比為 1 1，此配方驗證試驗中，微膠囊人工飼料包埋率為85.3%。含水率較高的含水率是人工飼料的重要的品質評價指標。試驗結果顯示，幾乎所有處理 中的含水量均在5. 0 %以上，最高含水率接近8. 0 %。供試各配方因素對含水率的影響強 度依次為海藻酸鈉填充比>殼聚糖填充比>芯壁比，且芯壁比對微膠囊含水率無顯著影 響，即當微膠囊配方設置為海藻酸鈉填充比為2.0%、殼聚糖填充比為0.6%及芯壁比為 1 2，此時所得人工飼料微膠囊含水率最高(表7)，可達9.5%。感官評定供試各處理所得微膠囊感官評定得分大多在60分以上。各因素的影響的強度依 次為海藻酸鈉填充比>殼聚糖填充比>芯壁比；即海藻酸鈉填充比為2.0%、殼聚糖填充 比為0.6%及芯壁比為1 3時，所得人工飼料微膠囊感官評定得分最高，為87分。2、優(yōu)選人工飼料微膠囊對東亞小花蝽生長發(fā)育、繁殖能力及其生理機能的影響見附圖2、附圖3、附圖4、以及表1、表2、表3、表4、表5、表6、表7、表8依照前述人工飼料微膠囊配方試驗結果，綜合包埋率、含水率及感官評定指標，以 包埋率為基準設定優(yōu)選最佳人工飼料微膠囊配方，制作人微膠囊工飼料飼喂東亞小花蝽。(1)微膠囊人工飼料對東亞小花蝽生長發(fā)育的影響試驗在室內條件下進行，以朱砂葉螨為對照，東亞小花蝽取食供試飼料后其1、2 齡若蟲發(fā)育歷期顯著長于取食朱砂葉螨處理(、=11. 309,Plj(2_tailed) < 0. 001 ;t2 = 3. 429， P2, (2-taiied) = 0. 003)；而 3、4 及 5 齡若蟲歷期與對照沒有差異(t3 = 1. 735，P3, (2_tailed)= o. 100 ;t4 = 0. 664，P4, (2_tailed) = 0. 516 ;t5 = 0. 476，P5, (2_tailed) = 0. 640)；取食微膠囊人工 飼料后，東亞小花蝽雌成蟲壽命(15d)顯著短于取食朱砂葉螨處理(t = 11.309，P(2_tailed) =0. 004)；成蟲羽化率在兩處理間無顯著差異(t = 0. 481，P(2_tailed) = 0. 637)，分別為 80. 8士 1. 3%及 79. 8士 1. 6%。(2)微膠囊人工飼料對東亞小花蝽繁殖能力的影響東亞小花蝽的產(chǎn)卵前期在兩種處理間沒有顯著差異(t = 1.403，P(2_tailed)= 0. 177)，均在3d以上；但微膠囊人工飼料處理的雌成蟲，其產(chǎn)卵持續(xù)時間顯著低于取食朱 砂葉螨處理(t = -6. 120，P(2_tailed) < 0. 001)后者的產(chǎn)卵持續(xù)時間接近8d(7. 98士0. 17d)， 是取食微膠囊人工飼料的(6. 38士0. 20d)的1. 25倍；東亞小花蝽取食人工飼料微膠囊后， 其產(chǎn)卵量顯著小于對照，僅為后者的80. 3% (t = -5. 889，P(2_tailed) < 0. 001)但卵的孵化 率在二者間無顯著差異(t = 11. 309，P(2_tailed) = 0. 655)。(3)微膠囊人工飼料對東亞小花蝽生理機能的影響對東亞小花蝽雌成蟲呼吸速率的影響利用呼吸儀分別測定了東亞小花蝽取食人工飼料微膠囊和朱砂葉螨后的代謝速 率和呼吸墑。結果表明東亞小花蝽取食微膠囊人工飼料后，其代謝速率顯著大于取食朱 砂葉螨處理(t = 4. 861,P(2_tailed) < 0. 001)，為后者的1. 2倍；而呼吸墑的變化趨勢則與之 相反。微膠囊人工飼料處理的呼吸墑顯著小于取食朱砂葉螨的對照(t = -3.639，P(2_tail6d) < 0. 001)，分別為 0. 0134士0. 0031 及 0. 0189士0. 0012。對東亞小花蝽雌成蟲運動能力的影響
利用行為軌跡儀測定了東亞小花蝽的運動能力，結果顯示不同飼料處理對東亞 小花蝽的總平均爬行速度影響顯著(t = -3. 639，P(2_tailed) < 0. 001)，微膠囊人工飼料處理 是取食朱砂葉螨的1. 3倍；東亞小花蝽取食微膠囊人工飼料后，在1 5min內的平均爬行 速度顯著高于取食朱砂葉螨處理(t: = 6. 711,Plj(2_tailed) < 0. 001 ;t2 = 10. 863，P2,(2_tailed)= 0. 003 ；t3 = 10. 863，PM2_tailed) < 0. 001 ;t4 = 11. 886，P4，(2_tailed) < 0. 001 ;t5 = 15. 256，P5, (2-tailed) < 0.001)，且其差異程度隨時間延長逐漸增加。相關性分析結果表明微膠囊人工 飼料處理中，東亞小花蝽平均爬行速度與爬行持續(xù)時間微相關(rpCTS。n = _0. 236，P(2_tailed)= 0. 098)；而其取食朱砂葉螨時，平均爬行速度與爬行持續(xù)時間低度相關(rpCTS。n = -0. 334，
P(2-tailed) = 0. 018)。附圖表表1.微膠囊配方因素編碼表
配方因素處理水平Factors of formulaSet-up level海藻酸鈉填充比(％) * Proportion ofALG (%)殼聚糖填充比(％) Proportion of CHI (%)芯壁比** Ratio of core to shell11.00.22 : 121.50.41 : 132.00.61 :242.50.81 :3變化間距Aj Difference between levels0.50.2“#此處為體積比。表2.微膠囊配方正交試驗設計
配方因素
試驗號Factors of formula
No.A:海藻酸鈉填充比(％)B:殼聚糖填充比(％)C芯壁比A: Proportion ofALG (%)B: Proportion of CHI (%)C: Ratio of core to shell11.00.22 : 121.00.41 : 131.00.61 :2
61.5
71.5
81.5
92:0
102.0 112.0 122.0
132.5
142.5
152.5
16_2￡表3.人工飼料微膠囊感官評分表
7
0.8 0.2 0.4 0.6 0.8 0.2 0.4 0.6 0.8 0.2 0.4 0.6 0.8
權利要求
一種用于包埋人工飼料的微膠囊，它通過以下步驟制備而成(1)、配料步驟配制氯化鈣溶液；配制海藻酸鈉溶液；配制人工飼料溶液；將配制好的海藻酸鈉溶液與調配好的人工飼料溶液相混合；(2)、乳化步驟用微量注射泵，將上述的海藻酸鈉與人工飼料的混合溶液注射入氯化鈣溶液；(3)、造粒步驟將上述步驟中制得的顆粒置入殼聚糖溶液中震蕩，得到海藻酸鈣 殼聚糖 海藻酸鈣膠粒；(4)、漂洗步驟將上述步驟中制得的膠粒懸浮于海藻酸鈉溶液中30min；將上述懸浮的膠粒置入檸檬酸鈉溶液浸泡5min；將上述浸泡好的膠粒放入生理鹽水中清洗；將上述清洗好的膠粒置入蒸餾水中清洗；(5)、過濾步驟將上述清洗后的膠粒通過濾篩過濾。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于包埋人工飼料的微膠囊，其特征在于，在(1)、配料 步驟中所使用的氯化鈣溶液濃度可以為2% ；所配制海藻酸鈉溶液濃度為0. 15%。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種用于包埋人工飼料的微膠囊，其特征在于，在(3)、造粒 步驟中，所使用的殼聚糖溶液濃度為0. 2% -0. 8% ；震蕩時間為13min。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種用于包埋人工飼料的微膠囊，其特征在于，在(4)、漂洗 步驟中，所使用的海藻酸鈉溶液濃度為0. 15%;所使用的檸檬酸鈉溶液濃度為0. 055mol/L。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于包埋人工飼料的微膠囊。它通過以下步驟制備而成(1)配料步驟配制氯化鈣溶液；配制海藻酸鈉溶液；配制人工飼料溶液；將配制好的海藻酸鈉溶液與調配好的人工飼料溶液相混合；(2)乳化步驟用微量注射泵，將上述的海藻酸鈉與人工飼料的混合溶液注射入氯化鈣溶液；(3)造粒步驟將上述步驟中制得的顆粒置入殼聚糖溶液中震蕩；(4)漂洗步驟將上述步驟中制得的膠粒懸浮于海藻酸鈉溶液中30min；將上述懸浮的膠粒置入檸檬酸鈉溶液浸泡5min；將上述浸泡好的膠粒依次放入生理鹽水、蒸餾水中清洗；(5)過濾步驟將上述清洗后的膠粒通過濾篩過濾。
文檔編號A23K1/18GK101982091SQ20101028313
公開日2011年3月2日 申請日期2010年9月16日 優(yōu)先權日2010年9月16日
發(fā)明者張君明, 張帆, 王甦, 譚曉玲 申請人:北京市農林科學院