專利名稱:魚(yú)飼料及其用途的制作方法
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及半胱胺或其鹽類化合物，和/或含半胱胺組合物用于飼養(yǎng)水生動(dòng)物，特別是有脊椎水生動(dòng)物，更特別地是水產(chǎn)養(yǎng)殖中魚(yú)的用途。本發(fā)明還涉及飼養(yǎng)魚(yú)的方法，魚(yú)飼料和制備該飼料的方法。
背景技術(shù)：
生長(zhǎng)激素已經(jīng)明確在調(diào)節(jié)動(dòng)物生長(zhǎng)中起重要作用。例如，給予產(chǎn)肉類動(dòng)物生長(zhǎng)激素會(huì)增加它們的體重，包括其肌肉質(zhì)量。然而，在這些動(dòng)物中直接使用生長(zhǎng)激素增加肉產(chǎn)量有許多缺點(diǎn)。首先，源自不同動(dòng)物的生長(zhǎng)激素很少是同源的，并且不同動(dòng)物僅對(duì)某些類型特異生長(zhǎng)激素有反應(yīng)。由于適合的外源生長(zhǎng)激素通常由垂體腺提取，制備足夠數(shù)量的適于大規(guī)模應(yīng)用的適合的外源生長(zhǎng)激素是非常困難和不經(jīng)濟(jì)的。盡管現(xiàn)在可采用DNA重組技術(shù)制備外源生長(zhǎng)激素，由這種方法制造的外源生長(zhǎng)激素仍然很昂貴。第二，將外源生長(zhǎng)激素用于家畜通常通過(guò)直接注射進(jìn)行，它不可避免地相當(dāng)昂貴和難于在大農(nóng)場(chǎng)例如奶牛場(chǎng)中給藥。在水產(chǎn)養(yǎng)殖中給魚(yú)施用外源生長(zhǎng)激素甚至更困難，由于正常基礎(chǔ)上捕捉和監(jiān)視每個(gè)魚(yú)并給它們注射適當(dāng)?shù)纳L(zhǎng)激素事實(shí)上是不可能的。第三，控制給藥劑量以精確產(chǎn)生預(yù)期效果是相當(dāng)難的，并且外源生長(zhǎng)激素過(guò)劑量有可能對(duì)動(dòng)物有害。第四，這些外源生長(zhǎng)激素的殘余會(huì)轉(zhuǎn)到肉制品中，隨后通過(guò)它們的消費(fèi)轉(zhuǎn)到人中。這方面還需要進(jìn)一步的研究，盡管一些科學(xué)家關(guān)注到這些外源生長(zhǎng)激素對(duì)人的負(fù)面副作用。
鑒于迅速增長(zhǎng)的人口，許多類型的食品，包括海產(chǎn)食品尤其是魚(yú)，需求日益增長(zhǎng)。聯(lián)合國(guó)最近的預(yù)計(jì)表明，目前海產(chǎn)食品的供應(yīng)將不得不增加七倍以滿足全世界對(duì)海產(chǎn)食品的需求。世界魚(yú)類資源迅速下降，主要由過(guò)度捕魚(yú)和破壞魚(yú)生活環(huán)境引起，很明顯，需求只能通過(guò)水產(chǎn)養(yǎng)殖滿足。然而，許多魚(yú)種水產(chǎn)養(yǎng)殖品的生產(chǎn)受到幾種因素的挑戰(zhàn)和妨礙。這些包括合適繁殖物種的選擇和供應(yīng)、養(yǎng)魚(yú)中有效增加生長(zhǎng)速度和飼料轉(zhuǎn)化率、控制飼養(yǎng)成本、控制生殖周期，和預(yù)防疾病中的困難。
為了在水產(chǎn)養(yǎng)殖中飼養(yǎng)魚(yú)以便其體重能迅速增加，一種常規(guī)方法是對(duì)魚(yú)給予外源生長(zhǎng)激素。然而，如上所解釋，魚(yú)的外源生長(zhǎng)激素給藥是非常困難的，要不就是不可能的。
一種可選方法是通過(guò)雜交育種產(chǎn)生希望的繁殖物種以增強(qiáng)魚(yú)的有益性狀。然而，這些性狀通常出現(xiàn)很慢且不可預(yù)知。即使雜交育種，魚(yú)基因組通常仍然不包含希望的傳遞預(yù)定效果的基因。
又一種選擇和繁殖傳統(tǒng)方法的可選方法是采用現(xiàn)代基因工程產(chǎn)生生長(zhǎng)迅速的轉(zhuǎn)基因魚(yú)。具體而言轉(zhuǎn)基因魚(yú)可通過(guò)采用分子生物技術(shù)識(shí)別、分離和構(gòu)建負(fù)責(zé)預(yù)期性狀的基因，然后轉(zhuǎn)移這些基因至繁殖物種生產(chǎn)。借助于這種現(xiàn)代技術(shù)，魚(yú)基因組中沒(méi)有的新性狀可由不相關(guān)的物種轉(zhuǎn)移至其中，能使新和有益的表型產(chǎn)生。然而，轉(zhuǎn)基因魚(yú)的基因工程有許多缺點(diǎn)。首先，一般廣泛關(guān)注消費(fèi)基因修飾(GM)食品的負(fù)面影響。大規(guī)模人消費(fèi)用轉(zhuǎn)基因魚(yú)的生產(chǎn)不可避免地會(huì)具有廣泛的法律和社會(huì)問(wèn)題。第二，為每種目前人消費(fèi)的魚(yú)類制造基因修飾的繁殖物種在經(jīng)濟(jì)上是不實(shí)際的。第三，應(yīng)該圈養(yǎng)的轉(zhuǎn)基因魚(yú)，如果意外逃入野外，由于它們對(duì)環(huán)境改良的整體適應(yīng)性會(huì)生長(zhǎng)迅速，不為所希望地排擠它們未修飾過(guò)的親戚。這不僅以不可思議的方式顛倒了生態(tài)系統(tǒng)，而且污染了自然界中有關(guān)物種的基因組。這樣的自然物種排擠和基因組污染至少在鮭魚(yú)中已經(jīng)看到。轉(zhuǎn)基因鮭魚(yú)通常在大小和重量上至少為兩倍，并且能顯著地存活更好。轉(zhuǎn)基因鮭魚(yú)和天然鮭魚(yú)的雜交育種已經(jīng)污染了野生的鮭魚(yú)基因組。
半胱胺是輔酶A的組分，起生理調(diào)節(jié)劑的作用。半胱胺已經(jīng)被用作飼料添加劑，促進(jìn)產(chǎn)肉類哺乳動(dòng)物的生長(zhǎng)。美國(guó)專利No.4711897公開(kāi)了包括半胱胺的動(dòng)物飼養(yǎng)方法和飼料組合物。然而，已經(jīng)識(shí)別半胱胺在正常室溫條件下是相當(dāng)敏感和不穩(wěn)定的化合物，例如，半胱胺暴露于空氣或升高溫度時(shí)易氧化。半胱胺是極吸水的。還有，半胱胺直接由口攝取時(shí)是味道差的。進(jìn)一步地，直接攝取半胱胺會(huì)產(chǎn)生不希望地胃副作用。由于這些原因，半胱胺的使用長(zhǎng)時(shí)間局限于向產(chǎn)肉類動(dòng)物直接注射含半胱胺溶液。
因此，持續(xù)存在用于改善魚(yú)類生長(zhǎng)和/或健康的組合物和/或方法的需要，特別是增加體重和/或減少水產(chǎn)養(yǎng)殖中魚(yú)的死亡率。優(yōu)選地，這種方法是安全的，能夠易于給藥且實(shí)施不貴，并且環(huán)保。
因此本發(fā)明的目的針對(duì)以上問(wèn)題，或者至少對(duì)公眾提供了一種有效的備擇方案。
發(fā)明概述按照本發(fā)明的第一方面，提供含半胱胺組合物在飼養(yǎng)魚(yú)以改善其生長(zhǎng)和/或健康中的用途，其中該組合物基本包括1至80wt％的載體。具體而言這種用途可增加魚(yú)體重。這種用途還適于減少歸因于疾病或不利生活環(huán)境的魚(yú)死亡率。優(yōu)選這種含半胱胺組合物可經(jīng)最終飼料被送到魚(yú)中。然而，這種含半胱胺組合物還可通過(guò)其它適合的不依賴于任何飼料的方法給予魚(yú)。
適當(dāng)?shù)?，這種組合物可基本包括1至95wt％化學(xué)式為NH2-CH2-CH2-SH的半胱胺或其鹽類化合物。
這種組合物可基本包括30wt％半胱胺或其鹽類化合物。載體，還充當(dāng)穩(wěn)定劑并且被稱為包函化合物(inclusion compound)宿主材料(host materials)組合物，可選自環(huán)糊精或其衍生物。這種組合物可包括10wt％的載體。
這種組合物可包括選自增量劑、崩解劑和向組合物提供包衣的材料的組分。這種包衣材料室溫條件下是固態(tài)。這種包衣材料可以是腸道的且僅在魚(yú)的腸溶解。組合物中包衣可顯示多層結(jié)構(gòu)。這種包衣適于在pH1.5至3.5保持不溶。
最終飼料可包括飼料濃縮物和/或飼料補(bǔ)充劑(supplement agent)。最終飼料可包括適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)飼料，它選自油菜籽、棉籽、大豆、魚(yú)粉、麥麩、小麥飼用粉、礦物質(zhì)、維生素和粘合劑。最終飼料可基本包括30至150ppm半胱胺。最終飼料可基本包括100至500ppm的組合物。最終飼料在其干燥狀態(tài)可基本包括33至165ppm的半胱胺。最終飼料在其干燥狀態(tài)可基本包括110至550ppm的組合物。
按照本發(fā)明的第二方面，這里提供飼養(yǎng)魚(yú)的方法，其包括如下步驟混合含半胱胺組合物(上述)和適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)飼料(還是上述)，以及以混合得到的最終飼料飼養(yǎng)魚(yú)。
優(yōu)選混合可包括直接混合組合物和基礎(chǔ)飼料?？蛇x混合可包括如下步驟制備包括含半胱胺組合物的預(yù)混合材料，和隨后混合預(yù)混合材料和基礎(chǔ)飼料，形成最終飼料。預(yù)混合材料可由混合組合物和適當(dāng)?shù)氖称凡牧现苽?。預(yù)混合材料作為中間混合物會(huì)有利于混合，這樣使得組合物可更均勻地分布入最終飼料。預(yù)混合材料具有1至25wt％的組合物含量。優(yōu)選預(yù)混合材料可具有10至20wt％的組合物含量。
按照本發(fā)明的第三方面，這里提供飼養(yǎng)魚(yú)的方法，其包括以下步驟每天以半胱胺或其鹽類化合物，或者上述含半胱胺組合物，飼養(yǎng)每條魚(yú)，優(yōu)選通過(guò)喂養(yǎng)。當(dāng)魚(yú)處于平均體重等于或小于500g的發(fā)育期時(shí)，魚(yú)適于以包括30至60ppm半胱胺或其鹽類化合物，或者100至200ppm含半胱胺組合物的飼料喂養(yǎng)。當(dāng)魚(yú)處于平均體重大于500g的發(fā)育期時(shí)，魚(yú)適于以包括60至150ppm的半胱胺或其鹽類化合物，或者200至500ppm含半胱胺組合物的飼料喂養(yǎng)。
按照本發(fā)明的第四方面，這里提供包括含半胱胺組合物的魚(yú)飼料。該組合物可用作食品添加劑。這種組合物基本包括1至95wt％化學(xué)式為NH2-CH2-CH2-SH的半胱胺或其鹽類化合物。適當(dāng)?shù)兀@種組合物可包括1至80wt％的載體。這種載體可選自環(huán)糊精或其衍生物。
按照本發(fā)明的第五方面，這里提供制備上述魚(yú)飼料的方法，其包括混合含半胱胺組合物及基礎(chǔ)飼料材料的步驟。
發(fā)明詳述本發(fā)明基于半胱胺或其鹽類化合物，和/或含半胱胺組合物由例如魚(yú)的水生動(dòng)物攝取時(shí)，在至少增加其體重上具有活性的論證。在此發(fā)現(xiàn)之前，從來(lái)沒(méi)有半胱胺在魚(yú)中可能具有這種活性的啟示或充分指示。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)類似于哺乳動(dòng)物，魚(yú)中生長(zhǎng)激素的分泌是脈沖式的。發(fā)現(xiàn)魚(yú)內(nèi)促生長(zhǎng)素抑制素(SS)的結(jié)構(gòu)類似于哺乳動(dòng)物，因?yàn)榇偕L(zhǎng)素抑制素還抑制魚(yú)內(nèi)生長(zhǎng)激素的釋放。已知生長(zhǎng)激素調(diào)節(jié)魚(yú)的代謝和營(yíng)養(yǎng)吸收，并引起生長(zhǎng)和它們體重的增益。研究還顯示生長(zhǎng)激素促進(jìn)蛋白質(zhì)合成并在魚(yú)體內(nèi)增強(qiáng)正氮平衡(positive nitrogen balance)。
魚(yú)內(nèi)生長(zhǎng)激素受體(GHR)廣泛分布于不同的組織，例如肝、腦、生殖腺、小支氣管、腸和腎。在生殖腺中，生長(zhǎng)激素和生長(zhǎng)激素受體調(diào)節(jié)類固醇的水平，導(dǎo)致促進(jìn)精子和卵的發(fā)育。小支氣管、腸和腎內(nèi)生長(zhǎng)激素和生長(zhǎng)激素受體的作用是調(diào)節(jié)魚(yú)體內(nèi)的滲透壓。腸內(nèi)生長(zhǎng)激素的增加相信能影響營(yíng)養(yǎng)吸收，并增加循環(huán)中氨基酸的濃度，從而導(dǎo)致飼料轉(zhuǎn)化率的升高。還已發(fā)現(xiàn)，魚(yú)其它組織內(nèi)生長(zhǎng)激素受體的濃度占肝的大約3至6％。然而，肝內(nèi)生長(zhǎng)激素和生長(zhǎng)激素受體的結(jié)合活性與其它組織內(nèi)的相同。
如已說(shuō)明的，魚(yú)內(nèi)生長(zhǎng)激素促進(jìn)生長(zhǎng)和調(diào)節(jié)滲透壓，并且這些經(jīng)過(guò)胰島素生長(zhǎng)因子(IGF-1)調(diào)節(jié)。本發(fā)明中，半胱胺和/或含半胱胺組合物的機(jī)理有助于減少魚(yú)內(nèi)促生長(zhǎng)素抑制素，使得生長(zhǎng)激素的濃度可升高以促進(jìn)生長(zhǎng)。值得注意的是，生長(zhǎng)激素在魚(yú)體內(nèi)產(chǎn)生，且不是外源性生長(zhǎng)激素。
人們確信具有生理活性的半胱胺起生長(zhǎng)刺激劑的作用。天然半胱胺是輔酶A(還稱為CoA-SH或CoA)的一部分，其為輔酶模式的泛酸。在代謝過(guò)程中，輔酶A充當(dāng)二巰基(dihydrosulfuryl)或與輔酶A的巰基連接的巰基變體的載體。在其它溫血脊椎動(dòng)物，例如豬、牛、鳥(niǎo)、山羊和兔子中實(shí)施的試驗(yàn)已經(jīng)顯示半胱胺可減少促生長(zhǎng)素抑制素。在制訂本發(fā)明期間，意想不到地發(fā)現(xiàn)半胱胺可相似地減少魚(yú)內(nèi)促生長(zhǎng)素抑制素。早先認(rèn)為半胱胺僅實(shí)際在顯著減少哺乳動(dòng)物和家禽促生長(zhǎng)素抑制素中有效。促生長(zhǎng)素抑制素缺失增加了魚(yú)血內(nèi)生長(zhǎng)激素的水平，同時(shí)升高了種種其它生長(zhǎng)刺激因子(包括胰島素樣生長(zhǎng)因子(IGF-1))和胰島素的水平。如所解釋的，生長(zhǎng)激素被認(rèn)為直接刺激各種組織的生理發(fā)育。
隨著各種生長(zhǎng)促進(jìn)因子的增加，魚(yú)的消化代謝速率相應(yīng)升高。認(rèn)為魚(yú)的普通蛋白質(zhì)合成速率從而升高，于是它們的體重更迅速地增加。
已經(jīng)實(shí)施了各種實(shí)驗(yàn)，以證實(shí)服用包括含半胱胺組合物的食物(或飼料)增加魚(yú)的生長(zhǎng)和體重，以下詳細(xì)介紹其中的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)背景信息實(shí)施該試驗(yàn)，以證實(shí)用含半胱胺組合物喂養(yǎng)魚(yú)的效果，以下進(jìn)行詳細(xì)描述。實(shí)驗(yàn)內(nèi)使用的魚(yú)種通稱為武昌魚(yú)(MegalobramaAmblycephala)。這里有兩組魚(yú)試驗(yàn)組和兩組魚(yú)對(duì)照組。每組具有40至41條魚(yú)。各組位于隔開(kāi)的水箱中。每個(gè)水箱的容量大約是0.26M3。水箱配備自動(dòng)溫度控制系統(tǒng)，水溫保持在約25至26℃。水箱還配備有循環(huán)系統(tǒng)，其中水箱內(nèi)的水通過(guò)該系統(tǒng)以新鮮河水有規(guī)律地間隔代替保持新鮮。
材料A.含半胱胺組合物本實(shí)驗(yàn)使用的含半胱胺組合物包括30wt％半胱胺，20wt％包函宿主化合物材料和包衣材料，26wt％填充劑，23.9wt％崩解劑和粘合劑，以及0.1wt％調(diào)味和氣味劑。在說(shuō)明書(shū)中稍后進(jìn)一步解釋對(duì)可使用的含半胱胺組合物的特殊需要。
B.預(yù)混合材料預(yù)混合材料是包括含半胱胺組合物的中間混合物。預(yù)混合材料促進(jìn)隨后與基礎(chǔ)飼料材料混合。用于制備預(yù)混合材料的成分可選自包括氨基酸、鹽、磷(phosphorous)和玉米粉的適當(dāng)食品材料。預(yù)混合材料包括10至20wt％的含半胱胺組合物，還可以采用更寬的使用范圍1至25wt％。
C.基礎(chǔ)飼料本實(shí)驗(yàn)中使用的基礎(chǔ)飼料包括約20wt％油菜籽，15wt％棉籽，15wt％大豆，15wt％魚(yú)粉，10wt％麥麩，19wt％小麥飼用粉、5wt％礦物質(zhì)、0.5wt％粘合劑和0.5wt％維生素。然而，也可使用其它適當(dāng)?shù)某煞帧?br> D.最終飼料最終飼料包括與例如含半胱胺組合物和預(yù)混合材料混合的基礎(chǔ)飼料。在本實(shí)驗(yàn)中，相同的最終飼料A1和A2型用于飼養(yǎng)兩組魚(yú)試驗(yàn)組(組I和II)。最終飼料A1和A2型通過(guò)混合適量的包括含半胱胺化合物的預(yù)混合材料和基礎(chǔ)飼料制備。具體而言最終飼料A1和A2型配制成包括約200ppm含半胱胺組合物，或60ppm半胱胺。然而，最終飼料實(shí)際可包括可使用范圍的100至200ppm的含半胱胺組合物，或者30至60ppm半胱胺。實(shí)際上，具有這些含半胱胺組合物和/或半胱胺濃度范圍的最終飼料特別適合體重等于或小于500g的魚(yú)。對(duì)于體重大于500g的魚(yú)，最終飼料優(yōu)選包括200至500ppm的含半胱胺組合物，或者60至150ppm半胱胺。還可包括微量的飼料濃縮物和/或飼料補(bǔ)充劑，以增加和平衡最終飼料的營(yíng)養(yǎng)值。
實(shí)際上，不使用預(yù)混合時(shí)，含半胱胺組合物可直接與基礎(chǔ)飼料混合。
兩組對(duì)照組(組I和II)以相同的其中未加入含半胱胺組合物的B1和B2型最終飼料飼養(yǎng)。
最終飼料A1&A2型和B1&B2型之間的區(qū)別僅在于前者包括希望數(shù)量的含半胱胺組合物。
步驟實(shí)驗(yàn)在2001年10月5日至2001年11月17日期間進(jìn)行。在實(shí)驗(yàn)之前和之后測(cè)量四組魚(yú)的每條魚(yú)的體重。記錄實(shí)驗(yàn)期間死亡的魚(yú)的數(shù)量。還記錄四組魚(yú)消耗的飼料數(shù)量。
結(jié)果和討論表1總結(jié)了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
表1實(shí)驗(yàn)之前和之后的四組魚(yú)


對(duì)照組I中，由于實(shí)驗(yàn)中死了三條魚(yú)，加入兩條相似體重的備用的魚(yú)代替兩條死亡的魚(yú)。對(duì)照組II中，實(shí)驗(yàn)中死了三條魚(yú)，加入三條相似體重的備用的魚(yú)代替三條死魚(yú)。
如表1所示，兩組試驗(yàn)組(組I和II)的魚(yú)的總體重在實(shí)驗(yàn)之前和之后分別是472.9g[＝289.7+183.2]和961.9g[558.9+403.0]。因此總的體重有489.0g的增加，轉(zhuǎn)化成總體重增加了約103％。兩組對(duì)照組的魚(yú)的總體重(組I和II)在實(shí)驗(yàn)之前和之后分別是430.7g[207.6+223.1]和801.4g[419.9+381.5]。因此總的體重有370.7g的增加，轉(zhuǎn)化成總體重增加了僅約86％。
兩組試驗(yàn)組(組I和II)的魚(yú)的均重在實(shí)驗(yàn)之前和之后分別是5.84g和11.88g。因此均重有6.03g的增加，轉(zhuǎn)化成均重增加了約103％。兩組對(duì)照組的魚(yú)的均重(組I和II)在實(shí)驗(yàn)之前和之后分別是5.32g和10.02g。因此均重有4.70g的增加，轉(zhuǎn)化成均重增加了僅約88％。這說(shuō)明試驗(yàn)組的魚(yú)在體重增加上生長(zhǎng)至少快15％。
從而，可以得出以包括含半胱胺組合物的飼料飼養(yǎng)的魚(yú)生長(zhǎng)更顯著迅速的結(jié)論。
還發(fā)現(xiàn)兩組試驗(yàn)組的魚(yú)的飼料轉(zhuǎn)化率為2.34和2.65。兩組對(duì)照組的魚(yú)的飼料轉(zhuǎn)化率為2.80和2.68。相對(duì)較低的飼料轉(zhuǎn)化率表明需要較少數(shù)量的飼料產(chǎn)生單位體重。很明顯，試驗(yàn)組內(nèi)的魚(yú)在飼料轉(zhuǎn)化成它們的體重中更有效率。
從而，可以得出以下結(jié)論以包括含半胱胺組合物的飼料飼養(yǎng)的魚(yú)能更有效地轉(zhuǎn)化和吸收飼料至其體內(nèi)，本發(fā)明的含半胱胺組合物能改善其生長(zhǎng)以及特別是增加它們的體重。
應(yīng)當(dāng)注意到，水箱內(nèi)的環(huán)境通常與工業(yè)中水產(chǎn)養(yǎng)殖的那些相似。然而，與野生中的那些比較時(shí)，環(huán)境相對(duì)較擁擠。因此水產(chǎn)養(yǎng)殖內(nèi)一些魚(yú)在這樣的環(huán)境內(nèi)由于疾病或過(guò)度擁擠而死亡不是不尋常的。然而，實(shí)驗(yàn)期間在兩組試驗(yàn)組內(nèi)無(wú)魚(yú)死亡，但是在兩組對(duì)照組內(nèi)六條魚(yú)死亡。有明顯證據(jù)表明水產(chǎn)養(yǎng)殖內(nèi)以含半胱胺組合物飼養(yǎng)魚(yú)具有更好的整體健康尤其是更高的存活率(或較低的死亡率)。這是重要的，由于存活率升高意味著更高的轉(zhuǎn)化成更高生產(chǎn)效率的產(chǎn)出。
* * *雖然以上實(shí)驗(yàn)中使用的含半胱胺組合物由以上所述組分組成，符合以下要求的含半胱胺組合物會(huì)獲得相似的結(jié)果。組合物中兩種主要成分是1至95wt％的半胱胺(或其鹽，例如，鹽酸半胱胺(cysteaminehydrochloride)，或其它的其藥學(xué)上可接受的酸加成鹽)和1至80wt％的為包函化合物宿主材料組合物的載體。半胱胺的化學(xué)式是HSCH2CH2NH2。本文提到的術(shù)語(yǔ)“半胱胺”意味著半胱胺和/或其鹽類化合物。
半胱胺及其鹽類化合物是化學(xué)文獻(xiàn)中公知的。半胱胺鹽的化學(xué)通式是C2H7NS.X，這里X可以是HCl，H3PO4，酒石酸氫鹽，水楊酸鹽，等。使用的半胱胺優(yōu)選是藥學(xué)上可接受的標(biāo)準(zhǔn)，且其中碳、氫、氮和硫的含量分別基本是31.14wt％、9.15wt％、18.16wt％和41.56wt％。
雖然含半胱胺組合物內(nèi)有效的半胱胺含量范圍是1至95wt％，1至75wt％的優(yōu)選范圍，和1至40wt％的更優(yōu)選范圍的半胱胺是可以使用的。半胱胺是含半胱胺組合物中的主要活性成分。然而，已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，如果含半胱胺組合物內(nèi)半胱胺含量超過(guò)95wt％，混合該組合物和基礎(chǔ)飼料會(huì)很困難。
用于穩(wěn)定半胱胺的載體或包函化合物宿主材料組合物主要包括環(huán)糊精和/或其衍生物，它選自甲基β-環(huán)糊精(M-β-CD)、羥丙基(hydropropyl)β-環(huán)糊精(HP-β-CD)、羥乙基(hydroethyl)β-環(huán)糊精(HE-β-CD)、聚環(huán)糊精、乙基β-環(huán)糊精(E-β-CD)以及支化環(huán)糊精。環(huán)糊精的通式是(C6O5H9)n·(C6O5H9)2，結(jié)構(gòu)式其如下 其中α-CD n＝4；β-CD n＝5；γ-CD n＝6。
(環(huán)糊精是α-D-吡喃葡萄糖的環(huán)狀低聚物。)值得注意的是優(yōu)選使用β-CD形式的環(huán)糊精，由于其分子內(nèi)徑約是6-8，這令其成為用于含半胱胺組合物制備的包函化合物宿主材料的特別適合的候選者，這涉及使用包函方法。本文涉及的術(shù)語(yǔ)“環(huán)糊精”意指環(huán)糊精和/或其衍生物。可以使用任何具有穩(wěn)定和保護(hù)半胱胺避免降解的性質(zhì)的環(huán)糊精衍生物。例如，可以使用上述環(huán)糊精或其衍生物組的任何一種。雖然含半胱胺組合物內(nèi)載體可使用含量為1至80wt％，還可使用優(yōu)選的可用范圍1至60wt％，以及更優(yōu)選的可用范圍10至40wt％的載體。使用的載體的實(shí)際數(shù)量將取決于制備含半胱胺組合物中使用的半胱胺的實(shí)際含量。
含半胱胺組合物還包括1至90wt％的填充劑，盡管在組合物中還可使用優(yōu)選可用范圍為1至60wt％和更優(yōu)選可用范圍為1至40wt％的填充劑。實(shí)際含量將取決于使用的半胱胺和包函化合物宿主材料的實(shí)際用量。
填充劑可選自粉狀纖維素、淀粉和硫酸鈣(例如，CaSO4·2H2O)。值得注意的是，如果含半胱胺組合物中填充劑的含量超過(guò)90wt％，主要活性成分的含量因此會(huì)減少，含半胱胺組合物如預(yù)計(jì)的失效。
含半胱胺組合物還可包括5至50wt％的崩解劑和粘合劑，盡管還可采用優(yōu)選可用范圍10至40wt％和更優(yōu)選的可用范圍15至35wt％。實(shí)際含量將取決于半胱胺、載體和使用的其它成分的實(shí)際數(shù)量。
粘合劑和崩解劑可選自羥丙基淀粉、微生物藻酸鹽、微晶纖維素和淀粉。已經(jīng)認(rèn)識(shí)到如果組合物內(nèi)崩解劑和粘合劑的含量小于5wt％，制備的組合物顆粒會(huì)缺少需要的硬度。此外，制備組合物會(huì)變得非常困難。然而，如果崩解劑和粘合劑含量大于50wt％，所得的組合物會(huì)過(guò)硬，粘合劑含量占崩解劑和粘合劑的混合物的大部分時(shí)尤其如此。這會(huì)導(dǎo)致魚(yú)的腸難于吸收組合物。
含半胱胺組合物還可包括0.05至0.3wt％的調(diào)味和氣味劑，其可以是香精。
含半胱胺組合物還可包括1至20wt％的包衣材料，盡管優(yōu)選可用范圍是1至15wt％，更優(yōu)選可用范圍是2至10wt％。實(shí)際含量取決于半胱胺、載體和其它使用的成分的數(shù)量。包衣材料在正常室溫條件下是固態(tài)，優(yōu)選是腸道的，使得在堿性環(huán)境例如腸中溶解。包衣材料可選自乙酸纖維素鄰苯二甲酸酯，乙酸淀粉鄰苯二甲酸酯，甲基纖維素鄰苯二甲酸酯，葡萄糖或果糖的苯二甲酸衍生物、丙烯酸和甲基丙烯酸共聚物，聚甲基乙烯基醚，馬來(lái)酸酐共聚物的部分酯化物，蟲(chóng)膠(shell-lac)和弗拉停(formogelatine)。包衣材料可在pH1.5至3.5的酸性環(huán)境中保持不溶。已經(jīng)認(rèn)識(shí)到如果包衣材料的含量小于1wt％，組合物的顆粒不可能完全由充當(dāng)保護(hù)層作用的包衣材料覆蓋。含半胱胺組合物可因此在被動(dòng)物或本發(fā)明的水產(chǎn)養(yǎng)殖的魚(yú)的腸吸收進(jìn)入血流之前降解。另一方面，如果包衣材料的含量超過(guò)15wt％，組合物中的活性成分可能不能從組合物中有效釋放。因此達(dá)不到對(duì)生長(zhǎng)和健康的希望的調(diào)節(jié)。在水產(chǎn)養(yǎng)殖中用于飼喂魚(yú)，在改善其生長(zhǎng)和/或健康，以及具體而言提高它們的體重的時(shí)候，在任何情況下，已經(jīng)確定的是包括100到500ppm的組合物(或30到75ppm的半胱胺)的飼料是有效的。
適用于本
發(fā)明內(nèi)容
的含半胱胺組合物是小顆粒形式，每個(gè)具有基本為0.28至0.90mm的優(yōu)選直徑。這些顆粒采用微囊包封方法制備。這種方法包括采用具有包函性能的大分子物質(zhì)。一種可使用的物質(zhì)是上述的載體(主要包括環(huán)糊精)。載體是充當(dāng)分子膠囊以吞沒(méi)半胱胺分子的大分子物質(zhì)，其保護(hù)和隔離組合物內(nèi)的半胱胺避免環(huán)境的光、熱、空氣和濕氣。從而保護(hù)了半胱胺的穩(wěn)定性。微囊包封方法使用的載體優(yōu)選是具有6至12個(gè)葡萄糖分子的環(huán)狀多糖化合物，它通過(guò)環(huán)糊精糖苷轉(zhuǎn)移酶和淀粉在有芽孢桿菌(Bacillus)的存在下制備。采用急性、亞急性和慢性毒性試驗(yàn)的各種研究已經(jīng)顯示這種大分子物質(zhì)是無(wú)毒的。
微囊包封步驟之后，每個(gè)顆?？赏坎贾辽僖粚忧覂?yōu)選多層的上述包衣材料。以下提供了本發(fā)明的含半胱胺組合物的制備方法的一項(xiàng)實(shí)施方案的更詳細(xì)說(shuō)明。
在聯(lián)接聚四氟乙烯且配備聚四氟乙烯涂覆的攪拌器的夾套反應(yīng)器中，在主要為氮?dú)獾臍夥諆?nèi)加入4080g的75wt％鹽酸半胱胺的乙醇溶液。使用的半胱胺的純度、熔點(diǎn)和灼燒殘余物優(yōu)選分別是98％或以上，66至70℃以及0.05％或以下。然后1200gβ-環(huán)糊精類似地在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加入反應(yīng)器。(β-環(huán)糊精的質(zhì)量符合食品添加劑的要求。具體而言干基純度大于98％；干燥重量損失小于10.0％；灼燒殘余物小于0.2％；重金屬含量小于10ppm；砷含量小于2ppm。)混合物然后在40℃加熱3小時(shí)。接著停止加熱，此后繼續(xù)攪拌2小時(shí)，由此得到的產(chǎn)品接著碾磨并在產(chǎn)品已經(jīng)于40-50℃真空干燥后經(jīng)篩濾器(例如，40目)過(guò)篩。設(shè)備可能與組合物的成分接觸的所有部分應(yīng)當(dāng)優(yōu)選由不銹鋼制成。在箱式混合器內(nèi)，在干燥環(huán)境保護(hù)下加入4200g(基于干基)的已經(jīng)經(jīng)歷上述包函步驟的半胱胺，2600g填充劑，和1200g崩解劑以及1700g粘合劑。這些成分接著徹底混合，并且可加入適當(dāng)量的無(wú)水乙醇然后與此混合。所得的混合物呈現(xiàn)為中等硬度的軟材，這樣使得它能通過(guò)手掌的輕握成形為球狀。所得球形混合物可接著通過(guò)輕觸粉碎。
混合物通過(guò)制粒機(jī)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下造粒之后，由此得到的小顆粒立即輸入流化床干燥器，接著在基本真空環(huán)境內(nèi)于40-50℃干燥。然后通過(guò)具有以下配方的方法制備腸道的包衣材料乙酸纖維素鄰苯二甲酸酯8.0g，聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯2.4ml，乙酸乙酯33.0ml和乙酸異丙酯33.6ml。以上得到的生成物顆粒在氮?dú)獗Ｗo(hù)下被均勻涂布至少一層優(yōu)選多層上述腸道的包衣材料。換言之，在每個(gè)組合物生成物顆粒中包衣材料顯示多層結(jié)構(gòu)。腸道包衣材料僅僅在堿性環(huán)境可溶。這可以防止半胱胺在組合物仍然位于動(dòng)物的胃內(nèi)時(shí)過(guò)早地從組合物中釋放。半胱胺可不利地刺激動(dòng)物胃的胃粘膜。含半胱胺組合物的生成物顆粒接著在基本真空的干燥器內(nèi)于40至50℃徹底干燥。然后除去所有溶劑。
然后令生成物顆粒冷卻至室溫，以適量的調(diào)味和氣味劑通過(guò)懸臂雙螺旋摻合機(jī)與微膠囊混合。含半胱胺組合物是其內(nèi)部具有鹽酸半胱胺和環(huán)糊精，且外部以腸道包衣材料包衣的微膠囊。制備的組合物會(huì)顯示小顆粒(或微粒)形狀，具有光滑表面、良好的流動(dòng)性，并且易于和各種動(dòng)物飼料混合。組合物的每個(gè)顆粒的直徑優(yōu)選是0.28至0.90mm。組合物還具有良好的穩(wěn)定性。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)該組合物以密閉的塑料包包裝且在涼、黑和干燥位置貯藏一年之后，它們的性能保持不變。因此，它們符合飼料添加劑的要求。
具有上述特殊結(jié)構(gòu)的組合物具有許多優(yōu)于半胱胺本身的實(shí)用優(yōu)點(diǎn)。首先，包含在這種組合物內(nèi)的半胱胺的活性在其已經(jīng)生產(chǎn)出之后保持。這是重要的，由于飼料添加劑例如這種組合物可在使用之前貯藏較長(zhǎng)時(shí)期。第二，這種組合物不會(huì)對(duì)以其飼養(yǎng)的魚(yú)引起任何明顯的副作用。第三，不僅在貯藏期，而且更重要地直至它到達(dá)魚(yú)的腸部，保持組合物的活性。第四，在水產(chǎn)養(yǎng)殖中大魚(yú)場(chǎng)內(nèi)，基于大規(guī)模基礎(chǔ)成本效率，這種組合物易于給藥，因?yàn)檫@種組合物易于和任何適合的基礎(chǔ)飼料混合。完全不需要分離步驟或注射。
以上討論的每篇參考文獻(xiàn)的內(nèi)容，國(guó)際專利公開(kāi)號(hào)No.WO02/48110(申請(qǐng)?zhí)朜o.PCT/EP01/14628)和PRC專利公開(kāi)號(hào)No.1358499(申請(qǐng)?zhí)朜o.00132107.2)以及未公開(kāi)的UK專利申請(qǐng)?zhí)朜o.0203991.5，包括其中引用的參考文獻(xiàn)，本文將其全部引入作為參考。必須注意到各種變化、修正，和進(jìn)一步的實(shí)施是可行的，從而，所有這些變化、修正和實(shí)施方案被認(rèn)為在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.含半胱胺組合物的用途，其用于飼喂魚(yú)以改善其生長(zhǎng)和/或健康，其中所述組合物基本包括1至80wt％的載體。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的含半胱胺組合物的用途，其用于飼喂魚(yú)以增加其體重。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的含半胱胺組合物的用途，其用于飼喂魚(yú)以在水產(chǎn)養(yǎng)殖中減少由于疾病或不利生活條件的死亡率。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1、2或3所述的用途，其中所述含半胱胺組合物經(jīng)最終飼養(yǎng)材料喂給所述魚(yú)。
5.根據(jù)任何前述權(quán)利要求
所述的用途，其中所述組合物基本包括1至95wt％化學(xué)式為NH2-CH2-CH2-SH的半胱胺或其鹽類化合物。
6.根據(jù)任何前述權(quán)利要求
所述的用途，其中所述載體選自環(huán)糊精或其衍生物。
7.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的用途，其中所述組合物基本包括30wt％的半胱胺或其鹽類化合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的用途，其中所述組合物包括20wt％的所述載體。
9.根據(jù)任何前述權(quán)利要求
所述的用途，其中所述組合物進(jìn)一步包括選自增量劑、填充劑、崩解劑和粘合劑的成分。
10.根據(jù)任何前述權(quán)利要求
所述的用途，其中所述組合物進(jìn)一步包括包衣材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求
10所述的用途，其中所述包衣材料在室溫條件下是固態(tài)。
12.根據(jù)權(quán)利要求
10或11所述的用途，其中所述包衣材料是腸道的且在所述魚(yú)的腸中可溶。
13.根據(jù)權(quán)利要求
10至12的任何一項(xiàng)所述的用途，其中在所述組合物內(nèi)所述包衣材料顯示多層結(jié)構(gòu)。
14.根據(jù)權(quán)利要求
10至13的任何一項(xiàng)所述的用途，其中所述包衣材料適于在pH1.5至3.5保持不溶解。
15.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的用途，其中所述最終飼料進(jìn)一步包括飼料濃縮物和/或飼料補(bǔ)充劑。
16.根據(jù)權(quán)利要求
4或15所述的用途，其中所述最終飼料包括適合的選自油菜籽、棉籽、大豆、魚(yú)粉、麥麩、小麥飼用粉、礦物質(zhì)、維生素和粘合劑的基礎(chǔ)飼料。
17.根據(jù)權(quán)利要求
4、15和16的任何一項(xiàng)所述的用途，其中所述最終飼料基本包括30至150ppm的半胱胺。
18.根據(jù)權(quán)利要求
17所述的用途，其中所述最終飼料基本包括60ppm的半胱胺。
19.根據(jù)權(quán)利要求
4，和15至17的任何一項(xiàng)所述的用途，其中所述最終飼料基本包括100至500ppm的所述組合物。
20.根據(jù)權(quán)利要求
19所述的用途，其中所述最終飼料基本包括200ppm的所述組合物。
21.根據(jù)權(quán)利要求
4，15至17的任何一項(xiàng)所述的用途，其中所述最終飼料在其干燥狀態(tài)基本包括33至165ppm的半胱胺。
22.根據(jù)權(quán)利要求
4，15至17，和19的任何一項(xiàng)所述的用途，其中所述最終飼料在其干燥狀態(tài)基本包括110至550ppm的所述組合物。
23.一種飼養(yǎng)魚(yú)的方法，其包括(a)將任何前述權(quán)利要求
所述的含半胱胺組合物和適合的用于所述魚(yú)的基礎(chǔ)飼料混合，和(b)以所述步驟(a)中混合得到的最終飼料喂養(yǎng)所述的魚(yú)。
24.根據(jù)權(quán)利要求
23所述的方法，其中所述步驟(a)中的混合包括直接混合所述組合物和所述基礎(chǔ)飼料。
25.根據(jù)權(quán)利要求
23所述的方法，其中所述步驟(a)中的混合包括首先制備包括所述含半胱胺組合物的預(yù)混合材料，并且隨后混合所述預(yù)混合材料和所述基礎(chǔ)飼料形成所述最終飼料。
26.根據(jù)權(quán)利要求
25所述的方法，其中所述預(yù)混合材料通過(guò)混合所述組合物和適當(dāng)?shù)倪x自氨基酸、鹽、磷和玉米粉的食品材料制備。
27.根據(jù)權(quán)利要求
25或26所述的方法，其中所述預(yù)混合材料具有1至25wt％含量的所述組合物。
28.根據(jù)權(quán)利要求
27所述的方法，其中所述預(yù)混合材料具有10至20wt％含量的所述組合物。
29.一種飼養(yǎng)魚(yú)的方法，其包括以權(quán)利要求
1至22的任何一項(xiàng)定義的含半胱胺組合物飼養(yǎng)所述每條魚(yú)的步驟。
30.根據(jù)權(quán)利要求
29所述的方法，其中所述魚(yú)在平均體重等于或小于500g的發(fā)育期時(shí)，以包括30至60ppm的所述半胱胺或其鹽類化合物的飼料喂養(yǎng)所述魚(yú)。
31.根據(jù)權(quán)利要求
29所述的方法，其中所述魚(yú)在平均體重等于或小于500g的發(fā)育期時(shí)，以包括100至200ppm的所述含半胱胺組合物的飼料喂養(yǎng)所述魚(yú)。
32.根據(jù)權(quán)利要求
29所述的方法，其中所述魚(yú)在平均體重大于500g的發(fā)育期時(shí)，以包括60至150ppm的所述半胱胺或其鹽類化合物的飼料喂養(yǎng)所述魚(yú)。
33.根據(jù)權(quán)利要求
29所述的方法，其中所述魚(yú)在平均體重大于500g的發(fā)育期時(shí)，以包括200至500ppm的所述含半胱胺組合物的飼料喂養(yǎng)所述魚(yú)。
34.一種魚(yú)飼料，其包括權(quán)利要求
1至22的任何一項(xiàng)定義的含半胱胺組合物。
35.根據(jù)權(quán)利要求
34所述的飼料，其中所述組合物基本包括1至95wt％化學(xué)式為NH2-CH2-CH2-SH的半胱胺或其鹽類化合物。
36.根據(jù)權(quán)利要求
34或35所述的飼料，其中所述組合物包括1至80wt％的載體。
37.根據(jù)權(quán)利要求
36所述的飼料，其中所述載體選自環(huán)糊精或其衍生物。
38.制備權(quán)利要求
34至37的任何一項(xiàng)定義的魚(yú)飼料的方法，其包括混合含半胱胺組合物和基礎(chǔ)飼料的步驟。
專利摘要
含半胱胺組合物飼養(yǎng)魚(yú)以改善其生長(zhǎng)和/或健康的用途，其中所述組合物包括1至80wt％的載體。
文檔編號(hào)A23K1/18GKCN1649509SQ03808864
公開(kāi)日2005年8月3日 申請(qǐng)日期2003年2月20日
發(fā)明者池豪, 聞芹堂, 陸天水 申請(qǐng)人:華擴(kuò)達(dá)動(dòng)物科技(I.P.3)有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan