ПРОДУКТЫ, ЗАЩИЩЕННЫЕ ОТ РАСЩЕПЛЕНИЯ В РУБЦЕ
PRODUCTS PROTECTED FROM CLEAVAGE IN RUMEN

Настоящее изобретение относится к композиции для кормления жвачного животного, содержащей биологически активный ингредиент и покрытие, окружающее биологически активный ингредиент, способу ее получения, корму, содержащему композицию в соответствии с настоящим изобретением, и способу дополнения рациона жвачного животного биологически активным ингредиентом в составе композиции или комбикорма в соответствии с настоящим изобретением.
Жвачные животные являются млекопитающими подотряда Ruminantia, включающего хорошо известных крупный рогатый скот, овец и коз. Они имеют желудок, разделенный на четыре морфологически различных отдела: рубец, сетку, книжку и сычуг. Рубец и сетка происходят из терминальной части пищевода, а книжка и сычуг считаются истинным желудком. Бактерии, присутствующие в рубце, позволяют жвачным животным переваривать целлюлозные материалы, такие как трава. Общепринятое переваривание происходит в сычуге, иногда называемом истинным желудком.
Рубец, который, по сути, представляет собой непрерывный ферментер, обеспечивает множество микроорганизмов, которые разрушают и переваривают большую часть поглощенных кормовых продуктов, потребляемых жвачным животным в качестве части их нормального жизненного цикла. Поглощенный белковый материал расщепляется в рубце до растворимых пептидов и аминокислот, которые используются микроорганизмами в качестве питательных веществ. Поток содержимого рубца, богатый клетками микроорганизмов, выходит из рубца в книжку. Функция книжки заключается в разделении жидкостей и твердых веществ. Большая часть жидкости возвращается в рубец, в то время как остальная часть материала попадает в сычуг. Переваривание и всасывание затем продолжаются в сычуге способом, подобным обнаруженному у моногастричных. Ферменты, секретируемые в полость сычуга, переваривают большую часть материала, включая клетки микроорганизмов. Переваренные клетки микроорганизмов обеспечивают жвачное животное белком и аминокислотами.
Действие микроорганизмов рубца имеет большое преимущество, заключающееся в возможности превращения множества компонентов корма, которые не имеют непосредственного питательного значения для хозяина, в продукты, которые могут усваиваться и использоваться хозяином. Например, целлюлоза может быть превращена в смесь летучих жирных кислот, которая может служить в качестве источника энергии для хозяина.
К сожалению, данное действие микроорганизмов также имеет некоторые недостатки. Например, растворимые белки с высоким питательным значением могут быть расщеплены и переварены в рубце и частично ресинтезированы в белок микроорганизмов с более низким питательным значением. Аминокислоты также химически изменяются микроорганизмами рубца, которые превращают аминокислоты в диоксид углерода, летучие жирные кислоты и аммиак.
Все белки, присутствующие у животных, состоят из комбинаций более 20 различных аминокислот. Среди них десять незаменимых аминокислот не синтезируются должным образом в организме животного, и животное должно их поглощать. Эти десять аминокислот также называются незаменимыми или ограничивающими рост аминокислотами. Когда имеется недостаток незаменимых аминокислот в рационе жвачного животного, это негативно сказывается на здоровье, молокообразовании жвачного животного и т.п.
Поэтому в разведении жвачных животных широко распространена практика добавления биологически активных ингредиентов в ежедневный рацион животных с целью улучшения состояния их здоровья и их производственной эффективности. Представляющие интерес активные ингредиенты включают аминокислоты, витамины, ферменты, питательные вещества, такие как белок и углеводы, пробиотические микроорганизмы, пребиотические пищевые продукты, минеральные соли, холин, гуанидинуксусная кислота и т.п. Некоторые из этих ингредиентов уже присутствуют в пищевых продуктах, применяемых для кормления животных. Иногда количество незаменимых активных ингредиентов, присутствующих в рационе, может быть недостаточным или неполноценным, чтобы справиться с состояниями дефицита или ситуациями высокой производительности. Следовательно, необходимо тщательно составлять или дополнять ежедневный рацион жвачных животных, чтобы решать эти проблемы.
Однако, когда физиологически активные ингредиенты, такие как аминокислоты и белки, скармливаются пероральным путем, значительная часть ингредиента, например белков и аминокислот, разлагается микроорганизмами в рубце. Это затрудняет или даже делает невозможным эффективное использование животным всех или существенных количеств введенных белков и аминокислот, содержащихся в корме, и т.п. Соответственно, незаменимые аминокислоты разрушаются или превращаются и, таким образом, становятся недоступными для роста животных и животноводческого производства в целом. Однако, животноводческое производство ограничивается добавлением отдельных аминокислот, которые должны выходить из рубца или проходить через рубец интактными и достигать нижних отделов желудочно-кишечного тракта животного, где они могут всасываться и становиться доступными для животноводческого производства. Соответственно, важно чтобы биологически активные ингредиенты проходили через рубец без разложения микроорганизмами, чтобы позволить биологически активным ингредиентам эффективно перевариваться и всасываться в сычуге и последующем пищеварительном тракте.
Были разработаны многочисленные методики для увеличения количества питательного вещества, которое проходит через рубец без деградирования микрофлорой рубца, тем самым доставляя большую часть этого питательного вещества в нижние отделы желудочно-кишечного тракта, включая: тепловую и химическую обработку, инкапсулирование и нанесение покрытия, применение аналогов аминокислот и полимерных соединений аминокислот.
Например, в патенте США 3541204 раскрыты гидрогенизированные растительные и животные жиры и воски в качестве покрытий для биологически активных веществ. В каждом из патентов США 5496571 и 5807594 раскрыт способ инкапсулирования холина для получения проходящей рубец добавки для жвачных животных. В способе, раскрытом в этих патентах, частицы холина окружены оболочкой из жира. Дополнительно, в патенте США 6022566 также раскрыто получение инкапсулированного хлористого холина посредством добавления жира в кормовой рацион и затем добавления защищенного от расщепления в рубце инкапсулированного хлористого холина в количестве, пропорциональном добавленному жиру. Однако частицы, которые были покрыты только жирами и маслами, устойчивы не только в рубце, но также в сычуге и последующем пищеварительном тракте, что затрудняет высвобождение биологически активных веществ в сычуге и последующем пищеварительном тракте.
В патенте США 3655864 раскрыты биологически активные кормовые добавки для жвачных животных, имеющие смесь для нанесения покрытия из глицерилтристеарата с жидкой ненасыщенной жирной кислотой, которая устойчива к содержимому рубца, но способна обеспечить всасывание пострубцовым путем из нижних отделов пищеварительного тракта. Конкретно, в данном документе раскрыты кормовые добавки с довольно высоким содержанием покрытия, составляющим приблизительно 80 вес. % в пересчете на общий вес кормовой добавки. Следовательно, недостаток кормовых добавок из патента США 3655864 заключается в том, что количество биологически активного соединения, которое пострубцовым путем всасывается в нижних отделах пищеварительного тракта, довольно малое.
Дополнительно, в патенте США 4808412 раскрыта устойчивая в рубце композиция, содержащая активное средство, молекулярно растворенное с основным полимером. Активное средство доставляется пострубцовым путем, поскольку полимер устойчив к значению pH, более высокому, чем приблизительно 5, но растворим или поддается разбуханию при значении pH, составляющем менее приблизительно 3,5. Однако данный тип дисперсии имеет дефект, такой как трещины и каналы, так что активное средство не эффективно защищено от деградирования под действием микроорганизмов рубца.
В опубликованной заявке на патент США 2007/0148212 A1 раскрыта композиция кормовой добавки для жвачных животных, в которой биологически активное вещество покрыто композицией для нанесения покрытия, которая позволяет веществу быть стабильно защищенным в рубце и высвобождаться в сычуге и/или последующем пищеварительном тракте. Однако продукты, раскрытые в патенте США 2007/0148212 A1, содержат только малое количество биологически активного вещества и большое количество материала для нанесения покрытия. Как следствие, количество биологически активного вещества, которое высвобождается из продуктов, раскрытых в документе США 2007/0148212 A1, в нижних отделах пищеварительного тракта и всасывается там, все еще оставляет пространство для улучшения.
В опубликованной заявке на патент США 2012/0093974 A1 раскрыта кормовая композиция для жвачных животных, содержащая активное вещество и материал для нанесения покрытия, окружающий указанное активное вещество, где указанный материал для нанесения покрытия представляет собой гидрогенизированное растительное масло с от 5 до 10 вес. % дополнительной жирной кислоты в пересчете на общий вес покрытия. Однако с помощью тестов для определения пути прохождения через рубец и перевариваемости в кишечнике нельзя доказать, что материал для нанесения покрытия, раскрытый в этом документе, действительно обеспечивает активное вещество с требуемой устойчивостью в рубце и требуемой перевариваемостью в желудочно-кишечном тракте. Причина этого заключается в том, что протокол прохождения через рубец, раскрытый в документе США 2012/0093974 A1, выполняли с мешками, которые были полностью или почти полностью заполнены частицами тестируемого продукта. Как следствие, частицы тестируемого продукта были плотно упакованы в мешки таким образом, что только внешние тестируемые продукты на периферии мешков были подвержены деградированию, в то время как внутренние тестируемые продукты не находились в прямом контакте с жидкостью рубца. Напротив, протокол перевариваемости в кишечнике выполняли с мешками, которые содержали только 4% от веса частиц тестируемого продукта, применявшегося для выполнения протокола прохождения через рубец. Однако эта довольно неплотная упаковка способствует высвобождению активного вещества из частиц тестируемого продукта. Соответственно, каждое из пути прохождения через рубец и перевариваемости в кишечнике продукта, раскрытого в документе США 2012/0093974 A1, было определено в полностью определенных условиях и, таким образом, соответствующие результаты не подходят для описания одного и того же продукта. Скорее всего, большая разница между протоколом прохождения через рубец и протоколом перевариваемости в кишечнике только позволяет сделать вывод о том, что продукты в соответствии с техническим описанием в документе США 2012/0093974 A1 не обеспечивают необходимой перевариваемости активных ингредиентов и, таким образом, не предусматривают обеспечение жвачного животного необходимым количеством метаболизируемого биологически активного ингредиента.
В опубликованной заявке на патент США 2017/0216208 A1 раскрыты композиции для жвачных животных с ядром, содержащим биологически активное соединение, и слоем, покрывающим ядро. Композиции могут содержать два слоя, где первый слой содержит полимер, например этилцеллюлозу (EC), и необязательный олигомер, например олигомер на основе 2-гидрокси-4-метилтиобутановой кислоты, а второй слой вокруг первого слоя содержит гидрофобный материал, содержащий, например, отвержденное соевое масло и стеариновую кислоту. Однако скорости высвобождения биологически активного соединения из соединений в рубце и в нижних отделах пищеварительного тракта все еще оставляют пространство для улучшения.
Термин «метаболизируемое количество биологически активного ингредиента M(BAI)» используют в контексте настоящего изобретения для обозначения фракции биологически активного ингредиента в граммах на кг, которая была высвобождена пострубцовым путем из тестируемой композиции в сычуге и тонкой кишке жвачного животного и, таким образом, может быть метаболизирована или использована животным. Соответственно, термин «метаболизируемое количество биологически активного ингредиента» представляет собой фракцию биологически активного ингредиента в граммах на кг, которая была высвобождена пострубцовым путем из тестируемой композиции и подвергается метаболизированию.
Соответственно, все еще существует потребность в композиции для кормления жвачного животного, которая позволяет обеспечивать жвачное животное настолько большим метаболизируемым количеством биологически активного ингредиента, насколько это возможно.
Было обнаружено, что данная проблема решается посредством нанесения покрытия на биологически активный ингредиент с конкретным материалом для нанесения покрытия, содержащим от 60 вес. % +/-10% до 80 вес. % +/-10% насыщенного жира, например гидрогенизированного жира, и от 20 вес. % +/-10% до 40 вес. % +/-10% жирной кислоты, при этом количество каждого компонента приведено в пересчете на общий вес покрытия, и таким образом полученная композиция содержит от 5 вес. % +/-10% до 30 вес. % +/-10% покрытия в пересчете на общий вес композиции.
Покрытие в соответствии с настоящим изобретением не только позволяет получать большие фракции, защищенные от расщепления в рубце, но также позволяет получать высокую перевариваемость. Таким образом, в комбинации покрытие в соответствии с настоящим изобретением позволяет получать большие метаболизируемые количества биологически активного ингредиента.
Следовательно, одним объектом настоящего изобретения является композиция для кормления жвачного животного, содержащая
a) ядро, содержащее или состоящее из биологически активного ингредиента, выбранного из перечня, состоящего из i) аминокислот, производных аминокислот и/или солей аминокислот и/или их производных, ii) белков, iii) пептидов, iv) углеводов, v) витаминов и ингредиентов, имеющих подобные функции, vi) пробиотических микроорганизмов, vii) пребиотических пищевых продуктов, viii) холина и его солей и/или производных и ix) полиненасыщенных жирных кислот (PUFA) и ее солей и/или производных, и
b) покрытие, окружающее указанное ядро, где указанное покрытие содержит один или более слоев смеси, содержащей насыщенный жир, например гидрогенизированный жир, и жирную кислоту, и при этом указанное покрытие содержит от 60 вес. % +/-10% до 80 вес. % +/-10% насыщенного жира, например гидрогенизированного жира, и от 20 вес. % +/-10% до 40 вес. % +/-10% жирной кислоты, при этом количество каждого компонента приведено в пересчете на общий вес покрытия, где композиция содержит от 5 вес. % +/-10% до 30 вес. % +/-10% покрытия в пересчете на общий вес композиции.
В контексте настоящего изобретения термин «жир» используют для обозначения сложных эфиров, образованных жирными кислотами со спиртом глицерином, которые также известны как глицериды. Как правило, жиры представляют собой триглицериды, т.е. сложные эфиры, образованные тремя жирными кислотами с глицерином, где все три спиртовые группы глицерина эстерифицированы. В контексте настоящего изобретения термин «жир» и, в частности, термины «насыщенный жир», «гидрогенизированный жир», «насыщенное растительное масло» и «гидрогенизированное растительное масло» также включают моноглицериды и/или диглицериды, где только одна или две спиртовые группы глицерина эстерифицированы. Что касается самой композиции, термин «жир» используют в контексте настоящего изобретения, как известно специалисту в данной области, и, следовательно, он обозначает коммерчески доступный жир, содержащий в любом случае менее 5%, предпочтительно не более 3% свободных жирных кислот, т.е. жирных кислот, которые не являются частью сложного эфира (в данном контексте ссылка сделана на Fats and Fatty OiIs, Chapter 6.2 Deacidification, page 32 в Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, 2015).
В контексте настоящего изобретения термин «насыщенный жир», например «гидрогенизированный жир», используют для обозначения жира, в котором цепи жирных кислот содержат преимущественно одинарные связи. Термин «насыщенный жир» также включает гидрогенизированные жиры, в которых водород вступал в реакцию по всем или большинству двойных связей, которые присутствовали или могли ранее присутствовать в жире, с образованием одинарных связей. Они называются гидрогенизированными, поскольку вторая связь разрывается, и каждая половина связи присоединяется к атому водорода (насыщается им). Большинство животных жиров являются насыщенными жирами. Жиры растений и рыб являются, как правило, ненасыщенными. Такие ненасыщенные жиры могут быть частично или полностью гидрогенизированы для обеспечения их превращения в гидрогенизированные жиры, которые в настоящем изобретении также считаются насыщенными жирами. Гидрогенизированное растительное масло, как правило, содержит триглицериды смеси из насыщенных жирных кислот с различными значениями длины цепи. Кроме того, гидрогенизированное растительное масло также может содержать моноглицериды или диглицериды. Кроме того, термин «насыщенный жир» также включает те насыщенные жиры, которые получены посредством фракционной дистилляции смеси различных жиров, например смеси ненасыщенных и насыщенных жиров.
4
28
В контексте настоящего изобретения термин «жирная кислота» используют, как известно специалисту в данной области, и он обозначает карбоновую кислоту с длинной C-Cалифатической цепью, которая является либо насыщенной, либо ненасыщенной. Указанная жирная кислота может быть разветвленной или неразветвленной, но предпочтительно она является неразветвленной.
В контексте настоящего изобретения термин «+/-10%» по отношению к показателю веса или весовому проценту или вес. % используют для охвата всех значений веса от 10% ниже точно указанных значений до 10% выше точно указанного значения, где указанные приведенные значения веса включают все значения, которые могут быть выражены целыми и действительными числами. Например, термин «60 вес. % +/-10%» включает все целые значения и значения действительных чисел от 54 вес. % до 66 вес. %, в частности 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65 и 66 вес. %, и термин «40 вес. % +/-10%» включает все целые значения и значения действительных чисел от 36 вес. % до 44 вес. %, в частности 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43 и 44 вес. %. Например, «термин 80 вес. % +/-10%» включает все целые значения и значения действительных чисел от 72 вес. % до 88 вес. %, в частности 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87 и 88 вес. %, и термин «20 вес. % +/-10%» включает все целые значения и значения действительных чисел от 18 вес. % до 22 вес. %, в частности 18, 19, 20, 21 и 22 вес. %. Например, «термин 75 вес. % +/-10%» включает все целые значения и значения действительных чисел от 67,5 вес. % до 82,5 вес. %, в частности 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81 и 77 вес. %, и термин «25 вес. % +/-10%» включает все целые значения и значения действительных чисел от 22,5 вес. % до 27,5 вес. %, в частности 23, 24, 25, 26 и 27 вес. %. Например, «термин 70 вес. % +/-10%» включает все целые значения и значения действительных чисел от 63 вес. % до 77 вес. %, в частности 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76 и 77 вес. %, и термин «30 вес. % +/-10%» включает все целые значения и значения действительных чисел от 27 вес. % до 33 вес. %, в частности 27, 28, 29, 30, 31, 32 и 33 вес. %. Любые показатели веса или весового процента также указывают на то, что настоящее изобретение также охватывает (небольшие) отклонения от указанных или охваченных значений, которые, однако, все же приводят к, по сути, тому же эффекту, что и настоящее изобретение. Это особенно важно в отношении гидрогенизированного жира в целом, поскольку жир, из которого получают гидрогенизированный жир, представляет собой натуральный продукт с варьирующими показателями качества и составом независимо от того, представляет ли он собой животный жир или растительное масло, натуральное, синтетическое или фракционированное животное или растительное масло.
В принципе, настоящее изобретение не имеет каких-либо ограничений относительно количества насыщенных жиров, содержащихся в покрытии, в соответствии с настоящим изобретением. Следовательно, указанное покрытие может содержать один или более насыщенных жиров. Аналоговое представление, настоящее изобретение также не имеет каких-либо ограничений относительно количества жирных кислот, содержащихся в покрытии, в соответствии с настоящим изобретением. Следовательно, указанное покрытие может содержать одну или более жирных кислот.
В контексте настоящего изобретения термин «биологически активный ингредиент» используют для обозначения любого соединения, которое имеет функциональную или питательную активность в отношении биологической системы, такой как организм животного, в частности жвачного животного, например крупного рогатого скота, овцы или козы. Как правило, биологически активный ингредиент проявляет низкую стабильность и, таким образом, пониженную биоэффективность или даже потерю биоэффективности при воздействии неблагоприятных условий, например влаги, повышенной температуры, кислорода и кислого и/или основного значения pH. Если биологически активный ингредиент подвергается воздействию таких условий, он способен, например, разлагаться, диссоциировать, деактивироваться и/или терять эффективность. Термин «биологически активный ингредиент», следовательно, относится, например, к i) аминокислотам, таким как лизин, метионин, триптофан, аргинин, гистидин, изолейцин, лейцин, фенилаланин, валин и треонин, производным аминокислот, таким как N-ациламинокислоты, например N-ацилметионин, и N-гуаниламинокислотам, например N-гуанилглицину, также известному как гуанидинуксусная кислота, и/или солям аминокислот, таким как сульфат лизина, гидрохлорид лизина, и солям лизина с полиненасыщенными жирными кислотами и/или их производными, такими как кальциевая соль 2-гидрокси-4-(метилтио)масляной кислоты, также известная как кальциевая соль гидроксианалога метионина (кальций-MHA), ii) белкам, таким как казеин, белки кукурузы и белки картофеля, iii) пептидам, таким как олигополипептиды, например метионилметионин (met-met), и/или полипептидам, iv) углеводам, таким как крахмал, тростниковый сахар и глюкоза, v) витаминам и ингредиентам, имеющим подобные функции, таким как витамин A, ацетат витамина A, пальмитат витамина A, витамин B, тиамин, гидрохлорид тиамина, рибофлавин, никотиновая кислота, амид никотиновой кислоты, пантотенат кальция, пантотенат холина, гидрохлорид пиридоксина, хлорид холина, цианокобаламин, биотин, фолиевая кислота, п-аминобензойная кислота, витамин D2, витамин D3 и витамин E, vi) пробиотическим микроорганизмам, vii) пребиотическим пищевым продуктам, viii) холину и его солям и/или производным и ix) полиненасыщенным жирным кислотам (PUFA), таким как омега-3 жирные кислоты, например альфа-линоленовая кислота (ALA), эйкозапентаеновая кислота (EPA) и докозагексаеновая кислота (DHA), и их солям и/или производным.
Предпочтительно, биологически активный ингредиент композиции в соответствии с настоящим изобретением является аминокислотой, такой как лизин, метионин, триптофан, аргинин, гистидин, изолейцин, лейцин, фенилаланин, валин и треонин, производным аминокислоты, таким как N-ациламинокислота, например N-ацилметионин, и N-гуаниламинокислота, например N-гуанилглицин, также известный как гуанидинуксусная кислота, и/или солью аминокислоты, такой как сульфат лизина, гидрохлорид лизина и соли лизина с полиненасыщенными жирными кислотами, и/или их производными, такими как кальциевая соль 2-гидрокси-4-(метилтио)масляной кислоты, также известная как кальциевая соль гидроксианалога метионина (кальций-MHA), или пептидом, таким как олигополипептид, например метионилметионин (met-met), и/или полипептидами. В частности, биологически активный ингредиент композиции в соответствии с настоящим изобретением представляет собой лизин, метионин, гуанидинуксусную кислоту, метионилметионин (met-met), их производное и/или соль.
Композиция в соответствии с настоящим изобретением и, в частности, ее конкретное покрытие, обеспечивают получение большой фракции биологически активного ингредиента, защищенного от расщепления в рубце, а также высокой перевариваемости биологически активного ингредиента. Как следствие, композиция в соответствии с настоящим изобретением позволяет обеспечить жвачное животное большим количеством метаболизируемого биологически активного ингредиента, чем продукты известного уровня техники. В частности, композиция в соответствии с настоящим изобретением, которая содержит от 60 вес. % +/-10% до 80 вес. % +/-10% гидрогенизированного жира и от 20 вес. % +/-10% до 40 вес. % +/-10% жирной кислоты позволяет обеспечить жвачное животное метаболизируемым количеством лизина, составляющим не более 400 г/кг в пересчете на чистое вещество лизин. Для сравнения, продукты в соответствии с техническим описанием в документе США 2012/0093974 A1 обеспечивают жвачное животное метаболизируемым количеством лизина от 300 г/кг до не более чем 320 г/кг в пересчете на чистое вещество лизин. Соответственно, композиции в соответствии с настоящим изобретением позволяют обеспечивать жвачное животное количеством метаболизируемого лизина, которое на по меньшей мере 25% больше, чем продукты, раскрытые в документе США 2012/0093974 A1.
В контексте настоящего изобретения термины «продукт, защищенный от расщепления в рубце», или «композиция, защищенная от расщепления в рубце» используют для обозначения фракции биологически активного ингредиента, которая защищена от деградирования в рубце, например микроорганизмами рубца. Поскольку жир не деградируется в рубце, считается, что так называемый способ Макдугалла является подходящим способом для определения указанной фракции.
Способ Макдугалла представляет собой 3-стадийный тест in vitro, который имитирует скорости высвобождения биологически активных ингредиентов в трех различных отделах пищеварительного тракта жвачного животного: рубце, сычуге и тонкой кишке. С этой целью тесты проводятся по процедуре трехстадийной инкубации: на первой стадии условия в рубце, которые представляют собой температуру и pH, имитируют посредством применения буфера Макдугалла, на второй стадии условия в сычуге имитируют посредством применения соляной кислоты и пепсина, а на третьей стадии условия в тонкой кишке имитируют посредством применения панкреатина и подходящего буфера для корректировки значения pH до 8. В отличие от отделов жвачного животного, содержащих штаммы микроорганизмов, которые непрерывно продуцируют свежие ферменты, среда на каждой из трех стадий тестов in vitro не содержит какого-либо штамма микроорганизмов, а содержит только конкретно указанные ферменты в первоначально добавленных количествах. Тесты in vitro можно проводить в соответствии со следующей процедурой, где можно применять различные количества ингредиентов, как те, которые точно указаны, при условии, что соответствующие соотношения остаются такими же.
Для получения буфера Макдугалла в бутыли объемом 10 литров взвешивают следующие вещества:
- NaHCO<sub>3</sub>
98 г
(1,17 моль)
- Na<sub>2</sub>HPO<sub>4</sub> ⋅ 2 H<sub>2</sub>O
46,3 г
(0,26 моль)
- NaCl
4,7 г
(0,08 моль)
- KCl
5,7 г
(0,08 моль)
- CaCl<sub>2</sub> ⋅ 2 H<sub>2</sub>O
0,4 г
(2,7 ммоль)
- MgCl<sub>2</sub> ⋅ 6 H<sub>2</sub>O
0,6 г
(3,0 ммоль)
2
2
250 мл буферного раствора Макдугалла выливают в колбу Скотта объемом 1000 мл. Добавляют 5 грамм тестируемого вещества, т.е. композиции в соответствии с настоящим изобретением, с конкретным биологически активным ингредиентом и колбы встряхивают при 100 оборотах в минуту в лабораторном шейкере (Innova 40, New Brunswick Scientific) при 39°C. Через 6 часов содержимое колб осторожно отфильтровывают, промывают 50 мл холодной воды и непосредственно переносят во вторую колбу, содержащую 250 мл концентрированной хлористоводородной кислоты со значением pH 2, которая содержит небольшое количество пепсина. После 2 часов периода инкубации при 39°C продукт снова осторожно отфильтровывают, промывают 50 мл воды температуры окружающей среды и последовательно переносят в третью колбу, содержащую свежеприготовленный раствор, содержащий 14,4 мг три(гидроксиметил)аминометана, 56,2 мг NaCl, 231 мг фосфатидилхолина, 60 мг Тритон-X-100, 240 мг таурохолата Na, 300 мг CaCl x 2HO и 120 мг панкреатина (≥8 единиц липазы USP/мг). После встряхивания в течение 24 часов продукт отфильтровывают, снова промывают холодной водой и высушивают при 40°C в течение ночи. Остаточный продукт после каждой из стадий 1 и 3 взвешивают и потерю веса считают потерей биологически активного ингредиента. В качестве альтернативы или, кроме того, также можно определять потерю биологически активного ингредиента с помощью фотометрических способов, например спектроскопии в ультрафиолетовой и видимой областях спектра, жидкостной хроматографии при высоком давлении (HPLC) или способов титрования.
Расчет фракции биологически активного ингредиента (BAI), высвобожденной в рубце, осуществляют по следующей формуле:
й
фракция BAI, высвобожденная в рубце [%] = ((исходное количество BAI [г] – остаточное количество BAI после 1 стадии способа Макдугалла [г]) / (исходное количество BAI [г])) × 100%.
Пример: исходное количество BAI = 5,0 г;
й
остаточное количество BAI после 1 стадии = 4,2 г.
Фракция BAI, высвобожденная в рубце [%] = ((5,0 г – 4,2 г) / (5,0 г)) × 100% = 16%.
Значение защищенной от расщепления в рубце (RP) фракции биологически активного ингредиента RP (BAI) получали с применением следующей формулы:
RP(BAI) [%] = 100% – фракция BAI, высвобожденная в рубце [%].
Пример: фракция BAI, высвобожденная в рубце = 16%.
RP(BAI) [%] = 100% - 16% = 84%.
В контексте настоящего изобретения термин «перевариваемость» используют для обозначения фракции биологически активного ингредиента, которая высвобождается пострубцовым путем и, таким образом, подвергается деградированию в сычуге и тонкой кишке. Ее можно легко рассчитать в виде разницы между полным количеством биологически активного ингредиента и фракцией биологически активного ингредиента, которая не была деградирована, например в способе Макдугалла.
В контексте настоящего изобретения термин «общая фракция перевариваемого BAI [%]» используют для обозначения процентного значения исходного количества BAI [г], которое подвергается перевариванию на всех стадиях способа Макдугалла. Ее можно рассчитать по следующей формуле:
й
общая фракция перевариваемого BAI [%] = ((исходное количество BAI [г] – остаточное количество BAI после 3 стадии способа Макдугалла [г]) / (исходное количество BAI [г])) × 100%.
Пример: исходное количество BAI = 5,0 г;
й
остаточное количество BAI после 3 стадии = 0,5 г.
Общая фракция перевариваемого BAI [%] = ((5,0 г – 0,5 г) / (5,0 г)) × 100% = 90%.
Общую фракцию перевариваемого BAI [г/кг] можно рассчитать с помощью уравнения:
общая фракция перевариваемого BAI [г/кг] = общая фракция перевариваемого BAI [%] * вес фракции BAI в продукте [г/кг].
В контексте настоящего изобретения термин «метаболизируемое количество биологически активного ингредиента M(BAI)» используют для обозначения фракции биологически активного ингредиента в граммах на кг, которая была высвобождена пострубцовым путем из тестируемой композиции в сычуге и тонкой кишке жвачного животного и, таким образом, может быть метаболизирована или использована животным. Соответственно, термин «метаболизируемое количество биологически активного ингредиента» представляет собой фракцию биологически активного ингредиента в граммах на кг, которая была высвобождена пострубцовым путем из тестируемой композиции и подвергается метаболизированию. Ее можно рассчитать в соответствии с формулой:
M(BAI) [г/кг] = общая фракция перевариваемого BAI [г/кг] - (1000 - RP(BAI [г/кг])) или
M(BAI) [г/кг] = общая фракция перевариваемого BAI [г/кг] - фракция BAI, высвобожденная в рубце [г/кг].
Термин «общая фракция перевариваемого BAI [г/кг]» используют для обозначения разницы между исходным количеством BAI [г/кг] и остаточным количеством BAI после стадии 3 способа Макдугалла [г/кг]. Термин «BAI [г/кг], защищенный от расщепления в рубце (RP)», представляет собой остаточное количество BAI после стадии 1 способа Макдугалла. Фракция BAI, высвобожденная в рубце [г/кг], представляет собой количество BAI, высвобожденного на стадии 1 способа Макдугалла.
Результаты экспериментов показали, что очень хорошие выходы для фракции BAI, защищенного от расщепления в рубце, и общей фракции перевариваемого BAI, а также фракции метаболизируемого BAI, получают, когда композиция имеет покрытие, которое содержит от 60 вес. % +/-10% до 80 вес. % +/-10% насыщенного жира, например гидрогенизированного жира, и от 20 вес. % +/-10% до 40 вес. % +/-10% жирной кислоты. Такая композиция позволяет получать очень высокий выход метаболизируемого BAI, например примерно 400 г/кг метаболизируемого лизина. Дополнительные улучшения достигаются с покрытием, которое содержит от 70 вес. % +/-10% до 80 вес. % +/-10% насыщенного жира, например гидрогенизированного жира, и от 30 вес. % +/-10% до 20 вес. % +/-10% жирной кислоты. Такие покрытия даже позволяют получать фракцию метаболизируемого BAI, составляющую более 500 г/кг метионина, гуанидинуксусной кислоты и метионилметионина.
В одном варианте осуществления композиции в соответствии с настоящим изобретением покрытие содержит от 70 вес. % +/-10% до 80 вес. % +/-10% насыщенного жира, например гидрогенизированного жира, и от 30 вес. % +/-10% до 20 вес. % +/-10% жирной кислоты.
Как дополнительное следствие того, что это очень эффективное покрытие, настоящее изобретение позволяет обеспечивать композиции с меньшим количеством материала для нанесения покрытия, что позволяет увеличивать нагрузку биологически активного ингредиента в продукте. В частности, покрытие в соответствии с настоящим изобретением позволяет обеспечивать продукты с нагрузкой биологически активного ингредиента до 75 вес. % или даже 80 вес. % в пересчете на чистый биологически активный ингредиент, т.е. без добавок, таких как связывающее вещество или любые другие дополнительные вспомогательные средства. Для сравнения, продукты в соответствии с техническим описанием в документе США 2012/0093974 A1, как правило, содержат более 40 вес. % покрытия в пересчете на общий вес продукта. Другими словами, продукты в соответствии с техническим описанием в документе США 2012/0093974 A1 имеют нагрузку сульфатом лизина, составляющую менее 60 вес. %.
В соответствии с настоящим изобретением композиция содержит от 5 вес. % +/-10% до 30 вес. % +/-10% покрытия в пересчете на общий вес композиции.
Предпочтительно, композиция в соответствии с настоящим изобретением содержит от 10 вес. % +/-10% до 30 вес. % +/-10% покрытия в пересчете на общий вес композиции, от 15 вес. % +/-10% до 30 вес. % +/-10% покрытия в пересчете на общий вес композиции, от 20 вес. % +/-10% до 30 вес. % +/-10% покрытия в пересчете на общий вес композиции, от 15 вес. % +/-10% до 25 вес. % +/-10% покрытия в пересчете на общий вес композиции или от 20 вес. % +/-10% до 25 вес. % +/-10% покрытия в пересчете на общий вес композиции. В частности, композиция в соответствии с настоящим изобретением содержит 15 вес. % +/-10%, 16 вес. % +/-10%, 17 вес. % +/-10%, 18% вес. % +/-10%, 19 вес. % +/-10%, 20 вес. % +/-10%, 21 вес. % +/-10%, 22 вес. % +/-10% или 23 вес. % +/-10%, 24 вес. % +/-10%, 25 вес. % +/-10%, 26 вес. % +/-10%, 27 вес. % +/-10%, 28 вес. % +/-10%, 29 вес. % +/-10% или 30 вес. % покрытия в пересчете на общий вес композиции.
В любом случае были достигнуты метаболизируемые фракции, составляющие более чем 370 г/кг биологически активного ингредиента, когда композиция содержит от 20 вес. % +/-10% до 30 вес. % +/-10% покрытия в пересчете на общий вес композиции.
В одном варианте осуществления композиция в соответствии с настоящим изобретением содержит от 20 вес. % +/-10% до 30 вес. % +/-10% покрытия в пересчете на общий вес композиции.
Предпочтительно, композиция в соответствии с настоящим изобретением содержит от 20 вес. % +/-10% до 30 вес. % +/-10% покрытия в пересчете на общий вес композиции, где указанное покрытие содержит от 70 вес. % +/-10% до 80 вес. % +/-10% насыщенного жира и от 30 вес. % +/-10% до 20 вес. % +/-10% жирной кислоты.
Предпочтительно, ядро композиции в соответствии с настоящим изобретением состоит из самого биологически активного ингредиента. Таким образом, нагрузку композиции в соответствии с настоящим изобретением биологически активным ингредиентом можно дополнительно увеличивать. Однако все еще могут быть случаи, где ядро состоит не только из самого биологически активного ингредиента. Это имеет место, например, когда дополнительные добавки необходимы с целью получения гранулятов или сферических частиц биологически активного ингредиента, или когда биологически активный ингредиент в чистом виде только незначительно растворимым в воде и поэтому подлежит превращению в его соль присоединения кислоты, такую как гидрохлорид лизина или гидросульфат лизина.
Конкретный выбор насыщенного жира, например гидрогенизированного жира, также может вносить ценный вклад в достижение необходимого эффекта больших количеств метаболизируемого биологически активного ингредиента (BAI). Было обнаружено, что селективный выбор подходящего насыщенного жира, например гидрогенизированного жира, приводит к получению продукта с покрытием без недостатков, которое, как считается, способствует достижению большой фракции BAI, защищенного от расщепления в рубце. Кроме того, считается, что применение насыщенного жира, например гидрогенизированного жира, с температурой плавления в максимально широких пределах или, другими словами, с диапазоном температуры плавления в максимально широких пределах, в частности, позволяет получать продукт, содержащий BAI, который обеспечивает получение большой фракции BAI, защищенного от расщепления в рубце. В частности, применение материала для нанесения покрытия с диапазоном температуры плавления в максимально широких пределах может позволить получать композиции, которые не имеют каких-либо дефектов, таких как трещины, разломы или другие недостатки в слое защитного покрытия вокруг ядра, содержащего BAI, или которые имеют по меньшей мере только очень малое количество таких дефектов. Не ограничиваясь какой-либо конкретной теорией считается, что этот эффект может быть основан на различных температурах плавления компонентов в материале для нанесения покрытия с широким диапазоном температуры плавления: фракция расплавленного материала для нанесения покрытия с высокой температурой плавления затвердевает быстрее, чем фракция расплавленного материала для нанесения покрытия с низкой температурой плавления. Таким образом, считается, что все еще жидкая или (очень) вязкая фракция способна заполнять или запечатывать дефекты в покрытии во время получения биологически активного ингредиента. Вещества с широким диапазоном температуры плавления, которые могут быть подходящими для получения композиции по настоящему изобретению, представляют собой, например, частично или полностью гидрогенизированные жиры или масла из натуральных жира или масла, при этом натуральные жир или масло состоят из насыщенных, мононенасыщенных или полиненасыщенных жирных кислот с различной длиной цепи с различной степенью насыщения, при этом они эстерифицированы с помощью глицерина или содержат различные добавки, такие как фосфолипиды, сфинголипиды, холестерин или другие. Дополнительным преимуществом покрытия, описанного в данном документе, является то, что оно обеспечивает дополнительную питательную ценность композиции в соответствии с настоящим изобретением.
Растительные масла содержат смесь различных жиров, среди которых насыщенные жиры, мононенасыщенные жиры и полиненасыщенные жиры. Например, пальмовое масло содержит приблизительно 46% насыщенных жиров, 46% мононенасыщенных жиров и 8% полиненасыщенных жиров, а соевое масло содержит приблизительно 14% насыщенных жиров, 24% мононенасыщенных жиров и 62% полиненасыщенных жиров. Кроме того, растительные масла также содержат множество глицеридов различных жирных кислот, т.е. жирных кислот с различной длиной цепи. Например, пальмовое масло содержит от приблизительно 41% до приблизительно 46% глицеридов пальмитиновой кислоты, от приблизительно 37% до приблизительно 42% глицеридов олеиновой кислоты, от приблизительно 8% до приблизительно 10% глицеридов линолевой кислоты, от приблизительно 4% до приблизительно 7% глицеридов стеариновой кислоты и приблизительно 2% или менее глицеридов других жирных кислот, а соевое масло содержит от приблизительно 17% до приблизительно 31% глицеридов олеиновой кислоты, от приблизительно 48% до приблизительно 59% глицеридов линолевой кислоты, от приблизительно 2% до приблизительно 11% глицеридов линоленовой кислоты и глицеридов других жирных кислот, например от приблизительно 2% до приблизительно 11% глицеридов пальмитиновой кислоты и/или от 2% до 7% глицеридов стеариновой кислоты. Допустимыми насыщенными жирами или маслами в контексте настоящего изобретения являются, например, гидрогенизированные растительные масла, такие как пальмовое масло, соевое масло, рапсовое масло, подсолнечное масло или касторовое масло, или гидрогенизированные животные жиры, такие как говяжий жир. Дополнительными материалами для нанесения покрытия в контексте настоящего изобретения являются природные воски, такие как пчелиный воск. Соответственно, настоящее изобретение не подлежит каким-либо ограничениям в отношении применения конкретного гидрогенизированного жира и, в частности, в отношении применения конкретного гидрогенизированного жира. Однако было обнаружено, что применение гидрогенизированного растительного масла обеспечивает получение композиций в соответствии с настоящим изобретением с большой фракцией биологически активного ингредиента, защищенной от расщепления в рубце. Предпочтительно, указанное гидрогенизированное растительное масло является полностью гидрогенизированным.
В одном варианте осуществления композиции в соответствии с настоящим изобретением насыщенный жир содержит гидрогенизированный жир, например гидрогенизированное растительное масло, или состоит из него.
В принципе, композиция в соответствии с настоящим изобретением также не подлежит каким-либо ограничениям в отношении количества гидрогенизированных растительных масел. Следовательно, гидрогенизированный жир также может представлять собой смесь двух или более гидрогенизированных растительных масел, например двух, трех или даже более гидрогенизированных растительных масел. Подходящие гидрогенизированные растительные масла включают гидрогенизированное пальмовое масло, гидрогенизированное рапсовое масло и гидрогенизированное соевое масло.
Дополнительно было обнаружено, что продукты в соответствии с настоящим изобретением, где насыщенный жир представляет собой гидрогенизированный жир, и указанный гидрогенизированный жир представляет собой гидрогенизированное пальмовое масло, гидрогенизированное соевое масло и/или гидрогенизированное рапсовое масло, позволяют высвобождать большую фракцию биологически активного ингредиента в тонкой кишке и, таким образом, позволяют обеспечивать жвачное животное большим количеством метаболизируемого биологически активного ингредиента. В этом отношении также было обнаружено, что эти продукты, как оказалось, имеют покрытие, которое было очень гладким и имело однородный внешний вид без каких-либо дефектов. Считается, что это связано с широким диапазоном температур плавления различных глицеридов с различными насыщенными жирными кислотами, содержащимися в гидрогенизированном пальмовом масле, гидрогенизированном соевом масле и гидрогенизированном рапсовом масле.
В одном варианте осуществления композиции в соответствии с настоящим изобретением гидрогенизированный жир содержит гидрогенизированное пальмовое масло, гидрогенизированное соевое масло и/или гидрогенизированное рапсовое масло или состоит из них.
14
22
Продукт в соответствии с настоящим изобретением не подлежит каким-либо ограничениям в отношении количества жирных кислот. Более того, продукт в соответствии с настоящим изобретением также не подлежит каким-либо ограничениям в отношении длины цепи одной или более жирных кислот. Наиболее распространенные жирные кислоты в гидрогенизированных растительных маслах, таких как пальмовое масло, гидрогенизированное соевое масло и/или рапсовое масло, представляют собой C-Cкарбоновые кислоты.
14
22
В дополнительном варианте осуществления композиции в соответствии с настоящим изобретением жирная кислота содержит C-Cкарбоновую кислоту или состоит из нее.
16
20
Дополнительно было обнаружено, что жирная кислота с подобной или даже идентичной длиной цепи как таковая у различных жирных кислот, которые являются частями глицеридов гидрогенизированного растительного масла в покрытии продуктов в соответствии с настоящим изобретением, имеет преимущество в отношении качества покрытия. Не ограничиваясь какой-либо конкретной теорией, считают, что это может быть связано с хорошей смешиваемостью жирных кислот с подобной или даже идентичной длиной цепи как таковая у различных жирных кислот, которые являются частями глицеридов гидрогенизированного растительного масла. Таким образом, они способны обеспечивать получение гомогенной смеси, которая, как считается, способствует получению гладкой поверхности и однородного внешнего вида покрытия продуктов в соответствии с настоящим изобретением. Особенно предпочтительными гидрогенизированными растительными маслами являются пальмовое масло и/или соевое масло. Наиболее распространенными жирными кислотами в этих гидрогенизированных растительных маслах являются C-Cкарбоновые кислоты.
16
20
В одном варианте осуществления композиции в соответствии с настоящим изобретением жирная кислота содержит C-Cкарбоновую кислоту или состоит из нее.
16
20
Примерами подходящих C-Cкарбоновых кислот являются пальмитиновая кислота, маргариновая кислота, стеариновая кислота, нонадециловая кислота, арахидиновая кислота и бегеновая кислота.
Предпочтительно, жирная кислота содержит пальмитиновую кислоту, маргариновую кислоту, стеариновую кислоту, нонадециловую кислоту, арахидиновую кислоту и/или бегеновую кислоту или состоит из них.
В соответствии с настоящим изобретением насыщенный жир, содержащийся в покрытии продукта в соответствии с настоящим изобретением, представляет собой гидрогенизированный жир, например гидрогенизированное растительное масло. Следовательно, для дополнительного облегчения смешивания жира с жирной кислотой предпочтительно, чтобы жирная кислота в покрытии также являлась гидрогенизированной или насыщенной.
В одном варианте осуществления композиции в соответствии с настоящим изобретением жирная кислота содержит насыщенную жирную кислоту или состоит из нее.
Считается, что жирные кислоты, которые присутствуют в глицеридах гидрогенизированных растительных масел, которые являются очень хорошо смешиваемыми с гидрогенизированным пальмовым маслом и/или рапсовым маслом, представляют собой пальмитиновую кислоту, олеиновую кислоту и/или стеариновую кислоту. Необязательно, эти жирные кислоты могут быть замещены, например алкильной группой, при условии, что это не изменит их смешиваемости с гидрогенизированным растительным маслом.
В одном варианте осуществления композиции в соответствии с настоящим изобретением жирная кислота содержит необязательно замещенную пальмитиновую кислоту, олеиновую кислоту и/или стеариновую кислоту или состоит из них.
В предпочтительном варианте осуществления жирная кислота представляет собой стеариновую кислоту.
Покрытие у продуктов в соответствии с настоящим изобретением не подлежит каким-либо ограничениям в отношении количества слоев. Предпочтительно наносить более одного, например два, три или более слоев покрытия, описанного в данном документе, для предупреждения или скрытия дефектов, например трещин и пор, образованных в покрытии во время получения продуктов. Кроме того, механическое воздействие на продукты в соответствии с настоящим изобретением во время их дальнейшей обработки может приводить к возникновению микрощелей или трещин во внешнем слое. Однако, перекрывание двух или более слоев в значительной степени снижает или даже позволяет избежать опасности потенциальной потери биологически активного ингредиента во время пребывания в рубце продуктов в соответствии с настоящим изобретением. Таким образом, присутствие двух или более слоев в покрытии продуктов в соответствии с настоящим изобретением также может способствовать высокому выходу фракции биологически активного ингредиента, защищенной от расщепления в рубце. Предпочтительно, каждый из двух или более слоев покрытия имеет отличающуюся композицию, при условии, что покрытие как таковое, содержащее два или более слоев, содержит количества насыщенного жира, например гидрогенизированного жира, и жирной кислоты в соответствии с настоящим изобретением. Это позволяет оптимизировать внешний и внутренний слои покрытия в отношении различных условий в рубце и в кишечнике.
В дополнительном варианте осуществления композиции в соответствии с настоящим изобретением покрытие содержит по меньшей мере два слоя, где каждый из слоев характеризуется отличающимся составом смеси для нанесения покрытия.
Было обнаружено, что продукт с покрытием, где первый или самый внутренний слой покрытия, который окружает биологически активный ингредиент, содержит большее количество жирной кислоты, чем второй или любой дополнительный слой, который окружает первый или любой другой дополнительный, т.е. предыдущий или последующий, слой, обеспечивает очень высокий выход как фракции BAI, защищенного от расщепления в рубце, так и общей фракции перевариваемого BAI, а также фракции метаболизируемого BAI. Не ограничиваясь какой-либо конкретной теорией, считают, что данный эффект обусловлен различной рубцовой, т.е. внутри рубца, или пострубцовой, т.е. после рубца, растворимостью жирной кислоты: считается, что растворимость жирной кислоты является более высокой в пострубцовой щелочной среде, чем в рубцовой кислой среде. Следовательно, большее количество жирной кислоты способствует растворению соответствующего слоя покрытия. Поэтому с целью обеспечения высокой степени защиты от расщепления в рубце, предпочтительно, чтобы внешний слой покрытия имел относительно низкую концентрацию жирной кислоты. Напротив, более высокая концентрация жирной кислоты предпочтительна для внутреннего слоя покрытия, в частности, первого слоя покрытия, с целью облегчить его растворение в тонкой кишке жвачного животного.
В еще одном дополнительном варианте осуществления композиции в соответствии с настоящим изобретением первый слой покрытия, окружающий биологически активный ингредиент, содержит большее количество жирной кислоты, чем второй или любой дополнительный слой, окружающий первый или любой дополнительный, например предыдущий или последующий, слой.
В контексте настоящего изобретения термин «первый слой покрытия» используют для обозначения слоя, который непосредственно окружает ядро, содержащее биологически активный ингредиент или состоящее из него, и, таким образом, представляет собой самый внутренний слой. Соответственно, термин «второй слой покрытия» используют для обозначения слоя, который окружает первый слой, а термин «любой дополнительный слой покрытия» используют для обозначения слоя, который окружает указанный второй или любой другой дополнительный, т.е. предыдущий или последующий, слой.
В частности, было обнаружено, что композиция в соответствии с настоящим изобретением с двумя или более слоями, где первый или самый внутренний слой содержит от 60 вес. % +/-10% до 90 вес. % +/-10% насыщенного жира, например гидрогенизированного жира, и от 10 вес. % +/-10% до 40 вес. % +/-10% жирной кислоты в пересчете на вес указанного слоя, а второй или любой дополнительный слой содержит от 60 вес. % +/-10% до 99 вес. % -10% насыщенного жира, например гидрогенизированного жира, и от 1 вес. % +/-10% до 40 вес. % +/-10% жирной кислоты в пересчете на вес указанного слоя, обеспечивает очень высокий выход как фракции, защищенной от расщепления в рубце, так и перевариваемой фракции, а также метаболизируемого количества биологически активного ингредиента.
В одном варианте осуществления композиции в соответствии с настоящим изобретением первый слой содержит от 60 вес. % +/-10% до 90 вес. % +/-10 вес. % насыщенного жира и от 10 вес. % +/-10% до 40 вес. % +/-10% жирной кислоты в пересчете на вес первого слоя, а второй или любой дополнительный слой содержит от 60 вес. % +/-10% до 99 вес. % -10% насыщенного жира и от 1 вес. % +/-10% до 40 вес. % +/-10% жирной кислоты в пересчете на вес второго или любого дополнительного слоя.
Предпочтительно, композиция в соответствии с настоящим изобретением содержит от 4 до 29 вес. % первого слоя в пересчете на общий вес композиции с от 60 вес. % +/-10% до 90 вес. % +/-10% насыщенного жира и от 10 вес. % +/-10% до 40 вес. % +/-10% жирной кислоты в пересчете на вес первого слоя, и от 1 до 15 вес. % второго или любого дополнительного слоя в пересчете на общий вес композиции с от 60 вес. % +/-10% до 99 вес. % -10% насыщенного жира и от 1 вес. % +/-10% до 40 вес. % +/-10% жирной кислоты в пересчете на вес второго или любого дополнительного слоя. В частности, композиция содержит от 5 до 29 вес. %, от 10 до 29 вес. %, от 15 до 29 вес. % или от 20 до 29 вес. % указанного первого слоя, и от 1 до 15 вес. %, от 1 до 10 вес. %, от 5 до 15 вес. % или от 5 до 10 вес. % указанного второго или любого дополнительного слоя.
В дополнительном варианте осуществления композиции в соответствии с настоящим изобретением первый слой содержит от 70 вес. % +/-10% до 80 вес. % +/-10% насыщенного жира и от 20 вес. % +/-10% до 30 вес. % +/-10% жирной кислоты в пересчете на вес первого слоя, а второй или любой дополнительный слой содержит от 70 вес. % +/-10% до 99 вес. % -10% насыщенного жира и от 10 вес. % +/-10% до 25 вес. % +/-10% жирной кислоты в пересчете на вес второго или любого дополнительного слоя.
Предпочтительно, композиция в соответствии с настоящим изобретением содержит от 4 до 29 вес. % первого слоя в пересчете на общий вес композиции с от 70 вес. % +/-10% до 80 вес. % +/-10% насыщенного жира и от 20 вес. % +/-10% до 30 вес. % +/-10% жирной кислоты в пересчете на вес первого слоя, и от 1 до 15 вес. % второго или любого дополнительного слоя в пересчете на общий вес композиции с от 70 вес. % +/-10% до 99 вес. % -10% насыщенного жира и от 10 вес. % +/-10% до 25 вес. % +/-10% жирной кислоты в пересчете на вес второго или любого дополнительного слоя. В частности, композиция содержит от 5 до 29 вес. %, от 10 до 29 вес. %, от 15 до 29 вес. % или от 20 до 29 вес. % указанного первого слоя, и от 1 до 10 вес. %, от 5 до 15 вес. % или от 5 до 10 вес. % указанного второго или любого дополнительного слоя.
В еще одном варианте осуществления композиции в соответствии с настоящим изобретением первый слой, окружающий небелковое азотсодержащее соединение, имеет большее количество смеси для нанесения покрытия, чем второй или любой дополнительный слой, окружающий первый или любой дополнительный, например предыдущий или последующий, слой.
Следует понимать, что в зависимости от количества слоев покрытия, наносимых на ядро или частицу, содержащие биологически активный ингредиент или состоящие из него, размер частиц в композициях может варьировать для получения заданного или необходимого размера частиц конечного продукта. Предпочтительно, чтобы размер композиций в соответствии с настоящим изобретением был таким, чтобы у жвачного животного возникала регургитация или отрыгивание после приема пищи.
Следовательно, предпочтительный средний размер частиц в композициях в соответствии с настоящим изобретением находится в диапазоне от приблизительно 1 мм до приблизительно 6 мм, от приблизительно 1,2 мм до приблизительно 5 мм, от приблизительно 1,2 мм до приблизительно 4 мм, от приблизительно 1,4 мм до приблизительно 3 мм, от приблизительно 1,2 мм до приблизительно 2,8 мм, от приблизительно 1,4 мм до приблизительно 2,6 мм, от приблизительно 1,6 мм до приблизительно 2,4 мм, от приблизительно 1,6 мм до приблизительно 2,2 мм или в пределах приблизительно 2 мм.
Особенно предпочтительно, чтобы композиции в соответствии с настоящим изобретением имели средний размер частиц, составляющий по меньшей мере 2 мм, что снижает вероятность регургитации или отрыгивания жвачным животным после приема пищи.
При получении продукта в соответствии с настоящим изобретением преимущественным может являться добавление одного или более дополнительных ингредиентов в покрытие, описанное в данном документе. Иллюстративные неограничивающие примеры таких ингредиентов включают лецитин, воски (например, карнаубский воск, пчелиный воск, натуральные воски, синтетические воски, парафиновые воски и т. п.), сложные эфиры жирных кислот, карбонат магния, карбонат кальция, фосфат кальция, пирофосфат кальция, гидраты гидрофосфата кальция, дигидрат гидрофосфата кальция, дигидропирофосфат кальция, пирофосфат магния, гидраты гидрофосфата магния, фосфат алюминия, гидроксид магния, гидроксид алюминия, оксид марганца, оксид цинка, гидрокарбонат натрия и оксид железа, а также их смеси и т.п. Добавление одного или более таких ингредиентов может быть благоприятным для дополнительного увеличения фракции, защищенной от расщепления в рубце, и/или высвобождения, и/или переваривания, и/или деградирования биологически активного ингредиента в сычуге и тонкой кишке. Специалисту в данной области известно как выбрать подходящие ингредиенты для достижения этой цели.
В качестве альтернативы при получении продукта в соответствии с настоящим изобретением также может являться преимущественным добавление другого (других) ингредиента (ингредиентов), такого (таких) как один или более ингредиентов, выбранных из связывающих веществ (например, производных целлюлозы, таких как гидроксипропилцеллюлоза, метилцеллюлоза, натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы, виниловых производных, таких как поливиниловый спирт или поливинилпирролидон, гуммиарабик, гваяковая камедь, полиакрилат натрия и т.п.), наполнителей (например, крахмала, белков, кристаллической целлюлозы и т.п.), инертных ингредиентов (например, диоксида кремния и соединений кремния), регулирующих сыпучесть веществ, которые способствуют образованию пеллет (пшеничной крупки, свекловичной пульпы и т.п.), консервантов (пропионовой кислоты или ее соли, сорбиновой кислоты или ее соли, бензойной кислоты или ее соли, дегидроуксусной кислоты или ее соли, сложных эфиров парагидроксибензойной кислоты, имазалила, тиабендазола, ортофенилфенола, ортофенилфенола натрия, дифенила и других соединений и их смесей), антибактериального средства и других соединений. Специалисту в данной области известны методики и соединения, которые пригодны для достижения этих целей и которые совместимы с получением продукта в соответствии с настоящим изобретением.
Также может являться преимущественным дополнительное повышение питательной ценности и/или терапевтической ценности продукта в соответствии с настоящим изобретением посредством добавления дополнительных кормовых ингредиентов (например, питательных ингредиентов, ветеринарных или лекарственных средств и т.п.) или других ингредиентов в композиции, описанные в данном документе.
Например, один или более ингредиентов, выбранных из зерновых продуктов, растительных продуктов, животных продуктов, белков (например, белковых ингредиентов, полученных из таких источников, как сухая кровяная или мясная мука, мясная и костная мука, мука из семян хлопчатника, соевая мука, рапсовая мука, мука из семян подсолнечника, мука из канолы, сафлоровая мука, дегидратированная люцерна, кукурузно-глютеновая мука, соевый белковый концентрат, картофельный белок, сухой и стерилизованный животный и птичий помет, рыбная мука, изоляты рыбьего и птичьего белка, концентрат крабового белка, гидролизованная белковая перьевая мука, мука из птичьих субпродуктов, яйцо в жидком или порошкообразном виде, молочная сыворотка, яичный альбумин, казеин, рыбные гидролизаты, крем из клеток, отходы пивоварения и т.п.), минеральных солей, витаминов (например, тиамина HCl, рибофлавина, пиридоксина HCl, ниацина, инозита, холинхлорида, пантотената кальция, биотина, фолиевой кислоты, аскорбиновой кислоты, витамина B12, п-аминобензойной кислоты, ацетата витамина A, витамина K, витамина D, витамина E и т.п.), сахаров и сложных углеводов (например, водорастворимых и нерастворимых в воде моносахаридов, дисахаридов и полисахаридов), соединений для применения в ветеринарии (например, гидрохлорида промазина, ацетата хлормедониата, хлортетрациклина, сульфаметазина, монензина, монензина натрия, полоксалина, окситетрациклина, BOVATEC и т.п.), антиоксидантов (например, бутилированного гидроксианизола, бутилированного гидрокситолуола, третичного бутилгидрохинона, токоферолов, пропилгаллата и этоксихина), ингредиентов на основе микроэлементов (например, соединений кобальта, меди, марганца, железа, цинка, олова, никеля, хрома, молибдена, йода, хлора, кремния, ванадия, селена, кальция, магния, натрия, калия и т.п.) и других соединений или ингредиентов, могут быть добавлены в продукт в соответствии с настоящим изобретением.
Специалисту в данной области известны способы и ингредиенты, которые являются подходящими для повышения питательной и/или терапевтической или лекарственной ценности кормов для жвачных животных, кормовых материалов, премиксов, кормовых добавок и добавочных кормов, а также известно как повысить питательную и/или терапевтическую или лекарственную ценность продукта в соответствии с настоящим изобретением.
В дополнение или в качестве альтернативы также можно комбинировать продукт в соответствии с настоящим изобретением с кормом, кормовым материалом или премиксом для кормления жвачного животного. В контексте настоящего изобретения термины «премикс» или «питательный премикс» используют, как известно специалисту в данной области, и они обозначают смесь, содержащую один или более ингредиентов, таких как витамины, микроэлементы, лекарственные препараты, добавочные корма и разбавители. Преимущество применения премиксов заключается в том, что фермер, который применяет свое собственное зерно, может составлять собственные рационы и быть уверенным, что его животные получают рекомендуемые уровни минералов и витаминов.
Таким образом, другим объектом настоящего изобретения является корм, кормовой материал, кормовая добавка или премикс для кормления жвачного животного, содержащие композицию в соответствии с настоящим изобретением.
Предпочтительно премикс дополнительно содержит витамин, микроэлемент, разбавители для добавочных кормов и/или лекарственные препараты, такие как антибиотики, пробиотики и/или пребиотики.
В сути, нанесение покрытия, описанного в данном документе, вокруг ядра, содержащего биологически активный ингредиент или состоящего из него, можно осуществлять в соответствии с любыми подходящими способами, известными из уровня техники. Однако было установлено, что лучшим способом обеспечения биологически активного ингредиента с покрытием является нанесение покрытия с помощью барабана.
Термин «смешивание с помощью барабана», используемый в контексте настоящего изобретения, относится к методике смешивания, при которой частицы, на которые необходимо нанести покрытие, загружают в зафиксированный, т.е. неподвижный или невращающийся, барабан и при этом внутренняя часть барабана оснащена подвижными устройствами для смешивания, такими как вращающиеся лопасти, с помощью которых достигается смешивание частиц, на которые необходимо нанести покрытие, с материалом для нанесения покрытия.
Термин «нанесение покрытия с помощью барабана», используемый в контексте настоящего изобретения, относится к методике смешивания, при которой, в отличие от смешивания с помощью барабана, частицы, на которые необходимо нанести покрытие, загружают в подвижный или вращающийся барабан. Соответственно, в отличие от смешивания с помощью барабана, барабан как таковой обеспечивает смешивание частиц, на которые необходимо нанести покрытие, с материалом для нанесения покрытия.
Было обнаружено, что применение средства, обеспечивающего прохождение через рубец, или материала для нанесения покрытия с температурой плавления в максимально широких пределах или, другими словами, с диапазоном температуры плавления в максимально широких пределах, является преимущественным, поскольку может обеспечивать получение композиций, которые не имеют каких-либо дефектов, таких как трещины, разломы или другие недостатки, в слое защитного покрытия вокруг ядра, содержащего биологически активный ингредиент или состоящего из него, или которые имеют по меньшей мере только очень малое количество таких дефектов. Не ограничиваясь какой-либо конкретной теорией, считают, что этот эффект основан на различных температурах плавления компонентов в материале для нанесения покрытия с широким диапазоном температуры плавления: фракция расплавленного материала для нанесения покрытия с высокой температурой плавления может затвердевать быстрее, чем фракция расплавленного материала для нанесения покрытия с низкой температурой плавления. Таким образом, считается, что фракция расплавленного материала для нанесения покрытия с низкой температурой плавления все еще остается жидкой или по меньшей мере вязкой в течение некоторого периода времени. Возможные возникающие повреждения в слое покрытия из-за трещин, разломов или нарушений могут быть немедленно заполнены и закрыты все еще жидкой фракцией материала для нанесения покрытия с низкой температурой плавления во время способа нанесения покрытия. Далее в данном документе этот эффект также называется запечатыванием или самовосстановлением.
Не ограничиваясь какой-либо конкретной теорией считают, что для достижения вышеупомянутого самовосстановления дефектов в слое покрытия, т.e. заполнения и закрытия повреждений в слое покрытия вследствие трещин, разломов или нарушений, остающаяся жидкой или (очень) вязкой фракция средства, обеспечивающего прохождение через рубец, или материала для нанесения покрытия, которая находится на частицах в подвижном слое частиц, предпочтительно непосредственно переносится с одной частицы на другие частицы посредством прямого контакта частиц. Прямой контакт частиц может быть достигнут, например, посредством непрерывного движения частиц в слое частиц, например как это происходит во вращающемся барабанном устройстве для нанесения покрытия. Во вращающемся барабанном устройстве для нанесения покрытия частицы движутся непрерывно и, как следствие, частица всегда находится в прямом или по меньшей мере близком контакте со многими другими частицами. Как следствие, избыточные количества жидкой или (очень) вязкой фракции смеси для нанесения покрытия или материала для нанесения покрытия, которые могут локально возникать на поверхности частицы, могут быть перенесены посредством интенсивного контакта между частицами и вызванных этим контактом адгезивных сил от одной частицы к другой частице, которая имеет меньшее количество покрытия на своей поверхности. Считается, что такой перенос, представляющий собой прямой контакт частиц друг с другом и постоянное движение частиц, ведет к закрытию и запечатыванию дефектов в слое покрытия. Кроме того, считается, что постоянное вращение частиц также удаляет неровности с поверхности покрытия на частицах и ведет к заполнению и надежному закрытию отверстий в указанном покрытии жидким или (очень) вязким материалом для нанесения покрытия.
Дополнительное преимущество применения нанесения покрытия с помощью барабана для получения композиций, описанных в данном документе, заключается в том, что оно максимально точно позволяет корректировать эффективную температуру слоя частиц посредством контроля количества подаваемого и отводимого тепла посредством непрерывной регуляции поступающих потоков расплавленного материала для нанесения покрытия и необязательно охлаждающего газа. Уровень температуры можно повышать посредством повышения потока массы добавленного расплавленного материала для нанесения покрытия или в ограниченном масштабе посредством повышения температуры подаваемого охлаждающего газа. Уровень температуры можно снижать посредством снижения потока массы добавленного расплавленного материала для нанесения покрытия или посредством снижения температуры охлаждающего газа. Также эффективная температура слоя частиц, в частности, зависит от температуры предварительного нагревания полученных частиц, т.е. ядер, содержащих биологически активный ингредиент или состоящих из него, в начале процедуры нанесения покрытия. Очень эффективный контроль температуры в процессе нанесения покрытия также способствует самовосстановлению поверхности покрытия частиц, в частности, при применении материалов для нанесения покрытия с широким диапазоном температуры плавления. Считается, что эффективная температура при нанесении покрытия с помощью барабана обеспечивает сначала специфическое затвердевание тех компонентов материала для нанесения покрытия, которые имеют высокую температуру плавления, а затем обеспечивает поэтапное затвердевание тех компонентов материала для нанесения покрытия, которые имеют более низкие температуры плавления. Фракция с низкой температурой плавления материала для нанесения покрытия остается жидкой или (очень) вязкой, когда фракция с высокой температурой плавления только затвердевает и, таким образом, указанная фракция с низкой температурой плавления может заполнять и запечатывать разломы и отверстия в слое покрытия композиции в соответствии с настоящим изобретением.
Дополнительным объектом является способ получения композиции в соответствии с настоящим изобретением, включающий стадии:
a) получения частиц, содержащих или состоящих из биологически активного ингредиента, выбранного из перечня, состоящего из i) аминокислот, производных аминокислот и/или солей аминокислот и/или их производных, ii) белков, iii) пептидов, iv) углеводов, v) витаминов и веществ, имеющих подобные функции, vi) пробиотических микроорганизмов, vii) пребиотических пищевых продуктов, viii) холина и его солей и/или производных и ix) полиненасыщенных жирных кислот (PUFA) и ее солей и/или производных, в барабанном устройстве для нанесения покрытия,
b) получения смеси, содержащей от 60 вес. % +/-10% до 80 вес. % +/-10% насыщенного жира и от 20 вес. % +/-10% до 40 вес. % +/-10% жирной кислоты, при этом количество каждого компонента приведено в пересчете на общий вес смеси, в резервуаре вне барабанного устройства для нанесения покрытия,
c) нагревания частиц из стадии a) до температуры в диапазоне от значения, которое на 20°C ниже нижнего предела температуры плавления смеси из стадии b), до верхнего предела температуры плавления смеси из стадии b),
d) нагревания смеси из стадии b) до температуры в диапазоне от ее верхнего предела температуры плавления до значения, которое на 20°C выше ее верхнего предела температуры плавления,
e) нанесения нагретой смеси из стадии d) на частицы из стадии c) во вращающемся барабанном устройстве для нанесения покрытия,
f) поддержания температуры слоя частиц, полученных на стадии e), при температуре в диапазоне от значения, которое на 20°C ниже нижнего предела температуры плавления смеси из стадии b), до нижнего предела температуры плавления смеси из стадии b) и
g) охлаждения композиции, полученной на стадии f), или обеспечения остывания композиции, полученной на стадии f),
где стадии c)-f) или c)-g) повторяют с применением композиции, полученной на стадии f) или g), если композиция, которую необходимо получить, имеет два или более слоев.
На стадии e) способа в соответствии с настоящим изобретением нагретую смесь предпочтительно наносят на частицы с помощью капельной трубки. Это имеет преимущество, заключающееся в том, что нагретую смесь можно аккуратно наносить в середину слоя частиц, что дополнительно позволяет быстро достичь очень однородного распределения нагретой смеси по всему слою частиц.
Конкретную температуру на стадиях c), d) и f) можно измерять с помощью любых подходящих средств для измерения температуры, например термометра или тепловизора. Для измерения температуры с помощью термометра или тепловизора термометр или тепловизор можно направлять на слой частиц из стадий a) и c), смесь из стадий b) и d) и слой частиц из стадий e) и f), на которые наносят смесь из стадии d). В любом случае термометр или тепловизор может быть расположен соответствующим образом, например, достаточно далеко от капельной трубки, с целью минимизировать или избежать любых температурных воздействий от смеси для нанесения покрытия, которую вводят посредством капельной трубки.
В контексте настоящего изобретения термин «нижний предел температуры плавления» используют для обозначения температуры, при которой смесь, т.е. смесь для нанесения покрытия, начинает плавиться, т.е. начинает размягчаться. Термин «верхний предел температуры плавления» используют в контексте настоящего изобретения для обозначения температуры, при которой готовая смесь, т.е. смесь для нанесения покрытия, плавится. Вместе нижний предел температуры плавления и верхний предел температуры плавления смеси, т.е. смеси для нанесения покрытия, определяют диапазон температуры плавления смеси, т.е. смеси для нанесения покрытия.
Конкретная температура плавления смеси для нанесения покрытия зависит от конкретного состава смеси для нанесения покрытия, в частности, от выбора одного или более конкретных насыщенных жиров, например гидрогенизированного жира, и их количества, а также одной или более конкретных жирных кислот и их количества. Определение температур плавления, т.е. нижнего и верхнего пределов температуры плавления, находится в пределах обычной квалификации специалиста в данной области. Например, определение температур плавления, т.е. нижнего и верхнего пределов температуры плавления, можно осуществлять посредством нанесения 1 г микронизированной смеси для нанесения покрытия на устройство для определения температуры плавления, такое как устройство для определения температуры плавления в соответствии с Kofler (Wagner & Munz). Эталонные материалы с известными температурами плавления можно применять в качестве индикатора. Нижний предел температуры плавления определяют как температуру, при которой смесь, т.е. смесь для нанесения покрытия, начинает плавиться, т.е. когда она начинает размягчаться, а верхний предел температуры плавления определяют как температуру, при которой готовая смесь, т.е. смесь для нанесения покрытия, плавится.
Ниже в таблице 1 приведена композиция некоторых смесей для нанесения покрытия в соответствии с настоящим изобретением и их соответствующие нижние и верхние пределы температуры плавления.
Таблица 1.  Композиции для нанесения покрытия и их нижние и верхние пределы температуры плавления (HRO = гидрогенизированное рапсовое масло, HPO = гидрогенизированное пальмовое масло, SA = стеариновая кислота).
В одном варианте осуществления способа получения в соответствии с настоящим изобретением смесь содержит от 70 вес. % +/-10% до 80 вес. % +/-10% насыщенного жира и от 30 вес. % +/-10% до 20 вес. % +/-10% жирной кислоты.
В одном варианте осуществления количество смеси на стадии b) и/или стадии d) способа получения в соответствии с настоящим изобретением находится в диапазоне от 5 вес. % +/-10% до 30 вес. % +/-10%, от 10 вес. % +/-10% до 30 вес. % +/-10%, от 15 вес. % +/-10% до 30 вес. % +/-10% или от 20 вес. % +/-10% до 30 вес. % +/-10% от общего веса композиции, которую необходимо получить, или относительно частиц, полученных на стадии a). Например, когда количество смеси из стадии b) и/или стадии d) находится в диапазоне от 5 вес. % +/-10% до 30 вес. % +/-10% от общего веса композиции, которую необходимо получить, весовое соотношение частиц, на которые необходимо нанести покрытие, к смеси из стадии b) и/или стадии d) составляет от 70:30 до 95:5. Например, когда количество смеси из стадии b) и/или стадии d) находится в диапазоне от 10 вес. % +/-10% до 30 вес. % +/-10% от общего веса композиции, которую необходимо получить, весовое соотношение частиц, на которые необходимо нанести покрытие, к смеси из стадии b) и/или стадии d) составляет от 70:30 до 90:10. Например, когда количество смеси из стадии b) и/или стадии d) находится в диапазоне от 15 вес. % +/-10% до 30 вес. % +/-10% от общего веса композиции, которую необходимо получить, весовое соотношение частиц, на которые необходимо нанести покрытие, к смеси из стадии b) и/или стадии d) составляет от 70:30 до 85:15. Например, когда количество смеси из стадии b) и/или стадии d) находится в диапазоне от 20 вес. % +/-10% до 30 вес. % +/-10% от общего веса композиции, которую необходимо получить, весовое соотношение частиц, на которые необходимо нанести покрытие, к смеси из стадии b) и/или стадии d) составляет от 70:30 до 80:20.
По сути, способ получения в соответствии с настоящим изобретением не подлежит каким-либо ограничениям в отношении количества насыщенных жиров, содержащихся в смеси из стадий b) и/или d). Следовательно, указанная смесь может содержать один или более насыщенных жиров. Аналогично, способ получения в соответствии с настоящим изобретением также не подлежит каким-либо ограничениям в отношении количества жирных кислот, содержащихся в смеси из стадий b) и/или d). Следовательно, указанная смесь может содержать одну или более жирных кислот.
Предпочтительно, насыщенный жир в смеси согласно способу получения содержит гидрогенизированный жир, например гидрогенизированное растительное масло, или состоит из него.
Предпочтительно, гидрогенизированный жир в смеси согласно способу получения в соответствии с настоящим изобретением содержит гидрогенизированное пальмовое масло, гидрогенизированное соевое масло и/или гидрогенизированное рапсовое масло или состоит из них.
14
22
16
20
Предпочтительно, жирная кислота в смеси согласно способу получения в соответствии с настоящим изобретением содержит C-Cкарбоновую кислоту, в частности C-Cкарбоновую кислоту, или состоит из нее. Предпочтительно, жирная кислота содержит пальмитиновую кислоту, маргариновую кислоту, стеариновую кислоту, нонадециловую кислоту, арахидиновую кислоту и/или бегеновую кислоту или состоит из них.
Предпочтительно, жирная кислота в смеси согласно способу получения в соответствии с настоящим изобретением содержит насыщенную жирную кислоту или состоит из нее.
Предпочтительно, жирная кислота содержит необязательно замещенную пальмитиновую кислоту, олеиновую кислоту и/или стеариновую кислоту, в частности стеариновую кислоту, или состоит из них.
Предпочтительно жирная кислота представляет собой стеариновую кислоту.
В одном варианте осуществления способа получения в соответствии с настоящим изобретением композиция, которую необходимо получить, содержит по меньшей мере два слоя, т.е. стадии c)-f) или c)-g) указанного способа получения повторяют с применением продукта, полученного на стадии f) или g).
В одном варианте осуществления способа получения в соответствии с настоящим изобретением смесь из стадий b) и/или d) для получения первого слоя, окружающего частицы, т.е. при первом прогоне стадий c)-f) или c)-g), содержит большее количество жирной кислоты, чем во втором или любом дополнительном слое, окружающем первый или любой дополнительный, например предыдущий или последующий, слой, т.е. при втором или любом дополнительном прогоне стадий c)-f) или c)-g).
В предпочтительном варианте осуществления способа получения в соответствии с настоящим изобретением смесь для получения первого слоя, окружающего частицы, т.е. при первом прогоне стадий c)-f) или c)-g), содержит от 60 вес. % +/-10% до 90 вес. % +/-10% насыщенного жира и от 10 вес. % +/-10% до 40 вес. % +/-10% жирной кислоты в пересчете на вес первого слоя, который необходимо получить, а смесь для получения второго или любого дополнительного слоя, т.е. при втором или любом дополнительном прогоне стадий c)-f) или c)-g), содержит от 60 вес. % +/-10% до 99 вес. % -10% насыщенного жира и от 1 вес. % +/-10% до 40 вес. % +/-10% жирной кислоты в пересчете на вес второго слоя, который необходимо получить.
Предпочтительно, количество смеси для первого слоя с от 60 вес. % +/-10% до 90 вес. % +/-10% насыщенного жира и от 10 вес. % +/-10% до 40 вес. % +/-10% жирной кислоты в пересчете на вес первого слоя находится в диапазоне от 4 до 29 вес. % в пересчете на вес композиции, которую необходимо получить, а количество смеси для второго или любого дополнительного слоя с от 60 вес. % +/-10% до 99 вес. % -10% насыщенного жира и от 1 вес. % +/-10% до 40 вес. % +/-10% жирной кислоты в пересчете на вес второго или любого дополнительного слоя находится в диапазоне от 1 до 15 вес. % в пересчете на вес композиции, которую необходимо получить. В частности, композиция, которую необходимо получить, содержит от 5 до 29 вес. %, от 10 до 29 вес. %, от 15 до 29 вес. % или от 20 до 29 вес. % указанного первого слоя, и от 1 до 10 вес. %, от 5 до 15 вес. % или от 5 до 10 вес. % указанного второго слоя.
В другом предпочтительном варианте осуществления способа получения в соответствии с настоящим изобретением смесь для получения первого слоя, окружающего частицы, т.е. при первом прогоне стадий c)-f) или c)-g), содержит от 70 вес. % +/-10% до 80 вес. % +/-10% насыщенного жира и от 20 вес. % +/-10% до 30 вес. % +/-10% жирной кислоты в пересчете на вес первого слоя, который необходимо получить, а смесь для получения второго или любого дополнительного слоя, т.е. при втором или любом дополнительном прогоне стадий c)-f) или c)-g), содержит от 70 вес. % +/-10% до 99 вес. % -10% насыщенного жира и от 10 вес. % +/-10% до 25 вес. % +/-10% жирной кислоты в пересчете на вес второго слоя, который необходимо получить.
Предпочтительно, количество смеси для первого слоя с от 70 вес. % +/-10% до 80 вес. % +/-10% насыщенного жира и от 20 вес. % +/-10% до 30 вес. % +/-10% жирной кислоты в пересчете на вес первого слоя находится в диапазоне от 4 до 29 вес. % в пересчете на вес композиции, которую необходимо получить, а количество смеси для второго или любого дополнительного слоя с от 70 вес. % +/-10% до 99 вес. % -10% насыщенного жира и от 10 вес. % +/-10% до 25 вес. % +/-10% жирной кислоты в пересчете на вес второго или любого дополнительного слоя находится в диапазоне от 1 до 15 вес. % в пересчете на вес композиции, которую необходимо получить. В частности, композиция, которую необходимо получить, содержит от 5 до 29 вес. %, от 10 до 29 вес. %, от 15 до 29 вес. % или от 20 до 29 вес. % указанного первого слоя, и от 1 до 10 вес. %, от 5 до 15 вес. % или от 5 до 10 вес. % указанного второго слоя.
В еще одном варианте осуществления способа получения в соответствии с настоящим изобретением количество смеси при первом прогоне стадий c)-f) или c)-g) больше, чем при втором или любом дополнительном прогоне стадий c)-f) или c)-g).
Дополнительно было обнаружено, что введение жвачному животному композиции в соответствии с настоящим изобретением, композиции, полученной или получаемой с помощью способа в соответствии с настоящим изобретением, и/или корма, кормового материала, премикса или кормовой добавки в соответствии с настоящим изобретением подходит для компенсации, в частности, недостатка питательных веществ и незаменимых аминокислот в рационе жвачного животного. То же самое также применяют.
Исходя из этого, еще одним дополнительным объектом настоящего изобретения является способ дополнения рациона жвачного животного биологически активным ингредиентом, включающий стадию обеспечения жвачного животного композицией в соответствии с настоящим изобретением и/или кормом, кормовым материалом, премиксом или кормовой добавкой в соответствии с настоящим изобретением.
Настоящее изобретение дополнительно описано приведенными ниже пунктами.
1. Композиция для кормления жвачного животного, содержащая
a) ядро, содержащее или состоящее из биологически активного ингредиента, выбранного из перечня, состоящего из i) аминокислот, производных аминокислот и/или солей аминокислот и/или их производных, ii) белков, iii) пептидов, iv) углеводов, v) витаминов и ингредиентов, имеющих подобные функции, vi) пробиотических микроорганизмов, vii) пребиотических пищевых продуктов, viii) холина и его солей и/или производных и ix) полиненасыщенных жирных кислот (PUFA) и ее солей и/или производных, и
b) покрытие, окружающее указанное ядро, где указанное покрытие содержит один или более слоев смеси, содержащей насыщенный жир, например гидрогенизированный жир, и жирную кислоту, и при этом указанное покрытие содержит от 60 вес. % +/-10% до 80 вес. % +/-10% насыщенного жира, например гидрогенизированного жира, и от 20 вес. % +/-10% до 40 вес. % +/-10% жирной кислоты, при этом количество каждого компонента приведено в пересчете на общий вес покрытия.
2. Композиция в соответствии с пунктом 1, где покрытие содержит от 70 вес. % +/-10% до 80 вес. % +/-10% насыщенного жира и от 20 вес. % +/-10% до 30 вес. % +/-10% жирной кислоты.
3. Композиция в соответствии с пунктом 1 или пунктом 2, где композиция содержит от 5 вес. % +/-10% до 30 вес. % +/-10% покрытия в пересчете на общий вес композиции.
4. Композиция в соответствии с любым из пунктов 1-3, где композиция содержит от 20 вес. % +/-10% до 30 вес. % +/-10% покрытия в пересчете на общий вес композиции.
5. Композиция в соответствии с любым из пунктов 1-4, где насыщенный жир содержит гидрогенизированный жир или состоит из него.
6. Композиция в соответствии с пунктом 5, где гидрогенизированный жир представляет собой гидрогенизированное растительное масло.
7. Композиция в соответствии с пунктом 4 или пунктом 5, где гидрогенизированный жир содержит гидрогенизированное пальмовое масло, гидрогенизированное соевое масло и/или гидрогенизированное рапсовое масло или состоит из них.
14
22
8. Композиция в соответствии с любым из пунктов 1-6, где жирная кислота содержит C-Cкарбоновую кислоту или состоит из нее.
16
20
9. Композиция в соответствии с любым из пунктов 1-8, где жирная кислота содержит C-Cкарбоновую кислоту или состоит из нее.
10. Композиция в соответствии с любым из пунктов 1-9, где жирная кислота содержит насыщенную жирную кислоту или состоит из нее.
11. Композиция в соответствии с любым из пунктов 1-10, где жирная кислота содержит необязательно замещенную пальмитиновую кислоту, олеиновую кислоту и/или стеариновую кислоту или состоит из них.
12. Композиция в соответствии с любым из пунктов 1-11, где покрытие содержит по меньшей мере два слоя, где каждый из слоев характеризуется отличающимся составом смеси для нанесения покрытия.
13. Композиция в соответствии с любым из пунктов 1-12, где первый слой, окружающий биологически активный ингредиент, содержит большее количество жирной кислоты, чем второй или любой дополнительный слой, окружающий первый или любой предыдущий слой.
14. Способ получения композиции в соответствии с любым из пунктов 1-13, включающий стадии
a) получения частиц, содержащих или состоящих из биологически активного ингредиента, выбранного из перечня, состоящего из i) аминокислот, производных аминокислот и/или солей аминокислот и/или их производных, ii) белков, iii) пептидов, iv) углеводов, v) витаминов и ингредиентов, имеющих подобные функции, vi) пробиотических микроорганизмов, vii) пребиотических пищевых продуктов, viii) холина и его солей и/или его производных и ix) полиненасыщенных жирных кислот (PUFA) и их солей и/или производных, в барабанном устройстве для нанесения покрытия,
b) получения смеси, содержащей от 60 вес. % +/-10% до 80 вес. % +/-10% насыщенного жира, например гидрогенизированного жира, и от 20 вес. % +/-10% до 40 вес. % +/-10% жирной кислоты, при этом количество каждого компонента приведено в пересчете на общий вес смеси, в резервуаре вне барабанного устройства для нанесения покрытия,
c) нагревания частиц из стадии a) до температуры в диапазоне от значения, которое на 20°C ниже нижнего предела температуры плавления смеси из стадии b), до верхнего предела температуры плавления смеси из стадии b),
d) нагревания смеси из стадии b) до температуры в диапазоне от ее верхнего предела температуры плавления до значения, которое на 20°C выше ее верхнего предела температуры плавления,
e) нанесения нагретой смеси из стадии d) на частицы из стадии c) во вращающемся барабанном устройстве для нанесения покрытия,
f) поддержания температуры слоя частиц, полученных на стадии e), при температуре в диапазоне от значения, которое на 20°C ниже нижнего предела температуры плавления смеси из стадии b), до нижнего предела температуры плавления смеси из стадии b) и
g) охлаждения композиции, полученной на стадии f), или обеспечения остывания композиции, полученной на стадии f),
где стадии c)-f) или c)-g) повторяют с применением композиции, полученной на стадии f) или g), если композиция, которую необходимо получить, имеет два или более слоев.
15. Корм, кормовой материал, премикс на основе кормовой добавки для кормления жвачного животного, содержащие композицию в соответствии с любым из пунктов 1-13.
16. Способ дополнения рациона жвачного животного биологически активным ингредиентом, включающий стадию обеспечения жвачного животного композицией в соответствии с любым из пунктов 1-13 и/или кормом, кормовым материалом, премиксом на основе кормовой добавки в соответствии с пунктом 15.
Примеры
I. Общая процедура получения продуктов с покрытием
Применяемое оборудование:
- барабанное устройство для нанесения покрытия (типа SolidLab1 от Hüttlin);
- устройство для подачи нагретого расплавленного материала (сосуд с устройством для перемешивания, оснащенный насосом и системой труб);
- распределитель с 3 точками входа для распределения нагретого расплавленного материала в барабанном устройстве для нанесения покрытия.

Перед способом нанесения покрытия как таковым, материал для нанесения покрытия (гидрогенизированное пальмовое масло, торговое наименование Prefix 125, и необязательно добавку для нанесения покрытия, представляющую собой стеариновую кислоту в необходимом соотношении) расплавляли в сосуде с устройством для перемешивания и затем нагревали до температуры 80°C.
Примерно 400 г биологически активного ингредиента, на который необходимо нанести покрытие и который присутствует либо в виде гранул, либо в виде пеллет, загружали в барабанное устройство для нанесения покрытия и предварительно нагревали. Предварительное нагревание осуществляли с помощью теплого воздуха окружающей среды, имеющего температуру от примерно 50 до 60°C при низкой скорости вращения барабана, составляющей от примерно 3 до 5 оборотов в минуту. Если нагреваемые частицы имели температуру в диапазоне от значения, которое на 20°C ниже нижнего предела температуры плавления материала для нанесения покрытия, до нижнего предела температуры плавления материала для нанесения покрытия, то скорость вращения барабанного устройства для нанесения покрытия увеличивали до от примерно 15 до 25 оборотов в минуту и начинали подачу расплавленного материала для нанесения покрытия. Во время нанесения покрытия материал для нанесения покрытия постоянно добавляли к частицам. Дополнительно, температуру на входе и скорость вращения устанавливали таким образом, чтобы температура во время нанесения покрытия поддерживалась на постоянном уровне и чтобы движение продукта с покрытием во вращающемся барабанном устройстве для нанесения покрытия было равномерным. После добавления необходимого количества материала для нанесения покрытия любую дополнительную подачу доз расплавленного материала для нанесения покрытия прекращали и обеспечивали остывание продукта с покрытием таким образом, чтобы материал для нанесения покрытия мог затвердевать.
II. Получение продуктов с покрытием, содержащих BAI
В соответствии с общей процедурой получения продуктов с покрытием, содержащих композиции на основе BAI, получали множество примеров в соответствии с настоящим изобретением и несколько сравнительных примеров. Параметры процедур получения продуктов с индивидуальным покрытием, такие как композиция покрытия, количество покрытия в конечном продукте и биологически активный ингредиент подытожены в таблице 2 ниже.
III. Тестирование продуктов
Продукты из примеров L1 - L7, M1 - M10, G1 - G2 и MM1 - MM3 и продукты из сравнительных примеров C-L1 - C-L2, C-M1 - C-M4, C-G1 - C-G2 и C-MM1 - C-MM3 подвергали тестам in vitro для имитации переваривания в рубце, в частности, для имитации скоростей высвобождения биологически активного ингредиента в трех различных отделах: рубце, сычуге и тонкой кишке пищеварительного тракта жвачного животного. С этой целью тесты проводили по процедуре трехстадийной инкубации: на первой стадии условия в рубце имитировали посредством применения буфера Макдугалла, на второй стадии условия в сычуге имитировали посредством применения хлористоводородной кислоты и пепсина, а на третьей стадии условия в тонкой кишке имитировали посредством применения панкреатина и подходящего буфера для корректировки значения pH до 8. Тесты in vitro проводили в соответствии с описанной ниже процедурой.
Для получения буфера Макдугалла в бутыли объемом 10 литров взвешивали следующие вещества:
- NaHCO<sub>3</sub>
98 г
(1,17 моль)
- Na<sub>2</sub>HPO<sub>4</sub> ⋅ 2 H<sub>2</sub>O
46,3 г
(0,26 моль)
- NaCl
4,7 г
(0,08 моль)
- KCl
5,7 г
(0,08 моль)
- CaCl<sub>2</sub> ⋅ 2 H<sub>2</sub>O
0,4 г
(2,7 ммоль)
- MgCl<sub>2</sub> ⋅ 6 H<sub>2</sub>O
0,6 г
(3,0 ммоль)
2
2
250 мл буферного раствора Макдугалла выливали в колбу Скотта объемом 1000 мл. Добавляли 5 грамм тестируемого вещества, т.е. любой из композиций в соответствии с настоящим изобретением и любого из сравнительных продуктов с конкретным биологически активным ингредиентом, и колбы встряхивали при 100 оборотах в минуту в лабораторном шейкере (Innova 40, New Brunswick Scientific) при 39°C. После 6 часов содержимое колбы осторожно отфильтровывали, промывали 50 мл холодной воды и непосредственно переносили во вторую колбу, содержащую 250 мл концентрированной хлористоводородной кислоты со значением pH 2 и небольшим количеством пепсина. После 2 часов периода инкубации при 39°C продукт снова осторожно отфильтровывали, промывали 50 мл воды температуры окружающей среды и затем переносили в третью колбу, содержащую свежеприготовленный раствор, содержащий 14,4 мг три(гидроксиметил)аминометана, 56,2 мг NaCl, 231 мг фосфатидилхолина, 60 мг Тритон-X-100, 240 мг таурохолата Na, 300 мг CaCl × 2HO и 120 мг панкреатина (≥8 единиц липазы USP/мг). После встряхивания в течение 24 часов продукт отфильтровывали, снова промывали холодной водой и высушивали при 40°C в течение ночи. Остаточный продукт взвешивали после каждой из стадий 1 и 3, и потерю веса считали потерей биологически активного ингредиента (BAI). Расчет фракции биологически активного ингредиента (BAI), высвобожденной в рубце, осуществляли по следующей формуле:
й
фракция BAI, высвобожденная в рубце [%] = ((исходное количество BAI [г] – остаточное количество BAI после 1 стадии способа Макдугалла [г]) / (исходное количество BAI [г])) × 100%.
Пример: исходное количество BAI = 5,0 г;
остаточное количество BAI = 4,2 г.
Фракция BAI, высвобожденная в рубце [%] = ((5,0 г – 4,2 г) / (5,0 г)) × 100% = 16%.
Защищенную от расщепления в рубце (RP) фракцию биологически активного ингредиента (RP(BAI)) получали с применением следующей формулы:
RP(BAI) [%] = 100% – фракция BAI, высвобожденная в рубце [%].
Пример: высвобожденная фракция BAI [%] = 16%.
RP(BAI) [%] = 100% - 16% = 84%.
Термин «общая фракция перевариваемого BAI [%]» применяют для обозначения процентного значения исходного количества BAI [г], который подвергают перевариванию на всех стадиях способа Макдугалла. Ее можно рассчитать по следующей формуле:
й
общая фракция перевариваемого BAI [%] = ((исходное количество BAI [г] – остаточное количество BAI после 3 стадии способа Макдугалла [г]) / (исходное количество BAI [г])) × 100%.
Пример: исходное количество BAI = 5,0 г;
й
остаточное количество BAI после 3 стадии = 0,5 г.
Общая фракция перевариваемого BAI [%] = ((5,0 г – 0,5 г) / (5,0 г)) × 100% = 90%.
Общую фракцию перевариваемого BAI [г/кг] можно рассчитать с помощью уравнения:
общая фракция перевариваемого BAI [г/кг] = общая фракция перевариваемого BAI [%] * вес фракции BAI в продукте [г/кг].
Термин «метаболизируемое количество биологически активного ингредиента M(BAI)» используют для обозначения фракции биологически активного ингредиента в граммах на кг, который был высвобожден из тестируемой композиции в сычуге и тонкой кишке жвачного животного и, таким образом, может быть использован животным. Соответственно, термин «метаболизируемое количество биологически активного ингредиента» представляет собой фракцию BAI, которая доступна для метаболизирования и использования животным. Ее можно рассчитать в соответствии с формулой:
M(BAI) [г/кг] = общая фракция перевариваемого BAI [г/кг] – (1000 – RP(BAI) [г/кг]) или
M(BAI) [г/кг] = общая фракция перевариваемого BAI [г/кг] – фракция BAI, высвобожденной в рубце [г/кг].
й
й
й
Общая фракция перевариваемого BAI [г/кг] представляет собой разницу между исходным количеством BAI [г/кг] и остаточным количеством BAI после 3 стадии способа Макдугалла [г/кг]. RP(BAI [г/кг] представляет собой остаточное количество BAI [г/кг] после 1 стадии способа Макдугалла. Фракция BAI, высвобожденная в рубце [г/кг], представляет собой количество BAI, высвобожденного на 1 стадии способа Макдугалла.
Результаты приведены в таблице 3.
IV. Обсуждение
Продукты из примеров L1 - L7, M1 - M10, G1 - G2 и MM1 - MM3 обеспечивали получение больших фракций BAI, защищенного от расщепления в рубце, а также большую общую фракцию перевариваемого BAI и большие фракции метаболизируемого BAI, чем продукты из сравнительных примеров C-L1 - C-2, C-M1 - C-M4, C-G1 - C-G2 и C-MM1 - C-MM3.