高分子非溶剂变温相分离法包被技术对维生素C稳定性的影响

唐明红 郭 帅 尹守铮

维生素C又名抗坏血酸，为己糖衍生物，在自然界以还原性和氧化性两种形式存在，饲料中使用的为还原性L-抗坏血酸。由于维生素C具有抗应激、增强免疫力、促进生长、提高繁殖力、解毒和抗氧化等功能，被人们在饲料生产和畜牧养殖中广泛使用。但是，维生素C是一种极其娇嫩的酸性水溶性维生素，性质很不稳定，很容易被碱、金属离子、氧化剂破坏，同时光照、高温、高压、高湿也能造成维生素C的氧化破坏。维生素C在饲料的加工过程中损失更为严重，如调质过程中的高温、高压以及饲料中矿物元素催化维生素C的氧化破坏；又如制粒工序，较长时间的挤压所产生的强大压力使饲料与模孔以及饲料与饲料之间产生剧烈的摩擦，导致温度急剧上升，加速维生素C的损失。这些因素限制了维生素C在畜牧养殖和饲料生产中的广泛使用，人们开始寻找种种对维生素C进行保护的措施。许多研究表明，将维生素C进行包膜是一种既能保护维生素C又能让维生素C快速发挥生物活性的理想措施。

本试验探讨通过高分子非溶剂变温相分离法包被技术对VC稳定性的影响，为包膜维生素C在饲料生产和畜牧养殖中的应用提供依据。

1 材料和方法

1.1 主要材料和仪器

主要材料：饲料级维生素C（含量99.5%）、高分子壁材（美国进口材料）、MAGNESOL试剂、5.0%草酸溶液、0.002 mol/l碘标准溶液；仪器：恒温恒湿箱、酸碱滴定管、万分之一天平等。

1.2 维生素C的包被

采用高分子非溶剂变温相分离法对维生素C进行包被，即将作为壁材的高分子材料的液相从连续相中分离出来，包敷在维生素C的表面，形成微囊结构，经过真空干燥，得到维生素C包被产品。生产20 kg备用，检测包膜样品中维生素C的含量。

1.3 包膜维生素C的检测方法

采用GB7303—87国家标准检测方法检测包膜维生素C的含量。

1.4 试验方法

1.4.1 高温、高湿储存环境对包膜维生素的影响

每组分别取10个样品放在恒温、恒湿箱内储存30和60 min，温度设定为85℃，相对湿度设定为95%。试验结束后将样品放在干燥皿中冷却，待完全冷却后进行VC含量的检测。

1.4.2 高温、高压调质制粒对包膜维生素C的影响

分别在育成蛋鸡料和团头鲂幼鱼料中加入200 g/t的包膜VC，按照湖北某饲料公司正常的生产条件进行生产（其中：育成蛋鸡料的调质温度为75℃，压力为3.0个大气压，调质时间30 s;团头鲂幼鱼料的调质温度为95℃，压力为3.5个大气压，调质时间为40 s），每种饲料生产6批，每批1 t，每批分别从混合机内、调质后制粒前以及颗粒成品3个环节取样，每个产品每个环节取样6个，每个样品500 g；同时每个产品取1个空白样品做校正用。

1.5 数据处理

采用SAS 6.12软件进行单因子方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 高温、高湿储存环境对包膜维生素的影响（见表1）

表1 高温、高湿储存环境对包膜维生素的影响

表1结果显示，包膜维生素C在温度85℃，相对湿度95%的条件下处理30和60 min后，VC的损失分别为0.25%和0.27%，差异不显著（P＞0.05）。

2.2 高温、高压调质制粒对包膜维生素C的影响（见表2）

表2 高温、高压调质制粒对包膜维生素C的影响（%）

从表2结果显示，在育成蛋鸡料中添加调质及制粒冷却后VC的损失分别为5.82%和6.88%，差异不显著（P＞0.05）；在团头鲂幼鱼料中添加，调质后及制粒冷却后，VC的损失分别为6.95%和9.09%，差异不显著（P＞0.05）。

3 讨论

3.1 高温、高湿储存环境对包膜维生素的影响

维生素C的性质极不稳定，怕光、怕热，加热或在潮解、溶液状况下更易氧化分解。本试验结果发现，包膜维生素C在温度为85℃，相对湿度为95%的环境中分别处理30和60 min后，维生素C的损失都很小，为 0.25%和 0.27%，差异不显著（P＞0.05），可能是因为高分子非溶剂变温相分离法包被技术利用了液-固混合的均匀性，使维生素C充分地浸浴在壁材中，壁材从而充分地包裹维生素C，使得包被的维生素C与外界完全隔绝，同时壁材起到热的绝缘作用，从而使得其中的维生素C免受温度、湿度和空气中氧气的破坏。

3.2 高温、高压调质制粒对包膜维生素C的影响

制粒过程中，干粉料通过给料器进入调质器，在其中加入蒸汽等进行调质。延长调质时间，可以增加淀粉糊化，提高制粒性能和饲料的成型率，且还可提高温度，杀灭有害微生物，但同时也延长了高温、高湿和维生素C的接触时间，为氧化还原反应提供了能量和介质，导致维生素C分解加速。调质好的物料进入压粒室，均匀分布于压辊之间，被压辊钳入挤压室，当挤压增大到能够克服模孔对粒料的摩擦时，物料被压入模孔，再经过模孔一段长度的饱压，形成颗粒饲料。这过程中长时间的挤压所造成的强大压力使饲料和模孔以及饲料之间发生了剧烈的摩擦。另外强大的压力还造成温度急剧升高，使得维生素C晶体破裂，氧化还原反应加剧，使维生素C保存率进一步下降。本试验发现，包膜维生素C在育成蛋鸡料和团头鲂幼鱼料中添加，调质后维生素C的损失分别为5.82%和6.95%，可能是因为调质过程中蒸汽变成饲料中的水分使得饲料中的水分由原来的9.67%升高到12.32%，水分将少量包被维生素C的壁材溶解，使得其中的维生素C暴露从而被破坏；而通过制粒后维生素C的损失分别达到6.88%和9.09%，比调质后的损失分别增加1.06%和2.24%，可能是因为制粒过程由于制粒摩擦和挤压导致部分包被颗粒破裂，使得其中的维生素C暴露，从而被破坏。

BASF公司对饲料中维生素损失和ROCHE公司于1991年对英国主要饲料厂颗粒饲料加工过程中不同维生素损失的实测结果 (制粒温度为70～90℃)表明，VC在制粒过程中的损失率为30%～45%。潘雪男等（1991）报道，在饲料制粒温度为77～93℃，时间为30 s时，VC的破坏率为25%～40%。 M.Marrchetti等对鱼饲料中晶体维生素和油脂包被维生素在加工过程中的损失规律的对比试验中发现，以晶体形式添加的维生素C在制粒后，含量由制粒前的207 mg/kg下降到 107 mg/kg，损失 48%，差异显著（P＜0.05）；而以油脂包膜形式添加的维生素C制粒后含量由制粒前的191 mg/kg下降到166 mg/kg，损失13%，差异不显著（P＞0.05）。本试验发现，包膜维生素C在育成蛋鸡料和鱼料中添加制粒后，损失分别为6.88%和9.19%，差异均不显著（P＞0.05）。由此看出，包被对于维生素C的保护是一种很好的方式。

王红英等（2004）的维生素营养成分在配合饲料加工过程中的变化规律研究中发现，维生素C随着调质温度的升高破坏率增加，当调质温度由65℃升高到90℃时，维生素C的破坏率由30%升高到43.5%；同时维生素C的破坏率随蒸汽压力（大于0.4 MPa）的上升而急剧升高，当蒸汽压力由0.4 MPa升高到0.45 MPa时，维生素C的破坏率由29%升高到36.7%。本试验中发现，包膜维生素C在团头鲂幼鱼料中添加经过调质和制粒后损失率高于在育成蛋鸡料中添加经过调质和制粒后的损失率，与团头鲂幼鱼料调质的蒸汽压力大，温度高、调质时间长以及制粒过程环模压缩比高等都有关系。

王红英等（2004）研究表明，在适宜的生产条件下制粒后，鲤鱼饲料中VC（某公司生产的包膜VC）的活性保存率仅为71%，损失仍高达29%。而本试验中在团头鲂幼鱼料中添加制粒后损失仅为9.09%，说明高分子非溶剂变温相分离法包被技术对维生素C稳定性有很大程度的改善。

4 结论

采用高分子非溶剂变温相分离法包被技术对维生素C进行包被，能提高维生素C在高温、高湿储存环境中以及高温、高压调质，制粒条件下的稳定性。

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