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CN116784427A - 一种用于提高亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌在水溶液中溶解度的溶解液及其制备和应用 - Google Patents

一种用于提高亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌在水溶液中溶解度的溶解液及其制备和应用 Download PDF

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CN116784427A
CN116784427A CN202210265268.2A CN202210265268A CN116784427A CN 116784427 A CN116784427 A CN 116784427A CN 202210265268 A CN202210265268 A CN 202210265268A CN 116784427 A CN116784427 A CN 116784427A
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刘浩
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Shanghai Frontan Animal Health Ltd By Share Ltd
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Abstract

本发明公开了一种用于提高亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌(MNB)在水溶液中的溶解度和稳定性的溶解体系，本发明属于维生素领域。该溶解体系包括非离子型表面活性剂、盐、稳定剂、助溶剂和水，将该溶解体系组合按照一定比例配制成溶液，在25℃条件下，亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌的水溶液溶解度即超过5.5g/100mL。本发明公开的溶解体系能很好地解决亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌在水溶液中因为呈现微溶特性而影响配制高浓度溶液的局限性，大大拓展亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌的应用范围，提高制造液体剂型产品中含有亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌时的工艺便利性。

Description

一种用于提高亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌在水溶液中溶解度的溶 解液及其制备和应用
技术领域
本发明属于维生素应用领域，涉及一种用于大幅提高亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌在水溶液中溶解度的溶解液及其制备和应用。
背景技术
近年来，随着养殖业集约化、规模化水平的不断提高，为提高生产效率，养殖企业普遍使用饲料厂工业化生产的全价配合饲料，一般不会再在养殖场内设混合搅拌设备，但是因为畜禽的营养需求和健康状况会因为环境、病原、管理等多种因素的影响时刻处于波动状态，为平衡营养需求和稳定机体状况，养殖场通常需要经常性的额外补充含多种维生素的营养保健产品，此时最好的补充方式是通过饮水添加，而饮水添加维生素产品的最有选择是液体维生素，因为粉剂产品的载体通常是糖类、变性淀粉、糊精等有机物，它们非常容易在水管内沉积而形成生物膜滋生细菌，造成饮用水的二次污染，液体维生素产品因为没有有机载体则不会出现这些问题，所有液体维生素产品在近几年有了快速发展。
通常情况下，液体维生素的推荐使用量是100-500mL/吨水，浓度越高，用量越小，这样生产、包装、运输和贮存的成本都低，也很方便；同时而维生素的补充通常都是组合式应用，即其组成通常由四种脂溶性维生素、8种水溶性维生素中的多种组成，K3在这种维生素组合体系中是经常被使用的，但原料使用方面基本上是选择亚硫酸氢甲萘醌(MSB)而较少使用亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌(MNB)，尽管后者更稳定，其原因是亚硫酸氢甲萘醌(MSB)易溶于水，能满足液体工艺和含量设计方面的需要，而亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌(MNB)是微溶(约1.3g/100mL水)，不易满足溶解度方面的需要，如果能够提高亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌的溶解度，基于它的稳定性更强的特性，就能提高液体维生素产品的稳定性，运输、保存的条件要求会更宽松、更方便且含量损失会更少，提高使用效率，满足畜禽生产性能更高、更健康的需求。
发明内容
有鉴于此，为解决亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌(高稳态维生素K3，简称MNB)在水溶液中溶解度低的问题(约1.3g/100mL)，本发明提出了一种用于提高亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌在水溶液中溶解度的溶解液(溶解体系)，使得亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌在水溶液中的溶解度从不超过1.3g/100mL，提高到不低于5.5g/100mL，目前市场上因MNB在水溶液中的溶解度极低，将MNB做成水溶性动物产品的厂家几乎没有，本发明的方法可将MNB的溶解度提高到以前的三倍以上，极大提高了MNB后续在液体产品的运用和推广潜力。
本发明提供了一种用于提高亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌(MNB)在水溶液中溶解度的溶解液，使其溶解度由不超过1.3g/100mL提高到不低于5.65g/100mL，满足产品生产中对营养含量方面的要求。
本发明提供了一种用于提高亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌在水溶液中溶解度的溶解液，所述溶解液包含非离子型表面活性剂、盐、稳定剂、助溶剂和水。
本发明中，所述溶解液的组分及含量为：每100克水中包含如下质量的组分组成：非离子型表面活性剂1-10克、盐0.1-5克、稳定剂0.01-5克、助溶剂0.1-10克；优选地，为每100克水中包含如下质量的组分组成：非离子型表面活性剂1.3-9.5克、盐0.3-4.8克、稳定剂0.015-4.85克、助溶剂0.13-9.8克；进一步优选地，为每100克水中包含如下质量的组分组成：非离子型表面活性剂8.7克、盐4.1克、稳定剂3.9克、助溶剂0.5克。
本发明中，所述非离子型表面活性剂选自蔗糖酯、吐温、司盘等中的一种或多种；优选地，为吐温。
本发明中，所述盐选自氯化镁、硫酸镁、硫酸钾、氯化钠、氯化钾等中的一种或多种；优选地，为氯化钠、硫酸钾、氯化钾组合。
本发明中，所述稳定剂选自甘油、叠氮化钠、EDTA-2Na、山梨酸钾等中的一种或多种；优选地，为EDTA-2Na、山梨酸钾的组合。
本发明中，所述助溶剂选自氯化锌、甲酸钠、硫酸亚铁、泛酸钙、苯甲酸钠等中的一种或多种；优选地，为泛酸钙、苯甲酸钠的组合。
在一个优选地实施方案中，所述溶解液的组分及含量为：每100克水中包括如下重量的组分组成：吐温1-10克、氯化钠0.1-2克、氯化钾0.1-3克、EDTA-2Na 0.01-2克、山梨酸钾0.1-3克、泛酸钙0.1-5克、苯甲酸钠0.1-0.5克。
进一步地，本发明所述溶解液还可以包含甘油、硫酸亚铁等。
本发明中，所述溶解液的最终PH值在4.0-6.0之间。
本发明中，MNB在本发明的溶解液中除了能显著提高其溶解度之外，还可以保持MNB溶解后的稳定性。除此以外，本发明所述的溶解液颜色黄亮、透明且无味，对后续的使用无副作用。本发明提供的溶解液中的非离子型表面活性剂(如吐温)、助溶剂(如苯甲酸钠)、稳定剂(如EDTA-2Na、甘油、山梨酸钾)等的存在使得MNB在水溶液中的溶解度得到显著提高且溶液的澄清度、颜色均能保持稳定。主要的原理在于通过非离子表面活性剂一方面改善表面分子受力不平衡的状态，另一方面降低表面分子间的吸引力，辅之助溶剂、稳定剂、盐等参与形成一个对MNB溶解度、稳定性等友好的液体环境，从而达到提高MNB在液体环境中可利用的目的。
本发明还提供了一种用于提高亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌(MNB)在水溶液中溶解度的溶解液的制备方法，包括以下步骤：
(1)固体颗粒粉碎、过筛：盐、稳定剂、助溶剂分别进行粉碎，过40-200目筛。
(2)混合：将步骤(1)粉碎后的稳定剂、助溶剂及盐进行混合。
(3)溶解：加入非离子型表面活性剂和纯水，常温搅拌至溶解得到用于提高亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌(MNB)在水溶液中溶解度的溶解液。
步骤(1)中，所述盐选自氯化镁、硫酸镁、硫酸钾、氯化钠、氯化钾中的一种或多种；优选地，为氯化钠和氯化钾组合。
步骤(1)中，所述稳定剂选自甘油、叠氮化钠、EDTA-2Na、山梨酸钾等中的一种或多种；优选地，为EDTA-2Na和山梨酸钾的组合。
步骤(1)中，所述助溶剂选自泛酸钙、苯甲酸钠、氯化锌、甲酸钠、硫酸亚铁等中的一种或多种；优选地，为泛酸钙和苯甲酸钠的组合。
步骤(1)中，优选过60-100目筛。
步骤(1)中，采用过粉碎机、超声震动、研磨等方式对固体颗粒进行粉碎。
本发明中，所述盐、稳定剂、助溶剂、非离子型表面活性剂和纯水的质量比为(0.1-5)：(0.01-5)：(0.1-10)：(1-10)：100；优选地，为0.5-4：0.05-4.5：0.3-6：1.5-9.5：100。
步骤(3)中，所述非离子型表面活性剂选自吐温、司盘、蔗糖酯等中的一种或多种；优选地，为吐温。
本发明还提供了由上述方法制备得到的用于提高亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌(MNB)在水溶液中溶解度的溶解液。
本发明中，所述溶解液的最终PH值在4.0-6.0之间。
本发明还提出了所述溶解液在提高MNB在水溶液中溶解度中的应用，将MNB粉碎、过筛，然后溶解于所述溶解液中，得到MNB高溶解液。
具体地，本发明MNB高溶解液的制备，采用固态分散、超微式粉碎技术，通过将MNB与稳定剂、助溶剂、泛酸钙、山梨酸钾、苯甲酸钠进行粉碎混合制成固态混合粉，再溶解于纯水，解决MNB微溶于水，难以利用的问题。各组分按一定比例混合并与纯水按1：20的比例混合成澄清透明的溶解液。
其中，本发明MNB高溶解液中MNB具有超高水溶性，不低于5.5gMNB/100ml溶解液，远超1.3gMNB/100纯水，并且均属于完全溶解范畴。
其中，本发明MNB高溶解液具有高稳定性，其稳定性为MNB溶解后在水中长时间有效含量不降低，说明MNB在溶解液中稳定好。
本发明还提出了所述溶解液在制备用于生产制造含有亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌(MNB)并且含量超过3.0g/100mL(母液)产品。
本发明有益效果包括：本发明公开了一种MNB高溶解体系及其制备方法，和现有的MNB微溶于水的现状对比，本发明MNB溶解体系具有水中稳定高、MNB水溶性好的优点，本发明可以使MNB在水中长时间有效含量不降低。本发明的制备方法科学易行、成本低、无污染。
具体实施方式
结合以下具体实施例，对本发明作进一步的详细说明。应当指出，本发明的保护内容不局限于以下实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。实施本发明的过程、条件、试剂、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。
表1
实施例1
(1)粉碎、过筛：按重量百分含量的组分，取0.3克氯化钠、0.5克氯化钾、0.03克EDTA-2Na、0.2克泛酸钙、0.15克苯甲酸钠、5.65克MNB分别进行粉碎，过40目筛。
(2)混合：先将粉碎后的5.65克MNB与0.3克氯化钠、0.5克氯化钾、0.03克EDTA-2Na、0.2克泛酸钙、0.15克苯甲酸钠进行预混，再与2克吐温进行搅拌终混。
(3)溶解：与100mL纯水混合并搅拌至完全溶解，得到澄清透明的MNB溶解液，溶液中亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌(MNB)的溶解度是5.65g/100mL水。
实施例2
(1)粉碎、过筛：按重量百分含量的组分，取0.4克氯化钠、0.3克氯化钾、0.04克EDTA-2Na、0.3克泛酸钙、0.2克苯甲酸钠、5.7克MNB分别进行粉碎，过80目筛。
(2)混合：先将粉碎后的5.7克MNB与0.4克氯化钠、0.3克氯化钾、0.04克EDTA-2Na、0.3克泛酸钙、0.2克苯甲酸钠进行预混，再与9.5克吐温进行搅拌终混。
(3)溶解：与100mL纯水混合并搅拌至完全溶解，得到澄清透明的MNB溶解液，溶液中亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌(MNB)的溶解度是5.7g/100mL水。
实施例3
(1)粉碎、过筛：按重量百分含量的组分，取0.2克氯化钠、0.3克氯化钾、0.02克EDTA-2Na、0.2克泛酸钙、0.35克苯甲酸钠、0.2克山梨酸钾、5.75克MNB分别进行粉碎，过200目筛。
(2)混合：先将粉碎后的5.75克MNB与0.2克氯化钠、0.3克氯化钾、0.02克EDTA-2Na、0.2克泛酸钙、0.35克苯甲酸钠、0.2克山梨酸钾进行预混，再与1克吐温进行搅拌终混。
(3)溶解：与100mL纯水混合并搅拌至完全溶解，得到澄清透明的MNB溶解液，溶液中亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌(MNB)的溶解度是5.75g/100mL水。
实施例4
(1)粉碎、过筛：按重量百分含量的组分，取0.15克氯化钠、0.25克氯化钾、0.04克EDTA-2Na、0.2克泛酸钙、0.3克苯甲酸钠、5.85克MNB分别进行粉碎，过200目筛。
(2)混合：先将粉碎后的5.85克MNB与0.15克氯化钠、0.25克氯化钾、0.04克EDTA-2Na、0.2克泛酸钙、0.3克苯甲酸钠进行预混，再与1克吐温进行搅拌终混。
(3)溶解：与100mL纯水混合并搅拌至完全溶解，得到澄清透明的MNB溶解液，溶液中亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌(MNB)的溶解度是5.85g/100mL水。
实施例5
(1)粉碎、过筛：按重量百分含量的组分，取2.5克氯化钠、1.4克氯化钾、4.4克EDTA-2Na、0.4克泛酸钙、2.3克苯甲酸钠、0.15克山梨酸钾、5.56克MNB分别进行粉碎，过100目筛。
(2)混合：先将粉碎后的5.56克MNB与2.5克氯化钠、1.4克氯化钾、4.4克EDTA-2Na、0.4克泛酸钙、2.3克苯甲酸钠、0.15克山梨酸钾进行预混，再与6.2克吐温进行搅拌终混。
(3)溶解：与100mL纯水混合并搅拌至完全溶解，得到澄清透明的MNB溶解液，溶液中亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌(MNB)的溶解度是5.56g/100mL水。
实施例6
(1)粉碎、过筛：按重量百分含量的组分，取1.3克氯化钠、3.5克氯化钾、3.5克EDTA-2Na、0.3克泛酸钙、3.35克苯甲酸钠、5.62克MNB分别进行粉碎，过100目筛。
(2)混合：先将粉碎后的5.62克MNB与1.3克氯化钠、3.5克氯化钾、3.5克EDTA-2Na、0.3克泛酸钙、3.35克苯甲酸钠进行预混，再与5.1克吐温进行搅拌终混。
(3)溶解：与100mL纯水混合并搅拌至完全溶解，得到澄清透明的MNB溶解液，溶液中亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌(MNB)的溶解度是5.62g/100mL水。
实施例7
(1)粉碎、过筛：按重量百分含量的组分，取1.1克氯化钠、2.8克氯化钾、3.8克EDTA-2Na、0.3克泛酸钙、4.2克苯甲酸钠、0.1克山梨酸钾、5.65克MNB分别进行粉碎，过100目筛。
(2)混合：先将粉碎后的5.65克MNB与1.1克氯化钠、2.8克氯化钾、3.8克EDTA-2Na、0.3克泛酸钙、4.2克苯甲酸钠、0.1克山梨酸钾进行预混，再与8.5克吐温进行搅拌终混。
(3)溶解：与100mL纯水混合并搅拌至完全溶解，得到澄清透明的MNB溶解液，溶液中亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌(MNB)的溶解度是5.65g/100mL水。
实施例8
(1)粉碎、过筛：按重量百分含量的组分，取0.3克氯化钠、4.5克氯化钾、2.5克EDTA-2Na、0.3克泛酸钙、5.35克苯甲酸钠、5.72克MNB分别进行粉碎，过100目筛。
(2)混合：先将粉碎后的5.72克MNB与0.3克氯化钠、4.5克氯化钾、2.5克EDTA-2Na、0.3克泛酸钙、5.35克苯甲酸钠进行预混，再与7.4克吐温进行搅拌终混。
(3)溶解：与100mL纯水混合并搅拌至完全溶解，得到澄清透明的MNB溶解液，溶液中亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌的溶解度是5.72g/100mL水。
与上述案例形成对比的是，在纯水中，亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌的溶解度不超过1.3g/100mL水。
对比例1
(1)粉碎、过筛：按重量百分含量的组分，取3.0克氯化钠、3.0克氯化钾、6克EDTA-2Na、5克泛酸钙、5.5克苯甲酸钠、1.27克MNB分别进行粉碎，过100目筛。
(2)混合：先将粉碎后的1.27克MNB与3.0克氯化钠、3.0克氯化钾、6克EDTA-2Na、5克泛酸钙、5.5克苯甲酸钠进行预混，再与0.1克吐温进行搅拌终混。
(3)溶解：与100mL纯水混合并搅拌至完全溶解，得到澄清透明的溶液，溶液中亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌的溶解度是1.27g/100mL水。
对比例2
(1)粉碎、过筛：按重量百分含量的组分，取0.05克氯化钠、0.005克氯化钾、0.05克EDTA-2Na、0.03克泛酸钙、0.05克苯甲酸钠、1.29克MNB分别进行粉碎，过100目筛。
(2)混合：先将粉碎后的1.29克MNB与0.05克氯化钠、0.005克氯化钾、0.05克EDTA-2Na、0.03克泛酸钙、0.05克苯甲酸钠进行预混，再与12.2克吐温进行搅拌终混。
(3)溶解：与100mL纯水混合并搅拌至完全溶解，得到澄清透明的溶液，溶液中亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌的溶解度是1.29g/100mL水。
对比例3
(1)粉碎、过筛：按重量百分含量的组分，取0.3克泛酸钙、0.3克苯甲酸钠、1.28克MNB分别进行粉碎，过100目筛。
(2)混合：先将粉碎后的1.28克MNB与0.3克泛酸钙、0.3克苯甲酸钠进行搅拌终混。
(3)溶解：与100mL纯水混合并搅拌至完全溶解，得到澄清透明的溶液，溶液中亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌的溶解度是1.28g/100mL水。
由以上对比例可以看出，在不使用本发明中所述的特定含量、特定配比的非离子表面活性剂、稳定剂、盐等，得到的溶液中MNB的溶解度是不超过1.3g/100ml水，远低于本发明所述的MNB在水中的溶解度不低于5.65gMNB/100ml水的效果。由此证明，本发明是在特定条件下才能得到具有高MNB溶解度的溶解液，而非将现有技术中的条件进行常规替代就能简单容易实现的。
综上所述，上述实施例仅用以表述本发明的技术方案但非限制，尽管可以通过参照本发明的实施例对本发明进行描述，但同领域的普通技术人员应可以理解，可以在细节、形式方面对其做不同的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明精神和范围。

Claims (11)

1.一种用于提高亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌在水溶液中溶解度的溶解液，其特征在于，所述溶解液包含非离子型表面活性剂、盐、稳定剂、助溶剂及纯水。
2.如权利要求1所述的溶解液，其特征在于，所述溶解液的组分及含量为：每100克水中包含如下质量的组分组成：非离子型表面活性剂1-10克、盐0.1-5克、稳定剂0.01-5克、助溶剂0.1-10克。
3.如权利要求2所述的溶解液，其特征在于，所述溶解液的组分及含量为：每100克水中包括如下质量的组分组成：非离子型表面活性剂1.3-9.5克、盐0.3-4.8克、稳定剂0.015-4.85克、助溶剂0.13-9.8克。
4.如权利要求1-3之任一项所述的溶解液，其特征在于，所述非离子型表面活性剂选自吐温、司盘、蔗糖酯中的一种或多种；所述盐选自氯化钠、氯化钾、氯化镁、硫酸镁、硫酸钾中的一种或多种；所述稳定剂选自甘油、EDTA-2Na、山梨酸钾、叠氮化钠中的一种或多种；所述助溶剂选自甲酸钠、硫酸亚铁、泛酸钙、苯甲酸钠、氯化锌中的一种或多种。
5.一种用于提高亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌在水溶液中溶解度的溶解液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，
(1)固体颗粒粉碎、过筛：盐、稳定剂、助溶剂分别进行粉碎，过40-200目筛；
(2)混合：将所述步骤(1)粉碎后的稳定剂、助溶剂及盐进行混合；
(3)溶解：加入非离子型表面活性剂和纯水，常温搅拌至溶解得到用于提高亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌在水溶液中溶解度的溶解液。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述盐选自氯化镁、硫酸镁、氯化钠、氯化钾、硫酸钾中的一种或多种；和/或，所述稳定剂选自叠氮化钠、甘油、EDTA-2Na、山梨酸钾中的一种或多种；所述助溶剂选自氯化锌、甲酸钠、泛酸钙、苯甲酸钠、硫酸亚铁中的一种或多种。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述非离子型表面活性剂选自蔗糖酯、司盘、吐温中的一种或多种；所述盐、稳定剂、助溶剂、非离子型表面活性剂和纯水的质量比为(0.1-5)：(0.01-5)：(0.1-10)：(1-10)：100。
8.如权利要求5-7之任一项所述方法制备得到的用于提高亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌在水溶液中溶解度的溶解液。
9.如权利要求1或8所述的用于提高亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌在水溶液中溶解度的溶解液，其特征在于，所述溶解液的最终PH值在4.0-6.0之间。
10.如权利要求1或8所述的用于提高亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌在水溶液中溶解度的溶解液在提高MNB在水溶液中溶解度中的应用。
11.如权利要求1或8所述的用于提高亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌在水溶液中溶解度的溶解液用于生产制造含有亚硫酸氢烟酰胺甲萘醌并且含量超过3.0g/100mL母液产品。
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