二、脂溶性维生素添加剂
(一)维生素A
【理化性质】 维生素A(vitamin A)又称视黄醇(retinol),化学名称为全反3,7-二甲基-9-(2,6,6-三甲基环己-1-烯基-1-)-2,4,6,8-壬四烯-1-醇。分子式为C 20 H 30 O,相对分子质量为286.46。结构式如下。

维生素A为淡黄色片状晶体,熔点62~64℃,沸点120~125℃。在波长325~328nm处有一特殊吸收峰。不溶于水和甘油,溶于氯仿、乙醚、环己烷、石油醚和油脂等,微溶于乙醇。光照下不稳定,在空气中易氧化,亦可被脂肪氧化酶分解,加热或有重金离子存在下可促进氧化成环氧化物,进一步氧化可生成醛或酸。
【质量标准】 饲料级维生素A棕榈酸酯粉质量标准(GB/T 23386-2009)

【生理功能与缺乏症】 ① 维持正常的视觉 维生素A是合成视紫红质的原料,视紫红质存在于人和动物视网膜内的杆状细胞中,是由视蛋白与视黄醛(维生素A醛)结合而成的一种感光物质。因此,如果血液中维生素A水平过低时,就不能合成足够的视紫红质,从而导致功能性夜盲症。
② 保护上皮组织(皮肤和黏膜)的健全与完整 维生素A促进结缔组织中黏多糖的合成,从而促进黏膜和皮肤的发育与再生、维护生物膜结构的完整。当维生素A不足时,黏多糖的合成受阻,引起上皮组织干燥和过度角质化,使上皮组织易被细菌感染而产生一系列的继发病变,尤其是对眼、呼吸道、消化道、泌尿及生殖器官的影响力最为明显。
③ 促进性激素的形成,提高繁殖力 缺乏维生素A时,公畜睾丸及附睾退化,精液数量减少、稀薄,精子密度低,受胎率下降;母畜表现为发情不正常,难产、流产及胎盘难下等;新生仔畜体弱,出现怪胎、死胎,死亡率高等;对鸡的孵化、生长、产蛋等均有显著的不良影响。
④ 促进畜体生长,增进健康 调节脂肪、碳水化合物及蛋白质的代谢,增加免疫球蛋白的产生,增加抗病力。家畜缺乏维生素A时,生长家畜的生长发育迟缓,脂肪沉积少,肌肉萎缩,影响体内蛋白质的合成,体重下降,导致生产力及对传染病、寄生虫病侵袭力的抵抗力下降。
⑤ 维护骨骼的正常生长和修补 维生素A不足时会使骨骼厚度增加,影响骨骼组织的发育。
⑥ 维持神经细胞的正常功能 维生素A缺乏时,造成骨骼发育不良,压迫中枢神经,使生长家畜脊髓部分堵塞,导致神经系统的机能障碍,出现神经损伤与失调,如严重的共济失调及痉挛等。
⑦ 增强免疫细胞膜的稳定性、增加免疫球蛋白的产生、提高动物机体免疫能力。
【制法】 常见的维生素A添加剂包括以下几种。
① 维生素A油:大多从鱼肝中提取,一般是加入抗氧化剂后制成微囊作添加剂,也称鱼肝油。其中含维生素A 850IU/g和维生素D 65IU/g。
② 维生素A乙酸酯:外观为鲜黄色结晶粉末,易吸湿,遇热或酸性物质、见光或吸潮后易分解。加入抗氧化剂和明胶制成微粒作为饲料添加剂,此微粒为灰黄色至淡褐色颗粒,易吸潮,遇热和酸性气体或见光或吸潮后易分解。产品规格有30万IU/g、40万IU/g和50万IU/g。
③ 维生素A棕榈酸酯:外观为黄色油状或结晶固体,熔点28~29℃。
酯化后维生素A添加剂的制作可采用微型胶囊技术,也可使用吸附方法。微型胶囊技术的步骤是先在乳化器内加入阿拉伯胶,并加入油液状的维生素A酯,进行乳化,形成微粒。再移至反应罐中,加入明胶水溶液,利用电荷关系,使乳化液微粒和明胶水之间发生交联作用,形成被明胶包被的微粒。随后,再加糖衣、疏水剂,再用淀粉包被,即制成微型胶囊。在制作工艺中还可加入抗氧化剂,避免维生素A氧化。吸附方法是先对油液状维生素A酯乳化,并用抗氧化剂稳定,再以干燥的小麦麸和硅酸盐进行吸附。
【常用产品形式与规格】 维生素A添加剂,因工艺条件不同,其粒度的大小也有差别。国外虽规定一般在0.1~1.0mm,实际上多在0.177~0.590mm(80~30目)。可在水中弥散的维生素A添加剂,粒度更小,最大不得超过0.35mm。
【添加量】 饲料添加剂安全使用规范(中华人民共和国农业部第1224号公告,2009)

【注意事项】 紫外线和氧都可促使维生素A乙酸酯和维生素A棕榈酸酯分解。湿度和温度较高时,稀有金属盐可使分解速度加快。含有7个水的硫酸亚铁(FeSO 4 ·7H 2 O)可使维生素A乙酸酯的活性损失严重。与氯化胆碱接触时,活性将受到严重损失。在pH 4以下环境中和在强碱环境中,维生素A很快分解。维生素A酯经包被后,可使损失减少。维生素A制成微型胶囊或颗粒后,活性的稳定性有了很大提高,但是,它仍然是最易受到损害的添加剂之一。在使用和贮存时,应特别注意。
【配伍】 维生素A和维生素D两者在自然界常常共存,两者联合有协同作用。维生素A过量可干扰维生素D 3 的正常吸收,使血钙和无机磷水平呈下降趋势。维生素A与维生素E合用时,维生素E可促进维生素A的吸收、利用和肝脏贮存,疗效增强,防止各种原因引起的维生素A过多症。铜与维生素A交互作用极显著影响前期粗蛋白表观存留率。
【应用效果】 母猪:如对饲喂高能日粮的母猪分别在其第二个发情周期的第7天或第15天,颈静脉1次注射维生素A 106 IU能够促进排卵前卵母细胞的发育,改善早期胚胎发育的一致性,并提高胚胎成活率。
反刍动物:围产期奶牛日粮中按体重分别添加55IU/kg、110IU/kg、165IU/kg维生素A,其60天平均日产奶量随着维生素A添加量的增加而升高。在妊娠后期的济宁青山羊每千克日粮中添加1100IU、2200IU、4400IU维生素A,羔羊初生重比未添加维生素A组分别提高了0.85kg、0.68kg、0.51kg。
【应用配方参考例】 鸡用复合维生素添加剂配方示例

注:载体(玉米粉)加至1000g。用于配制蛋鸡饲料,添加量为饲料的0.1%~0.3%。
【参考生产厂家】 厦门金达威集团股份有限公司,浙江新和成股份有限公司,浙江医药股份有限公司,荷兰皇家帝斯曼集团,巴斯夫股份公司等。
(二)维生素D
【理化性质】 维生素D(vitamin D)又称钙(或骨)化醇,系类固醇的衍生物。自然界中维生素D以多种形式存在,作为饲料添加剂最重要的是维生素D 2 (麦角钙化醇,ergocalciferol)和维生素D 3 (胆钙化醇,cholecalciferol)。维生素D 2 化学名称为9,10-开环麦角甾-5,7,10(19),22-四烯-3 β -醇。分子式为C 28 H 44 O,相对分子质量396.66。结构式如下。维生素D 3 化学名称9,10-断链胆甾-5,7,10(19)-三烯-3 β -醇。分子式C 27 H 44 O,相对分子质量384.65,结构式如下。

维生素D为无色针状结晶或白色结晶性粉末,无臭,无味,遇光或空气均易变质。不溶于水,微溶于植物油,溶于乙醇、乙醚和氯仿等有机溶剂中。维生素D 3 与维生素D 2 结构相似,只是少了一个甲基和一个双键,但性质比维生素D 2 稳定。
【质量标准】 ① 食品添加剂维生素D 2 的质量标准(GB 14755—2010)

② 饲料添加剂维生素D 3 的质量标准(GB/T 9840—2006)

【生理功能与缺乏症】 维生素D被吸收后,在肝脏中转化为25-羟维生素D 3 ,在甲状旁腺的作用下,25-羟维生素D 3 在肾脏中转化为具有生物活性的1,25-二羟维生素D 3 。
1,25-二羟维生素D 3 在肾中及通过血液循环在肠、骨骼等组织中发挥其重要生理作用。主要表现为以下几个方面:第一,与甲状旁腺素一起维持血钙和血磷的正常水平。第二,在肠细胞内可促进钙结合蛋白的形成。这种蛋白质可以主动转运钙通过肠黏膜细胞进入血液循环,同时也可以促进肠细胞直接吸收钙和磷,使血液中钙、磷保持平衡,保证骨骼钙化过程正常进行,因此对于畜禽的骨骼生长和蛋壳形成非常重要。第三,作用于肾小管细胞,促进肾小管对钙和磷酸盐的重吸收,减少钙从尿中的损失。
维生素D缺乏直接影响家畜体内的钙磷代谢,可导致骨骼发育异常,如生长家畜(幼畜)出现佝偻症,成年家畜患骨质疏松症,导致钙和磷在骨中呈负平衡,骨的灰分含量下降。家禽则产软蛋,蛋壳变薄,甚至停产。
【制法】 一般维生素D主要来源于鱼肝油、鱼肉、肝、全脂奶、奶酪、蛋黄、蛋黄油等。在活的植物体细胞中不含维生素D,但含有丰富的维生素D原(麦角固醇)。经过日光或人工紫外线的照射之后,可转变为维生素D 2 。因此,天然干燥的干草、蒿秆等均含有一定的维生素D。对于畜禽来说,喙和爪以及皮肤均含有维生素D原(7-脱氢胆固醇),经直接的或反射的日光照射后便会转化为维生素D 3 被畜体吸收。
维生素D添加剂包括以下几种。①维生素D 2 和维生素D 3 的干燥粉剂:外观呈奶油色粉末,含量为50万IU/g或20万IU/g。②维生素D 3 微粒:是饲料工业中使用的主要维生素D 3 添加剂,其原料为胆固醇。这种胆固醇可从羊毛脂中分离制得,然后经酯化、溴化再脱溴和水解即得7-脱氢胆固醇,经紫外线光照射得维生素D 3 。维生素D 3 添加剂是以含量为130万IU/g以上的维生素D 3 为原料,酯化后,配以一定量的BHT及乙氧喹啉抗氧化剂,采用明胶和淀粉等辅料,经喷雾法制成的微粒。产品规格有50万IU/g、40万IU/g和30万IU/g。③维生素A/D微粒:是以维生素A乙酸酯原油与含量为130万IU/g以上的维生素D 3 为原料,配以一定量的BHT及乙氧喹啉抗氧化剂,采用明胶和淀粉等辅料,经喷雾法制成的微粒。每单位重量中维生素A乙酸酯与维生素D 3 之比为5∶1。
维生素D 3 酯化后,又经明胶、糖和淀粉包被,稳定性好,在常温(20~25℃)条件下,在含有其他维生素添加剂的预混剂中,贮存12个月,甚至24个月,也没有什么损失。但是,如果温度为35℃,在预混剂中贮存24个月,活性将损失35%。如添加剂制作工艺较差,贮存期不能过长。
【常用产品形式与规格】 维生素D 3 粉为浅黄色颗粒,粒度为100%通过2号筛,主含量为50万IU/g,干燥失重为5%。添加于饲料预混料中,用25kg纸板桶内衬食品级聚乙烯塑料袋包装。保存于干燥、阴凉避光处,避免受潮、进水或受热。保质期为12个月。
维生素D 3 油为黄色油状液体,主含量为400万IU/g、500万IU/g,干燥失重为0.5%。用于饲料级维生素D 3 预混料的喷粉,用25kg铁桶包装,保存于干燥、阴凉避光处,避免受潮、进水或受热,保质期为6个月。
【添加量】 饲料添加剂维生素D 3 安全使用规范(中华人民共和国农业部第1224号公告,2009)

【注意事项】 维生素D可贮存在机体所有组织中,以肝脏和脂肪组织中贮存量较大。当维生素D摄入量过多时,会引起中毒症状。表现为早期骨骼的钙化加速,后期则增大钙和磷自骨骼中的溶出量,使血钙、磷水平提高,骨骼变得疏松,容易变形,甚至畸形和断裂;致使血管、尿道和肾脏等多种组织钙化;如雏鸡每千克日粮中含有维生素D 3 400万IU;猪连续30天每天食入25万IU时,就会出现关节、心脏、肾脏、肺等内脏和其他软组织以及主动脉异常的钙盐沉积,最终由于肾小管严重损伤,导致尿中毒死亡。
【配伍】 维生素A与维生素D有协同作用。如果维生素A与维生素D合用,比单用更能增强机体对感染的抵抗力。
【应用效果】 维生素D能促进鸭骨的钙化,提高胫骨的鲜重,饲料中维生素D水平为800 U/kg时效果最好。钙和维生素D对血清钙含量有交互作用,同时提高钙和维生素D水平,血清中钙的含量显著提高。
【应用配方参考例】 乳牛维生素矿物元素复合预混料配方

注:填料(载体)加至1000g,作为乳牛饲料添加剂,每吨乳牛饲料添加该品1kg。
【参考生产厂家】 厦门金达威集团股份有限公司,浙江新和成股份有限公司,浙江花园生物高科股份有限公司,青岛富坤兽药原料有限公司等。
(三)维生素E
【理化性质】 维生素E(Vitamin E)又称生育酚(tocopherol),是一组具有生物活性的化学结构相似的酚类化合物。天然存在的维生素E有8种,即 α 、 β 、 γ 、 δ -生育酚和 α 、 β 、 γ 、 δ -生育三烯酚,其中以 α -生育酚分布最广,效价最高,最具代表性。 α -生育酚的分子式为C 29 H 50 O 2 ,相对分子质量为430.7,结构式如下。

外观为淡黄色黏稠油状液,不溶于水,易溶于乙醇、丙醇、乙醚等有机溶剂和植物油中,熔点2.5~3.5℃,沸点200~220℃。在乙醇溶液中吸收光谱最大在292nm处,最小在255nm处。在无氧环境中加热至200℃仍极稳定,在100℃以下可不受无机酸的影响,碱对它亦无破坏作用。但暴露于氧、紫外线、碱、铁盐和铅盐中即遭破坏。 α -生育酚还具有吸收氧的能力,具有重要的抗氧化特性,常用作抗氧化剂,用以防止脂肪、维生素A等氧化分解,但能被酸败的脂肪破坏。
【质量标准】 ① 饲料添加剂维生素E粉(DL- α -生育酚乙酸酯)质量标准(GB/T 7293—2006)

② 饲料添加剂维生素E(原料)质量标准(GB/T 9454—2008)

【生理功能与缺乏症】 ① 作为一种细胞内抗氧化剂,主要作用是抑制有毒的脂类过氧化物的生成,使不饱和脂肪酸稳定,防止细胞内和细胞膜上不饱和脂肪酸被氧化破坏,从而保护了细胞膜的完整,延长细胞的寿命。在胃肠或体组织中,维生素E的抗氧化作用可防止类胡萝卜素和维生素A等脂溶性维生素以及碳水化合物代谢的中间产物被氧化破坏。另外,维生素E还可保护巯基不被氧化,以保持某些酶的活性。
② 刺激垂体前叶,促进分泌性激素,调节性腺的发育和提高生殖机能。
③ 促进促甲状腺激素和促肾上腺皮质激素的产生。
④ 调节碳水化合物和肌酸的代谢,提高糖和蛋白质的利用率。
⑤ 促进辅酶Q和免疫蛋白的生成,提高抗病能力。
⑥ 在细胞代谢中发挥解毒作用,如对黄曲霉毒素、亚硝基化合物和多氯联二苯的解毒作用,还具有抗癌作用。
⑦ 维生素E以辅酶形式在体内递氢系统中作为氢的供体。
⑧ 维护骨骼肌和心肌的正常功能,防止肝坏死和肌肉退化。
【制法】 ① 合成法 α -维生素E的化学合成是基于2,3,5-三甲基氢醌与叶绿醇、异丁绿醇或叶绿基卤化物的缩合反应。缩合反应在乙酸或惰性溶剂,例如苯中进行,使用酸性催化剂,例如氯化锌、甲酸或乙醚三氯化硼盐。过去是使用天然的叶绿醇或异叶绿醇,生成的产物是两种异构体的混合物。现在使用合成的异叶绿醇,生成全外消旋 α -维生素E,它是8种立体异构体的外消旋混合物。经真空蒸馏将粗产品纯化。 β -维生素E、 γ -维生素E、 δ -维生素E的全外消旋体也可用同样的方法合成。除了三甲基喹啉外,也可以使用二甲基喹啉或一甲基喹啉,2,5-二甲基喹啉生成全外消旋 β -维生素E,2,3-二甲基喹啉生成全外消旋 γ -维生素E,甲基氢醌生成外消旋 δ -维生素E。
一种合成的水溶性的 α -维生素E,即D- α -维生素E聚乙烯乙二醇1000丁二酸酯(TPGS)是D- α -生育酚丁二酸酯与聚乙烯乙二醇进行酯化反应,生成物的平均相对分子质量为1000,它是一种浅黄色的蜡状物质,1g的D- α -维生素E可生成260mg的产品,并可在水中形成浓度为20%的透明溶液。
② 提取法 主要的天然资源是植物油脱臭中所得的蒸馏物,除了维生素E以外,提取液中也含有甾醇、游离的脂肪酸和三酸甘油酯。通过多种方法可将维生素E分离出来,与一种相对分子质量低的醇进行酯化反应,然后洗涤,进行真空蒸馏,通过皂化反应,通过液-液提取。进一步的纯化要经过蒸馏、萃取或结晶,或者是这些方法结合起来使用。如此得到的混合物中含有高浓度的 γ -维生素E和 δ -维生素E,再通过甲基化反应将它们转变成 α -维生素E,继续乙酰化反应可得到比较稳定的 α -维生素E乙酸酯。
【常用产品形式与规格】 维生素E不稳定,经酯化后可提高其稳定性,最常用的是维生素E乙酸酯。饲料工业中应用的维生素E商品多为DL- α -生育酚乙酸酯,其商品形式一种是DL- α -生育酚乙酸酯油剂,一般采用三甲基氢醌与异植物醇为原料,经化学合成制得。为微绿黄色或黄色的黏稠液体,遇光颜色渐渐变深。本品中加入了一定量的抗氧化剂。另一种为维生素E粉剂,是由DL- α -生育酚乙酸酯油剂经吸附工艺制成,一般有效含量为50%。本品一般呈白色或浅黄色粉末,易吸潮,在饲料工业中常用。
【添加量】 饲料添加剂维生素E安全使用规范(中华人民共和国农业部第1224号公告,2009)

【注意事项】 α -生育酚经酯化以后,比较稳定。维生素E添加剂,在维生素预混剂中,贮存24个月,5℃条件下,仅损失2%;20~25℃条件下,损失7%;在35℃条件下,损失13%。可见,低温是贮存的重要条件。
【配伍】 维生素C与维生素E两者合用可使其抗癌作用增加。提高机体耐力,防止衰老。维生素E和硒二者具有协同促进机体生长发育,增强机体免疫、抗氧化和抗应激的作用。
【应用效果】 仔猪:断奶仔猪饲粮中添加维生素E可提高血液中维生素E浓度,但添加5mg/kg BW的水溶性维生素E与添加10mg/kg BW的维生素E乙酸酯作用相当,添加10mg/kg BW的水溶性维生素E效果明显好于10mg/kg BW的维生素E乙酸酯。在热应激环境下杜大长杂种仔猪基础饲粮中添加抗热应激剂(含维生素E 300mg/kg、维生素C 200mg/kg和0.3%碳酸氢钠),饲喂21天,可提高仔猪生产性能,日增重较对照组提高7.36%,料重比降低7.19%。
家禽:鸡饲料中添加维生素E使平均日采食量有降低趋势;适当的添加维生素E 能降低肿瘤坏死因子- α (TNF- α )含量,提高肉鸡法氏囊指数和肉鸡的抗氧化能力;22~42日龄的黄羽肉鸡饲料中维生素E的适宜水平为13.59~23.59mg/kg。维生素E能够促进免疫器官生长发育速度,当饲粮中维生素E水平为30mg/kg、钙为0.15mg/kg时,可以显著提高雏鸭抗氧化能力。
【应用配方参考例】 猪饲料用维生素预混剂

生产方法:将各物料混匀即得猪用饲料维生素预混剂。猪饲料用维生素预混料。
每吨猪饲料添加量:200g/(20~50)kg生长猪;175g/50kg以上生长猪;300g/母猪。
【参考生产厂家】 浙江新和成股份有限公司,北大国际医院集团,西南合成制药股份有限公司,浙江医药股份有限公司等。
(四)维生素K
【理化性质】 维生素K(vitamin K)又叫甲(基)萘醌(menadione),是一类甲萘醌衍生物的总称。分子式为C 31 H 46 O 2 ,相对分子质量为450.6957,主要化学结构式为2-甲基-1,4-萘醌,每一个化合物的侧链各不相同。共分为两大类:一类是从天然产物中分离提纯获得的,即从绿色植物中提取的维生素K 1 和来自微生物代谢产物维生素K 2 。另一类是人工合成的,包括亚硫酸钠甲萘醌和甲萘醌,统称为维生素K 3 ;以及乙酰甲萘醌即维生素K 4 。其中最重要的是维生素K 1 、维生素K 2 和维生素K 3 。维生素K 1 为黄色黏稠状物;维生素K 2 则是黄色晶体。二者对热稳定,但易受碱、光破坏。对胃肠黏膜刺激性较大。维生素K 3 外观为白色或灰黄褐色结晶粉末,无臭,遇光易分解,易吸潮。溶于水,难溶于乙醇,几乎不溶于乙醚和苯;常温下稳定,遇光易分解;对皮肤和呼吸道有刺激性。维生素K 3 的活性约比维生素K 2 高3.3倍。
【质量标准】 饲料添加剂亚硫酸氢钠甲萘醌(维生素K 3 )质量标准(GB/T 7294—2009)

【生理功能与缺乏症】 维生素K是一种与血液凝固有关系的维生素,具有促进凝血酶原合成的作用。凝血酶原是凝血酶的前身。凝血酶原在肝脏中合成时需要维生素K参与。虽然维生素K本身并不是凝血酶原的组成成分,但它参与凝血酶原以及与血液凝固有关的其他因子的合成。从而加速凝血,维持正常的凝血时间。此外,维生素K还具有利尿、增强肝脏的解毒功能,并有降低血压的作用。
动物体内维生素K的合成与代谢受多方面因素的影响。例如,维生素K吸收所需要的胆盐不能进入消化道;日粮中的脂肪水平低,长期饲用磺胺类或抗生素等药物,都将影响胃肠道微生物合成维生素K。此外,饲料中的维生素K抑制因子(双羟香豆素、磺胺喹沙啉、丙酮苄羟香豆素等)、饲料霉变(放线菌D)及鸡的球虫、毛细线虫或其他寄生虫病等因素均可妨碍维生素K的代谢和合成,影响维生素K的利用,使得畜禽出现维生素K缺乏症。
维生素K不足将导致凝血时间延长,出血不止,即便是轻微的创伤或挫伤也可能引起血管破裂。出现皮下出血以及肌肉、脑、胃肠道、腹腔、泌尿生殖系统等器官或组织的出血或尿血、贫血甚至死亡。
维生素K添加剂可以为动物提供维生素K,满足动物对维生素K的需要,防治维生素K缺乏症。
【制法】 ① 2-甲基-1,4-苯醌合成 将20g间甲酚、乙腈和甲乙酮各100mL以及一定量的催化剂加入500mL不锈钢反应釜中,封闭反应器,在反应器夹套中通入恒温水,使釜内温度保持在40℃。在较强烈的搅拌下通入氧气置换釜内气体2次,通过调节氧气稳压阀使釜内压力恒定。反应完全后,放空压力,过滤出催化剂,反应液中加入少量的活性炭回流搅拌15min,滤出活性炭,脱除溶剂后,加入60g的水,在冰箱中放置过夜,滤出晶体,烘干得到2-甲基-1,4-苯醌19.9g,产品熔点66~67℃,收率88%。
② 2-甲基-1,4-萘醌合成 将200mL二甲基亚砜和3g FeCl 3 · 6H 2 O/LiCl混合物催化剂加入高压釜中,封闭反应釜,在反应器夹套中通入导热油。在另一个自制的不锈钢恒压滴液器中,将10g 2-甲基-1,4-萘醌溶于40mL乙醇,再充入10g 1,3-丁二烯,混合均匀。通过调节外循环导热油温度使反应釜内温度达到110℃,在强烈搅拌条件下向反应釜中缓慢滴加恒压滴液器中的混合液,1h左右滴完。3h后反应结束,放空压力,通过插底管连续通入氧气,在搅拌的条件下,加热至150℃,保温反应4h。反应结束后,先将反应物减压蒸馏脱溶剂,然后加入500mL冰水,过滤,得湿固体14.0g。将所得产物溶于500mL甲醇中,活性炭加热脱色过滤,脱溶剂得到淡黄色结晶11.45g,熔点105~106℃。
③ 维生素K 3 的合成 2-甲基萘醌在乙醇中与亚硫酸氢钠发生加成反应,得到维生素K 3 。
【常用产品形式与规格】 饲料添加剂中常用的是维生素K 3 ,专指甲萘醌或由亚硫酸氢钠和甲萘醌反应而生成的亚硫酸氢钠甲萘醌(MSB)。维生素K添加剂包括以下几种。① 亚硫酸氢钠甲萘醌(MSB):即维生素K 3 。有两种规格,一种含活性成分94%,未加稳定剂,故稳定性较差。另一种MSB用明胶微囊包被,稳定性好,含活性成分25%或50%。②亚硫酸氢钠甲萘醌复合物(MSBC):是甲萘醌和MSB的复合物。规定含甲萘醌30%以上,是一种晶粉状维生素K 3 添加剂,可溶于水,水溶液pH 4.5~7。加工过程中已加入稳定剂,50℃以下对活性无影响。③ 亚硫酸嘧啶甲萘醌(MPB):是近年来维生素K 3 添加剂的新产品。呈结晶性粉末,系亚硫酸甲萘醌和二甲嘧啶酚的复合体。含活性成分50%,稳定性优于MSBC,但有一定毒性,应限量使用。
【添加量】 饲料添加剂维生素K安全使用规范(中华人民共和国农业部第1224号公告,2009)

【注意事项】 日粮中添加过量的磺胺类药、抗生素等,会抑制肠道微生物合成维生素K。霉变饲粮的霉菌毒素会引起动物机体对维生素K的更大需求,需要增大添加量。维生素K的超量供给会产生毒性反应,主要造成血液循环系统的紊乱。不同动物对毒性反应不同,不同维生素K种类引起的毒性反应也有差异。NRC(1988)提出维生素K的中毒剂量一般为需要量的1000倍,如万一发生中毒其死亡率非常高。饲用维生素K 3 的有效成分是甲基萘醌,在高温高湿环境中,很容易被空气中的氧气氧化而成为甲基苯醌。甲基苯醌有毒,且不具备甲基萘醌所具有的生物活性。因此,市售维生素K 3 都包装严密,尤其是需要长时间存放的场合,在高浓态时必须严格密封,最好充氮保护。
【配伍】 维生素K与维生素E两者既有拮抗作用,也有协同作用。大剂量维生素E可减少肠道对维生素K的吸收,导致凝血酶原和各种血浆凝血因子减少而出血。因此,大剂量维生素E可减弱维生素K的止血作用,停用维生素E后即可恢复正常。
【应用效果】 维生素K是维持异育银鲫幼鱼生长、饲料利用、血液学指标必需的维生素,分别以饲料效率和血液红细胞数目为评价指标,异育银鲫对维生素K的需要量为3.73~6.72mg/kg饲料。
【应用配方参考例】 猪饲料用维生素预混剂

注:用于仔猪,用量300g/1000kg饲料。
【参考生产厂家】 湖北巨胜科技有限公司,成都瑞芬思生物科技有限公司,上海谱振生物科技有限公司,宜昌市永诺药业有限公司等。
(五) β -胡萝卜素
【理化性质】 β -胡萝卜素( β -carotene)又称胡萝卜色烯、前维生素A。分子式为C 40 H 56 ,相对分子质量为536.89。结构式如下。

β -胡萝卜素是外观呈棕色至深紫色的结晶粉末,不溶于水和甘油,难溶于乙醇、脂肪和油中(0.05%~0.08%),微溶于乙醚、丙酮、三氯甲烷和苯,对光和氧敏感,被氧化后生物活性降低,并形成无色的氧化物。
【质量标准】 饲料添加剂1% β -胡萝卜素质量标准(GB/T 19370—2003)

【生理功能与缺乏症】 β -胡萝卜素是维生素A的前体,其转化为维生素A的效率因动物种类不同而差异很大。 β -胡萝卜素具有独立的、与维生素A无关的生理效应,可增强细胞间的信息传递,是切断连锁反应的抗氧化剂,能消除动物体内有毒的氧自由基,而且能提高动物自身免疫力,抵御细菌及病毒的侵袭,提高养殖动物成活率;能促进动物生长,提高生产性能,特别对母畜、禽繁殖性能有明显的效果; β -胡萝卜素呈天然的黄色或橘黄色,也是一种有效的着色剂。
在用不含胡萝卜素饲料喂养母牛时,经常观察到“无症状”的发热,以及延期排卵、卵泡囊肿、拖延和减少黄体的形成,严重时,可导致繁殖障碍,胎盘停滞。所有的这些症状都可以通过在饲料中添加 β -胡萝卜素加以纠正。
【制法】 将蚕砂干燥后预处理,然后用丙酮抽提、过滤得到的抽提液,转入浓缩罐,浓缩回收丙酮。浓缩物用乙醚萃取,弃去不溶物。乙醚萃取液经浓缩回收乙醚。浓缩物用乙酸、氯化铜进行酸处理,然后用3%氢氧化钠皂化,分出不皂化物,用己烷抽提。抽提液浓缩回收己烷,浓缩物经干燥得 β -胡萝卜素。
【常用产品形式与规格】 重要的维生素A原有 α -胡萝卜素、 β -胡萝卜素、 γ -胡萝卜素和隐黄质(玉米黄素)等,其中 β -胡萝卜素的活性最高。因此,饲料添加剂中主要采用 β -胡萝卜素。1mg β -胡萝卜素结晶相当于1667IU的维生素A生物活性。饲料中多用10%的 β -胡萝卜素预混剂,外观为红色至棕红色流动性好的粉末。
【添加量】 饲料添加剂安全使用规范(中华人民共和国农业部第1224号公告2009)

【注意事项】 使用提取法制备 β -胡萝卜素时会使用大量可燃性溶剂,设备应密闭,车间内加强通风,注意防火。产品易被氧化,应密闭包装,阴凉干燥处保存。
【配伍】 锌、维生素E及 β -胡萝卜素之间存在相互作用,锌可以有效改善体内非酶抗氧化剂维生素E、维生素C和 β -胡萝卜素的含量,共同参与维持细胞的抗氧化功能。
【应用效果】 仔猪:在断奶时给经产母猪注射 β -胡萝卜素200mg能够增加窝产仔数,发情期内或发情第7天的母猪注射维生素A或 β -胡萝卜素,窝产仔数可增加0.6头。
肉牛:饲粮添加1200mg/d β -胡萝卜素能够显著提高抗氧化功能、血液生理指标和肉品质。
【参考生产厂家】 浙江新昌制药厂,浙江新和成股份有限公司,上海易蒙斯化工科技有限公司,荷兰皇家帝斯曼集团,巴斯夫股份公司等。