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    • 2. 发明专利
    • 魚飼料及其用途 FEED FOR FISH AND USE THEREOF
    • 鱼饲料及其用途 FEED FOR FISH AND USE THEREOF
    • TWI323158B
    • 2010-04-11
    • TW091114532
    • 2002-07-01
    • 華擴達動物科技(I P 3)有限公司
    • 池豪聞芹堂陸天水
    • A23K
    • 含半胱胺組成物之用於飼養魚類以增加其體重的用途。 The use of a cysteamine-containing composition for feeding fish for increasing body weight thereof. 【創作特點】 依據對於本發明的第一觀點,提供了用於飼養魚類以增加其體重的含半胱胺組成物。
      依據對於本發明的第二觀點,提供了餵食飼養環境中魚類的含半胱胺組成物以降低因疾病和負面生長環境所導致的死亡率。
      較佳地,該含半胱胺組成物能藉由一最終狀態的飼料來餵飼魚類。然而,含半胱胺組成物亦可以其他適合的,即自主的飼料來餵飼魚類。
      適當地,該組成物大體上可由1至95重量%之的具有NH2-CH2-CH2-SH化學式的半胱胺或其鹽類化合物。該組成物可包含1至80重量%的載體。亦作為一安定劑的載體可選自包括環狀糊精或其衍生物所構成的組群。該組成物大體上可包含30重量%的半胱胺或其鹽類化合物。該組成物可包含10重量%的載體。該組成物可包含選自膨鬆劑、崩解劑或對該組成物提供外覆層之材料所構成之組群的組份。該外覆層之材料在室溫條件中可為固態。該外覆層之材料可在魚的腸內才可溶解。該外覆層在其組成物中可表現出多層的結構。該外覆層可適合在在pH為1.5至3.5時保持不溶。該最終飼料可包含飼料濃縮劑/或飼料補充物。該最終飼料可包含選自油菜籽、大豆、魚粉、小麥麩皮、小麥草粉、礦物質、維他命及結著劑所構成組群之合適的基礎飼料。該最終飼料大體上可包含30至150ppm的半胱胺。該最終飼料大體上可包含100至500ppm的組成物。該最終飼料在乾燥狀態下大體上可包含33至165ppm的半胱胺。該最終飼料在乾燥狀態下大體上可包含110至550ppm的組成物。
      依據本發明的第三觀點,提供一種飼養魚類的方法,其包含了以合適的基礎飼料(如前述)來混合含半胱胺組成物(如前述),以及由此混合產生的最終飼料飼養魚類的步驟。
      較佳地,該混合可包含直接以該基礎飼料與該組成物混合。任擇地,該混合可包含製備一含有該含半胱胺組成物的預混合物,以及隨後以基礎飼料與該預混合物材料混合以形成最終飼料的步驟。該預混合物材料可藉由混合該組成物與一合適的食物原料來製備。作為中間混合物之預混合物的用途為促進混合以便於該組成物能更平均地分布於該最終飼料中。該預混合物材料可具有1至25重量%之該組成物的量。較佳地,該預混合物材料可具有10至20重量%之該化合物的量。
      依據本發明的第四觀點,係提供一種飼養魚類的方法,其包含一每日個別以含半胱胺或其鹽類化合物或如上述之含半胱胺組成物,較佳經由一飼料來飼養魚類的步驟。當魚在其平均體重相當或少於500g的發育階段時,該魚適合以含30至60ppm的半胱或其鹽類化合物、或含100至200ppm之含半胱胺組成物的飼料來餵飼。當魚在其平均體重大於500g的發育階段時,該魚適合以含60至150ppm的半胱或其鹽類化合物、或含200至500ppm之含半胱胺組成物的飼料來餵飼。
      根據本發明的第五觀點,提供一種包含了含半胱胺組成物的魚飼料。該組成物大體上可包含1至95重量%之具有NH2-CH2-CH2-SH化學式的半胱胺或其鹽類混合物。該載體可選自環狀糊精或其衍生物所構成之組群。
      依據本發明的第六觀點,提供了一種製備上述魚飼料的方法,其包含了一將含半胱胺組成物與該基礎飼料材料混合的步驟。
      發明詳述
      本發明是基於半胱胺或其鹽類化合物、及/或含半胱胺組成物的論證,其當由如魚類的水產動物所攝取時具有至少增加其體重的活性。在此發現之前,並未暗示或有效顯示半胱胺可對魚類有此活性。
      對於哺乳動物已經發現類似的情形,魚類生長激素的分泌被啟動了。魚類的生長激素釋放抑制激素(SS)的構造經發現和哺乳動物的類似,同時該生長激素釋放抑制激素(SS)亦抑制了魚類生長激素的釋放。已知生長激素調節了魚類的代謝以及營養吸收且導致生長及其體重的增加。研究顯示生長激素促進蛋白質合成且促進魚類體中正向的氮平衡。
      魚類的生長激素受體(GHR)廣泛的分佈於不同的組織,如肝臟、腦、生殖腺、支氣管、小腸以及腎臟。在生殖腺中,生長激素及生長激素受體調整了類固醇的濃度,導致精子及卵子發育的促進。生長激素以及生長激素受體在支氣管、小腸及腎臟所扮演的角色,是控制魚類體內的滲透壓。一般相信小腸中生長激素的增加能影響營養的吸收,同時增加在循環中胺基酸的濃度,導致飼料換肉率的增加。同時也發現生長激素受體的集中程度在魚類體內的其他組織中大約為在肝臟中的3至6%。然而,生長激素與生長激素受體的鍵結活性在肝臟中和其他組織中是一樣的。
      如同所說明的,魚類的生長激素促進了生長同時調節制滲透壓,且這些由胰島素生長因子(IGF-1)居中完成。在本發明中,半胱胺及/或者含半胱胺組成物的機制其目的為耗盡魚類的生長激素釋放抑制激素,以便生長激素的濃度能增加以促進生長。須注意的是,該生長激素係由魚體內產生,而非外源生長激素。
      一般相信半胱胺具有扮演生長促進因子的生理活性。天然的半胱胺是輔酶A的一部份(已知也是CoA-SH或CoA),是泛酸的輔酶形態。在代謝過程中,輔酶A扮演著作為二氫硫醯基或與輔酶A之二氫硫醯基連結之二氫硫醯基變體的擔體。實驗顯示在其他如豬、牛、禽類、山羊以及兔子等溫血動物顯示半胱胺可減少生長激素釋放抑制激素。在獲得本發明期間,非預期地發現半胱胺對於魚類同樣也可抑制生長激素釋放抑制激素。先前相信半胱胺對於生長激素釋放抑制激素的抑制只對哺乳動物及禽類有效。生長激素釋放抑制激素的抑制增加了魚類血液中生長激素的濃度,同時提高了各種其他生長促進因子,包含了類胰島素生長因子(IGF-I)以及胰島素。如同解釋的,生長激素相信可直接促進各種組織生理上的發展。
      隨著這些不同之生長促進因子的增加,魚類的消化代謝率明顯地上升了。已知魚類的一般蛋白質合成率相對地上升,而因此魚類的體重因此而上升得更快速。
      各種試驗經導引證明了施予含有含半胱胺組成物之飲食(或飼料)增進了魚類生長以及體重,其中一個實驗詳細敘述如後。
      實驗
      背景資料
      實驗經發表以證明魚類以含半胱胺組成物餵飼的效果,其詳細敘述於後。用於本實驗之魚品種為已知的團頭魴。有兩組實驗組及兩組控制組的魚類。每組有40至41隻魚。每一組飼養在分離的水槽中。每一只水槽的容量大約為0.26M 3 。水槽配備自動溫度控制系統,水溫維持在攝氏25至26度之間。水槽亦配備了循環系統,藉此以新鮮的河水來取代水槽內的水以保持水的新鮮。
      材料
      A.含半胱胺組成物
      用於本實驗之含半胱胺組成物包含30重量%的半胱胺、20重量%的包含殼體材料以及包覆材料、26重量%的填充劑、23.9重量%的碎裂劑及結著劑以及0.1重量%的香料和香味劑。對於一可行之含半胱胺組成物的特定需求將進一步在稍後的敘述中說明。
      B.預混合材料
      預混合材料係一含有含半胱胺組成物的中間混合物。該預混合材料促進隨後與基礎飼料材料的混合。用於製備預混合材料的組份可選自一適合食品材料所構成之組群,其包括胺基酸、鹽類、磷以及玉米粉。該預混合材料包含從10至20重量%的含半胱胺組成物,隨然1至25重量%之一較寬的可行範圍亦被使用。
      C.基礎飼料
      用於實驗中之基礎飼料包含大約20重量%的油菜籽、15重量%的大豆、15重量%的魚粉、10重量%的麩皮、19重量%的麥粉、5重量%的礦物質、0.5重量%的結著劑以及0.5重量%的維生素。然而,亦可使用其他適合的組份。
      D.最終飼料
      完全相同的最終飼料種類A1及A2用於飼養該等二實驗組(組I及II)的魚。該最終飼料種類A1及A2係由混合適量之含有含半胱胺組成物與該基礎飼料所製備。特別是,該最終飼料種類A1及A2係經配製以包含大約200ppm的含半胱胺組成物或30至60ppm的半胱胺。然而,一最終飼料實際上可含有一100至200ppm的含半胱胺或30至60ppm的半胱胺的可行範圍。實際上,這些含半胱胺組成物或半胱胺濃度之範圍的飼料係特別適合於體重相當於或少於500g的魚。用於體重大於500g的魚,最終飼料較佳地包含200至500ppm的含半胱胺組成物或60至150ppm的半胱胺。微量的飼料濃縮物及/或飼料補充物亦可包括於其中以增進該最終飼料之營養價值的平衡。
      實際上,當不使用預混合物時,該含半胱胺組成物可直接與一基礎飼料混合。
      該二控制組(組I及II)係以不添加該含半胱胺組成物之完全相同的最終飼料種類B1及B2餵飼。
      最終飼料種類A1、A2以及B1、B2之間唯一的差異在於前者包含所欲量的含半胱胺組成物。
      方法
      該實驗於2001年10月17日至2001年11月17日之間實施。四組魚的個別體重在實驗前後測量。亦紀錄實驗期間魚死亡的數目。亦紀錄四組魚所攝取的飼料量。
      結果及討論
      表1總結該實驗的結果。
      在控制組(I)中,三隻魚在實驗中死亡,二隻體重相似的備用魚加入以取代兩隻死魚。在控制組II中,三隻魚在實驗中死亡,三隻體重相似的備用魚加入以取代全部三隻死魚。
      如表1所示,兩試驗組(組I及II)之魚的總體重在實驗前後分別為472.9g[=289.7+183.2]及961.9g[=558.9+403.0]。因此總體重增加489.0g,換算約增加103%的總體重。兩控制組(組I及II)之魚的總體重在實驗前後分別為430.7g[207.6+223.1]及801.4g[419.9+381.5]。因此總體重增加370.7g,換算僅約增加86%的總體重。
      兩試驗組(組I及II)之魚的平均體重在實驗前後分別為5.84g及11.88g。因此平均體重增加6.03g,換算大約增加103%的總體重。兩控制組(組I及II)之魚的平均體重在實驗前後分別為5.32g及10.02g。因此平均體重增加4.70g,換算僅約增加88%的總體重。此顯示在試驗組的魚在增加體重方面成長至少快了15%。
      因此,可以推論以含半胱胺組成物的飼料餵飼的魚可明顯地生長較快速。
      亦發現二試驗組的魚其飼料轉換效率為2.34及2.65。二控制組的魚其飼料轉換效率為2.80及2.68。相對較低的飼料轉換效率暗示產生一個單位的體重需要較少量的飼料。明顯的是,試驗組的魚在轉換飼料成為其體重為較有效率的。
      因此,可以推論以含有含半胱胺組成物的飼料餵飼的魚可較有效率地轉換並吸收飼料成為其體重,以及本發明之含半胱胺組成物可加其體重。
      需注意的是水槽狀態一般對於水產工業係相似的。不過,相較於野生動物該狀態相對較擁擠。因此,在水產養殖中的一些魚類在此一環境死於疾病或過度擁擠並不稀奇。然而,在二試驗組中的魚在實驗期間並無死亡,但是在二控制組中有六隻魚死亡。此明顯的證據即餵飼含半胱胺組成物的魚在水產養殖有較高的存活率(或較低的死亡率)。這是重要的,因為增加存活率意指較高的產量,即較高的產率。
      當用於實驗中的含半胱胺組成物係作為如上述的組份,依據下列需求所製造的含半胱胺組成物將獲得類似的結果。在該組成物中二個主要的組份為1至95重量%的半胱胺(或其鹽類,如半胱胺氫氯酸鹽或其他藥學上可接受之酸加成鹽)以及1至80重量%的載體,如包覆化合物基質材料。半胱胺的化學式為HSCH2CH2NH2。在此術語”半胱胺”意指半胱胺及/或其鹽類化合物。半胱胺及其鹽類化合物在化學文獻中為已知。一半胱胺鹽的化學通式為C2H7NS.X,其中X可為HCl、H3PO4、二酒石酸鹽、柳酸鹽等。所利用的半胱胺較佳為藥學上可接受之標準,且其中碳、氫、氮以及硫的含量分別為31.14重量%、9.15重量%、18.16重量%以及41.56重量%。而含半胱胺組成物中有效的半胱胺含量為1至95重量%的範圍,較佳為1至75重量%的範圍,更佳可用1至40重量%之範圍的半胱胺。半胱胺為該含半胱胺組成物中有效的組份之一。然而,已確認的是若含半胱胺組成物中半胱胺的含量超過95重量%,基礎飼料與該組成物混合較為困難。用於安定半胱胺的載體或包覆化合物基質材料主要包含環狀糊精及/或其衍生物,其選自下述所構成之組群:甲基β-環狀糊精(M-β-CD)、氫丙基β環狀糊精(HP-β-CD)、氫乙基β-環狀糊精(HE-β-CD)、聚環狀糊精、乙基β-環狀糊精(E-β-CD)以及支鏈環狀糊精。環狀糊精的化學通式為(C6O5H9)n.(C6O5H9)2,且其結構式如下。
      其中α-CD n=4;β-CD n=5;γ-CD n=6。
      (環狀糊精係α-D-葡哌喃醣的環狀寡聚物。)
      值得注意的是,環狀糊精的β-CD型在用途上係較佳的,因為其分子內徑約6-8,使之成為一特別適合之候選物來作為用於該半胱胺組成物之製備,這涉及使用一包含製程的包覆化合物基質材料。在此所用之「環狀糊精」術語意指環狀糊精及/或其衍生物。具有安定並保護半胱胺使之免於分解之任何環狀糊精的衍生物皆可使用。例如,上述該等環狀糊精組群的任一或其衍生物皆可使用。當含半胱胺組成物中包覆化合物基質材料的有效量範圍在1至80重量%時,較佳的有效範圍為1至60重量%,且更佳為1至40重量%之有效範圍的包覆化合物基質材料亦可使用。所用之包覆化合物基質實際量將取決於在製備含半胱胺組成物中所用的半胱胺。該含半胱胺組成物亦可包含1至90重量%的填充劑,然而較佳有效量的範圍為1至60重量%,且更佳有效量範圍為1至40重量%的填充劑亦可用於該組成物中。實際用量將取決於半胱胺以及包覆化合物基質的實際用量。該填充劑選自經粉末化之纖維素、澱粉以及硫酸鈣(如CaSO4.2H2O)所構成的組群。需注意若該填充劑在含半胱胺組成物中的量超過90重量%,主要有效組份的將因而降低,且含半胱胺組成物將變得無效。該含半胱胺組成物亦可包含5至50重量%的碎裂劑以及結著劑,然而較佳為10至40重量%的有效範圍,以及更佳為15至35重量%的有效範圍亦可使用。其實際用量將取決於所用的半胱胺、包覆化合物基質材料以及其他組份。該結著劑以及碎裂劑可選自羥丙基澱粉、微生物藻酸鹽、微晶化纖維素及澱粉。經確認的是若該組成物中碎裂劑及結著劑的量少於5重量%,所產生之該組成物的顆粒將缺乏所需的硬度。此外,該組成物的製造將變的非常的困難。然而,若該碎裂劑以及結著劑多於50重量%,產生的組成物將有過度的硬度,此特別在若該碎裂劑以及結著劑之混合物中其結著劑表現大部分時。此將造成該組成物在魚的腸道難以吸收。該含半胱胺組成物亦可包含0.05至0.3重量%之可為香精的香味以及氣味劑。該含半胱胺組成物亦可包含1至20重量%的包覆材料,然而較佳的可行範圍為1至15重量%,更佳的可行範圍為2至10重量%。其實際含量取決於半胱胺酸、包覆化合物基質材料以及其他組份的實際量。該等包覆材料在一般室溫為固狀且較佳在如腸內之鹼性環境可溶解者。該等包覆材料可選自纖維素醋酸態酞酸酯、澱粉醋酸酞酸酯、甲基纖維素酞酸酯、源自酞酸之葡萄糖或果糖衍生物、丙烯與甲基丙烯共聚物、聚甲基乙烯酯、馬來酐共聚物的部分酯化物質、takh以及甲醛明膠所構成的組群。該等包覆材料可在pH為1.5至3.5的酸性環境下仍為不溶。已確定的是,若包覆材料的含料少於1重量%,組成物的顆粒不能藉由作為保護層的包覆材料所完全包覆。該含半胱胺組成物因此在由小腸吸收進入動物或本文所描述之水產養殖魚類的血流之前就會分解。另一方面,若該包覆材料的含量超過15重量%,該組成物中的有效組份將無法有效地從該組成物中釋出。因此無法獲得預期的生長調節。無論如何,已確認的是在用於增加所飼養之水產養殖魚類的體重時,包含100至500ppm之該組成物(或30至75ppm半胱胺酸)的飼料是有效的。
      用於本發明所述之含半胱胺組成物係為每個具有大體上較佳為0.28至0.90mm直徑的小顆粒形式。這些顆粒係利用微膠囊化法製備。該方法涉及利用具有包覆特性之巨大分子的物質。可利用的物質之一為前述之包覆化合物基質材料(其主要包含環狀糊精)。該包覆化合物基質材料係作為包入半胱胺酸分子之分子膠囊的巨大分子物質,藉此保護組成物中的半胱胺酸並隔離環境中的光、熱、空氣以及水分。半胱胺的安定性因此得以保留。用於微膠囊化法之包覆化合物基質材料較佳為具有6至12個葡萄糖分子的環狀多糖化合物,該環狀多醣係藉由在芽胞桿菌屬(Bacillus)之存在下令環狀糊精糖轉移酶與澱粉反應而產生。以急性、亞急性以及慢性毒性試驗的不同研究顯示這些巨大分子物質是無毒的。隨後之微膠囊化步驟,每一顆粒可包覆至少一層且較佳為多層之上述的包覆材料。以下提供製備如本發明之含半光胺組成物的方法,以一較佳實施例詳述之。
      各種不同的使用急性、亞急性與慢性毒性試驗之研究已顯示該巨分子材料是無毒的。在該微膠囊化方法之後,每一顆粒可被包覆以至少一層且較佳為數層的上述包覆材料。下面提供一種根據本發明用以製備半胱胺組成物之方法之一實例的更為詳細之說明。
      在主要為氮氣的大氣環境下,在一經聚四氟乙烯連結且配備有一個聚四氟乙烯塗覆攪拌器之有套反應器中添加4080g的75重量%之溶於乙醇中的含半胱胺氫氯酸溶液。所用的含半胱胺之純度、熔點與燃燒殘留物較佳分別為98%或更高、66至70℃以及0.05重量%或更低。接著同樣在氮氣之保護下,將1200g的β-環糊精加至該反應器中。(β-環糊精之品質係依據食物添加劑之要求。特別地,乾燥基礎純度係超過98%;乾燥之重量損失係低於10.0%;燃燒殘留物係低於0.2%;重金屬之含量係低於10ppm;砷含量係低於2ppm)。該混合物接著於40℃加熱歷時3小時。接著終止加熱,且持續攪拌兩小時,由此所產生的產物在經過一40至50℃之溫度真空乾燥後,予以研磨處理並篩析通經一個網篩(例如40-篩孔)。可能會與該組成物之組份相接觸的所有儀器部件,較佳地應為不銹鋼所製成。在一乾燥環境之保護下,於一個槽式混合器中加入4200g(乾重)之經進行過上述包含製程的含半胱胺、2600g的填料以及1200g的碎裂劑與1700g的結著劑。該等組份接著經徹底混合,一適量之無水乙醇可加入並與之混合。所產生的混合物呈現一具有中度硬度之軟質料,藉此可以手掌輕握而將之塑形為一個球體。經塑形成球體之該產生之混合物可接著利用一輕觸而令其散開。該混合物在氮氣保護下以一個造粒機予以切粒後,所產生之小顆粒被立即地送至一流體床乾燥器,並接著在一實質真空之環境內,以40至50℃之溫度下將之乾燥。腸溶性包覆材料接而藉由一個利用下列配方之方法來製備:8g的纖維素醋酸酞酸酯、2.4ml的聚乙二醇對苯二甲酸酯、33.0ml的乙酸乙酯與33.6ml的乙酸異丙酯。上述所得之該形成的顆粒,在氮氣的保護下係均一地以至少一層、但較佳為多層的上述腸溶性包覆材料包覆。換言之,在每一該組成物之生成顆粒的包覆材料係以一多層結構存在著。該腸溶性包覆材料係為僅能在一鹼性環境下溶解的。這可防止當該組成物仍存於該動物胃中時,半胱胺過早地自該組成物中逸出。半胱胺可不利地刺激動物的胃之胃黏膜。本案半胱胺組成物所產生之顆粒接著在一實質真空乾燥器中,以40℃至50℃之溫度經乾燥完全。於是,所有的溶劑被移除。所產生之顆粒接著冷卻至室溫,利用一個懸臂式雙螺旋混合器將微膠囊與一適量之調味劑和氣味劑混合。該半胱胺組成物係為一種內部具有含半胱胺氫氯酸與環狀糊精,且其外部以該腸溶性材料包覆的微膠囊。所生成之組成物會呈現具有平滑外表、良好流動性質且易與各種動物飼料相混合的小顆粒(或微粒)形狀。該組成物之每一顆粒的直徑較佳為0.28至0.90mm。該組成物亦具有優良的安定性。已發現當該組成物以密封塑膠袋包裝,並儲存於一涼爽、黑暗與乾燥的地方歷時一年之後,其特性維持不變。因此,該組成物符合作為一飼料添加劑之要求。具有上述之特定構成之組成物具有許多超過含半胱胺本身之功能性優點。首先,包覆於該組成物中的含半胱胺活性在經製造之後仍可維持著。這是重要的,因為諸如該組成物的飼料添加劑在使用之前可儲存一段相當長之時間。第二,該組成物不會對經該組成物餵食的動物引起任何顯著的胃副作用。第三,該組成物的活性不僅在貯存期間維持著,更重要的是可以維持至該組成物抵達魚的小腸時。第四,該組成物可以一大規模基礎且有成本效率的方式容易地施用至水產養殖魚類,因為它可容易地與任一種基本飼料相混合。根本不需要分開的操作程序或注射。
      上述揭示之的各參考文獻的內容,國際申請案PCT/EP01/14628以及中國大陸專利申請案第00132107.2號,包括在此引述的參考文獻在此全部併入參考。須注意許多變化、修飾以及進一步的具體實施係為可能的,因此所有變化以及具體實施係視為本發明之範圍內。
    • 含半胱胺组成物之用于饲养鱼类以增加其体重的用途。 The use of a cysteamine-containing composition for feeding fish for increasing body weight thereof. 【创作特点】 依据对于本发明的第一观点,提供了用于饲养鱼类以增加其体重的含半胱胺组成物。 依据对于本发明的第二观点,提供了喂食饲养环境中鱼类的含半胱胺组成物以降低因疾病和负面生长环境所导致的死亡率。 较佳地,该含半胱胺组成物能借由一最终状态的饲料来喂饲鱼类。然而,含半胱胺组成物亦可以其他适合的,即自主的饲料来喂饲鱼类。 适当地,该组成物大体上可由1至95重量%之的具有NH2-CH2-CH2-SH化学式的半胱胺或其盐类化合物。该组成物可包含1至80重量%的载体。亦作为一安定剂的载体可选自包括环状煳精或其衍生物所构成的组群。该组成物大体上可包含30重量%的半胱胺或其盐类化合物。该组成物可包含10重量%的载体。该组成物可包含选自膨松剂、崩解剂或对该组成物提供外覆层之材料所构成之组群的组份。该外覆层之材料在室温条件中可为固态。该外覆层之材料可在鱼的肠内才可溶解。该外覆层在其组成物中可表现出多层的结构。该外覆层可适合在在pH为1.5至3.5时保持不溶。该最终饲料可包含饲料浓缩剂/或饲料补充物。该最终饲料可包含选自油菜籽、大豆、鱼粉、小麦麸皮、小麦草粉、矿物质、维他命及结着剂所构成组群之合适的基础饲料。该最终饲料大体上可包含30至150ppm的半胱胺。该最终饲料大体上可包含100至500ppm的组成物。该最终饲料在干燥状态下大体上可包含33至165ppm的半胱胺。该最终饲料在干燥状态下大体上可包含110至550ppm的组成物。 依据本发明的第三观点,提供一种饲养鱼类的方法,其包含了以合适的基础饲料(如前述)来混合含半胱胺组成物(如前述),以及由此混合产生的最终饲料饲养鱼类的步骤。 较佳地,该混合可包含直接以该基础饲料与该组成物混合。任择地,该混合可包含制备一含有该含半胱胺组成物的预混合物,以及随后以基础饲料与该预混合物材料混合以形成最终饲料的步骤。该预混合物材料可借由混合该组成物与一合适的食物原料来制备。作为中间混合物之预混合物的用途为促进混合以便于该组成物能更平均地分布于该最终饲料中。该预混合物材料可具有1至25重量%之该组成物的量。较佳地,该预混合物材料可具有10至20重量%之该化合物的量。 依据本发明的第四观点,系提供一种饲养鱼类的方法,其包含一每日个别以含半胱胺或其盐类化合物或如上述之含半胱胺组成物,较佳经由一饲料来饲养鱼类的步骤。当鱼在其平均体重相当或少于500g的发育阶段时,该鱼适合以含30至60ppm的半胱或其盐类化合物、或含100至200ppm之含半胱胺组成物的饲料来喂饲。当鱼在其平均体重大于500g的发育阶段时,该鱼适合以含60至150ppm的半胱或其盐类化合物、或含200至500ppm之含半胱胺组成物的饲料来喂饲。 根据本发明的第五观点,提供一种包含了含半胱胺组成物的鱼饲料。该组成物大体上可包含1至95重量%之具有NH2-CH2-CH2-SH化学式的半胱胺或其盐类混合物。该载体可选自环状煳精或其衍生物所构成之组群。 依据本发明的第六观点,提供了一种制备上述鱼饲料的方法,其包含了一将含半胱胺组成物与该基础饲料材料混合的步骤。 发明详述 本发明是基于半胱胺或其盐类化合物、及/或含半胱胺组成物的论证,其当由如鱼类的水产动物所摄取时具有至少增加其体重的活性。在此发现之前,并未暗示或有效显示半胱胺可对鱼类有此活性。 对于哺乳动物已经发现类似的情形,鱼类生长激素的分泌被启动了。鱼类的生长激素释放抑制激素(SS)的构造经发现和哺乳动物的类似,同时该生长激素释放抑制激素(SS)亦抑制了鱼类生长激素的释放。已知生长激素调节了鱼类的代谢以及营养吸收且导致生长及其体重的增加。研究显示生长激素促进蛋白质合成且促进鱼类体中正向的氮平衡。 鱼类的生长激素受体(GHR)广泛的分布于不同的组织,如肝脏、脑、生殖腺、支气管、小肠以及肾脏。在生殖腺中,生长激素及生长激素受体调整了类固醇的浓度,导致精子及卵子发育的促进。生长激素以及生长激素受体在支气管、小肠及肾脏所扮演的角色,是控制鱼类体内的渗透压。一般相信小肠中生长激素的增加能影响营养的吸收,同时增加在循环中氨基酸的浓度,导致饲料换肉率的增加。同时也发现生长激素受体的集中程度在鱼类体内的其他组织中大约为在肝脏中的3至6%。然而,生长激素与生长激素受体的键结活性在肝脏中和其他组织中是一样的。 如同所说明的,鱼类的生长激素促进了生长同时调节制渗透压,且这些由胰岛素生长因子(IGF-1)居中完成。在本发明中,半胱胺及/或者含半胱胺组成物的机制其目的为耗尽鱼类的生长激素释放抑制激素,以便生长激素的浓度能增加以促进生长。须注意的是,该生长激素系由鱼体内产生,而非外源生长激素。 一般相信半胱胺具有扮演生长促进因子的生理活性。天然的半胱胺是辅酶A的一部份(已知也是CoA-SH或CoA),是泛酸的辅酶形态。在代谢过程中,辅酶A扮演着作为二氢硫酰基或与辅酶A之二氢硫酰基链接之二氢硫酰基变体的担体。实验显示在其他如猪、牛、禽类、山羊以及兔子等温血动物显示半胱胺可减少生长激素释放抑制激素。在获得本发明期间,非预期地发现半胱胺对于鱼类同样也可抑制生长激素释放抑制激素。先前相信半胱胺对于生长激素释放抑制激素的抑制只对哺乳动物及禽类有效。生长激素释放抑制激素的抑制增加了鱼类血液中生长激素的浓度,同时提高了各种其他生长促进因子,包含了类胰岛素生长因子(IGF-I)以及胰岛素。如同解释的,生长激素相信可直接促进各种组织生理上的发展。 随着这些不同之生长促进因子的增加,鱼类的消化代谢率明显地上升了。已知鱼类的一般蛋白质合成率相对地上升,而因此鱼类的体重因此而上升得更快速。 各种试验经导引证明了施予含有含半胱胺组成物之饮食(或饲料)增进了鱼类生长以及体重,其中一个实验详细叙述如后。 实验 背景数据 实验经发表以证明鱼类以含半胱胺组成物喂饲的效果,其详细叙述于后。用于本实验之鱼品种为已知的团头鲂。有两组实验组及两组控制组的鱼类。每组有40至41只鱼。每一组饲养在分离的水槽中。每一只水槽的容量大约为0.26M 3 。水槽配备自动温度控制系统,水温维持在摄氏25至26度之间。水槽亦配备了循环系统,借此以新鲜的河水来取代水槽内的水以保持水的新鲜。 材料 A.含半胱胺组成物 用于本实验之含半胱胺组成物包含30重量%的半胱胺、20重量%的包含壳体材料以及包覆材料、26重量%的填充剂、23.9重量%的碎裂剂及结着剂以及0.1重量%的香料和香味剂。对于一可行之含半胱胺组成物的特定需求将进一步在稍后的叙述中说明。 B.预混合材料 预混合材料系一含有含半胱胺组成物的中间混合物。该预混合材料促进随后与基础饲料材料的混合。用于制备预混合材料的组份可选自一适合食品材料所构成之组群,其包括氨基酸、盐类、磷以及玉米粉。该预混合材料包含从10至20重量%的含半胱胺组成物,随然1至25重量%之一较宽的可行范围亦被使用。 C.基础饲料 用于实验中之基础饲料包含大约20重量%的油菜籽、15重量%的大豆、15重量%的鱼粉、10重量%的麸皮、19重量%的麦粉、5重量%的矿物质、0.5重量%的结着剂以及0.5重量%的维生素。然而,亦可使用其他适合的组份。 D.最终饲料 完全相同的最终饲料种类A1及A2用于饲养该等二实验组(组I及II)的鱼。该最终饲料种类A1及A2系由混合适量之含有含半胱胺组成物与该基础饲料所制备。特别是,该最终饲料种类A1及A2系经配制以包含大约200ppm的含半胱胺组成物或30至60ppm的半胱胺。然而,一最终饲料实际上可含有一100至200ppm的含半胱胺或30至60ppm的半胱胺的可行范围。实际上,这些含半胱胺组成物或半胱胺浓度之范围的饲料系特别适合于体重相当于或少于500g的鱼。用于体重大于500g的鱼,最终饲料较佳地包含200至500ppm的含半胱胺组成物或60至150ppm的半胱胺。微量的饲料浓缩物及/或饲料补充物亦可包括于其中以增进该最终饲料之营养价值的平衡。 实际上,当不使用预混合物时,该含半胱胺组成物可直接与一基础饲料混合。 该二控制组(组I及II)系以不添加该含半胱胺组成物之完全相同的最终饲料种类B1及B2喂饲。 最终饲料种类A1、A2以及B1、B2之间唯一的差异在于前者包含所欲量的含半胱胺组成物。 方法 该实验于2001年10月17日至2001年11月17日之间实施。四组鱼的个别体重在实验前后测量。亦纪录实验期间鱼死亡的数目。亦纪录四组鱼所摄取的饲料量。 结果及讨论 表1总结该实验的结果。 在控制组(I)中,三只鱼在实验中死亡,二只体重相似的备用鱼加入以取代两只死鱼。在控制组II中,三只鱼在实验中死亡,三只体重相似的备用鱼加入以取代全部三只死鱼。 如表1所示,两试验组(组I及II)之鱼的总体重在实验前后分别为472.9g[=289.7+183.2]及961.9g[=558.9+403.0]。因此总体重增加489.0g,换算约增加103%的总体重。两控制组(组I及II)之鱼的总体重在实验前后分别为430.7g[207.6+223.1]及801.4g[419.9+381.5]。因此总体重增加370.7g,换算仅约增加86%的总体重。 两试验组(组I及II)之鱼的平均体重在实验前后分别为5.84g及11.88g。因此平均体重增加6.03g,换算大约增加103%的总体重。两控制组(组I及II)之鱼的平均体重在实验前后分别为5.32g及10.02g。因此平均体重增加4.70g,换算仅约增加88%的总体重。此显示在试验组的鱼在增加体重方面成长至少快了15%。 因此,可以推论以含半胱胺组成物的饲料喂饲的鱼可明显地生长较快速。 亦发现二试验组的鱼其饲料转换效率为2.34及2.65。二控制组的鱼其饲料转换效率为2.80及2.68。相对较低的饲料转换效率暗示产生一个单位的体重需要较少量的饲料。明显的是,试验组的鱼在转换饲料成为其体重为较有效率的。 因此,可以推论以含有含半胱胺组成物的饲料喂饲的鱼可较有效率地转换并吸收饲料成为其体重,以及本发明之含半胱胺组成物可加其体重。 需注意的是水槽状态一般对于水产工业系相似的。不过,相较于野生动物该状态相对较拥挤。因此,在水产养殖中的一些鱼类在此一环境死于疾病或过度拥挤并不稀奇。然而,在二试验组中的鱼在实验期间并无死亡,但是在二控制组中有六只鱼死亡。此明显的证据即喂饲含半胱胺组成物的鱼在水产养殖有较高的存活率(或较低的死亡率)。这是重要的,因为增加存活率意指较高的产量,即较高的产率。 当用于实验中的含半胱胺组成物系作为如上述的组份,依据下列需求所制造的含半胱胺组成物将获得类似的结果。在该组成物中二个主要的组份为1至95重量%的半胱胺(或其盐类,如半胱胺氢氯酸盐或其他药学上可接受之酸加成盐)以及1至80重量%的载体,如包覆化合物基质材料。半胱胺的化学式为HSCH2CH2NH2。在此术语”半胱胺”意指半胱胺及/或其盐类化合物。半胱胺及其盐类化合物在化学文献中为已知。一半胱胺盐的化学通式为C2H7NS.X,其中X可为HCl、H3PO4、二酒石酸盐、柳酸盐等。所利用的半胱胺较佳为药学上可接受之标准,且其中碳、氢、氮以及硫的含量分别为31.14重量%、9.15重量%、18.16重量%以及41.56重量%。而含半胱胺组成物中有效的半胱胺含量为1至95重量%的范围,较佳为1至75重量%的范围,更佳可用1至40重量%之范围的半胱胺。半胱胺为该含半胱胺组成物中有效的组份之一。然而,已确认的是若含半胱胺组成物中半胱胺的含量超过95重量%,基础饲料与该组成物混合较为困难。用于安定半胱胺的载体或包覆化合物基质材料主要包含环状煳精及/或其衍生物,其选自下述所构成之组群:甲基β-环状煳精(M-β-CD)、氢丙基β环状煳精(HP-β-CD)、氢乙基β-环状煳精(HE-β-CD)、聚环状煳精、乙基β-环状煳精(E-β-CD)以及支链环状煳精。环状煳精的化学通式为(C6O5H9)n.(C6O5H9)2,且其结构式如下。 其中α-CD n=4;β-CD n=5;γ-CD n=6。 (环状煳精系α-D-葡哌喃糖的环状寡聚物。) 值得注意的是,环状煳精的β-CD型在用途上系较佳的,因为其分子内径约6-8,使之成为一特别适合之候选物来作为用于该半胱胺组成物之制备,这涉及使用一包含制程的包覆化合物基质材料。在此所用之“环状煳精”术语意指环状煳精及/或其衍生物。具有安定并保护半胱胺使之免于分解之任何环状煳精的衍生物皆可使用。例如,上述该等环状煳精组群的任一或其衍生物皆可使用。当含半胱胺组成物中包覆化合物基质材料的有效量范围在1至80重量%时,较佳的有效范围为1至60重量%,且更佳为1至40重量%之有效范围的包覆化合物基质材料亦可使用。所用之包覆化合物基质实际量将取决于在制备含半胱胺组成物中所用的半胱胺。该含半胱胺组成物亦可包含1至90重量%的填充剂,然而较佳有效量的范围为1至60重量%,且更佳有效量范围为1至40重量%的填充剂亦可用于该组成物中。实际用量将取决于半胱胺以及包覆化合物基质的实际用量。该填充剂选自经粉末化之纤维素、淀粉以及硫酸钙(如CaSO4.2H2O)所构成的组群。需注意若该填充剂在含半胱胺组成物中的量超过90重量%,主要有效组份的将因而降低,且含半胱胺组成物将变得无效。该含半胱胺组成物亦可包含5至50重量%的碎裂剂以及结着剂,然而较佳为10至40重量%的有效范围,以及更佳为15至35重量%的有效范围亦可使用。其实际用量将取决于所用的半胱胺、包覆化合物基质材料以及其他组份。该结着剂以及碎裂剂可选自羟丙基淀粉、微生物藻酸盐、微晶化纤维素及淀粉。经确认的是若该组成物中碎裂剂及结着剂的量少于5重量%,所产生之该组成物的颗粒将缺乏所需的硬度。此外,该组成物的制造将变的非常的困难。然而,若该碎裂剂以及结着剂多于50重量%,产生的组成物将有过度的硬度,此特别在若该碎裂剂以及结着剂之混合物中其结着剂表现大部分时。此将造成该组成物在鱼的肠道难以吸收。该含半胱胺组成物亦可包含0.05至0.3重量%之可为香精的香味以及气味剂。该含半胱胺组成物亦可包含1至20重量%的包覆材料,然而较佳的可行范围为1至15重量%,更佳的可行范围为2至10重量%。其实际含量取决于半胱胺酸、包覆化合物基质材料以及其他组份的实际量。该等包覆材料在一般室温为固状且较佳在如肠内之碱性环境可溶解者。该等包覆材料可选自纤维素醋酸态酞酸酯、淀粉醋酸酞酸酯、甲基纤维素酞酸酯、源自酞酸之葡萄糖或果糖衍生物、丙烯与甲基丙烯共聚物、聚甲基乙烯酯、马来酐共聚物的部分酯化物质、takh以及甲醛明胶所构成的组群。该等包覆材料可在pH为1.5至3.5的酸性环境下仍为不溶。已确定的是,若包覆材料的含料少于1重量%,组成物的颗粒不能借由作为保护层的包覆材料所完全包覆。该含半胱胺组成物因此在由小肠吸收进入动物或本文所描述之水产养殖鱼类的血流之前就会分解。另一方面,若该包覆材料的含量超过15重量%,该组成物中的有效组份将无法有效地从该组成物中发佈。因此无法获得预期的生长调节。无论如何,已确认的是在用于增加所饲养之水产养殖鱼类的体重时,包含100至500ppm之该组成物(或30至75ppm半胱胺酸)的饲料是有效的。 用于本发明所述之含半胱胺组成物系为每个具有大体上较佳为0.28至0.90mm直径的小颗粒形式。这些颗粒系利用微胶囊化法制备。该方法涉及利用具有包覆特性之巨大分子的物质。可利用的物质之一为前述之包覆化合物基质材料(其主要包含环状煳精)。该包覆化合物基质材料系作为包入半胱胺酸分子之分子胶囊的巨大分子物质,借此保护组成物中的半胱胺酸并隔离环境中的光、热、空气以及水分。半胱胺的安定性因此得以保留。用于微胶囊化法之包覆化合物基质材料较佳为具有6至12个葡萄糖分子的环状多糖化合物,该环状多糖系借由在芽胞杆菌属(Bacillus)之存在下令环状煳精糖转移酶与淀粉反应而产生。以急性、亚急性以及慢性毒性试验的不同研究显示这些巨大分子物质是无毒的。随后之微胶囊化步骤,每一颗粒可包覆至少一层且较佳为多层之上述的包覆材料。以下提供制备如本发明之含半光胺组成物的方法,以一较佳实施例详述之。 各种不同的使用急性、亚急性与慢性毒性试验之研究已显示该巨分子材料是无毒的。在该微胶囊化方法之后,每一颗粒可被包覆以至少一层且较佳为数层的上述包覆材料。下面提供一种根据本发明用以制备半胱胺组成物之方法之一实例的更为详细之说明。 在主要为氮气的大气环境下,在一经聚四氟乙烯链接且配备有一个聚四氟乙烯涂覆搅拌器之有套反应器中添加4080g的75重量%之溶于乙醇中的含半胱胺氢氯酸溶液。所用的含半胱胺之纯度、熔点与燃烧残留物较佳分别为98%或更高、66至70℃以及0.05重量%或更低。接着同样在氮气之保护下,将1200g的β-环煳精加至该反应器中。(β-环煳精之品质系依据食物添加剂之要求。特别地,干燥基础纯度系超过98%;干燥之重量损失系低于10.0%;燃烧残留物系低于0.2%;重金属之含量系低于10ppm;砷含量系低于2ppm)。该混合物接着于40℃加热历时3小时。接着终止加热,且持续搅拌两小时,由此所产生的产物在经过一40至50℃之温度真空干燥后,予以研磨处理并筛析通经一个网筛(例如40-筛孔)。可能会与该组成物之组份相接触的所有仪器部件,较佳地应为不锈钢所制成。在一干燥环境之保护下,于一个槽式混合器中加入4200g(干重)之经进行过上述包含制程的含半胱胺、2600g的填料以及1200g的碎裂剂与1700g的结着剂。该等组份接着经彻底混合,一适量之无水乙醇可加入并与之混合。所产生的混合物呈现一具有中度硬度之软质料,借此可以手掌轻握而将之塑形为一个球体。经塑形成球体之该产生之混合物可接着利用一轻触而令其散开。该混合物在氮气保护下以一个造粒机予以切粒后,所产生之小颗粒被立即地送至一流体床干燥器,并接着在一实质真空之环境内,以40至50℃之温度下将之干燥。肠溶性包覆材料接而借由一个利用下列配方之方法来制备:8g的纤维素醋酸酞酸酯、2.4ml的聚乙二醇对苯二甲酸酯、33.0ml的乙酸乙酯与33.6ml的乙酸异丙酯。上述所得之该形成的颗粒,在氮气的保护下系均一地以至少一层、但较佳为多层的上述肠溶性包覆材料包覆。换言之,在每一该组成物之生成颗粒的包覆材料系以一多层结构存在着。该肠溶性包覆材料系为仅能在一碱性环境下溶解的。这可防止当该组成物仍存于该动物胃中时,半胱胺过早地自该组成物中逸出。半胱胺可不利地刺激动物的胃之胃黏膜。本案半胱胺组成物所产生之颗粒接着在一实质真空干燥器中,以40℃至50℃之温度经干燥完全。于是,所有的溶剂被移除。所产生之颗粒接着冷却至室温,利用一个悬臂式双螺旋混合器将微胶囊与一适量之调味剂和气味剂混合。该半胱胺组成物系为一种内部具有含半胱胺氢氯酸与环状煳精,且其外部以该肠溶性材料包覆的微胶囊。所生成之组成物会呈现具有平滑外表、良好流动性质且易与各种动物饲料相混合的小颗粒(或微粒)形状。该组成物之每一颗粒的直径较佳为0.28至0.90mm。该组成物亦具有优良的安定性。已发现当该组成物以密封塑胶袋包装,并存储于一凉爽、黑暗与干燥的地方历时一年之后,其特性维持不变。因此,该组成物符合作为一饲料添加剂之要求。具有上述之特定构成之组成物具有许多超过含半胱胺本身之功能性优点。首先,包覆于该组成物中的含半胱胺活性在经制造之后仍可维持着。这是重要的,因为诸如该组成物的饲料添加剂在使用之前可存储一段相当长之时间。第二,该组成物不会对经该组成物喂食的动物引起任何显着的胃副作用。第三,该组成物的活性不仅在贮存期间维持着,更重要的是可以维持至该组成物抵达鱼的小肠时。第四,该组成物可以一大规模基础且有成本效率的方式容易地施用至水产养殖鱼类,因为它可容易地与任一种基本饲料相混合。根本不需要分开的操作进程或注射。 上述揭示之的各参考文献的内容,国际申请案PCT/EP01/14628以及中国大陆专利申请案第00132107.2号,包括在此引述的参考文献在此全部并入参考。须注意许多变化、修饰以及进一步的具体实施系为可能的,因此所有变化以及具体实施系视为本发明之范围内。