用于新生牛犊的牛补充剂的制作方法

发明领域本发明总体上涉及用于给予(施用，administration)反刍动物的饲料补充剂制剂，并且更特别地涉及用于新生牛犊(calf)的口服牛补充剂的制剂，其以稳定液体形式递送(提供，deliver)天然存在的咖啡因和粘度调节剂以通过新生牛犊的口腔粘膜吸收。发明背景“牛难产(bovine dystocia)”是指在分娩过程期间的其中在没有人工协助的情况下母牛很难或不可能分娩其牛犊的状态。它可能发生在第一或第二产程期间，并且通常涉及牛犊在产道中向后或甚至侧向位移，或者以其他方式不适合产道的形状和大小。据报道，奶牛难产的发生率范围为2-22％，而在分娩期间需要人工协助的奶牛的比例范围为10-50％。牛难产的影响因素包括牛犊出生体重以及母牛(“小母牛(heifer)”或“母畜(dam)”)骨盆区域的大小。因此，奶牛和肉牛经营者通常会从其育种计划中剔除骨盆区域小的小母牛，并且有意地使用经证明生育出生体重小的牛犊的公牛。在分娩过程之前为小母牛提供适当的营养还可以确保其发挥更大推进力以使牛犊通过产道的能力。然而，即使有适当的畜群管理和营养政策，许多牛难产事件仍然发生。考虑到怀孕和妊娠小母牛和奶牛所花费的成本和时间，以及母牛或牛犊因难产而可能受伤或死亡，这可能给奶牛或牛经营者带来巨大的经济风险。事实上，在分娩过程期间需要人工协助的牛犊经历50％更大的死亡风险。在产犊过程期间，胎儿经历新生儿窒息，导致低血氧水平以及血流减少的区域(称为“缺氧(低氧，hypoxia)”)。这样的缺氧可能进展为缺氧症(anoxia)(血液中没有氧气)。长时间缺氧症可能导致胎儿在六分钟内死亡。新生牛犊在出生后不久需要立即初乳补充。但是，缺氧的新生牛犊经常出现困倦和躺卧的状态，这干扰它们站立和哺乳初乳的身体能力。另外，如果新生牛犊处于缺氧状态，新生牛犊吸收初乳的免疫球蛋白和其他组分的能力受到损害。未经检查的缺氧状态可以持续数小时，并且可能与天然存在的肠道封闭重叠，从而产生第二种情况而损害或完全停止免疫球蛋白自初乳的被动转移的能力。这一因素进一步加剧了帮助新生牛的快速氧合和活力的需要。此外，嗜睡的牛犊还典型地将接收补充量的葡萄糖以刺激肌肉收缩和整体活力。但是，这样的葡萄糖补充可能产生胰岛素反应，其降低新生牛犊的食欲，这导致低血糖期，其进一步加剧嗜睡。在新生牛犊生命的前12-24小时期间，当食欲对于初乳摄入是至关重要的时，这种恶性循环可能对新生牛犊是极为不利的。咖啡因已被记述为缓解人类婴儿的呼吸暂停发作的有效干预措施。然而，咖啡因并未被认为是牲畜所需的营养素，所以合成咖啡因缺乏经由美国饲料控制官员协会(theassociation of american feed control officials，“aafco”)的“一般认为安全”(“gras”)的地位。因此，给予含有合成咖啡因的人类补充剂来治疗牛犊的缺氧将被视为非法的。但是，茶被aafco授予gras地位，并且茶叶含有天然存在形式的咖啡因。行业内已知用于人类的各种含有咖啡因的营养补充剂产品以用于改善健康的目的。例如，mower等人提交的美国公开申请2011/0123651公开了一种用于对抗人类的衰老过程的营养饮料。它含有白藜芦醇，其可以源自葡萄皮，或者形式为由葡萄和葡萄皮生产的葡萄酒。饮料中还包含水、悬浮剂如柠檬酸钠以及任选的槲皮素(quercetin)(其是一种抗氧化剂和抗炎剂)。mower还公开了饮料还将包含儿茶素，所述儿茶素是主要源自绿茶叶提取物的多酚，其促进遗传刺激，从而增加人体的有益细胞的增殖。然而，这款mower抗衰老补充剂产品仅包含痕量(即0.067重量％)的作为次要成分的咖啡因。他还提供其液体形式的产品，其被“经颊递送”至人类顾客，通过该方式在吞咽前人类必须将饮料在其嘴里保留一分钟。更不用说，不能期望新生牛犊在将液体补充剂产品保留在其嘴里的同时延迟吞咽液体补充剂产品达一分钟，以便通过嘴的内侧产生成分如白藜芦醇或咖啡因的递送。为此，mower仅包含了极少量的黄原胶作为增稠剂，因为他的产品是以无粘膜吸附的液体形式递送的。nair等人提交的美国公开申请2008/0038409公开了一种由浸泡在古柯(coca)产品或粉末中的水制成的“可可水饮料”。所得产品由人类食用以刺激免疫系统、改善心脏健康、排毒、恢复肌肉、增强认知能力等。然而，nair的玉米糖浆被用作甜味剂，而不是用作粘度调节剂。同样，他的植物油成分用于防止从古柯产品中提取的多酚和黄烷醇化合物的氧化。他没有使用其植物成分来促进绿茶提取物在新生牛膳食补充剂中的悬浮。行业内已知含有咖啡因(包括源自绿茶提取物的咖啡因)的食物产品。例如，授予ekanayake等人的美国专利号5,879,733阐明了绿茶提取物饮料，其中绿茶提取物是酸提取的，经过阳离子交换树脂以移除产生浑浊的金属阳离子，然后经过纳米过滤以移除损害饮料的颜色和澄清度的较高分子量组分。但是，ekanayake的产品不仅是不适合通过新生牛犊的口腔粘膜衬层吸收的液体形式，而且其在含糖饮料中存在的0.5重量％的绿茶浓缩物也明显低于刺激经历难产或缺氧的新生牛犊所需的水平。事实上，ekanayake参考文献公开了在其最终产品中的992ppm咖啡因水平。在1000ppm相当于0.1重量％的情况下，992ppm咖啡因转换为0.0992重量％咖啡因，这是非常低的。同时，授予dake等人的美国专利号5,624,698教导了在“冷饮柜(soda fountain)”中用来分配稀果汁饮料的糖浆产品。糖浆包含风味剂组分如绿茶或红茶以及果汁风味剂。油组分如植物油为所得果汁饮料提供所需的不透明度和浑浊度。为了防止油组分的分散(其将引起油组分从糖浆中分离出来)，向糖浆中添加黄原胶作为乳化剂。即使将dake的糖浆产品喂给新生牛犊，也无法治疗难产的影响。产品的处在小于250cps、优选地小于150cps的粘度对于将产品粘膜递送至新生牛犊来说简直太低了。相比之下，dake的意思是将他的糖浆产品添加到喷泉饮料(fountain beverage)中以供人类饮用。此外，dake仅使用他的红茶或绿茶成分(<0.5重量％)作为风味剂，而不是作为咖啡因的刺激源。此外，dake并未提及在他的最终方案中茶的目标咖啡因含量。即使是由人类食用以提供快速刺激的广受欢迎的“能量饮料”也不适合用于治疗经历难产的新生牛犊。例如，levi等人提交的美国公开申请2017/0231996公开了含有过饱和咖啡因水平的能量饮料。它们含有1.7-3.0％(w/v)水平的咖啡因。它们还被披露为在9ml水中含有150-250mg咖啡因。然而，在9ml水中为150mg的该剂量仅递送1.66重量％的咖啡因。这是一个令人惊讶的低咖啡因水平。此外，levi看起来使用柠檬酸咖啡因形式的合成咖啡因，而不是aafco食用动物法规所要求的天然存在的咖啡因来源。即使是clif bar&co.的广受欢迎的“clif shot turbo double espresso能量凝胶(clif shot turbo double espresso energy gel)”产品和甚至更广受欢迎的“5小时能量(5-hour energy)”饮料也分别仅含有0.24重量％和0.43重量％的咖啡因水平。此外，5小时能量产品具有≤150cps的粘度水平，这明显低于粘膜递送至新生牛犊所需的粘度水平。因此，尽管“能量凝胶”一词暗示了那样，但是这些类型的产品并不是很粘稠，并且肯定将无法保留在新生牛犊的嘴里并且经由粘膜衬层递送咖啡因。因此，提供含有非合成咖啡因作为刺激剂的用于新生牛犊的牛补充剂将是高度有益的，以促使牛犊食用初乳并且刺激其呼吸并且减少水肿，从而能够使它们在牛难产和缺氧的影响下存活下来。这样的牛补充剂应表现出相对较高的粘度水平，以将补充剂的成分粘膜递送至牛犊。发明概述本发明提供了一种新生牛膳食补充剂，其被提供给新生牛犊以增强在牛犊生命的该脆弱早期阶段期间的营养摄入。牛难产可能引起使新生牛犊变弱并且阻止其站立以食用初乳的全身性抑郁和躺卧。新生牛膳食补充剂包含从天然来源如绿茶提取物获得的非合成咖啡因以及粘度调节剂如玉米糖浆和黄原胶或瓜尔胶，其将液体补充剂的粘度在21℃增加至约400-800厘泊，使得补充剂被新生牛犊通过其嘴和舌头中的其口腔粘膜衬层(lining)吸收。补充剂产品的比重(相对密度)优选地在约0.9-1.6的范围内。新生牛膳食补充剂可以任选地包含抗氧化剂和电解质。以这种方式，补充剂可靠地为新生牛犊提供咖啡因以提高其能量水平、刺激呼吸并且减少水肿(否则可能阻挠新生牛犊在出生后数小时内对初乳和其他动物饲料成分的关键营养摄入)。此外，绿茶提取物中的浓缩咖啡因水平允许10-40ml剂量的液体溶液补充剂产品含有约100-400mg的咖啡因，以便在不填充其胃的情况下递送至新生牛犊(否则可能促使其停止食用初乳和其他关键动物饲料成分)。此外，这种用于新生牛犊的牛补充剂的新型制剂在高粘度下以稳定液体形式递送天然存在的咖啡因，其可以任选地包含抗氧化剂以及其他电解质。补充剂成功地将天然咖啡因掺入高度浓缩的液体口服剂量制剂中，其中液体补充剂的粘度为使得其有利于粘附至舌头和口腔，从而促进粘膜吸收，这大大增强了补充剂的有效性。另外，由于产品的浓缩性质，咖啡因可以以最小的体积递送，从而使饱腹感最小化，结果是有足够的能力来摄入足够量的初乳。所述配方成功地以绿茶形式添加天然存在的咖啡因，所述绿茶可以是一种提取物，其也富含抗氧化剂并且在与黄原胶或瓜尔胶、玉米糖浆、水和电解质的独特混合物中含有高浓度的咖啡因。添加玉米糖浆和黄原胶以调节粘度，使得溶液粘附至口腔和舌头，从而允许更快地吸收咖啡因。优选实施方案详述本发明提供了一种用于在出生后给予的新生牛牛犊补充剂的独特制剂，其递送源自例如绿茶提取物的天然存在的浓缩剂量的咖啡因、抗氧化剂和电解质，以用于克服难产的不利影响。补充剂成功地掺入了粘度调节剂如黄原胶或瓜尔胶和玉米糖浆以生产在液体形式下保持货架稳定的产品，同时大大增强补充剂通过新生牛犊口腔粘膜的吸收的有效性以用于快速治疗(处理，treatment)。补充剂不仅为新生牛犊提供所需的多系统(即cns/心脏/呼吸)刺激，而且其还刺激呼吸、减少水肿并且刺激肌肉收缩。以这种方式，补充剂处理了缺氧牛犊所遇到的三个最大问题：嗜睡、呼吸速率和高浓度的腺苷。本发明的新生牛膳食补充剂包含在液体溶液中的浓缩剂量的非合成咖啡因和水，所述液体溶液通过粘度调节剂改性以产生在21℃约400-800厘泊(“cps”)、优选地约500-650cps、甚至更优选地约600cps的粘度，使得当将补充剂引入经历难产或缺氧的新生牛犊的嘴中时，补充剂在嘴中粘附至新生牛犊的舌头和内颊，以通过粘膜衬层快速吸收咖啡因。由于血管与新生牛犊的口腔粘膜表面非常靠近，所以与可能花费数小时才使摄入的产品进入循环系统的消化系统相比，这允许咖啡因快得多地进入到循环系统中。新生牛膳食补充剂可以含有大量其他任选成分，包括抗氧化剂、电解质、溶解助剂、消泡剂和防腐剂，以产生增强处于胁迫下的新生牛犊的健康的稳定溶液。用于新生牛膳食补充剂的目的，非合成咖啡因可以源自各种各样的未经化学合成的天然存在的咖啡因。这样的非合成咖啡因来源包括绿茶、绿茶提取物、红茶、咖啡和可可。咖啡因水平为约90％、优选地约99％的绿茶提取物是优选的。非合成咖啡因成分应占配制的新生牛膳食补充剂产品的约1-15重量％、优选地约1-5重量％。新生牛膳食补充剂产品的水组分可以是自来水或去离子水。水应是干净的并且不含会损害新生牛犊健康的任何污染物。水成分应占配制的新生牛膳食补充剂产品的约30-60重量％、优选地35-50重量％、甚至更优选地约39重量％。应向含有水、非合成咖啡因和柠檬酸三钠二水合物的溶液中添加一种或多种增稠剂，以获得在21℃约400-800cps、优选地约500-650cps、甚至更优选地约600cps的所需粘度水平。玉米糖浆可以用于增强所得新生牛膳食补充剂产品的粘度，但是其他合适的替代粘度增强成分包括糖蜜、甘油、植物油、葡萄糖浆和高果糖糖浆。这种玉米糖浆或替代粘度增强剂应占配制的新生牛膳食补充剂产品的约40-75重量％、优选地约50-60重量％。用于进一步增稠新生牛膳食补充剂产品的第二粘度调节组分可以是黄原胶，但是也可以使用瓜尔胶、玉米淀粉、马铃薯淀粉或者酸如柠檬酸、甲酸、抗坏血酸、乙酸或磷酸。这种另外的增稠剂应仅占配制的新生牛膳食补充剂产品的约0.05-5.0重量％、优选地约0.05-0.20重量％。本发明的新生牛膳食补充剂还可以含有一种或多种抗氧化剂。这样的抗氧化剂将解决在分娩过程期间因缺少氧所引起的新生牛犊中自由基的积聚。用于本发明的补充剂产品的目的，咖啡因起到抗氧化剂的作用。如上所述，合适的非合成咖啡因来源包括绿茶、绿茶提取物、红茶、咖啡和可可。因此，通过另外提供抗氧化剂功能，方便地使咖啡因来源在产品制剂中发挥双重作用。绿茶提取物对于为新生牛犊贡献抗氧化剂是优选的。可以向产品制剂中添加柠檬酸钠，以帮助将咖啡因组分溶解到溶液中，从而使新生牛犊更容易获得抗氧化剂。柠檬酸钠还将减少新生牛犊中因缺氧或水失衡所引起的代谢性酸中毒。它将新生牛犊中的血液缓冲到适当的ph水平。所得的从柠檬酸钠中解离出来的钠也充当用于新生牛犊的电解质。这样的电解质将有助于管理新生牛犊的水合状态。钠有助于动物内的水的吸收和储存。用于新生牛膳食补充剂产品制剂的目的的其他合适的电解质包括氯化钠和氯化钾。柠檬酸三钠二水合物是用于制剂目的的柠檬酸钠的优选形式。这样的柠檬酸钠应占配制的新生牛膳食补充剂产品的约1-10重量％、优选地约1-5重量％。trans-400代表一种100％活性的食品级消泡剂，其被设计为破坏在食物产品制造过程期间积聚的水性环境中的泡沫。其可以从威斯康星州(wisconsin)埃尔克霍恩(elkhorn)的applied material solutions,inc.获得。作为基于植物油的消泡剂，其在美国和一些外国可以添加到新生牛膳食补充剂产品中，以释放在制造过程期间积累的气泡，使得气泡逸出以生产平滑、均匀的最终产品。如果使用的话，trans-400应占配制的新生牛膳食补充剂产品的约0.0-1.0重量％、优选地约0.1-0.5重量％。肉桂油是一种风味增强剂，其也充当防腐剂和抗微生物剂。肉桂醛是其主要组分。它可以以约0.1重量％水平添加到新生牛膳食补充剂产品中。任何苯酚丙酸类化合物(phenol propionoid)如牛至油(oregano oil)可以用作产品制剂中的替代品。聚山梨醇酯80(polysorbate 80)液体是一种乳化剂，其帮助新生牛膳食补充剂产品中的油组分融入水中。因此，其代表一种溶解助剂。其衍生自聚乙氧基化脱水山梨糖醇和油酸，并且其可从许多制造来源广泛获得。其应占配制的新生牛膳食补充剂产品的约0.0-3.0重量％、优选地约0.07-0.70重量％。柠檬酸可以添加到新生牛膳食补充剂产品中作为防腐剂。其应占配制的新生牛膳食补充剂产品的约0.5-3.0重量％、优选地约1.2-1.6重量％。着色剂同样可以添加到新生牛膳食补充剂产品中。配制的产品的颜色为天然乳白色。fd&c蓝色染料或β-胡萝卜素是合适的着色剂。用于本发明的新生牛膳食补充剂的一种成功配方具有以下优选范围的成分。 成分 最低(重量％) 最高(重量％) 水 35.00％ 50.00％ 绿茶提取物 1.00％ 5.00％ 柠檬酸三钠二水合物 1.00％ 5.00％ 聚山梨醇酯80液体 0.0％ 0.7％ trans 400-植物油消泡剂 0.00％ 0.005％ 肉桂油 0.0％ 1.0％ 玉米糖浆共混物 50.00％ 60.00％ 柠檬酸 1.2％ 1.6％ 黄原胶或瓜尔胶 0.05％ 0.20％ fd&c蓝色染料 ～.005％ ～.005％ 补充剂在加热和包装时是均质溶液，其在室温下变成悬浮液。溶液优选地在温热时装瓶。补充剂在超过两小时的时间段内是货架稳定的，并且不需要工厂真空密封，并且其不会生长霉菌、酵母或细菌。本发明的用于制备新生牛膳食补充剂产品的方法如下所示：1.将水添加到具有叶轮叶片的带夹套的罐式混合器容器中。在有盖的情况下将水加热至约>50℃、优选地约50-75℃、甚至更优选地约52-57℃。2.将一半的黄原胶或瓜尔胶增稠剂添加到容器中，将组合物以约250-500rpm(取决于批次的体积)混合约15分钟。3.将另一半的黄原胶或瓜尔胶增稠剂添加到容器中并且重复混合过程。黄原胶或瓜尔胶在水中完全水合需要花费时间。如果将所有的黄原胶或瓜尔胶成分同时添加到容器中的混合物中，则组合物会太快地变稠。同时，在混合过程期间应避免掺入环境中的空气。4.将非合成咖啡因成分添加到混合器容器中。5.将柠檬酸三钠二水合物成分添加到容器中。6.关闭到混合器容器的热量。7.将肉桂油添加到容器中。8.将聚山梨醇酯80添加到容器中。9.将约70°f的玉米糖浆添加到容器中。10.将柠檬酸添加到容器中。用于新生牛膳食补充剂产品的最终混合物通常将在混合后立即在普遍的50℃温度下表现出约75-150cps的粘度水平。瓜尔胶或黄原胶完全水合需要花费数小时。一旦咖啡因完全溶解，在冷却至室温期间咖啡因晶体将在12-24小时内开始形成(伴随随后的粘度增加)。因此，在混合过程完成后大约24小时，新生牛膳食补充剂产品将达到在21℃约550-600cps的其期望粘度水平。成品优选地包装在15-20ml挤压管或注射器柱塞中。这样的挤压管或注射器柱塞将方便地将产品引入到新生牛犊的嘴中。新生牛膳食补充剂的典型产品剂量为含有约100-400mg的浓缩咖啡因剂量的约10-40ml液体溶液。以上说明书提供了本发明的新生牛膳食补充剂产品的组分和制备方法的完整描述。由于在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以形成本发明的许多实施方案，所以本发明存在于本文所附的权利要求中。背景技术：技术实现思路