用于促進(jìn)活生物體中的維生素d產(chǎn)生的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于促進(jìn)活生物體中的維生素 D產(chǎn)生的裝置，其包括至少一個(gè)燈組 件。本發(fā)明進(jìn)一步涉及此類裝置用于增加動(dòng)物中的維生素 D產(chǎn)生的用途和用于增加動(dòng)物中 的維生素 D產(chǎn)生的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 本領(lǐng)域內(nèi)已知自然光促進(jìn)人體中的維生素 D產(chǎn)生。
[0003] 在EP 1 970 423 Al中，公開(kāi)了用于刺激人皮膚中的前維生素 D3產(chǎn)生的熒光 燈。該燈是低壓汞放電燈，其具有有限的強(qiáng)度并產(chǎn)生單色光，即僅一個(gè)主譜線（dominant spectral line)〇
[0004] WO 2009/094100公開(kāi)了增強(qiáng)的發(fā)射UV的熒光燈，該熒光燈提供用于同時(shí)將人皮 膚曬黑和促進(jìn)人體中的維生素 D產(chǎn)生的UV光譜發(fā)射。所公開(kāi)的燈是單色低壓燈。低壓燈 僅供應(yīng)單色光（僅一個(gè)主譜線）。另外，額定功率不超過(guò)數(shù)百瓦，如果所述燈要以與奶牛相 距3到4米的距離被安裝在例如牛棚中，那么這就是一個(gè)缺點(diǎn)。
[0005] W02010/102039公開(kāi)了通過(guò)將蘑菇暴露于發(fā)射UVA輻射和UVB輻射、但不發(fā)射UVC 輻射的燈來(lái)增加蘑菇的維生素 D含量的方法。注意，僅將蘑菇暴露于UVA輻射和UVB輻射， 但未暴露于自然光。另外，注意，維生素 D2的含量增加，而例如其它重要的維生素 D如維生 素 D3沒(méi)有增加。
[0006] 已知當(dāng)動(dòng)物如奶牛在夏季被保持在戶外田野時(shí)，如果將其暴露于自然日光，則其 維生素 D狀態(tài)增加且其奶中的維生素 D的含量相應(yīng)地增加。因?yàn)楝F(xiàn)代牧業(yè)涉及將家畜保持 在戶內(nèi)的畜牧場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)施內(nèi)，因此損害了維生素 D的自然產(chǎn)生。為了進(jìn)行補(bǔ)償，在食物中使 用維生素 D補(bǔ)充劑。然而，已知通過(guò)將人或動(dòng)物暴露于日光可獲得的維生素 D水遠(yuǎn)高于通 過(guò)食物補(bǔ)充劑可獲得的水平。此外，已發(fā)現(xiàn)人或動(dòng)物的皮膚如果暴露于日光，則在產(chǎn)生維生 素 D方面有效得多，并且在暴露于太陽(yáng)時(shí)，不可能實(shí)現(xiàn)毒性劑量的維生素 D。
[0007] W02013/041389公開(kāi)了用于促進(jìn)活生物體中的維生素 D產(chǎn)生的裝置，所述裝置包 括至少一個(gè)燈組件，所述至少一個(gè)燈組件適于發(fā)射多色光，其中所述多色光至少模仿自然 光和270nm到315nm的波長(zhǎng)的UV光，其中所述至少一個(gè)燈組件包括至少一個(gè)中壓燈和/或 高壓燈。當(dāng)使用中壓燈和/或高壓燈來(lái)生成UV光時(shí)，生成大量熱并且它使用了大量電力。 另外，難以精確地生成UV光的期望的輸出光譜和強(qiáng)度。
[0008] 考慮到上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目標(biāo)是提供用于以有效的、成本有效的且可靠的 方式促進(jìn)活生物體中的維生素 D產(chǎn)生的裝置和方法。具體地說(shuō)，目標(biāo)是增加家畜如牛、豬、 雞等中維生素 D3的產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 通過(guò)用于促進(jìn)活生物體中的維生素 D產(chǎn)生的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)所述目標(biāo)，所述裝置包括 至少一個(gè)燈組件，所述至少一個(gè)燈組件適于發(fā)射光，其中所述光至少模仿自然光或IR光和 270nm到315nm的波長(zhǎng)的UV光，其中所述至少一個(gè)燈組件包括多個(gè)LED。
[0010] 通過(guò)提供自然光和270nm到315nm的波長(zhǎng)的UV光的組合，增強(qiáng)了活生物體中的維 生素 D的產(chǎn)生。對(duì)乳畜業(yè)，一個(gè)具體的優(yōu)點(diǎn)是在產(chǎn)奶的哺乳動(dòng)物如奶牛中，奶中的維生素 D 含量增加。已發(fā)現(xiàn)，在暴露于包含自然光和270nm到315nm的波長(zhǎng)的UV光兩者的光時(shí)，維 生素 D3含量增加，尤其是來(lái)自奶牛的奶中的維生素 D含量增加。
[0011] 通過(guò)提供IR光和270nm到315nm的波長(zhǎng)的UV光的組合，可增強(qiáng)活生物體中的維 生素 D的產(chǎn)生。
[0012] 通過(guò)使用多個(gè)發(fā)光二極管（LED)，可能得到期望的光分布。LED是發(fā)射單色光的半 導(dǎo)體光源。通過(guò)使用多個(gè)不同的LED，可能構(gòu)建具有期望的強(qiáng)度和波長(zhǎng)的期望光分布。此 外，使用LED具有相比于其它光源如中壓燈和/或高壓燈使用更少電力的優(yōu)點(diǎn)。
[0013] LED不生成與常規(guī)光源相同量的熱并且因此可更靠近活生物體放置，而沒(méi)有加熱 和/或燒傷它的風(fēng)險(xiǎn)。
[0014] 自然光被理解為日光，因?yàn)槠湟栽谡Ｗ兓瘍?nèi)的強(qiáng)度和光譜在白天期間出現(xiàn)在地 面上。日光的光譜和強(qiáng)度取決于大氣、臭氧層和太陽(yáng)的位置而變化，并且本文的自然光是指 那些正常變化內(nèi)的任何日光。
[0015] 雖然一些LED被認(rèn)為僅具有一個(gè)波長(zhǎng)，但本領(lǐng)域技術(shù)人員已知LED具有圍繞中心 波長(zhǎng)的窄波長(zhǎng)分布。
[0016] 在一個(gè)實(shí)施方案中，多個(gè)LED適于生成270nm到315nm的波長(zhǎng)的UV光。優(yōu)選地， 多個(gè)LED提供了 270nm到315nm范圍內(nèi)的多個(gè)波長(zhǎng)?，F(xiàn)有技術(shù)燈通常使用用于去除低于 270nm的波長(zhǎng)的光的構(gòu)件。低于270nm的波長(zhǎng)是不期望的，因?yàn)樗婕皩⒒钌矬w暴露于它 的健康風(fēng)險(xiǎn)。使用LED生成UV光使得優(yōu)選實(shí)施方案更加簡(jiǎn)單，因?yàn)闊o(wú)需濾光器。所述構(gòu)件 通常是透過(guò)高于270的波長(zhǎng)的光且不透過(guò)低于270nm的波長(zhǎng)的光的濾光器。
[0017] 在一個(gè)實(shí)施方案中，光表現(xiàn)為連續(xù)的，如超過(guò)50Hz的頻率的光。如果例如放電燈 被用于生成模仿自然光的光，則這可以是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。使用閃光或脈沖光將脅迫活生物體。因 此，一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是確保光對(duì)于活生物體如動(dòng)物表現(xiàn)為連續(xù)的。這可以通過(guò)使頻率高于50Hz、 100Hz、200Hz、500Hz、1000Hz、2000Hz 或 3000Hz 來(lái)確保。
[0018] 在一個(gè)實(shí)施方案中，至少一個(gè)燈組件包括至少一個(gè)模仿自然光的第一燈并且多個(gè) LED提供270nm到315nm的波長(zhǎng)的UV光。在這一實(shí)施方案中，第一燈可以是模仿自然光的 任何燈，如硫燈，并且第二燈可以包括多個(gè)發(fā)射270nm到315nm的波長(zhǎng)的光的LED。可存在 任何數(shù)量的燈，以保證由所發(fā)射的光覆蓋的區(qū)域盡可能強(qiáng)烈。
[0019] 在一個(gè)實(shí)施方案中，多個(gè)LED中的至少一些被安裝在板上。這一實(shí)施方案使得能 夠僅使用一個(gè)具有多個(gè)LED的燈，提供所需的完全光譜。
[0020] 優(yōu)選地，板是導(dǎo)熱的和/或具有被結(jié)合用于確定安裝在所述板上的LED的溫度的 溫度傳感器，優(yōu)選地，所述裝置進(jìn)一步包括用于控制所述板的溫度的構(gòu)件。LED的性質(zhì)取決 于溫度。例如，在較低溫度下波長(zhǎng)可以改變并且效率可以較高。因此，優(yōu)選所有LED以相同 方式運(yùn)轉(zhuǎn)，這是通過(guò)使用與LED的熱力學(xué)接觸的導(dǎo)熱板實(shí)現(xiàn)的。此外，優(yōu)選控制溫度；例如 借助于與所述板熱力學(xué)接觸的液體冷卻回路和/或可去除來(lái)自LED的熱的散熱件。
[0021] 有利地，所述裝置進(jìn)一步包括在多個(gè)LED前方的透鏡。透鏡可以是每個(gè)單個(gè)LED 的一部分，覆蓋許多或所有LED。透鏡可用于聚集光，因此使得從燈發(fā)射的光被指向特定區(qū) 域成為可能。
[0022] 本發(fā)明的又一方面是使用如本文所述的裝置來(lái)增加動(dòng)物中的維生素 D產(chǎn)生。如上 文所述的裝置可用于增強(qiáng)動(dòng)物活生物體內(nèi)的維生素 D產(chǎn)生。因此，來(lái)自暴露于上述裝置的 動(dòng)物的肉中的維生素 D含量被增加。這可以防止人食用來(lái)自罹患維生素 D缺乏的奶牛的肉。 這些動(dòng)物可以是禽類，如雞和/或非人哺乳動(dòng)物，如奶牛、豬、山羊和/或羔羊。
[0023] 本發(fā)明還涉及使用所述裝置來(lái)增加來(lái)自非人哺乳動(dòng)物、優(yōu)選奶牛的奶中的維生素 D含量。通過(guò)使用本發(fā)明增加奶中的維生素 D含量具有食用奶的人可防止維生素 D缺乏的 優(yōu)點(diǎn)。在地球上遠(yuǎn)離赤道的部分，白晝光在冬季可能有限。例如，北歐在11月到3月就是這 種情況。在那段時(shí)間里，對(duì)于太陽(yáng)的暴露不足可使人罹患維生素 D缺乏。在任何情況下，只 有奶牛在戶外時(shí)，太陽(yáng)才是重要的。在北歐以及同一煒度的北方或南方的其它工業(yè)化國(guó)家， 大多數(shù)奶牛在牛棚內(nèi)，因此除非將所述動(dòng)物暴露于由根據(jù)本發(fā)明的第一方面的裝置產(chǎn)生的 光，否則它們不在它們的奶中產(chǎn)生維生素 D。因此，通過(guò)本發(fā)明，提供了對(duì)自然日光不足的補(bǔ) 償，因此可能在冬季生產(chǎn)自然增強(qiáng)了維生素 D的奶，因此有助于防止飲用所述奶的人的人 體中的維生素 D不足。這對(duì)于其中不允許人工營(yíng)養(yǎng)食物補(bǔ)充劑的有機(jī)畜牧特別有利。通過(guò) 本發(fā)明，不需要向動(dòng)物食物加入任何膳食補(bǔ)充劑而將維生素 D含量保持在高水平，因此動(dòng) 物被有機(jī)飼養(yǎng)。
[0024] 本發(fā)明的另一方面涉及使用如上文所述裝置將至少一個(gè)動(dòng)物暴露于通過(guò)根據(jù)本 發(fā)明的第一方面的裝置產(chǎn)生的光達(dá)每天預(yù)定量的時(shí)間，以增加由所述至少一個(gè)動(dòng)物產(chǎn)生的 奶中的維生素 D的含量。因此可優(yōu)化維生素 D的產(chǎn)生。例如，可將所述動(dòng)物暴露于來(lái)自根 據(jù)本發(fā)明的裝置的光達(dá)每天30分鐘、每天60分鐘、每天90分鐘或每天120分鐘。
[0025] 本發(fā)明的另一方面涉及如上文所述的裝置的用途，其中所述光至少模仿IR光并 且所述IR光被用于保持動(dòng)物溫暖。IR光常規(guī)用于溫暖乳豬、仔豬和雞。添加 UV光將確保 乳豬、仔豬或雞不缺少維生素 D和肉中的維生素 D含量。這可以防止人食用來(lái)自罹患維生 素 D缺乏的奶牛的肉。當(dāng)保持乳豬、仔豬或雞溫暖時(shí)，應(yīng)當(dāng)小心不要加熱過(guò)多。因此，一個(gè) 優(yōu)點(diǎn)是使用LED來(lái)提供UV光，它沒(méi)有改變燈的加熱性質(zhì)。提供UV光的LED可被放置或結(jié) 合到常規(guī)的IR光源，因此提供了可在不改變針對(duì)乳豬、仔豬或雞的常規(guī)居所的情況下安裝 的緊湊單元。
[0026] 本發(fā)明的另一方面是包括根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)裝置的畜牧場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)施。因?yàn)樗?述裝置發(fā)射可見(jiàn)光和UV光，因此具有本發(fā)明的裝置的畜牧場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)施無(wú)需任何額外的照 亮系統(tǒng)。本發(fā)明可代替牛棚的常規(guī)照明，這節(jié)省了安裝費(fèi)用，因?yàn)閮H需要一個(gè)照明系統(tǒng)。
[0027] 根據(jù)這一方面，其中飼養(yǎng)用于生產(chǎn)一種或多種農(nóng)產(chǎn)品的一種或多種家畜的畜牧場(chǎng) 生產(chǎn)設(shè)施可在整個(gè)建筑內(nèi)應(yīng)用照明裝置，或者它可以是傳統(tǒng)照明設(shè)施當(dāng)中天花板照明中的 一個(gè)或多個(gè)燈。根據(jù)本發(fā)明，畜牧場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)施還可包括被飼養(yǎng)的一頭或多頭奶牛，目的在于 生產(chǎn)奶，其中對(duì)于擠奶站等提供光源。優(yōu)選地，一頭或多頭奶牛提供用于生產(chǎn)奶，和/或一 種或多種禽類如雞或母雞被提供用于生產(chǎn)蛋，和/或一頭或多頭豬被提供用于生產(chǎn)肉。
[0028] 通常，認(rèn)識(shí)到增加維生素 D的作用將有益于家畜的健康。動(dòng)物將由此實(shí)現(xiàn)更好的 免疫系統(tǒng)，因此需要更少的抗生素或無(wú)需抗生素并且環(huán)境影響更少，正因?yàn)楫?dāng)在畜牧場(chǎng)生 產(chǎn)中利用本發(fā)明時(shí)，向人提供了天然維生素 D源。
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