CN101139281A - 纳米乳酸钙及其制备方法 - Google Patents

Abstract

纳米乳酸钙及其制备方法，将乳酸和氢氧化钙以当量克分子配比，经纳米对撞机裂解、乳化、分散、合成的一种纳米级乳酸钙，微粒可调控到5－100纳米之间，纯度可达98％，吸收率比现有钙制剂提高50－60％。直接制成药用纳米乳酸钙注射液口服液或经冷冻干燥，实施制循环蒸发干燥器干燥或普通干燥机干燥制成粉剂，供功能性保健食品片剂、胶囊或食品、饮料及饲料添加剂。其生产工艺简便，成本低，质量准确可靠，适合规模化生产。

Description

纳米乳酸钙及其制备方法

所属领域

本发明涉及乳酸钙及其制备方法，特别涉及采用纳米对撞机制备纳米乳酸钙及其制备方法。

背景技术

近代生物医学研究表明，钙不仅是人体骨骼的重要成分，而且是人类生命活动中不可缺少的元素，在人体常量元素中占第五位，钙在人体中主要以羟基磷酸钙[Hydroxyahatile，Ca₁₀(po)₆(OH)₂]的形式存在，钙对血液凝固、神经肌肉的兴奋、细胞的粘着、神经冲动的传递、细胞膜功能的维持、酶反应的激活，以及激素的分泌等功能都起着重要的生理作用和决定性的影响。然而，钙对人体来说是一个对源性物质，在一个生理作用后钙就被人体代谢到体外。可以说，大量的钙盐和钙离子源源不断进入人体内，又匆匆忙忙地排出体外，这样就造成人类在一生中需要不断的从体外补充钙。因而，国内外多年来研制高吸收率、无毒付作用的补钙剂一直是科学家们攻克的重要目标，科研单位的重要课题，生产单位的重要选项。

人类普遍存在缺钙现象，西方人缺钙，东方人也缺钙，中国人因膳食以热食为主更缺钙。据我国人口抽样调查结果表明：学龄前的儿童缺钙率高达60％，成年人也普遍缺钙，严重影响着人类的身体健康。

婴幼儿缺钙影响正常的发育，婴幼儿缺钙可引起发育上的五迟，即长发迟，出牙迟、站立迟、行走迟及说话迟，有的婴幼儿因缺钙引起多汗、夜蹄、厌食、便秘、烦燥，严重缺钙还能引起软骨、河偻、方头、鸡胸、串珠肋、蛙腹、罗圈腿、身材矮小、智力差等。因此，婴幼儿钙补充的充分与否，关系到一生的健康。

中老年人不少患骨质增生、骨质疏松疾病，更有多数中老人经常出现腰酸腿疼，全身乏力，易抽筋、易骨折等现象，多数是由于缺钙引起的。

妇女终身缺钙，孕妇怀孕后第一季度每天需补100毫克钙，第三季度每天要补充1500毫克钙。绝经后的老年妇女特别容易患骨质疏松，有时每天的摄入量也要达到1500毫克。

美国得克萨斯大学的专家们对38-49岁的成年人进行补钙试验表明：钙可降低血胆固醇6％、低密度脂蛋白11％、载脂蛋白7％；钙每天能够多排除饱和脂肪酸6-13％，从而有效地减轻动脉硬化，预防心脑血管疾病。

缺钙可以引起高血压、心脏病、肠癌等疾病已有不少文献报道。

据调查，目前我国患骨质疏松的人有6300万，其中约有1500万人发生过骨质疏松性骨折，花费150亿元的医疗费。

人类补钙确属必要，现在不仅百姓在填饱肚子后要花钱补钙买健康；而且营养学家也在关注中国人的补钙问题。

人的一生要有两个补钙高峰，一个是从出生到20、30岁，另一个是到中老年后，人的骨密度高峰到20岁，有的要到30岁才达到。因此，人从出生到20、30岁期间是否获得充分的钙，决定老年骨质疏松来的早晚，所以年轻时要补钙，老年人因激素变化，发生骨代谢丢失，常常发生骨质疏松等缺钙疾病，更需要补钙，妇女同男性一样在婴幼儿、青年期要补钙，而在怀孕期要特殊补钙，在更年期后要重点补钙。

发达国家每人每天平均补一克的钙，中国若达到这种水平，按现在3.48亿城市人口计算，每天需348吨，全年需1.27万吨，到2010年，我国城万人口出现在的29％仍将上升为35％，达到4.2亿人口，对钙的需求量会随之增大。

农村人尽管因晒比城市人多缺钙化城市人好一些，但因饮食习惯与城市人基本相同，仍然是缺钙，比如到处可看到弯腰、驼背的农村人。随着农村生活水平的提高，补钙的意识也会逐渐增高，对钙制剂来说，农村是一个潜在的大市场。

补钙制剂除制成钙制剂外，还可以做各类食品的添加剂，如在饮料、牛奶、饼干、面包等食品中添加钙制剂，对人口众多的中国这也是一个很大的市场。

缺钙是人类的普遍现象，而补钙又是世界性难题。

据报道，国内外的钙制剂有200余种，从钙制剂性能来分，可分为无机钙和有机钙，无机钙常见的有从贝壳、珍珠粉、动物鲜骨制取碳酸钙、多羟基碳酸钙，从矿物中制得的碳酸钙，还有化学合成的碳酸钙、磷酸氢钙、磷酸钙、氯化钙、氧化钙等，有机钙主要有乳酸钙、醋酸钙、葡萄酸钙、柠檬酸钙、枸橼酸钙、马来酸钙等。

这些钙制剂，不管有机钙还是无机钙，在不同时期甚至现在，多数正在使用。然而，各类该制剂都有各自的缺陷和局限性。在无机钙中，氧化钙称为活性钙，由贝壳煅烧制成，虽强碱性PH＝12，对胃有刺激性大，并能引起高钙症、高血压、心脏痉挛等毒付作用，早已被淘汰，由动物鲜骨制得的磷酸钙，由于现代动物从饮食中摄入越来越多的重金属，累积于骨骼，使其制取的磷酸钙含有重金属，人长期服用可富重金属，造成重金属中毒，由海洋动物的贝壳、珍珠(粉)等制成的碳酸钙制剂。同样，由于海洋污染使重金属在这些海洋动物的壳体上形成重金属的碳酸盐，危害人体健康，所以，在美国优质钙制剂不用动物骨制取，并在标签上标明“非海洋生物制造”，在有机钙中，醋酸钙的毒付作用较大，可以引起高钙血症、血管钙化、肾结石，还容易导致心脏痉挛，现在作为钙补剂也停止使用，仅作为高血磷症的降血磷药物在临床使用，萄萄糖钙不适用于糖尿病人。

目前，我国市场上钙制剂种类繁多，然而，质量上存在着一定问题，有的制剂不能完全溶解，有的是悬浊液，放置片刻后便出现沉淀，目前钙市场出现三个问题；一个是补钙剂的含钙量低，有的片剂每片只含钙30-40毫克，远远达不到补钙得目的。二是有的厂家为获取高利润，采取强劲的广告宣传攻势，给产品冠以不科学的名词，诸如：活性钙“高能钙”等等。三是不少厂家在吸收率上“打埋伏”采用模糊的词句宣传，在钙含量和吸收率上做文章的很多，有的高喊钙含量高达80％，但不说明是钙的含量还是钙盐的含量，对钙制剂吸收率的宣传不实的地方就更出奇了，张公司说它们公司补钙剂吸收率可达60％，李公司就能说它们公司的产品达90％，给消费者产生误导。实际上，不管有机钙，还是无机钙，现有的补钙剂最高吸收只能达到30-40％，这是许多国家对钙制剂作过大量研究后作出的结论。人类对各种钙制剂的吸收率只有30-40％的吸收率。常见钙制剂的吸收率：乳酸钙32％；醋酸钙32％；氧化钙40％；构檬酸钙30％；碳酸钙40％；葡萄糖酸钙27％。

为什么人类对现有的钙制剂的吸收率基本在30-40％，这是由于人体对这些钙制剂的吸收钙机理来决定的。人体吸收钙有三个过程。一是钙离子的渗透作用，由于钙离子在细胞内外的浓度差驱动的，二是膜糖蛋白(钙结合蛋白或钙通道)的穿透细胞载体的作用；三是钙制剂本身的扩散作用，扩散作用的大小即钙吸收的多少取决于钙制剂的结构特性、生物化学性质等，如钙制剂的生物活性、粒度大小等。

在钙吸收的过程中，对大多数钩制剂来说，第一、三过程很弱，可以忽略不计、第二过程是钙吸收的主要过程。钙制剂进入人体后，先经胃酸作用，生成可溶性的钙离子，钙离子从胃到肠，再由钙结合蛋白作为载体穿透细胞膜被人体吸收，这是钙被吸收的主要途径。然而，钙结合蛋白在膜中的数量及其对钙运载能力，在正常的不同人体中基本相同。因此，现有的各种钙制剂被人体吸收的数量，以百分比计是基本相同的。在30-40％，在一般的钙制剂不会达60％或90％的吸收率。

由上可见，对各类钙制剂，钙被人体吸收的吸收率都在30-40％，国外也是这个水平，只不过他们生产药典上的钙制剂，按药典上的规定和要求来进行生产。但是这并不等于补钙制剂就不能发展了，现在不少科学工作者为提高钙的吸收率，探讨新的制剂，发明新的机理，努力攻克这一补钙的难题。

传统生产乳酸钙有两种方法，一种是葡萄糖加碳酸钙在催化剂作用下经发酵制取，葡萄糖在发酵过程中氧化成乳酸，然后用产生在乳酸中和碳酸钙，从而产生乳酸钙和葡萄糖钙，这种工艺成本低，能大量生产，但大约只有13％的钙有机化，有机钙的含量低，乳酸钙的纯度大大降低。而产品中含有大量的碱性碳酸钙，长期服用影响人体正常的消化功能。另一种生产方法是用乳酸和氢氧化钙反应生产乳酸钙。这种方法是用过量的乳酸中和氢氧化钙来保证乳酸钙的产量，或者在氢氧化钙的过量下用乳酸在水中中和，这样制得的乳酸钙钙中含有乳酸或氢氧化钙，使乳酸钙的含量很低，质量差、成本高。乳酸钙的生产方法历来急需改进。

传统人工合成的有机乳酸钙已有50多年的历史，由于它溶于水、易被人体直接吸收，列入各国药典，被公认为人体补钙的治疗疾病的药物。然而，吸收率如前所说只有30-40％，提高钙制剂的吸收率是当令研制钙制剂的难题。我们使用现代高技术，采用纳米技术和纳米对撞机制备工艺生产出纳米级乳酸钙就突破了这样一个技术难题。

发明内容

本发明目的是通过以下几种技术组合，实现纳米乳酸钙可使乳酸钙纯度达到98％，吸收率提高50-60％。

纳米乳酸钙，将乳酸和氢氧化钙以当量克分子配比，经纳米对撞机裂解、乳化、合成的一种纳米级乳酸钙，微粒可调控到5-100纳米之间，纯度可达98％，吸收率比现有钙制剂提高50-60％。

将药用乳酸和氢氧化钙以当量克分子配比在耐酸反应罐配料，并加少量葡萄糖(3.8-4.2％)，一定配比蒸溜水，搅拌充分混合，具体配比是：

乳酸CH3CHOHCOOH  克分子当量90.08

氢氧化钙Ca(OH)₂  克分子当量37.04

零度100ml        水溶1.8gCa(OH)₂

二十度100ml      水溶0.16gCa(OH)₂

一百度100ml      水溶0.077gCa(OH)₂

以任意比例溶于NH4CL溶液

氢氧化钙∶乳酸∶水＝1∶2.43∶3.30

最后生成乳酸钙(5水合)一带5个结晶水。

纳米乳酸钙制备方法：

a、将反应罐搅拌混合乳酸钙溶液，用压力泵注入立式连续离心机，除去沉淀物，将离心后乳酸钙溶液再注入纳米对撞机。

b、将离心后的乳酸钙溶液注入纳米对撞机进行裂解、乳化、分散、合成。

制成高纯度(98％)，超微化(10-90纳米)并可在5-100纳米级范围调控制成高吸收率的纳米乳酸钙。

c、将纳米对撞机进行裂解、乳化、分散、合成的纳米乳酸钙溶液入注冷冻干燥机干燥或强制循环蒸发器干燥或普通干燥机内干燥，制成纳米乳酸钙粉剂。

纳米对撞机的基本原理是在对撞机中的单晶金刚石中开了两个X通道的交叉处瞬时将反应物被粉粹、分散、乳化、合成，粉粹的粒度只有几个纳米到1000纳米以内、粒度小，粒度分布窄，在对撞机中的反应物是在2000大气压(2000大气压下可调)的两股高速流交叉剪切下反应、粉碎、乳化、合成，显然这与一般能量下的反应、粉碎、分散、乳化不同。而且可使纳米微粒可调、可控，是常态下所达不到的性能和现象。

乳酸钙和氢氧化钙反应可以以当量克分子配比反应，不像传统工艺必需在酸钙过量或氢氧化钙过量的情况下反应致使产品中原料过量，使产品不纯，纳米乳酸钙的纯度按药典规定测试方法，经滴定试验表明为98％，PH值7，呈中性。

乳酸钙的生成是在超微的状态下反应，反应必然充分，纳米微粒大小均匀，因此，乳酸钙的吸收率可以达到98％，比传统工艺收率30％左右高出60见以上，这不仅提高了产量，而且大大提高了产品乳酸钙的纯度，从而使纳米乳酸钙的质量与传统方法生产的乳酸钙有很大的不同，是高纯度的乳酸钙，称得上是优质、高吸收率的乳酸钙。

乳酸钙产品是超微化的，粒度达到纳米级，而且可达几个纳米，这是目前各种超微技术如气流磨、等离子体方法所达不到的。其生产工艺简便，成本低，质量准确可靠，适合规模化生产。纳米级乳酸钙的其它指标均符合药典。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，结合实施例进行描述。

实施例1：

按工艺原料配比，氢氧化钙1.00、乳酸2.43、蒸馏水30.00、葡萄糖4％，在反应罐充分混合，待混悬溶液PH为6.8-7.2时，将乳酸钙混悬溶液注入连续离心机5000转/分，进行离心，除去沉渣，再将离心液引入已调试好X通道10-30纳米对撞机内进行裂解、乳化、分散、合成为纳米乳酸钙，可直接罐装药用口服液、注射液。冷冻干燥后制成药用片剂、胶囊。

实施例2：

将工艺原料按实施例1的配比，除去葡萄糖制成混悬溶液，直接注入纳米对撞机，控制乳酸钙微粒为60-80纳米，进行裂解、乳化、分散、合成为纳米乳酸钙溶液，再将溶液通过强制循环蒸发器干燥或普通干燥机内干燥制成纳米乳酸钙粉剂，供作补钙的功能性食品片剂、胶囊或食品、饮料、饲料添加剂原料。

Claims (7)

1.纳米乳酸钙，将乳酸和氢氧化钙以当量克分子配比，经纳米对撞机裂解、乳化、合成的一种纳米级乳酸钙，微粒可调控到5-100纳米之间，纯度可达98％，吸收率比现有钙制剂提高提50-60％。

2.根据权利要求1所述纳米乳酸钙，是由氢氧化钙当量克分子37.04与乳酸当量克分子90.08，其配比为：氢氧化钙∶乳酸∶水＝1∶2.43∶30。

3.根据权利要求1或2所述纳米乳酸钙，加入3.8-4.2％葡萄糖。

4.纳米乳酸钙制备方法：

a、将反应罐搅拌混合乳酸钙溶液，用压力泵注入立式连续离心机，除去沉淀物，将离心后乳酸钙溶液再注入纳米对撞机；

b、将离心后的乳酸钙溶液注入纳米对撞机进行裂解、乳化、分散、合成。

5.根据权利要求4所述纳米乳酸钙制备方法，将纳米对撞机进行裂解、乳化、分散、合成的纳米乳酸钙溶液入注冷冻干燥机干燥或强制循环蒸发器干燥或普通干燥机内干燥，制成纳米乳酸钙粉剂。

6.根据权利要求4或5所述纳米乳酸钙制备方法，氢氧化钙1.00、乳酸2.43、蒸馏水30.00、葡萄糖4％，在反应罐充分混合，待混悬溶液PH为6.8-7.2时，将乳酸钙混悬溶液注入连续离心机5000转/分，进行离心，除去沉渣，再将离心液引入已调试好X通道10-30纳米对撞机内进行裂解、乳化、分散、合成为纳米乳酸钙。

7.根据权利要求4或5所述纳米乳酸钙制备方法：氢氧化钙1.00、乳酸2.43、蒸馏水30.00，直接注入纳米对撞机，控制乳酸钙微粒为60-80纳米，进行裂解、乳化、分散、合成为纳米乳酸钙溶液，再将溶液通过强制循环蒸发器干燥，制成纳米乳酸钙粉剂。