CN102028709A - 生物技术湿法萃取“生物活性钙离子”工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种经贝壳基因提纯的碳酸钙，用全新的生物萃取技术在低温耐湿酸性条件下，以水为溶剂，萃取含有蛋白及核酸的高浓度活性钙离子先进工艺；其特点是低耗能、无污染、快捷、富集(克为百分值单位)，生物活性钙离子的性状为均匀、无色、晶状透明的生物活性钙离子真溶液。

Description

生物技术湿法萃取“生物活性钙离子”工艺

技术领域

本发明涉及一种生物技术湿法萃取“生物活性钙离子”的工艺。

背景技术

钙是人体中含量最为丰富、最重要的元素之一，也是最普遍缺乏的元素；我国人均每日钙有效摄入量，远远达不到每日所需800-1500毫克的标准。

缺钙是慢性过程到一定程度才被查出，长期缺钙所造成的危害将是不可逆转，所以如何正确、有效补钙，增加生命活力，起强身保健作用，一直是医学界、营养学界公认的难题。

2000年来我们对社区5000人群进行尿钙检测调查，很惊讶地发现检测结果是普遍缺钙，其中不乏勤于补钙者。

探究其因引出了几个问题：

1、什么是离子钙？离子钙的生理价值？

2、不吸收的无机钙盐与有机钙、分子钙与离子钙、液体化合钙液与活性钙离子透明晶状液怎样区分辨别？

3、目前国内外市场上有没有离子钙制品？

4、怎样才能预知预测早期缺钙？

5、如何有效正确地补钙？

发明原理

生物活性钙离子的特征：

1、离子非常小，单个离子直径小于10^-9m，比纳米还要小的多；离子与分散质粒子之间不存在界面，不能阻止光线通过，呈无色、均匀、晶状透明溶液，称真溶液；

2、什么是真溶液？真溶液是水和一种或多种溶质的均匀混合液，当混合液中的水蒸发后，溶质便凝聚成晶体；

3、相反电荷离子间静电引力，结合成稳定化合物；通过化学键连接起来的原子聚集体是不带电荷的稳定化合物即称为分子；

4、大多数离子化学物都溶于水，溶于溶液中的离子化学物都是以独立离子形态存在：

即使在固态结晶时，离子作为分立物而存在，称离子混合物；在水中，阳离子、阴离子均是互相分开的；

5、不同浓度离子钙(Ca⁺²)与分散液均保持动态平衡，分散液里的离子性能稳定，无其他物质介入干扰时是不会沉淀析出，命名为“离子钙真溶液”。钙元素以离子状态存在称离子钙，以分子状态存在称分子钙。

6、钙元素带有阳离子，可直接吸附蛋白为其转运载体进行扩散，钙阳离子被阴离子蛋白基团、核酸基团吸附，不再与混合液中其它阴离子间产生静电引力；带有电荷的离子在很多细胞生化过程中起重要作用；

生物活性钙离子吸收优势：

1、钙是一种活性金属，需经分解成离子，才能被生物吸收和利用。

2、水作为钙离子的有效载体，无毒性，渗透压小能直接扩散吸收；

3、以离子钙不需外加活化VD₃，能直接激活蛋白酶吸附白蛋白充当钙离子运转载体进行扩散，能被肠粘膜全部高效吸收。

生物活性钙离子生物利用度优势：

直接被人体所吸收的活性钙离子蛋白进入血液，经转运，顺利到达组织细胞：

被胞膜识别通过膜钙离子泵通道，进入细胞内，才能被组织细胞所利用。

1、细胞膜离子通道关闭呈静息电位状态：膜内负离子，膜外正离子(钙离子等)；

2、细胞膜离子通道开放呈动作电位状态：膜内正离子(钙离子等)，膜外负离子；细胞便出现兴奋。

离子通道的开放与关闭，决定着人体细胞功能及生命活动：如心跳、呼吸、腺体分泌、大脑思维、肢体运动都与生物电有密切关系；失去电子功能，生命就终止。

生物活性钙离子的系列生理作用：

钙离子能激活细胞内的腺苷环化酶，而使三磷酸腺苷转变为环化单磷酸腺苷，便发挥一系列生理调节效能；对维持生命起特殊重要；钙离子又称为生命第二信使：

1、参与组成激素动态平衡的自稳系统；

2、钙离子参与激活多种酶系统，完成物质新陈代谢的一系列生化反应，起调节功能；

3、在生命活动中钙离子维持神经冲动、神经肌肉冲动的应急性传递；

4、钙、钾离子相拮抗的电子活动，调节并维持心动节律；

5、钙能降低毛细血管和细胞膜通透性、维持心血管韧度，防止血管硬化；

6、参与血液凝固；

7、钙离子是骨骼与牙齿的重要结构元素：保持人体骨骼成分及正常生长与骨化；

8、骨骼能缓释活性钙离子，进入血液转移到细胞外液，从而使钙离子吸收利用率大大提高、有利于血钙离子浓度与骨钙动态平衡；维持整体生理功能；

9、钙蛋白转运载体，进入肾小球过滤，在肾小管回吸收，就具有非常高的生物利用率。

10、生物活性钙离子液，起免疫反应调节功能，有抗过敏作用；

当钙离子代谢、激活细胞内的腺苷环化酶出现障碍，一系列生理调节效能便发生失调而致病，尿液是反映细胞钙离子调控代谢机能水平的终端信号指示物，尿液钙离子检测是评价钙离子生物利用度的有效方法之

生物活性钙离子湿法萃取技术全新的设计：

有效吸收和发挥高效生理作用，是评价钙制剂的唯一标准；

必须研发出能被生物所吸收利用的全新的“生物活性钙离子液”制品。

1、萃取钙离子必须要从生物体取材，是经过生物基因密码程序：

复制、转录、转译、聚合成特定功能的表达蛋白和特定功能的酶，而后合成具有特异性的有机化合钙；R CaCO₃

有机相·碳酸钙

2、萃取“生物活性钙离子液”时，将同时获得生物酶蛋白及核酸等极富生理价值的元素

表1可溶性2.2％钙离子液蛋白量(紫外分光法)及核酸量(核酸仪)

检测方法	蛋白质含量μg/ml	核酸含量μg/ml
			紫外分光光度仪	37.42
核酸分析仪		71

3、萃取生物钙离子的温度必须要控制在小于28℃，才不丧失生物酶蛋白及核酸等活性物质；

4、反应溶剂-水是H₃O，其中氢键，是易断裂的低能键，氢键在生命活动中起着重要的作用，不仅参与核酸功能，也影响水的性质和蛋白质分子的构型；故生物钙离子以液态为最佳性状；

从无机矿物中提取无机化合钙，用高温锻烧提炼、粉碎或碾磨等工艺处理，决定了无机化合钙不溶性、不吸收、不具活性、无生物利用价值等性质，是与生物钙离子低温萃取有本质上的区别。

发明内容

生物活性钙离子的萃取工艺技术：

1、“生物活性钙离子液”生物萃取技术描述

本发明涉及提供一种含酶蛋白的萃取液以水为分散剂，必须在小于≤28℃、常湿、弱酸性的环境下的特性，来达到使经贝壳类基因程序自然形成的纯复合钙，从生物贝壳的蛋白纤维膜上离析成钙离子的目的，并与分散质粒子之间螯合成结构稳定均匀的无色透明晶状溶液——“生物活性钙离子”真溶液。

2、“生物活性钙离子液”生物萃取技术工艺的特点

①用经生物贝壳类基因程序自然形成的纯复合钙为萃取钙离子的生物原料；

②萃取温度在≤28℃时，使生物酶蛋白及核酸蛋白等生物活质不变性；在大于150℃-200℃下烘干则成灰白色晶状粉末，生物酶蛋白及核酸蛋白等生物活质变性；融化时成咖啡色并有泡沫存在。

③以水为分散剂，使离析的钙离子与分散质粒子之间螯合成结构稳定、均匀无沉淀的无色透明的晶状溶液；

④萃取反应停止后，留下极薄完整的贝壳蛋白纤维膜(骨胶元)；

⑤萃取液与皮肤接触无任何烧灼、刺痛、发热感、无腐蚀性；

⑥生物萃取工艺特点是简易快速，萃取离子钙液的生产全过程只需30-60分钟。

⑦生产工艺是低能耗、生产环境无污染、产品无毒害；

⑧生物萃取法所富集的生物活性钙离子是高浓度的，是以克为百分值单位来计算的；

⑨离子是比纳米还要小的多，以水为钙离子动态载体，钙离子溶液与水同样能通过肠粘膜全部高效吸收；解决了目前国内外市场上的钙制品不易吸收的诸多难题。

⑩生物活性钙离子液能被生物高效利用，在自然环境下1-2周后，会滋生霉菌并长期存活，用不同比例浓度的钙离子液作细胞培养结果能在钙离子液中细胞能存活，故活性钙离子液能被生物高效利用。

具体实施方式

“生物活性钙离子液”湿法制备工艺的实施：

【环境与设备】

生产环境：清洁生物萃取间、包装车间；

          净化灌装车间(GMP)≤30万级；

生产设备：清洗设备、纯化水设备、萃取反应设备、抽滤泵、冻干机；

          过滤器、紫外消毒设备、包装设备等；

质控设备：pH测定仪、渗透压测定仪、紫外分光光度计、澄明度测定仪、等级计量器、显微镜、离心机等；

         标准量筒：1000ml、500ml、250ml、100ml、50ml、20ml、10ml、5ml、2ml、1ml、检测玻璃器皿等

办公设备：自动化办公设备、通讯设备、影像设备、服务器等。

【湿法制备生产工艺程序】

称量→加贝壳→加萃取液(市售：含酶、核酸、弱酸等)→反应1小时→反应停止(留沉少量贝壳)→粗滤网(滤贝离壳蛋白纤维膜)→离心或板框过滤→滤菌膜(0.45μ-0.22μ)→批间质控检测合格→冷冻浓缩钙离子液百分值为(2.2％、4.4％、8.8％)→流水线灌装→流水线包装(自动加盖贴标签、封膜、说明书、装盒、箱装)→成品质检合格入库→出厂检验→出厂。

【水质要求】去离子纯化水、pH值范围应在pH5.5～8；

【称量流程】准确称取生物贝壳

【反应流程】先加贝壳克重→后加萃取液于1/2升容量器内(无盖反应锅)，反应时间约1小时左右至稳定态即止；

【抽滤流程】先粗滤→后细滤→滤菌膜送质检室。

【质控流程】制定“生物活性钙离子液”产品的质量检验标准项目：外观、pH值、浓度、溶解度、重金属、微生物检验。

1、外观性状：无色、透明液，无沉淀物、无浮游物；

2、pH值：原液0～7.3；

3、钙离子浓度含量：＞2.2-8.8克％；

目测以草酸液与钙离子化合成草酸钙，测草酸钙的百分值浓度范围：超目测浓度则用倍比稀释后，再目测范围×稀释倍数；

4、溶解度：离子与分散质粒子之间不存在界面，不能阻止光线通过，呈无色均匀晶状透明液，溶解度为100％；

5、重金属：以化学法定性检测应未见黑色沉淀为阴性，导电率应为≤3.0国标：Pb计＜0.1mg/L，＝0.00001％＝0.01mg％＜10PPM；

6、微生物检验：细菌培养应≤0.2个/ml亚硝酸盐试验应为阴性；

7、蛋白质含量：2.2％钙离子液的蛋白含量(0.03742mg/ml、7.42μg/ml)

8、核酸测定.(法马西亚.GENEQUAT)：71μg/ml

【冷冻流程】钙离子液批间检测合格后，即输送至冷冻浓缩→灌装流程

【灌装流程】经过消毒干燥的玻瓶或聚酯包装瓶→流水线灌装。

【包装流程】自动加盖贴标签、封膜、说明书、装盒、箱装。

【成品质控】包装内容配件质控合格入库。

【储存条件】低温密封保存4年，开瓶后低温保存，见混浊菌群不可食用。

【生物活性钙离子原液】作添加剂

饮品种类：可口可乐、酸果汁，牛奶，橙汁、山楂汁、柠檬汁、番茄汁、葡萄酒、纯水等。

【生物活性钙离子原液】可加调味剂种类：

白砂糖、甜蜜素、蜂蜜、食用香精、小苏打不添加防腐剂。

【生物活性钙离子液产品用途原理】

活性钙离子有调节自稳抗过敏作用增强生命活力；

能激活细胞内的腺苷环化酶，而使三磷酸腺苷转变为环化单磷酸腺苷，便发挥一系列生理调节效能；对维持生命起特殊重要；钙离子又称为生命第二信使；

可生产系列内服制剂；

1、保健剂量：

①2.4％10毫升/支，每日二次，早晚各一次，每次服用钙离子液200毫克，

加在牛奶、汤肴、粥调和口服

②2.4％20毫升/支，加在500-1500毫升/日饮品中一次喝完

2、补钙剂量：10毫升/支×40/盒＝220毫克(400毫克/日可服20天)，

日早晚各一支，加在牛奶、汤肴、粥调和口服

【适用人群】

钙离子液具有生物活性的营养品，可适用不同肠胃功能水平的；

各种年龄缺钙的机体，达到增加生命活力，起强身保健作用的目的。

【食品添加剂规格及剂型】

1、饮料添加剂浓度规格：2.4％、4.4％、8.8％

2、包装规格：25升/桶5升/桶2.5升/桶

【生物活性钙离子液外用制剂及规格】

活性钙阳离子可直接吸附菌体蛋白、牙垢蛋白达到齿脱垢复白消毒、固齿抗敏；

泛黄蛋白污渍能复白柔软等目的。如口腔消毒漱口液、脱牙垢、牙结石、齿复白液、皮肤消毒增白液、洁面液等多种制剂：

1、齿脱牙垢复白液；用作脱牙结石垢、茶垢、烟垢、牙周炎、脱敏、固齿健齿等

规格：100毫升/瓶，早晚二次刷牙，每次三分钟，连续一月；

2、口腔消毒漱口液：

规格：100毫升/瓶，早晚二次漱口，每次三分钟；

3、皮肤消毒液：

规格：100毫升/瓶，日二次局部外涂；

4、洁面增白液：

规格：100毫升/瓶，早晚各一次，局部外涂；

5、泛黄污渍柔软剂：

规格：100毫升/瓶，衣领局部泛黄处浸湿三分钟后搓洗；

附：

离子钙液吸收和生物利用度评价方法：

要预防缺钙先要预知，但人们是难以感觉到体内钙代谢生理机能早期衰变的先兆信号，要预知就需要进行定期的动态跟踪检测。如果能及早发现，就会进行病前干预，缺钙就不再危害健康。但目前，尚无统一公认的高效吸收和发挥生理效能的评价方法，

临床血钙动态检测，就需要从体内获得血液样本，但这是不安全的，会引起污染病菌潜在的危险；对于早期尚无症状的人来说，不值得冒这样的危险去进行经常性的血检；

尿液中富含人体钙代谢调控功能水平的动态信号，排泄物检测是安全的，又能经常地采样，进行钙代谢自我动态监测，使人们更好地了解自已钙代谢动态水平的状况，以指导病前干预行为是否正确，用尿钙变化来反映钙代谢的是可行的。

血钙测定：血钙可反映出服钙后的吸收过程，但不能正确反映人体钙营养状况(生物利用度)，骨质疏松患者的血钙往往是偏高的。

尿钙测定：能代表血钙吸收后的内分泌的调控功能状态和生物利用度，血清钙增高，尿钙排泄量也增加呈正相关。

尿钙检测法：

收集24小时的尿液或分二次收集12小时的尿液，摇匀后取0.5毫升尿于试管中，加钙离子检测液0.5毫升于盛尿试管中，立即观察：

不同浓度尿钙反应显：乳白色沉淀、白色微量沉淀、白色浑浊浅浑、显微浑、微浑等参照浓度色谱，即可判断

通过检测可预知钙代谢是否平衡或失衡的早期症兆，做到早发现、早治疗；

尿钙检测判断：

血钙浓度在7.5～11毫克时，尿排钙量为正常；

血钙浓度＞11.5毫克或＞2.75mmol/L导致甲亢，高血钙3.4mmol/L导致高血钙昏迷

当血钙浓度低于约7毫克％或＜1.85mmol/L导致手足抽搐。尿钙浓度显著降低或消失

低钙饮食三天后(日摄钙低于150毫克)，24小时尿钙排泄仍可在200毫克以上。

普食三天后，24小时尿钙排泄常超过250毫克。

生理性排钙过多：青年过度服钙，更年期。

尿钙检测无沉淀：血清钙减低约5-7.5毫克％；应补钙1500毫克/日。

尿钙检测轻度白色混浊：血清钙约9-11毫克％；应补钙800毫克/日。

尿钙检测显著白色混浊：血清钙约大于11.5毫克％；除补钙外另应综合治疗。

尿钙检测呈乳白色沉淀：血清钙明显增加；除补钙外另应综合治疗。(可确诊甲状旁腺功能亢进)

Claims (6)

1.本发明涉及一种全新的钙离子湿法低温(≤28℃)生物萃取“生物活性钙离子真溶液”技术实施生产程序的设计描述：

本发明涉及提供一种经贝壳基因程序自然形成的纯复合钙为萃取活性钙离子的原料；在小于≤28℃、常湿、酸性的环境下，以水为分散剂，使复合钙从生物贝壳蛋白纤维膜上离析成活性钙离子，并与多种分散质粒子之间螯合成结构稳定均匀无色晶状透明的溶液——离子钙真溶液。

2.本发明涉及一种生物萃取离子态钙的工艺技术特点如下：

(1)用经生物贝壳类基因程序自然形成的纯复合钙为萃取钙离子的生物原料；

(2)萃取温度在≤28℃时，使生物酶蛋白及核酸等生物活质不变性；

(3)离子钙真溶液在低于-50℃下成白色冻干晶状粉末，溶于水有泡沫；

(4)以水为分散剂，使离析的钙离子及其他离子与分散质粒子之间螯合成结构稳定、无色、均匀、晶状透明的溶液；

(5)贝壳萃取钙离子的反应停止后，留下完整极薄的蛋白纤维膜；

(6)钙离子萃取反应液，接触皮肤无发热、烧灼、刺痛、感觉、皮肤粘膜无腐蚀性；

(7)生物萃取工艺特点是简易快速，萃取离子钙液的全过程只需30-60分钟；

(8)生产工艺是低能耗、生产环境无污染；

(9)生物萃取法所富集的活性钙离子是高浓度以克为百分值单位；

(10)离子是比纳米还要小的多，以水为钙离子动态载体，钙离子溶液与水同样能通过肠粘膜全部高效吸收；

(11)生物活性钙离子液能被生物高效吸收利用：在自然环境下1-2周后，会滋生霉菌并长期存活；用不同浓度的钙离子液作细胞培养，结果是活性细胞存活良好；产品无毒害。

3.本发明涉及制定“生物活性钙离子”真溶液的产品质量标准：测外观、pH值、浓度、溶解度、重金属、微生物检验。

4.本发明涉及根据个性化所需活性钙离子量计算补给。

5.本发明涉及钙生物活性离子液用途原理及制品配方和使用方法。

6.本发明制定生物活性钙离子吸收和生物利用度技术评价方法。