CN107411100A - 一种制备高f值玉米寡肽‑锌螯合物的方法 - Google Patents
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
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Abstract
本发明公开了一种制备高F值玉米寡肽‑锌螯合物的方法，属于生物技术领域。所述高F值玉米寡肽‑锌螯合物是由高F值玉米寡肽和硫酸锌在水系中螯合而成，将高F值玉米寡肽与硫酸锌，加水配成溶液，用酸碱调pH，于特定温度时间反应，经旋蒸浓缩、醇沉、离心、干燥，得高F值玉米寡肽‑锌螯合物。本发明的高F值玉米寡肽‑锌螯合物，螯合率、纯度高，操作方法简单，是一种新型的补锌剂，具有生物效价高，吸收快，营养性强等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种制备高F值玉米寡肽-锌螯合物的方法，属于生物技术领域。
背景技术
高F值玉米寡肽是玉米蛋白粉经过酶解、活性炭吸附及膜分离技术得到的F值大于20的寡肽混合物。高F值玉米寡肽是高营养且易于吸收的、高附加值的活性肽，并且具有降压、抗氧化、醒酒保肝、抗肿瘤等功能。
锌是人体必不可少的微量元素之一，生理功能广泛，因此被称为“生命元素”。但是人体内含锌量很少，约2~3g，主要分布在皮肤、肝脏、肌肉、骨骼。成人每日需要量约15～20mg。锌元素能够促进组织再生，提高自然杀伤细胞活性，增强免疫力；锌元素可减少脊髓缺血性再灌注损伤；锌元素能保护肠粘膜，辅助治疗小儿腹泻；锌能提高动物的繁殖能力以及生产性能。总之，锌具有促进生长发育、促进性器官的发育、增强胰岛素活性、参与免疫防御、增强食欲等功能。
当前世界范围内人们普遍存在缺锌现象，现有的补锌剂主要有无机锌、有机酸锌、氨基酸锌及蛋白肽锌。无机锌主要有硫酸锌（严宝霞, 王坤律, 毛薇克, 陆权素. 硫酸锌片剂的制备及临床疗效观察[J]. 中国药学杂志, 1984, 19(05): 15-17.）、碳酸锌和硝酸锌（王安, 许振英. 不同来源锌对肉雏鸡生物效价的研究[J]. 中国动物营养学报,1994,6(1): 44-51.）等。它们容易与体内胃酸结合，能产生氯化锌，氯化锌是强腐蚀剂，对胃肠道有刺激作用，易引起恶心、呕吐等。有机酸锌主要有柠檬酸锌（郑洪江, 刘少臣, 姜素娟,耿立威, 张晓艳. 柠檬酸锌的合成与分析[J]. 松辽学刊(自然科学版), 1994, (1):105-106.）、葡萄糖酸锌（王晓波, 许臻, 单建宁, 兰学山, 高长峰, 康基宏, 段孔力. 葡萄糖酸锌兔体内药物动力学及生物利用度研究[J]. 中国医院药学杂志,1989,9(02):5-7.）、乳酸锌（唐有根, 蒋金芝, 王要武. 乳酸锌的合成与结构表征[J]. 化学世界, 1997,(11): 586-589.）等。有机酸锌的出现逐步打破传统的无机锌补锌模式。王振发等（王振发,扈国明, 刘立涛, 胡成民, 王根太. 枸橼酸锌的急性毒性和药物动力学[J]. 中国医院药学杂志, 1998, 18(6): 5-6+49.）以硫酸锌作对照，对枸橼酸锌的急性毒性和在家兔体内的药物动力学进行实验性研究。结果发现LD50是硫酸锌的9.7倍，枸橼酸锌的消除速率比硫酸锌慢，半衰期比硫酸锌长，因此得出与硫酸锌相比，枸橼酸锌毒性较低、对胃肠道的刺激性小、吸收性好、生物利用度较高的结论。但是有机酸锌属于弱酸弱碱盐，和体内胃酸结合，依然能产生氯化锌，因此有一定的副作用，且含锌量较高，能拮抗钙、铁等其他微量元素的吸收。氨基酸锌主要有甘氨酸锌、蛋氨酸锌、谷氨酸锌等。张晓鸥和滕冰（1.张晓鸣, 杜宣利, 刘当慧. 蛋氨酸锌络合物合成工艺的研究[J]. 中国粮油学报, 1997, 12(02): 50-55. 2. 滕冰, 韩友文. 蛋氨酸螯合锌(Ⅱ)的合成与制备[J]. 饲料博览, 2000, (12):2-4.）均采用直接合成法制备蛋氨酸锌络合物。Aguilar和Smith（1. Aguilar, A. A., andD.C. Jordan. Effects of zinc methionine supplementation in high producingHolstein cows early in lactation. Pro 29th Annual meeting national mastitiscouncil, Inc. 1990:187-189. 2.Smith.M.B.,H.E.Amos and M. A. Froetschel.Influence of ruminally undegraded protein and zinc methionine on milkproduction, hoof growth and composition, and selected plasma metabolites ofhigh producing dairy cows [J]. The professional animal scientist, 1999, 15:268-269.）发现, 与同等量的氧化锌形态锌相比, 添加蛋氨酸锌形态的锌增加了泌乳奶牛产奶量, 不降低乳蛋白和乳脂率水平。Rerat (Rerat A. Amino acid absorption andproduction of pancreatic hormonedin non-anaesthetized pigs after duodenalinfusions of a milk enzymic hydrolyzate or of free amino acids[J]. Brit JNutr, 1988, 60: 121-136.）的报道中指出金属元素在螯合或配合状态下是利用配位体的转运系统，而不是金属的转运系统吸收的，且小肽的转运系统和游离氨基酸相比，具有耗能低、转运速度快和不易被饱和等特点。多肽锌主要有胶原蛋白肽锌、大豆肽锌、小麦肽锌、米蛋白肽锌等。多肽-锌作为一种有机锌螯合物，不仅是一种良好的补锌剂，同时还补充蛋白质，并且发挥多肽的生物活性功能。
对于肽锌螯合物的制备，张俊敏等（张俊敏, 乐辉, 陈忻, 戎海武. 响应面法优化微波固相合成鳕鱼皮胶原蛋白肽锌螯合物的工艺[J]. 广东农业科学, 2011, (22):87-90.）利用微波固相法合成鳕鱼皮胶原蛋白肽锌螯合物，确定最佳反应条件为:微波时间105 s，微波功率252 W，胶原蛋白肽和硫酸锌质量比3:1，在此条件下，合成的鳕鱼皮胶原蛋白肽锌螯合物的螯合率为29.34%。微波固相合成法得到的产物螯合率较低，且所用设备的操作过程均比较复杂。高素蕴等（高素蕴, 潘思轶, 郭康权. 大豆分离蛋白水解物螯合锌（Ⅱ）的合成与制备[J]. 食品科学, 2003, 24(10): 117-120.）用水体系合成法制备大豆蛋白肽和锌螯的配位物，操作过程比较简单，且无污染。大豆多肽锌螯合的最佳工艺是：肽浓度4%，大豆肽与锌质量比2.25:1，pH 5.0，反应温度60 ℃，反应时间40 min。同时用不同锌源（高中低剂量的大豆肽锌、蛋氨酸锌、葡萄糖酸锌、硫酸锌）饲喂大鼠，结果发现，多肽锌螯合盐能较好地促进机体锌吸收利用，补充20ppm多肽锌螯合盐的效果优于补充40ppm葡萄糖酸锌组、蛋氨酸锌和硫酸锌的效果。同时补充中、高剂量多肽锌组的大鼠的肝组织匀浆中丙二醛含量最低，超氧化物歧化酶活性最高，血清中总抗氧化能力最高，且成量效关系。郭存荣（郭存荣, 郭清泉, 方细娟, 曾庆祝,李高林. 多肽-锌配合物对奥尼罗非鱼生长性能和血清生化指标的影响[J].中国饲料, 2010, 23: 35-37）等制备出鱼蛋白多肽-锌配合物并进行了奥尼罗非鱼养殖试验，结果发现，饲料中添加一定量的多肽-锌配合物可显著提高奥尼罗非鱼的生长性能、饲料利用率、鱼血清溶菌酶含量及鱼血清总 SOD 活力等。
为了解决玉米黄粉资源的浪费以及提供一种具有生物活性功能的高效补锌剂等问题，本发明以高F值玉米寡肽与硫酸锌为原料，用水体系合成法制备高F值玉米寡肽-锌螯合物。该法制得的产品安全性高，操作方法简单，可大量生产，是一种新型的补锌剂。
发明内容
本发明的目的在于利用高F值玉米寡肽与硫酸锌制备高F值玉米寡肽-锌螯合物，产品不仅具有高F值玉米寡肽的生物活性功能，还能促进锌的吸收，为肽锌螯合物这类新型补锌剂的研究奠定理论基础。
本发明的一种制备高F值玉米寡肽-锌螯合物的方法，步骤如下：
①高F值玉米寡肽-锌螯合物的螯合
称取摩尔比为1﹕1-3﹕1的高F值玉米寡肽与硫酸锌，加水配成肽质量分数为4%的溶液，用酸碱调pH5-6，于50-60℃下混合反应40-60min，得高F值玉米寡肽-锌螯合物溶液，并测定螯合率；
②高F值玉米寡肽-锌螯合物的分离纯化
将①中所得高F值玉米寡肽-锌螯合物溶液旋蒸浓缩至15-25mL，加等体积的无水乙醇进行醇沉，5000r/min离心20分钟，得到的沉淀于60℃下烘干4h，得高F值玉米寡肽-锌螯合物产品。
所述高F值玉米寡肽，是由2-6个氨基酸残基组成的混合小肽体系；其中支链氨基酸与芳香族氨基酸含量的摩尔数比值即F值，大于20为高F值；高F值玉米寡肽的F值为21.84，纯度为质量分数92.05%，它是以玉米黄粉为原料，经过复合酶解、活性炭吸附及膜分离技术所制得。
所述螯合，是作为配体的高F值玉米寡肽与作为中心离子的锌离子通过配位键结合。
所述硫酸锌，其纯度＞质量分数99%。
所述酸碱，为盐酸和氢氧化钠。
所述螯合率，为螯合物中锌与反应体系中锌的质量分数。
所述旋蒸，为在真空条件下，恒温加热，使旋转瓶恒速旋转，物料在瓶壁形成大面积薄膜，高效蒸发。溶媒蒸气经高效玻璃冷凝器冷却，回收于收集瓶中，大大提高蒸发效率。
所述醇沉，为利用高F值玉米寡肽-锌螯合物的水溶而醇不溶的特性，使其在乙醇中的溶解度降低而沉降，从而达到分离的效果。
①高F值玉米寡肽-锌螯合物的螯合
当前发明获得的高F值玉米寡肽-锌螯合物的螯合率为质量分数75-80%。
本发明制备高F值玉米寡肽-锌螯合物的方法，具有以下显著特点：
（1）开发了高F值玉米寡肽-锌螯合物的螯合方法，获得最佳的优化工艺为：肽锌摩尔比2.08∶1，pH 6.08，温度60.58℃，反应时间40min，最优条件下制得的高F值玉米寡肽-锌螯合物中锌的螯合率为77.90%。制备工艺用时短，高F值玉米寡肽的用量少，高F值玉米寡肽-锌螯合物的螯合率高。
（3）本发明获得的高F值玉米寡肽-锌螯合物毒性较低、对胃肠道的刺激性小、吸收性好、生物利用度较高。
（4）本发明不仅可以解决玉米黄粉资源的浪费，同时还提供了一种高生物活性的补锌剂的制备方法。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围不限于实施例。
实施例1：
①高F值玉米寡肽-锌螯合物的螯合
称取摩尔比为2.08∶1的高F值玉米寡肽与硫酸锌，加水配成肽质量分数为4%的溶液，用酸碱调pH 6.08，于60℃下混合反应40min，得高F值玉米寡肽-锌螯合物溶液。
所述高F值玉米寡肽，是由2-6个氨基酸残基组成的混合小肽体系；其中支链氨基酸与芳香族氨基酸含量的摩尔数比值即F值，大于20为高F值；高F值玉米寡肽的F值为21.84，纯度为质量分数92.05%，它是以玉米黄粉为原料，经过复合酶解、活性炭吸附及膜分离技术所制得。
所述螯合，是作为配体的高F值玉米寡肽与作为中心离子的锌离子通过配位键结合。
所述硫酸锌，其纯度＞质量分数99%。
所述酸碱，为盐酸和氢氧化钠。
②高F值玉米寡肽-锌螯合物的分离纯化
将①中所得高F值玉米寡肽-锌螯合物溶液旋蒸浓缩至20mL左右，加同等体积的无水乙醇进行醇沉，5000r/min离心20分钟，沉淀于60℃下烘干4h，得高F值玉米寡肽-锌螯合物产品。
所述旋蒸，其原理为在真空条件下，恒温加热，使旋转瓶恒速旋转，物料在瓶壁形成大面积薄膜，高效蒸发。溶媒蒸气经高效玻璃冷凝器冷却，回收于收集瓶中，大大提高蒸发效率。
所述醇沉，为利用高F值玉米寡肽-锌螯合物的水溶而醇不溶的特性，使其在乙醇中的溶解度降低而沉降，从而达到分离的效果。
当前发明获得的高F值玉米寡肽-锌螯合物的螯合率为质量分数77.90%，纯度为质量分数77.98%。
实施例2：
①高F值玉米寡肽-锌螯合物的螯合
称取摩尔比1∶1的高F值玉米寡肽与硫酸锌，加水配成肽质量分数为4%的溶液，用酸碱调pH 5，于50℃下混合反应50min，得高F值玉米寡肽-锌螯合物溶液。
所述高F值玉米寡肽，是由2-6个氨基酸残基组成的混合小肽体系；其中支链氨基酸与芳香族氨基酸含量的摩尔数比值即F值，大于20为高F值；高F值玉米寡肽的F值为21.84，纯度为质量分数92.05%，它是以玉米黄粉为原料，经过复合酶解、活性炭吸附及膜分离技术所制得。
所述螯合，是作为配体的高F值玉米寡肽与作为中心离子的锌离子通过配位键结合。
所述硫酸锌，其纯度＞质量分数99%。
所述酸碱，为盐酸和氢氧化钠。
②高F值玉米寡肽-锌螯合物的分离纯化
将①中所得高F值玉米寡肽-锌螯合物溶液旋蒸浓缩至20mL左右，加同等体积的无水乙醇进行醇沉，5000r/min离心20分钟，沉淀于60℃下烘干4h，得高F值玉米寡肽-锌螯合物产品。
所述旋蒸，其原理为在真空条件下，恒温加热，使旋转瓶恒速旋转，物料在瓶壁形成大面积薄膜，高效蒸发。溶媒蒸气经高效玻璃冷凝器冷却，回收于收集瓶中，大大提高蒸发效率。
所述醇沉，为利用高F值玉米寡肽-锌螯合物的水溶而醇不溶的特性，使其在乙醇中的溶解度降低而沉降，从而达到分离的效果。
当前发明获得的高F值玉米寡肽-锌螯合物的螯合率为质量分数69.12%，纯度为质量分数70.95%。
实施例3：
①高F值玉米寡肽-锌螯合物的螯合
称取摩尔比为3∶1的高F值玉米寡肽与硫酸锌，加水配成肽质量分数为4%的溶液，用酸碱调pH7，于70℃下混合反应60min，得高F值玉米寡肽-锌螯合物溶液。
所述高F值玉米寡肽，是由2-6个氨基酸残基组成的混合小肽体系；其中支链氨基酸与芳香族氨基酸含量的摩尔数比值即F值，大于20为高F值；高F值玉米寡肽的F值为21.84，纯度为质量分数92.05%，它是以玉米黄粉为原料，经过复合酶解、活性炭吸附及膜分离技术所制得。
所述螯合，是作为配体的高F值玉米寡肽与作为中心离子的锌离子通过配位键结合。
所述硫酸锌，其纯度＞质量分数99%。
所述酸碱，为盐酸和氢氧化钠。
②高F值玉米寡肽-锌螯合物的分离纯化
将①中所得高F值玉米寡肽-锌螯合物溶液旋蒸浓缩至20mL左右，加同等体积的无水乙醇进行醇沉，5000r/min离心20分钟，沉淀于60℃下烘干4h，得高F值玉米寡肽-锌螯合物产品。
所述旋蒸，其原理为在真空条件下，恒温加热，使旋转瓶恒速旋转，物料在瓶壁形成大面积薄膜，高效蒸发。溶媒蒸气经高效玻璃冷凝器冷却，回收于收集瓶中，大大提高蒸发效率。
所述醇沉，为利用高F值玉米寡肽-锌螯合物的水溶而醇不溶的特性，使其在乙醇中的溶解度降低而沉降，从而达到分离的效果。
当前发明获得的高F值玉米寡肽-锌螯合物的螯合率为质量分数76.27%，纯度为质量分数73.48%。
Claims (8)
1.一种制备高F值玉米寡肽-锌螯合物的方法，步骤如下：
①高F值玉米寡肽-锌螯合物的螯合
称取摩尔比为1﹕1-3﹕1的高F值玉米寡肽与硫酸锌，加水配成肽质量分数为4%的溶液，用酸碱调pH 5-6，于50-60℃下混合反应40-60min，得高F值玉米寡肽-锌螯合物溶液；
②高F值玉米寡肽-锌螯合物的分离纯化
将①中所得高F值玉米寡肽-锌螯合物溶液旋蒸浓缩至15-25 mL，加等体积的无水乙醇进行醇沉，5000r/min离心20分钟，得到的沉淀于60℃下烘干4h，得高F值玉米寡肽-锌螯合物产品。
2.如权利要求1所述的制备高F值玉米寡肽-锌螯合物的方法，所述高F值玉米寡肽，是由2-6个氨基酸残基组成的混合小肽体系；其中支链氨基酸与芳香族氨基酸含量的摩尔数比值即F值，大于20为高F值；高F值玉米寡肽的F值为21.84，纯度为质量分数92.05%，它是以玉米黄粉为原料，经过复合酶解、活性炭吸附及膜分离技术所制得。
3.如权利要求1所述的制备高F值玉米寡肽-锌螯合物的方法，所述螯合，是作为配体的高F值玉米寡肽与作为中心离子的锌离子通过配位键结合。
4.如权利要求1所述的制备高F值玉米寡肽-锌螯合物的方法，所述硫酸锌，其纯度＞质量分数99%。
5.如权利要求1所述的制备制备高F值玉米寡肽-锌螯合物的方法，所述酸碱，为盐酸和氢氧化钠。
6.如权利要求1所述的制备高F值玉米寡肽-锌螯合物的方法，所述螯合率，为螯合物中锌与反应体系中锌的质量分数。
7.如权利要求1所述的制备高F值玉米寡肽-锌螯合物的方法，所述旋蒸，为在真空条件下，恒温加热，使旋转瓶恒速旋转，物料在瓶壁形成大面积薄膜，高效蒸发。溶媒蒸气经高效玻璃冷凝器冷却，回收于收集瓶中，大大提高蒸发效率。
8.如权利要求1所述的制备高F值玉米寡肽-锌螯合物的方法，所述醇沉，为利用高F值玉米寡肽-锌螯合物的水溶而醇不溶的特性，使其在乙醇中的溶解度降低而沉降，从而达到分离的效果。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20171201 |