CN110283090B - 一种l-苯丙氨酸螯合钙粉的制备方法及其制备的l-苯丙氨酸螯合钙片 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种L‑苯丙氨酸螯合钙粉的制备方法及其制备的L‑苯丙氨酸螯合钙片。该方法包括以下步骤：将贝壳粉酸解，调节pH为5～8，加入L‑苯丙氨酸，保温螯合，纯化过滤得到L‑苯丙氨酸螯合钙粉，反应温度为30～50℃，反应时间50～90min。本发明的L‑苯丙氨酸螯合钙片剂螯合率可达23％，每片钙片的钙含量为12.5％以上，水溶性为90.1mg/100ml水，溶出度高达81.2％，人体吸收率为48.8％，具备良好溶解性和吸收率，克服了传统钙制剂溶解性差、吸收率低、易产生结石等问题，完全能满足人和动物的营养需求。

Description

一种L-苯丙氨酸螯合钙粉的制备方法及其制备的L-苯丙氨酸 螯合钙片
技术领域
本发明涉及食品生物技术领域，更具体地，涉及一种L-苯丙氨酸螯合钙片剂的制备方法。
背景技术
钙是人体内必需的元素之一，它是构成人体骨骼、牙齿、器官、血液、肌肉组织的重要成分，当人体中缺乏钙时，可能发生生理功能障碍。目前广泛使用的补钙制剂多数为钙盐，如：磷酸钙、碳酸钙、葡萄糖酸钙、醋酸钙、乳酸钙等，这些钙盐的溶解性差，容易产生结石问题，人体不易吸收。氨基酸螯合钙是由一种或者多种氨基酸与金属钙发生螯合反应形成的具有环状结构的化合物，具有良好的化学和生化稳定性，能达到既补充钙又补充氨基酸的双重功效，是一种较理想的钙营养强化剂。L-苯丙氨酸是正常人不可缺少的营养成分，正常人的肝脏里有一种特殊的酶，它能把苯丙氨酸转化为身体必需的营养成分，缺乏L-苯丙氨酸会引起中枢神经系统的损伤，患者通常表现为动作不协调，脾气暴躁，语言发育迟缓，甚至发生癫痫等，如不及时治疗，会造成永久性智力损伤。目前现在市场上大多数的补钙产品为以无机盐和普通有机盐为主，它们存在吸收率低等缺点，并不能很好的补充人体所需钙，对于市场上钙制剂的好坏优劣，我们不能单单以钙含量的多少作为评价指标，而是应该主要考虑此种钙制剂在人体中吸收率的高低。现有技术CN106631848A公开了一种以海湾扇贝壳为钙源的赖氨酸螯合钙制备方法，该方法处理步骤复杂，包括前期贝壳的炭化、灰化处理，且其制备得到的螯合钙的螯合率和含钙量都有待于进一步提高。
发明内容
本发明的首要目的是克服上述现有技术中螯合钙生产工艺复杂，钙含量和吸收率不高的缺陷和不足，提供一种L-苯丙氨酸螯合钙粉的制备方法，本发明制备的L-苯丙氨酸螯合钙粉具有良好的化学和生物稳定性，安全无毒副作用，钙吸收率好，含钙量高，而且原料来源丰富，成本低，工艺简单，为贝壳资源和氨基酸资源的高值化利用和循环使用找到了一条新的途径。
本发明的另一方法在于提供一种L-苯丙氨酸螯合钙片。
本发明上述目的通过以下技术方案实现：
一种L-苯丙氨酸螯合钙粉的制备方法，包括以下步骤：
将贝壳粉酸解，调节pH为5～8，加入L-苯丙氨酸，保温螯合，纯化过滤得到L-苯丙氨酸螯合钙粉，反应温度为30～50℃，反应时间50～90min。
上述贝壳粉酸解可采用盐酸酸解，盐酸浓度为1mol/L。螯合反应得到的螯合液浓缩至膏状，用乙醇纯化，分离，干燥沉淀物得到L-苯丙氨酸螯合钙粉。
本发明所用到的原料、辅料及试剂均比较简单，且易获取，无毒无害。其中所用到的贝壳粉来源广泛，含钙量高，且不需要经过高温煅烧便可直接使用，直接采用化学合成的方法将其与L-苯丙氨酸反应即可制备L-苯丙氨酸螯合钙，简化了操作步骤。
此外，可以采用无水乙醇可很好地对螯合钙进行纯化，该纯化过程所用到的无水乙醇易分离回收，达到环境友好及试剂循环利用的效果。对于L-苯丙氨酸螯合钙片剂的制备，采用直接压片技术，不需对粉末进行制粒便可直接用单冲压片机进行压片，与传统技术相比，此法操作简单、快速，保证产品质量，且生产成本大大地减少。本发明通过工艺优化，工艺操作步骤更加的简便、快速，且无水乙醇试剂可大部分的回收再利用，节约了生产成本，保证了安全、无毒无害、绿色循环，制得的L-苯丙氨酸螯合钙片剂质量稳定。
本发明的L-苯丙氨酸螯合钙粉是一种可溶性有机钙，人体吸收率高、生物效价高、安全有效且无毒副作用，适口性好，效利用了我国贝类资源丰富这一优势，高效利用海产品废弃物贝壳作为钙源，不仅提高了贝壳的附加价值，变废为宝，还解决了大量废弃贝壳所造成的环境污染、资源浪费等问题。
本发明所述的螯合反应为吸热反应，反应温度升高对反应有利，随着温度的升高，螯合反应加快，但同时随着温度的升高，氨基酸及其螯合物的结构容易被破坏；而反应温度太低则不利于螯合反应的进行，螯合反应速度较慢且收率较低，将螯合的反应温度控制在30～50℃之间，螯合反应进行得较快且较完全。
本发明采用氢氧化钠溶液调节螯合反应的pH，控制pH为6～8有利于贝壳粉和L-苯丙氨酸的螯合反应，可能因为在较低的酸性条件下，体系中含有的氢离子较多，较多的氢离子可能会和金属离子竞争由氨基酸提供而来的供电子基团，进而影响氨基酸微量元素螯合物的合成，而在较高的碱性条件下，金属离子会发生水解，钙离子和体系中的氢氧根离子结合并以氢氧化物沉淀的形式析出，使得溶液中游离的钙离子减少，故在较高的碱性条件下导致螯合率降低。因此，在弱碱性时更有利于苯丙氨酸和钙离子的螯合。
优选地，所述贝壳粉和L-苯丙氨酸混合的物料比为1:1～5。投料比在螯合反应中决定了螯合物的结构和稳定性，也决定了所生成的产品的多少。当氨基酸配体与金属离子的配位比太小，会导致氨基酸和金属离子的螯合程度不紧密，不能形成稳定的螯合物；当配位比太大，会导致氨基酸和金属离子的螯合程度过于紧密，不易分开，因此所含的微量元素难以游离出来给生物体吸收利用，同时也会造成氨基酸的浪费，提高制备成本。
随着时间的延长，螯合率增加达到一个饱和值，当螯合反应时间过长时，不仅不利于反应的进行，可能还会影响已反应的产物产生分解，导致螯合率降低。
优选地，所述贝壳粉和L-苯丙氨酸混合的物料比为1:2～5。
更优选地，所述贝壳粉和L-苯丙氨酸混合的物料比为1:3。
优选地，调节所述pH至7～8。更优选调节所述pH至8。
优选地，所述螯合反应的温度为40～50℃，反应时间为60～90min。
更优选地，所述螯合反应的温度为40℃，反应时间60min。
本发明还保护一种L-苯丙氨酸螯合钙片，所述苯丙氨酸螯合钙片包括L-苯丙氨酸螯合钙粉、填充剂、崩解剂和润滑剂。
本发明的L-苯丙氨酸螯合钙粉末直接通过压片技术制备，不经过制粒(干法制粒或湿法制粒)过程而直接将粉末与相适应的辅料过筛混合压制成片。粉末直接压片法对原料的物理性质有一定要求，如良好的流动性、可压性和润滑性，本发明通过加入一些特殊的辅料来对原料的物理性质进行改良，优选辅料添加比例，将L-苯丙氨酸螯合钙粉末加工成片剂。
其中，本发明所述填充剂为微晶纤维素、崩解剂为羟丙甲基纤维素HPMC、润滑剂为微粉硅胶。
优选地，所述L-苯丙氨酸螯合钙粉与填充剂、崩解剂和润滑剂的配合比为35～45:35～45:10～30:2～3。
更优选地，所述L-苯丙氨酸螯合钙粉与填充剂、崩解剂和润滑剂的配合比为40:40:15:2.5。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明的L-苯丙氨酸螯合钙粉的制备方法采用贝壳和L-苯丙氨酸为原材料，不仅能实现固废资源化和高值化利用，还有利于环境的保护；
(2)本发明的L-苯丙氨酸螯合钙片剂为白色圆片，螯合率为23％，钙片平均片重0.9～1.1g，每片钙片的钙含量为12.5％以上，崩解时限为8～15min，水溶性为90.1mg/100ml水，溶出度高达81.2％，人体吸收率达到48.8％，具备良好的溶解性和吸收率，对于人和动物都能过达到很好的补钙效果，同时还能补充人体所必需的L-苯丙氨酸，完全能满足人和动物的营养需求。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
为了更清楚、完整的描述本发明的技术方案，以下通过具体实施例进一步详细说明本发明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明，可以在本发明权利限定的范围内进行各种改变。
实施例1
一种L-苯丙氨酸螯合钙粉的制备方法，包括以下步骤：
将贝壳粉用1mol/L的盐酸进行酸解，调节pH为5，加入L-苯丙氨酸，螯合反应，得到螯合液，将螯合液浓缩至膏状，用乙醇纯化，分离，干燥沉淀物得到L-苯丙氨酸螯合钙粉，其中螯合反应温度为40℃，反应时间60min，贝壳粉和L-苯丙氨酸混合的物料比为1:2。
实施例2
一种L-苯丙氨酸螯合钙粉的制备方法，包括以下步骤：
将贝壳粉用1mol/L的盐酸进行酸解，调节pH为6，加入L-苯丙氨酸，螯合反应，得到螯合液，将螯合液浓缩至膏状，用乙醇纯化，分离，干燥沉淀物得到L-苯丙氨酸螯合钙粉，其中螯合反应温度为40℃，反应时间60min，贝壳粉和L-苯丙氨酸混合的物料比为1:2。
实施例3
一种L-苯丙氨酸螯合钙粉的制备方法，包括以下步骤：
将贝壳粉用1mol/L的盐酸进行酸解，调节pH为7，加入L-苯丙氨酸，螯合反应，得到螯合液，将螯合液浓缩至膏状，用乙醇纯化，分离，干燥沉淀物得到L-苯丙氨酸螯合钙粉，其中螯合反应温度为40℃，反应时间60min，贝壳粉和L-苯丙氨酸混合的物料比为1:2。
实施例4
一种L-苯丙氨酸螯合钙粉的制备方法，包括以下步骤：
将贝壳粉用1mol/L的盐酸进行酸解，调节pH为8，加入L-苯丙氨酸，螯合反应，得到螯合液，将螯合液浓缩至膏状，用乙醇纯化，分离，干燥沉淀物得到L-苯丙氨酸螯合钙粉，其中螯合反应温度为40℃，反应时间60min，贝壳粉和L-苯丙氨酸混合的物料比为1:2。
实施例5
一种L-苯丙氨酸螯合钙粉的制备方法，包括以下步骤：
将贝壳粉用1mol/L的盐酸进行酸解，调节pH为9，加入L-苯丙氨酸，螯合反应，得到螯合液，将螯合液浓缩至膏状，用乙醇纯化，分离，干燥沉淀物得到L-苯丙氨酸螯合钙粉，其中螯合反应温度为40℃，反应时间60min，贝壳粉和L-苯丙氨酸混合的物料比为1:2。
实施例6
一种L-苯丙氨酸螯合钙粉的制备方法，包括以下步骤：
将贝壳粉用1mol/L的盐酸进行酸解，调节pH为7，加入L-苯丙氨酸，螯合反应，得到螯合液，将螯合液浓缩至膏状，用乙醇纯化，分离，干燥沉淀物得到L-苯丙氨酸螯合钙粉，其中螯合反应温度为40℃，反应时间50min，贝壳粉和L-苯丙氨酸混合的物料比为1:2。
实施例7
一种L-苯丙氨酸螯合钙粉的制备方法，包括以下步骤：
将贝壳粉用1mol/L的盐酸进行酸解，调节pH为7，加入L-苯丙氨酸，螯合反应，得到螯合液，将螯合液浓缩至膏状，用乙醇纯化，分离，干燥沉淀物得到L-苯丙氨酸螯合钙粉，其中螯合反应温度为40℃，反应时间70min，贝壳粉和L-苯丙氨酸混合的物料比为1:2。
实施例8
一种L-苯丙氨酸螯合钙粉的制备方法，包括以下步骤：
将贝壳粉用1mol/L的盐酸进行酸解，调节pH为7，加入L-苯丙氨酸，螯合反应，得到螯合液，将螯合液浓缩至膏状，用乙醇纯化，分离，干燥沉淀物得到L-苯丙氨酸螯合钙粉，其中螯合反应温度为40℃，反应时间80min，贝壳粉和L-苯丙氨酸混合的物料比为1:2。
实施例9
一种L-苯丙氨酸螯合钙粉的制备方法，包括以下步骤：
将贝壳粉用1mol/L的盐酸进行酸解，调节pH为7，加入L-苯丙氨酸，螯合反应，得到螯合液，将螯合液浓缩至膏状，用乙醇纯化，分离，干燥沉淀物得到L-苯丙氨酸螯合钙粉，其中螯合反应温度为40℃，反应时间90min，贝壳粉和L-苯丙氨酸混合的物料比为1:2。
实施例10
一种L-苯丙氨酸螯合钙粉的制备方法，包括以下步骤：
将贝壳粉用1mol/L的盐酸进行酸解，调节pH为7，加入L-苯丙氨酸，螯合反应，得到螯合液，将螯合液浓缩至膏状，用乙醇纯化，分离，干燥沉淀物得到L-苯丙氨酸螯合钙粉，其中螯合反应温度为30℃，反应时间60min，贝壳粉和L-苯丙氨酸混合的物料比为1:3。
实施例11
一种L-苯丙氨酸螯合钙粉的制备方法，包括以下步骤：
将贝壳粉用1mol/L的盐酸进行酸解，调节pH为7，加入L-苯丙氨酸，螯合反应，得到螯合液，将螯合液浓缩至膏状，用乙醇纯化，分离，干燥沉淀物得到L-苯丙氨酸螯合钙粉，其中螯合反应温度为50℃，反应时间60min，贝壳粉和L-苯丙氨酸混合的物料比为1:3。
实施例12
一种L-苯丙氨酸螯合钙粉的制备方法，包括以下步骤：
将贝壳粉用1mol/L的盐酸进行酸解，调节pH为7，加入L-苯丙氨酸，螯合反应，得到螯合液，将螯合液浓缩至膏状，用乙醇纯化，分离，干燥沉淀物得到L-苯丙氨酸螯合钙粉，其中螯合反应温度为60℃，反应时间60min，贝壳粉和L-苯丙氨酸混合的物料比为1:3。
实施例13
一种L-苯丙氨酸螯合钙粉的制备方法，包括以下步骤：
将贝壳粉用1mol/L的盐酸进行酸解，调节pH为7，加入L-苯丙氨酸，螯合反应，得到螯合液，将螯合液浓缩至膏状，用乙醇纯化，分离，干燥沉淀物得到L-苯丙氨酸螯合钙粉，其中螯合反应温度为70℃，反应时间60min，贝壳粉和L-苯丙氨酸混合的物料比为1:3。
实施例14
一种L-苯丙氨酸螯合钙粉的制备方法，包括以下步骤：
将贝壳粉用1mol/L的盐酸进行酸解，调节pH为8，加入L-苯丙氨酸，螯合反应，得到螯合液，将螯合液浓缩至膏状，用乙醇纯化，分离，干燥沉淀物得到L-苯丙氨酸螯合钙粉，其中螯合反应温度为40℃，反应时间60min，贝壳粉和L-苯丙氨酸混合的物料比为1:1。
实施例15
一种L-苯丙氨酸螯合钙粉的制备方法，包括以下步骤：
将贝壳粉用1mol/L的盐酸进行酸解，调节pH为8，加入L-苯丙氨酸，螯合反应，得到螯合液，将螯合液浓缩至膏状，用乙醇纯化，分离，干燥沉淀物得到L-苯丙氨酸螯合钙粉，其中螯合反应温度为40℃，反应时间60min，贝壳粉和L-苯丙氨酸混合的物料比为1:3。
实施例16
一种L-苯丙氨酸螯合钙粉的制备方法，包括以下步骤：
将贝壳粉用1mol/L的盐酸进行酸解，调节pH为8，加入L-苯丙氨酸，螯合反应，得到螯合液，将螯合液浓缩至膏状，用乙醇纯化，分离，干燥沉淀物得到L-苯丙氨酸螯合钙粉，其中螯合反应温度为40℃，反应时间60min，贝壳粉和L-苯丙氨酸混合的物料比为1:4。
实施例17
一种L-苯丙氨酸螯合钙粉的制备方法，包括以下步骤：
将贝壳粉用1mol/L的盐酸进行酸解，调节pH为8，加入L-苯丙氨酸，螯合反应，得到螯合液，将螯合液浓缩至膏状，用乙醇纯化，分离，干燥沉淀物得到L-苯丙氨酸螯合钙粉，其中螯合反应温度为40℃，反应时间60min，贝壳粉和L-苯丙氨酸混合的物料比为1:5。
实施例18
一种L-苯丙氨酸螯合钙片，苯丙氨酸螯合钙片包括实施例15的L-苯丙氨酸螯合钙粉、填充剂、崩解剂和润滑剂，L-苯丙氨酸螯合钙粉与填充剂、崩解剂和润滑剂的配合比为40:40:19:1。
实施例19
一种L-苯丙氨酸螯合钙片，苯丙氨酸螯合钙片包括实施例15的L-苯丙氨酸螯合钙粉、填充剂、崩解剂和润滑剂，L-苯丙氨酸螯合钙粉与填充剂、崩解剂和润滑剂的配合比为36:45:18:1。
实施例20
一种L-苯丙氨酸螯合钙片，苯丙氨酸螯合钙片包括实施例15的L-苯丙氨酸螯合钙粉、填充剂、崩解剂和润滑剂，L-苯丙氨酸螯合钙粉与填充剂、崩解剂和润滑剂的配合比为43:32:23:2。
实施例21
一种L-苯丙氨酸螯合钙片，苯丙氨酸螯合钙片包括实施例15的L-苯丙氨酸螯合钙粉、填充剂、崩解剂和润滑剂，L-苯丙氨酸螯合钙粉与填充剂、崩解剂和润滑剂的配合比为40:40:15:2.5。
结果检测
对实施例和对比例的L-苯丙氨酸螯合钙粉的螯合率进行检测，检测方法为：
采用配位滴定法对螯合率进行测定，配位滴定法中使用的配位剂通常是乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA·2Na)，采用铬黑T作为指示剂，在用EDTA滴定液滴定前，溶液颜色为紫红色，当到达滴定终点时，溶液颜色变成淡蓝色。
具体操作：将水浴后得到的氨基酸螯合钙溶液量取5mL于50mL容量瓶中，用蒸馏水稀释，定容至刻度线，摇匀，用EDTA络合滴定法测定微量元素的总量。从上述50mL容量瓶中量取10mL溶液至150mL锥形瓶中，加入适量铬黑T指示剂和NH3·H2O－NH4Cl缓冲溶液0.5mL摇匀。用0.005mol/LEDTA溶液滴定，平行进行3次滴定，记下消耗的EDTA溶液的平均体积V0。另取氨基酸螯合钙溶液5mL于烧瓶中浓缩至近干，加入15mL无水乙醇纯化产物，离心分离，将所得沉淀用水溶解，移至50mL容量瓶中，定容至刻度线，摇匀，用EDTA络合滴定法测定螯合态中微量元素的含量。从上述50mL容量瓶中量取10mL溶液至150mL锥形瓶中，加入适量铬黑T指示剂和NH3·H2O－NH4Cl缓冲溶液0.5mL摇匀。0.005mol/LEDTA溶液滴定，平行进行3次滴定，记下消耗的EDTA溶液平均体积V1。下式为实验所得螯合率的计算方式：
Figure BDA0002115817900000091
Figure BDA0002115817900000092
式中：C为标定EDTA溶液的浓度mol/L；V1为滴定螯合态钙元素消耗的EDTA溶液的平均体积mL；V0为滴定钙元素总量消耗的EDTA溶液的平均体积mL；M为钙元素的相对分子量g/mol；m为称取的样品质量g。
检测结果如下表1所示：
表1
Figure BDA0002115817900000093
Figure BDA0002115817900000101
对实施例18～21的L-苯丙氨酸螯合钙片的硬度、崩解时限和脆碎度进行检测，检测方法分别为：
片剂硬度测定：用片剂多用测定仪测定片剂的硬度。
片剂脆碎度测定：称取片剂6.5g以上，用吹风机吹去待测片表面的粉末，精确称重。然后将待测片放在圆筒中，转动100次之后，取出用吹风机吹去表面粉末，精确称重。
脆碎度＝(M-M1)/Mx100％
式中，M为片剂的初重量，g；M1为片剂的末重量，g。
崩解时限指片剂在规定的液体介质中，分散成均匀粉末并通过筛网的时间。根据《中国药典》2015年版中片剂崩解时限，用片剂多用测定仪测定片剂的崩解时限。本实验测定片剂在胃液中的崩解时限。
取片剂20片，精密称定，研细。精密称取0.35g，加水30mL使其溶解，加三乙醇胺5滴；另取硫酸镁试液2滴，加氨-氯化铵缓冲溶液(pH＝11)15mL，加铬黑T指示剂少许，用EDTA-2Na滴定液(0.05mol/L)滴定至颜色由紫红变为纯蓝色。再将滴定好的硫酸镁试液加到溶解好的检品溶液中，用EDTA-2Na滴定至有紫红色变为纯蓝色。每毫升EDTA-2Na滴定液相当于2.0039mg钙。
检测结果如下表2所示。
表2螯合钙片性能检测
序号 含钙量/％ 硬度 脆碎度/％ 崩解时限/min
实施例18 14.7 64 0.55 14
实施例19 12.7 57 0.48 9
实施例20 13.5 59 0.52 11
实施例21 12.6 45 0.18 9
本发明的钙片的每片钙片的钙含量为12.5％以上，水溶性为90.1mg/100ml水，溶出度高达81.2％，人体吸收率为48.8％，具备良好溶解性和吸收率，克服了传统钙制剂溶解性差、吸收率低、易产生结石等问题，完全能满足人和动物的营养需求。
显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。本领域技术人员应当理解，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种L-苯丙氨酸螯合钙片，其特征在于，包括L-苯丙氨酸螯合钙粉、填充剂、崩解剂和润滑剂；
所述L-苯丙氨酸螯合钙粉与填充剂、崩解剂和润滑剂的配合比为35～45:32～45:10～30:1～3；
所述填充剂为微晶纤维素、崩解剂为羟丙甲基纤维素、润滑剂为微粉硅胶；
所述L-苯丙氨酸螯合钙粉的制备方法包括以下步骤：将贝壳粉酸解，调节pH为5～8，加入L-苯丙氨酸，保温螯合，纯化过滤得到L-苯丙氨酸螯合钙粉，反应温度为30～40℃，反应时间50～90min；所述贝壳粉和L-苯丙氨酸混合的物料比为1:3～5。
2.如权利要求1所述L-苯丙氨酸螯合钙片，其特征在于，所述贝壳粉和L-苯丙氨酸混合的物料比为1:3。
3.如权利要求1所述L-苯丙氨酸螯合钙片，其特征在于，所述pH为7～8。
4.如权利要求1所述L-苯丙氨酸螯合钙片，其特征在于，所述pH为8，螯合反应的温度为40℃，反应时间为60min。
5.如权利要求1所述苯丙氨酸螯合钙片，其特征在于，所述L-苯丙氨酸螯合钙粉与填充剂、崩解剂和润滑剂的配合比为40:40:15:2.5。
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