CN114369020A - 一种无水葡萄糖酸钙的制备方法 - Google Patents

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林文龙
李立标
陈昀
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Abstract

本发明提供了一种无水葡萄糖酸钙的制备方法。所述制备方法包括如下步骤：将含葡萄糖酸钙的溶液在60‑70℃条件下浓缩至相对密度为1.05～1.20，然后降温至5～15℃，静置析晶，晶体干燥后得到无水葡萄糖酸钙。本发明通过在特定的料液密度和温度条件下进行析晶，能够直接得到单一的无结晶水的葡萄糖酸钙，避免了后续除去结晶水的操作。

Description

一种无水葡萄糖酸钙的制备方法
技术领域
本发明属于化工技术领域，具体涉及一种无水葡萄糖酸钙的制备方法。
背景技术
微量元素在人体内的含量不到人体总质量的万分之一，是维持人类正常生理机能不可缺少的一部分，微量元素的缺乏会引起多种疾病。因此，有效预防和治疗微量元素的缺乏，是临床上的一种必要措施。钙不仅是构成骨骼的主要物质，而且是保持神经、肌肉功能所必须的元素，对维持正常的心肺和凝血功能，以及细胞膜和毛细血管的通透性起着重要作用。葡萄糖酸钙作为一种重要的有机钙，在临床中常用于钙的补充。
葡萄糖酸钙，分子式为Ca(C6H11O7)2，是白色结晶性或颗粒性粉末，熔点201℃，无臭，无味，易溶于沸水，略溶于冷水，不溶于乙醇或乙醚等有机溶剂，水溶液显中性(pH约6-7)。葡萄糖酸钙主要用作食品的钙强化剂、营养剂、缓冲剂、固化剂或鳌合剂。其可以用于治疗低血钙，以控制手足搐搦病的发作；或用于荨麻疹、急性湿疹、皮炎等的止痒。
目前，葡萄糖酸钙均是通过先制备葡萄糖酸钙溶液，然后结晶的方法制得。但这种方法得到的是一水葡萄糖酸钙或一水葡萄糖酸钙与无水葡萄糖酸钙的混合物，在某些应用场合还需要除去结晶水，导致能耗和成本增加。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种无水葡萄糖酸钙的制备方法。该方法可以直接制得无水葡萄糖酸钙，避免了后续除去结晶水的操作。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种无水葡萄糖酸钙的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
将含葡萄糖酸钙的溶液在60-70℃条件下浓缩至相对密度为1.05～1.20(例如可以是1.05、1.06、1.08、1.10、1.12、1.13、1.15、1.16、1.18或1.20等)，然后降温至5～15℃(例如可以是5℃、6℃、7℃、8℃、9℃、10℃、11℃、12℃、13℃、14℃或15℃等)，静置析晶，晶体干燥后得到无水葡萄糖酸钙。
需要说明的是，本发明中所述相对密度是指相对于水的密度。
本发明创造性地发现，通过在溶液相对密度为1.05～1.20，温度为5～15℃的条件下进行析晶，能够直接得到无结晶水的葡萄糖酸钙，避免了后续除去结晶水的操作。
在本发明一些实施方式中，所述析晶的温度为10～15℃。
在本发明一些实施方式中，所述析晶的时间为20～48h，例如可以是20h、22h、24h、26h、28h、30h、32h、35h、38h、40h、42h、45h或48h等；优选为24～36h。
在本发明一些实施方式中，所述干燥的方法为95～115℃(例如可以是95℃、96℃、98℃、100℃、102℃、105℃、108℃、110℃、112℃或115℃等)烘干，优选为100～110℃烘干。
在本发明一些实施方式中，所述烘干的时间为20～30h；例如可以是20h、22h、23h、25h、26h、28h或30h等。
在本发明一些实施方式中，所述葡萄糖酸钙通过如下方法制备：
以葡萄糖和碳酸钙为原料，在酶的催化作用下，在水中进行反应，反应结束后灭酶活，过滤后得到含葡萄糖酸钙的溶液。
在本发明一些实施方式中，所述葡萄糖与碳酸钙的质量比为1:0.4～0.6，例如可以是1:0.4、1:0.42、1:0.45、1:0.48、1:0.5、1:0.51、1:0.52、1:0.53、1:0.54、1:0.55、1:0.58或1:0.6等；优选为1:0.5～0.55。
在本发明一些实施方式中，所述酶为葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶。
在本发明一些实施方式中，所述反应的温度为30～45℃，例如可以是30℃、32℃、33℃、35℃、36℃、37℃、38℃、39℃、40℃、42℃、43℃或45℃等；优选为35～40℃。
在本发明一些实施方式中，所述反应的时间为24-36h；例如可以是24h、26h、28h、30h、32h、34h或36h等。
在本发明一些实施方式中，所述灭酶活的方法为加热至80～95℃，例如可以是80℃、82℃、83℃、85℃、86℃、88℃、90℃、92℃、93℃或95℃等；优选为85～90℃。
在本发明一些实施方式中，所述制备方法包括如下步骤：
向葡萄糖水溶液中加入碳酸钙，在葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶的催化作用下，在35～40℃条件下反应24-36h，反应结束后升温至85～90℃灭酶活，过滤，滤液在60-70℃条件下浓缩至相对密度为1.05～1.20，然后脱色，过滤，滤液降温至5～15℃，静置析晶，晶体在100～110℃条件下烘干20～30h，得到无水葡萄糖酸钙。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过在特定的料液密度和温度条件下进行析晶，能够直接得到单一的无结晶水的葡萄糖酸钙，避免了产生一水葡萄糖酸钙而需要后续除去结晶水的问题。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述具体实施方式仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明实施例中，采用如下方法制备含葡萄糖酸钙的溶液：
称取1.0kg的葡萄糖加入反应釜中，然后加入9.0kg的纯化水，搅拌溶解，升温至38℃，加入葡萄糖氧化酶2.5g，过氧化氢酶1.3kg，碳酸钙0.5kg，保温38℃，搅拌反应28h，反应结束后升温至90℃灭酶活，过滤，滤液即为含葡萄糖酸钙的溶液，供后续实施例使用。
本发明实施例中按照中国药典的方法，采用标准乙二胺四乙酸二钠溶液进行滴定样品，测定样品中一水葡萄糖酸钙的含量H％，计算公式如下：
Figure BDA0003448353020000041
其中，c为乙二胺四乙酸二钠溶液的浓度(mol/L)；
v为滴定消耗的乙二胺四乙酸二钠溶液体积(mL)；
M为一水葡萄糖酸钙的分子量，为448.39；
m为样品称样质量(g)；
需要说明的是，上述含量H％是将样品全部视为一水葡萄糖酸钙计算得到的含量，并非一水葡萄糖酸钙的实际含量。若样品为无水葡萄糖酸钙，则H％理论值为104.19％；若样品为一水葡萄糖酸钙，则H％理论值为100％。
实施例1
本实施例提供一种无水葡萄糖酸钙的制备方法，包括如下步骤：
将含葡萄糖酸钙的溶液在60℃下浓缩至相对密度为1.05，加入活性炭脱色，过滤，滤液降温至10℃，静置析晶28h，晶体在100℃条件下烘干24h，得到无水葡萄糖酸钙。
滴定法测得本实施例产品的H％值为104.0％，接近104.19％，表明其基本为无水葡萄糖酸钙。用红外光谱仪测得本实施例产品的红外光谱在3485cm-1左右无尖锐波段，只有宽波段吸收峰，表明本实施例产品为无水葡萄糖酸钙。
实施例2
本实施例提供一种无水葡萄糖酸钙的制备方法，包括如下步骤：
将含葡萄糖酸钙的溶液在64℃下浓缩至相对密度为1.10，加入活性炭脱色，过滤，滤液降温至5℃，静置析晶24h，晶体在100℃条件下烘干24h，得到无水葡萄糖酸钙。
滴定法测得本实施例产品的H％值为103.4％，接近104.19％，表明其基本为无水葡萄糖酸钙。用红外光谱仪测得本实施例产品的红外光谱在3485cm-1左右无尖锐波段，只有宽波段吸收峰，表明本实施例产品为无水葡萄糖酸钙。
实施例3
本实施例提供一种无水葡萄糖酸钙的制备方法，包括如下步骤：
将含葡萄糖酸钙的溶液在68℃下浓缩至相对密度为1.15，加入活性炭脱色，过滤，滤液降温至15℃，静置析晶36h，晶体在110℃条件下烘干24h，得到无水葡萄糖酸钙。
滴定法测得本实施例产品的H％值为104.0％，接近104.19％，表明其基本为无水葡萄糖酸钙。用红外光谱仪测得本实施例产品的红外光谱在3485cm-1左右无尖锐波段，只有宽波段吸收峰，表明其为无水葡萄糖酸钙。
实施例4
本实施例提供一种无水葡萄糖酸钙的制备方法，包括如下步骤：
将含葡萄糖酸钙的溶液在70℃下浓缩至相对密度为1.20，加入活性炭脱色，过滤，滤液降温至12℃，静置析晶32h，晶体在110℃条件下烘干24h，得到无水葡萄糖酸钙。
滴定法测得本实施例产品的H％值为102.8％，接近104.19％，表明其基本为无水葡萄糖酸钙。用红外光谱仪测得本实施例产品的红外光谱在3485cm-1左右无尖锐波段，只有宽波段吸收峰，表明其为无水葡萄糖酸钙。
对比例1
本对比例与实施例1的区别仅在于，含葡萄糖酸钙的溶液浓缩至相对密度为1.02。
滴定法测得本对比例产品的H％值为100.8％，与104.19％偏差较大，表明其可能为一水葡萄糖酸钙与无水葡萄糖酸钙的混合物。用红外光谱仪测得本对比例产品的红外光谱在3485cm-1左右有尖锐吸收峰，表明本对比例产品含有一水葡萄糖酸钙。
对比例2
本对比例与实施例3的区别仅在于，析晶温度为18℃。
滴定法测得本对比例产品的H％值为100.2％，与104.19％偏差较大，表明其可能为一水葡萄糖酸钙与无水葡萄糖酸钙的混合物。用红外光谱仪测得本对比例产品的红外光谱在3485cm-1左右有尖锐吸收峰，表明本对比例产品含有一水葡萄糖酸钙。
从上述实施例和对比例的实验结果可以看出，本发明提供的方法能够直接得到单一的无结晶水的葡萄糖酸钙。当浓缩料液的密度过低或析晶温度过高时，则会得到一水葡萄糖酸钙与无水葡萄糖酸钙的混合物。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种无水葡萄糖酸钙的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
将含葡萄糖酸钙的溶液在60-70℃条件下浓缩至相对密度为1.05～1.20，然后降温至5～15℃，静置析晶，晶体干燥后得到无水葡萄糖酸钙。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述析晶的温度为10～15℃。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述析晶的时间为20～48h，优选为24～36h。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的方法为95～115℃烘干，优选为100～110℃烘干；
优选地，所述烘干的时间为20～30h。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述葡萄糖酸钙通过如下方法制备：
以葡萄糖和碳酸钙为原料，在酶的催化作用下，在水中进行反应，反应结束后灭酶活，过滤后得到含葡萄糖酸钙的溶液。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述葡萄糖与碳酸钙的质量比为1:0.4～0.6，优选为1:0.5～0.55。
7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述酶为葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶。
8.根据权利要求5-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述反应的温度为30～45℃，优选为35～40℃；
优选地，所述反应的时间为24-36h。
9.根据权利要求5-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述灭酶活的方法为加热至80～95℃，优选为85～90℃。
10.根据权利要求1-9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
向葡萄糖水溶液中加入碳酸钙，在葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶的催化作用下，在35～40℃条件下反应24-36h，反应结束后升温至85～90℃灭酶活，过滤，滤液在60-70℃条件下浓缩至相对密度为1.05～1.20，然后脱色，过滤，滤液降温至5～15℃，静置析晶，晶体在100～110℃条件下烘干20～30h，得到无水葡萄糖酸钙。
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