CN1546466A - 离子交换树脂纯化法合成牛磺酸钙 - Google Patents

Abstract

本发明涉及牛磺酸钙的合成，特别是涉及用离子交换树脂纯化法合成牛磺酸钙。据全国营养概况调查的结果看，钙仍是我国人群中最缺乏的营养元素之一。本发明研究了一种最新型的补钙产品——牛磺酸钙，本发明的技术方案：是采用牛磺酸与氯化钙合成牛磺酸钙后，再利用离子交换的方法将氯离子去除，以达到合成纯度较高的，并符合食品添加剂的要求。产物通过强碱阴离子交换树脂将产物中的氯离子交换吸附，本发明的有益效果：牛磺酸与氯化钙反应生成牛磺酸钙，副产物为氯化氢。利用羟型离子交换树脂与氯离子进行离子交换，被交换下来的羟基与氢离子结合生成水，对环境无污染并纯化了牛磺酸钙，达到了国家对食品添加剂的要求。

Description

离子交换树脂纯化法合成牛磺酸钙

技术领域

本发明涉及牛磺酸钙的合成，特别是涉及用离子交换树脂纯化法合成牛磺酸钙。

背景技术

据中华医学会和中国营养学会第三次全国营养概况调查的结果看，钙元素仍是我国人群中最缺乏的营养元素之一。随着人民生活水平的提高和保健意识的增强及科学知识的普及，人们越来越认识到补充钙营养品对健康的重要性。人体的钙含量约有1.0-1.2公斤左右，约占体重的1.5-2.0％。其中99％的钙是以羟磷石形式存在于骨骼与牙齿中，成为人体的钙库。其余1％则主要存在于软组织、细胞外液和血液中，统称为混溶钙池。两者保持平衡，共同维持机体的正常运转。如果人体长期处于缺钙状态，就会导致诱发各种疾病。佝偻病是儿童缺钙的主要症状。成年人缺钙造成骨骼钙减少，血液和细胞内钙平衡失调，导致早衰，孕妇缺钙会引起妊高症，同时还会影响胎儿的正常发育。老年人缺钙一方面会引起骨质疏松，易骨折；另一方面会引起动脉硬化、高血压、结石、老年痴呆等。

综上所述，缺钙严重影响人体健康。因此，中国营养学会推荐成人每天钙摄入量为800-1000毫克，老年和儿童为1000毫克，孕妇为1200毫克。然而，据全国第三次营养调查结果表明我国不同年龄、不同职业的人群，钙摄入量普遍偏低，平均每人每天摄入钙只有400毫克，仅达到营养学会推荐量的50％；儿童和青少年缺钙更为严重，有70％-80％的人钙摄入量达不到推荐量的50％。我国儿童佝偻病的发病率为20％-50％，老年人骨质疏松的发病率高达30％-50％，于是补钙健身强体成为医务界、营养界及各界人士关注的热点，成为保障人民身体健康的重点项目。由于我国膳食结构的不合理性，以植物性食物为主，单从自然食物中摄取钙不能达到补钙的目的，所以大力推广钙营养强化剂是一种较理想的补钙途径。

目前市场上有多种补钙产品上市，以满足人民对钙营养品的需求。这些补钙产品可分为两大类：无机钙盐类和有机钙盐类。有机钙盐类补钙品世界上公认其在人体内的吸收率较高的产品，有机钙盐类如葡萄糖酸钙、乳酸钙虽然其水溶性比无机钙盐类好，有利于人体吸收，但由于人体内乳酸的代谢要通过糖异生途径，而糖异生途径是人体在饥饿时才开通的一条代谢途径，所以乳酸钙的吸收必须在人体严重饥饿时才开始，而这种情况大多数人群很难遇到，所以人体对乳酸钙的利用率大大降低，且乳酸的过多摄入会刺激肌肉使人感觉疲劳。葡萄糖酸钙虽然吸收率较好，但现在中老年人糖尿病的发病率极高，给这一特定人群补充葡萄糖酸钙无疑是饮鸩止渴，所以葡萄糖酸钙类的补钙产品只适用于儿童。这样其市场份额受到极大的限制。醋酸钙存在着急性毒性较大(LD50＞5g/kg)，容易导致肾结石和心脏痉挛、血管钙化和软组织钙化等缺点，所以醋酸钙作为钙强化剂一直没有通过美国FDA认证。

牛磺酸钙的的合成成功，为钙营养品家族增加了一种补钙的新品种，而且分子量小，水溶性，油乳化性都非常好，是目前钙吸收率最好的补钙营养品。其良好的油乳化性能是其他任何补钙品无法与其相比的，这一点非常重要。已知维生素D可帮助钙离子的吸收，现在所有的补钙品配方中都添加维生素D或维生素E，而恰好VD和VE都是油溶性的而不溶于水，进入人体肠胃后必须进行乳化才能被吸收。而牛磺酸钙良好的油乳化性能可使VD、VE的促进钙离子吸收的作用发挥到最佳点，这在生物利用上被称为协同效应。这一协同效应大大的增加了钙离子的吸收率和利用率，是目前市场上所有的补钙品无法比拟的，所以牛磺酸钙是一种非常有潜力的钙补充营养品，有广阔的市场前景。

现有合成技术的局限性：

在现有的合成技术中，利用牛磺酸和氧化钙、氢氧化钙可以合成牛磺酸钙，但合成的产物为强碱性，强的碱性对人体胃器官有强烈的刺激作用，不能作为食品添加剂或钙补充剂使用，只能作为化学试剂使用。这大大的降低了牛磺酸钙的使用范围。利用牛磺酸和氯化钙可以合成牛磺酸钙，但合成的产物中带有大量的盐酸副产物，这样不仅使产物带有强酸性而且大量的氯离子很难去除，产物的纯度低杂质多且颜色较深，也不符合国家食品添加剂和钙补充剂的质量要求。所以牛磺酸钙虽然是一个好的补钙制剂，但由于不能解决上述问题以至于至今仍无以牛磺酸钙为主剂的补钙产品的问世。解决该难题的关键是寻找一种方法既使牛磺酸与钙离子结合生成牛磺酸钙，又能将其他杂质去除的方法。同时必须使产物溶于水后的PH值在中性(PH＝6.5-7.5)附近。使其可以作为钙补充剂的原料用于保健食品，这就是本发明试图解决的问题。

发明内容

本发明的技术方案：作为钙补充剂的牛磺酸钙其技术关键是：使牛磺酸与一种钙盐反应生成牛磺酸钙(calcium taurinate分子量：288)，副产物为水或是一种气体的方式以脱离反应体系，这样产物的纯度较高。而且使用的钙盐不能是强碱性物质。本发明是在加热条件下使牛磺酸与氯化钙乳浊液反应生成牛磺酸钙，副产物为氯化氢，化学反应方程式：

反应完成后趁热用布氏漏斗过滤，再利用羟型离子交换树脂与氯离子进行离子交换，被交换下来的羟基与氢离子结合生成水，纯化了牛磺酸钙。

本发明的有益效果：牛磺酸与氯化钙反应生成牛磺酸钙，副产物为氯化氢。利用羟型阴离子离子交换树脂与氯离子进行离子交换，被交换下来的羟基与氢离子结合生成水，纯化了牛磺酸钙，达到了国家对食品添加剂的要求

附图说明

图1.牛磺酸钙合成工艺流程图

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作具体的说明

实施例

(1)根据化学反应方程式，称取牛磺酸钙12.5克溶于112.5毫升蒸馏水中，加入250毫升三口瓶中，搅拌下升温至摄氏80度并保持该温度。

(2)称取氯化钙6克加蒸馏水80毫升于200毫升的烧杯中，并加入乳化剂增溶剂蔗糖脂肪酸酯为总量的1％，明胶作保护胶体，加入量为总量0.2％，分散剂0.05％。电动搅拌器强烈搅拌下加热到80摄氏度，并在该温度下搅拌10分钟，制成氯化钙乳浊液。将其移入150毫升的下口瓶中，放在可加热磁力搅拌器上继续搅拌，其下口与蠕动泵相连。

(3)在蠕动泵的作用下氯化钙乳浊液可定量的加入到三口瓶作反应器的反应体系中与牛磺酸反应，反应温度保持在80摄氏度。蠕动泵的工作状态应调整到使氯化钙乳浊液加1.6毫升/分钟左右。氯化钙乳浊液应在50分钟加完，之后继续反应10分钟，以保证反应完全。

(4)反应完成后趁热用布氏漏斗过滤，少量滤渣可回收再用，整个反应无三废污染。

(5)滤液过阴离子交换树脂柱(使用前处理成羟型)，树脂柱下口可与蠕动泵相连控制流速3毫升/分钟，收集流出液。

(6)流出液倒入蒸发皿中蒸发浓缩直到牛磺酸钙析出。析出的牛磺酸钙经80摄氏度的热风干燥后粉碎至120目为成品。

(7)收率及质量分析

上述实例可得到成品10克，收率：80％(以牛磺酸计)。

成品中钙含量的测定；(EDTA滴定法)

准确称量1.500克样品于瓷坩锅中，电炉炭化至无烟，转入800摄氏度马弗炉中灼烧1小时。取出、冷却，用适量18％的盐酸溶解，转入250毫升容量瓶中加无离子水定容至刻度。取上述液50.00毫升用10％氢氧化钠调PH＝7-8，加10％氢氧化钠10毫升，适量钙指示剂铬黑T，用0.0500mol/L的EDTA滴定，溶液由酒红色变为纯蓝色即为终点。按下式计算钙含量：

Ca％含量＝{[(M×V)EDTA×(40.08/1000)]/m×50/250}×100％

式中：M为EDTA的分子量，V为EDTA消耗的体积，40.08为钙原子量，m为样品重量。

经测定产物的钙含量应不低与13％为合格。

明胶，天津制胶厂产品。分散剂PAF，南京市化工研究设计院产品。牛磺酸钙，天津四环营养保健品厂产品。1250目超细碳酸钙，江苏江阴市康诺碳酸钙有限公司产品。蔗糖脂肪酸酯，一般化学试剂。

Claims (7)

1.一种离子交换树脂法合成牛磺酸钙，使用牛磺酸、离子交换树脂，其特征在于：合成牛磺酸钙是在加热条件下使牛磺酸与氯化钙乳浊液反应生成牛磺酸钙，副产物为氯化氢，化学反应方程式：

再利用羟型离子交换树脂与氯离子进行离子交换，被交换下来的羟基与氢离子结合生成水，过滤去杂质，将滤液蒸发析出，粉碎，过筛。

2.根据权利要求1所述的离子交换树脂法合成牛磺酸钙，其特征在于：合成要经过下述步骤：

(1)将牛磺酸溶于水并预热

(2)将乳化剂、分散剂和明胶加入氯化钙水溶液中制成氯化钙乳浊液

(3)将氯化钙乳浊液搅拌并预热

(4)将预热的牛磺酸加入反应器，氯化钙以乳浊液形式逐滴加入，使牛磺酸处于绝对过量的状态，使反应按反应方程式在加热条件下向右进行，以保证反应完全

(5)过滤去杂质

(6)滤液通过羟型离子交换柱

(8)将滤液蒸发至牛磺酸钙析出

(9)粉碎

(10)过120目筛

(11)成品

3.根据权利要求1或2所述的离子交换树脂纯化法合成牛磺酸钙，其特征在于：牛磺酸和氯化钙乳浊液在合成中的成分和重量百分比是：

牛磺酸                10-12％

氯化钙                7-8％

乳化剂                0.5-1.5％

分散剂                0.01-0.05％

明胶                  0.1-0.3％

4.根据权利要求3所述的离子交换树脂纯化法合成牛磺酸钙，其特征在于：

牛磺酸                11.1％

氯化钙                  7.5％

乳化剂                  1％

分散剂                  0.05％

是最佳值。

5.根据权利要求1或2所述的离子交换树脂纯化法合成牛磺酸钙，其特征在于：乳化剂是蔗糖脂肪酸酯。

6.根据权利要求1或2所述的离子交换树脂纯化法合成牛磺酸钙，其特征在于：合成反应的加热温度是60～100℃；牛磺酸和氯化钙乳浊液的预热温度是60～100℃。

7.根据权利要求5所述的离子交换树脂纯化法合成牛磺酸钙，其特征在于：合成反应的最佳加热温度是80℃；牛磺酸和氯化钙乳浊液的预热最佳温度是80℃。