CN1887902A

CN1887902A - 氨基酸短肽螯合物及其制备方法

Info

Publication number: CN1887902A
Application number: CN 200610088997
Authority: CN
Inventors: 赵绘; 蔡夫柳; 李立仁
Original assignee: BEIJING HUAMEI TIANYI SCI-TECH DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: BEIJING HUAMEI TIANYI SCI-TECH DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2006-07-28
Filing date: 2006-07-28
Publication date: 2007-01-03
Anticipated expiration: 2026-07-28
Also published as: CN1887902B

Abstract

本发明提供氨基酸短肽螯合物，其为具有式－[－C₈H₈O₆N₂M·X H₂O－]_n－(I)的天冬氨酸短肽螯合物，或者为具有式－[－C₁₀H₁₂O₆N₂M·X H₂O－]_n－(II)的谷氨酸短肽螯合物，其中M选自Ca、Mg、Zn或其他二价过渡金属元素中的一种；n是结构单元数，为5－7；X是水分子数，为0－3。本发明还提供上述氨基酸短肽螯合物的制备方法，该方法包括将氨基酸与金属氧化物、金属氢氧化物或金属碳酸盐在水溶液中螯合，经提纯、精制后在160－260℃高温下缩聚的步骤。用本发明方法制得的产物纯度高、质量稳定、工艺简便、成本适宜、利于规模化、工业化生产，可广泛用于食品、饮料、饲料或化妆品领域。

Description

氨基酸短肽螯合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及氨基酸短肽螯合物及其制备方法。特别涉及天冬氨酸短肽螯合物和谷氨酸短肽螯合物及其制备方法。

背景技术

多种氨基酸和多种金属元素是人体和动物体所必需的营养素，这些营养素主要从食物和饲料中摄取。食物和饲料进入人体和动物体经胃和小肠消化后，蛋白质由长链肽变为短链肽。最新研究(林煌映《畜牧市场》2005年第8期，76-78)表明，蛋白质消化吸收理论逐步形成一些新观点，即蛋白质在肠腔内的最终水解产物，除氨基酸外，还有部分小肽，而且小肽可以和游离氨基酸一样被肠粘膜吸收并转运进入血液循环。同时，小肽和游离氨基酸的吸收是两个独立的转运系统，与游离氨基酸相比，小肽具有吸收速度快、耗能低、不易饱和，且各种肽之间的转运无竞争性与抑制性等特点。

另有作者(陈宝江，《中国饲料》2004年第5期，34-36)指出，小肽可提高矿物元素的吸收利用率，即小肽可与Ca、Zn、Cu、Fe等矿物元素形成螯合物，增加其可溶性，以利于机体吸收。Fouad(1974)(见上陈宝江文)指出，位于五元环和六元环络合物中心的金属元素可通过小肠绒毛刷状缘，以小肽形式被吸收。另有作者(苏纯阳，《饲料工业》2002年第23卷第1期，15-18)进一步指出，微量元素氨基酸螯合物是由某种可溶性金属盐中的一个金属元素离子同氨基酸或短肽物质按一定的摩尔比以配位键和离子键结合而成有机微量元素螯合物。

由此可见，氨基酸短肽螯合物，既能以中性分子配合物(螯合物)形式在生物体内不受阻碍地转运，又能被小肠整体吸收，这就显示出小肽营养的许多优势：可加快蛋白质的合成、提高矿物元素的吸收利用率、提高动物机体的免疫力、具有生理调节作用等。

更为重要的是：人体吸收这类氨基酸短肽螯合物，可同时起到双补作用：既补充金属元素，又补充了氨基酸。将其制成保健品，将充分体现出营养保健的崭新理念。

有关天冬氨酸短肽螯合物和谷氨酸短肽螯合物，至今尚未发现有文献报道。申请人经过长期研究和大量试验，制备获得了天冬氨酸短肽螯合物和谷氨酸短肽螯合物，从而完成了本发明。

发明内容

本发明第一个目的在于提供氨基酸短肽螯合物，该氨基酸短肽螯合物为具有式(I)的天冬氨酸短肽螯合物

-[-C₈H₈O₆N₂M·X H₂O-]_n- (I)

或具有式(II)的谷氨酸短肽螯合物

-[-C₁₀H₁₂O₆N₂M·X H₂O-]_n- (II)

其中，M为Ca、Mg、Zn或其他二价过渡金属元素中的一种；X为0-3，n为5-7。

在通式(I)和(II)中，M优选为Ca、Mg、Zn、Cu或Fe，更优选为Ca、Mg或Zn。n是短肽的结构单元数，一般控制在5-7；X是水分子数，依据反应条件的不同而略有差别，一般X为0-3。

本发明化合物中所指的氨基酸短肽，包括天冬氨酸短肽和谷氨酸短肽，但不仅限于此，也可以是其它氨基酸短肽，或是两种和多种氨基酸短肽的共聚物。

本发明第二个目的在于提供上述氨基酸短肽螯合物的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)制备氨基酸螯合物：将L-天冬氨酸或L-谷氨酸与金属化合物按2.0∶0.8-2.0∶1.5的摩尔比，在水溶液中，在40-100℃反应2.0-10.0小时，进行过滤、重结晶提纯精制处理；

(2)制备氨基酸短肽螯合物：将来自步骤(1)的精制后的产物在160-260℃进行缩聚反应2.0-10.0小时，即得白色或微黄色氨基酸短肽螯合物。

上述金属化合物可选自氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙；氧化镁、氢氧化镁；氧化锌、氢氧化锌；氧化铁；氧化铜、氢氧化铜中的一种，或选自其它钙、镁、锌化合物中的一种。

本发明还提供上述氨基酸短肽螯合物的另一种制备方法，该方法包括将天冬氨酸金属螯合物或谷氨酸金属螯合物于160-260℃缩聚反应2.0-10.0小时，即得白色或微黄色氨基酸短肽螯合物。优选地，氨基酸短肽螯合物是天冬氨酸短肽螯合物或谷氨酸短肽螯合物。所述天冬氨酸金属螯合物选自天冬氨酸钙或天冬氨酸镁，所述谷氨酸金属螯合物选自谷氨酸钙或谷氨酸镁。

本发明的第三个目的在于提供含有本发明氨基酸短肽螯合物的组合物。

通过本发明方法制得的天冬氨酸短肽螯合物或谷氨酸短肽螯合物纯度高、质量稳定、工艺简便、成本适宜、利于规模化、工业化生产的优点，可广泛用于食品、饮料、饲料或化妆品领域。

附图说明

图1是实施例1中天冬氨酸短肽螯合钙的红外光谱图；

图2是实施例2中天冬氨酸短肽螯合钙的红外光谱图；

图3是实施例2中天冬氨酸短肽螯合钙的¹³CNMR谱图；

图4是实施例3中天冬氨酸短肽螯合钙的红外光谱图；

图5是实施例4中谷氨酸短肽螯合钙的红外光谱图；

图6是实施例4中谷氨酸短肽螯合钙的¹³CNMR谱图；

图7是实施例5中天冬氨酸短肽螯合镁的红外光谱图；

图8是实施例5中天冬氨酸短肽螯合镁的¹³CNMR谱图；

图9是实施例6中谷氨酸短肽螯合镁的红外光谱图；

图10是实施例7中天冬氨酸短肽螯合锌的红外光谱图；

图11是实施例7中天冬氨酸短肽螯合锌的¹³CNMR谱图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，并对下述实施例的产物进行了元素分析、分子量测定、红外光谱测定、核磁共振谱测定。其中，利用意大利FlashEA 1112型元素分析仪进行了元素分析；利用美国Waters公司凝胶渗透色谱仪进行分子量测定，该色谱仪的色谱柱为Ultrahydrogel liner 6～13μm(7.8×300mm)GPC柱，泵：515HPLC泵，检测器：示差折光检测器-717Autosample；标样：葡聚糖。流动相0.1mol/L NaNO₃水溶液。借用美国SIGMA公司测定聚天冬氨酸钠的粘均分子量Mη的方法测定各产品的粘均分子量；采用美国Thermo ElectronNicolet 8700FTIR仪进行了红外光谱测定；采用德国Bruker av 600MHz核磁共振仪，以D₂O为溶剂，在室温和300K条件下进行¹³CNMR谱的测定。

实施例1

1、天冬氨酸短肽螯合钙的制备：

在500ml三口瓶中，加入去离子水80ml，加热、搅拌至60℃，加入L-天冬氨酸20g，搅拌、升温至70℃以上，加入CaO 4.2g，在70-80℃之间搅拌溶解至完全透明，调节pH至7.0-7.5。经过滤、重结晶精制处理后，在195℃缩聚反应4小时，得白色粉末状固体，产率为96.46％。

2、产物分析：

(1)将上述产物用Flash EA 1112型元素分析仪进行元素分析，结果如下：

表1

元素(％)	N	C	H	Ca
元素(％)	N	C	H	Ca	计算值	9.21	31.58	3.98	13.17
实测值	9.06	31.05	4.12	12.96	计算值	9.21	31.58	3.98	13.17

(2)将上述产物用Nicolet-8700FTIR仪进行红外光谱测定，结果如下(见图1)：

3113～3407cm^-1宽带强吸收(-NH伸缩振动，氢键)

1594.75cm^-1强吸收(酰胺C＝O伸缩振动，-NH变形振动)

1397.86cm^-1强吸收(-COO^-对称伸缩振动)

(3)凝胶色谱测定结果：重均分子量M_w＝1471，多分散性指数M_w/M_n＝1.10

实施例2

1、天冬氨酸短肽螯合钙的制备：

在3000ml三口瓶中，加入去离子水2000ml，加热、搅拌至60℃，加入L-天冬氨酸504g，搅拌、升温至80℃以上，加入Ca(OH)₂140g，在85-90℃之间搅拌至物料完全溶解，溶液达到透明，调节pH至7.0。经过滤、重结晶精制处理后，在190℃缩聚反应5小时，得白色粉末状固体，产率为94.95％。

2、产物分析：

表2

元素(％)	N	C	H	Ca
元素(％)	N	C	H	Ca	计算值	8.94	30.67	4.18	12.79
实测值	9.37	30.20	4.30	12.87	计算值	8.94	30.67	4.18	12.79

(2)将上述产物用Nicolet-8700 FTIR仪进行红外光谱测定，结果如下(见图2)：

3125～3406cm^-1宽带强吸收(-NH伸缩振动，氢键)

1600.62cm^-1强吸收(酰胺C＝O伸缩振动，-NH变形振动)

1396.91cm^-1强吸收(-COO^-对称伸缩振动)

(3)凝胶色谱测定结果：重均分子量M_w＝1752，多分散性指数M_w/M_n＝1.04

(4)核磁共振谱测定：结果见图3。图3中有4个化学位移，б_36。56是亚甲基(-CH₂-)上C的化学位移：б_51。99是次甲基(-CH-)上C的化学位移：б_174。55是酰胺羰基

上C的化学位移；б_177。83是羧羰基

上C的化学位移。图3的结果表明，在这种天冬氨酸短肽螯合钙中，存在4种C原子，而且其数量几乎是完全相等的。这个结果与StevenK.Wolk(Macromolecules 1994，27，7613～7620)及韶晖(油田化学，2001，Vol.18，No.2)所报道的聚天冬氨酸钠的¹³CNMR谱图基本吻合。

实施例3

1、天冬氨酸短肽螯合钙的制备：

在3000ml三口瓶中，加入去离子水2000ml，加热、搅拌至70℃，加入CaO106.2g，搅拌、升温至80℃，加入L-天冬氨酸504g，搅拌升温至90-100℃，物料溶解成透明溶液，调节pH至7.0-7.5。经过滤、重结晶精制处理后，在195℃缩聚反应4小时，得白色粉末状固体，产率为94.38％。

2。、产物分析：

表3

元素(％)	N	C	H	Ca
元素(％)	N	C	H	Ca	计算值	8.94	30.67	4.18	12.79
实测值	9.33	30.78	3.78	13.43	计算值	8.94	30.67	4.18	12.79

(2)将上述产物用Nicolet-8700FTIR仪进行红外光谱测定，结果如下(见图4)：

3133～3423cm^-1宽带强吸收(-NH伸缩振动，氢键)

1589.80cm^-1强吸收(酰胺C＝O伸缩振动，-NH变形振动)

1396.90cm^-1强吸收(-COO^-对称伸缩振动)

(3)粘均分子量测定的结果：分子量M_η＝2104

实施例4

1、谷氨酸短肽螯合钙的制备：

在500ml三口瓶中，加入去离子水80ml，升温、搅拌至80℃，加入CaO 3.8g，继续升温、搅拌至90℃以上，加入谷氨酸20g，搅拌至物料完全溶解成透明溶液，经过滤、重结晶精制处理后，在192℃缩聚反应4小时，得淡黄色粉末状固体，产率为95.98％。

2、产物分析：

表4

元素(％)	N	C	H	Ca
元素(％)	N	C	H	Ca	计算值	9.45	40.54	4.08	13.53
实测值	9.68	39.52	4.84	12.75	计算值	9.45	40.54	4.08	13.53

(2)将上述产物用Nicolet-8700FTIR仪进行红外光谱测定，结果如下(见图5)：

3256～3377cm^-1(-NH伸缩振动，氢键)

1677.70cm^-1(酰胺C＝O伸缩振动)

1589.60cm^-1(-COO^-反对称伸缩振动)

1417.50(-COO^-对称伸缩振动)

(3)粘均分子量测定的结果：分子量M_η＝1753。

(3)核磁共振谱测定：结果见图6的¹³CNMR谱图。图6中б_25。289、б_29。671、б_58。285、б_180。387、б_181。76，分别对应于-CH₂-、-CH₂-、-CH-、

上C的化学位移。图6的结果表明，谷氨酸短肽螯合物上存在5种C原子，而且两个-CH₂-还是不等价的。

实施例5

1、天冬氨酸短肽螯合镁的制备：

在500ml三口瓶中，加入去离子水80ml，升温、搅拌至60℃，加入L-天冬氨酸20g，继续升温、搅拌至80℃，加入MgO 3.03g，继续搅拌至物料溶解成透明溶液，经过滤、重结晶精制处理后，在190℃缩聚反应4.5小时，得微黄色粉末状固体，产率为95.24％。

2、产物分析：

表5

元素(％)	N	C	H	Mg
元素(％)	N	C	H	Mg	计算值	9.71	33.31	4.19	8.42
实测值	9.89	33.03	4.05	8.42	计算值	9.71	33.31	4.19	8.42

(2)将上述产物用Nicolet-8700FTIR仪进行红外光谱测定，结果如下(见图7)：

3155～3423cm^-1宽带强吸收(-NH伸缩振动，氢键)

1619.42cm^-1强吸收(酰胺C＝O伸缩振动，-NH变形振动)

1405.24cm^-1强吸收(-COO^-对称伸缩振动)

(3)凝胶色谱测定的结果：重均分子量M_w＝1636，多分散性指数M_w/M_n＝1.15

(4)核磁共振谱测定：结果见图8的¹³CNMR谱图。图8中б_36。53、б_52。16、б_{174。 27}、б_177。59，分别对应于-CH₂-、-CH-、上C的化学位移，这与图3几乎完全相同。图8与图3几乎完全相同，表明金属的种类对谱图的影响很小。

实施例6

1、谷氨酸短肽螯合镁的制备：

在500ml三口瓶中，加入去离子水80ml，加热、搅拌至80℃，加入MgO 3.0g，加入谷氨酸20g，在80-90℃，搅拌至物料溶解成透明溶液，经过滤、重结晶精制处理后，在190℃缩聚反应3.5小时，得白色粉末状固体，产率为91.58％。

2、产物分析：

表6

元素(％)	N	C	H	Mg
元素(％)	N	C	H	Mg	计算值	9.38	40.23	4.73	8.14
实测值	9.65	40.06	4.93	8.57	计算值	9.38	40.23	4.73	8.14

(2)将上述产物用Nicolet-8700FTIR仪进行红外光谱测定，结果如下(见图9)：

3400.9cm^-1宽带强吸收(-NH伸缩振动，氢键)

1623.40cm^-1强吸收(酰胺C＝O伸缩振动，-NH变形振动)

1418.50cm^-1强吸收(-COO^-对称伸缩振动)

(3)粘均分子量测定的结果：M_η＝1935

实施例7

1、天冬氨酸短肽螯合锌的制备：

在500ml三口瓶中，加入去离子水80ml，加热、搅拌至60℃，加入L-天冬氨酸20g，继续升温、搅拌至80℃，加入ZnO 6.1g，在80-90℃搅拌至物料溶解成透明溶液，经过滤、重结晶精制处理后，在190℃缩聚反应4小时，得淡黄色粉末状固体，产率为90.47％。

2、产物分析：

表7

元素(％)	N	C	H	Zn
元素(％)	N	C	H	Zn	计算值	8.50	29.15	3.67	19.84
实测值	8.96	29.76	3.30	20.58	计算值	8.50	29.15	3.67	19.84

(2)将上述产物用Nicolet-8700FTIR仪进行红外光谱测定，结果如下(见图10)：

3252.54cm^-1宽带强吸收(-NH伸缩振动，氢键)

1614.84cm^-1强吸收(酰胺C＝O伸缩振动，-NH变形振动)

1399.44cm^-1强吸收(-COO^-对称伸缩振动)

(3)凝胶色谱测定的结果：重均分子量M_w＝2066，多分散性指数M_w/M_n＝1.26

(4)核磁共振谱测定：结果见图11的¹³CNMR谱图。图11中б_36。545、б_51。73、б_174。58、б_177。79，分别对应于-CH₂-、-CH-、上的C的化学位移，但在这些主要化学位移附近又出现相邻的化学位移。图11的结果表明，天冬氨酸短肽螯合锌分子量较大(M_w＝2066)，分子量分布略宽(M_w/M_n＝1.26)，导致各个C原子所处的化学环境起了变化，所以¹³CNMR谱图更为复杂。

通过上述具体的实施例，更容易理解本发明。上述实施例只是举例性描述，而不用来限制本发明的范围。

Claims

1、氨基酸短肽螯合物，其特征在于所述的氨基酸短肽螯合物为具有式(I)

-[-C₈H₈O₆N₂M·X H₂O-]_n- (I)的天冬氨酸短肽螯合物，或者为具有式(II)

-[-C₁₀H₁₂O₆N₂M·X H₂O-]_n- (II)的谷氨酸短肽螯合物，其中M选自Ca、Mg、Zn或其他二价过渡金属元素中的一种；n是结构单元数，为5-7；X是水分子数，为0-3。

2、根据权利要求1所述的氨基酸短肽螯合物，其特征在于M选自Ca、Mg、Zn、Cu或Fe。

3、根据权利要求1或2所述的氨基酸短肽螯合物，其特征在于M选自Ca、Mg或Zn。

4、一种制备权利要求1-3所述氨基酸短肽螯合物的方法，包括将天冬氨酸金属螯合物或谷氨酸金属螯合物于160-260℃缩聚反应2.0-10.0小时，得到白色或微黄色氨基酸短肽螯合物的步骤。

5、根据权利要求4所述的方法，其中所述天冬氨酸金属螯合物为天冬氨酸钙或天冬氨酸镁，谷氨酸金属螯合物为谷氨酸钙或谷氨酸镁。

6、一种制备权利要求1-3所述氨基酸短肽螯合物的方法，包括以下步骤：

(1)制备氨基酸螯合物：将L-天冬氨酸或L-谷氨酸与金属化合物按2.0∶0.8-2.0∶1.5的摩尔比，在水溶液中，在40-100℃，反应2.0-10.0小时，进行过滤、重结晶提纯精制处理。

(2)制备氨基酸短肽螯合物：将来自步骤(1)的精制后的产物在160-260℃进行缩聚反应2.0-10.0小时，获得白色或微黄色氨基酸短肽螯合物。

7、根据权利要求6所述的方法，其中所述的金属化合物选自氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙；氧化镁、氢氧化镁；氧化锌、氢氧化锌；氧化铁；氧化铜、氢氧化铜中的一种，或选自其它钙、镁、锌化合物中的一种。

8、含有权利要求1-3所述氨基酸短肽螯合物的组合物。