PT1556336E - Complexos metálicos de ácidos alfa-amino dicarboxílicos - Google Patents
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Description
1
Descrição "Complexos metálicos de ácidos alfa-amino dicarboxílicos"
Campo da invenção A presente invenção refere-se ao campo dos suplementos alimentares para animais e mais particularmente à preparação e valor nutricional de novos complexos metálicos de ácidos examino dicarboxilicos tais como os ácidos aspártico e glutâmico.
Antecedentes da invenção A presença de metais essenciais em quantidades suficientes e numa forma biologicamente disponível na dieta é essencial para manter a saúde e bem-estar de animais domésticos e aves de capoeira. Dado que os metais essenciais tais como o cobre, ferro, manganês e zinco são frequentemente deficientes nos ingredientes da alimentação comum, são frequentemente adicionadas quantidades suplementares destes nutrientes à alimentação de animais domesticados e aves de capoeira. Foram desenvolvidos vários aditivos de alimentação comerciais para proporcionar os metais essenciais em formas que sejam biologicamente facilmente utilizáveis. 0 grau de disponibilidade biológica de nutrientes é frequentemente designado como "biodisponibilidade". A biodisponibilidade de metais essenciais depende das propriedades físicas e/ou químicas da forma na qual os metais se encontram presentes na dieta. A biodisponibilidade cada vez maior de metais suplementares é benéfica porque permite a utilização de concentrações menores de metais na dieta para corresponder às 2 necessidades nutricionais dos animais, enquanto diminui os efeitos perigosos potenciais de elevados niveis destes metais tanto nos animais como no ambiente.
Encontram-se disponíveis vários produtos comerciais nos quais os oligoelementos se encontram mais biodisponíveis do que a fonte inorgânica correspondente do metal. A biodisponibilidade melhorada é atribuída à associação do metal com uma molécula orgânica, geralmente conhecida como ligando. Esta associação ou ligação resulta na disponibilidade cada vez maior do metal para utilização por animais, isto é numa biodisponibilidade cada vez maior. A biodisponibilidade cada vez maior dos elementos essenciais nestes produtos é o resultado da solubilidade cada vez maior, maior estabilidade no intestino, absorção melhorada na circulação e/ou utilização metabólica melhorada.
Encontram-se comercialmente disponíveis diferentes tipos de produtos que contêm um oligoelemento associado a um ligando orgânico. Estes podem ser classificados em diferentes grupos com base na natureza do ligando utilizado no fabrico do produto. Numa classe de produtos, são utilizados aminoácidos como os ligandos que formam complexos ou quelatos com o metal. Os exemplos destes produtos encontram-se descritos na US 3.941.818, 3.950.372, 4.067.994, 4.863.898, 4.900.561, 4.948.594, 4.956.188, 5.061.815, 5.278.329, 5.583.243 e 6.166.071. Um segundo grupo de aditivos de alimentação incluem os sais metálicos de ácidos carboxílicos de cadeia curta tal como o ácido propiónico (veja US 5.591.878, 5.707,679, 5.795.615 e 5.846.581). Um terceiro 3 grupo de aditivos de oligoelemento é classificado pelos American Feed Control Officials (funcionários americanos do controlo de alimentação) como proteinato de metal e definido como "o produto resultante da guelação de um sal solúvel com aminoácidos e/ou proteina parcialmente hidrolisada". Os exemplos destes produtos encontram-se descritos na US 3.440.054, 3.463.858, 3.775.132, 3.969.540, 4.020.158, 4.076.803, 4.103.003, 4.172.072 e 5.698.724. O requerente comum do presente pedido sintetizou e patenteou no passado complexos metálicos de aminoácidos como uma fonte mais biodisponivel de elementos essenciais. Os seguintes são exemplos destas patentes: US 3.941.818, 3.950.372, 4.021.569, 4.039.681, descrevendo a 4.067.994 complexos de ácido alfa-amino 1:1, de preferência metionina DL com os metais de transição zinco, crómio, manganês e ferro. A formação de complexos semelhantes com metionina L encontra-se descrita na US 5.278.329. As US 4.900.561 e 4.948.594 descrevem complexos de ácidos alfa-amino de cobre que contêm grupos terminais amino. Os complexos de cobre, manganês, zinco e ferro com ácidos alfa hidróxil alifáticos carboxilicos encontram-se descritos nas US 4.956.188 e 5.583.243. As US 4.670.269 e 4.678.854 descrevem complexos de cobalto com ácido poli-hidróxil carboxilico tal como o ácido glucohetanóico. Os complexos aminoácidos L-lisina com oligoelementos encontram-se descritos na US 5.061.815. A eficiência dos compostos descritos nestas patentes tem sido demonstrada de dados proporcionados em algumas destas 4 patentes e em várias publicações cientificas e relatórios técnicos.
As patentes acima descrevem a utilização de ácidos puros sintéticos ou naturais amino ou hidróxil. Na US 5.698.724 o requerente do presente pedido descreveu a síntese de complexos de elementos essenciais com aminoácidos naturais obtidos pela hidrólise de proteínas. Desde que esta patente foi publicada, um grande número de estudos de campo mostraram que metais destes complexos encontram-se mais biodisponíveis do que metais de fontes inorgânicas.
Com base na nossa experiência com complexos metal-aminoácidos tal como descrito nas referências citadas acima, concluímos que os complexos 1:1 dos metais Zn, Mn, Cu, Co, Fe, são fontes nutricionais efectivas dos metais e mais vantajosos do que os complexos 1:2. Estes complexos 1:1 existem como pares de iões nos quais o metal aminoácido compreende o catião. 0 contra-ião (anião) é proporcionado por um ácido mineral e é necessário para compensar a carga no catião. A exigência do anião externo resulta em produtos nos quais o conteúdo de metal se encontra limitado. 0 objectivo da presente invenção é o de desenvolver complexos metal-aminoácidos nos quais o aminoácido tem um duplo papel. Serve como ligando bidentado para formar um complexo com o ião metálico, e o contra-ião para compensar a carga no complexo catiónico. Isto permite a preparação de complexos cristalinos estáveis que contêm 20 a 30% de metal. Os ácidos a-amino dicarboxílicos, aspárticos, e glutâmicos são exemplos de ligandos apropriados que correspondem a estas exigências. 5
Uma revisão cuidadosa da patente e literatura cientifica indicou que algumas fontes fazem referência a compostos que contêm metais e ácido aspártico ou glutâmico. Contudo, não é sempre claro que complexos estão a ser descritos e qual é a relevância desta técnica anterior para a utilização pretendida destes complexos em nutrição contemplados na presente invenção. Foram publicados em 1966 dois relatórios científicos descrevendo as estruturas de cristal de cobre glutamato dihidrato e zinco glutamato dihidrato. No primeiro relatório o cobre glutamato dihidrato foi obtido pela evaporação lenta de uma solução de ácido glutâmico e nitrato de cobre (The Crystal Structure of Cooper Glutamate Dihidrate, Cario M. Gramaccioli e Richard E. Marsh, Acta Cryst., 21.594 (1966)). A estrutura dos cristais azul-esverdeados foi determinada por cristalografia por raios X. Um periódico associado relatou a estrutura dos cristais de zinco glutamato dihidrato obtidos pela evaporação de uma solução aquosa de óxido de zinco em ácido glutâmico (The Crystal Structure of Zinc Glutamate Dihidrate, Cario M. Gramaccioli, Acta Cryst., 21.600 (1966)).
Encontram-se comercialmente disponíveis vários sais de ácido aspártico e ácido glutâmico com metais alcalinos tal como sódio, potássio, cálcio e magnésio. O aspartato de magnésio que contém 17 a 20% de magnésio e aspartato de cálcio que contém 20% de cálcio encontram-se comercialmente disponíveis e são possivelmente os sais neutrais que contêm um catião de magnésio ou cálcio neutralizado por um anião dibásico de ácido aspártico. Os sais ácidos de cálcio e zinco 6 de ácidos aspárticos e glutâmicos que contêm um catião dibásico e duas moléculas dos ácidos dibásicos, encontram-se comercialmente disponíveis. 0 aspartato de magnésio encontra-se incluido entre os sais orgânicos de magnésio utilizados para o tratamento ou profilaxia de doenças auto-imunes no texto e reivindicações da US 6.248.368 BI. Contudo, o pirofosfato de magnésio é isolado como o sal de magnésio preferido de acordo com a presente invenção. Um processo e composição para tratamento da dor de cabeça utilizando sais de magnésio encontram-se descritos na US 6.218.192 BI. Embora o aspartato de magnésio e o cloridrato de aspartato de magnésio tenham aparecido entre os sais de magnésio mencionados no texto, o foco pareceu ser a administração de sais de magnésio solúveis em água, especificamente sulfato de magnésio e cloreto de magnésio. A US 6.210.690 BI descreve uma composição emulsionada do tipo água em óleo para utilização em cosméticos para a pele e para o cabelo. Estas emulsões são estabilizadas por diferentes aditivos incluindo sais ou aminoácidos. Embora o aspartato de magnésio e os glutamatos de magnésio e cálcio tenham sido incluídos entre os possíveis sais aminoácidos apresentados no texto, somente o glutamato de sódio é que foi apresentado nas reivindicações. Uma mistura de sabores para mascarar o sabor desagradável dos compostos de zinco encontra-se descrita na US 6.169.118 BI. No texto desta patente, os inventores mencionam o aspartato de zinco como um dos exemplos de compostos de zinco que podem beneficiar dos ensinamentos da invenção. 7
Os textos de duas patentes relacionadas ensinam que pode ser utilizado cloridrato de aspartato de magnésio como um dos electrólitos num suplemento nutriente antemortem para gado (US 5.505.968 e 5.728.675). A US 5.401.770 descreve complexos de zinco de ácidos naturais alfa aminados como agentes antipruriginosos. Nestes complexos o rácio molar do aminoácido para o zinco é de 2:1. Uma composição microbicida obtida pela combinação sob condições acidicas de quantidades equimolares de um sal metálico, num aminoácido e num ácido inorgânico, encontra-se descrita na US 6.242.009 Bl. Entre os sais metálicos descritos encontram-se aqueles de prata, zinco, cobre, mercúrio, crómio, manganês, níquel, cádmio, arsénico, cobalto, alumínio, chumbo, selénio, platina, ouro, titânio, zinco ou as suas combinações. Do mesmo modo, os ácidos glutâmicos e aspárticos encontram-se entre os aminoácidos apresentados. Uma cura para o resfriado comum que contém um composto de zinco altamente ionizável, encontra-se descrita na US 5.409.905. O inventor declara que os complexos de zinco tais como o citrato de zinco, aspartato de zinco e quelatos aminoácidos de zinco encontram-se demasiado ligados a pH 7,4, para libertar iões de zinco suficientes para serem úteis e encontram-se fora do escopo da invenção. Várias patentes US fazem referência aos sais metálicos de ácidos glutâmicos e aspárticos em conjunção com outras invenções. A US 2.810.754 descreve a utilização do complexo de glutamato de cobre como um intermediário na preparação da glutamina a partir de ácido glutâmico. A recuperação de ácido glutâmico de soluções que contêm o mesmo por precipitação de sais de glutamato de zinco encontra-se descrita na patente US 2.849.468. A US 4.167.564 descreve um processo para melhorar a estabilidade de complexos metal-aminoácidos contendo 2-16 moles do aminoácido por um mole de metal incorporando na mistura um sistema tampão que controla o pH do complexo e o seu meio que o cerca. Os quelatos de aminoácido que consistem num ião metálico quelado com um ou mais ligandos e que se encontram essencialmente livres de radicais de aniões diferentes de hidróxilo e aniões de ácidos orgânicos fracos, encontram-se descritos na US 4.599.152. Um processo para a produção de monoglutamato ferroso reagindo numa solução aquosa um sal ferroso com um material ácido glutâmico encontra-se descrito na US 3.168.541. Uma dieta melhorada para animais para curtumes tais como o vison encontra-se descrita na US 3.911.117. A dieta contém peixe marinho cru e um quelato de ferro férrico com um ácido orgânico. Contudo, não é descrita a natureza química exacta do quelato de ião férrico com os ácidos orgânicos.
Duas patentes US relacionadas descrevem uma composição para tratamento de cabelo para melhorar o fornecimento de aminoácidos para o cabelo e escalpe formando um "complexo de partículas de metal aminoácido", compreendendo os metais descritos na patente, o zinco (US 5.911.978 e US 6.228.353). 0 texto e reivindicações destas patentes apresentam 9 aminoácidos incluindo o ácido glutâmico. Contudo, os exemplos em ambas as patentes utilizam cistina, um enxofre aminoácido que contém dois grupos carboxilo e dois alfa-aminados. 0 complexo de zinco formado com cistina é largamente diferente 9 daquele formado entre zinco e ácido glutâmico. A US 5.348.749 descreve a utilização de complexos metal-aminoácidos entre outras substâncias para o tratamento de perturbações do pânico. Os sais de zinco de ácidos glutâmicos e aspárticos que contêm duas moléculas do aminoácido por um ião de zinco encontram-se entre os compostos descritos na presente patente.
Nenhuma das referências acima descritas apresenta qualquer descrição especifica de complexos neutros de ácidos dicarboxilicos tais como o aspártico e glutâmico nos quais o aminoácido tem um papel duplo tal como o ligando bidentado que forma um complexo com o vestigio mineral de ião metálico e como o contra-ião para equilibrar a carga do complexo catiónico. É, por isso, um objectivo primário da presente invenção proporcionar tais complexos neutros numa forma estável que proporcionam 20% a 30% do peso metal.
Um outro objectivo é o de proporcionar suplementos nutricionais para alimentação animal/aves de capoeira que contêm esses complexos neutrais.
Ainda um outro objectivo é o de proporcionar um processo de complementação nutricional de animais e aves de capoeira que proporciona vestígios minerais biodisponíveis, e aminoácidos sem qualquer risco significativo de poluição. E, ainda um objectivo adicional é o de proporcionar um processo eficiente e económico para realizar os complexos da presente invenção. O processo e modo de alcançar estes e outros objectivos tornar-se-ão visiveis da descrição que se segue. 10
Sumário da invenção A presente invenção refere-se ao desenvolvimento de novos complexos metal-aminoácidos que são mais eficientes em corresponder às necessidades dietéticas de animais e humanos do que fontes de metal actualmente disponíveis. Os metais encontram-se mais biodisponiveis destes complexos do que as formas inorgânicas. Estes complexos apresentam um potencial comercial porque são estáveis e podem ser obtidos por processos práticos a um custo razoável sem o risco de poluição ambiental.
Os compostos descritos na presente invenção são complexos neutros de um dos oligoelementos essenciais tais como cobre, manganês e zinco com α-aminoácidos dicarboxilicos tais como o ácido glutâmico e ácido aspártico. O ligando aminoácido é seleccionado para ter um duplo papel, como o ligando bidentado que forma um complexo com o ião metálico, e como contra-ião para equilibrar a carga no complexo catiónico do metal e a fracção amino-carboxílica.
Descrição pormenorizada de uma forma de realização preferida
Encontra-se agora bem definido que os metais essenciais encontra-se mais biodisponiveis de complexos aminoácidos do que de formas inorgânicas do metal. A maioria dos complexos essenciais metal aminoácidos podem ser classificados sob um de dois grupos maiores com base no rácio do metal para o aminoácido no complexo. O primeiro grupo é o complexo no qual o rácio de metal essencial para aminoácido é de 1:1. Estes complexos existem geralmente como pares de iões nos quais o 11 catião é composto pelo complexo aminoácido metálico e o anião é aquele de um ácido mineral tal como ácido sulfúrico ou clorídrico. Estes complexos são geralmente facilmente solúveis em água e apresentam uma elevada biodisponibilidade. Uma desvantagem destes complexos é que eles são higroscópicos. Os complexos na forma seca sem transportador são difíceis de manusear e absorvem humidade durante o transporte, armazenamento e mistura com outros ingredientes da alimentação. Por isso, estes complexos encontram-se geralmente disponíveis misturados com portadores apropriados para melhorar as suas propriedades físicas. Isto resulta num produto que apresenta um conteúdo limitado de metal frequentemente na gama dos 10 a 15%. O segundo grupo de complexos aminoácidos metálicos é aquele no qual o rácio do metal para o aminoácido é de 1:2. Os complexos neste grupo geralmente são ligeiramente solúveis em água. Eles encontram-se frequentemente presentes como pós com boas propriedades físicas para misturar com outros ingredientes de alimentação. Algumas das desvantagens deste grupo compreendem o custo, isto é eles contêm uma fracção relativamente elevada do seu peso na forma de aminoácidos geralmente dispendiosos. Uma outra desvantagem é que o conteúdo de metal é baixo e encontra-se limitado pelo peso molecular do aminoácido. Uma terceira e mais significativa desvantagem é que para que estes complexos sirvam como uma fonte do metal biodisponível, eles têm que dissolver nos conteúdos de ácido do tracto gastrointestinal. Sob as condições de acídicas no lado de absorção, os complexos reequilibram em solução para 12 proporcionar os complexos 1:1 e aminoácidos livres. Como tal, os complexos metal-aminoácidos 1:2 estão a servir como nutrientes dispendiosos e geralmente menos eficientes para os complexos 1:1.
Na presente invenção descrevemos novos complexos metal-aminoácidos que retêm as caracteristicas favoráveis dos complexos 1:1 e 1:2 previamente conhecidos e que não apresentam as suas desvantagens. Estes novos complexos são mais eficientes a corresponder às necessidades dietéticas de animais e humanos do que das fontes de metal actualmente disponíveis. Os metais essenciais são mais biodisponíveis daqueles complexos do que fontes inorgânicas e outros complexos metálicos de resíduos orgânicos actualmente disponíveis. Estes complexos apresentam um potencial comercial porque são estáveis e podem ser obtidos por processos práticos a um custo razoável.
Os complexos neutros da presente invenção são complexos neutros de um dos oligoelementos essenciais com ácidos dicarboxílicos α-aminados. 0 ligando aminoácido é seleccionado para fazer um papel duplo, dado que o ligando bidentado que forma um complexo 1:1 com o ião de metal, e dado que contra-ião equilibra a carga no complexo catiónico do metal e fracção aminocarboxílica. Tal como os actualmente conhecidos e populares complexos 1:1, os novos complexos são alimentados como os complexos 1:1 que são espécies predominantes no PH no lado da absorção no tracto gastrointestinal de animais. Mas ao contrário dos outros complexos 1:1, os novos complexos apresentam excelentes 13 propriedades físicas de modo que eles podem ser transportados, armazenados e adicionados para alimentar na forma sem portador que apresenta um conteúdo de metal relativamente elevado. Quando comparado com os complexos 1:2, os novos complexos partilham as suas excelentes propriedades físicas. Contudo, os novos complexos apresentam a vantagem de serem alimentados na forma que será predominante no pH do lado da absorção sem a necessidade de uma molécula de aminoácido adicional que não irá participar na absorção do metal. Por isso, os novos complexos podem ser obtidos com um conteúdo do metal mais elevado do que os complexos 1:2 correspondentes.
Resumindo, os novos complexos descritos na invenção apresentam as seguintes vantagens em relação aos complexos metal-aminoácidos disponíveis: 1) Os oligoelementos essenciais são mais biodisponíveis dos novos complexos. 2) 0 conteúdo de metal dos complexos é mais elevado. 3) Os novos complexos apresentam excelentes propriedades físicas que tornam o fabrico, fornecimento, armazenamento e mistura para alimentação mais fácil. 4) Os novos complexos são mais estáveis. 5) Os novos complexos podem ser obtidos por processos práticos a um custo mais baixo.
Os metais vestigiais apropriados são: zinco, cobre, manganês, ferro, cobalto, níquel, vanádio e molibdénio. Os elementos preferidos são: zinco, cobre, e manganês. 14
Os aminoácidos dicarboxílicos úteis são: o ácido glutâmico, ácido aspártico, ácido 1,6-dicarboxílico-2-amino hexanóico, 1,7-dicarboxílico-2-amino heptanóico e 1,8-dicarboxílico-2-amino octanóico. Os ácidos preferidos são os ácidos aspártico e glutâmico.
Os produtos podem ser utilizados na forma sem portador ou com um portador. Os portadores apropriados compreendem: hidrogénio fosfato de cálcio, carbonato de cálcio, silica, raspas de milho, e açúcar em pó ou uma mistura de gualguer dos acima mencionados.
Os complexos metal-aminoácidos descritos na presente invenção podem ser obtidos por vários processos. A maioria desses processos envolve a reacção do aminoácido directamente com óxido metálico ou indirectamente formando primeiro o sal de sódio seguido pela reacção com um sal metálico. A utilização de ácido L-glutâmico ou ácido L-aspártico apresenta várias vantagens incluindo custo relativamente elevado, disponibilidade relativamente baixa e baixa solubilidade na água.
Foi tentada a preparação dos complexos metálicos da reacção dos aminoácidos com óxido metálico. Devido à baixa solubilidade dos aminoácidos, uma suspensão do ácido em água foi misturada com o óxido metálico insolúvel em água para proporcionar os complexos metálicos gue apresentam uma baixa solubilidade na água. Isto resultou num produto contaminado que exigia uma cristalização extensiva. Esta abordagem foi abandonada por ser considerada de pouco valor prático. Alternativamente, o aminoácido foi dissolvido numa solução de 15 hidróxido do sódio (ou outra base tal como hidróxido de potássio) para formar um sal de sódio do aminoácido. A solução foi depois tratada com óxido metálico ou uma solução do sal metálico para se obter o complexo de metal aminoácido. Esta abordagem proporcionou produtos de qualidade inconsistente. Quando se utilizou óxido metálico, a qualidade do produto mostrou-se inconsistente e continha quantidades variáveis de contaminação com óxido metálico não reagido. Quando se utilizou uma solução do sal metálico, as condições de reacção tiveram que ser controladas com cuidado para evitar a precipitação dos hidróxidos metálicos.
Foi desenvolvido um processo prático para a preparação dos complexos metal-aminoácidos numa grande escala a um custo razoável. Este processo envolve a mistura de uma solução de glutamato monosódico facilmente solúvel em água com uma solução de um sal metálico solúvel em água. 0 pH desta solução é ajustado pela adição cuidadosa de uma solução de um equivalente molar de uma base. Isto resulta na formação de cristais do complexo de metal aminoácido. A natureza física dos cristais pode ser controlada por dois factores, a concentração do reagente na mistura da reacção e a velocidade de arrefecimento da mistura da reacção após a adição da base. Quando a concentração de reagentes estava elevada ou quando a mistura da reacção foi rapidamente arrefecida, foram formados pequenos cristais. Ajustar o pH para neutro deve ser feito por adição lenta com agitação para evitar formulação de picos de pH elevados que suportam a formação de hidróxidos metálicos insolúveis. 0 arrefecimento rápido pode ser feito 16 pela utilização de um banho de água fria para arrefecer a 20°C, geralmente em meia hora ou menos, dependendo da dimensão da tarefa. Quando a concentração dos reagentes era baixa ou quando a mistura da reacção foi lentamente arrefecida, foram formados grandes cristais. As vantagens deste processo compreendem: 1) O glutamato monosódico encontra-se facilmente comercialmente disponível a um custo razoável. O seu custo é significativamente menor do que aquele do ácido L-glutâmico. O ácido L-glutâmico é aproximadamente duas vezes e meia mais caro do que o glutamato monosódico; 2) O glutamato monosódico é facilmente solúvel em água e a sua solução é ligeiramente acídica. Misturar uma solução de glutamato monosódico com uma solução do sal metálico não resulta na formação de hidróxidos metálicos insolúveis; 3) O custo global de produção é menor porque é necessária somente metade da quantidade de uma base para o ajuste final do pH e formação do produto desejado; e 4) O produto obtido por este processo é consistentemente de qualidade mais elevada do que aquele obtido utilizando o ácido L-glutâmico como um material inicial.
Resumindo, o processo prático e económico descrito na presente invenção para preparar os novos complexos metal-aminoácidos apresenta várias vantagens, incluindo: 17 a) Menor custo. Os complexos podem ser obtidos a um custo menor devido ao custo menor do ingrediente primário (aminoácido) e quantidade menor de base utilizada; b) Rendimento do produto mais elevado. Geralmente 90 a 95% do produto cristaliza a partir da solução. Uma concentração adicional do sobrenadante proporciona cristais adicionais. Alternativamente, o sobrenadante é utilizado como solvente na preparação de outros lotes de produto; c) Melhor qualidade do produto. O facto de ambos, o aminoácido e o metal, poderem ser misturados em solução num pH neutro, a ligeiramente acidico, impede a formação de hidróxidos metálicos insolúveis; e d) Maior consistência. As condições de reacção podem ser facilmente controladas o que resulta num produto mais consistente e num processo mais simples.
Os seguintes exemplos são apresentados para ilustrar os processos práticos de obter estes complexos, as suas propriedades físicas e químicas e a sua utilização como uma fonte de oligoelementos na nutrição animal.
Exemplo 1
Preparação de hidrato de glutamato de zinco dihidrato a partir do ácido glutâmico:
Foi adicionado ácido glutâmico (148,65g, 1,0 mole) a uma solução de hidróxido de sódio (81,07g, 2,0 moles) em 500 ml de água destilada. A mistura foi aquecida com uma agitação vigorosa até todos os sólidos estarem dissolvidos. Para esta 18 solução clara foi adicionada lentamente uma solução de cloreto de zinco (149, 936g, 1,1 moles) com aquecimento e agitação continuas. Começou a formar-se um precipitado cristalino. 0 aquecimento foi interrompido e a agitação continuou até a mistura alcançar a temperatura ambiente. A mistura foi armazenada a 5°C durante 18h. Os cristais foram filtrados e lavados com duas porções de 100 ml de água fria. O precipitado foi seco a 75-80°C durante 8 horas.
Encontrado Teoria1 Rendimento Peso do produto 249 g 246, 55 g 101,00% Zinco (titulação 26, 68% 26, 52% 100,61% EDTA) 1
Calculado para glutamato de zinco dihidrato_ FTIR numa pastilha de brometo de potássio: picos de absorção Θ cerca de 3.309, 6 (m) , 3.255, 6 (m) , 3.178,5 (w) , 2.962,5 (w) , 1.620,1 (vs), 1.566 (vs), 1.415,7 (s) , 1.334,6 (s) , 1.284,5 (m) , 1.114,8 (m) , e 609, 5 (m) cm"1 (w, fraco; m, médio; s, forte; e vs, muito forte).
Exemplo 2
Preparação de glutamato de zinco dihidrato a partir do glutamato monosódico:
Foi adicionado glutamato monosódico monohidrato (748,545 g, 4,0 moles) a 700 ml de água destilada e a mistura aquecida com agitação vigorosa até todos os sólidos estarem dissolvidos. A esta solução clara foi adicionada lentamente uma solução de cloreto de zinco (556,257 g, 4,0 moles) com aquecimento e agitação continuados. Foi adicionada lentamente 19
com agitação continuada uma solução arrefecida de hidróxido de sódio (162,105 g, 4,0 moles) em 400 ml de água destilada. Começou a formar-se um precipitado cristalino. O aquecimento foi interrompido e a mistura foi colocada num banho de água gelada. A agitação foi continuada até a mistura alcançar a temperatura ambiente. A mistura foi armazenada a 5°C durante 18h. Os cristais foram filtrados e lavados com duas porções de 100 ml de água gelada. O precipitado foi seco a 75-80°C durante 8 horas. Encontrado Teoria1 Rendimento Peso do produto 946 g 986,20 g 95,93% Zinco (titulação 26, 71% 26, 52% 100,72% EDTA) Ácido glutâmico 52,28% 60,30% 96,65% (análise ninidrina) 1
Calculado para glutamato de zinco dihidrato_ FTIR numa pastilha de brometo de potássio: picos de absorção @ cerca de 3.328, 9 (m) , 3.253,7 (m) , 2.923, 9 (w) , 1.616,2 (vs), 1.562,2 (vs), 1.409, 9 (s), 1.330,8 (m) , 1.271,0 (m) , 1.103,2 (m) , e 572,8 (m) cm-1 (w, fraco; m, média; s, forte; e vs, muito forte).
Exemplo 3
Preparação de glutamato de cobre dihidrato a partir de ácido glutâmico:
Ácido glutâmico (148,641 g, 1,0 moles) foi adicionado a uma solução de hidróxido de sódio (81, 079 g, 2,0 moles) em 500 ml de água destilada. A mistura foi aquecida com uma agitação vigorosa até todos os sólidos estarem dissolvidos. A 20 esta solução clara foi adicionada lentamente uma solução de cloreto de cobre (170,498 g, 1,0 moles) com aquecimento e agitação continuados. Começou a formar-se um precipitado cristalino. O aquecimento foi interrompido e a agitação foi continuada até a mistura alcançar a temperatura ambiente. A mistura foi armazenada a 5°C durante 24h. Os cristais foram filtrados e lavados com duas porções de 50 ml de água gelada. O precipitado foi seco a 75-80°C durante 8 horas.
Rendimento 100,94% 97,58%
Encontrado Teoria*
Peso do produto 247 g 244,676 g
Cobre (titulação 25,34% 25,97% iodina)_ *Calculado para glutamato de cobre dihidrato FTIR numa pastilha de brometo de potássio: picos de absorção @ cerca de 3.317,3 (m) , 3.224,8 (m) , 2.931,6 (w) , 1.627,8 (vs), 1.573,8 (vs), 1.407,9 (s), 1.353,9 (w), 1.326,9 (w) , 1.265,2 (m) , 1.134,1 (m) , e 759, 9 (m) cm-1 (w, fraco; m, médio; s, forte; e vs, muito forte).
Exemplo 4
Preparação de glutamato de cobre dihidrato a partir do glutamato monosódico:
Foi adicionado glutamato monosódico monohidrato (181,140 g, 1,0 moles) a 200 ml de água destilada e a mistura foi aquecida com agitação vigorosa até todos os sólidos estarem dissolvidos. A esta solução clara foi adicionada lentamente uma solução de cloreto de cobre dihidrato (172,283 g, 1,0 mole) em 200 ml de água com aquecimento e agitação continuados. Foi adicionada lentamente com agitação 21 continuada uma solução arrefecida de hidróxido de sódio (40,509 g, 1,0 mole) em 100 ml de água destilada. A mistura foi colocada num banho de água gelada e a agitação foi continuada. Começou a formar-se um precipitado cristalino azul. A mistura foi armazenada a 5°C durante 18h. Os cristais foram filtrados e lavados com duas porções de 50 ml de água fria. O precipitado foi seco a 75-80°C durante 8 horas.
Encontrado Teoria* Rendimento
Peso do produto 234 g 244,706 g 95,63%
Cobre (titulação 26,50% 25,97% 102,04% iodina)__ *Calculado para glutamato de cobre dihidrato_ FTIR numa pastilha de brometo de potássio: picos de absorção @ cerca de 3.313,5 (s) , 3.219,0 (s), 1.625, 9 (vs) , 1.573, 8 (vs), 1.456, 2 (w) , 1.406, 0 (s), 1.394,4 (s) , 1.355,9 (m) , 1.267,1 (m) , 1.132,1 (m) , e 758,0 (m) cm-1, (w, fraco; m, médio; s, forte; vs, muito forte).
Exemplo 5
Preparação de glutamato de cobre dihidrato a partir de glutamato monosódico:
Foi adicionado o glutamato monosódico monohidrato (748.522 g, 4,0 moles) a 700 ml de água destilada e a mistura foi aguecida com agitação vigorosa até todos os sólidos estarem dissolvidos. A esta solução clara foi adicionada lentamente uma solução de sulfato de cobre pentahidrato (1.019,135 g, 4,0 moles) em 900 ml de água com aguecimento e agitação continuados. Foi adicionada lentamente com agitação continuada uma solução arrefecida de hidróxido de sódio 22 (162,101 g, 4,0 moles) em 400 ml de água destilada. Ocorreu uma reacção vigorosa e começou a formar-se um precipitado cristalino verde. A mistura foi colocada num banho de água gelada e a agitação foi continuada. A mistura foi armazenada a 5°C durante 18h. Os cristais foram filtrados e o precipitado foi seco a 75-80°C durante 8 horas.
Encontrado Teoria* Rendimento Peso do produto 992 g 978,82 g 101.35% Cobre (titulação 25,45% 25,97% 98,00% iodina) *Calculado para glutamato de cobre dihidrato 0 produto foi dividido em duas porções e cada uma misturada com 400 ml de água. A mistura foi aquecida com agitação e depois filtrada. 0 precipitado foi lavado com duas porções de 100 ml de água. 0 precipitado foi seco a 75-80°C durante 8 horas. Encontrado Teoria* Rendimento Peso do produto 992 g 978,82 g 94,20% Cobre (titulação 27,29% 25,97% 105,09% iodina) *Calculado para glutamato de cobre dihidrato O produto parece ser uma mistura de glutamato de cobre de dihidrato e glutamato de cobre anidroso. A recuperação de cobre no passo de purificação é de 99,67%. FTIR numa pastilha de brometo de potássio: picos de absorção @ cerca de 3.313,5 (s) , 3.228, 6 (s) , 1.629, 7 (vs) , 1.573, 8 (vs), 1.456, 2 (w) , 1.406, 0 (s) , 1.388,7 (s) , 1.263,3 23 (m) , 1.132,1 (m) , e 758,0 (m) cm1 (w, fraco; m, médio; s, forte; e vs, muito forte).
Exemplo 6
Preparação de glutamato manganês dihidrato a partir de ácido glutâmico:
Foi adicionado ácido glutâmico (148,672 g, 1,0 moles) a uma solução de hidróxido de sódio (81,049 g, 2,0 moles) em 500 ml de água destilada. A mistura foi aquecida sob agitação vigorosa até todos os sólidos estarem dissolvidos. A esta solução clara foi adicionada lentamente uma solução de cloreto de manganês tetrahidrato (197,932 g, 1,0 mole) em 300 ml de água com aquecimento e agitação continuados. Começou a formar-se, após alguns minutos, um precipitado cristalino. O aquecimento foi interrompido e a agitação foi continuada até a mistura alcançar a temperatura ambiente. A mistura foi armazenada a 5°C durante 24h. Os cristais foram filtrados e lavados com duas porções de 50 ml de água fria. O precipitado foi seco a 75-80°C durante 8 horas.
Encontrado Teoria* Rendimento
Peso do produto 221 g 236,098 g 93,61%
Manganês (titulação 23,52% 23,27% 101,08% EDTA)__ *Calculado para glutamato manganês dihidrato_ FTIR numa pastilha de brometo de potássio: picos de absorção @ cerca de 3.332,8 (m) , 3.251,8 (m) , 2.912,3 (w) , 1.608,5 (vs), 1.546, 8 (vs), 1.419,5 (s) , 1.361,7 (w) , 1.330,8 (w) , 1.276, 8 (w) , 1.087, 8 (s) , e 783, 0 (m) cm"1 (w, fraco; m, médio; s, forte; vs, muito forte).
Exemplo 7
Preparação de glutamato manganês dihidrato a partir de glutamato monosódico:
Foi adicionado glutamato monosódico monohidrato (748,536 g, 4,0 moles) a 700 ml de água destilada, tendo sido a mistura aquecida com uma agitação vigorosa até todos os sólidos estarem dissolvidos. A esta solução clara foi adicionada lentamente uma solução de cloreto de manganês tetrahidrato (807,815 g, 4,0 moles) em 700 ml de água com aquecimento e agitação continuados. Foi adicionada lentamente uma solução arrefecida de hidróxido de sódio (162,082 g, 4,0 moles) em 400 ml de água destilada com agitação continuada. Começou a formar-se um precipitado cristalino castanho claro volumoso. A mistura foi colocada num banho de água gelada e a agitação foi continuada. A mistura foi armazenada a 5°C durante 18 horas. Os cristais foram filtrados e o precipitado foi seco a 75-80°C durante 8 horas.
Encontrado Teoria* Rendimento Peso do produto 886 g 944,39 g 93,821% Manganês (titulação 23,42% 23,27% 100,65% EDTA) *Calculado para glutamato manganês dihidrato 0 produto foi dividido em duas porções e cada uma foi misturada com 400 ml de água. A mistura foi aquecida com
agitação e depois filtrada. O precipitado foi lavado com duas porções de 100 ml de água. O precipitado foi seco a 75-80°C durante 8 horas.
Teoria*
Encontrado
Rendimento 25
Peso do produto 852 g 944,39 g 90,22%
Manganês (titulação 23,97% 23,27% 103,01% EDTA)__ *Calculado para glutamato manganês dihidrato_ O produto parece ser uma mistura de glutamato manganês dihidrato e glutamato manganês anidroso. A recuperação de manganês no passo de purificação é de 98,43%. FTIR numa pastilha de brometo de potássio: picos de absorção @ de cerca 3.338, 6 (s) , 3.244,0 (s) , 2.906, 5 (m) , 1.604,7 (vs), 1.544, 9 (vs), 1.440,7 (s) , 1.326, 9 (s) , 1.274,9 (s) , 1.085, 8 (s) , 765,7 (s) e 559, 3 (s) (m) cm'1 (w, fraco; m, médio; s, forte; vs, muito forte).
Exemplo 8
Preparação de aspartato de zinco a partir de ácido aspártico:
Foi adicionado ácido aspártico (135,825 g, 1,0 moles) a uma solução de hidróxido de sódio (81,043 g, 2,0 moles) em 300 ml de água destilada. A mistura foi aguecida com agitação vigorosa até todos sólidos estarem dissolvidos. Foi adicionada lentamente a esta solução clara uma solução de cloreto de zinco (152,967 g, 1,1 moles) em 200 ml de água com aguecimento e agitação continuados. Começou a formar-se um precipitado cristalino. O aquecimento foi interrompido e a agitação foi continuada até a mistura alcançar a temperatura ambiente. A mistura foi armazenada a 5°C durante 18h. Os cristais foram filtrados e lavados com duas porções de 100 ml de água fria. O precipitado foi seco a 75-80°C durante 8 horas. 26
Encontrado Teoria* Rendimento Peso do produto 49,468 g 196, 38 g 25,19% Zinco (titulação 37,04% 33,29% 111,27% EDTA)
Calculado para aspartato de zinco anidroso__ FTIR numa pastilha de brometo de potássio: picos de absorção @ cerca de 3.423, 4 (m) , 3.257,5 (m) , 2.929, 7 (w) , 1.602,7 (vs), 1.577,7 (vs), 1.438,8 (s), 1.396, 4 (m) , 1.224,7 (w) , 1.184,2 (m) , e 690,5 (w) cm-1 (w, fraco; m, médio; s, forte; vs, muito forte). Ao filtrado acima mencionado foi permitido evaporar lentamente para proporcionar várias culturas intercaladas de cristais de produto.
Exemplo 9
Comparação de várias fontes de zinco na ração alimentícia, ganho diário médio, e eficiência de alimentação em frangos machos.
Foram utilizados no estudo frangos machos comerciais. A tentativa teve inicio no dia 4 pós-incubação e terminou no dia 18. Foram utilizados duzentos e oitenta e oito (288) numa concepção completamente aleatória de 8 tratamentos em 6 repetições de 6 frangos machos cada. Os tratamentos foram dieta basal, dieta basal + 15 ppm de zinco de sulfato de zinco, dieta basal + 30 ppm de zinco de sulfato de zinco, dieta basal + 45 ppm de zinco de sulfato de zinco, dieta basal + 15 ppm de zinco de aspartato de zinco, dieta basal + 30 ppm de zinco de aspartato de zinco, dieta basal + 15 ppm de zinco de glutamato de zinco, dieta basal mais 30 ppm de zinco de glutamato de zinco. A dieta basal não continha um 27 aditivo de fonte de zinco mas verificou-se por análise que continha 42,73 ppm de zinco. Foram adicionados sulfato de zinco, aspartato de zinco e glutamato de zinco como uma pré-mistura de 1% nos tratamentos dietéticos.
Foram determinados para cada tratamento a ração alimentícia e o ganho médio do peso diário. 0 rendimento do crescimento foi analisado como uma concepção completamente aleatória. Recintos para frangos (6 frangos machos cada) serviram como unidade experimental. Foram utilizadas instruções de contrastes lineares e quadráticas apropriadas para tratamentos igualmente espaçados para determinar diferenças nos meios de tratamento. Foram utilizadas várias reduções lineares utilizando o ensaio da razão dos declives para comparar a eficácia de produtos ensaiados e calcular a biodisponibilidade de aspartato de zinco e glutamato de zinco relativamente ao sulfato de zinco (RBV). As biodisponibilidades relativas calculadas de aspartato de zinco e glutamato de zinco encontram-se resumidas no quadro 1. 28 QUADRO 1
Biodisponibilidade relativa de aspartato de zinco e glutamato de zinco em frangos machos Parâmetros Biodisponibilidade relativa (RBV, %) Ganho de peso médio diário Aspartato de Zinco 121,76 Ganho de peso médio diário Glutamato de Zinco 169,54 Ração alimentícia média diária Aspartato de Zinco 108,89 Glutamato de Zinco 190,65
Dos dados acima, pode-se verificar que a invenção alcança os objectivos descritos. Os dados evidenciam a estabilidade dos complexos, a caracteristica desejável de facilidade de capacidade de processamento comparada com os complexos higroscópicos 1:1 e a sua eficiência quando fornecidos como alimentação a pintos de frangos machos.
Os complexos descritos na presente invenção são mais eficientes ao corresponder as necessidades dietéticas de animais e humanos do que fontes metálicas actualmente disponíveis. Isto é atribuído a uma biodisponibilidade mais elevada do metal destes complexos. Uma demonstração da biodisponibilidade mais elevada dos complexos de zinco relativamente ao sulfato de zinco em frangos machos é apresentada no "Exemplo 9". Outros estudos proporcionaram respostas semelhantes confirmando a utilidade prática da presente invenção. 0 quadro 2 mostra a quantidade de 29 alimentação recomendada destes complexos em diferentes espécies animais. Deverá ser realçado que estas quantidades de alimentação são baseadas em normas da indústria gerais e podem ser modificadas para corresponder às necessidades especiais de animais em questão, composição da dieta e concentrações do metal de outras fontes na dieta. QUADRO 2
Quantidade de alimentação recomendada Com posto Gado Bovino Suínos Galinhas Perus Vite los Parque de engorda Lactí- cinios Ração inicial G-F Repro dução Cama das Frangos machos g/cabeça/dia ppm Gluta mato de zinco 1,357 1,357 1,357 151 75 151 151 151 151 Gluta mato de man ganês 0,859 0,859 43 86 86 172 172 172 Gluta mato de cobre 0,481 481 0,481 193 96
Como linha de orientação geral por detrás do quadro 2 para glutamato de zinco, manganês e cobre, o âmbito geral da 30 quantidade de alimentação deve situar-se dentro destas linhas de orientação: 1) O glutamato de zinco pode ser alimentado a uma velocidade de 110 - 1100 ppm de glutamato de zinco equivalente de 30 - 300 ppm de zinco dependendo da espécie animal. O nivel preferido é 50 a 300 ppm de glutamato de zinco. 2) O glutamato manganês pode ser alimentado a uma velocidade de 20 - 770 ppm de glutamato manganês equivalente a 5 - 180 ppm de manganês dependendo das espécies animais. O nivel preferido é de 40 - 210 ppm de glutamato manganês. 3) O glutamato de cobre pode ser alimentado a uma velocidade de 2 0 - 190 ppm de glutamato de cobre e equivalente a 85 - 50 ppm de cobre dependendo da espécie animal. O nivel preferido é de 40 a 110 ppm de glutamato de cobre.
Lisboa, 31 de Março de 2009
Claims (13)
1 Reivindicações 1. Complexo neutro 1:1 de um oligoelemento e um ácido alfa- amino dicarboxílico, caracterizado por o referido oligoelemento ser seleccionado do grupo que compreende o zinco, cobre, manganês, ferro, cobalto; níquel, vanádio e molibdénio.
2. Complexo neutro de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o oligoelemento ser seleccionado do grupo que compreende o zinco, cobre e manganês.
3. Complexo neutro de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o alfa-aminioácido dicarboxílico ser seleccionado do grupo que compreende o ácido aspártico, glutâmico, 1,6-dicarboxílico-2-amino hexanóico, 1,7-dicarboxílico-2-amino heptanóico e 1, 8-dicarboxílico-2-amino octanóico.
4. Complexo neutro de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o diacida ser seleccionado do grupo que compreende o ácido aspártico e ácido glutâmico.
5. Complexo neutro de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por estar combinado com um portador de alimentação de animais apropriado seleccionado do grupo que compreende o hidrogénio fosfato de cálcio, carbonato 2 de cálcio, sílica, raspas de milho, e açúcar em pó ou uma mistura de qualquer um dos acima mencionados.
6. Complexo neutro 1:1 de um oligoelemento seleccionado do grupo que compreende: zinco, cobre e manganês e um aminoácido alfa seleccionado do grupo que consiste no ácido fosfático e ácido glutâmico.
7. Complexo neutro de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por 0 oligoelemento ser seleccionado do grupo que compreende o zinco, cobre e manganês e o aminoácido alfa ser o ácido aspártico.
8. Complexo neutro de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o oligoelemento ser seleccionado do grupo que compreende zinco, cobre e manganês e o aminoácido alfa ser ácido glutâmico.
9. Complexo neutro de acordo com cL reivindicação 7, caracterizado por ser combinado com um portador de alimentação animal apropriado seleccionado que compreende o fosfato de cálcio e hidrogénio, carbonato de cálcio, sílica, raspas de milho, e açúcar em pó ou uma mistura de qualquer um dos acima mencionados.
10. Complexo neutro de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por ser combinado com um portador de alimentação animal apropriado seleccionado do grupo que 3 compreende o hidrogénio fosfato de cálcio, carbonato de cálcio, sílica, raspas de milho, e açúcar em pó ou uma mistura de qualquer um deles.
11. Processo para a suplementação nutricional de animais, caracterizado por compreender: administrar a um animal um suplemento pequeno mas nutritivo de complexos neutros 1:1 de um oligoelemento seleccionado do grupo que compreende o zinco, cobre, manganês, ferro, cobalto, níquel, vanádio e molibdénio e um ácido alfa-amino dicarboxílico.
12. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por o animal ser gado domesticado ou aves de capoeira.
13. Processo para preparar um complexo neutro 1:1 de oligoelementos e um aminoácido alfa dicarboxílico, caracterizado por compreender: misturar o ácido dicarboxílico monobásico solúvel em água e ácido alfa-amino dicarboxílico com um sal metálico solúvel em água do oligoelemento salino, sendo o referido oligoelemento seleccionado do grupo que compreende o zinco, cobre, manganês, ferro, cobalto, níquel, vanádio, e molibdénio; ajustar o pH para neutro de modo a evitar a formação de hidróxidos metálicos insolúveis; e, rapidamente arrefecer os reagentes para formar pequenos cristais dos complexos neutros. Lisboa, 31 de Março de 2009
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