TWI536994B - 微量營養素補充劑 - Google Patents

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Description

微量營養素補充劑
本發明概括地係有關用於食物或動物飼料之促進人類及其他動物之生存力、生長、健康及/或繁殖力之微量營養素補充劑。更具體地，本發明係針對包含至少一種必需金屬(essential metal)之鹼式鹽之微量營養素補充劑的顯著改進，該微量營養素補充劑提供人類及其他動物必需金屬之高生物可利用性(bioavailability)，本發明並針對製造其粒徑範圍之微量營養素補充劑之方法，該粒徑範圍促進微量營養素補充劑併入各種食物、食物混合物及補充劑中。
微量營養素包含維他命及一些通常為礦物質或金屬鹽形式之元素；最有名的該等元素包含鈣、磷、鉀、鐵、鋅、銅、鎂、錳、及碘。微量營養素一般以少量消耗，即，少於1克/天，通常吸收不變，且許多必需元素具有觸媒功能。雖然微量營養素時常以微小量存在，但是其生物可利用性係生存、生長、健康及繁殖所必需。微量營養素對兒童及其他幼小動物具重要性，特別是當他們正快速生長時的早期發育年間。再者，許多新品種動物種畜需要額外量的微量營養素，係因為彼等雖然消耗較少飼料但生長卻較快之能力得到改進。這種加強的生長面臨較大的代謝壓力，造成維他命缺乏敏感性之增加。眾所周知，在它們的食物或飼料來源 中時常或完全無法得到足夠量的所需微量營養素，無論這些來源為天然生成的或是商業製備的。因此，差不多所有工業食物及飼料配方均以維他命及礦物質補強者。商業家畜生產者以微量營養素補充其家畜群之費用可能很驚人。
雖然人類及動物對額外營養素之需求證據充分，但是微量營養素的可利用性並非總是能滿足彼等之需求。只單純增加食物及飼料來源中之微量營養素含量是不夠的。這樣的方法不夠有效率、浪費且不安全。許多微量營養素並不容易被吸收；所添加之維他命及礦物質的不經吸收就直接排出。過量給予維他命及礦物質是不安全的，且在某些情況下，過量給予可能有毒害，而造成嚴重急性及慢性傷害且甚至可能致命。因此，有需要提供不昂貴、容易吸收之微量營養素以降低費用、減少浪費及有助於建立對人類及動物之營養需求的更精確控制。
有需要提供容易為生物所利用、貯存上安定及與多種不同維他命可相容之微量營養素補充劑。該微量營養素補充劑亦必須對生產及提供用於人類及動物之食物來源而增加人類及動物之生存力、生長、健康及/或繁殖力而言具成本效益。
通常微量營養素生產及可利用的形式為鹽類、氧化物及螯合物。氧化物相對不貴；然而，其吸收不如鹽類及螯合物形式之微量營養素有效。
螯合物微量營養素相對較貴；然而，其更容易吸收並具有良好生物可利用性。
在以下美國專利案中可發現各種微量營養素之實例：美國專利案第4,021,569號、第3,941,818號、第5,583,243號(全部授予 Abdel-Monem)，美國專利案第4,103,003號(授予Ashmead)，第4,546,195號(授予Helbig等人)，美國專利案第4,900,561、4,948,594號(兩者均授予Abdel-Monem等人)，美國專利案第5,061,815號(授予Leu)，美國專利案第5,278,329號(授予Anderson)，美國專利案第5,698,724號(授予Anderson等人)，第6,114,379號(授予Wheelwright等人)，美國專利案第7,523,563號(授予Hopf)；及美國專利申請案公開第2010/0222219號(授予Lohmann等人)。
本發明者之一為美國專利案第5,534,043、5,451,414及6,265,438號之一位共同發明者。該等專利揭露式M(OH)yX(2-y)/i之鹼式金屬鹽及其水合形式之微量營養素，其中M為金屬陽離子，X為陰離子或陰離子錯合物，及i為1至3，係依X之價數而定。
美國專利案第5,534,043、5,451,414及6,265,438號揭露之微量營養素原發展自使用過之蝕刻廢液作為金屬陽離子來源之製程及結晶製程以生產具有粒徑約30至300微米之鹼式金屬鹽。
本發明提供鹼式金屬鹽形式之微量營養素，其比相似之微量營養素具有更多用途(versatility)且具有高程度之生物可利用性。
根據本發明之各種特徵、特性及具體例，本發明將隨著其說明之進行而變得明顯，本發明提供一種包括至少一種必需礦物質之鹼式鹽晶體之微量營養素補充劑，而該晶體與可消化黏結劑(binder)黏聚(agglomerated)而形成可消化黏聚粒。其中該晶體之尺寸為約0.1μm至約20μm及該可消化黏聚粒之尺寸為約50μm至約300μm。
本發明復提供一種製造微量營養素補充劑之方法，其包括下 列步驟：a)使必需礦物質之金屬氧化物、或金屬氫氧化物、或金屬碳酸鹽與酸及/或含有可消化黏結劑之必需礦物質之金屬鹽反應；以及b)黏聚所得小粒子成為黏聚產物(即，經由噴霧乾燥)。
本發明係針對微量營養素補充劑及製備微量營養素補充劑之方法。本發明之微量營養素補充劑可以固體、懸浮液或含有其他營養素諸如維他命、礦物質及食物或動物飼料之混合物來直接施予至人類或動物，以促進人類及動物之生存力、生長、健康、及/或繁殖力。微量營養素補充劑中之鹼式鹽包含一種或多種必需金屬之二價或三價陽離子、醫藥上可接受之陰離子及羥基部分。本發明之微量營養素補充劑提供良好的必需金屬生物可利用性，因為彼等容易以生物有效量被吸收或攝取。微量營養素可與其他營養素組合，特別是維他命，以提供預混補充劑。包含本發明之鹼式鹽之預混補充劑可長期貯存而其所含一種或多種維他命之生物活性無明顯減少。
因本發明之目的而定義之必需金屬為醫藥上可接受之金屬，且人類或其他動物以生物有效量攝取該醫藥學可接受之金屬以增加彼等之生存力、生長、健康、及/或繁殖力。必需金屬之作用模式對本發明而言並非關鍵。例如，必需金屬可充當金屬酶或金屬蛋白質中之輔助因子或觸媒；其可經各種組織吸收。另外，必需 金屬或其代謝物可抑制有害於動物生存力、生長、健康及/或繁殖力之細菌或其他病原菌之生長。
於本發明之具體例中，鹼式金屬鹽包括二價金屬陽離子M、羥基部分、及陰離子或陰離子錯合物X。當本發明具體例中之鹼式金屬鹽包含單價陰離子時，該鹼式鹽包含式M(OH)yX(2-y)之化合物。當鹼式鹽包含二價陰離子時，該鹼式金屬鹽包含式M(OH)yX(2-y)/2之化合物。而當鹼式鹽包含三價陰離子時，該鹼式金屬鹽包含式M(OH)yX(2-y)/3之化合物。以上所列式中，較佳地M係選自包含鎂、鈣、鐵、錳、鋅、銅及鈷之金屬二價陽離子群組，X為醫藥上可接受之陰離子或陰離子錯合物，及y係經選擇為大於0但小於2之實數。於某些具體例中，y可經選擇為非整數。
在本發明之替代具體例中，鹼式金屬鹽包括三價金屬陽離子M'、羥基部分、及陰離子或陰離子錯合物X。當本發明之此具體例中之鹼式金屬鹽包含單價陰離子時，該鹼式金屬鹽包含式M'(OH)uX(3-u)之化合物。當鹼式鹽包含二價陰離子時，該鹼式金屬鹽包含式M'(OH)uX(3-u)/2之化合物。而當鹼式鹽包含三價陰離子時，該鹼式金屬鹽包括式M'(OH)uX(3-u)/3之化合物。以上所列式中，較佳地M'係選自包括鈷、鐵及鉻之金屬三價陽離子群組，X為醫藥上可接受之陰離子或陰離子錯合物，及u係經選擇為大於0但小於3之實數。於某些具體例中，u可經選擇為非整數。於本發明之另外具體例中，鹼式金屬鹽可包含多於一種金屬陽離子。
在構成鹼式鹽之微結構中，該金屬陽離子於其配位層(coordination sphere)中包含羥基部分。因此，在同源系列化合物中，其中M(或M')及X之身份保持不變，則羥基部分不須要包含 於精確之化學計量單位。在此系列中，y大於約0但小於2(或對於M'而言，u大於0但小於3)。在必需金屬M之二價陽離子具體實例中，更佳為y大於約1.0但小於或等於約1.5。u及y之值可依製備鹼式鹽之實驗條件而定。例如，u或y可依製備該鹽之pH值而定；替代地，u或y可依存在於反應介質中之醫藥上可接受之陰離子X之濃度而定。應瞭解變更y值自大於0至小於約2(對於M'而言，u自大於0至小於3)影響微量營養素補充劑之溶解度、生物可利性、營養價值及促進之維他命安定性。
鹼式金屬鹽之陰離子X，為醫藥上可接受之陰離子。醫藥上可接受之陰離子為本領域所熟知。詳見，例如，S.M.Berget等人之(J.Pharmaceutical Sciences,66：1-19,1977)醫藥上可接受之陰離子之表，其係以參考資料之方式併入本文中。醫藥上可接受之陰離子實例包含，但不限於：鹵陰離子、碳酸根、碳酸氫根、硫酸根、亞硫酸根、酸式硫酸根、酸式亞硫酸根、磷酸根、磷酸單氫根、磷酸二氫根、偏磷酸根、焦磷酸根、硝酸根及亞硝酸根。可自部分中和之無機酸衍生該陰離子。本發明適用之無機酸實例包含HCl、HBr、HI、H2SO4、H3PO4、H4P2O7、HNO2及HNO3。被視為本發明適用之有機酸實例包含甲酸、乙酸、檸檬酸及草酸。鹼式金屬鹽一般具有約pH1.9與約pH8.0間之水中pH。一般而言，pH與形成之鹼式金屬鹽之種類間有關聯性，但是此關聯性可能依所形成之化合物的離子基體(ionic matrix)而有些變化。可以製備大量(plethora)鹼式金屬鹽為具有相同陽離子性必需金屬及醫藥上可接受之陰離子之同源系列化合物。這些鹼式金屬鹽可藉由鹼式鹽中羥基部分與醫藥上可接受之陰離子X之比率而區分彼此。
適用於本發明之某些陰離子憑自己的力量給予顯著之生物功效。生物學重要之陰離子具體實例包含，但不限於：碘陰離子、氯陰離子及磷酸根(磷)。亦可認定這些生物學重要之陰離子為用於本發明之鹼式鹽的微量營養素。因此，提供不必然被視為金屬之必需元素諸如碘陰離子及氯陰離子之鹼式鹽係在本發明之範疇內。本發明之鹼式鹽亦提供這些必需元素。
鹼式金屬鹽一般為不溶於水，但其溶解度可依pH而定。典型地，鹼式金屬鹽在低pH具有一些溶解度，即，pH小於約2.0至約0.1。此外，某些金屬鹽於高pH時溶於水，通常在pH大於約7.5或8至約11。
用以產生本發明微量營養素之鹼性反應包含使金屬氧化物與酸及/或金屬鹽反應。如以上所指，使用於該反應之酸可包含無機酸諸如，但不限於，HCl、HBr、HI、H2SO4、H3PO4、H4P2O7、HNO2及HNO3；或有機酸諸如，但不限於，甲酸、乙酸、檸檬酸及草酸。例示之金屬鹽為，但不限於，ZnCl2、ZnSO4、CuCl2、MnCl2、Fe(NO3)2、FeCl2、FeSO4、Co(NO3)2及CoI2。
可使用於產生本發明之鹼式氯化鋅之例示反應包括：5ZnO+2HCl+4H2O → Zn5(OH)8Cl2‧(H2O)及4ZnO+ZnCl2+5H2O → Zn5(OH)8Cl2‧(H2O)。
除了這些反應之外，也可使一種金屬之金屬氧化物與其他金屬之金屬鹽反應或使不同金屬之氧化物與同一種金屬鹽及/或酸反應而產生「雜合」晶體或晶體形式之組合。可理解的是，當使用這些組合時會有範圍廣泛之可能反應及終產物。例如ZnO可與氯化銅或氯化錳反應。
根據本發明，鹼式金屬鹽係經由發生於水性介質中之一種反應或多種反應而形成，該水性介質含有以完成之乾產品重量為基準計約0.5wt.%至約10wt.%，及較佳約1至約5 wt.%之可消化黏結劑。本發明可使用之可消化黏結劑包含玉米澱粉、馬鈴薯澱粉、米澱粉或經修飾之衍生物，以及其他醫藥上可接受之黏結劑。該(等)反應產生其中散佈著鹼式金屬鹽晶體之水性漿料。該晶體之尺寸一般在約0.1μm至約20μm之間。
為了生產具有所需尺寸之微量營養素，係經由噴霧乾燥或其他黏聚方法黏聚反應漿料而形成微量營養素晶體之黏聚物。可控制噴霧乾燥製程之參數而形成具有平均粒徑約50μm至約300μm之黏聚物。以下為整體製程之更詳細說明。
該程序之第一個步驟係將計算量之水加入反應器中而使最終總固體濃度為約30至約75 wt.%。其目的是要生產仍然被混合、泵抽吸及噴霧乾燥之最高固體濃度之漿料。藉由減低到最少水量而使蒸發噴霧乾燥器中水分之所需能量費用減到最低。當然可以於噴霧乾燥前或期間蒸發水份而相對增加之能量費用為代價而使用低固體濃度。
將澱粉加入反應器之水中。計算添加之澱粉量而使其濃度以該批次中完成產品之乾重量為基準計約0.5至約10wt.%，或較佳約1至約5wt.%。澱粉執行三種功能。首先，一旦添加金屬氧化物或金屬鹽至反應器中時，澱粉大幅降低漿料之黏稠度。如果沒使用澱粉則漿料之固體含量可能限制於只有約45wt.%。經由添加澱粉可降低黏稠度且固體濃度可增加至約60wt.%或較高。藉此，澱粉除了降低噴霧乾燥器之能量費用之外且大幅增加生產率。澱 粉之另一個功能為充當乾燥製程期間之黏結劑，其將小晶體抓在一起而形成所欲粒徑範圍內之良好安定黏聚物。黏結劑之另一個功能為增加產品在飼料中之安定性。
將澱粉加入反應器中並混合後，再加入反應物。為了說明，將參考生產鹼式氯化鋅來描述該製程，應瞭解，如本文所討論，本發明並不僅限於生產鹼式氯化鋅。
然後將HCl(32%)或是ZnCl2溶液以化學計量反應之量加入反應器中，使其根據上文之方程式與氧化鋅反應。
氧化鋅為最後加入反應器中之反應物。
一旦所有成分均加入反應器中，於攪拌狀況下將反應器加熱至約180℉，經充分時間而得到轉化成最終晶體形式(氯水鋅礦，simonkolleite)之最大轉化。典型地可於約4小時內完成大於90%之轉換。可經由進行X射線繞射分析漿料而測定所達成之轉化程度。應注意的是，雖然加熱反應器至180℉大幅降低反應時間，但是不加熱時反應仍會發生，只是反應速率明顯較低。反應一旦完成即可進行噴霧乾燥該漿料。
本發明噴霧乾燥過程期間試著使用GEA Niro製造之名稱為NozzelTower之高形式噴霧乾燥器，應瞭解亦可使用其他型式之噴霧乾燥器。將反應漿料經高壓噴嘴導入噴霧塔頂部。高壓噴嘴生產之漿料小滴經過噴嘴塔中之加熱空氣而落下(噴嘴塔約50英呎落差)。當該小滴到達乾燥器底部的時候便成為具有粒徑(平均粒徑)在約50μm至約300μm範圍內及較佳約250μm之乾粒子或黏聚物。如本領域具有通常知識者均熟知地，有數種決定最終粒徑之參數，該等參數(包括噴嘴設計/孔口尺寸、噴霧器高度、泵 壓力、漿料固體含量、溫度及適當之黏結劑/濃度)。典型以能幫助決定設備之正確尺寸/型式以及適當之漿料特性之簡單試驗來決定這些參數而一貫地生產具有在很狹窄之粒徑分佈範圍內之所欲粒徑的產物。有數種將漿料霧狀化或噴霧入噴霧乾燥器的方法。本發明之該過程期間，已決定高壓噴嘴為特別適用於生產最大粒徑及最狹窄之粒徑分佈者。
本發明之製程生產晶體，該晶體使用可消化黏結劑而形成較大黏聚物，以提供無粉塵、自由流動的微量營養素產品，該微量營養素產品可被形成為具有密度及粒徑最優化之組合而容易且快速地混合入典型複合動物飼料混合物中。此外，較大黏聚粒之較小表面積(與黏聚一起之個別晶體各者之相加表面積比較)降低與可能存在於複合飼料混合物中之其他成分諸如維他命、酵素、脂肪及油等之交互作用機會。因為黏結劑為可消化性，所以一旦飼料進入動物的消化道，必需微量礦物質之個別晶體緩慢釋放而被消化、吸收及代謝。可由選擇使用之黏結劑而調控這種釋放速率。
本發明之微量營養素產品之無粉塵及自由流動的性質提供許多優於現有市售微量營養素產品之好處。在這方面，可以傳統加工設備來計量、進料、運送、甚至是操作本發明之微量營養素產品而不會造成操作問題諸如設備結塊及阻塞(其可造成加工問題且可導致將微量營養素產品加入飼料中之比例有不想要的變化)。此外，微量營養素產品自由流動之性質使得微量營養素產品均勻或均質的混入飼料中。考慮到可將以克為級別之比率的微量營養素產品與超過噸計的飼料混合，則這種均勻或均質之混合對其他現有市售微量營養素產品而言可能是另一種挑戰。此容易形 成均勻或均質混合物之能力係可被能控制粒子黏聚期間黏聚之粒子尺寸及密度之能力(包含黏結劑之選擇及含量及粒徑)。根據本發明而能控制黏聚之粒子尺寸及密度使得能與預定之飼料混合物特別相容之微量營養素產品之客製化成為可能，包含方便之單位測量及容易且均勻或均質之混合。
除了改進操作特性之外，本發明之微量營養素產品之無粉塵性質避免操作微量營養素產品之人員的健康風險，係包含生產微量營養素產品之人員及將微量營養素產品混入飼料之人員。
根據本發明而製備之許多鹼式鹽為高度水不溶。儘管為水不溶，該微量營養素補充劑容易被吸收併入動物組織。例如，當飼料含有下列補充劑時：含有Zn5(OH)8Cl2‧(H2O)之微量營養素補充劑，其容易被雞吸收。雞吸收鹼式鋅鹽中之鋅與吸收其他來源之鋅一樣容易或更好，其他來源之鋅包括水溶性之鋅種類。
本發明之微量營養素產品可與其他營養素混合。營養素包含微量及大量營養素兩者。微量營養素的實例包含維他命及礦物質。適用於本發明之維他命實例包含：維他命A、維他命D3、維他命E(生育酚，tocopherol)、維他命K(甲萘醌，menadione)、維他命B12(氰鈷銨素，cyanocobalamin)、維他命B6、維他命B1、維他命C(抗壞血酸)、菸鹼酸、核黃素、硫胺素單硝酸鹽、葉酸、泛酸鈣、吡哆素(pyridoxine)、氯化膽鹼、生物素、這些維生素的已知醫藥上可接受之衍生物及其混合物。適用於本發明之礦物質或金屬鹽的實例包含：硫酸銅、硫酸鐵、氧化鋅、錳、鐵、碘、硒、稀有金屬之胺基酸錯合物及其混合物。可使用於本發明之大量營養素包含任何一般飼料成分諸如，穀物、種子、草料、肉粉、魚 粉、脂肪類及油類。
本發明之微量營養素補充劑係以無粉塵及自由流動之黏聚粒子提供，其可經生產為具有約50μm至約300μm範圍內之粒子，及在所欲粒徑附近相對狹窄之尺寸分佈。粒徑分佈之窄度於本文中定義為「跨度(span)」，其計算如下：跨度=[d(.9)-d(.1)]/d.5
其中：d(.9)-一種粒子尺寸，有90%樣本之尺寸低於該尺寸
d(.1)-一種粒子尺寸，有10%樣本之尺寸低於該尺寸
d(.5)-一種粒子尺寸，有50%樣本之尺寸低於該尺寸
本發明之該過程期間，經由噴霧乾燥生產之黏聚粒子係具有約0.8至約1.25範圍之跨度。
該控制最終微量營養素產品粒徑之能力使得能夠客製化微量營養素產品，以使用在特別的飼料或補充劑混合物。例如，可能想要提供某種粒徑以用於與穀物或種子混合，以及提供不同粒徑與草料、肉粉、魚粉、脂肪類及油類混合。再者，可調整最終微量營養素產品之粒徑以助於較容易測量微量營養素之所需量。
黏結劑之選擇可影響複合飼料混合物中必需礦物質之釋放。飼料混合物中之金屬如鐵、銅、鋅及錳可能參與與有價值成分如維他命、酵素及抗生素等之破壞性化學反應。因此最好使一種或多種金屬緊密結合或否則保護住，以將隨著時間推移在製備複合飼料混合物時、及在消耗該複合飼料混合物時、及在營養素已被吸收入動物之消化系統時之不利損失減至最低。另一方面，如果金屬太過緊密結合或保護，可抑制營養素在動物消化系統中被吸 收之能力。
根據本發明，選擇黏結劑及噴霧乾燥操作條件可生產微量營養素黏聚粒子，該微量營養素黏聚粒子隨著時間推移在製備複合飼料混合物時、及在消耗複合飼料混合物時、及在營養素已被吸收入動物之消化系統時可充分保護營養素而不至於太過緊密結合營養素以致於抑制營養素在動物消化系統中之吸收。醫藥上可接受之黏結劑諸如玉米澱粉、馬鈴薯澱粉或經修飾之衍生物特別適合於本發明之目的。
如以上所述，本發明之另外具體例中，該微量營養素可包含多於一種必需營養素。在這方面，進料至反應容器(如前文所述)之反應物可包含一種或多種必需礦物質諸如鐵、鋅、銅、鎂及錳之氧物化及/或鹽類。於此種具體例中，該反應可產生包含一種或多種該必需礦物質之晶體。
於另外之具體例中，可在噴霧乾燥製程前將來自不同反應批次之反應產物或漿料組合一起，藉以將來自一個或多個批次之營養素晶體黏聚在共同黏聚粒中。
可瞭解到根據本發明，使用含有多於一種必需營養素之反應物之組合、及/或在噴霧乾燥組合物前組合來自不同反應批次之漿料，將使得生產種類繁多的微量營養素之組合成為可能。此係提供最終用戶有關預混料或最終飼料之混合及均質性之較好控制。
將以下列實施例例示說明本發明之特徵或特色，該等實施例僅提供為說明目的之非限制性實施例。
[實施例] 實施例1
於本實施例中，根據下列反應使氧化銅與鹽酸反應而產生鹼式氯化銅：2CuO+HCl+H2O → Cu2(OH)3Cl
於本實施例中，以化學計量或近化學計量添加反應物。首先將287ml水加入1公升反應容器中隨後添加270 ml HCl(32%)。於混合同時添加436g CuO隨後添加29g經修飾玉米澱粉黏結劑。如前文所述，玉米澱粉黏結劑供給三種功能。第一，其大幅降低所得漿料之黏稠度因而使得漿料可用泵抽吸/可混合。第二，澱粉黏結劑充當噴霧乾燥製程期間之黏結劑。第三，黏結劑增加該產品在飼料中之安定性。
混合10分鐘後，將反應器中之內容物(具有約55%固體之漿料)分成兩等分。將兩等分均混合24小時，一份在常溫而另一份加熱至180℉以測定溫度對反應速率之影響。以XRD監測該反應。
本實施例之結果發現加熱至180℉之等分於兩小時內將氧化銅轉化為鹼式氯化銅，而在常溫反應之等分卻花24小時才達完成。
實施例2
於本實施例中，經由下列方程式使氧化銅與氯化銅反應而產生鹼式氯化銅：3CuO+CuCl2+3H2O → 2Cu2(OH)3Cl
經由添加400ml水及128.27ml之含有207g/L Cu之氯化銅溶液至1公升燒杯中而進行此反應。於混合同時將100g氧化銅加入溶液中。將混合物加熱至180℉並使其混合及反應24小時。以X射線繞射監測該反應。2小時後測得樣品具有100%氯銅礦 (atacamite)/斜氯銅礦(clinoatacamite)之混合物，其表指氧化銅(黑銅礦，tenorite)之100%轉化。
實施例3
於本實施例中，經由下列方程式使氧化亞銅與鹽酸及氧氣反應而產生鹼式氯化銅：2Cu2O+2HCl+O2+2H2O → 2Cu2(OH)3Cl
經由添加300ml水及63.8ml鹽酸至500 ml裝配有添加氧氣用之鼓泡石之燒杯中而進行此反應。將100g氧化亞銅加入溶液中並加熱至180℉。在整個試驗中將氧氣持續鼓泡至混合物中。2小時後以X射線繞射分析樣品而確認晶體之身分。結果顯示93.8%氯銅礦/斜氯銅礦之混合物及6%氧化銅(Cu2O)。
實施例4
於本實施例中，經由下列反應使銅碳酸鹽與鹽酸反應而產生鹼式氯化銅：Cu2(OH)2CO3+HCl → Cu2(OH)3Cl+CO2
經由添加200ml水及45.8ml鹽酸至500 ml燒杯中而進行此反應。於混合同時將100g銅碳酸鹽加入溶液中並加熱至180℉。使混合物於此溫度混合及反應24小時。反應最初20分鐘期間有明顯冒泡，為二氧化碳釋出之結果。2小時後汲取樣品並以X射線繞射分析而測定晶體結構。結果顯示該晶體100%為氯銅礦/斜氯銅礦之混合物而沒有銅碳酸鹽(孔雀石(malachite))存在。
實施例5
於本實施例中，經由下列反應使氧化鋅與鹽酸反應而產生鹼式氯化鋅： 5ZnO+2HCl+4H2O → Zn5(OH)8Cl2‧H2O
經由添加200g ZnO、104ml HCl(32%)、190.4ml水及13.3g經修飾玉米澱粉至1公升反應容器中而進行此反應。將混合物加熱至180℉並使其總共混合4小時。以X射線繞射分析產物而測得96.5%鹼式氯化鋅(氯水鋅礦)及3.5% ZnO(紅鋅礦(zincite))。
實施例6
於本實施例中，經由下列反應使氧化鋅與氯化鋅反應而產生鹼式氯化鋅：4ZnO+ZnCl2+5H2O → Zn5(OH)8Cl2‧H2O
經由添加400ml水、118ml含有170g/L Zn之氯化鋅溶液及100g氧化鋅至1公升燒杯中而進行該反應。使混合物混合並於180℉反應24小時之時間。定期汲取樣品並經X射線繞射分析測驗晶體鑑定。24小時後氧化鋅已轉化為97.2%鹼式氯化鋅(氯水鋅礦)及2.8%氧化鋅(紅鋅礦)。
實施例7
於本實施例中，經由下列反應使氧化錳與鹽酸反應而產生鹼式氯化錳：2MnO+HCl+H2O → Mn2(OH)3Cl2
經由添加100ml水、13.88ml HCl(32%)及20.03g氧化錳至已預先經氮氣吹洗)之混合反應容器中而進行此反應。反應持續期間仍使氮氣鼓泡入混合物中以防止Mn+2氧化成Mn+3。將反應容器混合並加熱至100℃達24小時。取反應產物之樣品進行X射線繞射分析而測得86%鹼式氯化錳(氯氧錳礦(kempite))及餘量氧化錳。
實施例8
於本實施例中，經由下列反應使氧化錳與氯化錳反應而產生鹼式氯化錳：3MnO+MnCl2+3H2O → 2Mn2(OH)3Cl2
經由添加100ml水、22.49g四水合氯化錳及20.14g氧化錳至已預先經氮氣吹洗之混合反應容器中而進行此反應。反應持續期間仍將氮氣鼓泡入混合物中以防止Mn+2氧化成Mn+3。將反應容器混合並加熱至100℃達24小時。取反應產物之樣品進行X射線繞射分析而測得93.6%鹼式氯化錳(氯氧錳礦)及6.3% Mn3O4(黑錳礦，hausmannite)。
實施例9
於本實施例中，由所述反應產生之鹼式金屬漿料產生非常小的(0.1至20μm)晶體。噴霧乾燥前添加經修飾之澱粉黏結劑使得粒徑有效地控制在50至300μm範圍內。進行先導性試驗時注意到添加澱粉大幅降低漿料之黏稠度。此發現為顯著之製程改進而使得漿料之總固體含量高達55%及以上。此係表示乾燥產物所需能量以及以泵抽吸及混合這些漿料所需之馬力顯著降低。於本實施例中，發現澱粉提供鹼式氯化銅漿料10倍降低之黏稠度，當添加2.5 wt.%澱粉時，黏稠度從約15,000Cps降低至約1,000Cps。
實施例10
於本實施例中，進行實驗室試驗以測定經噴霧乾燥之三鹼式氯化銅(TBCC)相較於根據美國專利案第6,265,438號之製程而生產之TBCC標準產物的相對反應性。經由將來自各來源之1.62g銅置入400ml乙酸鹽緩衝溶液中(pH4.7)而完成此試驗。將該溶液於室溫混合4小時。試驗期間定期測量溶解的銅作為反應性之測 量。該數據顯示經噴霧乾燥產品與標準TBCC之反應性相似但略高並密切遵循有關釋放速率之趨勢線。
可使用本發明之鹼式金屬鹽以促進人類及其他動物之生存力、生長率、健康及/或繁殖力。雖然不欲受任何理論所約束，但一般認為鹼式金屬鹽較容易被吸收及/或展現增加之生物可利用性而優於礦物質、無機金屬鹽或含有相對應必需金屬之其他營養素。已確定本發明之鹼式金屬鹽之較佳具體例顯著降低細菌生長，因此指出使用本發明之較佳形式可有效促進人類及其他動物之生長及健康。再者，本發明較佳之鹼式金屬鹽證實抗某些細菌之增強之效力，因此使得使用較少量及/或較低濃度之必需金屬便能提供動物實質上相等或相等強大之功效。
雖然已參考特定之方法、材料及具體例而說明本發明，但是從上述之說明，本領域具有通常知識者可輕易地確定本發明之必要特性，而可在不脫離以上所述及列於所附之申請專利範圍之本發明的精神和範圍下做各種變化及修改以適應各種用途及特性。

Claims (14)

  1. 一種微量營養素補充劑，其包括至少一種必需礦物質之鹼式鹽晶體，該晶體與可消化黏結劑黏聚而形成可消化黏聚粒，其中該晶體尺寸為約0.1μm至約20μm及該可消化黏聚粒尺寸為約50μm至約300μm；以及其中該可消化黏結劑包括醫藥上可接受之澱粉。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之微量營養素補充劑，其中該可消化黏結劑最高佔該黏聚粒之10wt.%。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之微量營養素補充劑，包括無機酸。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之微量營養素補充劑，其中至少一種必需礦物質之鹼式鹽晶體包含至少兩種必需礦物質。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之微量營養素補充劑，其中至少一種必需礦物質之鹼式鹽晶體及至少另一種必需礦物質之鹼式鹽晶體與可消化黏結劑黏聚在一起而形成可消化黏聚粒。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之微量營養素補充劑，其係與動物飼料組合。
  7. 一種製造微量營養素補充劑之方法，其包括以下步驟：a)使必需礦物質之金屬氧化物、或金屬氫氧化物、或金屬碳酸鹽與酸及/或必需礦物質之金屬鹽及可消化黏結劑反應以形成包括微量營養素晶體及可消化黏結劑之漿料的反應產物，其中該微量營養素晶體具有約0.1μm至約20μm之尺寸；以及b)經由噴霧乾燥或其他黏聚方法將步驟a)之反應產物形成黏聚粒。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之製造微量營養素補充劑之方法，其中步驟b)產生具有約50μm至約300μm尺寸之黏聚粒。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之製造微量營養素補充劑之方法，其中該漿料之固體含量最高佔該微量營養素晶體之75wt.%。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之製造微量營養素補充劑之方法，其中該漿料之固體含量為該微量營養素晶體之約30wt.%至約75wt.%。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之製造微量營養素補充劑之方法，其中步驟a)中之反應混合物係加熱至約180℉。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之製造微量營養素補充劑之方法，其中該黏結劑包括醫藥上可接受之黏結劑。
  13. 如申請專利範圍第7項所述之製造微量營養素補充劑之方法，其中步驟a)之反應混合物包括一種或多種金屬氧化物及/或一種或多種金屬鹽及該酸。
  14. 如申請專利範圍第7項所述之製造微量營養素補充劑之方法，其復包括附加步驟：c)使另一種必需礦物質之金屬氧化物、或金屬氫氧化物、或金屬碳酸鹽與酸及/或另一種必需礦物質之金屬鹽及可消化黏結劑反應；組合步驟a)及步驟c)之反應產物；以及步驟b)包括黏聚(經由噴霧乾燥或其他黏聚方法)該經組合之步驟a)及步驟c)之反應產物。
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