TWI690505B

TWI690505B - 胺基酸快速螯合鈣之方法

Info

Publication number: TWI690505B
Application number: TW107126208A
Authority: TW
Inventors: 蕭明謙; 蕭妙璇; 洪莉雯; 童淑珠; 李詹儀; 曹俊文
Original assignee: 崑山科技大學
Priority date: 2018-07-27
Filing date: 2018-07-27
Publication date: 2020-04-11
Also published as: TW202007682A

Abstract

一種胺基酸快速螯合鈣之方法，至少包含下列步驟：提供一胺基酸及一鈣源；以及以均質機令胺基酸及鈣源進行一螯合反應，藉以製備胺基酸螯合鈣。此胺基酸快速螯合鈣之方法可提升胺基酸與鈣源之螯合率，並縮短螯合時間。

Description

胺基酸快速螯合鈣之方法

本創作是有關於一種螯合方法，特別是有關於一種胺基酸快速螯合鈣之方法。

鈣是人體必需的礦物質營養素，鈣約占體重的1.5~2%，約有99%以上的鈣存在於骨骼及牙齒中，其餘則散布在體液與組織器官中，所有的細胞都需要鈣，以維持正常的生理機制。鈣離子在生物體中是許多生化過程及生理過程的觸發器，如觸發肌肉收縮、釋放激素、傳遞脈衝、促進血液凝結與調節心律等，且尤為各種高級生物體所必需。現代醫學之臨床研究亦表明，鈣離子與體內免疫、神經、內分泌、消化、循環、運動、生殖等十多個系統的功能密切相關，顯示鈣離子對生命機能之維持相當重要。

胺基酸螯合鈣是一個或多個胺基酸基團與金屬鈣發生反應形成的具有環狀結構的化合物。胺基酸螯合鈣具有良好的化學和生物穩定性、生物學效用高等特點，能達到既補充胺基酸又補充鈣的雙重功效。

迄今為止，胺基酸螯合鈣的製備方法，主要有化學合成法、電解半透膜法和離子交換法等。然而，這些方法具有下列問題：反應慢、時間長、產率低、反應不完全、難以去除沒有參與合成的剩餘反應物。因此，規模化生產較困難且成本高。

有鑑於上述習知技藝之問題，本創作之一目的就是在提供一種胺基酸快速螯合鈣之方法，以解決現有製備胺基酸螯合鈣之問題。

為達前述目的，本創作提出一種胺基酸快速螯合鈣之方法，至少包含下列步驟：提供一胺基酸及一鈣源；以及以均質機令胺基酸及鈣源進行一螯合反應，藉以製備胺基酸螯合鈣。

其中，胺基酸及鈣源之質量比實質為1比1。

其中，均質機之轉速實質為7千轉/分，且螯合反應之pH值實質為8及溫度實質為攝氏80度。

其中，螯合反應達到螯合率為90%所需時間實質為30分鐘。

其中，胺基酸為複合胺基酸，鈣源為魚骨粉水解液。

其中，螯合反應係以氫氧化鈉調節pH值。

其中，魚骨粉水解液係以魚骨粉進行酸解所得，且魚骨粉中鈣含量實質為49.49%且水分含量實質為0.25%。

其中，魚骨粉水解液係以鹽酸酸解魚骨粉所得。

承上所述，依本創作之胺基酸快速螯合鈣之方法，其可具有一或多個下述優點：

(1) 本創作之胺基酸快速螯合鈣之方法，藉由均質機來提高胺基酸與鈣源的螯合反應效率，可以提升胺基酸與鈣源之螯合率，並將螯合時間縮短至30分鐘。

(2) 本創作之胺基酸快速螯合鈣之方法，藉由將均質機設定為適當的轉速，並將胺基酸與鈣源之螯合反應調整成適當pH值及溫度，即可將胺基酸與鈣源之螯合率提升至90%，並將螯合時間縮短至30分鐘。

茲為使鈞審對本創作的技術特徵及所能達到的技術功效有更進一步的瞭解與認識，謹佐以較佳的實施例及配合詳細的說明如後。

為利瞭解本創作之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本創作配合圖式，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本創作實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本創作於實際實施上的權利範圍。此外，為使便於理解，下述實施例中的相同元件係以相同的符號標示來說明。

請一併參閱圖1及圖2，圖1為本創作之胺基酸快速螯合鈣之方法之流程示意圖，圖2為本創作胺基酸快速螯合鈣之方法所採用之設備示意圖。如圖1及圖2所示，本創作之胺基酸快速螯合鈣之方法至少包含下列步驟S10及S20。其中，在步驟S10中，提供胺基酸及鈣源。在步驟S20中，進行螯合反應，其中步驟S20係以均質機令胺基酸及鈣源進行一螯合反應，藉以製備胺基酸螯合鈣。

本創作係利用均質機40來進行胺基酸與鈣源之螯合反應，均質機40舉例為購自新光精機，且型號例如為HM-0025均質機。均質機40的運作速度可例如受速度控制器60控制，其可無段式調整轉速，均質機40之轉速(RPM)範圍可介於約500轉/分至約11,000轉/分，且轉速較佳為介於約4,000轉/分至約8,000轉/分。由於均質機40在每分鐘8,000轉以上易造成機器過熱，故在不增加成本(例如增設冷卻設備)又要獲得良好螯合率的前提下，因此轉速較佳為不超過8,000轉/分。然而，在本創作中，均質機40較佳之轉速為7,000轉/分。

均質機40上可例如設有安全夾鉗42，安全夾鉗42係用以夾持反應器皿44，反應器皿44係用以置入待反應之胺基酸及鈣源(即胺基酸-鈣源混合物)，且均質機40之轉動件46則是伸入反應器皿44用以均質化胺基酸及鈣源。本創作使用均質機40來促進胺基酸與鈣源之螯合效率，可以提升胺基酸與鈣源之螯合率，並縮短螯合時間。

在本創作中，任何含有胺基酸分子/基團的成分物質皆為本創作所請求保護之胺基酸。此外，胺基酸可例如為複合胺基酸，但不限定於此，且複合胺基酸中的胺基酸種類成分及含量亦沒有特殊限定。舉例來說，複合胺基酸舉例為購自鄭州福潤德生物工程有限公司，呈粉狀，胺基酸總量為80.9%(見下列成分表)，複合胺基酸係由蠶蛹提取，其中各胺基酸比例非常接近人體胺基酸組成比例，營養價值極高。上述複合胺基酸之成分種類及含量僅為舉例，使用者可視實際需求選用單一成分的胺基酸或者是適當成分種類及含量的複合胺基酸。

複合胺基酸中各種胺基酸的成分表：

在本創作中，任何含有鈣成分的物質皆為本創作所請求保護之鈣源。舉例來說，鈣源可例如為魚骨粉水解液，但不限定於此。魚骨粉可例如購自湖州生物工程有限公司，魚骨粉中的鈣含量為49.49%，水分含量0.25%，並含有微量金屬元素(鉛≦1mg/Kg、汞≦0.5mg/Kg、砷≦0.5mg/Kg)。上述鈣源之種類及成分含量僅為舉例，使用者可視實際需求選用適當成分種類及含量的鈣源。

將魚骨粉進行酸解反應可得魚骨粉水解液。舉例來說，利用鹽酸的作用來破壞魚骨粉中的膠原蛋白鹽的鹽鍵、酯鍵，使蛋白質變性，含鈣物質裸露出來，並與含鈣物質中的磷酸鈣和氫氧化鈣反應，使骨鈣轉化為可溶性鈣。較佳地，在1g魚骨粉中加入4mol/L鹽酸 6mL在100℃下作用50分鐘，而得游離鈣含量為75.65mg/mL的魚骨粉水解液。

接著，於均質機40中將魚骨粉水解液與複合胺基酸按一定比例混合，並使用氫氧化鈉來調節pH值，使得複合胺基酸與魚骨粉水解液能在適當酸鹼度下進行螯合反應。反應完成後，進行離心分離步驟、沉澱加無水乙醇洗滌、上清液濃縮、冷凍乾燥、粉碎，而得複合胺基酸螯合鈣成品。

本創作中的螯合率(%)=W ₀×100/W ₁，其中W ₀為螯合物中鈣的含量、W ₁為反應體系中鈣的含量。

表一係列出均質機配合不同pH值的胺基酸-鈣源混合物進行螯合反應之結果圖表。其中，胺基酸-鈣源混合物之性質及來源如上所述。螯合反應之條件為：胺基酸及鈣源之質量比為1比1、反應時間為30分鐘、均質機之轉速為7,000轉/分、反應溫度為攝氏80度。經均質機以約7,000轉/分的轉速搭配pH值分別約5、6、7、8、9之胺基酸-鈣源混合物進行30分鐘之螯合反應，檢測得螯合率分別約為65%、70%、80%、90%、76%。由此圖表可得知，胺基酸-鈣源混合物之pH值為8時可得螯合率90%，效果較佳。

表一：

由表一可知，在酸性條件下螯合率較低，而在pH值7~8時螯合率較高。其原因為，當溶液中氫離子(H ⁺)大量存在時，H ⁺會與爭奪供電子基團，不利於螯合物存在；而在鹼性條件下，OH ^-爭奪了鈣離子而優先生成了氫氧化鈣沉澱，經無水乙醇洗滌後被除去，胺基酸受H ⁺及OH ^-影響較小，提供了充分的供電子基團，進而有利於鈣通過配位鍵形成螯合物。

表二係列出均質機配合不同質量比的胺基酸及鈣源進行螯合反應之結果圖表。其中，胺基酸-鈣源混合物之性質及來源同樣如上所述。螯合反應之條件為：胺基酸-鈣源混合物之pH值為8、反應時間為30分鐘、均質機之轉速為7,000轉/分、反應溫度為攝氏80度。經均質機以約7,000轉/分的轉速搭配質量比分別為約1：3、1：2、1：1、2：1、3：1之胺基酸-鈣源混合物進行30分鐘之螯合反應，檢測得螯合率分別約為74%、81%、90%、80%、79%。由此圖表可得知，胺基酸及鈣源之質量比為1：1時可得螯合率90%，效果較佳。

表二

由表二可知，當胺基酸及鈣源之質量比值較小時，螯合率較低；當比值變大時，螯合率逐漸增加；當質量比為1：1時，螯合率最大；但是當比值過大時，螯合率減小。其原因為，由於胺基酸與鈣源配位形成螯合物存在一定的比例，參與螯合反應的鈣含量較多或較少，都會影響螯合率大小。

表三係列出均質機配合不同反應溫度進行螯合反應之結果圖表。其中，胺基酸-鈣源混合物之性質及來源同樣如上所述。螯合反應之條件為：胺基酸-鈣源混合物之pH值為8、反應時間為30分鐘、均質機之轉速為7,000轉/分、胺基酸及鈣源之質量比為1比1。經均質機以約7,000轉/分的轉速搭配反應溫度分別為約50℃、60℃、70℃、80℃、90℃進行30分鐘之螯合反應，檢測得螯合率分別約為83%、84%、87%、90%、76%。由此圖表可得知，反應溫度為80℃時可得螯合率90%，效果較佳。

表三

由表三可知，溫度太高對於螯合物的生成是不利的，高溫可能會使螯合物分解或發生其他反應。合適的反應溫度有利於螯合向正方向發展，高於或低於這個溫度都不利於螯合物生成。

表四係列出均質機配合不同反應時間進行螯合反應之結果圖表。其中，胺基酸-鈣源混合物之性質及來源同樣如上所述。螯合反應之條件為：胺基酸-鈣源混合物之pH值為8、均質機之轉速為7,000轉/分、胺基酸及鈣源之質量比為1比1、反應溫度為攝氏80度。經均質機以約7,000轉/分的轉速搭配反應時間分別為約20分鐘、25分鐘、30分鐘、35分鐘、400分鐘進行螯合反應，檢測得螯合率分別約為78%、84%、90%、85%、80%。由此圖表可得知，反應時間為30分鐘時可得螯合率90%，效果較佳。

表四

由表四可知，隨著反應時間的延長，胺基酸螯合物的螯合率不斷升高，但是當時間超過了30分鐘，螯合率反而會降低。這說明了螯合物是不穩定的，隨著時間的延長可能會發生分解變化，但是分解的過程中又有新的螯合物合成，所以分解與合成將趨於平衡，故螯合率的下降變化趨勢越來越小。

綜上所述，本創作之胺基酸快速螯合鈣之方法，藉由均質機來提高胺基酸與鈣源的螯合反應效率，可以提升胺基酸與鈣源之螯合率，並將螯合時間縮短至30分鐘。本創作之胺基酸快速螯合鈣之方法，藉由將均質機設定為適當的轉速，並將胺基酸與鈣源之螯合反應調整成適當pH值及溫度，即可將胺基酸與鈣源之螯合率提升至90%，並將螯合時間縮短至30分鐘。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本創作之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

S10、S20：步驟 40：均質機 42：安全夾鉗 44：反應器皿 46：轉動件 60：速度控制器

圖1為本創作之胺基酸快速螯合鈣之方法之流程示意圖。

圖2為本創作胺基酸快速螯合鈣之方法所採用之設備示意圖。

S10、S20：步驟

Claims

一種胺基酸快速螯合鈣之方法，至少包含下列步驟：提供一胺基酸及一鈣源；以及以一均質機令該胺基酸及該鈣源進行一螯合反應，藉以製備胺基酸螯合鈣，其中該胺基酸及該鈣源之質量比實質為1比1，該均質機之轉速實質為7千轉/分，且該螯合反應之pH值實質為8及溫度實質為攝氏80度，該螯合反應達到螯合率為90%所需時間實質為30分鐘。
如申請專利範圍第1項所述之胺基酸快速螯合鈣之方法，其中該胺基酸為複合胺基酸，該鈣源為魚骨粉水解液。
如申請專利範圍第2項所述之胺基酸快速螯合鈣之方法，其中該螯合反應係以氫氧化鈉調節pH值。
如申請專利範圍第2項所述之胺基酸快速螯合鈣之方法，其中該魚骨粉水解液係以魚骨粉進行酸解所得，且該魚骨粉中鈣含量實質為49.49%且水分含量實質為0.25%。
如申請專利範圍第4項所述之胺基酸快速螯合鈣之方法，其中該魚骨粉水解液係以鹽酸酸解魚骨粉所得。