氨基酸螯合物的制備方法技術(shù)

一種制備氨基酸螯合物的方法，包括將天然存在的或合成的金屬碳酸鹽與酸性氨基酸在水溶液中反應(yīng)的步驟。（*該技術(shù)在2023年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及及其應(yīng)用；及更具體地涉及通過(guò)將金屬碳酸鹽和酸性氨基酸在水溶液中反應(yīng)來(lái)制備電中性且不帶有干擾離子的金屬氨基酸螯合物的方法，和涉及所述金屬氨基酸螯合物的應(yīng)用。
技術(shù)介紹
通常，氨基酸螯合物的優(yōu)點(diǎn)在于下列事實(shí)其可以通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸或其他已知的機(jī)制被迅速吸收到吸收性的粘膜細(xì)胞或植物細(xì)胞內(nèi)。換句話說(shuō)，當(dāng)無(wú)機(jī)物與作為載體分子的氨基酸一起被吸收時(shí)，可以避免由于離子競(jìng)爭(zhēng)活性位點(diǎn)和特定營(yíng)養(yǎng)性無(wú)機(jī)元素被其他營(yíng)養(yǎng)性無(wú)機(jī)元素抑制而引起的問(wèn)題。氨基酸螯合物通常通過(guò)將α氨基酸與金屬離子反應(yīng)形成螯合物中的環(huán)狀結(jié)構(gòu)而制備，其中金屬離子為二價(jià)或更多價(jià)。在上述反應(yīng)中，金屬離子的正電荷被α氨基酸的自由氨基或自由羧基中和。這些金屬氨基酸螯合物如下式所示 其中M是二價(jià)金屬離子，R是天然存在的氨基酸或肽的側(cè)鏈。該金屬離子包括，例如，鈣、鋅、鎂、銅、鐵、鈷、錳、鉻等。通常，“螯合物”定義為金屬離子與一個(gè)或多個(gè)與其鍵合的配體形成雜環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物。根據(jù)美國(guó)飼料管理官方協(xié)會(huì)(“AAFCO”)的定義，“氨基酸螯合物”是這樣的產(chǎn)物，其來(lái)自可溶性金屬鹽的金屬離子與氨基酸以?xún)苫蛉柊被釋?duì)一摩爾金屬的摩爾比反應(yīng)形成配位共價(jià)鍵。通常，水解的氨基酸的平均重量必須為大約150，而產(chǎn)生的螯合物的重量必須不超過(guò)800。氨基酸螯合物的結(jié)構(gòu)、化學(xué)性質(zhì)和生物利用度描述于多種文獻(xiàn)中，例如，Ashmead等，螯合的無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)元素(Chelated MineralNutrition)，(1982)，Chas.C.托馬斯出版社，斯普林菲爾德，III.；Ashmead等，金屬離子的腸吸收(Intestinal Absorption of Metal Ions)，(1985)；Ashmead等，用氨基酸螯合物對(duì)植物進(jìn)行葉面施肥(FoliarFeeding of Plants with Amino Acid Chelates)，(1986)；U.S專(zhuān)利4,020,158；U.S專(zhuān)利4,167,564；U.S專(zhuān)利4,216,143；U.S專(zhuān)利4,721,644；U.S專(zhuān)利4,599,152；U.S專(zhuān)利4,774,089；U.S專(zhuān)利4,830,716；U.S專(zhuān)利.4,863,898；U.S專(zhuān)利4,725,427等。作為參考，應(yīng)該理解“無(wú)機(jī)元素”和“金屬離子”在此說(shuō)明書(shū)的描述中是可以互用的。在現(xiàn)有的利用水溶性鹽，例如無(wú)機(jī)氯鹽或無(wú)機(jī)硫酸鹽制備氨基酸螯合物的方法中，為更方便進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)的條件必須是堿性的。這種情況下，副產(chǎn)物通常包含在氨基酸螯合物中，其可能干擾氨基酸螯合物的合成并負(fù)面影響其體內(nèi)吸收。下面的反應(yīng)方程式作為已知方法的參考。 其中M是二價(jià)金屬離子，R是天然存在的氨基酸或肽的側(cè)鏈。盡管上述方法提供電中性的氨基酸螯合物，硫酸解離形成帶負(fù)電荷的硫酸離子，而該副產(chǎn)物干擾整個(gè)反應(yīng)，無(wú)論其是否以堿金屬鹽的形式存在還是以硫酸離子參與反應(yīng)，并且其還阻礙螯合物本身的體內(nèi)吸收。而且，由于硫酸鈉是水溶性的，該副產(chǎn)物很難從產(chǎn)物中分離。此外，金屬硫酸鹽和氨基酸的反應(yīng)不是進(jìn)行到100％完全反應(yīng)，因此反應(yīng)體系中總有硫酸存在。在使用金屬氯鹽如MCl2制備氨基酸螯合物時(shí)，同樣會(huì)存在氯離子。U.S.專(zhuān)利6,407,138和6,458,981采用氫氧化鈣和氧化鈣代替氫氧化鈣，從而提供沒(méi)有副產(chǎn)物的氨基酸螯合物，但事實(shí)上不能說(shuō)得到的氨基酸螯合物是電中性的。上述U.S.專(zhuān)利6,407,138的反應(yīng)機(jī)制表示如下上述U.S.專(zhuān)利6,458,981的反應(yīng)機(jī)制顯示如下在上述反應(yīng)式中，“AA”是氨基酸，“M”是金屬離子。參考這些反應(yīng)機(jī)制，其中氨基酸螯合物使用氫氧化鈣或氧化鈣而制備，獲得含有電中性氨基酸螯合物、帶正電荷的氨基酸螯合物和帶負(fù)電荷的羥基的混合物。因此，事實(shí)上不能說(shuō)上述反應(yīng)獲得的氨基酸螯合物是前述的電中性的。專(zhuān)利技術(shù)概述因此本專(zhuān)利技術(shù)的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)遇到的上述問(wèn)題。即，本專(zhuān)利技術(shù)的目的是通過(guò)將天然產(chǎn)生的或合成的金屬碳酸鹽與氨基酸在水溶液中反應(yīng)的新過(guò)程，提供制備氨基酸螯合物的方法。根據(jù)本方法，能夠方便的制備電中性且沒(méi)有干擾離子的多種氨基酸螯合物，并且不產(chǎn)生副產(chǎn)物。本專(zhuān)利技術(shù)的另一個(gè)目的是提供通過(guò)在反應(yīng)過(guò)程中或之后另外使金屬硫酸鹽反應(yīng)來(lái)制備氨基酸螯合物的方法，其中氨基酸螯合物包括來(lái)自金屬硫酸鹽和同時(shí)與金屬碳酸鹽的金屬離子不同的金屬離子。本專(zhuān)利技術(shù)的另一個(gè)目的是提供由上述方法獲得的多種氨基酸螯合物。本專(zhuān)利技術(shù)的另一個(gè)目的是提供以治療有效量、營(yíng)養(yǎng)學(xué)有效量或美容有效量含有上述氨基酸螯合物作為活性成分的組合物。這些組合物可根據(jù)其應(yīng)用，用作藥物、食品、飲料、化妝品等的配方。為實(shí)現(xiàn)上述的目的和優(yōu)點(diǎn)，本專(zhuān)利技術(shù)提供一種方法，包括將天然存在的或合成的金屬碳酸鹽與酸性氨基酸在水溶液中反應(yīng)產(chǎn)生氨基酸螯合物的步驟。本專(zhuān)利技術(shù)的制備方法中有用的金屬碳酸鹽不是特別限定的，包括二價(jià)或更多價(jià)的金屬的碳酸鹽，所述金屬如鈣、銅、鋅、鐵、鉻、鈷、錳、鎂等。示例的金屬碳酸鹽包括碳酸鈣、碳酸銅、碳酸鋅、碳酸亞鐵、碳酸鈷、碳酸鉻、碳酸鎂、碳酸錳等。在一些實(shí)施方案中，可以使用兩種或更多種上述金屬碳酸鹽的組合。本專(zhuān)利技術(shù)中使用的金屬碳酸鹽可以是天然存在的金屬碳酸鹽、合成的金屬碳酸鹽或其組合。具體地，由于其含有多種無(wú)機(jī)元素，更優(yōu)選天然存在的金屬碳酸鹽。在下文中簡(jiǎn)要討論碳酸鈣，其是一種用于本專(zhuān)利技術(shù)的制備方法的金屬碳酸鹽。目前，天然存在或合成的碳酸鈣被廣泛應(yīng)用，其代表性的應(yīng)用是作為含鈣食品的添加劑，如牛奶、飲料、餅干、點(diǎn)心等。鈣以碳酸鈣形式分散于水中，但不能完全溶解，因此其不能用于制備透明的食物如飲料中。此外，其經(jīng)過(guò)一段時(shí)間會(huì)沉淀，因此水分散形式在很多食品的應(yīng)用中受到限制。雖然天然存在的碳酸鈣具有上述的含有多種無(wú)機(jī)元素的優(yōu)點(diǎn)，然而同時(shí)由于其無(wú)機(jī)物的性質(zhì)，又具有低溶解度和體內(nèi)低吸收性的缺點(diǎn)。天然存在的碳酸鈣包含在，例如，蛋殼鈣、墨魚(yú)骨鈣、貝殼鈣(來(lái)自蛤、牡蠣等的貝殼)、海藻鈣等。其中，海藻鈣是從鈣化的海藻(石灰藻，叫作“l(fā)ithothamnion”)獲得的鈣源，包含碳酸鈣和碳酸鎂作為主要的組分。海藻鈣和乳清鈣的組分分別列于下表1，其中乳清鈣存在于牛奶中，包括磷酸鈣但不包括碳酸鈣。表1 參見(jiàn)上述表1，海藻鈣含有比例為約1∶10(鎂∶鈣)的鎂和鈣和少量的磷。不同于通常的含有合成的碳酸鈣的鈣原料，海藻鈣含有多種能促進(jìn)鈣的生理功能的無(wú)機(jī)元素。然而，即使使用這些天然存在的碳酸鈣作為鈣源，還是不能解決前面所述的不溶性的問(wèn)題，因此限制了其應(yīng)用的擴(kuò)展。此時(shí)，當(dāng)其中包含的碳酸鈣被轉(zhuǎn)化為本專(zhuān)利技術(shù)相似的金屬氨基酸螯合物，則因?yàn)轵衔锉旧淼目扇苄裕蓪?shí)現(xiàn)體內(nèi)高吸收率，這通過(guò)下面將闡述的實(shí)施例得到證明。本專(zhuān)利技術(shù)的制備方法中有用的酸性氨基酸不是特別限定的，包括，例如，谷氨酸、天冬氨酸等。在一些實(shí)施方案中，可以采用兩種或多種氨基酸的組合。反應(yīng)中使用的金屬碳酸鹽和酸性氨基酸的量由多種不同的參數(shù)來(lái)決定，如金屬的價(jià)數(shù)，鹽的反應(yīng)性、氨基酸的反應(yīng)性等，并優(yōu)選在摩爾比1∶1～1∶4(金屬碳酸鹽∶酸性氨基酸)的范圍內(nèi)。使用二價(jià)金屬離子作為金屬碳酸鹽合成氨基酸螯合物的反應(yīng)通過(guò)如下的反應(yīng)式1表示反應(yīng)式1其中X是二價(jià)金屬離子，AA是氨基酸。使用三價(jià)金屬離子作為金屬碳酸鹽合成氨基酸螯合物的反應(yīng)通過(guò)如下的反應(yīng)式2表示反應(yīng)式2其中X是三價(jià)金屬離子，AA是氨本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：樸明奎，崔美姬，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：MD白奧阿爾法有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：