專利名稱：一種仔豬腸道營(yíng)養(yǎng)調(diào)控物質(zhì)-α-吡咯甲酸的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)合成及仔豬腸道營(yíng)養(yǎng)調(diào)控技術(shù)領(lǐng)域，更具體涉及一種仔豬腸 道營(yíng)養(yǎng)調(diào)控物質(zhì)一a-吡咯甲酸的制備方法。本產(chǎn)品為仔豬飼料添加劑。
背景技術(shù)：
精氨酸是哺乳仔豬的一種必需氨基酸，母乳中的精氨酸量與哺乳仔豬自身的 腸道內(nèi)源合成不能滿足其最佳的生長(zhǎng)需要，精氨酸不足是限制哺乳仔豬最佳生長(zhǎng) 的一個(gè)主要因素。仔豬對(duì)精氨酸的需要量很高，母乳中的精氨酸含量為1.34 g/L, 約能滿足仔豬需要量的40%。哺乳仔豬生產(chǎn)對(duì)于整個(gè)養(yǎng)豬生產(chǎn)來(lái)說(shuō)十分重要，如 何更好的滿足哺乳仔豬的精氨酸需要顯得尤為重要。但是其吸收與賴氨酸等拮 抗，過(guò)量服用外源性精氨酸時(shí)有腹瀉等等副作用，而且精氨酸的價(jià)格昂貴。因此 尋求另一種新途徑來(lái)提高仔豬機(jī)體精氨酸的供給量勢(shì)在必行。
仔豬腸道瓜氨酸和精氨酸營(yíng)養(yǎng)調(diào)控物質(zhì)有N-乙酰谷氨酸(N-acetylglutamate， NAG)，但是哺乳動(dòng)物的腸上皮細(xì)胞中降解NAG的脫酰(基)酶的活性很高， 而限制了通過(guò)外源性添加NAG提高其線粒體濃度的途徑。WU (1997)研究表 明0-58日齡仔豬腸細(xì)胞和大鼠小腸中存在相當(dāng)多的線粒體脯氨酸氧化酶。
而NAG類似物N-甲酰谷氨酸(NCG)則穩(wěn)定性強(qiáng)，可以有效提高機(jī)體內(nèi)源 性精氨酸的合成。Murphy等(1996)報(bào)道，仔豬腸吸收的NCG能夠合成大量的 瓜氨酸和精氨酸及少量的鳥氨酸，谷氨酸和谷氨酰胺。有研究者利用NCG讓哺 乳仔豬每天口服2次或50 mg/ (kg體重)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)口服NCG組的哺乳仔豬仔 出生后0-14天與對(duì)照組相比多增重61% (Wu G Y等，精氨酸仔腸營(yíng)養(yǎng)和生產(chǎn)中 的重要作用，家畜科學(xué)，2007)。這項(xiàng)研究的成功對(duì)研究仔豬的快速生長(zhǎng)起到了 重要的啟示作用。
a-吡咯甲酸與N-甲酰谷氨酸具有相似的功能。不過(guò)N-甲酰谷氨酸只能用于 幼齡仔豬，而a-吡咯甲酸則可以應(yīng)用至56日齡仔豬。因此在仔豬腸道營(yíng)養(yǎng)調(diào)控 方面有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。該產(chǎn)品現(xiàn)有方法是從人或者動(dòng)物的毛發(fā)中提取，得率較低，僅為0.38%，用有機(jī)合成法，純化時(shí)可采用離子交換樹脂一氧化鋁柱層析分離法， 生產(chǎn)周期長(zhǎng)，并產(chǎn)生環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在于提供了一種仔豬腸道營(yíng)養(yǎng)調(diào)控物質(zhì)一a-吡咯甲酸的制 備方法。本方法以味精為原料，原料易得，反應(yīng)在常溫常壓下進(jìn)行，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn) 單，節(jié)能環(huán)保；生產(chǎn)過(guò)程中采用五氯酚沉淀，五氯酚可循環(huán)使用，生產(chǎn)成本低。
一種仔豬腸道營(yíng)養(yǎng)調(diào)控物質(zhì)一KX-吡咯甲酸的制備方法，材料包括以下L-谷氨酸、無(wú)水乙醇、硫酸、三乙胺、硼氫化鉀、鹽酸、五氯酚、乙醚、氨水。
其特征包括下列步驟
a. 將L-谷氨酸(0.05 0.30kg)，無(wú)水乙醇(3.5-20 L)和硫酸(0.35 2.0L) 充分混合，用三乙胺調(diào)pH值至7 9，以上物質(zhì)混合反應(yīng)得到L-谷氨酸-Y-乙酯。
b. 將步驟a得到的L-谷氮酸-，乙酯0.075 0.45 kg，蒸餾水2.5 14 L置三 頸瓶中，攪拌冷卻至0 5°C，加入硼氫化鉀0.14 0.86 kg，分十次加入每次 0.014 0.086kg， 50 80分鐘內(nèi)加完，室溫(20-25。C，以下相同)反應(yīng)1.5-3.0h， 加熱至45-60'C反應(yīng)2.0-4.0 h，冷卻至0-5°C，用2-6 mmol/L鹽酸調(diào)節(jié)pH為 3.0-5.0，得粗a-吡咯甲酸溶液。
c. 對(duì)步驟b已調(diào)至pH為3.0-5.0的粗a-吡咯甲酸液體，置于反應(yīng)瓶中，在 45-6CTC攪拌滴加五氯酚乙醇溶液(0.10 0.50mol/70 350mL乙醇)，同溫?cái)嚢?反應(yīng)4-6h。冷卻到0-8'C，過(guò)濾，干燥得復(fù)鹽，熔點(diǎn)240-242。C。
d. 將步驟c得到的復(fù)鹽加蒸餾水0.3 2.0 L，氨水0.65 4.0 L，室溫?cái)?-8 h， 分離水層，濃縮至干，得精制a-吡咯甲酸。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果
本發(fā)明中利用五氯酚沉淀法純化，具有方法簡(jiǎn)單，五氯酚可循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)。 本發(fā)明生產(chǎn)的a-吡咯甲酸，采用味精為原料，原料易得，反應(yīng)在常溫常壓下進(jìn)行， 節(jié)能環(huán)保，生產(chǎn)過(guò)程中采用五氯酚為沉淀劑，五氯酚可循環(huán)使用，生產(chǎn)成本低。 (x-吡咯甲酸不僅具有調(diào)控仔豬腸道精氨酸營(yíng)養(yǎng)功能，而且具有防止淋巴細(xì)胞凋 亡，刺激細(xì)胞生長(zhǎng)和促進(jìn)抗體產(chǎn)生的作用。該物質(zhì)在促進(jìn)仔豬生長(zhǎng)性能方面具有 重要作用。請(qǐng)見表l， a-吡咯甲酸和精氨酸對(duì)早期斷奶仔豬生長(zhǎng)性能的影響。


圖1為一種a-吡咯甲酸和精氨酸對(duì)仔豬腹瀉狀況的影響示意圖。
具體實(shí)施方式
根據(jù)以上生產(chǎn)流程，以下給出幾個(gè)
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l:
取無(wú)水乙醇I0.0L，谷氨酸0.15 kg，加硫酸lL反應(yīng)2h，用三乙胺調(diào)pH 值至7.0，得L-谷氨酸卞乙酯，將該酯與7L蒸餾水混合加入反應(yīng)罐中，冷卻至 3°C，加入0.43kg硼氫化鉀，分十次加入每次0.043 kg， 56分鐘內(nèi)加完，室溫下 反應(yīng)3h，用2mol/L鹽酸調(diào)pH為3.5,得粗a-吡咯甲酸，上述粗品在45'C攪拌 下加入0.7L五氯酚乙醇液，在此溫度下反應(yīng)4.0h，冷卻至3。C，過(guò)濾干燥得復(fù) 鹽，再加入1.0L蒸餾水，繼續(xù)加入濃度為3% (質(zhì)量比)的氨水2.0L，室溫?cái)?拌8h，得沉淀，力卩0.2L無(wú)水乙醇脫水，得a-吡咯甲酸成品。 實(shí)施例2:
去無(wú)水乙醇15.0 L，谷氨酸0.22 kg，加硫酸1.5 L，反應(yīng)2 h，用三乙胺調(diào) pH值至8.0，得L-谷氨酸-，乙酯，將該酯與10.5 L蒸餾水加入反應(yīng)罐中，冷卻 至4"，加入0.65 kg硼氫化鉀，分十次加入每次0.065 kg， 55分鐘內(nèi)加完，室 溫下反應(yīng)3h，用6mol/lL鹽酸調(diào)pH為3.9，得a-吡咯甲酸粗品，在48'C攪拌下 于粗品中加入1.05 L五氯酚乙醇液，在此溫度下反應(yīng)5.5 h，冷卻至4'C，過(guò)濾 干燥得復(fù)鹽，加1.5L蒸餾水，繼續(xù)加入濃度為3% (質(zhì)量比)的氨水3.0L，室 溫?cái)嚢?h，得沉淀，用0.3L無(wú)水乙醇脫水，得a-吡咯甲酸成品。 實(shí)施例3:
將谷氨酸0.30kg，加無(wú)水乙醇20.0L,在加入硫酸2.0L，反應(yīng)2h，用三乙 胺調(diào)pH值至8.2，得L-谷氨酸- 乙酯，將該酯與14.0L蒸餾水加入反應(yīng)罐中， 冷卻至5'C，加入0.86kg硼氫化鉀，分十次加入每次0.086 kg， 58分鐘內(nèi)加完， 室溫下反應(yīng)3 h，用6 mol/L鹽酸調(diào)pH為4.2，得a-吡咯甲酸粗品，上述粗品中， 在5(TC攪拌下加入1.4L五氯酚乙醇液，在此溫度下反應(yīng)4.5h，冷卻至5'C，過(guò) 濾干燥得復(fù)鹽，再加入2.0L蒸餾水，繼續(xù)加入濃度為3% (質(zhì)量比)的氨水4.0 L，室溫?cái)嚢?h，得沉淀，力n0.4L無(wú)水乙醇脫水，得a-吡咯甲酸成品。 實(shí)施例4:
將谷氨酸0.10kg，加無(wú)水乙醇7.0L，再加入硫酸0.7L，反應(yīng)2h，用三乙胺調(diào)pH值至8.3，得L-谷氨酸-，乙醇，將該酯與5 L蒸餾水加入反應(yīng)罐中，冷 卻至5'C，加入0.29 kg硼氫化鉀，分十次加入每次0.029 kg， 52分鐘內(nèi)加完， 室溫下反應(yīng)3 h，用6 mol/L鹽酸調(diào)pH為4.4，得粗a-吡咯甲酸，上述粗品在55°C 攪拌下加入0.5L五氯酚乙醇液，在此溫度下反應(yīng)5.0h，冷卻至5"C，過(guò)濾干燥 得復(fù)鹽，再加入0.6L蒸餾水，繼續(xù)加入濃度為3% (質(zhì)量比)的氨水2.0L,室 溫?cái)嚢?h，得沉淀，加0.13L無(wú)水乙醇脫水，得a-吡咯甲酸成品。 實(shí)施例5:
將谷氨酸0.05kg，加無(wú)水乙醇3.5L，再加入硫酸0.35L，反應(yīng)2h，用三乙 胺調(diào)pH值至8.5，得L-谷氨酸-，乙醇，將該酯與2.5 L蒸餾水加入反應(yīng)罐中， 冷卻至5'C，加入0.14kg硼氫化鉀，分十次加入每次0.014 kg， 50分鐘內(nèi)加完， 室溫下反應(yīng)3 h，用6 mol/L鹽酸調(diào)pH為4.0，得粗a-吡咯甲酸，上述粗品在60°C 攪拌下加入0.25 L五氯酚乙醇液，在此溫度下反應(yīng)6.0 h，冷卻至6'C，過(guò)濾干 燥得復(fù)鹽，再加入0.3L蒸餾水，繼續(xù)加入濃度為3% (質(zhì)量比)的氨水0.65L， 室溫?cái)嚢?h，得沉淀，加0.065 L無(wú)水乙醇脫水，得a-吡咯甲酸成品。
用本發(fā)明方法制得的a-吡咯甲酸對(duì)仔豬服用方式如下
一、 針對(duì)不會(huì)采食的哺乳仔豬，將a-吡咯甲酸用生理鹽水配制成濃度為1%， 按哺乳仔豬每天2次，每次40-80 mg/kg體重給服。
二、 針對(duì)會(huì)采食的仔豬，按每kg飼料添加0.5-l ga-吡咯甲酸配成日糧供用。 試驗(yàn)結(jié)果表明，添加0.08%的01-吡咯甲酸的仔豬飼料與對(duì)照組相比，仔豬平
均日采食量由124.01 g/d提高到176.54 g/d，提高幅度達(dá)42.36%;平均日增重有 58.07 g/d提高到110.00 g/d，提高幅度達(dá)89.43% (表l);仔豬腹瀉率由15.83% 下降到2.96%，而且效果優(yōu)于0.6%的精氨酸(圖l)。
表1 a-吡咯甲酸和精氨酸對(duì)早期斷奶仔豬生長(zhǎng)性能的影響(n=4)
項(xiàng)目對(duì)照組精氨酸(0.6%)a-吡咯甲酸(0.08X)
初始體重(kg)5.56±0.415,57±0.635.55±0.49
末重(kg)5.75±0.48a6.24±0.84b6.30±0.72b
日平均采食量(g/d)158.28±20.88191.77±19.33180.57±29.25
日均增重(g)36.59±23.05a78.62±29.06ab93.27±24.56b
腸道重(g)400.58±48.90a489.75±48.03b512.92±89.31b
注標(biāo)中同行字母完全不相同者表示差異顯著(尸<0.05)。
權(quán)利要求
1、一種仔豬腸道營(yíng)養(yǎng)調(diào)控物質(zhì)-α-吡咯甲酸的制備方法，其步驟是a.將L-谷氨酸，無(wú)水乙醇和硫酸混合，用三乙胺調(diào)pH值至7～9，以上物質(zhì)混合反應(yīng)得到L-谷氨酸-γ-乙酯；b.將步驟(a)得到的L-谷氨酸-γ-乙酯，蒸餾水置三頸瓶中，攪拌冷卻至0～5℃，加入硼氫化鉀0.14～0.86kg，分十次加入每次0.014～0.086kg，50～80分鐘內(nèi)加完，室溫反應(yīng)1.5-3.0h，加熱至45-60℃反應(yīng)，冷卻，用鹽酸調(diào)節(jié)pH為3.0-5.0，得粗α-吡咯甲酸溶液；c.對(duì)步驟(b)已調(diào)至pH為3.0-5.0的粗α-吡咯甲酸液體，置于反應(yīng)瓶中，在45-60℃攪拌滴加五氯酚乙醇溶液，同溫?cái)嚢璺磻?yīng)4-6h，冷卻到0-8℃，過(guò)濾，干燥得復(fù)鹽，熔點(diǎn)240-242℃；d.將步驟(c)得到的復(fù)鹽加蒸餾水和氨水，室溫?cái)嚢瑁蛛x水層，濃縮至干，得精制α-吡咯甲酸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種仔豬腸道營(yíng)養(yǎng)調(diào)控物質(zhì)-α-吡咯甲酸的制備方法，包括下列步驟a.將L-谷氨酸，無(wú)水乙醇，硫酸，三乙胺混合反應(yīng)得到混合物；b.將步驟a得到的混合物，蒸餾水置三頸瓶中，攪拌冷卻，分次加入硼氫化鉀，室溫反應(yīng)，冷至，用鹽酸調(diào)節(jié)pH，得粗α-吡咯甲酸；c.對(duì)步驟b已調(diào)至pH的反應(yīng)液置反應(yīng)瓶中，加熱攪拌，滴加五氯酚乙醇溶液，同溫?cái)嚢璺磻?yīng)。冷卻，過(guò)濾，干燥得復(fù)鹽；d.將步驟c得到化合物，蒸餾水，氨水，室溫?cái)嚢瑁蛛x水層，濃縮至干，得α-吡咯甲酸。本發(fā)明生產(chǎn)的α-吡咯甲酸，采用谷氨酸為原料，原料易得、操作簡(jiǎn)便、成本低，為實(shí)現(xiàn)用α-吡咯甲酸替代精氨酸用于仔豬腸道營(yíng)養(yǎng)調(diào)控提供了切實(shí)可行的途徑。
文檔編號(hào)A23K1/18GK101585796SQ200910043689
公開日2009年11月25日 申請(qǐng)日期2009年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月12日
發(fā)明者印遇龍, 信 吳, 黃瑞林 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所