專利名稱：：氨基酸短肽螯合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及氨基酸短肽螯合物及其制備方法。特別涉及天冬氨酸短肽螯合物和谷氨酸短肽螯合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
：多種氨基酸和多種金屬元素是人體和動物體所必需的營養(yǎng)素，這些營養(yǎng)素主要從食物和飼料中攝取。食物和飼料進(jìn)入人體和動物體經(jīng)胃和小腸消化后，蛋白質(zhì)由長鏈肽變?yōu)槎替滊摹Ｗ钚卵芯?林煌映《畜牧市場》2005年第8期，76-78)表明，蛋白質(zhì)消化吸收理論逐步形成一些新觀點，即蛋白質(zhì)在腸腔內(nèi)的最終水解產(chǎn)物，除氨基酸外，還有部分小肽，而且小肽可以和游離氨基酸一樣被腸粘膜吸收并轉(zhuǎn)運進(jìn)入血液循環(huán)。同時，小肽和游離氨基酸的吸收是兩個獨立的轉(zhuǎn)運系統(tǒng)，與游離氨基酸相比，小肽具有吸收速度快、耗能低、不易飽和，且各種肽之間的轉(zhuǎn)運無競爭性與抑制性等特點。另有作者(陳寶江，《中國飼料》2004年第5期，34-36)指出，小肽可提高礦物元素的吸收利用率，即小肽可與Ca、Zn、Cu、Fe等礦物元素形成螯合物，增加其可溶性，以利于機(jī)體吸收。Fouad(1974)(見上陳寶江文)指出，位于五元環(huán)和六元環(huán)絡(luò)合物中心的金屬元素可通過小腸絨毛刷狀緣，以小肽形式被吸收。另有作者(蘇純陽，《飼料工業(yè)》2002年第23卷第1期，15-18)進(jìn)一步指出，微量元素氨基酸螯合物是由某種可溶性金屬鹽中的一個金屬元素離子同氨基酸或短肽物質(zhì)按一定的摩爾比以配位鍵和離子鍵結(jié)合而成有機(jī)微量元素螯合物。由此可見，氨基酸短肽螯合物，既能以中性分子配合物(螯合物)形式在生物體內(nèi)不受阻礙地轉(zhuǎn)運，又能被小腸整體吸收，這就顯示出小肽營養(yǎng)的許多優(yōu)勢可加快蛋白質(zhì)的合成、提高礦物元素的吸收利用率、提高動物機(jī)體的免疫力、具有生理調(diào)節(jié)作用等。更為重要的是人體吸收這類氨基酸短肽螯合物，可同時起到雙補(bǔ)作用既補(bǔ)充金屬元素，又補(bǔ)充了氨基酸。將其制成保健品，將充分體現(xiàn)出營養(yǎng)保健的嶄新理念。有關(guān)天冬氨酸短肽螯合物和谷氨酸短肽螯合物，至今尚未發(fā)現(xiàn)有文獻(xiàn)報道。申請人經(jīng)過長期研究和大量試驗，制備獲得了天冬氨酸短肽螯合物和谷氨酸短肽螯合物，從而完成了本發(fā)明。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明第一個目的在于提供氨基酸短肽螯合物，該氨基酸短肽螯合物為具有式(I)的天冬氨酸短肽螯合物-[-C8H8O6N2M·XH2O-]n-(I)或具有式(II)的谷氨酸短肽螯合物-[-C10H12O6N2M·XH2O-]n-(II)其中，M為Ca、Mg、Zn或其他二價過渡金屬元素中的一種；X為0-3，n為5-7。在通式(I)和(II)中，M優(yōu)選為Ca、Mg、Zn、Cu或Fe，更優(yōu)選為Ca、Mg或Zn。n是短肽的結(jié)構(gòu)單元數(shù)，一般控制在5-7；X是水分子數(shù)，依據(jù)反應(yīng)條件的不同而略有差別，一般X為0-3。本發(fā)明化合物中所指的氨基酸短肽，包括天冬氨酸短肽和谷氨酸短肽，但不僅限于此，也可以是其它氨基酸短肽，或是兩種和多種氨基酸短肽的共聚物。本發(fā)明第二個目的在于提供上述氨基酸短肽螯合物的制備方法，該方法包括以下步驟(1)制備氨基酸螯合物將L-天冬氨酸或L-谷氨酸與金屬化合物按2.0∶0.8-2.0∶1.5的摩爾比，在水溶液中，在40-100℃反應(yīng)2.0-10.0小時，進(jìn)行過濾、重結(jié)晶提純精制處理；(2)制備氨基酸短肽螯合物將來自步驟(1)的精制后的產(chǎn)物在160-260℃進(jìn)行縮聚反應(yīng)2.0-10.0小時，即得白色或微黃色氨基酸短肽螯合物。上述金屬化合物可選自氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣；氧化鎂、氫氧化鎂；氧化鋅、氫氧化鋅；氧化鐵；氧化銅、氫氧化銅中的一種，或選自其它鈣、鎂、鋅化合物中的一種。本發(fā)明還提供上述氨基酸短肽螯合物的另一種制備方法，該方法包括將天冬氨酸金屬螯合物或谷氨酸金屬螯合物于160-260℃縮聚反應(yīng)2.0-10.0小時，即得白色或微黃色氨基酸短肽螯合物。優(yōu)選地，氨基酸短肽螯合物是天冬氨酸短肽螯合物或谷氨酸短肽螯合物。所述天冬氨酸金屬螯合物選自天冬氨酸鈣或天冬氨酸鎂，所述谷氨酸金屬螯合物選自谷氨酸鈣或谷氨酸鎂。本發(fā)明的第三個目的在于提供含有本發(fā)明氨基酸短肽螯合物的組合物。通過本發(fā)明方法制得的天冬氨酸短肽螯合物或谷氨酸短肽螯合物純度高、質(zhì)量穩(wěn)定、工藝簡便、成本適宜、利于規(guī)?；?、工業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)點，可廣泛用于食品、飲料、飼料或化妝品領(lǐng)域。圖1是實施例1中天冬氨酸短肽螯合鈣的紅外光譜圖；圖2是實施例2中天冬氨酸短肽螯合鈣的紅外光譜圖；圖3是實施例2中天冬氨酸短肽螯合鈣的13CNMR譜圖；圖4是實施例3中天冬氨酸短肽螯合鈣的紅外光譜圖；圖5是實施例4中谷氨酸短肽螯合鈣的紅外光譜圖；圖6是實施例4中谷氨酸短肽螯合鈣的13CNMR譜圖；圖7是實施例5中天冬氨酸短肽螯合鎂的紅外光譜圖；圖8是實施例5中天冬氨酸短肽螯合鎂的13CNMR譜圖；圖9是實施例6中谷氨酸短肽螯合鎂的紅外光譜圖；圖10是實施例7中天冬氨酸短肽螯合鋅的紅外光譜圖；圖11是實施例7中天冬氨酸短肽螯合鋅的13CNMR譜圖。具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，并對下述實施例的產(chǎn)物進(jìn)行了元素分析、分子量測定、紅外光譜測定、核磁共振譜測定。其中，利用意大利FlashEA1112型元素分析儀進(jìn)行了元素分析；利用美國Waters公司凝膠滲透色譜儀進(jìn)行分子量測定，該色譜儀的色譜柱為Ultrahydrogelliner6～13μm(7.8×300mm)GPC柱，泵515HPLC泵，檢測器示差折光檢測器-717Autosample；標(biāo)樣葡聚糖。流動相0.1mol/LNaNO3水溶液。借用美國SIGMA公司測定聚天冬氨酸鈉的粘均分子量Mη的方法測定各產(chǎn)品的粘均分子量；采用美國ThermoElectronNicolet8700FTIR儀進(jìn)行了紅外光譜測定；采用德國Brukerav600MHz核磁共振儀，以D2O為溶劑，在室溫和300K條件下進(jìn)行13CNMR譜的測定。實施例11、天冬氨酸短肽螯合鈣的制備在500ml三口瓶中，加入去離子水80ml，加熱、攪拌至60℃，加入L-天冬氨酸20g，攪拌、升溫至70℃以上，加入CaO4.2g，在70-80℃之間攪拌溶解至完全透明，調(diào)節(jié)pH至7.0-7.5。經(jīng)過濾、重結(jié)晶精制處理后，在195℃縮聚反應(yīng)4小時，得白色粉末狀固體，產(chǎn)率為96.46％。2、產(chǎn)物分析(1)將上述產(chǎn)物用FlashEA1112型元素分析儀進(jìn)行元素分析，結(jié)果如下表1(2)將上述產(chǎn)物用Nicolet-8700FTIR儀進(jìn)行紅外光譜測定，結(jié)果如下(見圖1)3113～3407cm-1寬帶強(qiáng)吸收(-NH伸縮振動，氫鍵)1594.75cm-1強(qiáng)吸收(酰胺C＝O伸縮振動，-NH變形振動)1397.86cm-1強(qiáng)吸收(-COO-對稱伸縮振動)(3)凝膠色譜測定結(jié)果重均分子量Mw＝1471，多分散性指數(shù)Mw/Mn＝1.10實施例21、天冬氨酸短肽螯合鈣的制備在3000ml三口瓶中，加入去離子水2000ml，加熱、攪拌至60℃，加入L-天冬氨酸504g，攪拌、升溫至80℃以上，加入Ca(OH)2140g，在85-90℃之間攪拌至物料完全溶解，溶液達(dá)到透明，調(diào)節(jié)pH至7.0。經(jīng)過濾、重結(jié)晶精制處理后，在190℃縮聚反應(yīng)5小時，得白色粉末狀固體，產(chǎn)率為94.95％。2、產(chǎn)物分析(1)將上述產(chǎn)物用FlashEA1112型元素分析儀進(jìn)行元素分析，結(jié)果如下表2<tablesid="table2"num="002"><tablewidth="766">元素(％)NCHCa計算值8.9430.674.1812.79實測值9.3730.204.3012.87</table></tables>(2)將上述產(chǎn)物用Nicolet-8700FTIR儀進(jìn)行紅外光譜測定，結(jié)果如下(見圖2)3125～3406cm-1寬帶強(qiáng)吸收(-NH伸縮振動，氫鍵)1600.62cm-1強(qiáng)吸收(酰胺C＝O伸縮振動，-NH變形振動)1396.91cm-1強(qiáng)吸收(-COO-對稱伸縮振動)(3)凝膠色譜測定結(jié)果重均分子量Mw＝1752，多分散性指數(shù)Mw/Mn＝1.04(4)核磁共振譜測定結(jié)果見圖3。圖3中有4個化學(xué)位移，б36。56是亞甲基(-CH2-)上C的化學(xué)位移б51。99是次甲基(-CH-)上C的化學(xué)位移б174。55是酰胺羰基上C的化學(xué)位移；б177。83是羧羰基上C的化學(xué)位移。圖3的結(jié)果表明，在這種天冬氨酸短肽螯合鈣中，存在4種C原子，而且其數(shù)量幾乎是完全相等的。這個結(jié)果與StevenK.Wolk(Macromolecules1994，27，7613～7620)及韶暉(油田化學(xué)，2001，Vol.18，No.2)所報道的聚天冬氨酸鈉的13CNMR譜圖基本吻合。實施例31、天冬氨酸短肽螯合鈣的制備在3000ml三口瓶中，加入去離子水2000ml，加熱、攪拌至70℃，加入CaO106.2g，攪拌、升溫至80℃，加入L-天冬氨酸504g，攪拌升溫至90-100℃，物料溶解成透明溶液，調(diào)節(jié)pH至7.0-7.5。經(jīng)過濾、重結(jié)晶精制處理后，在195℃縮聚反應(yīng)4小時，得白色粉末狀固體，產(chǎn)率為94.38％。2。、產(chǎn)物分析(1)將上述產(chǎn)物用FlashEA1112型元素分析儀進(jìn)行元素分析，結(jié)果如下表3<tablesid="table3"num="003"><tablewidth="765">元素(％)NCHCa計算值8.9430.674.1812.79實測值9.3330.783.7813.43</table></tables>(2)將上述產(chǎn)物用Nicolet-8700FTIR儀進(jìn)行紅外光譜測定，結(jié)果如下(見圖4)3133～3423cm-1寬帶強(qiáng)吸收(-NH伸縮振動，氫鍵)1589.80cm-1強(qiáng)吸收(酰胺C＝O伸縮振動，-NH變形振動)1396.90cm-1強(qiáng)吸收(-COO-對稱伸縮振動)(3)粘均分子量測定的結(jié)果分子量Mη＝2104實施例41、谷氨酸短肽螯合鈣的制備在500ml三口瓶中，加入去離子水80ml，升溫、攪拌至80℃，加入CaO3.8g，繼續(xù)升溫、攪拌至90℃以上，加入谷氨酸20g，攪拌至物料完全溶解成透明溶液，經(jīng)過濾、重結(jié)晶精制處理后，在192℃縮聚反應(yīng)4小時，得淡黃色粉末狀固體，產(chǎn)率為95.98％。2、產(chǎn)物分析(1)將上述產(chǎn)物用FlashEA1112型元素分析儀進(jìn)行元素分析，結(jié)果如下表4<tablesid="table4"num="004"><tablewidth="766">元素(％)NCHCa計算值9.4540.544.0813.53實測值9.6839.524.8412.75</table></tables>(2)將上述產(chǎn)物用Nicolet-8700FTIR儀進(jìn)行紅外光譜測定，結(jié)果如下(見圖5)3256～3377cm-1(-NH伸縮振動，氫鍵)1677.70cm-1(酰胺C＝O伸縮振動)1589.60cm-1(-COO-反對稱伸縮振動)1417.50(-COO-對稱伸縮振動)(3)粘均分子量測定的結(jié)果分子量Mη＝1753。(3)核磁共振譜測定結(jié)果見圖6的13CNMR譜圖。圖6中б25。289、б29。671、б58。285、б180。387、б181。76，分別對應(yīng)于-CH2-、-CH2-、-CH-、上C的化學(xué)位移。圖6的結(jié)果表明，谷氨酸短肽螯合物上存在5種C原子，而且兩個-CH2-還是不等價的。實施例51、天冬氨酸短肽螯合鎂的制備在500ml三口瓶中，加入去離子水80ml，升溫、攪拌至60℃，加入L-天冬氨酸20g，繼續(xù)升溫、攪拌至80℃，加入MgO3.03g，繼續(xù)攪拌至物料溶解成透明溶液，經(jīng)過濾、重結(jié)晶精制處理后，在190℃縮聚反應(yīng)4.5小時，得微黃色粉末狀固體，產(chǎn)率為95.24％。2、產(chǎn)物分析(1)將上述產(chǎn)物用FlashEA1112型元素分析儀進(jìn)行元素分析，結(jié)果如下表5(2)將上述產(chǎn)物用Nicolet-8700FTIR儀進(jìn)行紅外光譜測定，結(jié)果如下(見圖7)3155～3423cm-1寬帶強(qiáng)吸收(-NH伸縮振動，氫鍵)1619.42cm-1強(qiáng)吸收(酰胺C＝O伸縮振動，-NH變形振動)1405.24cm-1強(qiáng)吸收(-COO-對稱伸縮振動)(3)凝膠色譜測定的結(jié)果重均分子量Mw＝1636，多分散性指數(shù)Mw/Mn＝1.15(4)核磁共振譜測定結(jié)果見圖8的13CNMR譜圖。圖8中б36。53、б52。16、б174。27、б177。59，分別對應(yīng)于-CH2-、-CH-、上C的化學(xué)位移，這與圖3幾乎完全相同。圖8與圖3幾乎完全相同，表明金屬的種類對譜圖的影響很小。實施例61、谷氨酸短肽螯合鎂的制備在500ml三口瓶中，加入去離子水80ml，加熱、攪拌至80℃，加入MgO3.0g，加入谷氨酸20g，在80-90℃，攪拌至物料溶解成透明溶液，經(jīng)過濾、重結(jié)晶精制處理后，在190℃縮聚反應(yīng)3.5小時，得白色粉末狀固體，產(chǎn)率為91.58％。2、產(chǎn)物分析(1)將上述產(chǎn)物用FlashEA1112型元素分析儀進(jìn)行元素分析，結(jié)果如下表6(2)將上述產(chǎn)物用Nicolet-8700FTIR儀進(jìn)行紅外光譜測定，結(jié)果如下(見圖9)3400.9cm-1寬帶強(qiáng)吸收(-NH伸縮振動，氫鍵)1623.40cm-1強(qiáng)吸收(酰胺C＝O伸縮振動，-NH變形振動)1418.50cm-1強(qiáng)吸收(-COO-對稱伸縮振動)(3)粘均分子量測定的結(jié)果Mη＝1935實施例71、天冬氨酸短肽螯合鋅的制備在500ml三口瓶中，加入去離子水80ml，加熱、攪拌至60℃，加入L-天冬氨酸20g，繼續(xù)升溫、攪拌至80℃，加入ZnO6.1g，在80-90℃攪拌至物料溶解成透明溶液，經(jīng)過濾、重結(jié)晶精制處理后，在190℃縮聚反應(yīng)4小時，得淡黃色粉末狀固體，產(chǎn)率為90.47％。2、產(chǎn)物分析(1)將上述產(chǎn)物用FlashEA1112型元素分析儀進(jìn)行元素分析，結(jié)果如下表7(2)將上述產(chǎn)物用Nicolet-8700FTIR儀進(jìn)行紅外光譜測定，結(jié)果如下(見圖10)3252.54cm-1寬帶強(qiáng)吸收(-NH伸縮振動，氫鍵)1614.84cm-1強(qiáng)吸收(酰胺C＝O伸縮振動，-NH變形振動)1399.44cm-1強(qiáng)吸收(-COO-對稱伸縮振動)(3)凝膠色譜測定的結(jié)果重均分子量Mw＝2066，多分散性指數(shù)Mw/Mn＝1.26(4)核磁共振譜測定結(jié)果見圖11的13CNMR譜圖。圖11中б36。545、б51。73、б174。58、б177。79，分別對應(yīng)于-CH2-、-CH-、上的C的化學(xué)位移，但在這些主要化學(xué)位移附近又出現(xiàn)相鄰的化學(xué)位移。圖11的結(jié)果表明，天冬氨酸短肽螯合鋅分子量較大(Mw＝2066)，分子量分布略寬(Mw/Mn＝1.26)，導(dǎo)致各個C原子所處的化學(xué)環(huán)境起了變化，所以13CNMR譜圖更為復(fù)雜。通過上述具體的實施例，更容易理解本發(fā)明。上述實施例只是舉例性描述，而不用來限制本發(fā)明的范圍。權(quán)利要求1.氨基酸短肽螯合物，其特征在于所述的氨基酸短肽螯合物為具有式(I)-[-C8H8O6N2M·XH2O-]n-(I)的天冬氨酸短肽螯合物，或者為具有式(II)-[-C10H12O6N2M·XH2O-]n-(II)的谷氨酸短肽螯合物，其中M選自Ca、Mg、Zn或其他二價過渡金屬元素中的一種；n是結(jié)構(gòu)單元數(shù)，為5-7；X是水分子數(shù)，為0-3。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨基酸短肽螯合物，其特征在于M選自Ca、Mg、Zn、Cu或Fe。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氨基酸短肽螯合物，其特征在于M選自Ca、Mg或Zn。4.一種制備權(quán)利要求1-3所述氨基酸短肽螯合物的方法，包括將天冬氨酸金屬螯合物或谷氨酸金屬螯合物于160-260℃縮聚反應(yīng)2.0-10.0小時，得到白色或微黃色氨基酸短肽螯合物的步驟。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述天冬氨酸金屬螯合物為天冬氨酸鈣或天冬氨酸鎂，谷氨酸金屬螯合物為谷氨酸鈣或谷氨酸鎂。6.一種制備權(quán)利要求1-3所述氨基酸短肽螯合物的方法，包括以下步驟(1)制備氨基酸螯合物將L-天冬氨酸或L-谷氨酸與金屬化合物按2.0∶0.8-2.0∶1.5的摩爾比，在水溶液中，在40-100℃，反應(yīng)2.0-10.0小時，進(jìn)行過濾、重結(jié)晶提純精制處理。(2)制備氨基酸短肽螯合物將來自步驟(1)的精制后的產(chǎn)物在160-260℃進(jìn)行縮聚反應(yīng)2.0-10.0小時，獲得白色或微黃色氨基酸短肽螯合物。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述的金屬化合物選自氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣；氧化鎂、氫氧化鎂；氧化鋅、氫氧化鋅；氧化鐵；氧化銅、氫氧化銅中的一種，或選自其它鈣、鎂、鋅化合物中的一種。8.含有權(quán)利要求1-3所述氨基酸短肽螯合物的組合物。全文摘要本發(fā)明提供氨基酸短肽螯合物，其為具有式－[－C文檔編號C07K7/06GK1887902SQ20061008899公開日2007年1月3日申請日期2006年7月28日優(yōu)先權(quán)日2006年7月28日發(fā)明者趙繪,蔡夫柳,李立仁申請人:北京華美天意科技開發(fā)有限公司