阅读说明：本技术 一种由鹿骨制备谷氨酸螯合钙的方法 (Method for preparing calcium glutamate chelate from deer bone ) 是由 李峰 李倩 张振秋 于 2019-10-17 设计创作，主要内容包括：本发明公布一种由鹿骨制备谷氨酸螯合钙的方法,包括以下步骤：1)制备鹿骨粉：将新鲜梅花鹿鹿骨剔去肉、筋膜、骨髓,洗净,于烘箱105℃干燥至恒重,粉碎,过60目筛,并符合质量要求,即得梅花鹿骨粉；2)制备鹿骨螯合钙：将鹿骨粉与谷氨酸质量比按1:1~5的比例混合,加入水,调pH 6.0~8.0,60~70℃螯合；取上清液减压浓缩,加无水乙醇沉淀,沉淀物干燥粉碎,即得鹿骨谷氨酸螯合钙粉。发明方法简单,螯合率高、含钙量高,所制备的鹿骨-谷氨酸螯合钙粉,保留了原料药中的营养物质,如维生素D等,无副作用。(The invention discloses a method for preparing calcium glutamate chelate from deer bones, which comprises the following steps of 1) preparing deer bone meal, namely removing meat, fascia and bone marrow from fresh sika deer bones, cleaning, drying in an oven at 105 ℃ to constant weight, crushing, sieving by a 60-mesh sieve, and meeting the quality requirement to obtain the sika deer bone meal, 2) preparing the calcium glutamate chelate, namely mixing the deer bone meal and the glutamic acid according to the mass ratio of 1:1 ~ 5, adding water, adjusting the pH value to 6.0 ~ 8.0.0, chelating at 60 ~ 70 ℃, taking supernatant, concentrating under reduced pressure, adding absolute ethyl alcohol for precipitation, drying and crushing precipitates to obtain the deer bone calcium glutamate chelate powder.)

一种由鹿骨制备谷氨酸螯合钙的方法

技术领域

本发明涉及一种新型的骨钙钙源梅花鹿骨谷氨酸螯合钙的制备方法，属于药物制备技术领域。

背景技术

钙为人体需求量最大的宏量元素，钙缺乏会引起诸多疾病。世卫组织(WHO)的统计分析指出，人类165中基础疾病中有106中与缺钙有关。如骨质疏松、动脉硬化、老年痴呆等。而根据我国第四次全国营养调查结果显示，我国成人钙日摄入量为390.6mg，仅达到营养学会推荐摄入量的50％。

目前市售的补钙制剂主要分为三类，第一类为无机钙，所谓第一代补钙产品，如碳酸钙、氧化钙、磷酸氢钙等；第二类为有机酸钙，所谓第二代补钙产品，如葡萄糖酸钙、柠檬酸钙、乳酸钙等；第三类为有机钙，所谓第三代补钙产品，如氨基酸鳌合钙。第一代、第二代补钙产品多存在难溶解、钙的吸收差、重金属超标等问题。而第三代补钙产品，钙以“氨基酸螯合物”的形式出现，使其溶解性、吸收率及生物利用度都大大提高，已备受市场青睐。

已有的制备氨基酸螯合钙的钙源主要有两类，一是以无机的钙源，如氢氧化钙或氧化钙与氨基酸进行鳌合；另一种是以有机钙源，如动物骨骼，经酸水解，制成可溶性钙盐，再与氨基酸进行鳌合。前者的缺点是原料为无机钙，不够环保，且其反应时间较长，鳌合率低、能耗较高；而后者的不足在于，动物骨骼经酸水解后，破坏了动物骨骼中有利于钙吸收的有机成分，如VD₂、VD₃等，未能将原料中的有效成分充分利用。

现用于氨基酸螯合钙的骨钙原料多为供食用动物的骨骼，如牛、羊、鱼等，而一些药用动物骨骼，如鹿骨尚未得到充分利用。早在中医古籍《名医别录》中就已有鹿骨药用的记载，有“主内虚，续绝伤”的功效，用于风湿四肢疼痛及筋骨冷痹；现代研究表明，鹿骨中除钙含量高外(本发明研究中测得其含钙量达17％，高于文献报道的其他动物骨粉的含钙量)，其尚含有丰富的氨基酸和可促进钙吸收的维生素D类成分。但在我国目前养鹿产业中，鹿骨作为副产物而弃用，造成极大浪费。如能以鹿骨为有机钙源，制备鹿骨氨酸螯合钙，不仅可以丰富市场上的补钙产品，提高补钙产品的吸收率，而且也将为鹿产业的价值提升奠定良好的基础。

国内外制备氨基酸螯合钙的方法，主要有①水相中水解蛋白质制备氨基酸螯合钙；②高压流体纳米磨技术；③微波固相合成；④离子交换法及电解法等。方法①因实验条件容易实现，工艺较简单，不需昂贵设备而被广泛采用，但用酶水解蛋白质成本较高、无机酸水解又破坏骨钙源中的有机成分；方法②技术方法虽较新颖，氨基酸与钙螯合迅速，产品质量也稳定，但所需设备较昂贵；方法③鳌合反应时间较短、能耗少、污染少、效率高，但对设备的要求较高、投入较大，且微波反应器在运行过程中会产生的辐射；方法④具有条件简单，对环境无污染，生产成本低，转化率较高，产品纯度高的优点，但操作过程繁琐，耗时较长、能耗较大，同时离子选择性透过膜再生困难。

CN101648884A公开了一种由低值淡水鱼骨制备复合氨基酸螯合钙的方法，制备步骤为，鱼骨清洗、蒸煮、氢氧化钠浸泡，洗至中性，干燥，粉碎，酸解法提取鱼骨粉中的钙，用复合氨基酸螯合鱼骨粉中钙离子，离心取清液，用无水乙醇洗涤二次，离心取沉淀，干燥粉碎得复合氨基酸螯合钙产品。本发明首次采用低值淡水鱼加工副产物鱼骨制备复合氨基酸螯合钙，大大地提高了淡水鱼副产物的附加值。用本发明制备的复合氨基酸螯合钙经动物实验证实，大鼠的股骨钙含量为38.11±5.30，股骨钙的储留率11.00±5.30，如与VD3配伍，更可增加其生物利用率，提高补钙的效果。用本发明制备的复合氨基酸螯合钙的补钙作用与葡萄糖酸钙相当，高于碳酸钙，但钙储留率显著高于葡萄糖酸钙组和碳酸钙组。但该技术方案存在以下问题：①未注明处理后的鱼骨应达到何种标准；②未能考虑酸水解对鱼骨中有机物质的影响，以至于需要在后续的制备中加入VD3，增加了生产的成本；③产物的螯合率较低，仅为88.84％。

CN106187798A公开了一种氨基酸纳米螯合钙的制备方法，所述方法步骤如下：1)骨粉与盐酸混合，加热水解得可溶性钙；2)可溶性钙和氨基酸以摩尔比为1∶1混合，得混合液；3)所得混合液加入重量比例1.5％的枸橼酸经过均质机均质，使混合液中固体颗粒度在30微米以下，再将所得混合液喷入高压流体纳米磨进行螯合得到澄清的溶液；4)溶液经干燥得氨基酸纳米螯合钙。本发明原料钙来源于有机钙，低碳环保，无毒无污染，不含重金属离子，再结合纳米新技术，得到优质氨基酸纳米螯合钙，该工艺方法简单、易操作，成本低，有利于废物利用及工业化生产。但该技术方案存在以下问题：①对进行鳌合的原料，骨粉的质量要求为明确；②未考虑酸水解对动物骨粉中，可促进钙吸收有机物质的影响；③未注明该工艺产物的螯合率，因为工艺中加入了枸橼酸，可能使钙的鳌合率降低。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种安全高效、低廉环保的由鹿骨制备的氨酸螯合钙的最佳制备工艺。

本发明目的可通过以下技术方案实现：

一种由鹿骨制备谷氨酸螯合钙的方法，包括以下步骤：

1)制备鹿骨粉：将新鲜梅花鹿鹿骨剔去肉、筋膜、骨髓，洗净，于烘箱105℃干燥至恒重，粉碎，过60目筛，并符合质量要求，即得梅花鹿骨粉。

2)制备鹿骨螯合钙：将鹿骨粉与谷氨酸质量比按1:1～5的比例混合，加入水，调pH6.0～8.0，60～70℃螯合；取上清液减压浓缩，加无水乙醇沉淀，沉淀物干燥粉碎，即得鹿骨谷氨酸螯合钙粉。

所述步骤(2)中，螯合时间为50～70min。

所述步骤(2)中，沉淀温度为0～4℃，沉淀时间12～24h。

一种由鹿骨制备谷氨酸螯合钙的方法，具体包括以下步骤：

1)制备鹿骨粉：将新鲜梅花鹿鹿骨剔去肉、筋膜、骨髓，洗净，于烘箱105℃干燥至恒重，粉碎，过60目筛，并符合质量要求，即得梅花鹿骨粉。

2)制备鹿骨螯合钙：将鹿骨粉与谷氨酸质量比按1:1～5的比例混合，加入水，以NaOH调节溶液pH 6.0～8.0，于60～70℃螯合50～70min，并不断搅拌，离心取上清液，减压浓缩，加无水乙醇，于0～4℃沉淀12～24h，沉淀物干燥，粉碎，即得鹿骨谷氨酸螯合钙粉。

一种由鹿骨制备谷氨酸螯合钙的方法，具体包括以下步骤：

1)制备鹿骨粉：将新鲜梅花鹿鹿骨剔去肉、筋膜、骨髓，洗净，于烘箱105℃干燥至恒重，粉碎，过60目筛，并符合质量要求，即得梅花鹿骨粉。

2)制备鹿骨螯合钙：鹿骨粉与谷氨酸的质量比为1:1混合，反应溶液pH值7.0，螯合反应时间60min，螯合反应温度70℃。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)螯合率高，同时含有较高的VD，可充分利用鹿骨中的钙资源；

(2)溶解性好，生物利用度高，可减轻药物对胃肠道的刺激；

(3)无任何添加剂、防腐剂，安全可靠；

(4)生产工艺简单，适合工业化、自动化生产，无“三废”产生，减少了对环境的污染。

附图说明

图1为VD2、VD3对照品测定的高效液相色谱图

图2为鹿骨中VD2、VD3测定的高效液相色谱图。

具体实施方式

实施例1

所述的鹿骨粉质量要求依据：

实验如下：

取新鲜梅花鹿鹿骨，剔去肉、筋膜、骨髓，洗净，干燥，粉碎，过60目筛)。

分别采用2015版《中国药典》通则0832第二法(水为溶剂)、通则2201法、GB/T5009.6-2003法，测定鹿骨粉的水分、浸出物及粗脂肪含量，结果见表1。

表1鹿骨粉相关检查结果(％)

样品编号	水分	浸出物	粗脂肪
				1<sup>#</sup>	4.3	15.8	11.2
2<sup>#</sup>	4.5	15.2	12.8
				3<sup>#</sup>	4.4	16.5	11.7
4<sup>#</sup>	4.4	16.3	12.4
				5<sup>#</sup>	4.5	16.1	10.3
均值	4.4	16.0	11.7

以鹿骨粉水分、脂肪含量平均值的120％为最高限量；以浸出物含量平均值的80％为最低标准，制定鹿骨粉质量要求，即水分不得过6.0％、粗脂肪不得过15.0％、浸出物不得低于12.0％。

本发明在对原料鹿骨质量进行分析中发现，其除含钙量(17％)远高于其他单位骨骼外，其尚含有促进钙吸收的VD类成分。相关测定结果见图1、2及表2。

表2鹿骨粉中VD₂、VD₃含量

VD₃的国际标准推荐摄入量为婴儿、青少年、孕妇、乳母300～400IU(国际单位)/天(1IU＝0.025μg)，成人7.5～10μg/天；鹿骨粉中VD₃含量为12.9～15.2μg·g^-1，相当于516～608IU，故采用未经任何化学处理的鹿骨原粉，作为鹿骨氨基酸鳌合钙的原料。

本发明在对原料鹿骨质量进行分析时，对原料鹿骨中的有害元素铜、汞、铅、砷、镉的含量及元素存在状态进行了分析，实验结果见表3。

表3鹿骨粉水提液中有害元素存在状态分析(μg·g^-1)

有害元素	可溶态	悬浮态	无机态	有机态
					Cu	15.90	0.4225	8.593	5.258
Hg	—	—	—	—
					Pb	—	—	—	—
As	0.2736	0.05900	0.1900	0.1877
					Cd	0.1369	0.03750	0.1313	0.001800

由表3可见，鹿骨粉水提物中均未检出汞、铅的存在，而铜、汞、镉的含量也均符合国家食品及药品标准要求。

步骤1)、步骤2)所述干燥方法，可选室温干燥、真空干燥、烘箱干燥、冷冻干燥等，优选烘箱干燥(设备简单、易操作)。

步骤2)所述的氨基酸可选其他食用级氨基酸，优选低值、无异味、化学性质稳定的谷氨酸。

实施例2

步骤2)所述的鳌合条件，实验筛选(一)：

以鹿骨粉与谷氨酸的质量比(A)、pH值(B)、螯合反应时间(C)、螯合反应温度(D)为影响因素，以谷氨酸螯合钙的螯合率为指标，设计四因素三水平的正交实验，实验测得结果见表4。

表4正交实验结果

由表4的统计学结果可见，最佳鳌合反应条件应是：A₂B₁C₂D₃，即鹿骨粉与谷氨酸的质量比为1:1，反应溶液pH值6.0，螯合反应时间60min，螯合反应温度70℃。

实施例3

步骤2)所述的鳌合条件，实验筛选(二)：

对螯合过程中的各影响因素分别进行单因素分析，发现鹿骨粉与谷氨酸的质量比(A)、、螯合反应时间(C)和螯合反应温度(D)与正交试验的影响一致，而pH值的影响与正交试验存在差异，测定结果见表5：

表5单因素实验结果

由表5可见，pH值对鳌合率的影响较大，以pH为7.0为最佳。

上述实验发现，正交试验得出的最佳pH值与单因素得出的并不一致，实际实验中，当pH值为7.0时，螯合率更高。

实施例4

综合正交试验与单因素考察实验分析结果，确定本发明的鳌合条件为：鹿骨粉与谷氨酸的质量比为1:1，反应溶液pH值7.0，螯合反应时间60min，螯合反应温度70℃进行了验证试验，实验测定结果见表6。

表6验证实验结果

由表6，在此条件下，三次平均螯合率达到97.3％，高于已有的以其他原料为钙源，制备氨基酸螯合钙的螯合率(低值淡水鱼骨复合氨基酸螯合钙的鳌合率为88.8％、蛋壳粉氨基酸螯合钙的螯合率为89.3％、牡蛎壳谷氨酸螯合钙螯合率为94.5％)。

对经上述工艺流程制得的鹿骨谷氨酸螯合钙粉进行相关检查，结果见表7。

表7鹿骨谷氨酸螯合钙粉检查结果

由表7可见，按本发明中确定的鹿骨谷氨酸钙鳌合工艺，所制备的产品质量稳定，且鳌合高。

实施例5

将鹿骨粉1份、谷氨酸1份、蒸馏水200份混合，用1mol·L^-1的NaOH调pH＝7.0，70℃保温螯合60min。趁热过滤，滤液经减压浓缩后，加无水乙醇至醇浓度为90％，4℃，醇沉12h，抽滤后将沉淀物减压干燥，即得谷氨酸螯合钙粉。

实施例6

将鹿骨粉1份、谷氨酸0.5份、蒸馏水150份混合，用1mol·L^-1的NaOH调pH＝6.0，于50℃下，保温螯合50min。趁热过滤，滤液经减压浓缩后，加无水乙醇至醇浓度为80％，4℃，醇沉12h，抽滤后将沉淀物减压干燥，即得谷氨酸螯合钙粉。

实施例7

将鹿骨粉1份、谷氨酸1份、蒸馏水200份混合，用1mol·L^-1的NaOH调pH＝7.0，于50℃下，保温螯合70min。趁热过滤，滤液经减压浓缩后，加无水乙醇至醇浓度为90％，2℃，醇沉12h，抽滤后将沉淀物减压干燥，即得谷氨酸螯合钙粉。

实施例8

将鹿骨粉1份、谷氨酸1.5份、蒸馏水250份混合，用1mol·L^-1的NaOH调pH＝8.0，于70℃下，保温螯合60min。趁热过滤，滤液经减压浓缩后，加无水乙醇至醇浓度为95％，0℃，醇沉24h，抽滤后将沉淀物减压干燥，即得谷氨酸螯合钙粉。

实施例9

螯合率及钙含量测定

钙含量测定：取上述工艺制得的鹿骨谷氨酸螯合钙粉末0.20g，精密称定。置于250mL锥形瓶中，用50mL蒸馏水溶解，加入4滴1％铬黑T指示剂和2.0mL的氨-氯化铵缓冲溶液，摇匀；以标定的EDTA溶液进行滴定，重复测定3次，取平均体积V₀。

螯合钙含量测定：取上述工艺制得的谷氨酸螯合钙粉末0.20g，精密称定。置于250mL锥形瓶中，加50mL无水乙醇，充分搅拌离心、烘干，加50mL蒸馏水溶解，用标定的EDTA溶液进行滴定，方法同上，记下消耗的EDTA溶液平均体积V₁。

螯合率的计算

对比例1

将鹿骨粉1份、1mol·L^-1的盐酸10份混合，在90℃下水解20min，过滤，得到可溶性钙，加与骨粉等量的谷氨酸、加蒸馏水200份混合，用1mol·L^-1的NaOH调pH＝7.0，于70℃下，保温螯合60min。趁热过滤，滤液经减压浓缩后，加无水乙醇至醇浓度为80％，4℃，醇沉24h，抽滤后将沉淀物减压干燥，即得谷氨酸螯合钙粉。

对比例1与实施例5相比，制备出的螯合钙中VD含量远低于实施例4中的螯合钙，且螯合率偏低，为89.47％。