復合氨基酸鉻的合成及應用研究

摘要：本文利用脫脂大豆粕的硫酸水解液為復合氨基酸的來源，用復合氨基酸與CrCl3·6H2O螯合，得到復合氨基酸鉻螯合物；本實驗主要討論的是如何有效的從大豆餅粕中提取復合氨基酸以及所適合的酸、酸的濃度、水解時間，以及使用提取出的復合氨基酸制備復合氨基酸鉻的反應條件。

關鍵詞：復合氨基酸；復合氨基酸鉻；螯合

1、制備復合氨基酸鉻的意義

復合氨基酸鉻是近幾年來發(fā)展起來的一類重要的飼料及食品添加劑。鉻是人體必須微量元素，Cr3＋是機體內(nèi)葡萄糖耐量因子構(gòu)成部分，屬于胰島素的幫助因子，可以改進糖尿病患者的糖耐量，降低血糖、血脂和加強胰島素的作用效果。鉻與尼克酸和一些氨基酸聯(lián)合成為特別螯合物，促使血糖進入肝和肌肉中以糖原形式儲存起來，從而促使血糖降低。

鉻主要以Cr3＋構(gòu)成葡萄糖耐量因子（GTF），協(xié)助胰島素作用，影響糖類、脂類、蛋白質(zhì)和核酸的代謝[1]。鉻進入肌體后經(jīng)腸道吸收，在血液里與運送鐵的球蛋白結(jié)合，而后被運至肝臟及全身。不同形式的鉻在組織中的結(jié)合程度不同，導致吸收率不同，因此，鉻的吸收與化學結(jié)合形式有很大的關系。無機鉻不但毒性大，且僅以極低的水平吸收，吸收率約為0.4~3%。有機鉻較無機鉻易被吸收，吸收率為10~25%，其有效性約為無機鉻的10倍以上[2]。所以有機鉻是一種較有應用前景的鉻補充物。

研究表明，人的動脈粥樣硬化、糖尿病、冠心病。末梢神經(jīng)炎、近視眼等病癥與鉻的缺乏有關；動物缺鉻，表現(xiàn)為膽固醇或血糖升高，動脈粥樣硬化，生長遲緩，壽命縮短[3]。據(jù)報道，目前我國患糖尿病病人達5800萬人，且還有增長的趨勢。因此，研究和開發(fā)一種成本低、無毒副作用的有機鉻產(chǎn)品，具有重要的現(xiàn)實意義。

故本文以大豆粕為原料，對其進行酸水解后，再與鉻鹽進行螯合，制得復合氨基酸螯合鉻，從中找出最佳合成路線，為其今后開發(fā)、利用提供理論依據(jù)

2、實驗方法

2.1復合氨基酸的制備工藝路線:

脫脂豆粕→高速粉碎→過40目篩回流水解→脫色→濃縮→抽濾→產(chǎn)品

組裝加熱攪拌的回餾裝置，然后稱取50g大豆餅粕粉末置于三口燒瓶中，再加入濃度為4mol·L-1的硫酸溶液150mL。開始加熱時燒瓶中的液體為淺黃色隨著溫度的慢慢升高顏色逐漸變深為淺褐色。當溫度到達90oC時燒瓶中的液體顏色逐漸變深最后為黑色，溫度升高到106oC時不再上升。加熱回餾10h得到黑色水解液。然后加入80g·L-1的活性炭在80oC水浴脫色30min趁熱抽濾，溶液的顏色為淡黃色，在濾液中邊攪拌邊加入新配的質(zhì)量濃度為150g·L-1的Ca(OH)2混懸液250mL中和至PH=10，靜置20分鐘后抽取上層清液，溶液的顏色為黃色透明，將水解液裝入250mL圓底燒瓶中進行減壓蒸餾（控溫在75oC）在液體表面出現(xiàn)結(jié)晶膜時停止蒸餾，陳化結(jié)晶12h后進行減壓抽濾。然后在80oC烘干得到黃色固體粉末，稱量產(chǎn)品的質(zhì)量為1.5g。

2.2復合氨基酸鉻螯合物的合成工藝路線：

復合氨基酸→螯合→濃縮液→沉淀→分離→干燥產(chǎn)品→計算螯合率

稱取復合氨基酸1.1g，配制成50mL水溶液，加入CrCl3·6H2O3.3g，沸騰回流5h，把CrCl3·6H2O加入復合氨基酸中有白色的絮狀物質(zhì)產(chǎn)生，回流的過程中溶液的顏色由綠色變成深綠色，最后變?yōu)槟G色。濃縮到近干，加人35mL無水己醇，攪拌，用800型離心分離機離心分離，在50～60℃下真空干燥，得產(chǎn)品[4]。

2.3螯合率的測定

2.3.1EDTA絡合滴定

準確的移取25mL試液于250mL錐形瓶中，加人50mL水，滴加2~3滴PAN指示劑，用0.01mol·L-1EDTA標準溶液滴定，溶液顏色由紫紅變?yōu)榈S色即為滴定終點。

2.3.2螯合率的計算

螯合率(%)=(螯合態(tài)鉻元素的含量/鉻元素的總量)100%

相同時間條件下，不同的質(zhì)量配比，其螯合率的測定結(jié)果如下表所示。

螯合率的測定結(jié)果

復合氨基酸：

CrCl3·6H2O1:12:13:14:1

螯合率(%)56.271.489.290.1

結(jié)果表明，隨著質(zhì)量配比的增加，其螯合率逐漸增加，但是3:1后的增加幅度明顯降低，故本實驗經(jīng)綜合考慮確定其質(zhì)量配比為3:1

3、結(jié)論

復合氨基酸鉻是一種螯合物，金屬離子Cr3+在配位體氨基酸的保護下，既避免了礦物質(zhì)之間的相互影響，也避免了其他雜質(zhì)離子的不良作用。消除了無機微量元素那種易潮結(jié)塊對某些營養(yǎng)成分有破壞作用等弊端，具有與其它添加劑混合貯存無配伍禁忌等優(yōu)點。其配位體是蛋白質(zhì)水解中的氨基酸、二肽或其它小肽，在鰲合過程中，蛋白質(zhì)配位體與金屬離子之間形成化學鍵。從理論上講，它既不象檸檬酸鹽等在被同化入組織前就趨于分解，也不象EDTA與金屬之間形成的螯合物那么牢固，很難被生物體吸收。但由于氨基酸螯合物價格比較高，在經(jīng)濟上用戶難以接受，從而影響了產(chǎn)品推廣，針對這種狀況，本實驗利用豆粕進行水解來制取復合氨基酸，為大規(guī)模開發(fā)利用更多更好的氨基酸微量元素螯合物開辟了一條新的途徑，應用前景廣闊。

參考文獻

[1]欒廣中、李宏軍、張宗巖．鉻—人體重要的保健微量元素.中國乳品工業(yè)1999，(6):41~42

[2]李平.微量元素鉻作為功能食品因子的研究進展.食品與發(fā)酵工程業(yè)2001，1(27):74~77

[3]北京理工大學.有機鉻生產(chǎn)可行性分析.化工科技市場2002，25(1):63~64

[4]許立和.復合氨基酸鉻螯和物的研究.化工科技市場2002，25(17):33~34

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