一种以太平洋牡蛎壳为钙源的L-天冬氨酸螯合钙制备方法技术

技术编号:22153248 阅读:24 留言:0更新日期:2019-09-21 05:38
本发明专利技术公开了一种以太平洋牡蛎壳为钙源的L‑天冬氨酸螯合钙制备方法,用毛刷多次刷洗于NaOH溶液中浸泡;用自来水充分清洗,并用蒸馏水冲洗多次,放置于烘箱中烘干;用榔头敲碎成小块,置于高速粉碎机中粉碎过筛制得备用壳粉;将L‑天冬氨酸和牡蛎壳粉按一定比例配料,加入5倍体积的氨基酸和壳粉总质量的蒸馏水,加热到一定温度,调节pH;使用恒温磁力搅拌一定时间,趁热过滤,用旋转蒸发仪减压浓缩至粘稠状;无水乙醇沉淀提纯,收集沉淀,于‑20℃冰箱预冻,置于冷冻干燥机中干燥制得成品。本发明专利技术的有益效果是方法具有较高的产品得率和可观的螯合率。

A preparation method of L-aspartic acid chelated calcium using Pacific oyster shell as calcium source

【技术实现步骤摘要】
一种以太平洋牡蛎壳为钙源的L-天冬氨酸螯合钙制备方法
本专利技术属于食品加工
,涉及一种以太平洋牡蛎壳为钙源的L-天冬氨酸螯合钙制备方法。
技术介绍
牡蛎作为我国四大养殖贝类之首,也是全球重要的养殖对象,盛产于整个沿海地区,素有“海中牛奶”的美誉。我国的牡蛎产量居世界首位,2017年的牡蛎海水养殖产量达487.94×104t,占我国贝类养殖总产量的34%,占全球牡蛎产量的85.95%。目前,牡蛎的加工主要集中在牡蛎肉方面,而占牡蛎绝大部分重量的牡蛎壳被大量丢弃。研究发现,每生产1kg牡蛎,就会产生370-700g副产物,几乎全部都是壳。在我国,每年处理约1000万吨壳体废物,这些废弃物通常被丢弃到垃圾填埋场,或加工成饲料库存等,但废弃物填埋、堆肥和海洋倾倒等都会引起诸多环境问题,如未经处理的壳中残留的附着肉腐烂和微生物分解产生H2S,NH3和胺等导致空气污染和土壤污染,以及对海洋生态系统的破坏,并且占用了宝贵的土地和滩涂资源。因此,在牡蛎加工业中迫切需要一种能较好利用废弃牡蛎壳的方法。目前牡蛎壳的利用主要包括中药制剂、土壤调理剂、工业吸附剂、骨仿生材料、食品抗菌剂等。但仍不同程度地存在废物消纳量有限、产品市场容量小、成本过高等问题,导致资源利用不充分。因此,需要一种绿色、高效、实用、低成本的方法来充分利用废弃牡蛎壳资源。因牡蛎壳中39%以上都是钙元素。因此,可将其用作生产氨基酸螯合钙的钙源。本专利技术中涉及的水相加热磁力搅拌的制备方法,是一种高效、实用、低能耗的新方法,该方法操作简单,不需要昂贵设备,无辐射,能耗低,是一种推广性较强的螯合方式。专利技术内容本专利技术的目的在于提供一种以太平洋牡蛎壳为钙源的L-天冬氨酸螯合钙制备方法,本专利技术的有益效果是方法具有较高的产品得率和可观的螯合率,螯合工艺简单,成本低,不需昂贵设备,工业上容易实现大批量生产。本专利技术所采用的技术方案是按照以下步骤进行:(1)用毛刷多次刷洗牡蛎壳表面的泥沙、杂质、残肉等,于NaOH溶液中浸泡48h;(2)用自来水对步骤(1)中的牡蛎壳进行充分清洗,并用蒸馏水冲洗多次,放置于烘箱中烘干;(3)将步骤(2)中得到的干燥的牡蛎壳用榔头敲碎成小块,置于高速粉碎机中粉碎1min后,过筛制得备用壳粉;(4)将L-天冬氨酸和牡蛎壳粉按一定比例配料,加入5倍体积的氨基酸和壳粉总质量的蒸馏水,加热到一定温度,调节pH;(5)使用恒温磁力搅拌一定时间,趁热过滤,用旋转蒸发仪减压浓缩至粘稠状;(6)无水乙醇沉淀提纯,收集沉淀,于-20℃冰箱预冻,置于冷冻干燥机中干燥制得成品。进一步,所述步骤(4)中,氨基酸为L-天冬氨酸,所述的天冬氨酸为食品级L-天冬氨酸,纯度97%以上。进一步,所述步骤(5)中,减压浓缩至即将有白色晶体析出时即为浓缩结束。进一步,所述步骤(6)中,采用旋蒸后浓缩液体积8~12倍的无水乙醇进行螯合钙产物的提纯,温度设定-20℃,时间16~24h,离心收集沉淀。附图说明图1是不同目筛壳粉的螯合率比较;图2是不同目筛壳粉的钙含量比较。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术技术方案实施例如下:(1)多次用毛刷刷洗完牡蛎壳之后,浸泡在质量分数为5%的NaOH溶液中48h;(2)用自来水对步骤(1)中的牡蛎壳进行充分清洗,并用蒸馏水冲洗多次,将清洗干净的牡蛎壳置于50~60℃的烘箱中进行充分干燥;(3)将步骤(2)中得到的干燥的牡蛎壳用榔头敲碎成小块,置于高速粉碎机中粉碎1min后,过筛制得备用壳粉,过筛以得到均匀细致的牡蛎壳粉,有利于提高螯合反应效率;(4)氨基酸为L-天冬氨酸,所述的天冬氨酸为食品级L-天冬氨酸,纯度97%以上。L-天冬氨酸和5倍质量体积的蒸馏水置于恒温磁力搅拌器中保温一定时间后,与壳粉进行充分混合,使钙元素和L-天冬氨酸摩尔质量比为1:1~1:3,用NaOH溶液和HCl溶液调节体系pH值为3~7,反应时间为60~120min,反应温度为40~60℃;(5)使用恒温磁力搅拌一定时间,趁热过滤,用旋转蒸发仪减压浓缩至粘稠状;趁热将反应后的液体过滤,弃去沉淀,保留上清液,将所得的上清液利用旋转蒸发仪在40~60℃的下进行中快速减压浓缩,使上清液体积浓缩至原有体积的40~50%,当旋蒸瓶内壁上即将有白色晶体析出时即为浓缩结束。(6)无水乙醇沉淀提纯,收集沉淀,于-20℃冰箱预冻,置于冷冻干燥机中干燥制得成品。利用氨基酸金属螯合物在无水乙醇中溶解度极低,而游离的氨基酸和金属离子均能溶于无水乙醇的原理,采用旋蒸后浓缩液体积8~12倍的无水乙醇进行螯合钙产物的提纯,温度设定-20℃,时间16~24h,离心收集沉淀,用无水乙醇反复洗涤,沉降,离心,直至上清液与茚三酮和二硫腙试剂反应均无颜色变化为止,将沉淀在-20℃冰箱中预冻,置于冷冻干燥机中干燥制得成品。螯合反应过程中pH、温度、时间、物料摩尔比的单因素优化实验:(1)用毛刷多次刷洗牡蛎壳表面的泥沙、杂质、残肉等,于NaOH溶液中浸泡48h;(2)用自来水对步骤(1)中的牡蛎壳进行充分清洗,并用蒸馏水冲洗多次,放置于烘箱中烘干;(3)将步骤(2)中得到的干燥的牡蛎壳用榔头敲碎成小块,置于高速粉碎机中粉碎1min后,过筛制得备用壳粉;(4)将L-天冬氨酸和牡蛎壳粉按一定比例配料,加入5倍体积的氨基酸和壳粉总质量的蒸馏水,加热到一定温度,调节pH;(5)使用恒温磁力搅拌一定时间,趁热过滤,用旋转蒸发仪减压浓缩至粘稠状,无水乙醇沉淀提纯,收集沉淀,于-20℃冰箱预冻,置于冷冻干燥机中干燥制得成品。表1为螯合反应过程中溶液pH的优化;表2为螯合反应过程中反应温度的优化。表3为螯合反应过程中反应时间的优化。表4为螯合反应过程中物料摩尔比的优化。表1表2表3表4由表1-4可知,最佳的螯合反应条件为:L-天冬氨酸与牡蛎壳粉CaCO3摩尔比2:1,时间90min,温度50℃,pH5.0。考虑到牡蛎壳粉廉价易得,为降低成本且利于与L-天冬氨酸充分反应,可将牡蛎壳粉适当过量10~20%。过不同目筛的壳粉对螯合反应效果的实验:(1)将高速粉碎机粉碎的牡蛎壳粉分别过100目筛、200目筛、300目筛,得到200~100目筛壳粉、300~200目筛壳粉、<300目筛壳粉;(2)将L-天冬氨酸和不同目筛的牡蛎壳粉按摩尔比2:1配料,加入5倍体积的氨基酸和壳粉总质量的蒸馏水,调节pH为5.0,加热到50℃,水浴螯合反应90min;(3)反应结束后,将液体趁热过滤,用旋转蒸发仪减压浓缩至粘稠状,无水乙醇沉淀提纯,收集沉淀,于-20℃冰箱中预冻,置于冷冻干燥机中干燥制得成品。由图1-2可知,300~200目筛和<300目筛壳粉的螯合率和钙含量均显著高于200~100目筛的壳粉。<300目筛壳粉在螯合反应后的钙含量最高,为11.2%,与300~200目筛壳粉相比,两者之间的螯合率差异不显著。因此,从生产成本和能耗的角度考虑,选用300~200目筛的壳粉作为最适反应原料。L-天冬氨酸螯合钙体外模拟肠道钙转运试验:(1)将8只雌性C57小鼠(7至8周龄)饲养在空调动物房中(20-24℃,55-65%湿度)。在试验前禁食约12h,允许自由饮水。(2)12h后处死C57小鼠并从Treitz韧带处开始取出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以太平洋牡蛎壳为钙源的L‑天冬氨酸螯合钙制备方法,其特征在于按照以下步骤进行:(1)用毛刷多次刷洗牡蛎壳表面的泥沙、杂质、残肉等,于NaOH溶液中浸泡48h;(2)用自来水对步骤(1)中的牡蛎壳进行充分清洗,并用蒸馏水冲洗多次,放置于烘箱中烘干;(3)将步骤(2)中得到的干燥的牡蛎壳用榔头敲碎成小块,置于高速粉碎机中粉碎1min后,过筛制得备用壳粉;(4)将L‑天冬氨酸和牡蛎壳粉按一定比例配料,加入5倍体积的氨基酸和壳粉总质量的蒸馏水,加热到一定温度,调节pH;(5)使用恒温磁力搅拌一定时间,趁热过滤,用旋转蒸发仪减压浓缩至粘稠状;(6)无水乙醇沉淀提纯,收集沉淀,于‑20℃冰箱预冻,置于冷冻干燥机中干燥制得成品。

【技术特征摘要】
1.一种以太平洋牡蛎壳为钙源的L-天冬氨酸螯合钙制备方法,其特征在于按照以下步骤进行:(1)用毛刷多次刷洗牡蛎壳表面的泥沙、杂质、残肉等,于NaOH溶液中浸泡48h;(2)用自来水对步骤(1)中的牡蛎壳进行充分清洗,并用蒸馏水冲洗多次,放置于烘箱中烘干;(3)将步骤(2)中得到的干燥的牡蛎壳用榔头敲碎成小块,置于高速粉碎机中粉碎1min后,过筛制得备用壳粉;(4)将L-天冬氨酸和牡蛎壳粉按一定比例配料,加入5倍体积的氨基酸和壳粉总质量的蒸馏水,加热到一定温度,调节pH;(5)使用恒温磁力搅拌一定时间,趁热过滤,用旋转蒸发仪减压浓缩至粘稠状;(6)无水乙醇沉淀提纯,收集沉淀,于-20...

【专利技术属性】
技术研发人员:曾名湧王真赵元晖姜岁岁李诗洋汪瑞
申请(专利权)人:中国海洋大学
类型:发明
国别省市:山东,37

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1