一种复合金属半胱胺螯合物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种复合金属半胱胺螯合物及其制备方法与应用，该制备方法包括：将半胱胺盐酸盐溶于水中，加入金属盐或金属化合物，搅拌均匀，调节pH值至10～11，加热反应，过滤，得到半胱胺金属螯合物；将所述半胱胺金属螯合物分散在乙醇中，加入正硅酸乙酯，搅拌，至体系浑浊，加入十二烷基二甲基叔胺和γ‑氯丙基三甲氧基硅烷，加热反应，过滤，洗涤，干燥，得到复合金属半胱胺螯合物。用微量金属元素与半胱胺螯合，在螯合物外层原位沉积SiO

A complex metal cysteamine chelate and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种复合金属半胱胺螯合物及其制备方法与应用
本专利技术涉及一种半胱胺复合物，尤其是涉及一种复合金属半胱胺螯合物、其制备方法与应用。
技术介绍
半胱胺可作为饲料添加剂使用，能促进动物生长，提高料肉比和蛋白质的沉积率。为解决半胱胺稳定性不佳的问题，在实际应用中一般制作成半胱胺盐酸盐，其必须溶于水中再与饲料拌匀饲喂，使用不便，且存在适口性差、有不良气味等缺点。半胱胺螯合锌是近年来开发的一种新型饲料添加剂，锌元素的添加可以促进动物的生长发育，增强动物的免疫力，且能提高化学结构稳定性和适口性。但是，半胱胺螯合锌还存在以下缺陷，限制了其在饲料中的应用：(1)锌含量较高，易导致饲料中锌过量，危害动物健康；(2)长期稳定性有限，影响饲料存储；(3)抑菌性不佳，对防止饲料霉变、提高动物抗病能力的作用有限。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，第一方面，提出一种复合金属半胱胺螯合物的制备方法，用微量金属元素与半胱胺螯合，在螯合物外层原位沉积SiO2包覆层，配合表面季铵盐改性，提高稳定性和抑菌性。根据本专利技术实施例的复合金属半胱胺螯合物的制备方法，包括步骤：S1、将半胱胺盐酸盐溶于水中，加入金属化合物，搅拌均匀，调节pH值至10～11，加热反应，过滤，得到半胱胺金属螯合物；S2、将所述半胱胺金属螯合物分散在乙醇中，使溶液呈碱性，加入正硅酸乙酯，搅拌，至体系浑浊，加入十二烷基二甲基叔胺和γ-氯丙基三甲氧基硅烷，加热反应，过滤，洗涤，干燥，得到复合金属半胱胺螯合物。根据本专利技术实施例的复合金属半胱胺螯合物的制备方法，至少具有如下有益效果：在半胱胺金属螯合物外层原位沉积SiO2包覆层，提高了半胱胺的稳定性，使半胱胺在储存过程中巯基不易氧化分解，并防止因潮解变质而损失其活性。原位沉积方法可得到细粒度SiO2颗粒，提高SiO2的比表面积和堆积密度，既能保证对半胱胺的保护作用，延长储存期限，同时也利于季铵盐充分接枝在SiO2表面。有机硅季铵盐能够吸附细菌，具有良好的抗菌效果。由于具有上述优异特性，作为饲料添加剂使用，可促进动物生长，抑制有害菌繁殖，提高动物的抗病能力，并延长饲料的储存期限，防止饲料霉变，具有相当的应用价值。进一步，用钙、锌、铁、铜、锰等多种金属元素与半胱胺络合，能提高营养价值，并避免出现单一金属元素超标的问题，更好地满足动物的生长需求。同时，这种方式还能在一定程度上改善半胱胺的稳定性和抑菌性。第二方面，提供一种复合金属半胱胺螯合物，包括半胱胺金属螯合物及包覆在所述半胱胺金属螯合物表面的二氧化硅包覆层，所述二氧化硅包覆层表面接枝季铵盐。所述半胱胺金属螯合物中，金属元素优选包括钙、锌、铁、铜、锰中的至少一种，更优选包括钙和锌，最优选包括钙、锌、铁、铜和锰。第三方面，提供上述复合金属半胱胺螯合物或上述方法制得的复合金属半胱胺螯合物在饲料添加剂中的应用。附图说明图1展示了本专利技术部分实施例和对比例对不同菌种的抗菌性能。具体实施方式为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例作进一步地详细描述。此处所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，不能理解为对本申请保护范围的限制。本专利技术实施例的复合金属半胱胺螯合物的制备方法，包括步骤：S1、将半胱胺盐酸盐溶于水中，加入金属化合物，搅拌均匀，调节pH值至10～11，加热反应，过滤，得到半胱胺金属螯合物；S2、将所述半胱胺金属螯合物分散在乙醇中，使溶液呈碱性，加入正硅酸乙酯，搅拌，至体系浑浊，加入十二烷基二甲基叔胺和γ-氯丙基三甲氧基硅烷，加热反应，过滤，洗涤，干燥，得到复合金属半胱胺螯合物。本方法通过正硅酸乙酯水解原位生成SiO2，利用静电吸附作用在半胱胺金属螯合物外层原位沉积SiO2包覆层，并通过十二烷基二甲基叔胺与γ-氯丙基三甲氧基硅烷反应生成有机硅季铵盐，接枝到SiO2表面，得到三层壳核结构。其中，芯层为半胱胺金属螯合物，其被SiO2包覆，提高了半胱胺的稳定性，使半胱胺在储存过程中巯基不易氧化分解，并防止因潮解变质而损失其活性。原位沉积方法可得到细粒度SiO2颗粒，提高SiO2的比表面积和堆积密度，既能保证对半胱胺的保护作用，延长储存期限，同时也利于季铵盐充分接枝在SiO2表面。最外层的季铵盐有机化合物能够吸附细菌，具有良好的抗菌效果。由于具有上述优异特性，作为饲料添加剂使用，可促进动物生长，抑制有害菌繁殖，提高动物的抗病能力，并延长饲料的储存期限，防止饲料霉变，具有相当的应用价值。步骤S1中，金属化合物可以选用钙的化合物、锌盐、锰盐、铜盐和铁盐中的至少一种，优选使用钙的化合物和锌盐，先加入钙的化合物，搅拌一段时间，例如搅拌30min以上，至溶解完全，使钙与半胱胺充分络合，再加入锌盐。更优选的方式，在加入锌盐后，可再依次添加锰盐、铜盐和铁盐，每加入一种金属盐后，均搅拌至溶解完成后，再加入下一种金属盐。钙化合物可选自碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙中的至少一中，锌盐、锰盐、铜盐和铁盐独立为硫酸盐、硝酸盐、盐酸盐及其水合物中的至少一种。各金属元素的配比优选控制在钙：锌：铁：铜：锰＝25～45:25～45:5～20:0.5～7:0.5～7，金属元素的总重量与半胱胺的重量比为10～25:75～90。上述加料顺序及金属化合物的配比根据不同金属元素与半胱胺的螯合能力及螯合物的稳定性设计，利于上述各种微量金属元素与半胱胺络合，提高营养价值，并避免出现单一金属元素超标的问题。除锌外，钙、铁、锰、铜均可参与机体的构成，铁元素是动物机体内红细胞成熟过程中合成血红蛋白的原料；铜元素是组成动物体内蛋白质的重要元素，对于血液和免疫系统有重要的影响；锰元素影响着蛋白质代谢过程中一些关键酶的活性，例如氨酰基脯氨酸酶的激活必须有锰的参与才能发挥作用。此外，微量元素也是多种生物酶的重要组成成分，可促进动物生长，提高饲料转换效率。传统的方式是直接添加上述金属化合物制成拌和料，易导致阴离子过量，本方法使金属元素与半胱胺充分络合，很好地克服了这一缺陷，同时，这种方式还能在一定程度上改善半胱胺的稳定性和抑菌性(后面将通过具体实施例进行说明)。步骤S1中，pH值调节可使用氢氧化钠水溶液或固体氢氧化钠实现，pH控制在10～11，利于各金属离子与半胱胺络合，并可大大提高产品收率。加热反应温度可以为70～80℃，反应时间1h以上。为促进半胱胺盐酸盐、金属化合物溶解分散，可以在加入半胱胺盐酸盐之后，和/或所有金属化合物添加完毕之后加入少量第一分散剂，例如聚乙烯吡咯烷酮等，每次加入的第一分散剂用量优选为半胱胺盐酸盐重量的0.1～1％。步骤S2主要用于在半胱胺金属螯合物表面包覆SiO2，并在最外层接枝季铵盐。TEOS水解需要在碱性的含水溶液中进行，本实施例步骤1过滤后得到半胱胺金属螯合物通常含有约35％的碱性水溶液，可将湿滤饼加入乙醇溶液即可。加入正硅酸乙酯后，搅拌反应时间优选为2h以上，更优选为5h以上，保证反应充分进行。还可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合金属半胱胺螯合物的制备方法，其特征在于，包括步骤：/nS1、将半胱胺盐酸盐溶于水中，加入金属化合物，搅拌均匀，调节pH值至10～11，加热反应，过滤，得到半胱胺金属螯合物；/nS2、将所述半胱胺金属螯合物分散在乙醇中，使溶液呈碱性，加入正硅酸乙酯，搅拌，至体系浑浊，加入十二烷基二甲基叔胺和γ-氯丙基三甲氧基硅烷，加热反应，过滤，洗涤，干燥，得到复合金属半胱胺螯合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合金属半胱胺螯合物的制备方法，其特征在于，包括步骤：
S1、将半胱胺盐酸盐溶于水中，加入金属化合物，搅拌均匀，调节pH值至10～11，加热反应，过滤，得到半胱胺金属螯合物；
S2、将所述半胱胺金属螯合物分散在乙醇中，使溶液呈碱性，加入正硅酸乙酯，搅拌，至体系浑浊，加入十二烷基二甲基叔胺和γ-氯丙基三甲氧基硅烷，加热反应，过滤，洗涤，干燥，得到复合金属半胱胺螯合物。


2.根据权利要求1所述的复合金属半胱胺螯合物的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述金属化合物包括钙的化合物、锌盐、锰盐、铜盐和铁盐中的至少一种。


3.根据权利要求2所述的复合金属半胱胺螯合物的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述金属化合物包括钙的化合物、锌盐、锰盐、铜盐和铁盐，按顺序依次加入，分别搅拌溶解。


4.根据权利要求1所述的复合金属半胱胺螯合物的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述半胱胺金属螯合物、正硅酸乙酯的重量比为4～5：2～8。

【专利技术属性】
技术研发人员：李素芳，胡兰，黄喜妹，谭军，张心怡，黎梦梅，宋肖，
申请(专利权)人：长沙绿拓生物科技有限公司，湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43