一种丙氨酸亚铁螯合物的制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及一种丙氨酸亚铁螯合物的制备方法，包括如下步骤：在丙氨酸溶液中加入亚铁盐溶液，在酸性条件和惰性气体保护下，发生螯合反应，向所得反应溶液中加入晶种结晶，再经浓缩、分离、干燥，获得丙氨酸亚铁螯合物。本发明专利技术的制备方法具有螯合率高，操作简便，显著缩短生产周期并显著降低生产成本，适合于大规模工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种丙氨酸亚铁螯合物的制备方法及其应用
本专利技术属于化学合成领域，具体涉及一种丙氨酸亚铁螯合物的制备方法及其应用。
技术介绍
必需微量元素(如铁、亚铁、铜、锰、锌等)对动物生长和满足其营养需求具有十分重要的作用。饲料中的微量元素含量低或不够全面，难以满足畜禽的生长所需而须人工添加。氨基酸金属螯合物为金属离子和氨基酸的螯合产物,常以蛋氨酸、酪氨酸、色氨酸、亮氨酸、甘氨酸和水解蛋白质等为配体，螯合物的环状结构使得金属氨基酸螯合物具有比复合物更高的化学稳定性，且具有抵抗干扰、缓解矿物质之间的拮抗竞争等作用。螯合物分子内电荷趋于中性,在机体内环境条件下溶解性好,易于释放金属离子,可直接由肠道消化吸收，提高微量元素的利用率和生物利用度。氨基酸金属螯合物成为新型的微量元素饲料添加剂,被誉为必需微量元素的第三代产品。但氨基酸金属螯合物的制备方法存在螯合率低、资源利用率不高等缺陷。为此，需要开发更为高效的氨基酸金属螯合物的制备方法。铁是血红蛋白、肌红蛋白和多种酶系的重要组成成分，在体内起着重要的营养和免疫等作用，为人体和畜禽所必需的重要微量元素之一。已有研究利用氨基酸和亚铁盐制备氨基酸螯合亚铁盐，但亚铁盐极易氧化水解，导致氨基酸螯合亚铁盐的螯合率低，且副产物多，反应周期相对较长。为此，需研究螯合率更高的制备工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种丙氨酸亚铁螯合物的制备方法，包括如下步骤：在丙氨酸溶液中加入亚铁盐溶液，在酸性条件和惰性气体保护下，发生螯合反应，向所得反应溶液中加入晶种结晶，反应液再经浓缩、分离、干燥，制得丙氨酸亚铁螯合物。本专利技术的优选技术方案中，所述丙氨酸选自L-丙氨酸、D-丙氨酸、α-丙氨酸、β-丙氨酸、DL-丙氨酸中的任一种或其组合。本专利技术的优选技术方案中，所述亚铁盐选自硫酸亚铁、氯化亚铁、氧化亚铁、氢氧化亚铁中的任一种或其组合。本专利技术的优选技术方案中，所述螯合反应中丙氨酸：亚铁盐的摩尔比为1-5：1，优选为1-4：1，更优选为1-3：1。本专利技术的优选技术方案中，螯合反应溶液pH5.0-6.0。本专利技术的优选技术方案中，所述调节反应溶液pH的酸碱调节剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸氢钾、碳酸钾、氨水、三乙胺中的任一种或其组合。本专利技术的优选技术方案中，所述惰性气体为氮气、氩气的任一种或其组合。本专利技术的优选技术方案中，所述螯合反应温度为60℃-100℃，优选为70℃-90℃。本专利技术的优选技术方案中，所述螯合反应时间为1-5小时，优选为2-4小时。本专利技术的优选技术方案中，螯合反应中还可加入抗氧化剂。本专利技术的优选技术方案中，螯合反应中亚铁盐：抗氧化剂的摩尔比为1：(0.01-0.2)，优选为1：(0.02-0.1)。本专利技术的优选技术方案中，所述抗氧化剂选自维生素C、柠檬酸、铁粉、锌粉中的任一种或其组合。本专利技术的优选技术方案中，反应液中加入晶种为0.001％-0.2％的丙氨酸亚铁螯合物，优选为0.002％-0.1％。本专利技术的优选技术方案中，将制得的丙氨酸亚铁螯合物再经结晶纯化处理。本专利技术优选的技术方案中，所述结晶纯化次数不少于1次，优选为1-4次。本专利技术的优选技术方案中，所述浓缩选自真空浓缩、减压浓缩、薄膜浓缩、常压浓缩、超滤浓缩、离心浓缩的任一种或其组合。本专利技术的优选技术方案中，所述浓缩温度为40-90℃，优选为45-80℃，更优选为50-70℃，最优选为55-65℃。本专利技术的优选技术方案中，所述浓缩液选自丙氨酸亚铁螯合物的饱和溶液、丙氨酸亚铁螯合物的过饱和溶液的任一种。本专利技术的优选技术方案中，所述浓缩液的沉降比不低于50％，优选不低于60％，更优选不低于70％，还优选不低于80％。本专利技术的优选技术方案中，将制得的浓缩液自然降温至常温，优选静置析晶0.5-10小时，还优选静置析晶1-8小时，更优选静置析晶2-5小时。本专利技术的优选技术方案中，所述析晶为冷却析晶，优选为冷却静置析晶，更优选为梯度降温静置析晶。本专利技术的优选技术方案中，所述梯度降温的降温次数不少于2次。本专利技术的优选技术方案中，所述梯度降温的第一次降温条件为，结晶体系在0.5-3h降温至35-55℃，保温1-10h；优选在1.0-2.5h降温至40-50℃，保温2-5h。本专利技术的优选技术方案中，所述梯度降温的第二次降温条件为，结晶体系在0.5-24h降温至5-35℃，保温0.5-4h；优选在1.0-2.5h降温至10-30℃，保温1-12h；更优选为1.2-2.0h降温至15-25℃，保温1.5-6h。本专利技术的优选技术方案中，所述降温选自自然冷却降温、强制冷却降温的任一种或其组合。本专利技术的优选技术方案中，所述强制冷却降温采用冷却介质对结晶体系实现强制降温。本专利技术的优选技术方案中，所述冷却介质选自冷凝水、冰水、乙醇、乙二醇的任一种或其组合。本专利技术的优选技术方案中，所述分离选自过滤、离心、膜处理的任一种或其组合。本专利技术的优选技术方案中，将分离所得的浓缩母液与待纯化的丙氨酸亚铁螯合物溶液均匀混合后，加入所需量的晶种后再次浓缩，制得丙氨酸亚铁螯合物晶体，其中，所述浓缩母液与处理过后的清液的体积比为1：3-1：5。本专利技术的优选技术方案中，将分离所得的浓缩母液再次浓缩至沉降比为50-60％后，静置结晶，制得本专利技术的丙氨酸亚铁螯合物晶体。本专利技术的优选技术方案中，将分离所得浓缩母液再次浓缩次数不少于2次。本专利技术的优选技术方案中，将收集固体经洗涤处理后干燥，优选所述洗涤所用溶剂为水。本专利技术的优选技术方案中，所述干燥选自真空干燥、减压干燥、常压干燥、喷雾干燥、沸腾干燥的任一种或其组合。本专利技术的优选技术方案中，所述干燥温度为25-80℃，优选为35-70℃，更优选为40-60℃。本专利技术的优选技术方案中，制得的丙氨酸亚铁螯合物晶体的堆积密度≥0.70g/mL，优选≥0.80g/mL。本专利技术的优选技术方案中，制得的丙氨酸亚铁螯合物晶体的纯度不低于99.0％，优选不低于99.5％，更优选不低于99.7％。本专利技术的优选技术方案中，制得的丙氨酸亚铁螯合物晶体的含水量不超过0.10％，优选不超过0.03％。本专利技术的另一目的在于提供丙氨酸亚铁螯合物用于制备动物饲料中的应用。本专利技术的优选技术方案中，所述动物饲料选自鸡饲料、鸭饲料、鹅饲料、猪饲料、牛饲料、兔饲料、羊饲料、鹿饲料、骆驼饲料中的任一种。本专利技术的优选技术方案中，所述动物饲料由基础日粮中添加0.01％-0.2％丙氨酸亚铁螯合物得到，优选动物饲料中的丙氨酸亚铁螯合物的添加量为0.02％-0.06％。本专利技术优选的技术方案中，所述的基础日粮选自鸡基础日粮、鸭基础日粮、鹅基础日粮、猪基础日粮、牛基础日粮、兔基础日粮、羊基础日粮、鹿基础日粮、骆驼基础日粮中的任一种。1.除非另有说明，本专利技术螯合率的检测方法采用EDTA(乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种丙氨酸亚铁螯合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在丙氨酸溶液中加入亚铁盐溶液，在酸性条件和惰性气体保护下，发生螯合反应，向所得反应溶液中加入晶种结晶，再经浓缩、分离、干燥，获得丙氨酸亚铁螯合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种丙氨酸亚铁螯合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在丙氨酸溶液中加入亚铁盐溶液，在酸性条件和惰性气体保护下，发生螯合反应，向所得反应溶液中加入晶种结晶，再经浓缩、分离、干燥，获得丙氨酸亚铁螯合物。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述螯合反应中丙氨酸：亚铁盐的摩尔比为1-5：1，优选为1-3：1。


3.如权利要求1-2任一项所述的方法，其特征在于，所述螯合反应溶液的pH为5.0-6.0。


4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述螯合反应温度为60℃-100℃，优选为70℃-90℃。


5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，螯合反应中还可加入抗氧化剂，所述螯合反应中亚铁盐：抗氧化剂的摩尔比为1：(0.01-0.2)，优选为1：(0.02-0.1)。


6.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏娜娜，马祥亮，刘树蓬，刘磊，余军，
申请(专利权)人：安徽华恒生物科技股份有限公司，巴彦淖尔华恒生物科技有限公司，秦皇岛华恒生物工程有限公司，合肥华恒生物工程有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34