一种可溶性的M-羧基化菊糖螯合物及其制备方法技术

本发明专利技术提出了一种可溶性的M‑羧基化菊糖螯合物及其制备方法，属于功能性营养品制备技术领域，其步骤包括1)制备菊糖琥珀酸衍生物；2)制备可溶性的M‑羧基化菊糖螯合物。本发明专利技术为缺铁性贫血的口服药物治疗和膳食补充提供了有效途径，也为开发微量元素的营养强化食品提供新的思路和方法。

【技术实现步骤摘要】
一种可溶性的M-羧基化菊糖螯合物及其制备方法
本专利技术属于功能性营养品制备
，具体为一种可溶性的M-羧基化菊糖螯合物及其制备方法。
技术介绍
菊糖，又名菊粉、土木香粉，是植物体内的一种储备性多糖，广泛存在于自然界中的植物体内和微生物体内。研究证明，菊糖本身具有抗癌、抗炎、改善肠道微环境、促进微量元素吸收等优异的生物活性，是一种廉价易得、生物相容的可再生生物资源。菊糖已被广泛应用于食品、饲料、保健品、化工、生物能源以及医药等行业中。与常规膳食纤维不同的是，低聚合度菊糖不仅生物活性较高，而且溶解性良好，是一种可溶性膳食纤维。此外，菊糖分子中含有伯羟基等多个羟基，具备化学修饰的理想位点。近年来研究者们开始对菊糖改性后的衍生物所具有的性质和功能进行研究，希望得到功能活性更强的菊糖衍生物。目前关于菊糖衍生物的研究主要集中在两方面。其一，把功能因子嫁接到菊糖的骨架上，借助菊糖的肠道靶向性，使功能分子直达靶向目标。其二，利用菊糖的体内稳定性和不引起血糖升高的特点，通过衍生化改变菊糖的亲疏水性，使其作为功能因子的载体材料，起到保护功能因子的作用，实现功能因子在体内的缓慢释放。菊糖的衍生化研究日渐蓬勃，但目前对菊糖衍生物功能性食品的研究仍存在较大空白。矿物微量元素钙、铁、锌、锰、硒等是人体必需的微量元素，具有许多重要的生理功能，是食品营养强化的重要元素。目前矿物微量元素的营养强化一般以无机化合物的形式进行，但这些无机化合物的口感差，且会刺激胃肠道，具有一定毒性。此外，无机盐形式的微量元素易与食品中植酸等物质结合，形成不溶性螯合物，降低微量元素吸收率。有机物如氨基酸、多糖等的螯合是微量元素强化的另一重要形式，可以避免无机微量元素对胃肠道粘膜的刺激，但目前已有的微量元素有机螯合物多以不溶性沉淀为主，其消化吸收率低。
技术实现思路
针对上述现有的微量元素与无机化合物或有机氨基酸进行螯合后，其螯合物会刺激胃肠道和/或不沉淀、消化吸收率低的问题，本专利技术提出了一种可溶性的M-羧基化菊糖螯合物及其制备方法。具体技术方案如下：一种可溶性的M-羧基化菊糖螯合物的制备方法，其包括以下步骤：1)制备菊糖琥珀酸衍生物：将菊糖溶于无水N,N-二甲基甲酰胺中，依次加入三乙胺和琥珀酸酐，进行沉淀反应，得菊糖琥珀酸衍生物；2)制备可溶性的M-羧基化菊糖螯合物：将菊糖琥珀酸衍生物在35℃-45℃下干燥，之后用超纯水溶解，菊糖琥珀酸衍生物与超纯水的质量比为：1:3-5，再加入含微量元素溶液在室温下进行螯合反应，得可溶性的M-羧基化菊糖螯合物，M表示微量元素。进一步限定，所述沉淀反应的具体过程为：在惰性气体氛围中、温度为20℃-30℃的条件下，加入乙醚或丙酮。进一步限定，所述乙醚或丙酮的体积为8-15ml。进一步限定，所述菊糖的质量为5-1：1，所述无水N,N-二甲基甲酰胺的质量与菊糖质量比约1-5:1。进一步限定，所述M为铁、锌或钙。进一步限定，所述含微量元素溶液为氯化铁溶液、氯化锌溶液、氯化钙溶液、乙酸铁溶液、乙酸锌溶液、乙酸钙溶液、硫酸铁溶液、硫酸锌溶液、硫酸钙溶液、氯化亚铁溶液、乙酸亚铁溶液或酸亚铁溶液。上述的菊糖琥珀酸衍生物在保持微量元素在胃肠道内缓释方面的应用。基于上述可溶性的M-羧基化菊糖螯合物的制备方法制备的可溶性的M-羧基化菊糖螯合物。进一步限定，所述的可溶性的M-羧基化菊糖螯合物为粒径大小为5-40μm的颗粒状结构。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术所制备的可溶性的M-羧基化菊糖螯合物，其可以实现对Fe3+、Ca2+、Zn2+等微量元素与菊糖琥珀酸衍生物的螯合，M-羧基化菊糖螯合物结合了菊糖分子的溶解性、生物活性、无毒性和促进微量元素吸收的性能，使得微量元素能够在胃肠道内缓慢释放，且本专利技术的M-羧基化菊糖螯合物是可溶性的，可以在胃肠道内的酸性条件下被缓慢溶解和吸收，提高了微量元素的消化吸收率、降低了微量元素的毒性，是微量元素营养强化的理想来源；本专利技术为缺铁性贫血的口服药物治疗和膳食补充提供了有效途径，也为开发微量元素的营养强化食品提供新的思路和方法。2、本专利技术可溶性的M-羧基化菊糖螯合物，其对体内的正常细胞没有任何毒副作用，对癌细胞具有一定的抑制效果。3、本专利技术可溶性的M-羧基化菊糖螯合物的制备方法，其制备菊糖琥珀酸衍生物的制备过程是将菊糖与琥珀酸酐在无水N,N-二甲基甲酰胺反应，N,N-二甲基甲酰胺无羟基不会影响菊糖上羟基的反应，以三乙胺为反应助剂，促进反应羧基化菊糖的生成，反应中酸酐键打开并连接到聚糖分子连上，得到羧基化菊糖。羧基化聚糖中的羧/羟基易与微量元素螯合，实现M-羧基化菊糖螯合物的制备。4、本专利技术制备的菊糖琥珀酸衍生物与微量元素螯合后，能够保持微量元素在胃肠内的缓慢释放，进而通过胃肠道对微量元素进行缓慢吸收，即能够确保微量元素的有效吸收；可以有效避免微量元素由于短时间内释放完，只有一部分被人体吸收，而另一部分没有被来得及吸收的微量元素被排出体外的现象发生。附图说明图1中a为菊糖的核磁共振谱图；b为菊糖琥珀酸衍生物的核磁共振谱图；图2为实施例中的菊糖、菊糖琥珀酸衍生物和铁-羧基化菊糖螯合物、实施例5中的锌-羧基化菊糖螯合物以及实施例3中的钙-羧基化菊糖螯合物的傅里叶红外光谱图；图3中a为不同浓度的氯化铁溶液与菊糖琥珀酸衍生物螯合率的关系图；b为不同浓度的氯化铁溶液与INU-SA配位数的关系图；图4中1-9依次分别为浓度为0.02mol/L、0.05mol/L、0.1mol/L、0.5mol/L、1mol/L、1.2mol/L、1.5mol/L、2mol/L和3mol/L的氯化铁溶液与菊糖琥珀酸衍生物的螯合产物；图5中a为铁-羧基化菊糖螯合物模拟胃液消化时铁离子释放量与时间的关系；b为铁-羧基化菊糖螯合物模拟胃液消化时铁离子释放率与时间的关系；图6为a为铁-羧基化菊糖螯合物模拟肠液消化时铁离子释放量与时间的关系；b为铁-羧基化菊糖螯合物模拟肠液消化时铁离子释放率与时间的关系；图7为铁-羧基化菊糖螯合物浓度与细胞存活率的关系图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术的技术方案进行进一步地解释说明，但本专利技术并不限于以下说明的实施方式。实施例1本实施例一种可溶性的铁-羧基化菊糖螯合物的制备方法，其包括以下步骤：1)制备菊糖琥珀酸衍生物：将5g的菊糖溶于10ml的无水N,N-二甲基甲酰胺中，先后依次加入2ml的三乙胺和2g的琥珀酸酐，混合均匀，在温度为24℃的条件下反应24小时，接着通过10ml的乙醚进行沉淀反应，过滤，取沉淀物，得菊糖琥珀酸衍生物；2)制备可溶性的铁-羧基化菊糖螯合物：将5g的菊糖琥珀酸衍生物在40℃的条件下干燥，之后加入100g的超纯水溶解，再加入体积为1ml、浓度为5mol/L的氯化铁溶液在温度为20℃的条件下进行螯合反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可溶性的M-羧基化菊糖螯合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)制备菊糖琥珀酸衍生物：/n将菊糖溶于无水N,N-二甲基甲酰胺中，依次加入三乙胺和琥珀酸酐，进行沉淀反应，得菊糖琥珀酸衍生物；/n2)制备可溶性的M-羧基化菊糖螯合物：/n将菊糖琥珀酸衍生物在35℃-45℃下干燥，之后用超纯水溶解，菊糖琥珀酸衍生物与超纯水的质量比为：1:3-5，再加入含微量元素溶液在室温下进行螯合反应，得可溶性的M-羧基化菊糖螯合物，M表示微量元素。/n

【技术特征摘要】
1.一种可溶性的M-羧基化菊糖螯合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)制备菊糖琥珀酸衍生物：
将菊糖溶于无水N,N-二甲基甲酰胺中，依次加入三乙胺和琥珀酸酐，进行沉淀反应，得菊糖琥珀酸衍生物；
2)制备可溶性的M-羧基化菊糖螯合物：
将菊糖琥珀酸衍生物在35℃-45℃下干燥，之后用超纯水溶解，菊糖琥珀酸衍生物与超纯水的质量比为：1:3-5，再加入含微量元素溶液在室温下进行螯合反应，得可溶性的M-羧基化菊糖螯合物，M表示微量元素。


2.如权利要求1所述的可溶性的M-羧基化菊糖螯合物的制备方法，其特征在于，所述沉淀反应的具体过程为：在惰性气体氛围中、温度为20℃-30℃的条件下，加入乙醚或丙酮。


3.如权利要求2所述的可溶性的M-羧基化菊糖螯合物的制备方法，其特征在于，所述乙醚或丙酮的体积比为8-15ml。


4.如权利要求1-3任一项所述的可溶性的M-羧基化菊糖螯合物的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉环，王贝贝，李建科，岳晓霞，贺春萌，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61