复合氨基酸铬的合成及应用研究

　　摘要：本文利用脱脂大豆粕的硫酸水解液为复合氨基酸的来源，用复合氨基酸与CrCl3・6H2O螯合，得到复合氨基酸铬螯合物；本实验主要讨论的是如何有效的从大豆饼粕中提取复合氨基酸以及所适合的酸、酸的浓度、水解时间，以及使用提取出的复合氨基酸制备复合氨基酸铬的反应条件。

　　关键词：复合氨基酸；复合氨基酸铬；螯合

　　

　　1、制备复合氨基酸铬的意义

　　复合氨基酸铬是近几年来发展起来的一类重要的饲料及食品添加剂。铬是人体必须微量元素，Cr3＋是机体内葡萄糖耐量因子构成部分，属于胰岛素的帮助因子，可以改进糖尿病患者的糖耐量，降低血糖、血脂和加强胰岛素的作用效果。铬与尼克酸和一些氨基酸联合成为特别螯合物，促使血糖进入肝和肌肉中以糖原形式储存起来，从而促使血糖降低。

　　铬主要以Cr3＋构成葡萄糖耐量因子（GTF），协助胰岛素作用，影响糖类、脂类、蛋白质和核酸的代谢[1]。铬进入肌体后经肠道吸收，在血液里与运送铁的球蛋白结合，而后被运至肝脏及全身。不同形式的铬在组织中的结合程度不同，导致吸收率不同，因此，铬的吸收与化学结合形式有很大的关系。无机铬不但毒性大，且仅以极低的水平吸收，吸收率约为0.4~3%。有机铬较无机铬易被吸收，吸收率为10~25%，其有效性约为无机铬的10倍以上[2]。所以有机铬是一种较有应用前景的铬补充物。

　　研究表明，人的动脉粥样硬化、糖尿病、冠心病。末梢神经炎、近视眼等病症与铬的缺乏有关；动物缺铬，表现为胆固醇或血糖升高，动脉粥样硬化，生长迟缓，寿命缩短[3]。据报道，目前我国患糖尿病病人达5800万人，且还有增长的趋势。因此，研究和开发一种成本低、无毒副作用的有机铬产品，具有重要的现实意义。

　　故本文以大豆粕为原料，对其进行酸水解后，再与铬盐进行螯合，制得复合氨基酸螯合铬，从中找出最佳合成路线，为其今后开发、利用提供理论依据

　　2、实验方法

　　2.1复合氨基酸的制备工艺路线:

　　脱脂豆粕→高速粉碎→过40目筛回流水解→脱色→浓缩→抽滤→产品

　　组装加热搅拌的回馏装置，然后称取50g大豆饼粕粉末置于三口烧瓶中，再加入浓度为4mol・L-1的硫酸溶液150mL。开始加热时烧瓶中的液体为浅黄色随着温度的慢慢升高颜色逐渐变深为浅褐色。当温度到达90oC时烧瓶中的液体颜色逐渐变深最后为黑色，温度升高到106oC时不再上升。加热回馏10h得到黑色水解液。然后加入80g・L-1的活性炭在80oC水浴脱色30min趁热抽滤，溶液的颜色为淡黄色，在滤液中边搅拌边加入新配的质量浓度为150g・L-1的Ca(OH)2混悬液250mL中和至PH=10，静置20分钟后抽取上层清液，溶液的颜色为黄色透明，将水解液装入250mL圆底烧瓶中进行减压蒸馏（控温在75oC）在液体表面出现结晶膜时停止蒸馏，陈化结晶12h后进行减压抽滤。然后在80oC烘干得到黄色固体粉末,称量产品的质量为1.5g。

　　2.2复合氨基酸铬螯合物的合成工艺路线：

　　复合氨基酸→螯合→浓缩液→沉淀→分离→干燥产品→计算螯合率

　　称取复合氨基酸1.1g,配制成50mL水溶液，加入CrCl3・6H2O3.3g，沸腾回流5h，把CrCl3・6H2O加入复合氨基酸中有白色的絮状物质产生，回流的过程中溶液的颜色由绿色变成深绿色，最后变为墨绿色。浓缩到近干，加人35mL无水己醇，搅拌，用800型离心分离机离心分离，在50～60℃下真空干燥，得产品[4]。

　　2.3螯合率的测定

　　2.3.1EDTA络合滴定

　　准确的移取25mL试液于250mL锥形瓶中，加人50mL水，滴加2~3滴PAN指示剂，用0.01mol・L-1EDTA标准溶液滴定，溶液颜色由紫红变为淡黄色即为滴定终点。

　　2.3.2螯合率的计算

　　螯合率(%)=(螯合态铬元素的含量/铬元素的总量)100%

　　相同时间条件下，不同的质量配比，其螯合率的测定结果如下表所示。

　　螯合率的测定结果

　　复合氨基酸：

　　CrCl3・6H2O 1:1 2:1 3:1 4:1

　　螯合率(%) 56.2 71.4 89.2 90.1

　　

　　结果表明，随着质量配比的增加，其螯合率逐渐增加，但是3:1后的增加幅度明显降低，故本实验经综合考虑确定其质量配比为3:1

　　3、结论

　　复合氨基酸铬是一种螯合物，金属离子Cr3+在配位体氨基酸的保护下，既避免了矿物质之间的相互影响，也避免了其他杂质离子的不良作用。消除了无机微量元素那种易潮结块对某些营养成分有破坏作用等弊端，具有与其它添加剂混合贮存无配伍禁忌等优点。其配位体是蛋白质水解中的氨基酸、二肽或其它小肽，在鳌合过程中，蛋白质配位体与金属离子之间形成化学键。从理论上讲，它既不象柠檬酸盐等在被同化入组织前就趋于分解，也不象EDTA与金属之间形成的螯合物那么牢固，很难被生物体吸收。但由于氨基酸螯合物价格比较高，在经济上用户难以接受，从而影响了产品推广，针对这种状况，本实验利用豆粕进行水解来制取复合氨基酸，为大规模开发利用更多更好的氨基酸微量元素螯合物开辟了一条新的途径，应用前景广阔。

　　参考文献

　　[1]栾广中、李宏军、张宗岩．铬―人体重要的保健微量元素.中国乳品工业1999,(6):41~42

　　[2]李平.微量元素铬作为功能食品因子的研究进展.食品与发酵工程业2001,1(27):74~77

　　[3]北京理工大学.有机铬生产可行性分析.化工科技市场2002,25(1):63~64

　　[4]许立和.复合氨基酸铬螯和物的研究.化工科技市场2002,25(17):33~34

　　注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文