一种聚谷氨酸钙的制备方法及其应用与流程

本发明属于食品营养，具体涉及一种聚谷氨酸钙的制备工艺及其应用。

背景技术：

1、钙是人体的必需元素之一，主要以钙离子的形式存在于人体中。钙具有促进凝血、强化骨骼、维持神经和肌肉活动、调节酶的活性等功能。通过膳食补钙剂补充钙缺失对国民身体健康具有重要的意义。

2、目前补钙剂已经历了三个发展阶段：第一阶段是无机补钙剂，以碳酸钙、磷酸钙、磷酸氢钙为主要原料，尽管钙含量高，但生物利用度在30～40％左右；第二阶段是有机钙，包括葡萄糖酸钙、柠檬酸钙、乳酸钙、醋酸钙等，生物利用度在50％作用；第三阶段是螯合钙，主要包括氨基酸钙、多肽钙等，生物利用度可达70％以上。当前安全高效的螯合钙依然是食品研发的主要热点。

技术实现思路

1、发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种安全高效的聚谷氨酸钙的制备方法，能够显著促进肠细胞对钙的吸收利用。

2、为了解决上述技术问题，本发明公开了一种聚谷氨酸钙的制备方法，包括如下步骤：

3、(1)将聚谷氨酸发酵液过滤除菌，获得澄清发酵滤液，优选地通过0.22μm的陶瓷膜进行过滤除菌；

4、(2)向发酵滤液中加入1/5～1/4体积的质量分数为30％～40％的硫酸铜溶液，充分搅拌，析出蓝色沉淀,即为聚谷氨酸-铜复合沉淀；优选地，加入1/5体积的质量分数为40％的硫酸铜溶液，充分搅拌，析出蓝色沉淀,即为聚谷氨酸-铜复合沉淀；

5、(3)将析出的聚谷氨酸-铜复合沉淀用过滤离心机洗涤，至离心液无色，除去发酵液中的可溶性盐等杂质，然后继续离心脱水；

6、(4)将洗涤脱水后的沉淀溶于2～2.5倍质量(相对于沉淀的质量)的草酸溶液，充分搅拌反应6～12小时，使聚谷氨酸重新溶解，铜离子则与草酸结合形成新的沉淀，得到蓝色悬浮液；

7、(5)用沉降式离心机对蓝色悬浮液进行分离，保留清液，弃掉蓝色的草酸铜沉淀；

8、(6)将离心清液再通过过滤进一步除去不溶性颗粒，优选地利用0.22滤膜进行过滤，得到无色滤液；

9、(7)向无色滤液中边搅拌边加入氢氧化钙，至滤液ph为3.5～4.0，将反应液过滤，优选地，使用0.22滤膜过滤，除去反应生成的不溶的草酸钙沉淀，得到无色透明滤液，即为聚谷氨酸溶液；

10、(8)向聚谷氨酸溶液中继续边搅拌边加入氢氧化钙，至滤液ph为7.0～7.5，使聚谷氨酸中的羧基与钙离子充分结合，将反应液再通过过滤，如通过0.22滤膜过滤，除去溶液中的不溶物，如氢氧化钙不溶物，得到无色透明滤液，即为聚谷氨酸钙溶液；

11、(9)将聚谷氨酸钙溶液通过喷雾干燥器干燥，得到白色粉末，即为制备的聚谷氨酸钙。

12、其中，为了制备得到不同分子量的聚谷氨酸钙，所述聚谷氨酸发酵液中，聚谷氨酸重均分子量不低于1800kda。在一个具体的实施例中，可以采用枯草芽孢杆菌(纳豆芽孢杆菌bacillus subtilis natto xk-01(cctcc no:m2022599)为生产菌株进行发酵得到聚谷氨酸，所述菌株的详细信息披露于cn202310412834.2中。

13、具体地，经过步骤(4)处理后，通过调整草酸质量分数和反应时间，制备不同分子量的聚谷氨酸钙。

14、其中，洗涤脱水后的沉淀溶于2.5倍质量的草酸溶液，草酸质量分数为2％～6％。

15、更进一步地：

16、(1)当草酸质量分数为6％，反应时间为6～8小时，最终制备的聚谷氨酸钙分子量在100kda～300kda；

17、(2)当草酸质量分数为6％，反应时间为8～10小时，最终制备的聚谷氨酸钙分子量在10kda～100kda；

18、(3)当草酸质量分数为6％，反应时间为10～12小时，最终制备的聚谷氨酸钙分子量在5kda～10kda；

19、(4)草酸质量分数为4％，反应时间为6～8小时，最终制备的聚谷氨酸钙分子量在800kda～1000kda；

20、(5)草酸质量分数为4％，反应时间为8～10小时，最终制备的聚谷氨酸钙分子量在600kda～800kda；

21、(6)草酸质量分数为4％，反应时间为10～12小时，最终制备的聚谷氨酸钙分子量在300kda～600kda；

22、(7)草酸质量分数为2％，反应时间为8～10小时，最终制备的聚谷氨酸钙分子量在1300kda～1600kda；

23、(8)草酸质量分数为2％，反应时间为10～12小时，最终制备的聚谷氨酸钙分子量在1000kda～1300kda。

24、优选地，制备的聚谷氨酸钙中，钙的质量分数为10％～12％。

25、优选地，制备得到的聚谷氨酸钙的分子量范围为400kda～1000kda，更优选地，制备得到的聚谷氨酸钙的分子量范围为500-700kda。

26、本发明进一步公开了通过上述制备方法制备得到的聚谷氨酸钙在制备膳食补钙剂上的应用。

27、具体地，所述聚谷氨酸钙进入胃肠道后，可减缓膳食抑制因子对钙离子的钝化作用，促进钙离子在肠道中的溶解度，提高肠道细胞对钙离子的吸收；其中所述的膳食抑制因子为磷酸盐、草酸、植酸、单宁中的任意一种或几种的组合。

28、优选地，所述聚谷氨酸钙的剂型为固体钙片或液体补钙剂。

29、有益效果：本发明制备的聚谷氨酸钙进入胃肠道后，可减缓膳食抑制因子(如磷酸盐、草酸、植酸、单宁等)对钙离子的钝化作用，促进钙离子在肠道中的溶解度，提高肠道细胞对钙离子的吸收。同时，本申请的聚谷氨酸钙的制备方法简单，重复性好，避免了传统聚谷氨酸纯化过程中乙醇的大量使用，节约了原料成本。

技术特征：

1.一种聚谷氨酸钙的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚谷氨酸发酵液中，聚谷氨酸重均分子量不低于1800 kda。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，经过步骤（4）处理后，通过调整草酸质量分数和反应时间，制备不同分子量的聚谷氨酸钙。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，洗涤脱水后的沉淀溶于2.5倍质量的草酸溶液，草酸质量分数为2%~6%。

5.根据权利权利要求4所述的方法，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的一种聚谷氨酸钙的制备工艺，其特征在于，制备的聚谷氨酸钙中，钙的质量分数为10%~12%。

7.根据权利要求1所述的一种聚谷氨酸钙的制备工艺，其特征在于，制备得到的聚谷氨酸钙的分子量范围为400 kda~1000 kda，更优选地，制备得到的聚谷氨酸钙的分子量范围为500-700 kda。

8.权利要求1-5任一项所述的权利要求制备得到的聚谷氨酸钙在制备膳食补钙剂上的应用。

9.权利要求1-5任一项所述的权利要求制备得到的聚谷氨酸钙在缓膳食抑制因子对钙离子的钝化、促进钙离子在肠道中的溶解度、提高肠道细胞对钙离子的吸收上的应用；其中所述的膳食抑制因子为磷酸盐、草酸、植酸、单宁中的任意一种或几种的组合。

10.根据权利要求8或9所述的应用，其特征在于，所述聚谷氨酸钙的剂型为固体钙片或液体补钙剂。

技术总结
本发明公开了一种聚谷氨酸钙的制备方法及应用，通过调整工艺参数，可以制备得到不同分子量的聚谷氨酸钙，钙的质量分数为10%~12%，可作为人体膳食钙补充剂，其中聚谷氨钙的分子量优选400 kDa~1000 kDa。本发明制备得到的聚谷氨酸钙安全高效，能够显著促进肠细胞对钙的吸收利用。

技术研发人员：冯小海,张亚涛,梁金丰,殷文锋
受保护的技术使用者：南京轩凯生物科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15