[發明專利]光度法和XRD聯用確定微量元素復合氨基酸/小肽螯合物合成配比及螯合率快速估測方法

在審

• 申請號: 201610188188.6
• 申請日: 2016-03-30
• 公開（公告）號: CN107286219A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: 張前前;劉強;李苓
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: C07K1/107
• 分類號: C07K1/107;C07C227/18;C07C229/76;G01N21/31;G01N23/20
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技術領域

本發明屬于化學、化工、生化應用領域，涉及飼料的微量元素添加劑制備領域，尤其涉及一種復合氨基酸/小肽的微量元素螯合物的制備及其螯合率的快速估測方法。

背景技術

微量元素指占生物體總質量0.01%以下，且為生物體所必需的一些元素。如鐵、鋅、銅、錳、硅、碘、溴、硒等。無論是在水產養殖還是畜牧動物抑或禽類養殖等產業中，甚至對于人類，微量元素在這些動物機體的代謝中，都是不可或缺的營養素，有著不可替代的作用。自從20世紀50年代開始使用微量元素添加劑，主要經歷了三個發展階段。第一階段是主要是無機鹽類，最早由英國Barben等發現在飼料中添加銅（Ⅱ）能促進豬的生長，并進行了大量微量元素的試驗，使無機鹽微量元素添加劑（主要有硫酸銅鐵、硫酸銅、硫酸鋅等硫酸鹽類）在生產中得到廣泛應用。第二階段是有機酸鹽類，主要包括抗壞血酸亞鐵、檸檬酸亞鐵、酒石酸酸鋅、富馬酸酸鋅及葡萄糖酸鋅等。但這兩代添加劑都不可避免地存在吸收利用率低、混合不均勻、易潮解、亞鐵鹽易氧化等缺點。第三階段是以氨基酸銅、氨基酸鋅、氨基酸亞鐵和氨基酸錳為代表的氨基酸過渡金屬螯合物 (Amino Acid Transition Metal Chelates：AATMC)。氨基酸過渡金屬螯合物是指一種過渡金屬離子與一個或多個氨基酸/小肽通過配位鍵絡合而成的具有環狀結構的化合物。螯合后的有機物微量元素既可以滿足機體所需的微量元素，又可以補充氨基酸，具有雙重功效。這類接近于動物體內的天然形態的氨基酸微量元素補充劑，具有良好的化學穩定性、較高的生物學效價、抗干擾強、溶解性較高、易消化吸收以及刺激性小、無毒害等特點，是目前被認為較理想的一種添加劑，在畜牧業和養殖業中應用前景廣闊。

AATMC中的氨基酸配體有單一氨基酸配體和復合氨基酸配體兩種，其中單一氨基酸配體要求高，原料緊缺且價格昂貴，這就需要人們尋找價格比較便宜的原料。而動物和植物的蛋白酶解液富含多種氨基酸和小肽，可以用作制備復合氨基酸/小肽螯合物的原料，例如生化行業廢水（動物骨頭、羽毛的酶解液）、廉價的豆科植物（如苜蓿）的蛋白酶解液，即復合氨基酸/小肽來源比較廣泛，而且價格比較便宜，因此制備復合氨基酸微量元素螯合物比制備單一氨基酸微量元素螯合物更為經濟。復合氨基酸/小肽微量元素螯合物制備的關鍵在于適合的物料配比。而且，在國內飼料微量元素添加劑行業領域，無論是單一氨基酸微量元素螯合物還是復合氨基酸/小肽微量元素螯合物，圍繞其螯合率（即螯合態元素的比例）的測定沸沸揚揚、莫衷一是。傳統的電化學分析方法，如離子選擇性電極法、氧化還原電位滴定法、濃差電位法等測定絡合體系的絡合率，這類方法有很多不足，一是只能間接籠統地測得游離或絡合金屬離子的總量；二是方法準確度差。由于電位測定法一般要求樣品的濃度較低，因此樣品大都稀釋，溶液稀釋后絡合平衡會發生移動，所以電化學方法的結果不能代表真實情況；三是方法局限性較大。如離子選擇性電極，目前僅限于 Cu²⁺ 、Ca²⁺ 等少數幾個離子有選擇性電極，且性能不太穩定。近期的文獻報道的螯合率的測定方法主要有兩種: 一是凝膠過濾色譜法，二是有機溶劑萃取法。葡聚糖凝膠過濾色譜法操作復雜，實驗時間長，對實驗設備條件要求較高，需要配備原子吸收分光光度計，而且該方法進樣量少，稀釋倍數很大，變異系數大，對于操作人員的要求也很高，不適用于推廣到實際生產中，對于其他不同產品的測定可行性也有待進一步研究；有機溶劑萃取法操作簡單，實驗設備、人員要求也低，但是，理論上螯合態的微量元素在有機溶劑中也是有一定溶解度的，對不同的產品，選擇合適的有機溶劑和用量仍然是一個需要研究的問題?？傊?，有機微量元素螯 (絡)合物螯合率測定的難點在于以下兩個方面，一是有機微量元素螯(絡)合物的產品豐富，它們在溶解度、酸堿度、配位比、螯合強度方面都有比較大的差異，難以建立統一的方法；二是樣品中螯合態和游離態的微量元素難以準確分離，而且有機微量元素對酸和堿的穩定性不強，在酸和堿的環境中都有一定程度的分解，總的來說目前還沒有成熟的分離方法，很難準確地測定螯合率。

本發明從化學合成物料配比入手，采取光度法與X-射線衍射技術（XRD）結合，快速獲得復合氨基酸/小肽與微量元素的最佳配比，并以X-射線衍射技術快速、準確檢測產物中微量元素的存在狀態，從而間接估測其螯合率。

發明內容