专利名称：天然补钙营养剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种人体容易吸收利用的天然补钙营养剂，尤其涉及一种从酪旦白中制备天然补钙制剂一酪旦白糖大分子钙和酪旦白磷酸多肽钙的方法及应用。
发明技术领域钙是人体需求量最大的，必需的常量矿物质元素。正常成人体内含钙约1.2～1.3公斤，钙是骨骼的主要组成部份，缺钙往往导致各种疾病，如佝偻病、骨质疏松等，科学研究表明，生物体普遍缺少钙元素，而且不容易补足，中国人长期以来形成的膳食结构造成了钙的摄入量偏低，中国人对金属元素的吸收能力也不如其他民族。
大量的流行病学资料证实，中国普遍存在着缺钙问题，在儿童和中老年人群中尤为突出和严重，仅依靠饮食来满足钙摄入量的不足是非常困难的。
要解决缺钙问题，必须同时从两方面着手，一方面是增加钙的摄入量，另一方面是增加钙的生物吸收利用率，目前，增加钙的摄入量问题已受到普遍关注，而钙吸收利用率的问题还未得到解决。
促进钙吸收的主要方法是通过增加维生素D的用量来促进钙的吸收，但是维生素D仅能促进十二指肠和小肠上部钙离子吸收，而且维生素D的作用与年龄和钙摄入量关系较大，维生素D摄入过量会对肾脏和骨质造成一定危害。
人体小肠下部较长的肠道内是钙吸收的主要场所，占体内钙吸收阀值70～80％，钙吸收机理是依赖肠道内钙离子的浓度梯度差来完成的，在小肠下部区域内，PH为7～8，呈弱碱性，很容易形成不溶性钙盐，从而限制钙的吸收，研究资料证明，人体从饮食中摄取的钙，其吸收率仅在21～26％，要提高人体对钙的吸收利用率，必须阻断肠道内钙与磷酸结合形成的不溶性磷酸钙。
动物实验和临床试验证实，酪旦白磷酸多肽(CPP)在小肠内能与钙结合形成可溶性钙盐，在生理PH下具有非常好的溶解性，极易被人体吸收，而且酪旦白磷酸多肽来源于天然牛奶旦白，长期服用无毒付作用，国外动物实验证实在喂养动物的饮料内加入酪旦白磷酸多肽钙四个月后，其相对骨密度明显提高。酪旦白磷酸多肽可以通过水解酪旦白来产生。
酪旦白-糖大分子肽是K-酪旦白糖肽，是一种酪旦白水解产物，是唾液酸化的大分子肽，占K-酪旦白的40％，国外科学家发现，含有酪旦白-糖大分子肽的组合物对维持骨或牙的健康，或者用于治疗骨病和牙病具有显著的积极作用。体外试验显示，酪旦白-糖大分子肽可以减少破骨细胞的活性，增加成骨细胞活性，减少骨质成分丢失，减少钙的析出，具有与酪旦白磷酸多肽类似的作用，在小肠下部弱碱性区域与钙结合为可溶性钙盐形式，促进人体钙的吸收作用。
美国专利(5290685)公布的技术中，公布了从酪旦白中制备磷酸多肽的方法，通过用无水乙醇的方法提纯磷酸多肽，这种方法成本高，过程复杂。
中国发明专利(98114267.2)公布的技术是采用乳酸杆菌分解乳旦白多肽，过程复杂，而且形成多肽的大小不易控制。
本发明所要解决的技术问题是，以酪旦白或其相关产品为原料，采用旦白分解酶水解的方式制备磷酸多肽钙和/或酪旦白-糖大分子肽钙，作为人体容易吸收利用的天然补钙营养剂。
发明内容
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案，其特征是，以酪旦白及其相关产品为原料，通过胰旦白酶和/或胰凝乳旦白酶进行旦白水解，以超滤设备分离、浓缩，制备以酪旦白磷酸多肽钙和/或酪旦白-糖大分子肽钙为主要成份的天然补钙营养剂，并通过制备成食品添加剂或药物制剂形式帮助人体补钙。
本发明的技术特征是，用作本发明制备天然补钙营养剂的原料可以是酪旦白及其相关产品，包括酪旦白粉、工业干酪素、干酪酸钠、干酪酸钾、干酪磷酸铵、奶粉等干粉状原料，也可以采用新鲜牛奶或冷冻牛奶等液体原料。
本发明的技术特征是，如果采用液体状牛奶作为原材料，必须用离心方式脱脂，脱脂牛奶用酸剂，最好是盐酸调PH至4.6～4.8，并加热至30℃～50℃维持20～50分钟凝固酪旦白，用离心方式或用尼龙滤布过滤的方式收集酪旦白，用于进一步旦白水解程序。
本发明的技术特征是，如果以干酪酸盐，例如干酪酸钠、干酪酸钾为原料，应该加蒸馏水调配成3％的干酪酸盐溶液，每100升干酪酸盐溶液中加20ml凝乳酶(rennet)，在30℃～45℃温度下，维持40～60分钟，加酸剂调PH至4.6～4.8，加热至30℃～50℃维持20～40分钟，离心方式或过滤方式收集凝固的酪旦白，准备进一步进行旦白水解程序。
本发明的技术特征是，收集干酪酸盐溶液凝固析出酪旦白后的上清液，其中含有丰富的酪旦白-糖大分子肽，在上清液内加碱剂调PH至6.5～6.7，用离心机以每分钟1000～2000转/分的速度离心后用金属滤网滤除剩余的凝固的旦白质，在上清液内缓慢加入氯化钙，每升上清液中加入0.3～0.9克氯化钙，充分搅拌，维持温度在30℃～40℃持续2～3小时，用分子量为2,000～4,000D的超滤膜分离酪旦白-糖大分子肽钙，浓缩液干燥成粉，内含丰富的酪旦白-糖大分子肽钙。
本发明的技术特征是，收集凝集沉淀的酪旦白，将酪旦白按5～30％投料量溶解于50℃～85℃的蒸馏水中，加碱液调PH至7～9，均质工作压力8～15Mpa高压均质成糊状基料，按加酶量0.08％～1.5％，最好是0.4％～0.6％投入胰旦白酶，调PH值至3～6，在37℃～54℃温浴下维持2～8小时，水解酪旦白，酶解过程完成后，迅速加温至85℃保温10分钟灭活胰旦白酶，旦白水解液通过分子量为5,000～15,000D的超滤膜，分离未充分水解的大分子旦白，收集超滤上清液，按上清液容量的20～40％投入氯化钙(重量/容积百分比)，在30℃～40℃温度下充分搅拌2～5小时，用分子量为1,000～5,000D，最好是2,000～3,000D的超滤膜浓缩后，喷雾干燥或真空干燥成粉，内含丰富的酪旦白-磷酸多肽钙。
本发明的技术特征是，为了让旦白水解过程充分，并确保大多数旦白链断裂，一种改良的方式可以是，在旦白水解进行一小时后，持续用交错切面流体超滤装置，采用分子量为8,000～12,000D的超滤膜持续过滤分离，分子量小于超滤膜孔径的小分子多肽持续被收集，而分子量大于超滤膜孔径的未充分水解的旦白质分子又被重新送回旦白水解反应锅内继续水解，这种方法不仅使已经被水解的小分子多肽持续被收集，还能促进旦白和酶之间的交互反应接触，使旦白水解更彻底。
本发明的技术特征是，酪旦白磷酸多肽除了可以与钙形成磷酸多肽钙，还可以与镁、锌、铁、磷、铜等微量元素结合成金属螯合物，并促进这些微量元素的吸收，本发明的另一改良方法也可以在富含磷酸多肽的旦白水解液内除添加氯化钙以外，按比例添加硫酸镁、硫酸亚铁、氯化锌、氯化铜等微量元素，以帮助人体同时补充多种容易吸收的金属螯合物，尤其添加金属镁，还可以促进钙在人体的吸收，增加钙的生物利用度。
本发明的技术特征是，本发明方法制备的酪旦白磷酸多肽钙和/或酪旦白-糖大分子肽钙可以单独应用，而联合应用会取得更好的效果，本发明方法制备的天然补钙营养剂适用于预防和治疗骨质疏松、佝偻病，可用于骨折后促进骨折愈合，也可用作儿童、中老年人、孕妇的日常补钙营养剂。
本发明的技术特征是，本发明方法制备的天然补钙营养剂可以作为食品添加剂添加到各类食品中，成为补钙强化食品，包括但不限于，奶粉、乳精、炼乳、饼干、糕点、糖果、冰琪淋、布丁、果冻、冲剂、果汁、咖啡、袋泡茶等多种食品形式，也可以与医药等级的辅料混合制备成片剂、咀嚼片、含片、泡腾片、软胶囊、硬胶囊、乳剂、颗粒剂、丸剂、膜剂等多种形式以供服用。
本发明的有益效果是，本发明方法制备的磷酸多肽钙和酪旦白-糖大分子肽钙可以在人体小肠下段弱碱性区域形成可溶性钙盐，促进人体吸收利用钙离子，是最适合人体吸收形式的补钙制剂，并且属于天然营养剂，长期服用安全可靠，无任何毒付作用。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明实施例制备酪旦白磷酸多肽钙和酪旦白-糖大分子肽钙以100公斤干酪酸钠为原料，用蒸馏水溶解调配3％的干酪酸钠溶液，加入凝乳酶20ml/100升溶液，调PH至6.8，升温至37℃维持50分钟，加入4N HCL调PH至4.6，加热至40℃维持20分钟，用离心机5000转/分的速度离心15分钟，沉淀凝集的酪旦白。
收集上清液，用2N的氢氧化钾调PH至6.6，以1000转/分速度离心后用200目金属滤网过滤，上清液内加入0.5克/升的氯化钙，用分子量为3,000D的超滤膜在交错切面流体超滤装置上分离过滤，并浓缩至起始容积20％，喷雾干燥成粉，获富含酪旦白-糖大分子肽钙的干粉。
在浓度为6.2％的酪旦白溶液内投入50℃的蒸馏水，加2N氢氧化钾调PH至8，均质工作压力为12Mpa，加酶量为4克/L(重量/容积百分比)，加入胰旦白酶(Sigma Pancretin ofbovin origin having an activity 4 NF)，反应锅内PH用2N的氢氧化钾维持在PH8左右，温度维持在37℃～40℃，持续6小时，在酶解开始后一小时，旦白水解液开始在交错切面流体超滤装置(超滤膜分子量为10,000D)和酶解反应锅之间反复循环，收集渗透超滤膜的小分子多肽，将大分子量的未水解旦白再送入反应锅内酶解，酶解过程结束，加温至90℃维持10分钟，灭活胰旦白酶，反应锅内旦白水解液经超滤装置(超滤膜分子量为10,000D)分离过滤，合并超滤上清液，加入氯化钙20％(重量/容积百分比)，充分搅拌反应2小时，用分子量为2,000D的超滤膜浓缩至起始容量的20％，喷雾干燥成干粉，获富含酪旦白-磷酸多肽钙的干粉。
权利要求
1.本发明涉及一种人体容易吸收利用的天然补钙营养剂，尤其涉及一种从酪旦白中制备天然补钙制剂一酪旦白糖大分子钙和酪旦白磷酸多肽钙的方法及应用，其特征是，以酪旦白及其相关产品为原料，通过胰旦白酶和/或胰凝乳旦白酶进行旦白水解，以超滤设备分离、浓缩，制备以酪旦白磷酸多肽钙和/或酪旦白-糖大分子肽钙为主要成份的天然补钙营养剂，并通过制备成食品添加剂或药物制剂形式帮助人体补钙。
2.按照权利要求1所述的方法，本发明的技术特征是，用作本发明制备天然补钙营养剂的原料可以是酪旦白及其相关产品，包括酪旦白粉、工业干酪素、干酪酸钠、干酪酸钾、干酪磷酸铵、奶粉等干粉状原料，也可以采用新鲜牛奶或冷冻牛奶等液体原料。
3.按照权利要求1所述的方法，本发明的技术特征是，如果采用液体状牛奶作为原材料，必须用离心方式脱脂，脱脂牛奶用酸剂，最好是盐酸调PH至4.6～4.8，并加热至30℃～50℃维持20～50分钟凝固酪旦白，用离心方式或用尼龙滤布过滤的方式收集酪旦白，用于进一步旦白水解程序。
4.按照权利要求1所述的方法，本发明的技术特征是，如果以干酪酸盐，例如干酪酸钠、干酪酸钾为原料，应该加蒸馏水调配成3％的干酪酸盐溶液，每100升干酪酸盐溶液中加20ml凝乳酶(rennet)，在30℃～45℃温度下，维持40～60分钟，加酸剂调PH至4.6～4.8，加热至30℃～50℃维持20～40分钟，离心方式或过滤方式收集凝固的酪旦白，准备进一步进行旦白水解程序。
5.按照权利要求1所述的方法，本发明的技术特征是，收集干酪酸盐溶液凝固析出酪旦白后的上清液，其中含有丰富的酪旦白-糖大分子肽，在上清液内加碱剂调PH至6.5～6.7，用离心机以每分钟1000～2000转/分的速度离心后用金属滤网滤除剩余的凝固的旦白质，在上清液内缓慢加入氯化钙，每升上清液中加入0.3～0.9克氯化钙，充分搅拌，维持温度在30℃～40℃持续2～3小时，用分子量为2,000～4,000D的超滤膜分离酪旦白-糖大分子肽钙，浓缩液干燥成粉，内含丰富的酪旦白-糖大分子肽钙。
6.按照权利要求1所述的方法，本发明的技术特征是，收集凝集沉淀的酪旦白，将酪旦白按5～30％投料量溶解于50℃～85℃的蒸馏水中，加碱液调PH至7～9，均质工作压力8～15Mpa高压均质成糊状基料，按加酶量0.08％～1.5％，最好是0.4％～0.6％投入胰旦白酶，调PH值至3～6，在37℃～54℃温浴下维持2～8小时，水解酪旦白，酶解过程完成后，迅速加温至85℃保温10分钟灭活胰旦白酶，旦白水解液通过分子量为5,000～15,000D的超滤膜，分离未充分水解的大分子旦白，收集超滤上清液，按上清液容量的20～40％投入氯化钙(重量/容积百分比)，在30℃～40℃温度下充分搅拌2～5小时，用分子量为1,000～5,000D，最好是2,000～3,000D的超滤膜浓缩后，喷雾干燥或真空干燥成粉，内含丰富的酪旦白-磷酸多肽钙。
7.按照权利要求1所述的方法，本发明的技术特征是，为了让旦白水解过程充分，并确保大多数旦白链断裂，一种改良的方式可以是，在旦白水解进行一小时后，持续用交错切面流体超滤装置，采用分子量为8,000～12,000D的超滤膜持续过滤分离，分子量小于超滤膜孔径的小分子多肽持续被收集，而分子量大于超滤膜孔径的未充分水解的旦白质分子又被重新送回旦白水解反应锅内继续水解，这种方法不仅使已经被水解的小分子多肽持续被收集，还能促进旦白和酶之间的交互反应接触，使旦白水解更彻底。
8.按照权利要求1所述的方法，本发明的技术特征是，酪旦白磷酸多肽除了可以与钙形成磷酸多肽钙，还可以与镁、锌、铁、磷、铜等微量元素结合成金属螯合物，并促进这些微量元素的吸收，本发明的另一改良方法也可以在富含磷酸多肽的旦白水解液内除添加氯化钙以外，按比例添加硫酸镁、硫酸亚铁、氯化锌、氯化铜等微量元素，以帮助人体同时补充多种容易吸收的金属螯合物，尤其添加金属镁，还可以促进钙在人体的吸收，增加钙的生物利用度。
9.按照权利要求1所述的方法，本发明的技术特征是，本发明方法制备的酪旦白磷酸多肽钙和/或酪旦白-糖大分子肽钙可以单独应用，而联合应用会取得更好的效果，本发明方法制备的天然补钙营养剂适用于预防和治疗骨质疏松、佝偻病，可用于骨折后促进骨折愈合，也可用作儿童、中老年人、孕妇的日常补钙营养剂。
10.按照权利要求1所述的方法，本发明的技术特征是，本发明方法制备的天然补钙营养剂可以作为食品添加剂添加到各类食品中，成为补钙强化食品，包括但不限于，奶粉、乳精、炼乳、饼干、糕点、糖果、冰琪淋、布丁、果冻、冲剂、果汁、咖啡、袋泡茶等多种食品形式，也可以与医药等级的辅料混合制备成片剂、咀嚼片、含片、泡腾片、软胶囊、硬胶囊、乳剂、颗粒剂、丸剂、膜剂等多种形式以供服用。
全文摘要
本发明涉及一种人体容易吸收利用的天然补钙营养剂，尤其涉及一种从酪蛋白中制备天然补钙制剂——酪蛋白糖大分子钙和酪蛋白磷酸多肽钙的方法及应用，其特征是，以酪蛋白及其相关产品为原料，通过胰蛋白酶和/或胰凝乳蛋白酶进行蛋白水解,以超滤设备分离、浓缩,制备以酪蛋白磷酸多肽钙和/或酪蛋白－糖大分子肽钙为主要成分的天然补钙营养剂，并通过制备成食品添加剂或药物制剂形式帮助人体补钙。
文档编号C12P21/00GK1557469SQ20041001610
公开日2004年12月29日 申请日期2004年2月4日 优先权日2004年2月4日
发明者高春平 申请人:高春平