制备葡糖酸钙的方法技术

本发明专利技术提供了一种从葡萄糖制备葡糖酸的方法。本发明专利技术的一方面是提供一种包括使用酶的方法。本发明专利技术的方法对于用经济的方法制备适合用作食品强化剂的葡糖酸钙具有极大的益处。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过酶促过程制备葡糖酸钙。
技术介绍
在食物中，并非总是存在或可获得足量的微量营养素(维生素和矿物质)。这可能是因为农作物生长的土壤的特殊缺陷，微量营养素的生物利用度低下，不平衡的饮食或肠道寄生虫。推荐的营养摄入量(RNI)或推荐的每日限量(RDA)的目的是告知公众微量营养素摄入量的健康水平。已经证实，某些营养素的摄入水平高于目前的RNI可对健康产生额外的好处。例如，钙摄入水平高于RNI与成年早期增加骨量和晚年降低骨质疏松症的风险相关。足够的钙摄入量不但对预防和治疗骨质疏松症有益，而且可以降低几种疾病的风险，包括高血压、直肠癌和草酸肾结石。青少年和老年人特别容易受到钙摄入量不足的不利影响。最近的研究和饮食建议强调孕妇和儿童中足够钙营养的重要性，特别是在进行与青春期发育相关的快速生长和骨骼矿化的人群。目前，世界很多地区的儿童和青少年钙的饮食摄入量普遍低于推荐的最佳水平。尽管食物中有足够的钙可以达到RNI的水平，调查数据表明很多人没有食用推荐数量的钙。例如，由于健康、文化或个人的原因，很多人没有食用奶制品而因此钙摄入水平低。为了减轻微量营养素的缺乏，食品强化成为营养策略的重要因素。有效的食品强化流程通过提供多种必需营养素改善了食品提供的营养品质而纠正了其不足的摄入。强化或富集，定义为加入一或多种维生素或矿物质到食品中而不管是否那食品已经含有那种物质，且涉及维生素A、B1、B2、B6、B12、C、D、E、K、烟酸、叶酸、泛酸和生物素和矿物质钠、钾、钙、磷、镁、铁、锌、碘、氯、铜、氟、锰、铬、硒、钴、钼、锡、钒、硅和镍。食品强化由官方政府的计划所调控并被用作一种公众健康干涉(添加碘到盐)的工具，以恢复在食品加工过程中丢失的营养素(添加维生素A到低脂或脱脂牛奶)，确保替代食品具有相当的营养价值(添加维生素A到人造黄油)或确保特殊膳食如粗粮替代物、营养的补充物、低盐食品、无谷蛋白食品(gluten-free foods)、配制的流体食品和无糖食品的适当营养素组成。规章确定哪种强化是被允许的。在人类膳食中，矿物质如钠、钾、钙和镁的存在具有显著的重要性。官方文件表明对于成年人摄入钠1.1-3.3克/天和钾1.9-5.6克/天被认为是安全的和足够的每天膳食摄入水平。对于钙和镁，推荐的每日限量(RDA)分别是0.8-1.2克/天和0.3-0.4克/天。通常，钠可达到足够水平并很容易以精制食盐形式得到补充。而特别是钙的情况更加复杂。在人体内，钙主要存在于骨骼和牙齿中(99％)，且钙在细胞内液和外液、血液凝集、肌肉收缩、神经传导的许多酶促反应以及维持正常心跳和血压中起重要作用。钙是体内最丰富的矿物，主要以磷酸钙的形式存在。骨骼是Ca2-和PO43-的巨大的储蓄池和缓冲器。血浆中Ca2-和PO43-的水平由甲状旁腺激素(PTH)和降钙素严格限制在一个窄的范围内，甲状旁腺激素是一种可增加骨骼钙的动员和肠道吸收并减少肾脏钙的排泄量的甲状旁腺肽，而降钙素是一种具有减少骨骼钙释放并增加肾脏钙和磷的排泄的甲状腺来源的肽。维生素A也主要与肠内钙的吸收有关。每日钙的丢失必须通过膳食摄入来恢复。已经证实的钙来源是食品(天然产生的和/或食品强化剂)、矿物质补充剂和其他来源如抗酸剂(用于治疗胃溃疡和胃酸反流)。对于大多数人来说，膳食钙最大的来源是牛奶(1.2-1.4钙/升)和其他乳制品。但是，特别是欲达到1.2-1.5克/天(美国RNI)的钙摄入量，钙的其他来源是重要的。大多数蔬菜包含钙，虽然只有很低密度。因此，需要比较大的供给才能与典型乳制品达到的总摄入量相等。足够的钙不仅依赖于摄入量，而且依赖于食品中钙在肠内吸收并被身体利用的程度，称为生物利用度(bioavailability)。即使通过每日饮食摄入了充足的钙，在理论上足以维持体内钙的平衡，体内也可能出现钙缺乏。通常，蔬菜钙的生物利用度是高的。菠菜除外，它含有大量的草酸盐，导致钙实际上不能被生物利用。一些高肌醇六磷酸食品，如全糠谷类，钙的生物利用也很低。虽然维生素D和甲状旁腺激素与肠道内主动吸收过程相关，磷酸盐在基于扩散的被动吸收中扮演重要角色。这种吸收过程被溶解的钙的浓度正激活钙化合物的溶解度越大，被动吸收作用越强。由于低pH环境，胃里几乎所有摄取的和存在的钙基本都是离子形式。但是，当钙进入肠，环境接近中性(pH6-7，依赖于存在的磷酸盐的量，钙可能沉淀为不溶性的磷酸钙)。身体不能吸收这些沉淀的磷酸钙。当食品中或肠内钙磷酸盐比例低于1时，很可能出现沉淀。在欧洲，这个比例大约为0.6，在美国这个数字甚至更低。因此，食品中钙添加剂对于多种因素都是有益的。已经推出了几个用钙强化的产品。这些产品(最显著的是橙汁)已强化达到与牛奶相似的钙浓度。有限的研究显示在这些产品中钙的生物利用度至少可与牛奶相比。有关各种钙强化剂的生物利用度数据还是不完全的。几个研究指出碳酸钙、硫酸钙、柠檬酸钙和乳酸钙之间具有相同的生物利用度，然而其他研究显示有机钙盐比无机盐如碳酸钙拥有更高的生物利用度。通常，生物利用度由以前所提及的钙化合物的溶解度决定。溶解度定义为某一化合物在有化合物的晶体形式存在的水中的溶解浓度，即可溶形式和晶体形式处于热动平衡。关于强化食品的主要问题包括鉴定适当的载体，选择适当的强化化合物，决定强化物制备和强化过程中使用的工艺以及对食品味道的影响和消费者的满意度。对特定的强化应用，适当钙源的选择常常基于各自产品的许多相关性质的考虑，如味道、钙含量、生物利用度、吸收性(通常10-40％)、生物利用度和对钙而言最重要的是决定生物利用度和吸收性的溶解度。显然，经济因素是另一个重要的考虑因素。理想的钙强化剂显示每升超过3克钙的溶解度。来源于牡蛎贝壳或石灰石的碳酸钙，因为它的高钙含量和低成本，被广泛使用为钙添加剂。但是，碳酸钙具有在胃内生成CO2的缺点，往往产生白垩的口感，终产品有一点苦、滑腻或柠檬味道，并且在食品中可生成沉淀。最重要的是，碳酸钙的低溶解度(＜0.1克/升25℃)并因此具有低吸收性。磷酸钙，如磷酸二钙(dicalcium phosphate)有沙砾口感，味淡，且溶解度很低(＜0.1克/升25℃)。一些有机钙盐如乳酸钙和葡糖酸钙具有高溶解度并可被机体更好地吸收。柠檬酸三钙(tricalcium citrate)具有高钙含量和中性味道，但是溶解度最低(0.2克/升，25℃)。在另一方面，乳酸钙有高溶解度(9.3克/升，25℃)，这使它非常有利于在食品中获得高钙含量。但是，乳酸钙有点苦味。葡糖酸钙与乳酸钙相比有稍低的溶解度(3.5克/升，25℃)，并且它被认为是在味道上最中性的钙盐之一，它可在食品中高水平添加而不产生负面影响。葡糖酸钙也很容易与人体相容。它基本上没有任何毒性或收敛性，并因此具有很好的耐受性。葡糖酸钙是葡糖酸的钙盐。为了使产品注册为强化食品，必须高纯度制备，即无未注册的副产品存在。葡糖酸钙一个重要的缺点是它的生产相对昂贵。文献描述了葡糖酸盐的几个制备过程。美国专利4,845,208描述了使用基于钯的催化剂，通过醛糖氧化反应生产醛糖糖酸的方法。这个方法的缺点是使用了昂贵且具有毒性的催化剂以及形成几个副产品。美国专利5,102,795描述了使用溴化钠和一种中和碱(本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备葡糖酸钙的方法，包括将葡萄糖酶促转化为葡糖酸，继而在加入了一种钙碱的反应混合物中将葡糖酸转化为葡糖酸钙，该反应混合物进一步包括至少一种可用于食品的有机酸盐以及水。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：马库斯约翰内斯安东纽斯威廉默斯沃，迪德里克赖因德克雷默，伯勒姆斯洛茨，约翰内斯伯纳德斯玛丽亚迈伯格，
申请(专利权)人：普拉克生化公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]